特許 7219660 荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-31

(45)【発行日】2023-02-08

(54)【発明の名称】荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャ

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20230201BHJP

   H01J 37/305 20060101ALI20230201BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 541B

H01L21/30 541Q

H01J37/305 B

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2019074110

(22)【出願日】2019-04-09

(65)【公開番号】P2020174084

(43)【公開日】2020-10-22

【審査請求日】2022-03-09

(73)【特許権者】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100119035

【弁理士】

【氏名又は名称】池上 徹真

(74)【代理人】

【識別番号】100141036

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 章

(74)【代理人】

【識別番号】100178984

【弁理士】

【氏名又は名称】高下 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】日名田 暢

(72)【発明者】

【氏名】山田 拓

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】実開昭５２－１２７７７２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開昭５４－１１４９７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１２０８３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０８４４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／０３２２１９０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｊ ３７／００－３７／３６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

試料に照射する荷電粒子ビームを出射する照射部と、
前記試料を載置可能なステージと、
第１の開口部を有する第１の部分と、前記第１の部分の前記ステージの側に固定され第２の開口部を有する第２の部分とを有し、前記第２の部分の前記照射部の側の一部が前記第１の部分と離間し、前記第１の部分の前記第１の開口部の内端部の厚さより、前記第１の開口部の内端部と前記第２の部分との間隔が大きく、前記照射部より出射された前記荷電粒子ビームを成形するアパーチャと、
を備え、
前記第１の開口部の径より前記第１の部分の側の前記第２の開口部の径が大きく、前記第１の開口部の径より前記第１の部分の側と反対側の前記第２の開口部の径が大きく、前記第１の開口部の径より前記第１の部分の側と前記第１の部分の側と反対側との間の前記第２の開口部の径が大きい、荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項2】

前記間隔が１００μｍ以上である請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項3】

前記第２の部分の荷電粒子ビーム透過率が前記第１の部分の荷電粒子ビーム透過率よりも小さい請求項１又は請求項２記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項4】

前記間隔と、前記第２の開口部の端部の前記第１の開口部の端部からの後退量とのアスペクト比は５０以上である、請求項１ないし請求項３いずれか一項記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項5】

第１の開口部を有する第１の部分と、前記第１の部分に固定され第２の開口部を有する第２の部分とを有し、
前記第２の部分の前記第１の部分と対向する面の一部が前記第１の部分と離間し、前記第１の部分の前記第１の開口部の内端部の厚さより、前記第１の開口部の内端部と前記第２の部分との間隔が大きく、
前記第１の開口部の径より前記第１の部分の側の前記第２の開口部の径が大きく、前記第１の開口部の径より前記第１の部分の側と反対側の前記第２の開口部の径が大きく、前記第１の開口部の径より前記第１の部分の側と前記第１の部分の側と反対側との間の前記第２の開口部の径が大きい、荷電粒子ビームを成形するアパーチャ。

【請求項6】

前記間隔と、前記第２の開口部の端部の前記第１の開口部の端部からの後退量とのアスペクト比は５０以上である、請求項５記載の荷電粒子ビームを成形するアパーチャ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャに関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイスの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路パターンの微細化が進んでいる。回路パターンの微細化を実現する上で、半導体基板上に回路パターンを形成するリソグラフィ技術が重要となる。リソグラフィ技術を用いて微細な回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。電子ビーム描画は、本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの製造に用いられる。

【0003】

電子ビーム描画では、試料に照射する電子ビームを成形するために、電子ビームを部分的にさえぎるアパーチャが用いられる。電子ビームの成形精度を向上させるため、アパーチャの厚さを薄くし、アパーチャの開口部の端部の加工精度を向上させる。

【0004】

しかし、アパーチャの厚さを薄くすると、アパーチャを透過する電子の量が多くなる。アパーチャを透過した電子は散乱し、例えば、偏向器等の部材に照射され不純物の焼き付きを引き起こす。例えば、偏向器に不純物の焼き付きが生じると、不純物の焼き付きが生じた部分に電子がチャージアップする。偏向器に電子がチャージアップすると、電子ビームがドリフトし、描画の位置精度が劣化するという問題が生じる。

【0005】

特許文献１には、第１の部材に、第１の部材よりも電子ビーム遮蔽能力の高い第２の部材を積層させたアパーチャを用い、アパーチャを透過する電子の量を低減する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１３－１２０９４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする課題は、アパーチャを透過する電子の量を低減することが可能な荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、試料に照射する荷電粒子ビームを出射する照射部と、前記試料を載置可能なステージと、第１の開口部を有する第１の部分と、前記第１の部分の前記ステージの側に固定され第２の開口部を有する第２の部分とを有し、前記第２の部分の前記照射部の側の一部が前記第１の部分と離間し、前記第１の部分の前記第１の開口部の内端部の厚さより、前記第１の開口部の内端と前記第２の部分との間隔が大きく、前記照射部より出射された前記荷電粒子ビームを成形するアパーチャと、を備え、
前記第１の開口部の径より前記第１の部分の側の前記第２の開口部の径が大きく、前記第１の開口部の径より前記第１の部分の側と反対側の前記第２の開口部の径が大きく、前記第１の開口部の径より前記第１の部分の側と前記第１の部分の側と反対側との間の前記第２の開口部の径が大きい、。

【0009】

上記態様の荷電粒子ビーム描画装置において、前記間隔が１００μｍ以上であることが好ましい。

【0010】

上記態様の荷電粒子ビーム描画装置において、前記第２の部分の荷電粒子ビーム透過率が前記第１の部分の荷電粒子ビーム透過率よりも小さいことが好ましい。

【0011】

上記態様の荷電粒子ビーム描画装置において、前記第１の開口部の径より前記第２の開口部の径が大きいことが好ましい。

【0012】

本発明の一態様のアパーチャは、第１の開口部を有する第１の部分と、前記第１の部分に固定され第２の開口部を有する第２の部分とを有し、前記第２の部分の前記第１の部分と対向する面の一部が前記第１の部分と離間し、前記第１の部分の前記第１の開口部の内端部の厚さより、前記第１の開口部の内端と前記第２の部分との間隔が大きい、荷電粒子ビームを成形するアパーチャである。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、アパーチャを透過する電子の量を低減することが可能な荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置の構成を示す概念図。

【図2】第１の実施形態の可変成形型電子描画の動作の説明図。

【図3】第１の実施形態のアパーチャの構造を示す模式図。

【図4】第１の比較形態のアパーチャを用いた場合の問題点の説明図。

【図5】第１の実施形態のアパーチャの作用及び効果の説明図。

【図6】第２の比較形態のアパーチャを用いた場合の問題点の説明図。

【図7】第１の実施形態のアパーチャの効果を示す表。

【図8】第２の実施形態のアパーチャの構造を示す模式図。

【図9】第３の実施形態のアパーチャの構造を示す模式図。

【図10】第４の実施形態のアパーチャの構造を示す模式図。

【図11】第４の実施形態のアパーチャの拡大模式断面図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下、実施形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。ただし、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでもかまわない。

【0016】

本明細書中、描画データとは、試料に描画するパターンの基データである。描画データはＣＡＤ等で設計者により生成された設計データを、描画装置内での演算処理が可能となるようにフォーマットを変換したデータである。図形等の描画パターンが、例えば、図形の頂点等の座標で定義されている。

【0017】

（第１の実施形態）
第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置は、試料に照射する荷電粒子ビームを出射する照射部と、試料を載置可能なステージと、第１の開口部を有する第１の部分と、第１の部分に対してステージの側に固定され第２の開口部を有する第２の部分とを有し、第１の部分と第２の部分との間の一部が離間し、第２の開口部の端部が第１の開口部の端部に対して後退し、第１の部分の第１の開口部の端部の厚さよりも第１の部分と第２の部分の間隔が大きく、試料に照射する荷電粒子ビームを成形するアパーチャと、を備える。

【0018】

また、第１の実施形態の荷電粒子ビームを成形するアパーチャは、第１の開口部を有する第１の部分と、第１の部分に固定され第２の開口部を有する第２の部分とを有し、第１の部分と第２の部分との間の一部が離間し、第１の部分の第２の開口部の端部が第１の開口部の端部に対して後退し、第１の開口部の端部の厚さよりも第１の部分と第２の部分の間隔が大きい。

【0019】

第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャは、上記構成を備えることにより、アパーチャを透過する電子の量を低減することが可能となる。よって、例えば、荷電粒子ビームのドリフト等、荷電粒子ビーム描画装置の特性変動が抑制される。

【0020】

以下、荷電粒子ビーム描画装置が、マスク描画装置である場合を例に説明する。

【0021】

図１は、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置の構成を示す概念図である。

【0022】

図１において、マスク描画装置１００（荷電粒子ビーム描画装置）は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。マスク描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。マスク描画装置１００は、試料１０１に所望するパターンを描画する。

【0023】

描画部１５０は、電子鏡筒１０２、描画室１０３を有している。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１（照射部）、照明レンズ２０２、ブランキング偏向器２１２、ブランキングアパーチャ２１４、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６（アパーチャ）、対物レンズ２０７、及び、偏向器２０８が配置されている。

【0024】

また、描画室１０３内には、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５（ステージ）が配置されている。ＸＹステージ１０５上には、試料１０１を載置することが可能である。試料１０１は、例えば、ウェハにパターンを転写する露光用のマスク基板である。マスク基板は、例えば、まだ何も描画されていないマスクブランクスである。

【0025】

制御部１６０は、駆動回路１０８、磁気ディスク装置１０９、偏向制御回路１１０、デジタルアナログ変換機１１２（ＤＡＣ）、デジタルアナログ変換機１１４（ＤＡＣ）、デジタルアナログ変換機１１６（ＤＡＣ）、制御計算機１２０、及び、メモリ１２１を有している。

【0026】

制御計算機１２０には、磁気ディスク装置１０９に記憶された描画データが入力される。制御計算機１２０に入力される情報、演算処理中の情報、及び、演算処理後の情報は、例えば、メモリ１２１に記憶される。

【0027】

制御計算機１２０には、メモリ１２１、偏向制御回路１１０、磁気ディスク装置１０９が、図示していないバスを介して接続されている。偏向制御回路１１０は、ＤＡＣ１１２、ＤＡＣ１１４、ＤＡＣ１１６に接続される。ＤＡＣ１１２は、ブランキング偏向器２１２に接続されている。ＤＡＣ１１４は、偏向器２０５に接続されている。ＤＡＣ１１６は、偏向器２０８に接続されている。

【0028】

図１では、第１の実施形態を説明する上で必要な構成部分について記載している。マスク描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

【0029】

図２は、第１の実施形態の可変成形型電子描画の動作の説明図である。以下、図１、図２を参照しつつ、マスク描画装置１００による描画方法について説明する。

【0030】

電子銃２０１から電子ビーム２００が出射される。電子銃２０１は、照射部の一例である。電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により、第１のアパーチャ２０３全体を照明する。

【0031】

第１のアパーチャ２０３には、電子ビーム２００を成形するための、開口部４１１が形成されている。開口部４２１の形状は、例えば、図２に示すように、長方形である。第１のアパーチャ２０３により、電子ビーム２００を長方形に成形する。

【0032】

第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。

【0033】

第２のアパーチャ２０６には、開口部４１１を通過した電子ビーム２００を所望の形状に成形するための開口部４２１が形成されている。開口部４２１の形状は、特に限定されるものではない。例えば、図２に示すように、長方形であっても構わない。また、例えば、長方形以外の多角形であっても構わない。また、例えば、複数の多角形を組み合わせた形状であっても構わない。

【0034】

第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５（図１）によって偏向制御される。そして、開口部４２１の所定の一部を通過して、ビーム形状と寸法を変化させることができる。その結果、電子ビーム２００は成形される。

【0035】

第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７（図１）により焦点を合わせ、偏向器２０８により偏向される。その結果、電子ビーム２００は、連続移動するＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。

【0036】

ＸＹステージ１０５の移動は、駆動回路１０８によって駆動される。偏向器２０５の偏向電圧は、偏向制御回路１１０及びＤＡＣ１１４によって制御される。偏向器２０８の偏向電圧は、偏向制御回路１１０及びＤＡＣ１１６によって制御される。

【0037】

開口部４１１と開口部４２１との両方を通過できる電子ビームの形状が、試料１０１の描画領域に描画される。上記のような、開口部４１１と開口部４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。

【0038】

試料１０１上の電子ビーム２００が、所望する照射量を試料１０１に入射させる照射時間ｔに達した場合、以下のようにブランキングする。すなわち、試料１０１上に必要以上に電子ビーム２００が照射されないようにするため、例えば静電型のブランキング偏向器２１２で電子ビーム２００を偏向すると共にブランキングアパーチャ２１４で電子ビーム２００をカットする。これにより、電子ビーム２００が試料１０１面上に到達しないようにする。ブランキング偏向器２１２の偏向電圧は、偏向制御回路１１０及びＤＡＣ１１２によって制御される。

【0039】

ビームＯＮ（ブランキングＯＦＦ）の場合、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、図１における実線で示す軌道を進むことになる。一方、ビームＯＦＦ（ブランキングＯＮ）の場合、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、図１における点線で示す軌道を進むことになる。

【0040】

また、電子鏡筒１０２内及び描画室１０３内は、図示していない真空ポンプにより真空引きされ、大気圧よりも低い圧力となっている。

【0041】

図３は、第１の実施形態のアパーチャの構造を示す模式図である。図３（ａ）が上面図、図３（ｂ）が図３（ａ）のＡＡ’断面図である。

【0042】

第１の実施形態では、例えば、図１、図２の第２のアパーチャ２０６に、図３のアパーチャ１０が適用される。

【0043】

アパーチャ１０は、第１の部分１１と第２の部分１２の積層構造を有する。第１の部分１１は第１の開口部２１を有し、第２の部分１２は第２の開口部２２を有する。第１の開口部２１及び第２の開口部２２の形状は、長方形と六角形を組み合わせた形状である。

【0044】

第２の部分１２は、第１の部分１１に対し、ＸＹステージ１０５の側に位置する。第２の部分１２は、第１の部分１１に対し、ＸＹステージ１０５の側に固定される。第１の部分１１は、第２の部分１２に対し、電子銃２０１の側に位置している。

【0045】

第１の部分１１の上面に、電子ビームが照射される構成となっている。第１の開口部２１及び第２の開口部２２を電子ビームが通過し、電子ビームが成形される。

【0046】

第２の部分１２は、第１の部分１１を透過した電子の一部を遮蔽する機能を有する。

【0047】

第１の部分１１と第２の部分１２は、例えば、同一の材料で形成される。第１の部分１１と第２の部分１２は、例えば、シリコンで形成されている。

【0048】

シリコンを材料として用いることにより、加工の際に既存の半導体プロセスを適用できる。また、不純物の量を低く抑えられる。しかし、例えば、シリコンナイトライド、シリコンカーバイド、シリコンジャーマナイド等の半導体や、金属又は金属化合物を、材料として用いることも可能である。

【0049】

第１の部分１１と第２の部分１２は、例えば、接着層を用いて貼り合わせられている。第１の部分１１と第２の部分１２は、一体成型されていても構わない。

【0050】

第１の部分１１と第２の部分１２がシリコンの場合、第１の部分１１の、第１の開口部２１の端部Ｅ１の厚さｔ１は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。第２の部分１２の第２の開口部２２の端部Ｅ２の厚さｔ２は、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下である。

【0051】

第２の部分１２の電子ビーム透過率は、第１の部分１１の電子ビーム透過率よりも小さい。言い換えれば、同一のエネルギー、同一の量の電子を照射した場合、第２の部分１２を透過する電子の量は、第１の部分１１を透過する電子の量よりも少ない。第１の部分１１と第２の部分１２が同一の材料の場合、第２の部分１２の厚さｔ２は、第１の部分１１の厚さｔ１よりも厚い。

【0052】

図３に示すように、第２の部分１２の第２の開口部２２の端部Ｅ２の位置が、第１の部分１１の第１の開口部２１の端部Ｅ１の位置に対し、第１の方向に後退している。いいかえれば、第２の開口部２２の径は、第１の開口部２１の径よりも大きい。例えば、アパーチャ１０の上面方向から見て、第２の開口部２２は、第１の開口部２１を囲っている。例えば、第１の開口部２１の端部Ｅ１と第２の開口部２２の端部Ｅ２が重ならないように、第１の部分１１と第２の部分１２は積層されている。

【0053】

第２の開口部２２の端部Ｅ２の第１の開口部２１の端部Ｅ１からの後退量ｄ１は、例えば、０．５μｍ以上１０μｍ以下である。

【0054】

図３に示すように、第１の部分１１と第２の部分１２との間の一部が離間している。第２の部分１２の電子銃２０１（照射部）の側の一部が第１の部分１１と離間している。第２の部分１２の第１の部分１１と対向する面の一部が第１の部分１１と離間している。第１の部分１１と第２の部分１２との間に空隙が設けられる。空隙内に、第１の部分１１を透過した電子の一部を閉じ込め、アパーチャ１０を透過する電子の量を低減させる。

【0055】

第１の部分１１の第１の開口部２１の端部Ｅ１の厚さｔ１よりも、第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２が大きい。第１の部分１１の第１の開口部２１の内端部の厚さより、第１の開口部２１の内端と第２の部分１２との間隔ｄ２が大きい。間隔ｄ２は、例えば、５０μｍ以上５ｍｍ以下である。

【0056】

なお、第１の開口部２１の内端とは、第１の部分１１の第１の開口部２１の側の端部を意味する。第１の開口部２１の内端は、第１の開口部２１の端部Ｅ１に相当する。また、第１の部分１１の第１の開口部２１の内端部とは、第１の開口部２１の内端近傍の第１の部分１１を意味する。

【0057】

第２の開口部２２の端部Ｅ２が第１の開口部２１の端部Ｅ１に対して後退する方向を第１の方向とした場合に、第２の開口部２２の端部Ｅ２から第１の部分１１までの第１の方向の距離ｄｘの最小値は、例えば、第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２の２分の１よりも大きく２倍よりも小さい。距離ｄｘの最小値は、例えば、２５μｍ以上１ｍｍ以下である。

【0058】

以下、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャの作用及び効果について説明する。

【0059】

電子ビーム描画では、試料に照射する電子ビームを成形するために、電子ビームを部分的にさえぎるアパーチャが用いられる。電子ビームの成形精度を向上させるため、アパーチャの厚さを薄くし、アパーチャの開口部の端部の加工精度を向上させる。

【0060】

図４は、第１の比較形態のアパーチャを用いた場合の問題点の説明図である。第１の比較形態のアパーチャ９０は、第１の実施形態のアパーチャ１０と異なり、第２の部分１２を有しない。

【0061】

図４は、アパーチャ９０の開口部の端部近傍に、電子ビーム（図４中の矢印）が照射される場合を示している。アパーチャ９０の厚さが薄い場合、電子ビームの一部がアパーチャ９０を透過する。透過した電子は散乱し、散乱した電子の一部が下方に位置する偏向器５０に照射される。

【0062】

透過した電子が偏向器５０に照射されることで、例えば、不純物の焼き付きを引き起こす。偏向器５０に不純物の焼き付きが生じると、例えば、不純物の焼き付きが生じた部分に電子がチャージアップする。偏向器５０に電子がチャージアップすると、電子ビームがドリフトし、描画の位置精度が劣化するという問題が生じる。

【0063】

図５は、第１の実施形態のアパーチャの作用及び効果の説明図である。第１の実施形態のアパーチャ１０は、第１の部分１１の下に第２の部分１２が固定されている。アパーチャ１０は、第１の部分１１と第２の部分１２との間の一部が離間している。第１の部分１１と第２の部分１２との間に空隙が設けられる。

【0064】

図５に示すように、アパーチャ１０を用いた場合、第１の部分１１を透過した電子の内、開口部に対して外側に向かう電子の大部分は、第２の部分１２の上面に衝突して反射される。反射された電子のエネルギーは、第１の部分１１や第２の部分１２との衝突を繰り返すことで減衰する。結果的に、電子はアパーチャ１０の空隙内に、閉じ込められる。

【0065】

このため、第１の部分１１を透過した電子が、下方に位置する偏向器５０に照射されることが抑制される。したがって、例えば、偏向器５０に不純物の焼き付きが生じることが抑制される。よって、例えば、描画の位置精度の劣化は抑制される。

【0066】

アパーチャ１０では、第１の部分１１の第１の開口部２１の端部Ｅ１の厚さｔ１よりも、第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２が大きい。この構成により、アパーチャ１０の空隙が十分大きくなり、第１の部分１１を透過した電子の一部を、アパーチャ１０の空隙内に、閉じ込めることが可能になる。

【0067】

図６は、第２の比較形態のアパーチャを用いた場合の問題点の説明図である。第１の比較形態のアパーチャ９５は、第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２が、第１の部分１１の第１の開口部２１の端部Ｅ１の厚さｔ１以下である。すなわち、第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２が、第１の実施形態のアパーチャ１０と比較して狭い。

【0068】

図６に示すように、第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２が狭いため、第１の部分１１を透過した電子の内、開口部に対して外側に向かう電子の一部は、第２の部分１２に衝突することなくアパーチャ９５を通過する。また、第１の部分１１を透過した電子の内、開口部に対して外側に向かう電子の一部は、第２の部分１２の側面で反射される。

【0069】

このため、第１の部分１１を透過した電子の内、開口部に対して外側に向かう電子の大部分は、第１の部分１１と第２の部分１２の間の空隙に閉じ込められることなく、アパーチャ９５の下方へ向かう。アパーチャ９５の下方へ向かった電子の一部は、例えば、アパーチャ９５の下方に位置する偏向器５０に照射される。

【0070】

したがって、例えば、偏向器５０に不純物の焼き付きが生じる。よって、例えば、描画の位置精度の劣化が生じる。

【0071】

また、第１の部分１１と第２の部分１２とは固定されている。したがって、例えば、描画毎、又は、装置メンテナンス毎に、第１の部分１１と第２の部分１２との合わせを調整する手間が不要となる。したがって、マスク描画装置１００のスループットが向上する。

【0072】

第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２は、５０μｍ以上であることが好ましく、１００μｍ以上であることがより好ましく、２００μｍ以上であることが更に好ましい。上記範囲を充足することで、第１の部分１１を透過した電子の一部を、アパーチャ１０の空隙内に、効果的に閉じ込めることが可能となる。

【0073】

間隔ｄ２が広すぎる場合、例えば、アパーチャ１０の製造時に、第１の部分１１の第１の開口部２１の端部Ｅ１と、第２の部分１２の第２の開口部２２の端部Ｅ２との合わせ精度を確保することが困難となる。したがって、第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２は、５ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以下であることがより好ましい。

【0074】

第２の開口部２２の端部Ｅ２の第１の開口部２１の端部Ｅ１からの後退量ｄ１は、１０μｍ以下であることが好ましく、８μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以下であることがより好ましい。上記範囲を充足することで、第１の部分１１を透過した電子のうち、第２の部分１２に衝突せずにアパーチャ１０を通過して、開口部に対して外側に向かう電子の量を低減することが可能となる。

【0075】

第２の開口部２２の端部Ｅ２の第１の開口部２１の端部Ｅ１からの後退量ｄ１は、０．５μｍ以上であることが好ましく、１μｍ以上であることがより好ましく、２μｍ以上であることが更に好ましい。上記範囲を充足することで、アパーチャ１０を製造する際に、第１の部分１１の第１の開口部２１の端部Ｅ１と、第２の部分１２の第２の開口部２２の端部Ｅ２とが重なることを抑制できる。

【0076】

第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２と、後退量ｄ１とのアスペクト比（ｄ２／ｄ１）は、５以上であることが好ましく、１０以上であることが好ましく、５０以上であることがより好ましい。上記範囲を充足することで、第１の部分１１を透過した電子の一部を、アパーチャ１０の空隙内に、効果的に閉じ込めることが可能となる。

【0077】

図７は、第１の実施形態のアパーチャの効果を示す表である。アパーチャの開口部の端部近傍に、電子ビームを照射した場合に、アパーチャを透過した電子の内、アパーチャの下方に設けられた偏向器に照射される電子量を示す。偏向器に照射される電子量は、透過電子量として任意単位で示される。偏向器に照射される電子量は、シミュレーションにより求めている。

【0078】

第１の比較形態のアパーチャ９０を用いた場合と、第１の実施形態のアパーチャ１０を用いた場合のシミュレーション結果を示す。第１の実施形態のアパーチャ１０については、後退量ｄ１を１０μｍに固定し、間隔ｄ２が（１）５０μｍと（２）５００μｍの２条件とした。

【0079】

図７から明らかなように、偏向器に照射される電子量は、第１の実施形態のアパーチャ１０を用いることで、低減される。特に、間隔ｄ２が５００μｍ、すなわちアスペクト比が５０の場合、透過電子量が第１の比較形態のアパーチャ９０の１００に対し１６となる。すなわち、偏向器に照射される電子量が８４％低減する。

【0080】

第２の開口部２２の端部Ｅ２が第１の開口部２１の端部Ｅ１に対して後退する方向を第１の方向とした場合に、第２の開口部２２の端部Ｅ２から第１の部分１１までの第１の方向の距離ｄｘの最小値は、第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２の２分の１よりも大きいことが好ましく、３分の２よりも大きいことがより好ましい。

【0081】

上記範囲を充足することで、第１の部分１１を透過した電子の一部を、アパーチャ１０の空隙内に、効果的に閉じ込めることが可能となる。すなわち、電子が空隙内で、第１の部分１１又は第２の部分１２に衝突する回数を増加させ、電子のエネルギーを効果的に減衰させることが可能となる。

【0082】

距離ｄｘの最小値は、第１の部分１１と第２の部分１２の間隔ｄ２の２倍以下であることが好ましい。また、１ｍｍ以下であることが好ましい。上記範囲を充足することで、アパーチャ１０の強度が保証できる。また、上記範囲を充足することで、アパーチャ１０の加工が容易になる。

【0083】

第１の部分１１の第１の開口部２１の端部Ｅ１の厚さｔ１は、１μｍ以上であることが好ましい。上記範囲を充足することで、第１の部分１１の強度が保証される。

【0084】

第１の部分１１の第１の開口部２１の端部Ｅ１の厚さｔ１は、１０μｍ以下であることが好ましく、８μｍ以下であることがより好ましい。上記範囲を充足することで、アパーチャ１０の第１の開口部２１の端部Ｅ１の加工精度が向上し、電子ビームの成形精度が向上する。また、上記範囲を充足することで、第１の部分１１の上面での電子の反射が抑制され、アパーチャ１０の上方に存在する部材への反射電子の照射が抑制される。

【0085】

第２の部分１２の第２の開口部２２の端部Ｅ２の厚さｔ２は、１０μｍ以上であることが好ましく、２０μｍ以上であることがより好ましい。上記範囲を充足することで、電子が第２の部分１２を透過することが抑制される。

【0086】

第２の部分１２の第２の開口部２２の端部Ｅ２の厚さｔ２は、１００μｍ以下であることが好ましく、６０μｍ以下であることがより好ましい。上記範囲を充足することで、アパーチャ１０の第２の開口部２２の端部Ｅ２の加工精度が向上する。また、アパーチャ１０の加工が容易になる。

【0087】

第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置は、アパーチャの第１の部分の開口部端部を薄くすることで、開口部端部の加工精度を確保することができる。したがって、電子ビームの成形精度が向上する。また、アパーチャの第１の部分と第２の部分が離間した領域に、第１の部分を透過した電子を閉じ込めることで、アパーチャを透過する電子の量を低減することが可能となる。したがって、偏向器等の部材に照射される電子の量が抑制される。よって、荷電粒子ビーム描画装置の特性変動が抑制される。例えば、偏向器のチャージアップにより、電子ビームがドリフトし、描画の位置精度が劣化することを抑制できる。

【0088】

（第２の実施形態）
第２の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャは、アパーチャの第１の部分１１と第２の部分１２が、異なる材料で形成される点で、第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

【0089】

図８は、第２の実施形態のアパーチャの構造を示す模式図である。図８（ａ）が上面図、図８（ｂ）が図８（ａ）のＢＢ’断面図である。

【0090】

アパーチャ２０の第１の部分１１と第２の部分１２は、異なる材料で形成される。第２の部分１２の電子ビーム透過率は、第１の部分１１の電子ビーム透過率よりも小さい。

【0091】

第１の部分１１は、例えば、シリコンで形成されている。第２の部分１２は、シリコンよりも電子を透過しにくい材料、例えば、シリコンよりも原子量が大きい材料で形成されている。例えば、電子遮蔽能力が高く、描画装置内の汚染源となりにくい高融点金属が材料として用いられる。高融点金属は、例えば、モリブデン、タングステン、タンタルである。

【0092】

第１の部分１１がシリコンの場合、第１の部分１１の第１の開口部２１の端部Ｅ１の厚さｔ１は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。第２の部分１２が高融点金属の場合、第２の部分１２の第２の開口部２２の端部Ｅ２の厚さｔ２は、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下である。

【0093】

第２の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用及び効果が実現される。また、第１の部分１１よりも電子を透過しにくい材料を第２の部分１２に適用することにより、第２の部分１２の厚さを薄くすることが可能となる。

【0094】

（第３の実施形態）
第３の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャは、アパーチャの開口部の形状と、アパーチャの適用箇所とが異なる点で、第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

【0095】

図９は、第３の実施形態のアパーチャの構造を示す模式図である。図９（ａ）が上面図、図９（ｂ）が図９（ａ）のＣＣ’断面図である。

【0096】

第３の実施形態では、例えば、図１、図２の第１のアパーチャ２０３に、図９のアパーチャ３０が適用される。

【0097】

アパーチャ３０は、第１の部分１１と第２の部分１２の積層構造を有する。第１の部分１１は第１の開口部２１を有し、第２の部分１２は第２の開口部２２を有する。第１の開口部２１及び第２の開口部２２の形状は、長方形である。

【0098】

第３の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用及び効果が実現される。

【0099】

（第４の実施形態）
第４の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャは、アパーチャの第２の部分の上面に溝が設けられる点で、第１の実施形態と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、記述を省略する。

【0100】

図１０は、第４の実施形態のアパーチャの構造を示す模式図である。図１０（ａ）が上面図、図１０（ｂ）が図１０（ａ）のＤＤ’断面図である。

【0101】

アパーチャ１０は、第２の部分１２の上面に複数の溝６０が形成されている。アパーチャ１０は、第１の部分１１と対向する面に複数の溝６０が形成されている。複数の溝６０は、第２の開口部２２の第２の端部Ｅ２を囲むように形成されている。

【0102】

図１１は、第４の実施形態のアパーチャの拡大模式断面図である。溝６０の幅ｗ２は、例えば、１μｍ以上５μｍ以下である。溝６０の間隔ｓは、例えば、１μｍ以上５μｍ以下である。溝６０の深さｄ４は、例えば、２μｍ以上２０μｍ以下である。溝６０のアスペクト比（ｄ４／ｗ）は、例えば、１以上１０以下である。

【0103】

第４の実施形態のアパーチャ４０によれば、第２の部分１２の上面に複数の溝６０を設けることにより、第１の部分１１を透過した電子の一部を、アパーチャ４０の空隙内に、効果的に閉じ込めることが可能となる。すなわち、電子を溝６０の内面に衝突させることにより、電子のエネルギーを効果的に減衰させることが可能となる。

【0104】

第４の実施形態によれば、第１の実施形態と同様の作用及び効果が実現される。そして、第２の部分１２の上面に複数の溝を設けることにより、アパーチャを透過する電子の量を更に低減することが可能となる。

【0105】

以上、具体例を参照しつつ実施形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

【0106】

実施形態では、アパーチャに設けられる開口部が１個の場合を説明したが、アパーチャに複数の開口部を設けることも可能である。

【0107】

実施形態では、荷電粒子ビーム描画装置が、マスク描画装置である場合を例に説明したが、例えば、半導体ウェハ上にパターンを直描する荷電粒子ビーム描画装置に本発明を適用することも可能である。

【0108】

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、荷電粒子ビーム描画装置を制御する制御部の構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部の構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャは、本発明の範囲に包含される。

【符号の説明】

【0109】

１０ アパーチャ
１１ 第１の部分
１２ 第２の部分
２０ アパーチャ
２１ 第１の開口部
２２ 第２の開口部
３０ アパーチャ
４０ アパーチャ
１００ マスク描画装置（荷電粒子ビーム描画装置）
１０１ 試料
１０５ ＸＹステージ（ステージ）
２００ 電子ビーム（荷電粒子ビーム）
２０１ 電子銃（照射部）
Ｅ１ 第１の開口部の端部
Ｅ２ 第２の開口部の端部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】