TW201716880A - 多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法 - Google Patents

多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法 Download PDF

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Abstract

本發明一態樣之多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：最大照射時間取得處理電路，對多射束的每一擊發，取得多射束的各射束的照射時間當中的最大照射時間；單位區域描繪時間演算處理電路，使用對每一擊發取得的最大照射時間，對試料的描繪區域被分割而成之複數個單位區域中的每一單位區域，演算將當平台一面移動一面以多射束所做的複數次擊發來照射該單位區域的情形下之各擊發的最大照射時間予以合計而成之單位區域描繪時間；平台速度演算處理電路，運用單位區域描繪時間，對每一單位區域演算平台的速度以使平台速度成為可變速；平台控制處理電路，將平台的速度予以可變速地控制。

Description

多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法
本發明係多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法，例如有關多射束描繪中的平台的控制手法。
肩負半導體裝置微細化發展的微影技術，在半導體製程當中是唯一生成圖樣的極重要製程。近年來隨著LSI的高度積體化，對於半導體裝置要求之電路線寬正逐年微細化。當中，電子線(電子束)描繪技術在本質上具有優良的解析性，對晶圓等使用電子線來描繪係行之已久。
例如，有使用多射束的描繪裝置。相較於以一道電子束描繪的情形下，藉由使用多射束，能夠一次照射較多的射束，故能使產能大幅提升。這樣的多射束方式之描繪裝置中，例如會使從電子槍放出的電子束通過具有複數個孔之光罩而形成多射束，然後各自受到遮沒控制，未被遮蔽的各射束則被光學系統縮小，並藉由偏向器被偏向而照射 至試料上的期望位置。
多射束描繪裝置中，以逐線掃描(raster scan)方式為基本，採用一面令平台以等速移動一面對該複數個像素區域一口氣逐一照射多射束之手法，並持續開發中。另，平台速度雖是等速控制，但在條紋區域的開始描繪，或結束描繪之部分，有時會因平台的折返而發生平台速度降低。此時，當進行將擊發循環(shot cycle)訂為一定之射束ON/OFF之控制的情形下，會因為平台的折返時發生之平台速度降低而造成劑量(doze)過多。有關用來防止該造成劑量過多之照射量調整，一種藉由遮沒機構來截斷多餘的照射量之手法已被揭示(例如參照日本特表2009-532887號公報)。但，依這樣的方法，難以進行高精度的描繪，且謀求產能的改善。
若僅靠將擊發循環訂為一定之射束ON/OFF之控制，則會發生由鄰近效應(proximity effect)所引起之尺寸誤差。為了因應近年來的微細化要求而謀求高精度化，由劑量修正來達成之鄰近效應修正已變得必要。為了藉由照射量來修正鄰近效應，需要可變地控制照射量。此外，當藉由照射量來修正鄰近效應的情形下，在圖樣密度低的區域必須使照射量增加。故，在圖樣密度低的區域中照射時間會設定得較長，在圖樣密度高的區域中照射時間會設定得 較短。
另一方面，若將平台速度如同習知的逐線掃描方式般進行等速控制，則變成會配合照射時間最長的射束來決定速度。因此，變成會配合照射時間長之圖樣密度低的區域來決定平台速度。但，在圖樣密度低的區域中，本來就會因照射時間長而花費描繪時間，又，當平台移動途中存在無圖樣區域的情形下，變成會存在不照射射束而只是等待之時間。故，在圖樣密度低的區域，可能會發生產能變得比向量方式的單射束描繪方式還差這樣的逆轉現象。多射束描繪裝置中，圖樣密度高的區域中的高產能性能，會消弭該逆轉現象所造成之產能降低，整體而言相較於單射束描繪方式會提高產能。
但，由於配合照射時間長之圖樣密度低的區域來決定平台速度，故在圖樣密度高的區域中，會變成即使射束照射已結束仍產生等待下一擊發之待命時間。故，無法完整地充份達成多射束描繪方式原本具有的高產能性能。
本發明之實施形態，係提供一種高精度，且可進一步提高產能性能之多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法。
本發明一態樣之多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：描繪機構，具有載置作為描繪對象的試料之可移動的平台，使用由帶電粒子束所成之多射束，對試料描繪圖樣；最大照射時間取得處理電路，對多射束的每一擊發，取得多射束的各射束的照射時間當中的最大照射時間；單位區域描繪時間演算處理電路，使用對每一擊發取得的最大照射時間，對試料的描繪區域被分割而成之複數個單位區域中的每一單位區域，演算將當平台一面移動一面以多射束所做的複數次擊發來照射該單位區域的情形下之各擊發的最大照射時間予以合計而成之單位區域描繪時間；平台速度演算處理電路，運用單位區域描繪時間，對每一單位區域演算平台的速度以使平台速度成為可變速；平台控制處理電路，將平台的速度予以可變速地控制。
本發明一態樣之多重帶電粒子束描繪方法，其特徵為：對由帶電粒子束所成之多射束的每一擊發，取得多射束的各射束的照射時間當中的最大照射時間， 使用對每一擊發取得的最大照射時間，對作為描繪對象之試料的描繪區域被分割而成之複數個單位區域中的每一單位區域，演算將當載置試料之平台一面移動一面以多射束所做的複數次擊發來照射該單位區域的情形下之各擊發的最大照射時間予以合計而成之單位區域描繪時間，運用單位區域描繪時間，對每一單位區域演算平台的速度以使平台速度成為可變速，一面將平台的速度予以可變速地控制，一面使用由帶電粒子束所成之多射束，對前述試料描繪圖樣。
本發明另一個態樣之多重帶電粒子束描繪方法，其特徵為：當描繪欲描繪的圖樣之圖樣密度較高的試料上的區域之情形下，將載置著試料之平台的平台速度控制為高速，當描繪圖樣密度較低的試料上的區域之情形下，將平台的平台速度控制為低速，如此地一面將平台的平台速度予以可變速地控制，一面使用由帶電粒子束所成之多射束，對試料描繪圖樣。
22‧‧‧孔
24、26‧‧‧電極
25‧‧‧通過孔
28‧‧‧像素
29‧‧‧格子
30‧‧‧描繪區域
32‧‧‧條紋區域
34‧‧‧照射區域
36‧‧‧描繪對象像素
37‧‧‧隔室(CPM)區域
41‧‧‧控制電路
47‧‧‧個別遮沒機構
60‧‧‧ρ(x、y)演算部
62‧‧‧Dp(x、y)演算部
64‧‧‧ρ’(x、y)演算部
66‧‧‧D(x、y)演算部
68‧‧‧t(x、y)演算部
70‧‧‧編排加工部
72‧‧‧縮短處理部
74‧‧‧tmax取得部
75‧‧‧tmax演算部
76‧‧‧單位區域描繪時間演算部
78‧‧‧平台速度演算部
80‧‧‧速度圖表作成部
82‧‧‧傳送處理部
84‧‧‧描繪控制部
86‧‧‧分割擊發資料生成部
88‧‧‧頻率函數演算部
90‧‧‧T1演算部
92‧‧‧m1演算部
94‧‧‧M2演算部
100‧‧‧描繪裝置
101‧‧‧試料
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧XY平台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
130‧‧‧偏向控制電路
131‧‧‧邏輯電路
132、134‧‧‧DAC放大器單元
138‧‧‧平台控制部
139‧‧‧平台位置測定部
140、142‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200‧‧‧電子束
20a~20e‧‧‧電子束(多射束)
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧成形孔徑陣列構件
204‧‧‧遮沒孔徑陣列部
205‧‧‧縮小透鏡
206‧‧‧限制孔徑構件
207‧‧‧對物透鏡
208、209‧‧‧偏向器
210‧‧‧鏡
212‧‧‧偏向器
圖1為實施形態1中的描繪裝置的構成示意概念圖。
圖2為實施形態1中的成形孔徑陣列構件的構成示意 概念圖。
圖3為實施形態1中的遮沒孔徑陣列部的部分示意俯視概念圖。
圖4為實施形態1中的描繪動作的一例說明用概念圖。
圖5為實施形態1中的多射束的照射區域與描繪對象像素之一例示意圖。
圖6為實施形態1中的多射束的描繪方法的一例說明用圖。
圖7為實施形態1中的描繪方法的主要工程示意流程圖。
圖8A及圖8B為實施形態1中的最大照射時間的縮短處理說明用一例示意圖。
圖9A至圖9F為實施形態1中的平台速度與其他因素之關係一例示意圖。
圖10A及圖10B為實施形態1中的擊發時間的縮短與圖樣密度之關係說明用圖。
圖11為實施形態2中的描繪裝置的構成示意概念圖。
圖12為實施形態2中的個別遮沒控制電路與共通遮沒控制電路的內部構成示意概念圖。
圖13為實施形態2中的描繪方法的主要工程示意流程圖。
圖14為實施形態2中訂定位數n=10的情形下之各位數與各位的照射時間之關係示意位元加工表格示意圖。
圖15A及圖15B為實施形態2中的最大照射時間的縮短處理說明用一例示意圖。
圖16為實施形態2中的照射時間編排資料的一部分之一例示意圖。
圖17為實施形態2中針對1擊發中的照射步級的一部分之射束ON/OFF的切換動作示意時序圖。
圖18為實施形態2中的遮沒動作說明用概念圖。
圖19為實施形態3中的描繪裝置的構成示意概念圖。
圖20為實施形態3中的描繪方法的主要工程示意流程圖。
圖21為實施形態3中的頻率函數曲線的一例示意圖。
圖22為實施形態3中的頻率函數曲線的另一例示意圖。
圖23A至圖23C為實施形態3中的最大照射時間的縮短處理說明用一例示意圖。
以下，實施形態中，作為帶電粒子束的一例，係說明運用了電子束之構成。但，帶電粒子束並非限於電子束，也可以是離子束等運用了帶電粒子的射束。
此外，實施形態中，說明一種高精度，且可進一步提高產能性能之多射束描繪裝置及方法。
實施形態1.
圖1為實施形態1中的描繪裝置的構成示意概念圖。圖1中，描繪裝置100具備描繪機構150與控制部160。描繪裝置100為多重帶電粒子束描繪裝置之一例。描繪機構150具備電子鏡筒102與描繪室103。在電子鏡筒102內，配置有電子槍201、照明透鏡202、成形孔徑陣列構件203、遮沒孔徑陣列部204、縮小透鏡205、限制孔徑構件206、對物透鏡207、及偏向器208，209。在描繪室103內配置有XY平台105。在XY平台105上，配置有於描繪時成為描繪對象基板的光罩等試料101。試料101係包括製造半導體裝置時的曝光用光罩、或供製造半導體裝置的半導體基板(矽晶圓)等。此外，試料101包括已塗布阻劑，但尚未受到任何描繪之光罩底板(mask blanks)。在XY平台105上還配置XY平台105位置測定用的鏡(mirror)210。
控制部160具有控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、數位/類比變換(DAC)放大器單元132，134、平台控制部138、平台位置測定部139及磁碟裝置等記憶裝置140，142。控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、、平台控制部138、平台位置測定部139及記憶裝置140，142係透過未圖示之匯流排而彼此連接。描繪資料從描繪裝置100的外部被輸入並存儲於記憶裝置140(記憶部)。在偏向控制電路130透過未圖示之匯流排而連接有DAC放大器單元132，134及遮沒孔徑陣列部204。平台位置測定部139，將雷射光照射至XY平台105上的鏡210，並接受來自鏡210的反射光。然後，利用該反射光的資訊來測定XY平台105的位置。
在控制計算機110內，配置有圖樣面積密度ρ(x、y)演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’(x、y)演算部64、照射量D(x、y)演算部66、照射時間t(x、y)演算部68、編排加工部70、縮短處理部72、最大照射時間tmax取得部74、單位區域描繪時間演算部76、平台速度演算部78、速度圖表作成部80、傳送處理部82、及描繪控制部84。 圖樣面積密度ρ(x、y)演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’(x、y)演算部64、照射量D(x、y)演算部66、照射時間t(x、y)演算部68、編排加工部70、縮短處理部72、最大照射時間tmax取得部74、單位區域描繪時間演算部76、平台速度演算部78、速度圖表作成部80、傳送處理部82、及描繪控制部84這些各「~部」，係具有處理電路，作為該處理電路，能夠使用電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。此外，各「~部」亦可使用共通的處理電路(同一處理電路)。或，亦可使用相異的處理電路(個別的處理電路)。對於圖樣面積密度ρ(x、y)演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’(x、y)演算部64、照射量D(x、y)演算部66、照射時間t(x、y)演算部68、編排加工部70、縮短處理部72、最大照射時間tmax取得部74、單位區域描繪時間演算部76、平台速度演算部78、速度圖表作成部80、傳送處理部82、及描繪控制部84輸出入之資訊及演算中之資訊會隨時被存儲於記憶體112。
此處，圖1中記載了用以說明實施形態1所必須之構成。對描繪裝置100而言，通常也可具備必要的其他構 造。
圖2為實施形態1中的成形孔徑陣列構件的構成示意概念圖。圖2中，在成形孔徑陣列構件203，有縱(y方向)m列×橫(x方向)n列(m，n≧2)的孔(開口部)22以規定之編排間距形成為矩陣狀。圖2中，例如於縱橫(x，y方向)形成512×512列的孔22。各孔22均形成為相同尺寸形狀的矩形。或者是相同外徑的圓形亦可。電子束200的一部分分別通過該些複數個孔22，藉此會形成多射束20。在此，雖然舉例於縱橫(x，y方向)均配置了2列以上的孔22，但並不限於此。舉例來說，亦可為在縱橫(x，y方向)的其中一方有複數列，而另一方僅有1列。此外，孔22的編排方式，亦不限於如圖2般配置成縱橫為格子狀之情形。舉例來說，縱方向(y方向)第k段的列及第k+1段的列的孔，彼此亦可於橫方向(x方向)錯開尺寸a而配置。同樣地，縱方向(y方向)第k+1段的列及第k+2段的列的孔，彼此亦可於橫方向(x方向)錯開尺寸b而配置。
圖3為實施形態1中的遮沒孔徑陣列部的部分示意俯視概念圖。另，圖3中，沒有記載成令電極24，26與控制電路41的位置關係一致。遮沒孔徑陣列部204，如圖3所示，在和圖2所示成形孔徑陣列構件203的各孔22相 對應之位置，有供多射束的各個射束通過用之通過孔25(開口部)開口。又，在各通過孔25的鄰近位置，包夾著該通過孔25而分別配置有遮沒偏向用之電極24，26的群組(遮沒器：遮沒偏向器)。此外，在各通過孔25的鄰近，配置有各通過孔25用之例如對電極24施加偏向電壓之控制電路41(邏輯電路)。各射束用的2個電極24，26的另一方(例如電極26)被接地。此外，各控制電路41，連接至控制訊號用之例如10位元的平行配線。各控制電路41，除了例如10位元的平行配線以外，還連接至時脈訊號線及電源用的配線。時脈訊號線及電源用的配線亦可流用平行配線的一部分配線。對於構成多射束之各個射束的每一者，構成由電極24，26及控制電路41所組成之個別遮沒機構47。從偏向控制電路130輸出各控制電路41用之控制訊號。在各控制電路41內，配置有未圖示之移位暫存器，例如n×m道多射束的1列份的控制電路內的移位暫存器係串聯連接。又，例如n×m道的多射束的1列份的控制訊號是以序列方式被發送，例如各射束的控制訊號係藉由n次的時脈訊號而被存儲於相對應之控制電路41。
通過各通過孔的電子束20，會分別獨立地藉由施加於該成對之2個電極24、26的電壓而被偏向。藉由該偏 向而受到遮沒控制。將多射束當中的相對應射束分別予以遮沒偏向。像這樣，複數個遮沒器，係進行對通過了成形孔徑陣列構件203的複數個孔22(開口部)的多射束當中各自相對應的射束之遮沒偏向。
圖4為實施形態1中的描繪動作的一例說明用概念圖。如圖4所示，試料101的描繪區域30，例如朝向y方向以規定寬度被假想分割成長條狀的複數個條紋區域32。首先，使XY平台105移動，調整以使得一次的多射束20照射所能夠照射之照射區域34位於第1個條紋區域32的左端或更左側之位置，開始描繪。在描繪第1個條紋區域32時，例如使XY平台105朝-x方向移動，藉此便相對地朝x方向逐一進行描繪。令XY平台105如後述般以可變速度例如連續移動。第1個條紋區域32的描繪結束後，使平台位置朝-y方向移動，調整以使得照射區域34相對地於y方向位於第2個條紋區域32的右端或更右側之位置，這次使XY平台105例如朝x方向移動，藉此朝向-x方向以同樣方式進行描繪。在第3個條紋區域32朝向x方向描繪、在第4個條紋區域32朝向-x方向描繪，像這樣一面交互地改變方向一面描繪，藉此能夠縮短描繪時間。但，並不限於該一面交互改變方向一面描繪之情形，在描繪各條紋區域32時，亦可設計成朝向同方向 進行描繪。1次的擊發當中，藉由因通過成形孔徑陣列構件203的各孔22而形成之多射束，最大會一口氣形成與各孔22相同數量之複數個擊發圖樣。
圖5為實施形態1中的多射束的照射區域與描繪對象像素之一例示意圖。圖5中，條紋區域32例如以多射束的射束尺寸而被分割成網目狀的複數個網目區域。該各網目區域便成為描繪對象像素36(描繪位置)。描繪對象像素36的尺寸，並不限定於射束尺寸，亦可為和射束尺寸無關而由任意大小所構成者。例如，亦可由射束尺寸的1/n(n為1以上的整數)的尺寸來構成。圖5例子中揭示，試料101的描繪區域，例如於y方向以和多射束20一次的照射所能照射之照射區域34(描繪視野)的尺寸為實質相同之寬度尺寸被分割成複數個條紋區域32之情形。另，條紋區域32的寬度不限於此。合適為照射區域34的n倍(n為1以上之整數)之尺寸。圖5例子中，揭示512×512列的多射束之情形。又，在照射區域34內，揭示多射束20一次的照射所能照射之複數個像素28(射束的描繪位置)。換言之，相鄰像素28間的間距即為多射束的各射束間之間距。圖5例子中，藉由被相鄰4個像素28所圍繞，且包括4個像素28當中的1個像素28之正方形區域，來構成1個格子29。圖5例子中，揭示各 格子29由4×4像素所構成之情形。
圖6為實施形態1中的多射束的描繪方法的一例說明用圖。圖6中，揭示描繪圖5所示條紋區域32的多射束當中，由y方向第3段的座標(1，3)，(2，3)，(3，3)，...，(512，3)的各射束所描繪之格子的一部分。圖6例子中，例如揭示XY平台105在移動8射束間距份的距離之期間描繪(曝光)4個像素之情形。在描繪(曝光)該4個像素的期間，藉由偏向器208將多射束20全體予以一齊偏向，藉此使照射區域34追隨XY平台105之移動，以免照射區域34因XY平台105之移動而與試料101之相對位置偏離。換言之，係進行追蹤控制。圖6例子中，揭示在移動8射束間距份的距離之期間描繪(曝光)4個像素，藉此實施1次的追蹤循環之情形。
具體而言，平台位置檢測器139，將雷射照射至鏡210，並從鏡210接受反射光，藉此對XY平台105的位置測長。測長出的XY平台105的位置，會被輸出至控制計算機110。在控制計算機110內，描繪控制部84將該XY平台105的位置資訊輸出至偏向控制電路130。在偏向控制電路130內，配合XY平台105的移動，演算用來做射束偏向之偏向量資料(追蹤偏向資料)以便追隨XY平台105的移動。身為數位訊號之追蹤偏向資料，被輸出 至DAC放大器134，DAC放大器134將數位訊號變換成類比訊號後予以放大，並施加至偏向器208以作為追蹤偏向電壓。
然後，描繪機構150，以和該擊發中的多射束的各射束各者之照射時間當中的最大描繪時間T1內的各個射束相對應之描繪時間，對各射束的描繪位置，照射和多射束20當中ON射束的各者相對應之射束。具體而言係如下述般動作。
從電子槍201(放出部)放出之電子束200，會藉由照明透鏡202而近乎垂直地對成形孔徑陣列構件203全體做照明。在成形孔徑陣列構件203，形成有矩形的複數個孔(開口部)，電子束200係對包含所有複數個孔22之區域做照明。照射至複數個孔22的位置之電子束200的各一部分，會分別通過該成形孔徑陣列構件203的複數個孔22，藉此形成例如矩形形狀的複數個電子束(多射束)20a~e。該多射束20a~e會通過遮沒孔徑陣列部204的各個相對應之遮沒器(第1偏向器：個別遮沒機構)內。該遮沒器，會分別將個別通過的電子束20予以偏向(進行遮沒偏向)，使其僅在演算出之描繪時間(照射時間)的期間成為射束ON，除此以外則成為射束OFF。
通過了遮沒孔徑陣列部204的多射束20a~e，會藉由 縮小透鏡205而被縮小，朝向形成於限制孔徑構件206之中心的孔行進。此處，藉由遮沒孔徑陣列部204的遮沒器而被偏向成為射束OFF的電子束20，其位置會偏離限制孔徑構件206(遮沒孔徑構件)中心的孔，而被限制孔徑構件206遮蔽。另一方面，未受到遮沒孔徑陣列部204的遮沒器偏向、或被偏向成為射束ON的電子束20，會如圖1所示般通過限制孔徑構件206的中心的孔。藉由該個別遮沒機構的ON/OFF，來進行遮沒控制，控制射束的ON/OFF。像這樣，限制孔徑構件206，是將藉由個別遮沒機構而被偏向成為射束OFF狀態之各射束加以遮蔽。然後，藉由從成為射束ON開始至成為射束OFF為止所形成之通過了限制孔徑構件206的射束，形成1次份的擊發的射束。通過了限制孔徑構件206的多射束20，會藉由對物透鏡207而合焦，成為期望之縮小率的圖樣像，然後藉由偏向器208及偏向器209，通過了限制孔徑構件206的各射束(多射束20全體)朝同方向統一被偏向，照射至各射束於試料101上各自之描繪位置(照射位置)。一次所照射之多射束20，理想上會成為以成形孔徑陣列構件203的複數個孔的編排間距乘上上述期望之縮小率而得之間距而並排。描繪裝置100係以一面挪移描繪位置一面依序逐一照射擊發射束之方式來進行描繪動作，當描繪期望 的圖樣時，因應圖樣不同，必要之射束會藉由遮沒控制而被控制成射束ON。
圖6例子中，藉由座標(1，3)的射束(1)，從時刻t=0至t=最大描繪時間T1為止之期間，對矚目格子29的例如最下段右邊第1個像素，進行第1擊發之射束的照射。從時刻t=0至t=T1為止之期間，XY平台105例如朝-x方向移動恰好2射束間距份。在此期間，追蹤動作持續。
從該擊發之射束照射開始起算經過該擊發的最大描繪時間T1後，藉由偏向器208持續用於追蹤控制之射束偏向，同時在用於追蹤控制之射束偏向之外，另藉由偏向器209將多射束20一齊偏向，藉此將各射束的描繪位置(前次的描繪位置)挪移至下一各射束的描繪位置(本次的描繪位置)。圖6例子中，在成為時刻t=T1的時間點，將描繪對象像素從矚目格子29的最下段右邊數來第1個像素挪移至下面數來第2段且右邊數來第1個像素。在此期間，XY平台105亦定速移動，故追蹤動作持續。
然後，一面持續追蹤控制，一面對已被挪移之各射束的描繪位置，以和該擊發的最大描繪時間T2內的各自相對應之描繪時間，照射和多射束20當中ON射束的各者相對應之射束。圖6例子中，藉由座標(1，3)的射束 (1)，從時刻t=T1至t=T1+T2為止之期間，對矚目格子29的例如下面數來第2段且右邊數來第1個像素，進行第2擊發之射束的照射。從時刻t=T1至t=T1+T2為止之期間，XY平台105例如朝-x方向移動恰好2射束間距份。在此期間，追蹤動作持續。
圖6例子中，在成為時刻t=T1+T2的時間點，藉由偏向器209所做的多射束之一齊偏向，將描繪對象像素從矚目格子29的下面數來第2段且右邊數來第1個像素挪移至下面數來第3段且右邊數來第1個像素。在此期間，XY平台105亦移動，故追蹤動作持續。然後，藉由座標(1，3)的射束(1)，從時刻t=T1+T2至t=T1+T2+T3為止之期間，對矚目格子29的例如下面數來第3段且右邊數來第1個像素，進行第3擊發之射束的照射。從時刻t=T1+T2至t=T1+T2+T3為止之期間，XY平台105例如朝-x方向移動恰好2射束間距份。在此期間，追蹤動作持續。在成為時刻t=T1+T2+T3的時間點，藉由偏向器209所做的多射束之一齊偏向，將描繪對象像素從矚目格子29的下面數來第3段且右邊數來第1個像素挪移至下面數來第4段且右邊數來第1個像素。在此期間，XY平台105亦移動，故追蹤動作持續。然後，藉由座標(1，3)的射束(1)，從時刻t=T1+T2+T3至t=T1 +T2+T3+T4為止之期間，對矚目格子29的例如下面數來第4段且右邊數來第1個像素，進行第4擊發之射束的照射。從時刻t=T1+T2+T3至t=T1+T2+T3+T4為止之期間，XY平台105例如朝-x方向移動恰好2射束間距份。在此期間，追蹤動作持續。藉由上述，便結束矚目格子29的右邊數來第1個像素列之描繪。
圖6例子中，對從初次位置被移位3次後之各射束的描繪位置照射了各個相對應之射束後，DAC放大器單元134會將追蹤控制用的射束偏向予以重置，藉此將追蹤位置返回開始做追蹤控制時之追蹤開始位置。換言之，使追蹤位置朝和平台移動方向相反之方向返回。圖6例子中，在成為時刻t=T1+T2+T3+T4的時間點，解除矚目格子29的追蹤，將射束擺回至朝x方向挪移了8射束間距份之矚目格子。另，圖6例子中，雖說明了座標(1，3)的射束(1)，但針對其他座標的射束，亦是對各個相對應之格子同樣地進行描繪。也就是說，座標(n，m)的射束，在t=T1+T2+T3+T4的時間點，對於相對應之格子結束從右邊數來第1個像素列之描繪。例如，座標(2，3)的射束(2)，對和圖6的射束(1)用的矚目格子29於-x方向相鄰之格子，結束從右邊數來第1個像素列之描繪。
另，由於各格子的從右邊數來第1個像素列之描繪已結束，故追蹤重置後，於下次的追蹤循環中，首先偏向器209會將各個相對應的射束的描繪位置予以偏向以便對位(挪移)至各格子的下面數來第1段且右邊數來第2個像素。
如上述般，同一追蹤循環中，於藉由偏向器208將照射區域34控制在對試料101而言相對位置成為同一位置之狀態下，藉由偏向器209一面使每次1像素挪移一面進行各擊發。然後，追蹤循環結束1循環後，返回照射區域34的追蹤位置，再如圖4的下段所示，例如將第1次的擊發位置對位至錯開了1像素之位置，一面進行下一次的追蹤控制一面藉由偏向器209使每次1像素挪移一面進行各擊發。條紋區域32的描繪中，藉由重複該動作，照射區域34的位置以照射區域34a~34o這樣的方式依序逐一移動，逐一進行該條紋區域之描繪。
此處，假設以平台的等速移動逐線掃描方式來進行該動作的情形下，會成為T1=T2=T3=T4，但實施形態1中，對每一擊發，係將該擊發的最大照射時間設定為可變。然後，將XY平台105的平台速度予以可變速地控制。實施形態1中，如圖4的中段所示，將條紋區域32分割成複數個隔室(CPM)區域37(單位區域的一 例)。然後，對每一CPM區域37將XY平台105的平台速度設定為可變。CPM區域37的尺寸，針對x方向(條紋區域32的長邊方向)可為任意尺寸。但，更合適是設定為照射區域34以上的尺寸。此外，於各CPM區域37間，x方向(條紋區域32的長邊方向)的尺寸可為相同尺寸亦可為相異尺寸。此外，在1個條紋區域32內，CPM區域37，針對y方向(條紋區域32的短邊方向)設定為1種。因此，CPM區域37的y方向尺寸，訂定和條紋區域32相同尺寸為佳。
圖7為實施形態1中的描繪方法的主要工程示意流程圖。圖7中，實施形態1中的描繪方法，係實施圖樣面積密度ρ(x、y)演算工程(S102)、鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)演算工程(S104)、像素內圖樣面積密度ρ’(x、y)演算工程(S106)、照射量D(x、y)演算及照射時間t(x、y)演算工程(S108)、編排加工工程(S110)、最大照射時間縮短處理工程(S122)、每一擊發的最大照射時間tmax取得工程(5130)、單位區域描繪時間演算工程(S150)、平台速度演算工程(S152)、平台速度圖表作成工程(S154)、資料傳送處理工程(S156)、描繪工程(S158)這一連串的工程。
首先，試料101的描繪區域30(或受到描繪之晶片 區域)，是以規定寬度被分割成長條上的條紋區域32(描繪區域的另一例)。然後，各條紋區域32，被分割成複數個網目狀的像素區域36(像素)。像素區域36(像素)的尺寸，例如合適為射束尺寸、或其以下的尺寸。例如合適是訂為10nm左右的尺寸。像素區域36(像素)，成為多射束的每1個射束的照射單位區域。各條紋區域32，被分割成複數個上述CPM區域37。
作為ρ(x、y)演算工程(S102)，ρ(x、y)演算部60，將描繪區域(此處例如為條紋區域35)以規定的尺寸以網目狀假想分割成複數個鄰近網目區域(鄰近效應修正計算用網目區域)。鄰近網目區域的尺寸，合適為鄰近效應的影響範圍的1/10程度，例如設定為1μm程度。ρ(x、y)演算部60，從記憶裝置140讀出描繪資料，對每一鄰近網目區域，演算配置於該鄰近網目區域內之圖樣的圖樣面積密度ρ(x、y)。
作為Dp(x、y)演算工程(S104)，Dp(x、y)演算部62，對每一鄰近網目區域，演算用來修正鄰近效應之鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)。此處，演算鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)之網目區域的尺寸，未必要和演算圖樣面積密度ρ(x、y)之網目區域的尺寸相同。此外，鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)的修正模 型及其計算手法可和習知之單射束描繪方式中使用的手法相同。
作為ρ’(x、y)演算工程(S106)，ρ’(x、y)演算部64，對每一像素區域36，演算該像素區域36內的圖樣面積密度ρ’(x、y)。
作為照射量D(x、y)演算及照射時間t(x、y)演算工程(S108)，首先，D(x、y)演算部66，對每一像素區域(描繪對象像素)36，演算用來照射該像素區域36之照射量D(x、y)。照射量D(x、y)，例如可演算為將事先設定好的基準照射量Dbase乘上鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)乘上圖樣面積密度ρ’(x、y)而得之值。像這樣，照射量D(x、y)，合適是和於每一像素區域36算出的圖樣的面積密度成比例來求出。接著，t(x、y)演算部68，對每一像素區域36，演算用來使對該像素區域36演算出的照射量D(x、y)入射之電子束的照射時間t(x、y)。照射時間t(x、y)，能夠藉由將照射量D(x、y)除以電流密度J來演算。此外，t(x、y)演算部68，將於每一像素區域36得到的照射時間t(x、y)除以量子化單位△(階度值解析力)，藉此算出整數的階度值資料。階度值資料，例如以0~1023的階度值來定義。量子化單位△，可設定為各式各樣，但例如能 夠以1ns(奈秒)等來定義。量子化單位△，例如較佳是使用1~10ns的值。
作為編排加工工程(S110)，編排加工部70，依擊發順序，將每一像素區域36的照射時間資料予以調換(受到編排加工)。多射束20的哪個射束會照射試料101上的哪個像素區域36，是由描繪序列來決定。於已依擊發順序被編排加工之每一像素區域36得到的階度值資料，會作為照射時間資料(擊發資料)而依擊發順序被記憶於記憶裝置142。
作為最大照射時間縮短處理工程(S122)，縮短處理部72，對每一擊發，進行將變成等待時間之不需要時間予以縮短之最大照射時間縮短處理。
圖8A及圖8B為實施形態1中的最大照射時間的縮短處理說明用一例示意圖。圖8A例子中，揭示針對各擊發一律將1023△設定為最大照射時間之情形。此外，圖8A例子中，揭示當將1023△設定為最大照射時間的情形下接連照射之第k擊發的各射束(此處為射束1~5)的照射時間、及第k+m擊發的各射束的照射時間、及第k+p擊發的各射束的照射時間。觀察第k擊發，射束1的照射時間出現最大值即768△。故，第k擊發中，於768△的時間經過後，255△(=1023△-768△)的時間會成為未 照射任何射束之等待時間。觀察第k+m擊發，射束2的照射時間出現最大值。故，第k+m擊發中，於射束2的照射時間經過後，直到到達1023△的時間為止，會成為未照射任何射束之等待時間。觀察第k+p擊發，射束1的照射時間出現最大值即1023△。故，第k+p擊發中，不存在未照射任何射束之等待時間的原先的最大照射時間即成為必要之擊發。
鑑此，縮短處理部72，對每一擊發，進行縮短該等待時間之處理。圖8B例子中，觀察第k擊發，於射束1的照射時間經過後，直到到達1023△的時間為止會成為等待時間。故，針對第k擊發，縮短該等待時間。其結果，針對第k擊發，能夠將描繪時間縮短恰好該等待時間份。觀察第k+m擊發，於射束2的照射時間經過後，直到到達1023△的時間為止會成為等待時間。故，針對第k+m擊發，縮短該等待時間。其結果，針對第k+m擊發，能夠將描繪時間縮短恰好該等待時間份。觀察第k+p擊發，由於等待時間未發生，故針對第k+p擊發無法縮短。如上述般，針對所有的擊發進行該最大照射時間的縮短處理。
作為每一擊發的最大照射時間tmax取得工程(S130)，tmax取得部74，對多射束20的每一擊發，取 得多射束20的各射束的照射時間當中的最大照射時間tmax。圖8B例子中，例如觀察第k擊發，縮短後的最大照射時間768△(射束1的照射時間)會成最大照射時間tmax。
作為單位區域描繪時間演算工程(S150)，單位區域描繪時間演算部76，使用對每一擊發演算出的最大照射時間tmax，對試料101的描繪區域(例如條紋區域32)被分割而成之複數個CPM區域37(單位區域)中的每一CPM區域37，演算將當XY平台105一面移動一面以多射束20所做的複數次擊發來照射該CPM區域37的情形下之各擊發的最大照射時間tmax予以合計而成之單位區域描繪時間。此處，對於多射束20的1次的擊發所能照射的照射區域34(可照射區域)的基準位置所重疊之CPM區域37，令該擊發隸屬於該CPM區域37，以作為當多射束20照射該CPM區域37的情形下之複數次擊發的一部分。圖4下段的例子中，示例了CPM1(CPM區域37)、與照射區域34a~34o的各者之位置關係。圖4下段的例子中，CPM1(CPM區域37)，係藉由在照射區域34b~34n的各者實施之擊發而被描繪。
實施形態1中，是藉由照射區域34a~34o的基準位置11a~11o是否落入CPM1內，來判斷是否成為描繪 CPM1之複數次擊發。基準位置11，例如合適是設定為該照射區域34的中心位置。圖4下段的例子中，照射區域34a~34o當中，照射區域34d~34l的基準位置11落入CPM1內，故在照射區域34d~34l被照射的複數個擊發會成為用來演算該CPM區域37的描繪時間之擊發。圖6例子中，照射區域34d~34l的各者的擊發循環中執行之各4次的擊發，會成為用來演算該CPM區域37的描繪時間之擊發。每一CPM區域37的單位區域描繪時間，能夠藉由將隸屬於該CPM區域37之各擊發的最大照射時間tmax予以合計而成之Σtmax來演算。另，描繪位置的挪移時間相較於各擊發的最大照射時間而言通常足夠小故亦可忽視，但當無法忽視的情形下，可將描繪位置的挪移時間包含在內來算出描繪時間。
另，上述說明中，是隨著描繪的進行，求出對於描繪區域內的各擊發之最大照射時間，並將當基準位置落入CPM區域的情形下之最大照射時間予以累計來作為CPM區域的描繪時間，但若要更簡便，對每一CPM區域求出對於CPM區域內的描繪圖樣之最大照射時間，並以此最大照射時間來描繪CPM區域全體之方式來設定CPM區域的描繪時間，也可獲得充份的效果。此外，若要更簡易，由於照射量(也就是說，照射時間)是由鄰近效應修正係 數及圖樣密度所決定，故遵照此圖樣密度與最大照射時間之關係，事先由圖樣密度來設定預想之每一單位區域的描繪時間(和平台速度相對應)，並遵照此設定好的單位區域描繪時間來對於CPM單位由圖樣密度直接決定描繪時間，如此也可獲得同樣的效果。它們可遵照性能要求來決定。
作為平台速度演算工程(S152)，平台速度演算部78，運用單位區域描繪時間，對每一CPM區域37演算XY平台105的速度以使平台速度成為可變速。具體而言，可將該CPM區域37的平台行進方向(x方向)的尺寸除以該CPM區域37的單位區域描繪時間，藉此演算該CPM區域37的平台速度。對每一CPM區域37而言可能成為相異之單位區域描繪時間，故平台速度會成為可變速。
作為平台速度圖表作成工程(S154)，速度圖表作成部80，運用每一CPM區域37的平台速度，作成平台速度圖表。
圖9A至圖9F為實施形態1中的平台速度與其他因素之關係一例示意圖。圖9A中，縱軸表示鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)的值，橫軸表示x方向位置。圖9A中，揭示每一CPM區域37(區間)的鄰近效應修正照射 係數Dp(x、y)的值之一例。在CPM區域37內，Dp(x、y)於通常的描繪圖樣中會取各式各樣的值，但在此係模型化地在區域內訂為一定。圖9A例子中，將取同一鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)的值之範圍設定於CPM區域37。故，圖9A例子中，CPM區域37的描繪行進方向(x方向)的寬度尺寸彼此相異。和該各CPM區域37(區間)相對應之圖樣面積密度ρ(x、y)的一例如圖9B所示。如圖9A及圖9B所示，相較於圖樣面積密度ρ(x、y)較高的區域，可知較低之CPM區域37(區間)者其鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)的值較大。這是因為，為了進行鄰近效應修正，圖樣面積密度較低的區域中於描繪時藉由反射電子而接受之曝光量較少，因此為了配合和圖樣面積密度較高的區域達同等的曝光量，必須使照射量增加的緣故。換之，相較於圖樣面積密度ρ(x、y)較高的區域，可知較低之CPM區域37(區間)者其照射時間較長。圖9C中，為與習知之單射束的情形比較，揭示當設想VSB方式的單射束描繪的情形下之擊發數的變遷以作為參考。若為單射束，圖樣面積密度ρ(x、y)較高的區域者，相較於較低之CPM區域37(區間)而言擊發數會變多。圖9D中，揭示當設想VSB方式的單射束描繪的情形下之平台速度的圖表以作為參考。描 繪時間和擊發數近乎成比例，故圖樣面積密度ρ(x、y)較高的區域者，相較於較低之CPM區域37(區間)而言擊發數較多，伴隨此描繪時間會增加，因此平台速度會變慢。像這樣，若為VSB方式的單射束，平台速度是由圖樣密度所決定。
圖9E中，以照射區域34(描繪照野)的位置來揭示各CPM區域37(區間)的描繪時間的變遷。圖9E中，以照射區域34(描繪照野)的基準位置(此處為中心)來揭示照射區域34(描繪照野)所重疊之CPM區域37的描繪時間。另，圖樣密度較高的CPM區域37(區間)的描繪時間短，圖樣密度低的CPM區域37(區間)的描繪時間變長。換言之，照射區域34(描繪照野)的描繪時間的變遷，係和圖9A所示鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)的值的變遷成比例。圖9E中，優先揭示隸屬於描繪時間長的CPM區域37(區間)之照射區域34(描繪照野)。即使照射區域34(描繪照野)的基準位置(中心)落在描繪時間短的CPM區域37(區間)內，當描繪區域的一部分和描繪時間長的CPM區域37(區間)重疊之情形下，仍會以較長的照射時間來控制。故，隸屬於描繪時間長的CPM區域37(區間)之照射區域34(描繪照野)所揭示之區域，係示意地比該CPM區域37(區間) 還廣。本例中，是以照射區域34(描繪照野)的基準位置作為中心，故示意成廣了恰好照射區域34(描繪照野)的一半大小的量。
平台速度，如圖9F所示般變遷。如上述般，對於照射區域34(描繪照野)所重疊之CPM區域37的描繪時間，有該照射區域34的追蹤循環中的複數個擊發隸屬之。故，對於照射區域34(描繪照野)所重疊之CPM區域37的平台速度，有該照射區域34的追蹤循環中的複數個擊發隸屬之。其結果，如圖9F所示，平台速度，會在CPM區域37(區間)的途中變化。換言之，各CPM區域37(區間)的速度區域與CPM區域37(區間)之間會發生差異。此外，平台速度，當較慢速度與較快速度重疊的情形下，較慢速度會優先。這是因為若平台速度過快，則在照射時間結束前用來修正平台移動之追蹤量會變得過大，導致照射位置脫離偏向器208的可偏向區域之緣故。另，平台速度，會受到加速或減速以免超出演算給該CPM區域37用之速度。故，當從較慢速度加速至較快速度的情形下，會進入較快速度的速度區域後，再加速至該較快速度的CPM區域37的速度為止。反之，當從較快速度減速至較慢速度的情形下，會在較快速度的速度區域的最終部分減速，以便進入較慢速度的速度區域之前減速即 結束。速度圖表作成部80，便是作成以上的平台速度圖表。作成的平台速度圖表資料會被存儲於記憶裝置142。
另，若如上述般控制平台速度，如圖中所示，會發生平台速度比實際的描繪速度還慢之情形，惟實際描繪時，無法超出電子光學系統的可偏向範圍(可做描繪之範圍)來做描繪。因此，在實際的平台位置與描繪控制之間為了能夠對規定的描繪位置擊發，需要有取得同步以令描繪進行之某些控制機構，但例如可設計成等待平台位置移動至規定的描繪範圍(例如可追蹤範圍)，再執行規定部分的描繪。
作為資料傳送處理工程(S156)，傳送處理部82，將記憶裝置142中存儲的每一擊發的擊發資料輸出至偏向控制電路130。然後，偏向控制電路130，對於每一擊發，對各射束用的邏輯電路41傳送每一擊發的擊發資料。此外，偏向控制電路130，生成高速挪移偏向用的偏向資料及追蹤控制用的偏向資料。然後，偏向控制電路130，和各擊發的時間點同步，將高速挪移偏向用的偏向資料輸出至DAC放大器單元132。DAC放大器單元132，將以數位訊號生成的偏向資料變換為類比資料，並將其放大後，施加至偏向器209以作為偏向電壓。此外，偏向控制電路130，將追蹤控制用的偏向資料配合偏向區 域34的追蹤動作時間點而輸出至DAC放大器單元134。DAC放大器單元134，將以數位訊號生成的偏向資料變換為類比資料，並將其放大後，施加至偏向器208以作為偏向電壓。
作為描繪工程(S158)，基於描繪控制部84的控制，平台控制部138，讀出平台速度圖表，循著平台速度圖表，將XY平台105的速度予以可變速地控制。此時，如圖9F的平台速度圖表所示，平台控制部138，當描繪欲描繪的圖樣之圖樣密度較高的試料上的區域之情形下，將載置著試料之XY平台105的平台速度控制為高速，當描繪圖樣密度較低的試料上的區域之情形下，將XY平台105的平台速度控制為低速。此外，描繪機構150，一面和XY平台105的移動同步，一面使用由電子束所成之多射束20，對試料101描繪圖樣。像這樣，平台控制部138一面將XY平台105的平台速度予以可變速地控制，描繪機構150一面使用由電子束所成之多射束20，對試料101描繪圖樣。此時，如上述般，在照射區域34被設定於試料101上之狀態下，於1次的追蹤循環中，一面令各射束的位置挪移一面進行由最大照射時間相異之多射束所做的複數次擊發。然後，反覆進行追蹤循環的描繪，藉此推進條紋區域32全體以至於試料101的描繪區域30全體之描 繪處理。
圖10A及圖10B為實施形態1中的擊發時間的縮短與圖樣密度之關係說明用圖。圖10A例子中，揭示針對各擊發一律將例如1023△設定為最大照射時間(可設定最大照射時間)之情形。高密度部(圖樣密度較高的區域)的各擊發中，於照射時間存在可省略部分(時間)。相較於此，低密度部(圖樣密度較低的區域)的擊發中，於照射時間不存在可省略部分(時間)。故，實施形態1中，如圖10B所示將高密度部(圖樣密度較高的區域)的各擊發的可省略部分(時間)予以縮短。如此一來，將每一擊發的最大照射時間設為可變，能夠大幅縮短各擊發的描繪時間。換言之，描繪機構150，因應多射束20的每一擊發的最大照射時間，以使得各擊發中的至下一擊發之切換期間成為可變的方式，來進行由多射束20所做的複數次擊發。具體而言，描繪機構150，是將1次的多射束20的擊發中可設定的可設定最大照射時間當中超出每一擊發的最大照射時間之時間予以縮短，來進行下一多射束的擊發。然後，將每一擊發的最大照射時間設為可變，藉此將高密度部(圖樣密度較高的區域)中的XY平台105的平台速度予以加速，像這樣能夠使平台速度可變。
像以上這樣，按照實施形態1，多射束描繪中，藉由 令XY平台105可變速地移動，能夠進一步提高產能性能。
另，條紋區域32中，若有不存在圖樣之區域，則將該區域設定為1個CPM區域37，針對該不存在圖樣之CPM區域37(NULL區域)，可高速地做平台移動。如此一來，能夠更加提高產能性能。
實施形態2.
實施形態1中，說明了針對1次的擊發，多射束的各射束各自以恰好必要的照射時間連續照射之情形。各擊發內的射束的照射方法並不限於此。實施形態2中，說明將1次的擊發分成複數個分割擊發，並將分割出的射束對同一位置依序照射之構成。
圖11為實施形態2中的描繪裝置的構成示意概念圖。圖11中，描繪裝置100，除了在電子鏡筒102內的遮沒孔徑陣列部204與限制孔徑構件206之間更配置了偏向器212、控制部160更具有邏輯電路131、及在控制計算機110內更配置了分割擊發資料生成部86、配置了最大照射時間tmax演算部75來取代最大照射時間tmax取得部74這幾點以外，係和圖1相同。此外，以下除特別說明的點以外之內容，均與實施形態1相同。
邏輯電路131，連接至偏向控制電路130。此外，邏輯電路131，連接至偏向器212。
圖樣面積密度ρ(x、y)演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’(x、y)演算部64、照射量D(x、y)演算部66、照射時間t(x、y)演算部68、編排加工部70、縮短處理部72、最大照射時間tmax演算部75、分割擊發資料生成部86、單位區域描繪時間演算部76、平台速度演算部78、速度圖表作成部80、傳送處理部82、及描繪控制部84這些各「~部」，係具有處理電路，作為該處理電路，能夠使用電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。此外，各「~部」亦可使用共通的處理電路(同一處理電路)。或，亦可使用相異的處理電路(個別的處理電路)。對於圖樣面積密度ρ(x、y)演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’(x、y)演算部64、照射量D(x、y)演算部66、照射時間t(x、y)演算部68、編排加工部70、縮短處理部72、最大照射時間tmax演算部75、分割擊發資料生成部86、單位區域描繪時間演算部76、平台速度演算部78、速度圖表作成部80、傳送處理部82、及描繪控制部84輸出入之資訊及演算中之資訊會隨 時被存儲於記憶體112。
圖12為實施形態2中的個別遮沒控制電路與共通遮沒控制電路的內部構成示意概念圖。圖12中，在配置於描繪裝置100本體內的遮沒孔徑陣列部204之個別遮沒控制用的各邏輯電路41，配置有移位暫存器40、暫存器42、及AND演算器44。另，針對AND演算器44，亦可省略。實施形態2中，對於以往例如是藉由10位元的控制訊號來控制之各射束用的個別遮沒控制，是藉由例如1位元的控制訊號來控制。也就是說，對於移位暫存器40、暫存器42、及AND演算器44，係輸出入1位元的控制訊號。控制訊號的資訊量少，藉此能夠縮小控制電路的設置面積。換言之，即使在設置空間狹窄的遮沒孔徑陣列部204上配置邏輯電路的情形下，仍能以更小的射束間距配置更多的射束。這可使穿透遮沒孔徑陣列部204之電流量增加，亦即能夠提升描繪產能。
此外，在共通遮沒用的偏向器212配置有放大器，在邏輯電路131配置有暫存器50、及計數器52。這裡並非同時進行複數種不同控制，而是以進行ON/OFF控制的1個電路來達成，因此即使配置用來令其高速響應之電路的情形下，也不會發生設置空間或電路的使用電流限制上的問題。故，此放大器，相較於在遮沒孔徑上所能實現之放 大器而言會甚為高速地動作。此放大器例如藉由10位元的控制訊號來控制。也就是說，對於暫存器50、及計數器52，例如會輸出入10位元的控制訊號。
實施形態2中，利用上述個別遮沒控制用的各邏輯電路41所做之射束ON/OFF控制、以及將多射束全體予以統一遮沒控制之共通遮沒控制用的邏輯電路131所做之射束ON/OFF控制這兩者，來進行各射束的遮沒控制。
圖13為實施形態2中的描繪方法的主要工程示意流程圖。圖13中，實施形態2中的描繪方法，除了在編排加工工程(S110)與最大照射時間縮短處理工程(S122)之間實施分割擊發資料生成工程(S120)這點以外，係和圖7相同。
從圖樣面積密度ρ(x、y)演算工程(S102)至編排加工工程(S110)為止的各工程的內容，和實施形態1相同。
作為分割擊發資料生成工程(S120)，分割擊發資料生成部86，生成分割擊發資料，該生成分割擊發資料用來將1次份的擊發分割成對同一位置連續照射之照射時間相異的複數次分割擊發。分割擊發資料生成部86，對每一擊發，將把多射束的各射束的照射時間除以量子化單位△(階度值解析力)而成之階度值N，變換成事先設定好 的位數n的2進位數之值。例如，若N=50，則因50=25+24+21，故例如變換成10位的2進位數之值則成為“0000110010”。例如，若N=500，依同樣方式則成為“0111110100”。例如，若N=700，依同樣方式則成為“1010111100”。例如，若N=1023，依同樣方式則成為“1111111111”。各射束的照射時間，相當於對每一擊發，各射束將會照射的網目區域中定義之照射時間。
位數n為2位以上即可，但較佳以4位以上、更佳以8位以上為合適。此處，作為一例使用10位。
實施形態2中，對於各射束的每一擊發，是將該射束的照射，分割成當將變換出的2進位數的各位的值分別以10進位數來定義的情形下將各位予以組合而成之位數n次的照射，以作為將相當的階度值乘上△而得之照射時間。換言之，是將1擊發分割成△an-12n-1、...△ak2k、...△a121、△a020的各照射時間的複數個分割擊發。當訂定位數n=10的情形下，1擊發被分割成10次的分割擊發(照射步級)。ak表示各位的位元值。故，在對應於位元值為1的位之分割擊發中，射束會被照射，而在對應於位元值為0的位之分割擊發中，射束便不會被照射。
圖14為實施形態2中訂定位數n=10的情形下之各位數與各位的照射時間之關係示意位元加工表格示意圖。 圖14中，第1位(k=0)(第1位元)的照射時間為△、第2位(k=1)(第2位元)的照射時間為2△、第3位(k=2)(第3位元)的照射時間為4△、第4位(k=3)(第4位元)的照射時間為8△、...、第10位(k=9)(第10位元)的照射時間成為512△。
例如，當訂定位數n=10的情形下，若N=700，則第10位(第10位元)的照射時間成為△×512。第9位(第9位元)的照射時間成為△×0=0。第8位(第8位元)的照射時間成為△×128。第7位(第7位元)的照射時間成為△×0=0。第6位(第6位元)的照射時間成為△×32。第5位(第5位元)的照射時間成為△×16。第4位(第4位元)的照射時間成為△×8。第3位(第3位元)的照射時間成為△×4。第2位(第2位元)的照射時間成為△×0=0。第1位(第1位元)的照射時間成為△×0=0。它們的合計時間成為700△。像這樣，分割擊發資料生成部86，對多射束的每一射束，生成分割擊發資料，以便從△an-12n-1、...△ak2k、...△a121、△a020的各照射時間的複數次之分割擊發當中，選擇在欲照射之像素(照射位置)可獲得必要的照射時間之分割擊發的組合。另，當照射時間為零的情形下(N=0)，可生成不選擇所有的分割擊發之資料“0000000000”。
又，例如當從位數較大的一方依序照射的情形下，例如若訂定△=1ns，則第1次的照射步級會成為512ns(射束ON)之照射。第2次的照射步級成為0ns(射束OFF)之照射。第3次的照射步級成為128ns(射束ON)之照射。第4次的照射步級成為0ns(射束OFF)之照射。第5次的照射步級成為32ns(射束ON)之照射。第6次的照射步級成為16ns(射束ON)之照射。第7次的照射步級成為8ns(射束ON)之照射。第8次的照射步級成為4ns(射束ON)之照射。第9次的照射步級成為0ns(射束OFF)之照射。第10次的照射步級成為0ns(射束OFF)之照射。
作為最大照射時間縮短處理工程(S122)，縮短處理部72，對每一擊發，進行將變成等待時間之不需要時間予以縮短之最大照射時間縮短處理。
圖15為實施形態2中的最大照射時間的縮短處理說明用一例示意圖。圖15A及圖15B中，針對上述之例如10次的分割擊發當中，成為未滿32△的照射時間之分割擊發係省略圖示。圖15A例子中，揭示針對各擊發一律設定為進行10次的分割擊發之情形。換言之，揭示針對各擊發一律將1023△設定為最大照射時間之情形。此外，圖15A例子中，揭示第k擊發的各射束(此處為射束1~5) 之各分割擊發的擊發有無、及第k+m擊發的各射束之各分割擊發的擊發有無、及第k+p擊發的各射束之各分割擊發的擊發有無。
若觀察第k擊發，射束1中，在成為32△的照射時間之分割擊發、成為256△的照射時間之分割擊發、及成為512△的照射時間之分割擊發，係成為射束ON。但，在成為64△、及128△的照射時間之分割擊發，係成為射束OFF。故，射束1中，成為64△、及128△的照射時間之分割擊發的期間會成為等待時間。射束2中，在成為64△的照射時間之分割擊發、及成為256△的照射時間之分割擊發，係成為射束ON。但，在成為32△、128△、及512△的照射時間之分割擊發，係成為射束OFF。故，射束2中，成為32△、128△、及512△的照射時間之分割擊發的期間會成為等待時間。同樣地，射束3中，成為32△、64△、128△、及512△的照射時間之分割擊發的期間會成為等待時間。同樣地，射束4中，成為32△、128△、及512△的照射時間之分割擊發的期間會成為等待時間。同樣地，射束5中，成為32△、64△、128△、及512△的照射時間之分割擊發的期間會成為等待時間。故，第k擊發中，成為128△的照射時間之分割擊發的期間，會成為未照射任何射束之等待時間。同樣地，第k+m擊發中，成 為512△的照射時間之分割擊發的期間，會成為未照射任何射束之等待時間。相對於此，第k+p擊發中，不存在未照射任何射束之分割擊發的期間，所有的分割擊發均成為必要之擊發。換言之，當初的最大照射時間即成為必要之擊發。
鑑此，縮短處理部72，對每一擊發，進行縮短該等待時間之處理。換言之，縮短處理部72，對每一擊發，係將未受到多射束20的任何射束選擇之分割擊發的期間予以縮短。圖15B例子中，觀察第k擊發，成為128△的照射時間之分割擊發的期間會成為等待時間。故，針對第k擊發，省略成為128△的照射時間之分割擊發，藉此縮短等待時間。其結果，針對第k擊發，能夠將描繪時間縮短恰好該等待時間份。觀察第k+m擊發，成為512△的照射時間之分割擊發的期間會成為等待時間。故，針對第k+m擊發，省略成為512△的照射時間之分割擊發，藉此縮短等待時間。觀察第k+p擊發，由於等待時間未發生，故針對第k+p擊發無法縮短。如上述般，針對所有的擊發進行該最大照射時間的縮短處理。
作為每一擊發的最大照射時間tmax取得工程(S130)，最大照射時間tmax演算部75，對每一擊發，將剩下的分割擊發的照射時間之合計，演算作為該擊發的 最大照射時間tmax。
從單位區域描繪時間演算工程(S150)至平台速度圖表作成工程(S154)為止的各工程的內容，和實施形態1相同。
作為資料傳送處理工程(S156)，傳送處理部82，對各射束的每一擊發，將被變換成n位的2進位數資料之照射時間編排資料，輸出至偏向控制電路130。偏向控制電路130，對於每一擊發，對各射束用的邏輯電路41輸出照射時間編排資料。此外，與此同步，偏向控制電路130，對共通遮沒用的邏輯電路131輸出各分割擊發的時間點資料。
圖16為實施形態2中的照射時間編排資料的一部分之一例示意圖。圖16中，揭示構成多射束之射束當中，例如針對射束1~5的規定的擊發之照射時間編排資料的一部分。圖16例子中，針對射束1~5，揭示從第k位元(第k位)的分割擊發的照射步級至第k-3位元(第k-3位)的分割擊發的照射步級為止之照射時間編排資料。圖16例子中，針對射束1，針對從第k位元(第k位)至第k-3位元(第k-3位)為止的分割擊發的照射步級，顯示資料“1101”。針對射束2，針對從第k位元(第k位)至第k-3位元(第k-3位)為止的分割擊發的照射步級，顯 示資料“1100”。針對射束3，針對從第k位元(第k位)至第k-3位元(第k-3位)為止的分割擊發的照射步級，顯示資料“0110”。針對射束4，針對從第k位元(第k位)至第k-3位元(第k-3位)為止的分割擊發的照射步級，顯示資料“0111”。針對射束5，針對從第k位元(第k位)至第k-3位元(第k-3位)為止的分割擊發的照射步級，顯示資料“1011”。
實施形態2，如圖12所示，邏輯電路41中使用了移位暫存器40，故資料傳送時，偏向控制電路130會將同一位元(同一位數)的資料依射束的排列順序(或識別編號順序)予以資料傳送至遮沒孔徑陣列部204的各邏輯電路41。此外，輸出同步用的時脈訊號(CLK1)、資料讀出用的讀取訊號(read)、及AND演算器訊號(BLK訊號)。圖16例子中，例如作為射束1~5的第k位元(第k位)的資料，係從後面的射束側開始傳送“10011”之各1位元資料。各射束的移位暫存器40，遵照時脈訊號(CLK1)，從上位側開始依序將資料傳送至下一移位暫存器40。例如，射束1~5的第k位元(第k位)的資料中，藉由5次的時脈訊號，在射束1的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束2的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束3的移位暫存器40會存儲 1位元資料亦即“0”。在射束4的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“0”。在射束5的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。
接著，各射束的暫存器42，一旦輸入讀取訊號(read)，各射束的暫存器42便從移位暫存器40讀入各個射束的第k位元(第k位)的資料。圖16例子中，作為第k位元(第k位)的資料，在射束1的暫存器42會存儲1位元資料亦即“1”。作為第k位元(第k位)的資料，在射束2的暫存器42會存儲1位元資料亦即“1”。作為第k位元(第k位)的資料，在射束3的暫存器42會存儲1位元資料亦即“0”。作為第k位元(第k位)的資料，在射束4的暫存器42會存儲1位元資料亦即“0”。作為第k位元(第k位)的資料，在射束5的暫存器42會存儲1位元資料亦即“1”。各射束的個別暫存器42，一旦輸入第k位元(第k位)的資料，便遵照該資料將ON/OFF訊號輸出至AND演算器44。若第k位元(第k位)的資料為“1”則輸出ON訊號，若為“0”則輸出OFF訊號即可。然後，AND演算器44中，若BLK訊號為ON訊號，且暫存器42的訊號為ON，則對放大器46輸出ON訊號，放大器46將ON電壓施加至個別遮沒偏向器的電極24。除此以外的期間，AND演算器44對放大器46輸 出OFF訊號，放大器46將OFF電壓施加至個別遮沒偏向器的電極24。
然後，於該第k位元(第k位)的資料受到處理的期間，偏向控制電路130將下一第k-1位元(第k-1位)的資料依射束的排列順序(或識別編號順序)予以資料傳送至遮沒孔徑陣列部204的各邏輯電路41。圖16例子中，例如作為射束1~5的第k-1位元(第k-1位)的資料，係從後面的射束側開始傳送“01111”之各1位元資料。各射束的移位暫存器40，遵照時脈訊號(CLK1)，從上位側開始依序將資料傳送至下一移位暫存器40。例如，射束1~5的第k-1位元(第k-1位)的資料中，藉由5次的時脈訊號，在射束1的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束2的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束3的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束4的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“1”。在射束5的移位暫存器40會存儲1位元資料亦即“0”。然後，偏向控制電路130，若第k位元的照射時間結束，則輸出下一第k-1位元(第k-1位)的讀取訊號。藉由第k-1位元(第k-1位)的讀取訊號，各射束的暫存器42從移位暫存器40讀入各自的射束的第k-1位元(第k-1位)的資料即可。以下依同樣方式推進至第1位元(第 1位)的資料處理即可。藉由偏向控制電路130，令輸出讀取訊號之時間點和各分割擊發的照射時間相對應來予以控制，藉此，即使省略複數個分割擊發的一部分的分割擊發，仍能配合剩下的各分割擊發的照射時間。此外，對於被省略的分割擊發係省略照射時間編排資料之傳送，藉此能夠效率良好地移至下一分割擊發。
此處，針對圖12所示之AND演算器44，亦可省略。但，當邏輯電路41內的各元件的任一者故障，而陷入無法設為射束OFF之狀態的情形等下，藉由配置AND演算器44便能將射束控制成OFF，這一點為其功效。此外，圖12中，是使用與移位暫存器串聯之1位元的資料傳送路徑，但藉由設置複數個並聯的傳送路徑，還能控制2位元以上的資料，可謀求傳送的高速化。
作為描繪工程(S158)，基於描繪控制部84的控制，平台控制部138，讀出平台速度圖表，循著平台速度圖表，將XY平台105的速度予以可變速地控制。此時，如圖9F的平台速度圖表所示，平台控制部138，當描繪欲描繪的圖樣之圖樣密度較高的試料上的區域之情形下，將載置著試料之XY平台105的平台速度控制為高速，當描繪圖樣密度較低的試料上的區域之情形下，將XY平台105的平台速度控制為低速。此外，描繪機構150，一面 和XY平台105的移動同步，一面使用由電子束所成之多射束20，將1次份的擊發分成對同一位置連續照射之照射時間相異的複數次分割擊發，而對試料101描繪圖樣。
圖17為實施形態2中針對1擊發中的照射步級的一部分之射束ON/OFF的切換動作示意時序圖。圖17中，例如針對構成多射束的複數個射束當中的1個射束(射束1)來表示。此處，例如針對射束1的從第k位元(第k位)至第(k-3)位元(第k-3位)為止之分割擊發來表示。照射時間編排資料，例如揭示第k位元(第k位)為“1”、第k-1位元(第k-1位)為“1”、第k-2位元(第k-2位)為“0”、第k-3位元(第k-3位)為“1”之情形。
首先，藉由第k位元(第k位)的讀取訊號的輸入，個別暫存器42遵照存儲的第k位元(第k位)的資料(1位元)而輸出ON/OFF訊號。
由於第k位元(第k位)的資料為ON資料，故個別放大器46(個別放大器1)輸出ON電壓，對射束1用的遮沒電極24施加ON電壓。另一方面，在共通遮沒用的邏輯電路131內，遵照該擊發中使用之分割擊發的各分割擊發的時間點資料，切換ON/OFF。共通遮沒機構中，僅在各分割擊發的照射時間輸出ON訊號。當該擊發的複數個分割擊發，是由成為512△、256△、64△、32△的各照射 時間之4次的分割擊發所構成的情形下，例如若訂定△=1ns，則第1次的分割擊發的照射時間會成為512△=512ns。第2次的分割擊發的照射時間會成為256△=256ns。第3次的分割擊發的照射時間會成為64△=64ns。第4次的分割擊發的照射時間會成為32△=32ns。在邏輯電路131內，一旦各分割擊發的時間點資料被輸入至暫存器50，則暫存器50輸出第k位(第k位元)的ON資料，計數器52計數第k位(第k位元)的照射時間，並於該照射時間經過時予以控制使成為OFF。對於被省略的分割擊發，係省略各分割擊發的時間點資料之輸入，此外省略相對應的照射時間編排資料之傳送，藉此能夠效率良好地進行描繪時間之縮短。
此外，共通遮沒機構中，針對個別遮沒機構的ON/OFF切換，是在經過放大器46的電壓穩定時間(安定(settling)時間)S1/S2後，進行ON/OFF切換。圖17例子中，個別放大器1成為ON後，又經過從OFF切換成ON時之個別放大器1的整定時間S1後，共通放大器成為ON。如此一來，能夠排除當個別放大器1啟動(rise)時處於不穩定電壓之射束照射。然後，共通放大器於作為對象之第k位(第k位元)的照射時間經過時成為OFF。其結果，實際的射束，當個別放大器及共通放大器皆為ON 的情形下會成為射束ON，照射至試料101。故，共通放大器的ON時間被控制成實際的射束照射時間。另一方面，在個別放大器1成為OFF時，是於共通放大器成為了OFF後，又經過安定時間S2後，個別放大器1成為OFF。如此一來，能夠排除當個別放大器1關閉(fall)時處於不穩定電壓之射束照射。
像以上這樣，除藉由個別遮沒機構做進行各射束的ON/OFF切換之控制以外，還利用共通遮沒機構(邏輯電路131、及偏向器212等)對多射束全體統一進行射束的ON/OFF控制，來進行遮沒控制以使得僅在和第k位元的各照射步級(照射)相對應之照射時間成為射束ON狀態。如此一來，多射束的各擊發，便被分割成對同一位置連續照射之照射時間相異的複數次分割擊發。然後，因應對試料101描繪之圖樣，複數次分割擊發的次數係可變地被設定。被設定之分割擊發的照射時間的合計愈短，則愈能減短該擊發的最大照射時間。然後，將每一擊發的最大照射時間設為可變，藉此將高密度部(圖樣密度較高的區域)中的XY平台105的平台速度予以加速，像這樣能夠使平台速度可變。
圖18為實施形態2中的遮沒動作說明用概念圖。通過了遮沒孔徑陣列部204的多射束20a~e，會藉由縮小透 鏡205而被縮小，朝向形成於限制孔徑構件206之中心的孔行進。此處，藉由遮沒孔徑陣列部204的遮沒器而被偏向的電子束20，其位置會偏離限制孔徑構件206(遮沒孔徑構件)中心的孔，而被限制孔徑構件206遮蔽。另一方面，未受到遮沒孔徑陣列部204的遮沒器偏向之電子束20，若未藉由偏向器212(共通遮沒機構)而受到偏向，則會如圖11所示般通過限制孔徑構件206的中心的孔。藉由該個別遮沒機構的ON/OFF與共通遮沒機構的ON/OFF之組合，來進行遮沒控制，控制射束的ON/OFF。像這樣，限制孔徑構件206，是將藉由個別遮沒機構或共通遮沒機構而被偏向成為射束OFF狀態之各射束加以遮蔽。然後，藉由從成為射束ON開始至成為射束OFF為止所形成之通過了限制孔徑構件206的射束，形成將1次份的擊發進一步分割而成之複數個分割擊發的各射束。通過了限制孔徑構件206的多射束20，會藉由對物透鏡207而合焦，成為期望之縮小率的圖樣像，然後藉由偏向器208，通過了限制孔徑構件206的各射束(多射束20全體)朝同方向統一被偏向，照射至各射束於試料101上的各自之照射位置。此外，例如當XY平台105在連續移動時，射束的照射位置會受到偏向器208控制，以便追隨XY平台105的移動。一次所照射之多射束20，理想上 會成為以孔徑構件203的複數個孔的編排間距乘上上述期望之縮小率而得之間距而並排。
像以上這樣，按照實施形態2，在將1次份的擊發分割成對同一位置連續照射之照射時間相異的複數次分割擊發而描繪之多射束描繪中，藉由令XY平台105可變速地移動，能夠進一步提高產能性能。
實施形態3.
實施形態2中，例如是從n位的2進位數當中較大的位中定義之照射時間的分割擊發側開始依序分配各射束的照射時間。故，例如當將1023△分成10次的分割擊發的情形下，若照射時間為512△以上，則複數個分割擊發當中照射時間最長的512△的分割擊發必然會包含於該擊發中。此外，對於每一擊發，當將多射束的各射束的照射分成複數個分割擊發的情形下，若在所有的射束中不存在未用於照射之分割擊發，則對最大照射時間的縮短沒有幫助。鑑此，實施形態3中，說明一種運用分割擊發的照射時間不限定於2k△之比2n-1△還短的特定值的分割擊發，來謀求最大照射時間的縮短之構成。
圖19為實施形態3中的描繪裝置的構成示意概念圖。圖19中，除了在控制計算機110內追加了最大照射 時間tmax取得部74、頻率函數演算部88、T1演算部90、m1演算部92、及M2演算部94以取代縮短處理部72這點以外，係和圖11相同。此外，以下除特別說明的點以外之內容，均與實施形態2相同。
圖樣面積密度ρ(x、y)演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’(x、y)演算部64、照射量D(x、y)演算部66、照射時間t(x、y)演算部68、編排加工部70、最大照射時間tmax取得部74、頻率函數演算部88、T1演算部90、m1演算部92、M2演算部94、分割擊發資料生成部86、最大照射時間tmax演算部75、單位區域描繪時間演算部76、平台速度演算部78、速度圖表作成部80、傳送處理部82、及描繪控制部84這些各「~部」，係具有處理電路，作為該處理電路，能夠使用電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等。此外，各「~部」亦可使用共通的處理電路(同一處理電路)。或，亦可使用相異的處理電路(個別的處理電路)。對於圖樣面積密度ρ(x、y)演算部60、鄰近效應修正照射係數Dp(x、y)演算部62、像素內圖樣面積密度ρ’(x、y)演算部64、照射量D(x、y)演算部66、照射時間t(x、y)演算部68、編排加工部70、最大照射時間tmax 取得部74、頻率函數演算部88、T1演算部90、m1演算部92、M2演算部94、分割擊發資料生成部86、最大照射時間tmax演算部75、單位區域描繪時間演算部76、平台速度演算部78、速度圖表作成部80、傳送處理部82、及描繪控制部84輸出入之資訊及演算中之資訊會隨時被存儲於記憶體112。
圖20為實施形態3中的描繪方法的主要工程示意流程圖。圖20中，實施形態3中的描繪方法中，除了在每一擊發的最大照射時間tmax取得工程(S130)與單位區域描繪時間演算工程(S150)之間，實施頻率函數演算工程(S132)、T1演算工程(S134)、m1，M2演算工程(S136)、分割擊發資料生成工程(S138)、最大照射時間tmax再演算工程(S140)這點、及刪除最大照射時間縮短工程(S122)這點以外，係和圖7相同。
從圖樣面積密度ρ(x、y)演算工程(S102)至每一擊發的最大照射時間tmax取得工程(S130)為止的各工程的內容，和實施形態1相同。
作為頻率函數演算工程(S132)，頻率函數演算部88，演算和照射時間t相依之頻率函數F(t)，該頻率函數F(t)定義了用來描繪試料101之全擊發的各擊發的最大照射時間tmax的頻率。換言之，是對每一描繪佈局演 算頻率函數F(t)。或是，亦可演算對每一條紋區域、或對每一CPM區域37定義了用來描繪該區域之全擊發的各擊發的最大照射時間tmax的頻率之和照射時間t相依之頻率函數F(t)。當對每一CPM區域37演算頻率函數F(t)的情形下，隸屬於各個CPM區域37之照射區域34的決定方式，可和實施形態1相同。故，在隸屬之複數個照射區域34的各照射區域34中於追蹤循環中進行之複數個擊發，該當於隸屬該CPM區域37之複數次擊發。
圖21為實施形態3中的頻率函數曲線的一例示意圖。縱軸表示頻率(同一最大照射時間的擊發個數)。橫軸表示照射時間。存在著最小的最大照射時間Tmin及最大的最大照射時間T2，而在Tmin與T2之間會有同一最大照射時間的擊發個數分布。另，在此，沒有實際照射之擊發不視為對象。
作為T1演算工程(S134)，T1演算部90，演算在Tmin與T2之間滿足以下條件之照射時間T1。定義一從Tmin至T1為止的頻率函數F(t)的積分值(面積)S1(=ΣF(t)，Tmin≦t≦T1)、及一從T1至T2為止的頻率函數F(t)的積分值(面積)S2(=ΣF(t)，T1<t≦T2)。此處，積分值(面積)，表示落入各自的範圍之擊發的個數。多射束的控制序列上的描繪時間Tc，能 夠依以下式(1)定義。式(1)中揭示忽視了平台移動所伴隨之等待時間的情形。另，此處的說明中，有關先前實施形態2中說明之，將沒有實際照射之分割擊發的時間予以刪除的部分，係從圖示及式子的表現中省略。若併用將沒有實際照射之分割擊發的時間予以刪除，則會進一步達成該份量之時間縮短。
(1)Tc=S1‧T1+S2‧T2
這示意了特定值(T2-T1)的分割擊發被效率良好地省略，藉此，S1中包含之擊發以最大照射時間T1被描繪，此外，S2中包含之擊發以最大照射時間T2被描繪的情形下之描繪時間。
另，當不運用實施形態3中的特定值而將各擊發以各自的最大照射時間來描繪的情形下，所有的擊發會以最大照射時間T2被描繪，故多射束的控制序列上的描繪時間Tc，能夠依以下式(2)定義。
(2)Tc=(S1+S2)‧T2
實施形態3中，T1演算部90，演算使得式(1)所示描繪時間Tc成為最小之照射時間T1。
圖22為實施形態3中的頻率函數曲線的另一例示意圖。縱軸表示頻率(同一最大照射時間的擊發個數)。橫 軸表示照射時間。圖22中，作為一更單純的例子，係假定頻率函數F(t)=k這樣一定的情形。在該情形下，式(1)能夠如以下式(3)般變形。
(3)Tc=S1‧T1+S2‧T2=k(T1-Tmin)‧T1+k(T2-T1)‧T2=k{T12-(Tmin+T2)‧T1+T22}
此處，例如當訂定鄰近效應修正係數(背散射係數)η=0.6，訂定圖樣面積密度為100%下的照射時間(照射量)為1.0的情形下，為了使包括背散射電子所造成的曝光在內之曝光量成為一定，圖樣面積密度為50%下的照射時間(照射量)會相當於1.23(相對值)，圖樣面積密度為0%(接近0%而非0%)下的照射時間(照射量)會相當於1.6(相對值)。故，若將Tmin=1.0、T2=1.6代入式(3)，則式(3)能夠變形為以下式(4)。
(4)Tc=k(T12-2.6‧T1+2.56)
故，將式(4)以時間t微分，訂微分值=0來求出描繪時間Tc的最小值，則照射時間T1會成為T1=1.3。故，本例中，若將分割擊發的特定值(T2-T1)設為0.3(相對值)，則能夠讓描繪時間成為最少。
(案例1)
例如，在描繪區域內，當成為圖樣面積密度為50%的區域佔95%、圖樣面積密度為0%的區域(接近0%而非0%的區域)佔5%之佈局的情形下，描繪時間能夠如以下般計算。此外，在此情形下，將使描繪時間成為最小之T1的值，例如訂為T1=1.25(相對值)，以包含圖樣面積密度為50%下的照射時間(照射量)的1.23(相對值)。
(1-1)不運用實施形態3中的特定值之情形
Tc=(0.95+0.05)×1.6=1.6(相對值)
(1-2)運用實施形態3中的特定值進行分割擊發之情形
Tc=0.95×1.25+0.05×1.6=1.27(相對值)
故，1.27/1.6=0.79，當運用實施形態3中的特定值進行分割擊發的情形下，描繪時間能夠縮短至0.79倍。故，只要能將平台速度可變速地予以適當地控制，則可達成約20%的速度提升。
(案例2)
此外，例如，在描繪區域內，當成為圖樣面積密度為 100%的區域佔95%、圖樣面積密度為0%的區域(接近0%而非0%的區域)佔5%之佈局的情形下，描繪時間能夠如以下般計算。此外，在此情形下，將使描繪時間成為最小之T1的值，例如訂為T1=1.05(相對值)，以包含圖樣面積密度為100%下的照射時間(照射量)的1.0(相對值)。
(2-1)不運用實施形態3中的特定值之情形
Tc=(0.95+0.05)×1.6=1.6(相對值)
(2-2)運用實施形態3中的特定值進行分割擊發之情形
Tc=0.95×1.05+0.05×1.6=1.08(相對值)
故，1.08/1.6=0.68，當運用實施形態3中的特定值進行分割擊發的情形下，描繪時間能夠縮短至0.68倍。故，只要能將平台速度可變速地予以適當地控制，則可達成約30%的速度提升。
作為m1，M2演算工程(S136)，M2演算部94，演算特定值M2△(第1特定值)的階度值M2。特定值M2△，係由T2-T1來定義。特定值M2△的階度值M2，係由以下式(5)來定義。此處，因演算而產生之餘數δ2，在階度達100以上這樣的情形下產生的誤差會足夠小，故亦可忽視。當階度為100以下而誤差無法忽視的情形下， 為了獲得描繪時間的縮短效果，可適當選擇將餘數δ2無條件進位、或無條件捨去之處理。
(5)M2=(T2-T1)/△
接著，m1演算部92，運用照射時間T1的階度值M1(=T1/△)，演算特定值m1△(第2特定值)的階度值m1。特定值m1△的階度值m1，係由以下式(6-1)來定義。2進位數的位數n，訂為滿足以下式(6-2)之最大數。
(6-1)m1=M1-(2n-1)
(6-2)M1≧2n-1
藉由以上，便能獲得用來將1擊發分割成複數個分割擊發之照射時間列(M2△、m1△、2n-1△、2n-2△、...，20△)。具體而言，照射時間從T1至T2的各擊發，是以(M2△、m1△、2n-1△、2n-2△、...，20△)的照射時間中設定之(n+2)次的分割擊發被描繪，而照射時間從Tmin至T1的各擊發，是以(m1△、2n-1△、2n-2△、...，20△)的照射時間中設定之(n+1)次的分割擊發被描繪。
故，各擊發，例如能夠設為成為照射時間512△以下的照射時間M2△之分割擊發，來取代當將訂n=10之習知的最大照射時間1023△以2進位數來定義的情形下最大位中定義之照射時間512△的分割擊發。故，藉由設定一 不限定於2的次方之任意的最大照射時間，能夠達成描繪時間的縮短。又，能夠藉由各擊發的最大照射時間是否為M1△以上，來改變分割擊發數。
作為分割擊發資料生成工程(S138)，分割擊發資料生成部86，生成分割擊發資料，該生成分割擊發資料用來將1次份的擊發分割成對同一位置連續照射之照射時間相異的複數次分割擊發。分割擊發資料生成部86，對每一擊發，將把多射束的各射束的照射時間除以量子化單位△(階度值解析力)而成之階度值N，變換成事先設定好的(M2、m1、2n-1、2n-2、...，20)的照射時間列之組合。具體而言係如以下般變換。
對象射束的照射時間的階度值Ts，當Ts>M1的情形下，訂定位元(M2)=1，將剩下的照射時間的階度值Ts1(=Ts-M2)分配給下一者。當Ts1>2n-1的情形下，訂定位元(m1)=1，將剩下的照射時間的階度值Ts2(=Ts1-m1)分配給下一者。當Ts1≦2n-1的情形下，訂定位元(m1)=0，將剩下的照射時間的階度值Ts2(=Ts1)分配給下一者。剩下的照射時間的階度值Ts2，會成為Ts2≦2n-1，故變換成運用(2n-1、2n-2、...，20)的至少1者之照射時間的階度值之組合。故，當Ts>M1的情形下，會被變換成(M2△、m1△、2n-1△、2n-2△、...， 20△)的照射時間中設定之(n+2)次的分割擊發。
另一方面，對象射束的照射時間的階度值Ts，當Ts≦M1的情形下，訂定位元(M2)=0，將剩下的照射時間的階度值Ts1(=Ts)分配給下一者。當Ts1>2n-1的情形下，訂定位元(m1)=1，將剩下的照射時間的階度值Ts2(=Ts1-m1)分配給下一者。當Ts1≦2n-1的情形下，訂定位元(m1)=0，將剩下的照射時間的階度值Ts2(=Ts1)分配給下一者。剩下的照射時間的階度值Ts2，會成為Ts2≦2n-1，故變換成運用(2n-1、2n-2、...，20)的至少1者之照射時間的階度值之組合。故，當Ts≦M1的情形下，會被變換成(m1△、2n-1△、2n-2△、...，20△)的照射時間中設定之(n+1)次的分割擊發。
針對該描繪佈局，例如計算T2=850△、T1=700△之情形。在此情形下，成為M2=150、M1=700。故，滿足M1≧2n-1之最大數n，成為n=9。故，成為m1=189(=700-511)。故，複數個分割擊發的照射時間的階度值列，成為(150、189、28、27、...、20)。
此處，計算當將和某一擊發的最大照射時間相對應之射束的照射時間的階度值Ts=850分割成複數次分割擊發之情形。因Ts>M1，故成為位元(M2=150)=1。剩下的Ts1(=700)，因Ts1>2n-1(=511)，故成為位元 (m1=189)=1。剩下的Ts1(=511)，成為Ts1=28+27+26+25+24+23+22+21+20。故，該射束，被變換成11次的分割擊發，分割擊發資料成為(11111111111)。分割擊發的次數，相較於例如當將最大照射時間1023△做2進位數變換之10次的情形雖然增加，但分割擊發的照射時間的合計，能夠未滿1023△。
接著，計算當將和某一擊發的最大照射時間相對應之射束的照射時間的階度值Ts=700分割成複數次分割擊發之情形。因Ts≦M1，故成為位元(M2=150)=0。剩下的Ts1(=700)，因Ts1>2n-1(=511)，故成為位元(m1=189)=1。剩下的Ts1(=511)，成為Ts1=28+27+26+25+24+23+22+21+20。故，該射束，被變換成10次的分割擊發，分割擊發資料成為(1111111111)。故，能夠省略1次份的分割擊發。另，為了示意特定值M2△的分割擊發為不需要，分割擊發資料合適是定義為11位的(01111111111)。分割擊發的次數，和例如當將最大照射時間1023△做2進位數變換之10次的情形雖然相同，但分割擊發的照射時間的合計，能夠比1023△還小。此外，當階度值Ts比700還小的情形下，分割擊發資料，係適當以1與0的組合來表現，以成為受指定之階度值。
另，為了示意特定值M2△的分割擊發及特定值m1△的分割擊發為不需要，分割擊發資料合適是定義為11位的(00111111111)。分割擊發的次數，能夠比例如當將最大照射時間1023△做2進位數變換之10次的情形還少，且分割擊發的照射時間的合計，能夠比1023△還大幅減小。此外，將分割擊發的特定值設定複數個亦有效果。例如，當最大照射時間集中在3種類這樣的情形下，於Tmin、T1、T2更加上T3，並設定成以T1、T2、T3各者的最大照射時間來描繪，如此便能進一步謀求描繪時間的縮短。若增加特定值的個數，則可達成更細微的設定，描繪時間的縮短效果能夠預期，但代價是處理變得複雜，此外，由於分割擊發數的增加，切換的額外負擔(overhead)會增加，亦反而會使描繪時間增加。因此，要設置幾個分割擊發的特定值，可視效率來判斷。
圖23A至圖23C為實施形態3中的最大照射時間的縮短處理說明用一例示意圖。圖23A、圖23B及圖23C中，針對上述之複數次的分割擊發當中，成為未滿32△的照射時間之分割擊發係省略圖示。
圖23A例子中，揭示針對各擊發將最大照射時間設定為1023△並一律設定為進行10次的分割擊發之情形。此外，圖23A例子中，揭示第k擊發的各射束(此處為射束 1~5)之各分割擊發的擊發有無、及第k+m擊發的各射束之各分割擊發的擊發有無、及第k+p擊發的各射束之各分割擊發的擊發有無。
圖23A中，若觀察第k擊發，射束1中，在成為512△、及32△的照射時間之分割擊發，係成為射束ON。但，在成為256△、128△、及64△的照射時間之分割擊發，係成為射束OFF。射束2，4中，在成為256△、及64△的照射時間之分割擊發，係成為射束ON。但，在成為512△、128△、及32△的照射時間之分割擊發，係成為射束OFF。射束3，5中，在成為256△的照射時間之分割擊發，係成為射束ON。但，在成為512△、128△、64△、及32△的照射時間之分割擊發，係成為射束OFF。圖23A中，若觀察第k+m擊發，射束1~5任一者，均是在成為512△的照射時間之分割擊發，係成為射束OFF。圖23A中，若觀察第k+p擊發，射束1中，在成為512△、256△、及32△的照射時間之分割擊發，係成為射束ON。但，在成為128△、及64△的照射時間之分割擊發，係成為射束OFF。射束2，3，5中，照射時間為0。射束4中，在成為32△的照射時間之分割擊發，係成為射束ON。但，在成為512△、256△、128△、及64△的照射時間之分割擊發，係成為射束OFF。
相對於此，實施形態3中，是運用特定值M2△、m1△來取代512△。若設想鄰近效應修正描繪，通常，M2△+m1△，能夠比圖23A所示2進位數的最大位的照射時間(此處為512△)還短。其結果，圖23B中，觀察第k擊發，能夠將照射時間比511△還長的射束1的照射時間，替換為成為m1△的照射時間之分割擊發、及成為256△、及128△、及64△的照射時間之分割擊發。射束2~5，皆為28△~20△為止的合計亦即511△以下之照射時間，故分割擊發的分派和圖23A相同。其結果，超過511△+m1△的部分會成為等待時間，故能夠如圖23C所示般縮短。圖23B中，觀察第k+m擊發，射束1~5，皆為28△~20△為止的合計亦即511△以下之照射時間，故分割擊發的分派和圖23A相同。其結果，超過511△的部分會成為等待時間，故能夠如圖23C所示般縮短。圖23B中，觀察第k+p擊發，能夠將照射時間比511△還長的射束1的照射時間，替換為成為M2△、及m1△的照射時間之分割擊發、及成為256△、及128△、及64△的照射時間之分割擊發。射束2~5，皆為28△~20△為止的合計亦即511△以下之照射時間，故分割擊發的分派和圖23A相同。其結果，超過511△+M2△+m1△的部分會成為等待時間，故能夠如圖23C所示般縮短。另，此處的記載雖省略，但藉 由更併予實施將沒有實際照射的分割擊發的時間予以刪除之方法，能夠進一步縮短照射時間。
作為最大照射時間tmax再演算工程(S140)，最大照射時間tmax演算部75，對每一擊發，將已被縮短處理的分割擊發的照射時間之合計，演算作為該擊發的最大照射時間tmax。
從單位區域描繪時間演算工程(S150)至描繪工程(S158)的各內容，和實施形態2相同。
像以上這樣，按照實施形態3，運用特定值M2△、m1△，分割成對同一位置連續照射之照射時間相異的複數次分割擊發，藉此便能達成將1次份的擊發相較於全部做2進位數變換的情形而言更縮短照射時間。此外，運用特定值M2△、m1△，能夠達成進一步在鄰近效應修正等的照射量可變描繪中有效地縮短照射時間。又，運用特定值M2△、m1△，在分割成對同一位置連續照射之照射時間相異的複數次分割擊發而描繪之多射束描繪中，藉由令XY平台105可變速地移動，能夠進一步提高產能性能。另，有關分割擊發的特定值，當照射時間會伴隨射束電流的變動等而變化的情形下，可預測該變化來設定。此外，作為用來決定分割擊發的特定值之更簡便的方法，例如，設計成對於所有的描繪圖樣，如上述中假定頻率函數F(t)= k這樣一定的情形之例子般，採用特定的固定值(例如T1=1.3)，則雖非最佳仍可獲得充份的描繪時間縮短效果。此外，將分割擊發的特定值，依每一佈局、或每一品種中代表性的圖樣來決定最佳值亦為有效，此外，設計成依經驗來決定亦為有效。分割擊發的特定值雖能以各種方法來決定，但若要求出更正確的最佳值，則會變得手續複雜而花費較多處理時間。因此，分割擊發的特定值的決定方式，可配合要求來適當選擇。
以上已參照具體例說明了實施形態。但，本發明並非由該些具體例所限定。
此外，有關裝置構成或控制手法等與本發明說明無直接必要的部分等，雖省略其記載，但可適當選擇使用必要之裝置構成或控制手法。例如，有關控制描繪裝置100之控制部構成雖省略其記載，但當然可適當選擇使用必要之控制部構造。
其他具備本發明之要素，且所屬技術領域者可適當變更設計之所有多重帶電粒子束描繪裝置及方法，均包含於本發明之範圍。
雖已說明了本發明的幾個實施形態，但該些實施形態僅是提出作為例子，並非意圖限定發明範圍。該些新穎之實施形態，可以其他各種形態來實施，在不脫離發明要旨 之範圍內，能夠進行各種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形，均包含於發明範圍或要旨當中，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。
20a~20e‧‧‧電子束(多射束)
60‧‧‧ρ(x、y)演算部
62‧‧‧Dp(x、y)演算部
64‧‧‧ρ’(x、y)演算部
66‧‧‧D(x、y)演算部
68‧‧‧t(x、y)演算部
70‧‧‧編排加工部
72‧‧‧縮短處理部
74‧‧‧tmax取得部
78‧‧‧平台速度演算部
76‧‧‧單位區域描繪時間演算部
80‧‧‧速度圖表作成部
82‧‧‧傳送處理部
84‧‧‧描繪控制部
100‧‧‧描繪裝置
101‧‧‧試料
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧XY平台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
130‧‧‧偏向控制電路
132、134‧‧‧DAC放大器單元
138‧‧‧平台控制部
139‧‧‧平台位置測定部
140、142‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200‧‧‧電子束
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧成形孔徑陣列構件
204‧‧‧遮沒孔徑陣列部
205‧‧‧縮小透鏡
206‧‧‧限制孔徑構件
207‧‧‧對物透鏡
208、209‧‧‧偏向器
210‧‧‧鏡

Claims (10)

  1. 一種多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：描繪機構，具有載置作為描繪對象的試料之可移動的平台，使用由帶電粒子束所成之多射束，對前述試料描繪圖樣；最大照射時間取得處理電路，對前述多射束的每一擊發，取得前述多射束的各射束的照射時間當中的最大照射時間；單位區域描繪時間演算處理電路，使用對每一擊發取得的前述最大照射時間，對試料的描繪區域被分割而成之複數個單位區域中的每一單位區域，演算將當前述平台一面移動一面以由多射束所做的複數次擊發來照射該單位區域的情形下之各擊發的最大照射時間予以合計而成之單位區域描繪時間；平台速度演算處理電路，使用前述單位區域描繪時間，對每一前述單位區域演算前述平台的速度以使平台速度成為可變速；平台控制處理電路，將前述平台的速度予以可變速地控制。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束描繪裝置，其中，對於以前述多射束的1次的擊發所能照射的可照射區域的基準位置所重疊之單位區域，係令該擊發隸屬於該單位區域，以作為當多射束照射該單位區域的情形 下之前述複數次擊發的一部分。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束描繪裝置，其中，在前述可照射區域被設定於前述試料上之狀態下，一面令各射束的位置挪移一面進行由最大照射時間相異之多射束所做的複數次擊發。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束描繪裝置，其中，前述多射束的各擊發，被分割成對同一位置連續照射之複數次分割擊發，因應被描繪至前述試料的圖樣，前述複數次分割擊發的次數係被可變地設定。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束描繪裝置，其中，前述描繪部，因應前述多射束的每一擊發的最大照射時間，以各擊發中的至下一擊發之切換期間成為可變的方式，來進行由前述多射束所做的前述複數次擊發。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之多重帶電粒子束描繪裝置，其中，前述描繪部，將於1次的多射束的擊發中可設定的可設定最大照射時間當中超出前述每一擊發的最大照射時間之時間予以縮短，來進行下一多射束的擊發。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之多重帶電粒子束描繪裝置，其中，前述多射束的各擊發，被分割成對同一位置連續照射之複數次分割擊發，更具備：分割擊發資料生成處理電路，對前述多射束的每一射束，生成分割擊發資料，以使從前述複數次分割 擊發當中，選擇可獲得照射位置的照射時間之分割擊發的組合。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之多重帶電粒子束描繪裝置，其中，更具備：縮短處理電路，對前述多射束的每一擊發，將未受到前述多射束的任一射束選擇之分割擊發的期間予以縮短。
  9. 一種多重帶電粒子束描繪方法，其特徵為：對由帶電粒子束所成之多射束的每一擊發，取得前述多射束的各射束的照射時間當中的最大照射時間，使用對每一擊發取得的前述最大照射時間，對作為描繪對象之試料的描繪區域被分割而成之複數個單位區域中的每一單位區域，演算將當載置前述試料之平台一面移動一面以由多射束所做的複數次擊發來照射該單位區域的情形下之各擊發的最大照射時間予以合計而成之單位區域描繪時間，使用前述單位區域描繪時間，對每一前述單位區域演算前述平台的速度以使平台速度成為可變速，一面將前述平台的速度予以可變速地控制，一面使用由帶電粒子束所成之多射束，對前述試料描繪圖樣。
  10. 一種多重帶電粒子束描繪方法，其特徵為：當描繪欲描繪的圖樣之圖樣密度較高的試料上的區域之情形下，將載置著前述試料之平台的平台速度控制為高速，當描繪圖樣密度較低的試料上的區域之情形下，將前述平台 的平台速度控制為低速，如此地一面將前述平台的平台速度予以可變速地控制，一面使用由帶電粒子束所成之多射束，對前述試料描繪圖樣。
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