TWI425549B - The charged particle beam device and a charged particle beam drawing method of drawing - Google Patents

The charged particle beam device and a charged particle beam drawing method of drawing Download PDF

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Description

荷電粒子束描繪裝置及荷電粒子束描繪方法
本發明係關於一種荷電粒子束描繪裝置及荷電粒子束描繪方法，例如，係關於使用可變成形之電子束於試樣上描繪圖案之電子束描繪裝置及方法。
本申請案係基於且主張2009年8月7日於日本申請之先前的日本專利申請案第2009-184124號的優先權的權益，該申請案之全文以引用的方式併入本文。
擔負半導體元件之微細化之進展之微影技術為半導體製造製程中唯一生成圖案之極重要的製程。近年來，伴隨LSI(Large Scale Integration，大型積體電路)之高集成化，半導體元件所要求之電路線寬正逐年微細化。為了於該等半導體元件形成所期望之電路圖案，高精度之原畫圖案(亦稱為主光罩或遮罩)成為必需。此處，電子束(electron beam)描繪技術具有本質上優異之解像性，而用於高精度之原畫圖案之生產。
圖58係用以說明先前之可變成形型電子束描繪裝置之動作之概念圖。
可變成形型電子束(EB：Electron beam)描繪裝置以如下方式而動作。於第1光圈410形成有用以成形電子束330之矩形例如長方形之開口411。又，於第2光圈420形成有用以將通過第1光圈410之開口411之電子束330成形為所期望之矩形形狀的可變成形開口421。自荷電粒子源430所照射、且通過第1光圈410之開口411之電子束330，藉由偏轉器而偏轉，通過第2光圈420之可變成形開口421之一部分後，照射至在特定之一方向(例如，為X方向)連續性地移動之平台上所搭載的試樣340。即，於在X方向連續性地移動之平台上所搭載之試樣340之描繪區域，描繪可通過第1光圈410之開口411與第2光圈420之可變成形開口421之兩者的矩形形狀。將通過第1光圈410之開口411與第2光圈420之可變成形開口421之兩者，製成任意形狀之方式稱為可變成形(VSB：Variable Shaped Beam)方式。
於對塗佈有抗蝕劑膜之遮罩等之試樣照射電子束之情形時，由於過去所照射之電子束而導致照射位置及其周圍帶電。先前，可變成形型之電子束描繪裝置中，起因於該帶電現象之位置偏移未被視為問題，但如上所述伴隨圖案之微細化，而起因於該帶電現象之位置偏移成為問題。尤其，藉由雙重圖案化技術之導入，而越發要求光罩之圖案位置精度之提高。
先前，作為修正該電子束照射位置偏移之方法之一，眾所周知有於抗蝕劑層上形成防帶電膜(CDL：Charge Dissipation Layer)，而防止抗蝕劑表面帶電之方法。然而，該防帶電膜基本上具有酸之特性，故而與化學增幅型抗蝕劑之配合性不佳。又，為了形成防帶電膜必須設置新設備，從而導致光罩之製造成本進一步增大。因此，業者期望不使用防帶電膜，即可進行帶電效應修正(CEC：charging effect correction)。
而且，提出有一種描繪裝置：關於起因於帶電之位置偏移量修正，根據電場強度計算電子束照射位置之修正量，根據該修正量照射電子束(例如，參照日本專利特開2007-324175號公報)。根據該描繪裝置，假設於照射量分佈與帶電量分佈之間線性比例關係成立，並根據照射量分佈經由線性響應函數而計算位置偏移量分佈。
此處，根據發明者等之研究可知，起因於該帶電現象之照射位置之位置偏移存在並不時間性地變化之帶電所引起之位置偏移、與時間性地衰減之帶電所引起之位置偏移。尤其，若著眼於後者之帶電之時間性衰減所引起之位置偏移，則導致產生如下不可避的問題：作為由圖案描繪而評估抗蝕劑表面之帶電量時之本質性限制，為了評估帶電量之時間性衰減，描繪動作本身需要與衰減時間相同程度之處理時間。由於該限制，而要求更簡易地評估時間性衰減並加以定量化之方法及使用該方法之結果之位置偏移修正之方法。然而，先前，修正起因於帶電衰減之位置偏移量之充分的方法尚未確立。
本發明之目的在於提供一種修正起因於帶電衰減之照射位置之位置偏移的裝置及方法。
本發明之一態樣之荷電粒子束描繪裝置之特徵在於包括：帶電量分佈運算部，其係使用均依存於圖案面積密度之帶電衰減量與帶電衰減時間常數，運算出藉由對試樣之描繪區域照射荷電粒子束而帶電之帶電量分佈；位置偏移量分佈運算部，其係藉由將響應函數與帶電量分佈之各帶電量進行卷積積分，運算起因於帶電量分佈之帶電量之各描繪位置的位置偏移量；以及描繪部，其係使用荷電粒子束，於上述位置偏移量已修正之各描繪位置描繪圖案。
本發明之其他態樣之荷電粒子束描繪裝置之特徵在於包括：霧化電子量分佈運算部，其運算霧化電子量分佈，該霧化電子量分佈係藉由對具有照射有荷電粒子束之照射區域與未照射荷電粒子束之非照射區域的試樣之描繪區域照射上述荷電粒子束而產生；帶電量分佈運算部，其運算第4帶電量分佈，該第4帶電量分佈係藉由基於上述照射區域中之霧化電子量分佈、圖案密度分佈、劑量分佈及照射量分佈之第1帶電量分佈與起因於帶電衰減之第2帶電量分佈之和，與基於上述非照射區域中之霧化電子量分佈的第3帶電量分佈之聯集而獲得；位置偏移量分佈運算部，其係藉由將響應函數與上述第4帶電量分佈之各帶電量進行卷積積分，運算起因於上述第4帶電量分佈之帶電量的各描繪位置之位置偏移量；以及描繪部，其係使用荷電粒子束，於上述位置偏移量已修正之各描繪位置描繪圖案。
本發明之一態樣之荷電粒子束描繪方法之特徵在於：使用均依存於圖案面積密度之帶電衰減量與帶電衰減時間常數，運算出藉由對試樣之描繪區域照射荷電粒子束而帶電之帶電量分佈；藉由將響應函數與帶電量分佈之各帶電量進行卷積積分，運算起因於帶電量分佈之帶電量之各描繪位置之位置偏移量；使用荷電粒子束，於上述位置偏移量已修正之各描繪位置描繪圖案。
以下，實施形態中，對以使用電子束作為荷電粒子束之一例之構成進行說明。但是，荷電粒子束並不限定於電子束者，亦可為離子束等使用其他荷電粒子之射束。
實施形態1.
圖1係表示實施形態1中之描繪裝置之主要部分構成之一例的概念圖。於圖1中，描繪裝置100包括描繪部150及控制部160。描繪裝置100係荷電粒子束描繪裝置之一例。描繪部150具有電子鏡筒102與描繪室103。於電子鏡筒102內配置有電子槍201、照明透鏡202、第1光圈203、投影透鏡204、偏轉器205、第2光圈206、物鏡207、及偏轉器208。又，於描繪室103內配置有XY平台105。於XY平台105上配置有成為描繪對象之試樣101。試樣101包含半導體製造之曝光所使用之光罩及形成半導體裝置之晶圓等。又，被描繪之光罩包含尚未進行任何描繪之空白遮罩。於描繪時，當然於試樣上形成藉由電子束而感光之抗蝕劑膜。又，於XY平台105上，於與配置有試樣101之位置不同之位置配置平台位置測定用之反射鏡209。
控制部160具有控制計算機110、130、平台位置檢測部136、平台驅動部138、偏轉控制電路140、記憶體142、磁碟裝置等記憶裝置144、及外部介面(I/F，interface)電路146。控制計算機110、130、平台位置檢測部136、平台驅動部138、偏轉控制電路140、記憶體142、磁碟裝置等記憶裝置144、及外部I/F電路146藉由未圖示之匯流排而互相連接。偏轉控制電路140連接於偏轉器205、208。
於控制計算機110內配置有描繪資料處理部112、圖案面積密度分佈運算部114、描繪經過時間運算部116、累積時間運算部118、帶電量分佈運算部120、位置偏移量分佈運算部122、及位置偏移量圖製成部124之功能。描繪資料處理部112、圖案面積密度分佈運算部114、描繪經過時間運算部116、累積時間運算部118、帶電量分佈運算部120、位置偏移量分佈運算部122、及位置偏移量圖製成部124亦可由電性電路之硬體而構成。或者，描繪資料處理部112、圖案面積密度分佈運算部114、描繪經過時間運算部116、累積時間運算部118、帶電量分佈運算部120、位置偏移量分佈運算部122、及位置偏移量圖製成部124之各功能之處理內容亦可由電腦所執行之程式(軟體)而構成。或者，亦可由硬體與軟體之組合而構成。或者，亦可為該硬體與韌體之組合。輸入至控制計算機110中之資訊或運算處理中及處理後之各資訊每次記憶於記憶體142中。
於控制計算機130內配置有照射資料生成部132及位置偏移修正部134之功能。照射資料生成部132及位置偏移修正部134亦可由電性電路之硬體而構成。或者，照射資料生成部132及位置偏移修正部134之各功能之處理內容亦可由電腦所執行之程式(軟體)而構成。或者，亦可由硬體與軟體之組合而構成。或者，亦可為該硬體與韌體之組合。
圖1中，關於說明本實施形態1所需之構成部分以外省略記載。對於描繪裝置100而言，通常，亦可包含必要之其他構成。
自電子槍201所放出之電子束200藉由照明透鏡202而照亮具有矩形例如長方形之孔的第1光圈203整體。此處，將電子束200首先成形為矩形例如長方形。而且，通過第1光圈203之第1光圈像之電子束200，藉由投影透鏡204而投影至第2光圈206上。該第2光圈206上之第1光圈像之位置，由藉由偏轉控制電路140所控制之偏轉器205而偏轉控制，可使電子束形狀與尺寸變化。而且，通過第2光圈206之第2光圈像之電子束200，藉由物鏡207而對準焦點，並藉由被偏轉控制電路140所控制之例如靜電型之偏轉器208而偏轉，照射至可移動地配置之XY平台105上之試樣101之所期望的位置。XY平台105藉由平台驅動部138而驅動控制。而且，XY平台105之位置藉由平台位置檢測部136而檢測。平台位置檢測部136中，例如，包含對反射鏡209照射雷射並根據其反射光測定位置之雷射測長裝置。
圖2係用以說明實施形態1中之平台移動之情況之圖。於在試樣101上描繪之情形時，一面使XY平台105於例如X方向連續移動，一面於虛擬分割為可將電子束200於描繪(曝光)面偏轉之帶狀之複數個條紋區域的試樣101之1個條紋區域上照射電子束200。XY平台105之X方向之移動例如為連續移動，同時亦使電子束200之照射位置追隨平台移動。藉由使之連續移動可使描繪時間縮短。而且，將1個條紋區域描繪結束後，將XY平台105向Y方向步進饋送而於X方向(此次相反方向)進行下一條紋區域之描繪動作。藉由使各條紋區域之描繪動作以蛇行之方式而前進可縮短XY平台105之移動時間。又，描繪裝置100中，於佈局資料(描繪資料)處理時，將描繪區域210虛擬分割為帶狀之複數個框架區域220，針對每個框架區域220進行資料處理。而且，例如，於不進行多重曝光之情形時，通常，框架區域220與上述條紋區域為相同區域。於進行多重曝光之情形時，對應多重度而框架區域220與上述條紋區域偏移。或者，將描繪區域210虛擬分割為成為與對應多重度之條紋區域相同之區域的複數個框架區域220，針對每個框架區域220進行資料處理。如此，試樣101之描繪區域210被虛擬分割為成為複數個描繪單位區域之框架區域220(條紋區域)，描繪部150針對每個該框架區域220(條紋區域)而描繪。
圖3係表示用以評估實施形態1中之帶電衰減所引起之位置偏移之最初所描繪的評估圖案之一例之圖。圖4係表示於自圖3之評估圖案形成起經過特定時間之後描繪測定用圖案之狀態的一例之圖。
於圖3中，評估圖案211包含跨及複數個框架區域220中、2個以上之框架區域220之帶電用圖案230(或，亦稱為帶電墊)。圖3之例中，於試樣101之描繪區域210之中央部與測定用圖案240相比電子束200之照射面積充分大的帶電用圖案230描繪於塗佈有抗蝕劑之評估基板上。帶電用圖案230係藉由複數個矩形圖案232大致均等地排列而形成。例如，縱橫980 μm見方之矩形圖案232空開特定間隙而均大致等地排列。例如，於形成100%之圖案面積密度之帶電用圖案230時，例如，縱橫980 μm見方之矩形圖案232空開20 μm之間隙而大致均等地排列。藉由使排列數量可變，而描繪所期望之圖案面積密度之帶電用圖案230。測定用圖案240只要為其位置可測定之圖案即可。例如，以十字形之圖案為佳。例如，只要由1 μm左右之寬度之圖案而構成即可。而且，將測定用圖案240陣列配置。
於描繪評估圖案211時，帶電用圖案230與測定用圖案240被合併處理。而且，作為1個描繪資料，藉由描繪部150而描繪。即，自描繪區域210之描繪開始位置S(0,0)(佈局前端或前端框架)開始描繪動作。而且，針對每個框架區域220(條紋區域)進行描繪，自第1框架起依序朝向y方向推進描繪。圖3之例中，自配置有帶電用圖案230之位置為止不存在圖案，因此自配置有帶電用圖案230之第k+1個框架區域220依序進行描繪。此處，例如，對於成為配置有帶電用圖案230之最後之框架區域之例如第k+5個框架區域220以後之數框架區域，亦描繪測定用圖案240。測定用圖案240以可測定框架區域220內之各位置之方式而均等地排列有多數。例如，可於各框架區域220內配置數十處或數百處。配置有帶電用圖案230之第k+5個框架區域220內，測定用圖案240可描繪於矩形圖案232彼此之間之間隙區域。又，描繪有測定用圖案240之框架區域220，可設定位於藉由帶電用圖案230所帶電之電荷而引起位置偏移之影響範圍內的複數個框架區域220。假設該帶電之影響(電場所涉及之範圍)以照射位置為中心擴散至例如直徑5 mm左右為止。此處，如上所述描繪裝置100針對虛擬分割為帶狀之每個框架進行用於描繪之資料處理，若各框架之寬度(y方向)為例如1 mm，則藉由對某框架區域220內之某位置照射電子束200會對其以後所描繪之2~3個框架區域220內之區域帶來帶電之影響。若伴隨圖案之微細化而各框架之寬度進一步變小則帶來影響之框架數會進一步擴大。
如上所述，於描繪圖3所示之評估圖案211之後，此次，描繪圖4所示之測定用圖案242。測定用圖案242配置於第1框架區域220至各框架區域220。如此，於各框架區域220描繪測定用圖案242之陣列，藉此可使獲得表示直至到達配置有圖3所示之測定用圖案之框架區域220為止產生帶電之時間性衰減的結果之充分的時間經過。例如，自於圖4之帶電用圖案230最後配置之例如第k+5個框架區域220描繪測定用圖案242為止經過約50分鐘。又，此處亦於配置有帶電用圖案230之第k+1~k+5個框架區域220內，以測定用圖案242於矩形圖案232彼此之間之間隙區域與測定用圖案240不重疊之方式而描繪即可。
於描繪成為實際之產品之試樣101之前事先進行使用該評估圖案211之描繪。而且，測定描繪於評估基板之測定用圖案240、242之位置。測定由於可評估測定用圖案240、242間之偏移，因此可對描繪有兩者之框架區域220測定。又，對於包含改變圖案面積密度之複數個帶電用圖案230之各帶電用圖案之評估圖案，進行同樣之評估實驗。
圖5A與圖5B係表示實施形態1中之帶電用圖案之圖案面積密度為100%與75%之描繪結果的圖表。圖6A與圖6B係表示實施形態1中之帶電用圖案之圖案面積密度為50%與25%之描繪結果的圖表。
圖5A與圖5B、圖6A與圖6B中，將配置有帶電用圖案230之區域設為照射部(帶電墊描繪部)，將其以外之區域設為非照射部(非描繪部)。根據圖5A所示之圖案面積密度為100%之結果，照射部中時間經過所引起之位置偏移量(位置偏移誤差)中以可明顯把握之方式而產生差，相對於此非照射部中位置偏移量(位置偏移誤差)不產生差。根據圖5B所示之圖案面積密度為75%之結果，發現與圖案面積密度為100%之情形時相同之傾向、且強度進一步大之差。根據圖6A所示之圖案面積密度為50%之結果，獲得雖無圖案面積密度為75%之情形般之差、但存在相同傾向之結果。根據圖6B所示之圖案面積密度為25%之結果，獲得照射部中非照射部中位置偏移量(位置偏移誤差)均不產生差之結果。根據該結果可知，隨著圖案面積密度變小，而時間經過所引起之位置偏移量(位置偏移誤差)之差變小。
圖7A至圖7D係表示實施形態1中之帶電用圖案之圖案面積密度為100%之時間經過所引起的位置偏移量(位置偏移誤差)之差之圖表。圖7A中，表示根據關於x方向之實驗結果而獲得之位置偏移量(位置偏移誤差)之差。又，圖7B中，表示關於x方向，假設照射部(帶電墊描繪部)存在同樣的帶電+1 nC/cm2 之分佈而計算時之位置偏移量之差。圖7C中，表示根據關於y方向之實驗結果而獲得之位置偏移量(位置偏移誤差)之差。又，圖7D中，表示關於y方向，假設照射部(帶電墊描繪部)存在同樣的帶電+1 nC/cm2 之分佈而計算時之位置偏移量之差。
圖8係表示圖7A至圖7D之實驗結果與計算結果之關係之圖表。圖8中，縱軸表示實驗結果，橫軸表示計算結果。藉由擬合近似該結果，獲得帶電用圖案之圖案面積密度為100%之帶電衰減量。圖8中，表示以例如近似於1次函數之情形。當然，亦可近似於其他函數。圖8之例中，可將圖案面積密度為100%之帶電衰減量κ(100%)估計為-0.3238 nC/cm2 。
9係表示實施形態1中之帶電衰減量與描繪後經過時間之關係之一例的圖。圖9中，表示對於帶電用圖案230之描繪之後(0分鐘)、3分鐘後、15分鐘後、50分鐘後之各條件估計帶電衰減量κ之情形。圖9中，對於以帶電用圖案230之描繪之後50分鐘為基準值0之情形時之各條件估計帶電衰減量κ。此處，使用帶電衰減量κ、帶電衰減時間常數λ及描繪經過時間t，各圖案面積密度ρ之帶電量C之衰減曲線可近似於以指數函數所表示之下式(1-1)。
(1-1) C=κ‧exp(-t/λ)
圖10係表示根據圖9之結果而獲得之帶電衰減量與圖案面積密度ρ之關係的一例之圖。圖10中，對於圖案面積密度ρ(圖案面積率ρ)為25%、50%、75%及100%之各情形時，繪製以帶電用圖案230之描繪之後50分鐘為基準值0之情形時的描繪之後(0分鐘)之帶電衰減量κ。藉由將該測定值擬合，可獲得依存於圖案面積密度ρ之帶電衰減量κ(ρ)。帶電衰減量κ(ρ)例如可近似於下式(1-2)。
(1-2) κ(ρ)=κ0 +κ1 ρ+κ2 ρ2
κ0 、κ1 、κ2 為係數。此處，式(1-2)為2次函數，但並不限定於此者，既可為更高次之函數，亦可為低次之函數。
圖11係表示根據圖9之結果所獲得之帶電衰減時間常數與圖案面積密度ρ之關係的一例之圖。圖11中，對於圖案面積密度ρ(圖案面積率ρ)為25%、50%、75%及100%之各情形時，繪製以帶電用圖案230之描繪之後50分鐘為基準值0之情形時的描繪之後(0分鐘)之帶電衰減時間常數λ。藉由將該測定值擬合，可獲得依存於圖案面積密度ρ之帶電衰減時間常數λ(ρ)。帶電衰減時間常數λ(ρ)例如可近似於下式(1-3)。
(1-3) λ(P)=λ0 +λ1 ρ+λ2 ρ2
λ0 、λ1 、λ2 為係數。此處，式(1-3)為2次函數，但並不限定於此者，既可為更高次之函數，亦可為低次之函數。
根據以上之結果，描繪有帶電用圖案230之照射部之各位置(座標(x,y))中之帶電量C(x,y)可近似於下式(1-4)。
(1-4)C(x,y)=κ(ρ)‧exp(-t/λ(ρ))
如上所述，宜為構成為帶電衰減量κ(ρ)與帶電衰減時間常數λ(ρ)分別藉由將測定用圖案之位置偏移誤差擬合而求出，該測定用圖案之位置偏移誤差係事先描繪包含測定用圖案240與帶電用圖案230且帶電用圖案230之圖案面積密度ρ不同的複數個評估圖案而獲得。
圖12係用以說明實施形態1中之帶電衰減量κ(ρ)之修正之方法之概念圖。關於帶電衰減量κ(ρ)，圖10所示之例中，結果為以圖案面積密度ρ為25%、50%、75%而依序變小，但若圖案面積密度ρ為100%則上升。此係因為，如圖12之左圖所示，根據帶電用圖案230內之帶電衰減量κ(ρ)於所有位置同樣的假設而估計。實際上，如圖12之右圖所示，於描繪如跨及複數個框架區域220般之特定尺寸之帶電用圖案230之情形時，最初所描繪之部位與最後所描繪之部位經過相當之時間。相對於根據所觀測之位置偏移量Y假設同樣的分佈而求出之帶電衰減量κ(ρ)，根據適用帶電衰減之帶電衰減時間常數λ所設定之修正後之帶電衰減量κ"(ρ)而求出位置偏移量Y"，則如圖12所示Y"變得小於Y。因此，使用位置偏移量Y"與原來之位置偏移量Y相等之修正式κ"=F(λ)‧κ，修正帶電衰減量κ(ρ)。
圖13係表示實施形態1中之κ"/κ與帶電衰減時間常數λ之關係之一例的圖。圖13中，表示使用複數個帶電衰減時間常數λ，繪製各帶電衰減時間常數λ之κ"/κ之結果。藉由將該測定結果擬合，可獲得修正式κ"=F(λ)‧κ。例如，此處，可獲得κ"=(1+3.1082‧λ-1.0312 )‧κ。
如上所述，帶電衰減量κ(ρ)係根據事先描繪包含跨及複數個描繪單位區域中2個以上之描繪單位區域之帶電用圖案230之評估圖案之結果而求出。於該情形時，宜為構成為帶電衰減量κ(ρ)根據使用帶電衰減時間常數λ修正對應帶電用圖案之位置所產生的帶電衰減量之偏移的函數而獲得。
圖14係表示實施形態1中之修正後之帶電衰減量與圖案面積密度ρ之關係之一例的圖。圖10中，圖案面積密度ρ為75%之情形時與為100%之情形時帶電衰減量反轉，藉由修正而該反轉現象消除，修正後之帶電衰減量κ"(ρ)以圖案面積密度ρ為25%、50%、75%、100%而依序變小。如此，更接近直線性的關係。
圖15係表示不修正起因於帶電之位置偏移而進行描繪之情形時之位置偏移之一例的圖。圖16係表示不考慮實施形態1中之帶電衰減而修正起因於以特定模式所獲得之帶電量之位置偏移進行描繪之情形時的位置偏移之一例之圖。圖17係表示考慮實施形態1中之帶電衰減且修正起因於帶電量之位置偏移進行描繪之情形時的位置偏移之一例之圖。圖18係表示不修正起因於實施形態1中之帶電之位置偏移之情形時、不考慮帶電衰減而修正起因於以特定模式所獲得的帶電量之位置偏移之情形時、考慮帶電衰減且修正起因於帶電量之位置偏移之情形時的位置偏移量之一例之圖。
可知圖16所示之結果較圖15所示之結果而位置偏移量更小，圖17所示之結果較圖16所示之結果而位置偏移量更小。又，如圖18所示，於以3σ測定之情形時，尤其，關於Y方向之位置偏移量，於不修正起因於帶電之位置偏移之情形時為9.7 nm之位置偏移量，於不考慮帶電衰減修正而起因於以特定模式所獲得之帶電量之位置偏移之情形時，減少為7.1 nm，進而，於考慮帶電衰減且修正起因於帶電量之位置偏移之情形時，減少為5.2 nm。根據該結果可知藉由修正帶電之時間性衰減所引起之位置偏移，可使描繪後之位置偏移量減少。
因此，實施形態1中，修正帶電之時間性衰減所引起之位置偏移而描繪。以下，對進行該修正之描繪方法進行說明。
圖19係表示實施形態1中之描繪方法之主要步驟之流程圖。於圖19中，實施形態1中之描繪方法實施如下一系列步驟：描繪資料處理步驟(S201)、照射資料生成步驟(S203)、圖案密度分佈ρ(x,y)運算步驟(S212)、描繪經過時間T(x,y)運算步驟(S214)、累積時間t運算步驟(S216)、帶電量分佈C(x,y)運算步驟(S218)、位置偏移量P(x,y)運算步驟(S220)、位置偏移量圖製成步驟(S222)、位置偏移修正步驟(S230)、及描繪步驟(S232)。
首先，佈局資料(描繪資料)自裝置外部經由外部I/F電路146而輸入至控制計算機110內，並儲存於記憶裝置144中。佈局資料例如針對每個框架區域220而製成檔案。當然，亦可使複數個或所有框架區域220之資料為1個檔案。又，如上所述，藉由將測定用圖案240、242之位置偏移誤差擬合所求出之帶電衰減量κ(ρ)與帶電衰減時間常數λ(ρ)，經由外部I/F電路146而輸入至控制計算機110內，並儲存於記憶裝置144中，其中上述測定用圖案240、242之位置偏移誤差係事先描繪包含測定用圖案240、242與帶電用圖案230且帶電用圖案230之圖案面積密度ρ不同的複數個評估圖案211而獲得。若代替帶電衰減量κ(ρ)而使用上述修正後之帶電衰減量κ"(ρ)則更佳。又，用以將帶電量換算為位置偏移量之響應函數r(x,y)經由外部I/F電路146而輸入至控制計算機110內，並儲存於記憶裝置144中。
作為描繪資料處理步驟(S201)，描繪資料處理部112針對每個框架區域220，自記憶裝置144讀出相應之佈局資料，進行複數段之資料處理。例如，通常，1個遮罩上描繪有複數個晶片之圖案，因此，描繪資料處理部112首先將該複數個晶片合併處理。而且，對經合併之資料進行資料轉換，製成特定中間資料。中間資料儲存於記憶裝置144中，並且自控制計算機110或記憶裝置144輸出至控制計算機130。
作為照射資料生成步驟(S203)，照射資料生成部132對上述中間資料進而進行資料轉換處理而生成描繪裝置固有之格式之照射資料。
作為圖案密度分佈ρ(x,y)運算步驟(S212)，圖案面積密度分佈運算部114針對每個框架區域220，自記憶裝置144讀出相應之佈局資料，將框架區域220進而虛擬分割為複數個小區域(x,y)，計算每個小區域之圖案面積密度ρ。藉由對框架區域220整體進行該運算，而針對每個框架區域220，計算圖案面積密度分佈ρ(x,y)。
作為描繪經過時間T(x,y)運算步驟(S214)，描繪經過時間運算部116對試樣101上之各位置運算自描繪開始時刻(佈局前端或前端框架之描繪開始時刻)至實際描繪時刻為止之經過時間T(x,y)。例如，於相應之框架區域220為第i個第i框架區域之情形時，將自開始描繪開始位置S(0,0)之描繪之描繪開始時刻至描繪前1個之第i-1框架區域為止之各位置(x,y)為止之預想時間作為經過時間T(x,y)而運算。
作為累積時間t運算步驟(S216)，累積時間運算部118運算將成為描繪已結束之描繪單位區域之例如框架區域220之描繪所花費的描繪時間累積之累積時間t。例如，目前，於相應之框架區域220為第i個第i框架區域之情形時，計算將用於描繪第1框架區域之時間t(1)、用於描繪第2框架區域之時間t(2)、...用於描繪第i框架區域之時間t(i)為止累積加法運算之加法運算值。藉此，可獲得相應之框架區域為止之累積時間t。
此處，目前，於進行處理之相應之框架區域內實際描繪之情形時，前1個框架區域為止描繪已結束，因此前1個為止之框架區域內照射有電子束200之部位成為帶電部分。因此，自相應之框架區域之累積時間t減去有帶電部分之前1個為止之框架區域內之各位置(x,y)之描繪經過時間T(x,y)而得的差分值(t-T)成為描繪帶電部分之後之經過時間。
因此，描繪相應之框架區域之情形時之前1個為止的框架區域內之各位置(x,y)之帶電量C(x,y)，可由將上述式(1-4)變形之下式(1-5)而求出。
(1-5) C(x,y)=κ(ρ)‧exp{-(t-T)/λ(ρ)}
然而，於計算該帶電量時，前1個為止之框架區域內之各位置(x,y)之中，僅計算存在圖案之部位。即，小區域(x,y)中，圖案面積密度ρ為0%之部位由於為非照射部而如上所述不產生實質性的帶電衰減，因此不計算。或者，非照射部中亦可設為C(x,y)=0。
作為帶電量分佈C(x,y)運算步驟(S218)，帶電量分佈運算部120使用如上所述均依存於圖案面積密度ρ之帶電衰減量κ(ρ)與帶電衰減時間常數λ(ρ)，運算出藉由對試樣101之描繪區域210照射電子束200而帶電之帶電量分佈C(x,y)。具體而言，藉由運算上述式(1-5)，而求出描繪相應之框架區域之情形時之前1個為止的框架區域內之各位置(x,y)之帶電量C(x,y)。如此，以帶電量分佈運算部120使用累積時間與經過時間之差分運算帶電量分佈為佳。
此處，例如，目前計算之相應之框架區域220為第i框架區域之情形時的第i-1框架區域為止之各位置(x,y)之帶電量C與相應之框架區域220為第i+1框架區域之情形時的第i框架區域為止之各位置(x,y)之帶電量C中當然存在即便於相同位置而值亦不同之情形。其係因為，產生照射有電子束200之帶電部分之時間性的衰減。
作為位置偏移量運算步驟(S220)，位置偏移量分佈運算部122藉由將響應函數r(x,y)與帶電量分佈C(x,y)之各帶電量C進行卷積積分，運算起因於帶電量分佈C(x,y)之各位置(x,y)之帶電量之描繪位置(x,y)之位置偏移量P。假設將該帶電量分佈C(x,y)轉換為位置偏移量分佈P(x,y)之響應函數r(x,y)。此處，由(x',y')表示帶電量分佈C(x,y)之各位置所示之帶電位置，由(x,y)表示目前進行資料處理之相應之框架區域(例如，第i框架區域)之電子束照射位置。此處，電子束之位置偏移可表示為自電子束照射位置(x,y)至帶電位置(x',y')為止之距離之函數，故而可將響應函數記述為r(x-x',y-y')。響應函數r(x-x',y-y')可藉由實驗而預先求出。以下，於實施形態1中(x,y)表示目前進行資料處理之相應之框架區域之電子束照射位置。
作為位置偏移量圖製成步驟(S222)，位置偏移量圖製成部124根據欲描繪前步驟所獲得之目前進行資料處理之相應之框架區域的各位置(x,y)之位置偏移量P製成位置偏移量分佈Pi(x,y)(或者，亦稱為位置偏移量圖Pi(x,y))。經運算之位置偏移量圖Pi(x,y)儲存於記憶裝置144中，並且自控制計算機110或記憶裝置144輸出至控制計算機130。
作為位置偏移修正步驟(S230)，位置偏移修正部134修正各位置之照射資料。具體而言，將於照射資料之各位置(x,y)修正位置偏移量圖Pi(x,y)所示之位置偏移量之修正值加法運算。宜為修正值例如使用將位置偏移量圖Pi(x,y)所示之位置偏移量之正負符號設為相反之值。
作為描繪步驟(S232)，位置經修正之照射資料輸出至偏轉控制電路140，根據來自偏轉控制電路140之輸出，描繪部150針對每個框架區域，於位置偏移量經修正之位置，使用電子束200於試樣101上描繪圖案。
以上，藉由根據帶電衰減所引起之帶電量分佈獲得位置偏移量分佈，可修正起因於帶電衰減之照射位置之位置偏移。其結果為，可於高精度之修正位置描繪，且可獲得高精度之圖案尺寸。
實施形態2.
實施形態1中，對不時間性地變化之帶電所引起之位置偏移與帶電之時間性衰減所引起之位置偏移中，修正後者之帶電之時間性衰減所引起之位置偏移的構成進行了說明。實施形態2中，進而對亦修正使用特定模式之不時間性地變化之帶電所引起之位置偏移的構成進行說明。以下，未特別說明之內容與實施形態1相同。
此處，根據上述專利文獻1之描繪裝置，假設於照射量分佈與帶電量分佈之間線性比例關係成立，根據照射量分佈經由線性響應函數而計算位置偏移量分佈。
然而，根據本發明者之研究可知，若假設於照射量分佈與位置偏移量分佈之間線性比例關係成立，則無法精度良好地計算位置偏移量分佈。因此，產生確立不使用該線性比例關係，即可高精度地求出位置偏移量分佈之新模式之必要性。
圖20係實施形態2中之電子束描繪裝置100之概略構成圖。圖20所示之可變成形電子束方式之電子束描繪裝置100包括描繪部1。於描繪部1內，收容有保持作為試樣2之遮罩之XY平台3。作為試樣2之遮罩係於玻璃基板上依次積層有氧化鉻膜與抗蝕劑層者。XY平台3構成為藉由下述平台驅動機構46，可於X方向及Y方向移動。XY平台3之移動位置係根據雷射干擾計4之輸出，藉由下述平台位置檢測機構45而檢測。
於XY平台3之上方，配置有作為電子束6之產生源之電子槍5。於電子槍5與XY平台3之間，配置有照明透鏡7、S1光圈(第1光圈)8、投影透鏡9、成形偏轉器10、S2光圈(第2光圈)11、物鏡12、及對物偏轉器13。
又，電子束描繪裝置100包括控制部20及連接於該控制部20之記憶裝置21。記憶裝置21係記憶下述佈局資料、位置偏移量分佈(亦稱為「位置偏移量圖」)及光學系統誤差分佈(亦稱為「光學系統誤差圖」)等者，例如，係磁碟裝置、磁帶裝置、FD(flexible disk，軟碟)或半導體記憶體等。
控制部20包括前處理計算部30。前處理計算部30包括圖案面積密度分佈運算部31、劑量分佈計算部32、照射量分佈計算部 33、霧化電子量分佈運算部34、帶電量分佈運算部35、描繪經過時間運算部37、累積時間運算部38、及位置偏移量分佈運算部36。
圖案面積密度分佈運算部31係根據自記憶裝置21所讀出之佈局資料中所包含之圖形資料，對以特定尺寸而網眼狀地虛擬分割之各框架，計算每個網眼區域之圖案密度之分佈者。劑量分佈計算機構32係使用下述背向散射電子之近接效應修正式計算劑量之分佈者。照射量分佈計算部33係根據圖案密度之分佈及劑量之分佈，計算照射至試樣之電子束之照射量之分佈者。霧化電子量分佈運算部34係根據照射量分佈與記述霧化電子之擴散之函數，計算霧化電子量之分佈者。帶電量分佈運算部35係藉由下述方法，計算照射有電子束之照射區域之帶電量之分佈與未照射電子束之非照射區域之帶電量之分佈者。位置偏移量分佈運算部36係根據藉由帶電量分佈運算部35所計算出之帶電量之分佈，計算試樣上之電子束之位置偏移量之分佈者。
控制部20除了包括上述前處理計算部30以外，還包括照射資料生成部41、柵格匹配控制部42、成形偏轉器控制部43、對物偏轉器控制部44、上述平台位置檢測部45及平台驅動部46。
照射資料生成部41係根據自記憶裝置21所讀出之佈局資料製成描繪資料，並根據該描繪資料製成照射資料者。柵格匹配控制部42係根據藉由位置偏移量分佈運算部36所計算出之位置偏移量分佈，控制對物偏轉器控制部44者。成 形偏轉器控制部43係以獲得所期望之尺寸及形狀(矩形或三角形)之S2光圈像之方式，而控制成形偏轉器10之位置者。對物偏轉器控制部44係以將電子束6照射至試樣2上之所期望位置之方式，控制對物偏轉器13之位置者。
其次，對上述電子束描繪裝置100之普通描繪動作進行說明。
自電子槍5所發出之電子束6藉由照明透鏡7而照亮具有矩形開口部之S1光圈8整體。透過S1光圈8之S1光圈像之電子束6，藉由投影透鏡9而投影至具有鍵型開口部之S2光圈11上。S2光圈11上之第1光圈像之位置藉由成形偏轉器10而偏轉。於是，成形為所期望之電子束形狀與尺寸。透過S2光圈11之S2光圈像之電子束6，藉由物鏡12而對準焦點，並且藉由對物偏轉器13而偏轉，照射至XY平台3上之試樣2之所期望位置。
藉由在圖案描繪時連續移動XY平台3，如圖21所示，試樣2移動。圖21係表示圖案描繪時之試樣2之移動方向之圖。試樣2之描繪區域R虛擬分割為複數個帶狀之條紋區域SR。於1個條紋區域SR上向X方向照射電子束6。即，一面使XY平台3於X方向連續移動，一面使電子束6之照射位置(照射區域)亦追隨平台移動。若1個條紋區域之描繪結束，則將XY平台3向Y方向步進饋送。而且，於下一條紋區域上向X方向照射電子束6。此時使XY平台3向相反方向之X方向連續移動。
然而，如上所述，若電子束照射至試樣2之抗蝕劑層， 則藉由抗蝕劑帶電效應而電子束照射位置偏移。
因此，實施形態2中，根據圖22所示之流程，電子束描繪裝置100中進行考慮位置偏移量之圖案之描繪。圖22係用以說明實施形態2之描繪方法之流程圖。
根據圖22所示之流程，首先，記憶於記憶裝置21中之佈局資料藉由圖案面積密度分佈運算部31讀出，根據該佈局資料中所包含之圖形資料，對以特定尺寸(柵格尺寸)而網眼狀地虛擬分割之各框架(以下稱為「網眼區域」)，計算圖案密度(步驟S100)。該步驟S100中，計算每個網眼區域之圖案密度之分佈ρ(x,y)。
其次，使用上述步驟S100所計算出之圖案密度分佈ρ(x,y)，計算每個網眼區域之劑量之分佈D(x,y)(步驟S102)。 該步驟S102中，根據以下之背向散射電子之近接效應修正式(2-1)計算劑量分佈D(x,y)。
D=D0 ×{(1+2×η)/(1+2×η×ρ)}...(2-1)(於上式(2-1)中，D0 為基準劑量，η為背向散射率)
該等基準劑量D0 及背向散射率η係藉由該荷電粒子束描繪裝置100之使用者而設定。背向散射率η可考慮電子束6之加速電壓、試樣2之抗蝕劑膜厚度或基底基板之種類、製程條件(例如，PEB(post exposure bake，曝光後烘烤)條件或顯影條件)等而設定。
其次，藉由將上述步驟S100所計算出之圖案密度分佈p(x,y)與上述步驟S102所計算出之劑量分佈D(x,y)相乘，而計算每個網眼區域之照射量分佈E(x,y)(亦稱為「照射 強度分佈」)(步驟S104)。
繼而，根據下述方法，計算霧化電子量分佈F(x,y,σ)(步驟S106)。而且，藉由帶電量分佈運算部35，根據下述方法計算帶電量分佈C(x,y)(步驟S109)。
再者，亦可將預先計算之圖案密度分佈ρ(x,y)、劑量分佈D(x,y)、照射量分佈E(x,y)、霧化電子量分佈F(x,y,σ)、帶電量分佈C(x,y)記憶於記憶裝置21中，於各步驟自記憶裝置21讀出而取得。
繼而，藉由位置偏移量分佈運算部36，根據上述步驟S109所計算出之帶電量分佈C(x,y)，計算位置偏移量分佈p(x,y)(步驟S110)。該步驟S110中，藉由將帶電量分佈C(x,y)與轉換為帶電量位置偏移誤差之響應函數r(x,y)卷積積分，計算位置偏移量分佈p(x,y)。
而且，根據上述步驟S110所計算出之位置偏移量分佈p(x,y)，實施柵格匹配(步驟S112)。該步驟S112中如下所述進行對物偏轉器13之控制之後，將電子束6照射至試樣2，從而描繪出圖案(步驟S114)。
再者，亦可代替圖22所示之流程，根據圖23所示之流程進行描繪。圖22與圖23步驟S102、103不同，其他步驟相同。圖22之步驟S102中，根據圖案密度分佈ρ(x,y)計算劑量分佈D(x,y)，但圖23之步驟S103中，與圖案密度分佈ρ(x,y)無關取得固定之劑量分佈D(x,y)。圖23之步驟S104中，藉由將步驟S103中所取得之固定之劑量分佈D(x,y)與步驟S100所計算出之圖案密度分佈ρ(x,y)相乘而求出照射 量分佈E(x,y)。
如此，亦可與圖案密度分佈ρ(x,y)無關，使用固定之劑量分佈D(x,y)計算照射量分佈E(x,y)。於圖24中，◆表示對應圖案密度ρ而變化之劑量，□表示與圖案密度無關而固定之劑量(21μC/cm2 )。
其次，參照圖25，說明上述步驟S112中實施之柵格匹配之流程。
如圖25所示，藉由位置偏移量分佈運算部36計算之位置偏移量分佈記憶於記憶裝置21中。其後，記憶於該記憶裝置21中之位置偏移量分佈與預先製成且記憶於記憶裝置21中之光學系統誤差分佈，藉由柵格匹配控制部42而讀出。柵格匹配控制部42將位置偏移量分佈之每個網眼之各資料與光學系統誤差分佈之每個網眼之各資料合成，並將經合成之資料輸出至對物偏轉器控制部44。對物偏轉器控制部44根據所輸入之資料，控制電子束6之偏轉位置。即，向考慮位置偏移量分佈與光學系統誤差分佈之修正位置控制對物偏轉器13之位置。
為了使試樣上之圖案之配置精度提高，必須精度良好地進行柵格匹配，為此必須高精度地計算位置偏移量分佈p(x,y)(亦稱為「位置偏移量分佈」)。
其次，對位置偏移量分佈p(x,y)之計算方法進行說明。
首先，參照圖26，對相對於實施形態2之比較例之位置偏移量分佈之計算方法進行說明。
該比較例中，假設相對於某照射量分佈E(x,y)，存在記述電子(帶電量)之擴散分佈之函數g'(x,y)。作為該函數g'(x,y)，例如，如圖27所示，可使用電子束照射區域中帶正電、非照射區域中帶負電之高斯分佈之模式。而且，藉由將照射量分佈E(x,y)與擴散分佈函數g'(x,y)卷積積分(convolution)而求出帶電量分佈C(x,y)。
繼而，假設將該帶電量分佈C(x,y)轉換為位置偏移量分佈p(x,y)之響應函數r(x,y)。此處，電子束之位置偏移可表示為自電子束照射位置(x,y)至帶電位置(x',y')為止之距離之函數，故而可將響應函數記述為「r(x-x',y-y')」。
圖28係表示為了計算該響應函數r(x,y)而假設之模式之圖。如圖28所示，均接地為0 V之2個平行平板51、52互相隔開距離L而配置。上部平板51相當於描繪部1壁面，具體而言，相當於物鏡12之區塊，下部平板52相當於光罩之鉻層。將2個平板51、52考慮為完全的導電體。點電荷源55位於膜厚h之抗蝕劑53之表面。導電性鉻層52若於靜態電位計算時可被視為鏡，鏡像電荷54以等距離「-h」位於鉻層52之下。實際之點電荷源55之帶電與鏡像電荷54之鏡帶電作為偶極56而成對起作用。導電性之上部平板51亦可被視為鏡，故而無限數量之偶極56之1對以「2 L」之間距而配置。實際之計算中，偶極56之數量以實際的界限而舍去。以50 keV而加速之電子57之軌道，係藉由解運動方程式而計算，到達抗蝕劑53表面時之電子位置之最終性的偏移作為相對於所提供之入射位置之電子束位置誤差而獲得。
根據該假設，位置偏移量分佈p(x,y)係藉由將響應函數r(x,y)與帶電量分佈C(x,y)卷積積分而求出。即，位置偏移量分佈p(x,y)係藉由將響應函數r(x,y)、帶電分佈函數g'(x,y)與照射量分佈E(x,y)卷積積分而求出。
此處，若假設於照射量分佈E(x,y)與位置偏移量分佈p(x,y)之間線性比例關係成立，則如圖26所示，可藉由將線性響應函數R(x,y)與照射量分佈E(x,y)卷積積分而求出位置偏移量分佈p(x,y)。即，根據該比較例，自照射量分佈E(x,y)經由線性響應函數R(x,y)而直接導入位置偏移量分佈p(x,y)，故而可跳過帶電量分佈C(x,y)之計算。
然而，根據本發明者等之研究可知，藉由上述比較例而求出之位置偏移量分佈p(x,y)與實驗結果不同。
參照圖29A與圖29B及圖30，驗證上述比較例之位置偏移量分佈之計算方法。
於驗證上述比較例之位置偏移量分佈之計算方法時，首先，如圖29A所示，作為照射量分佈e(x)提供1次階梯函數。根據該函數，照射區域之照射量為1，非照射區域之照射量為0。
上述比較例中，如圖29B所示，藉由該照射量分佈e(x)與線性響應函數R(x)之卷積積分而求出位置偏移量分佈p(x)。因此，可藉由對該位置偏移量分佈p(x)進行微分而求出線性響應函數R(x)。藉由位置偏移量分佈p(x)之微分而求出之線性響應函數R1(x)如圖30所示，與理想的響應函數R2(x)不同，判斷為於照射區域與非照射區域之邊界不旋轉對稱。因此，判斷為上述比較例中之線性比例關係之假設不成立。
因此，本發明者發現用以不使用線性響應函數R(x)便可計算位置偏移量分佈之新模式。
本發明者首先測定抗蝕劑帶電效應。圖31A與圖31B係表示為了測定抗蝕劑帶電效應而使用之測試佈局之圖。再者，於圖31A與圖31B中，為了使各部之內容更易於理解，改變比例表示。
圖31A所示之測試佈局TL係藉由以下方式而獲得：於間距L1為1 mm、一邊之長度L2為80 mm之柵格(81×81柵格)60上以照射量12 μC/cm2 描繪第1盒陣列62之後，於相應之佈局TL之中央以照射量21 μC/cm2 描繪一邊之長度L3為40 mm之圖案密度100%之照射墊63，進而，於與第1盒陣列62相同之柵格60上以照射量12 μC/cm2 描繪第2盒陣列64。
如圖31B所放大表示，第1盒陣列62例如為一邊之長度L4為4 μm之正方形圖案。又，第2盒陣列64例如為一邊之長度L5為14 μm、且以大於第1盒陣列62之尺寸而將中央挖空之框狀圖案。
此處，使照射墊63之圖案密度以100%、75%、50%、25%之方式變化，而分別形成上述測試佈局TL。圖32A與圖32B至圖33A與圖33B分別表示圖案密度為100%、75%、50%、25%之照射墊63A、63B、63C、63D。
圖32A所示之照射墊63A係藉由相互隔開距離L6之矩形狀之複數個圖案630而構成。該距離L6例如為20 μm。圖32B所示之照射墊63B係藉由相互隔開上述距離L6之複數個圖案631而構成。各圖案631係藉由使短邊之長度L7例如為4 μm之複數個線圖案631a交叉而成者。圖33A所示之照射墊63C係藉由相互隔開上述距離L6之複數個圖案632而構成。各圖案632具有複數個正方形之圖案632a。該圖案632a之一邊之長度L8例如為4 μm。圖33B所示之照射墊63D係藉由僅相互隔開上述距離L6之複數個圖案633而構成。各圖案633係使構成上述圖案632之圖案632a之數量為一半者。
使用抗蝕劑影像測定法分別測定上述已描繪之第1及第2盒陣列62、64之位置，藉由自第2盒陣列64之位置減去第1盒陣列62之位置，可測定照射墊63之帶電效應所引起之位置偏移。再者，實施形態2中，為了縮短測定時間，測定於圖31A與圖31B所示之81×81柵格中、2 mm間距之41×41柵格上所描繪之2個盒陣列62、64之位置偏移。
此處，實施形態2中，如圖24所示，對使劑量D與圖案密度ρ無關而固定(21 μC/cm2 )之情形及對應圖案密度ρ而使劑量D變化之情形之各者而言，關於4種化學增幅型抗蝕劑A至D，如上所述使圖案密度改變為100%、75%、50%、25%而分別形成測試佈局TL，針對每個測試佈局進行位置偏移之測定。
將帶電效應所引起之位置偏移之測定結果表示於圖34A至圖34C。圖34A~圖34C概略性地表示於劑量D固定之情形時，關於3種抗蝕劑A、B、C，照射區域與非照射區域之邊界附近之位置偏移及非照射區域之外周之位置偏移。
如圖34A~圖34C所示，關於3種抗蝕劑A、B、C之任一者，非照射區域之外周中，以向外側鼓出之方式產生同樣的位置偏移71A、71B、71C。
相對於此，照射區域與非照射區域之邊界附近，如圖34A及圖34B所示，於抗蝕劑A、B之情形時，均向照射區域之內側產生位置偏移70A、70B。該等位置偏移70A、70B之不同點在於，抗蝕劑A之情形時之位置偏移70A上下與左右大致對稱，相對於此，抗蝕劑B之情形時之位置偏移70B上下非對稱。又，與該等抗蝕劑A、B之情形時不同，抗蝕劑C之情形時之位置偏移70C，如圖34C所示，幾乎未發現向照射區域內側之位置偏移。
圖35A~圖35B至圖36A~圖36B、圖37A~圖37B至圖38A~圖38B、圖39A~圖39B至圖40A~圖40B係表示關於3種抗蝕劑A、B、C，與圖案密度無關而劑量固定(21 μC/cm2 )之情形時之11行平均之X方向之位置偏移的圖。該等圖35A~圖35B至圖40A~圖40B係分別繪製81×81柵格之第31行、第33行、...、第49行、第51行之11行平均之X方向之位置偏移量者。圖35A、圖37A、圖39A表示照射墊63之圖案密度為25%之情形時之位置偏移量，圖35B、圖37B、圖39B表示照射墊63之圖案密度為50%之情形時之位置偏移量。又，圖36A、圖38A、圖40A表示照射墊63之圖案密度為75%之情形時之位置偏移量，圖36B、圖38B、圖40B表示照射墊63之圖案密度為100%之情形時之位置偏移量。
根據圖35A~圖35B至圖40A~圖40B所示之結果，判斷為圖案密度越高則位置偏移量越多，又，即便相同圖案密度而抗蝕劑之種類不同則位置偏移量不同。
然而，圖41係關於抗蝕劑A，將圖案密度ρ為25%且劑量D為固定之21 μC/cm2 之情形時之上述X方向之位置偏移量與圖案密度ρ為100%且劑量D為5.25 μC/cm2 之情形時之上述X方向之位置偏移量一併表示。此處，如上所述藉由將圖案密度ρ與劑量D相乘而求出照射量E，故而該等2種情形時之照射量E相同。因此，認為該等2種情形時之位置偏移量同等，但如圖41所示兩者之位置偏移量不同。認為此係因為，與圖案密度ρ無關而劑量D固定為21 μC/cm2 之情形時與對應圖案密度ρ而變化之劑量(5.25 μC/cm2 )之情形時之差異。因此，為了精度良好地計算位置偏移量分佈，必須提高照射量分佈之計算精度，為此，宜為如圖22之步驟S102所實施根據圖案密度ρ而計算劑量分佈D(x,y)。
其次，為了計算可說明上述測定結果之位置偏移量分佈，對圖22及圖23所示之步驟S106中所實施之霧化電子量分佈F(x,y,σ)之計算方法進行說明。
上述步驟S106中，首先，假設相對於照射量分佈E(x,y)，存在記述霧化電子之擴散分佈之函數g(x,y)。該函數g(x,y)與上述比較例相同，係圖27所示之高斯分佈之模式，可表示為下式(2-2)。
g(x,y)=(1/πσ2 )×exp{-(x2 +y2 )/σ2 }...(2-2)
而且，如下式(2-3)，藉由將擴散分佈函數g(x,y)與照射量分佈E(x,y)卷積積分，求出霧化電子量分佈(亦稱為「霧化電子量強度」)F(x,y,σ)。
F(x,y,σ)=∫∫g(x-x",y-y")E(x",y")dx" dy"...(2-3)
其次，對圖22及圖23所示之步驟S107中所實施之描繪經過時間T(x,y)之計算進行說明。描繪經過時間T(x,y)之計算，與將描繪經過時間運算部116替換為描繪經過時間運算部37之實施形態1中之描繪經過時間T(x,y)運算步驟(S214)相同。
其次，對圖22及圖23所示之步驟S108中所實施之累積時間t之計算進行說明。累積時間t之計算，與將累積時間運算部118替換為累積時間運算部38之實施形態1中之累積時間t運算步驟(S216)相同。
其次，對圖22及圖23所示之步驟S109中所實施之帶電量分佈C(x,y)之計算進行說明。
上述步驟S109中，首先，假設用以根據照射量分佈E(x,y)及霧化電子量分佈F(x,y,σ)求出帶電量分佈C(x,y)之函數C(E,F)。將該假設之函數C(E,F)如下式(2-4)般，分離為有助於照射電子之變數CE (E)與有助於霧化電子之變數CF (F)。
C(E,F)=CE (E)+CF (F)...(2-4)
進而，假設照射區域之函數為變數CF (F)=0，即C(E,F)=CE (E)。另一方面，假設非照射區域之函數為變數CE (E)=0，即C(E,F)=CF (F)。又，如圖42A所示，假設照射區域內均勻帶電，即CE (E)=c0 。該c0 為常數，例如，為1。又，非照射區域中，如圖42B所示，霧化電子量強度F越大，則帶電CF (F)越飽和。因此，將非照射區域之變數CF (F)表示為下式(2-5)。
CF (F)=-c1 ×Fα ...(2-5)
上式(2-5)中之α滿足0<α<1之條件。根據本發明者之實驗可知，於α=0.3-0.4時，最接近實驗結果，故而為宜。該較佳之α之範圍可根據所使用之電子束描繪裝置而改變。
此處，對如上式(2-5)般規定函數CF (F)之理由進行說明。
位置偏移測定結果如圖35A~圖35B至圖40A~圖40B所示，關於4種圖案密度(100%、75%、50%、25%)而獲得。就霧化電子量強度F而言，若使圖案密度100%時之霧化電子量強度F為F100 ，則各圖案密度之強度與圖案密度成比例分別為F100 、0.75×F100 、0.5×F100 、0.25×F100 。然而，CF (F)為未知之函數。因此，CF (F100 )、CF (0.75×F100 )、CF (0.5×F100 )、CF (0.25×F100 )不與強度成比例，而且存在各圖案密度之分佈形狀互相不同之可能性。如此若各圖案密度之分佈形狀不同，則必須針對每個圖案密度而規定CF (F)，從而解析上不便。
因此，設為即便相對於任意之F而圖案密度發生變化，亦可獲得相似形之分佈形狀之函數CF (F)。即，規定函數CF (F)滿足下式(2-6)之關係。下式(2-6)中之a為圖案密度，A為常數。
CF (aF)/CF (F)=A...(2-6)
只要為相似形之函數，則即便CF (F)整體之強度不成比例，分佈形狀亦不改變。關於強度，可藉由上述參數c0 、c1 之組合而調整。因此，無需針對每個圖案密度而規定CF (F)，可僅對1個σ規定1個CF (F)，故而可簡化解析。
其次，參照圖43，決定上述參數c0 、c1 、σi 之最佳組合。如圖43所示，關於照射區域，假設c0 之大小之階梯形狀之帶電量分佈CE (E)，藉由將該帶電量分佈CE (E)與預先計算之響應函數r(x)卷積積分，計算位置偏移量p0 (x)(步驟S200)。
又，關於非照射區域，假設某α與霧化電子擴散半徑(以下稱為「霧化半徑」)σ並計算CF (F)(步驟S202)。對複數個霧化半徑σ求出該CF (F)。例如，假設霧化半徑σ自1 mm~24 mm為止為1 mm間隔。而且，使用相對於霧化半徑σ1 ~σi 之帶電量分佈CF (F)與響應函數r，求出位置偏移量p1 (x)~pi (x)。
若將該等照射區域及非照射區域之位置偏移量p(x)合成，則表示為下式(2-7)(步驟S204)。
p(x)=c0 ×p0 (x)+c1 ×pi (x)...(2-7)
而且，求出上式(2-7)最適合(擬合)實驗結果之參數c0 、c1 、σ之組合。圖44A~圖44B至圖45A~圖45B、圖46A~圖46B至圖47A~圖47B、圖48A~圖48B至圖49A~圖49B係表示關於抗蝕劑A、B、C之擬合結果之圖。圖44A、圖46A、圖48A表示照射墊63之圖案密度為25%之情形時之擬合結果，圖44B、圖46B、圖48B表示照射墊63之圖案密度為50%之情形時之擬合結果。又，圖45A、圖47A、圖49A表示照射墊63之圖案密度為75%之情形時之擬合結果，圖45B、圖47B、圖49B表示照射墊63之圖案密度為100%之情形時之擬合結果。
藉由使用圖44A~圖44B至圖49A~圖49B所示之結果，與上述比較例相比可精度良好地求出位置偏移量分佈。
圖50A~圖50C係表示關於抗蝕劑A、B、C，藉由擬合而求出之參數c0 、c1 、σ之最佳組合之圖。
然而，如圖24A至圖24C所示，可知即便於使用相同種類之抗蝕劑之情形時，若圖案密度不同則最佳的霧化半徑σ亦不同。物理上，理想的是依存於圖案密度而霧化半徑σ不變化。又，關於抗蝕劑A獲得良好的擬合結果，但是關於抗蝕劑B、C則未獲得如抗蝕劑A般良好的擬合結果。根據本發明者之研究，認為該等結果係由於將照射部之帶電平坦地假設為CE (E)=c0 而獲得者。
因此，本發明者亦對照射區域之帶電量分佈如記述霧化電子之影響般，修正上述模式。該模式中，將照射區域之帶電量分佈表示為下式(2-8)。其中，非照射部之帶電量分佈與上述模式相同。
C(E,F)=CE (E)+CFe (F)=c0 -c1 ×Fα ...(2-8)
將對經修正之模式而求出之參數c0 、c1 、σ之組合表示於圖51A~圖51B。圖51A~圖51B表示關於抗蝕劑B、C之參數c0 、c1 、σ之組合。如圖51A~圖51B所示，經修正之模式中，霧化半徑σ再者具有圖案密度依存性。進而，藉由擬合而求出之c1 必須擬合上述式(2-5)之曲線，但判斷為不擬合。
因此，本發明者構築解決該等之新的一般化模式。
首先，藉由下式(2-9)之多項式函數表示非照射區域之帶電量分佈CF (F)與霧化電子量強度F之關係。於下式(2-9)中，f1 、f2 、f3 為常數。
CF (F)=f1 ×F+f2 ×F2 +f3 ×F3 ...(2-9)
其次，使用圖50A~圖50C至圖51A~圖51B所示之參數群，對於各圖案密度計算y=0時之帶電量分佈C(x,0)。將經計算之帶電量分佈C(x,0)表示於圖52。使用圖50A~圖50C至圖51A~圖51B所示之參數群係因為，依存於圖案密度而最佳的霧化半徑σ雖然發生變化，但各圖案密度之分佈形狀正確。
再者，不限定於y=0，二維地計算帶電量分佈C(x,y)，藉此可使以下所進行之擬合之精度提高。
而且，求出圖52所示之非照射區域之帶電量分佈C(x,0)與上式(2-9)之CF (F)最適合的最佳霧化半徑σ。如圖53A所示霧化半徑σ過小之情形時或如圖53C所示霧化半徑σ過大之情形時，無法獲得良好之擬合結果。即，若霧化半徑σ過小或過大，則導致各圖案密度之資料相互分離，故而無法求出上述參數f1 、f2 、f3 。相對於此，若如圖53B所示求出最佳霧化半徑σ，則可獲得良好的擬合結果，可求出上述參數f1 、f2 、f3 。
其次，使用上述已求出之最佳霧化半徑σ，求出照射區域之霧化電子量分佈F。而且，使用照射量分佈E與由上式(2-9)而求出之霧化電子量分佈F，藉由下式(2-10)之多項式函數表示照射區域之帶電量分佈C(E,F)。下式(2-10)中，考慮有助於霧化電子之帶電量分佈CFe (F)。
C(E,F)=CE (E)+CFe (F)=(d0 +d1 ×ρ+d2 ×D+d3 ×E)+(e1 ×F+e2 ×F2 +e3 ×F3 )...(2-10)
而且，求出圖52所示之照射區域之帶電量分佈C(x,0)與上式(2-10)之帶電量分佈C(E,F)最適合之參數d0 、d1 、d2 、d3 、e1 、e2 、e3 。此處，將擬合結果表示於圖54。
將藉由該等照射區域及非照射區域之帶電量分佈之擬合所求出之參數d0 、d1 、d2 、d3 、e1 、e2 、e3 、f1 、f2 、f3 、σ之最佳組合表示於圖55。如圖55所示，根據抗蝕劑之種類，自8 mm~16 mm之範圍選擇最佳霧化半徑σ。該一般化模式中，與使用上述相似形之函數之模式不同，即便圖案密度變化，最佳霧化半徑σ亦不發生變化。再者，如圖55所示，關於相同種類之抗蝕劑A，判斷為與圖案密度ρ無關而使劑量D固定之情形時之最佳霧化半徑σ(=13 mm)與對應圖案密度ρ根據背向散射電子之近接效應修正式(2-1)而使劑量D變化之情形時之最佳霧化半徑σ(=8 mm)不同。
再者，若抗蝕劑之膜厚不同則最佳霧化半徑σ不同，故而亦可將膜厚不同之抗蝕劑作為其他抗蝕劑，根據上述方法個別地求出最佳霧化半徑σ。
此處，實施形態2中，對於上式(2-10)所示之照射區域之帶電量分佈C(E,F)(第1帶電量分佈)，進而將實施形態1中所說明之起因於帶電衰減之帶電量分佈(第2帶電量分佈)如下式(2-11)所示進行加法運算。藉此，可修正帶電衰減量。
C(E,F)=CE (E)+CFe (F)+κ(ρ)‧exp(-(t-T)/λ(ρ)}=(d0 +d1 ×ρ+d2 ×D+d3 ×E)+(e1 ×F+e2 ×F2 +e3 ×F3 )+κ(ρ)‧exp{-(t-T)/λ(ρ)}...(2-11)
而且，藉由非照射區域之上式(2-9)之CF (F)(第3帶電量分佈)與照射區域之上式(2-11)之C(E,F)之聯集求出帶電量分佈C(x,y)。
使用如此所求出之帶電量分佈C(x,y)(第4帶電量分佈)，於圖22及圖23所示之步驟S110中，計算位置偏移量分佈p(x,y)。即，位置偏移量分佈p(x,y)係藉由如下方式而求出，藉由將響應函數r(x,y)與帶電量分佈C(x,y)(第4帶電量分佈)之各帶電量進行卷積積分，運算帶電量分佈C(x,y)(第4帶電量分佈)之各位置之起因於帶電量之描繪位置之位置偏移量。圖56A~圖56C係表示關於抗蝕劑A、B、C，實施形態2之以一般化模式所求出之位置偏移量分佈與實驗資料之擬合結果之圖。但是，此處，以評估修正帶電衰減量前之模式為目的，表示使用修正帶電衰減量前之模式之結果。圖中，由實線表示以一般化模式所求出之位置偏移量分佈，由虛線表示實驗資料。又，圖56A~圖56C中，與圖34A~圖34C相同，概略性地表示照射區域與非照射區域之邊界附近之位置偏移及非照射區域外周之位置偏移。關於各抗蝕劑A、B、C，所求出之位置偏移量分佈與實驗資料大致一致。如圖56A~圖56C所示，藉由使用本發明者所確立之一般化模式求出位置偏移量分佈，可精度良好地計算位置偏移量分佈。
而且，實施形態2中，對該發明者所確立之一般化模式進而加上實施形態1所說明之帶電衰減量進行修正，因此，進而，可精度良好地計算位置偏移量分佈。該效應如上述圖16~圖18所說明。圖16之模式使用實施形態2所說明之一般化模式。因此，圖17之結果成為加上實施形態2中之帶電衰減量修正後之模式之結果。
而且，使用該位置偏移量分佈，如圖25所示進行柵格匹配，藉此亦加上帶電衰減量之帶電效應所引起之電子束位置偏移得到修正。圖57係表示柵格匹配前後之電子束照射位置偏移量之圖。但是，此處，以評估修正帶電衰減量前之模式為目的，表示使用修正帶電衰減量前之模式之結果。如圖57中斜線所示，柵格匹配後所殘存之電子束照射位置偏移量降低至與使用防帶電膜之情形同等之級別為止。
然而，如抗蝕劑A、D般某種抗蝕劑中，可知藉由使照射部之帶電量分佈中有助於霧化電子之CFe (F)=0，獲得良好的擬合結果。亦可知此係因為圖55所示之抗蝕劑A、D之參數e1 =e2 =e3 =0。相對於如此類型之抗蝕劑A、D，本發明者所構築之一般化模式亦可對應。
又，藉由照射電子束，得知抗蝕劑僅瞬間具有導電性之EBIC(electron beam induced conductivity，電子束引發導電率)之物理效應。上述一般化模式亦可對應該EBIC。即，EBIC係若不照射電子束則無法產生之現象，故而直至照射有電子束為止作為非照射區域儲存電荷。該所儲存之電荷藉由電子束之照射而向基底逃逸。因此，霧化電子所引起之CFe (F)一旦被重設，則自零起開始儲存。進而，若照射一次電子束，則存在導電性稍微殘存之情形。於該情形時，與照射電子束之前相比，照射電子束後霧化電子之帶電量變少。上述一般化模式中，自記述非照射區域之參數f1 、f2 、f3 ，位移至記述照射區域之參數e1 、e2 、e3 ，藉此可對應該帶電量之減少。
於以上之說明中，記載為「~部」或「~步驟」者之處理內容或動作內容，可藉由能夠由電腦動作之程式而構成。或者，亦可不僅由成為軟體之程式，而且由硬體與軟體之組合而實施。或者，亦可為與韌體之組合。又，於藉由程式而構成之情形時，程式記錄於磁碟裝置、磁帶裝置、FD、或ROM(read only memory，唯讀記憶體)等之記錄媒體。例如，記錄於記憶裝置144。
又，圖1等中之控制計算機110、130，進而，亦可經由未圖示之匯流排，連接於成為記憶裝置之一例之RAM(random access memory，隨機存取記憶體)、ROM、磁碟(HD)裝置、成為輸入機構之一例之鍵盤(K/B，keyboard)、滑鼠、成為輸出機構之一例之監視器、印表機、或成為輸入輸出機構之一例之外部介面(I/F)、FD、DVD(digital versatile disc，數位化多功能光碟)、CD(compact disc，光碟)等。
以上，一面參照具體例一面對實施形態進行說明。然而，本發明並非限定於該等具體例者。例如，實施形態中使用可變成形電子束方式之電子束描繪裝置，但除此以外之方式之描繪裝置亦可適用。例如，上述實施形態中使用電子束，但本發明並非限定於此者，使用離子束等其他荷電粒子束之情形時亦可適用。又，本發明並非限定電子束描繪裝置之使用目的者。例如，除了於遮罩或晶圓上直接形成抗蝕劑圖案之使用目的以外，亦可於製成光步進機用遮罩、X射線遮罩等時利用。
又，雖省略了關於裝置構成或控制方法等本發明之說明中無直接必要之部分等的記載，但亦可適當地選擇並使用必要之裝置構成或控制方法。例如，雖省略了關於控制描繪裝置100之控制部構成之記載，但當然可適當選擇並使用必要之控制部構成。
另外，具備本發明之要素、且熟悉此技藝者可適當設計變更之所有荷電粒子束描繪裝置、及荷電粒子束描繪方法包含於本發明之範圍。
熟習此項技術者將易想到另外優勢及改質體。因此，本發明在其更廣闊之態樣中並不限於本文所示及描述之特定細節及代表性實施例。為此，可進行各種修改而不偏離藉由隨附申請專利範圍及其等效體所界定之普遍發明概念的精神或範疇。
1、150‧‧‧描繪部
2、101、340‧‧‧試樣
3、105‧‧‧XY平台
4‧‧‧雷射干擾計
5、201‧‧‧電子槍
6、200、330‧‧‧電子束
7、202‧‧‧照明透鏡
8‧‧‧S1光圈(第1光圈)
9、204‧‧‧投影透鏡
10‧‧‧成形偏轉器
11‧‧‧S2光圈(第2光圈)
12、207‧‧‧物鏡
13‧‧‧對物偏轉器
20、160‧‧‧控制部
21、144‧‧‧記憶裝置
30‧‧‧前處理計算部
31‧‧‧圖案面積密度分佈運算部
32‧‧‧劑量分佈計算部
33‧‧‧照射量分佈計算部
34‧‧‧霧化電子量分佈運算部
35‧‧‧帶電量分佈運算部
36‧‧‧位置偏移量分佈運算部
37、116‧‧‧描繪經過時間運算部
38、118‧‧‧累積時間運算部
41、132‧‧‧照射資料生成部
42‧‧‧柵格匹配控制部
43‧‧‧成形偏轉器控制部
44‧‧‧對物偏轉器控制部
45‧‧‧平台位置檢測機構
46‧‧‧平台驅動機構
51、52‧‧‧平板
53．．．抗蝕劑
54．．．鏡像電荷
55．．．點電荷源
56．．．偶極
57．．．電子
60．．．柵格
62．．．第1盒陣列
63、63A、63B、63C、63D．．．照射墊
64．．．第2盒陣列
71A、71B、71C．．．位置偏移
100．．．描繪裝置
102．．．電子鏡筒
103．．．描繪室
110、130．．．控制計算機
112．．．描繪資料處理部
114．．．圖案面積密度分佈運算部
120．．．帶電量分佈運算部
122．．．位置偏移量分佈運算部
124．．．位置偏移量圖製成部
134．．．位置偏移修正部
136．．．平台位置檢測部
138．．．平台驅動部
140．．．偏轉控制電路
142．．．記憶體
146．．．外部介面電路
203．．．第1光圈
205、208．．．偏轉器
206．．．第2光圈
209．．．平台位置測定用之反射鏡
210．．．描繪區域
211．．．評估圖案
220．．．框架區域
230．．．帶電用圖案
232．．．矩形圖案
240、242．．．測定用圖案
410．．．第1光圈
411．．．開口
420．．．第2光圈
421．．．可變成形開口
430．．．荷電粒子源
630、631、632、632a、633．．．圖案
631a．．．線圖案
L1．．．間距
L2、L3、L4、L5、L8．．．一邊之長度
L6．．．距離
L7．．．短邊之長度
R．．．描繪區域
SR．．．條紋區域
TL．．．測試佈局
圖1係表示實施形態1中之描繪裝置之主要部分構成之一例的概念圖。
圖2係用以說明實施形態1中之平台移動之情況之圖。
圖3係表示用以評估實施形態1中之帶電衰減所引起之位置偏移的最初描繪之評估圖案之一例的圖。
圖4係表示於自圖3之評估圖案形成起經過特定時間之後描繪測定用圖案的狀態之一例之圖。
圖5A與圖5B係表示實施形態1中之帶電用圖案之圖案面積密度為100%與75%之描繪結果的圖表。
圖6A與圖6B係表示實施形態1中之帶電用圖案之圖案面積密度為50%與25%之描繪結果的圖表。
圖7A至圖7D係表示實施形態1中之帶電用圖案之圖案面積密度為100%之時間經過所引起的位置偏移量(位置偏移誤差)之差的圖表。
圖8係表示圖7A至圖7D之實驗結果與計算結果之關係之圖表。
圖9係表示實施形態1中之帶電衰減量與描繪後經過時間之關係之一例的圖。
圖10係表示根據圖9之結果所獲得之帶電衰減量與圖案面積密度ρ的關係之一例之圖。
圖11係表示根據圖9之結果所獲得之帶電衰減時間常數與圖案面積密度ρ的關係之一例之圖。
圖12係用以說明實施形態1中之帶電衰減量κ(ρ)之修正之方法的概念圖。
圖13係表示實施形態1中之κ"/κ與帶電衰減時間常數λ之關係之一例的圖。
圖14係表示實施形態1中之修正後之帶電衰減量與圖案面積密度ρ的關係之一例之圖。
圖15係表示不修正起因於帶電之位置偏移而進行描繪之情形時的位置偏移之一例的圖。
圖16係表示不考慮實施形態1中之帶電衰減而修正起因於以特定模式所獲得之帶電量之位置偏移而進行描繪之情形時的位置偏移之一例的圖。
圖17係表示考慮實施形態1中之帶電衰減且修正起因於帶電量之位置偏移進行描繪之情形時的位置偏移之一例的圖。
圖18係表示不修正起因於實施形態1中之帶電之位置偏移之情形時、不考慮帶電衰減而修正起因於以特定模式所獲得之帶電量的位置偏移之情形時、考慮帶電衰減且修正起因於帶電量之位置偏移之情形時的位置偏移量之一例的圖。
圖19係表示實施形態1中之描繪方法之主要步驟之流程圖。
圖20係表示實施形態2中之電子束描繪裝置100之概略構成圖。
圖21係表示圖案描繪時之試樣2之移動方向之圖。
圖22係用以說明實施形態2之描繪方法之流程圖。
圖23係用以說明實施形態2之描繪方法之流程圖。
圖24係表示使劑量對應圖案密度而變化之情形時及與圖案密度無關而使劑量固定之情形時的圖。
圖25係用以說明柵格匹配之流程之概略圖。
圖26係用以說明相對於實施形態之比較例之位置偏移量分佈之計算方法的圖。
圖27係表示記述擴散分佈之函數g'(x,y)之圖。
圖28係表示為了計算響應函數而假設之模式之圖。
圖29A係表示比較例之驗證時所提供之1次階梯函數之圖。
圖29B係表示由比較例所求出之位置偏移量分佈p(x)之圖。
圖30係表示比較例之驗證時所求出之線性響應函數R1(x)之圖。
圖31A係表示用以測定抗蝕劑帶電效應之測試佈局之圖。
圖31B係表示經放大之第1及第2盒陣列之圖。
圖32A係表示圖案密度為100%之照射墊之圖。
圖32B係表示圖案密度為75%之照射墊之圖。
圖33A係表示圖案密度為50%之照射墊之圖。
圖33B係表示圖案密度為25%之照射墊之圖。
圖34A係表示關於化學增幅型抗蝕劑A之位置偏移之測定結果之概略圖。
圖34B係表示關於化學增幅型抗蝕劑B之位置偏移之測定結果之概略圖。
圖34C係表示關於化學增幅型抗蝕劑C之位置偏移之測定結果之概略圖。
圖35A係表示繪製抗蝕劑A中圖案密度為25%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖35B係表示繪製抗蝕劑A中圖案密度為50%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖36A係表示繪製抗蝕劑A中圖案密度為75%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖36B係表示繪製抗蝕劑A中圖案密度為100%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖37A係表示繪製抗蝕劑B中圖案密度為25%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖37B係表示繪製抗蝕劑B中圖案密度為50%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖38A係表示繪製抗蝕劑B中圖案密度為75%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖38B係表示繪製抗蝕劑B中圖案密度為100%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖39A係表示繪製抗蝕劑C中圖案密度為25%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖39B係表示繪製抗蝕劑C中圖案密度為50%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖40A係表示繪製抗蝕劑C中圖案密度為75%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖40B係表示繪製抗蝕劑C中圖案密度為100%之情形時之X方向之位置偏移量的圖。
圖41係表示關於抗蝕劑A，圖案密度ρ為25%、劑量D為21 μC/cm2 之情形時之位置偏移量與圖案密度ρ為100%、劑量D為5.25 μC/cm2 之情形時之位置偏移量的圖。
圖42A係表示照射區域之帶電量分佈之函數之圖。
圖42B係表示非照射區域之帶電量分佈之函數之圖。
圖43係用以說明求出參數c0 、c1 、σi 之最佳組合之方法之圖。
圖44A係表示抗蝕劑A中圖案密度為25%之情形時之擬合結果之圖。
圖44B係表示抗蝕劑A中圖案密度為50%之情形時之擬合結果之圖。
圖45A係表示抗蝕劑A中圖案密度為75%之情形時之擬合結果之圖。
圖45B係表示抗蝕劑A中圖案密度為100%之情形時之擬合結果之圖。
圖46A係表示抗蝕劑B中圖案密度為25%之情形時之擬合結果之圖。
圖46B係表示抗蝕劑B中圖案密度為50%之情形時之擬合結果之圖。
圖47A係表示抗蝕劑B中圖案密度為75%之情形時之擬合結果之圖。
圖47B係表示抗蝕劑B中圖案密度為100%之情形時之擬合結果之圖。
圖48A係表示抗蝕劑C中圖案密度為25%之情形時之擬合結果之圖。
圖48B係表示抗蝕劑C中圖案密度為50%之情形時之擬合結果之圖。
圖49A係表示抗蝕劑C中圖案密度為75%之情形時之擬合結果之圖。
圖49B係表示抗蝕劑C中圖案密度為100%之情形時之擬合結果之圖。
圖50A係表示關於抗蝕劑A各參數c0 、c1 、σ之最佳組合之圖。
圖50B係表示關於抗蝕劑B各參數c0 、c1 、σ之最佳組合之圖。
圖50C係表示關於抗蝕劑C各參數c0 、c1 、σ之最佳組合之圖。
圖51A係表示以關於抗蝕劑B分別修正之模式所求出之參數c0 、c1 、σ之組合之圖。
圖51B係表示以關於抗蝕劑B分別修正之模式所求出之參數c0 、c1 、σ之組合之圖。
圖52係表示帶電量分佈C(x,0)之圖。
圖53A係表示霧化半徑σ過小時之擬合結果之圖。
圖53B係表示霧化半徑σ最佳時之擬合結果之圖。
圖53C係表示霧化半徑σ過大時之擬合結果之圖。
圖54係表示照射區域之帶電量分佈C(x,0)與帶電量分佈C(E,F)之擬合結果之圖。
圖55係表示參數d0 、d1 、d2 、d3 、e1 、e2 、e3 、f1 、f2 、f3 、σ之最佳組合之圖。
圖56A係表示關於抗蝕劑A，由實施形態2之一般化模式所求出之位置偏移量分佈與實驗資料之擬合結果之圖。
圖56B係表示關於抗蝕劑B，由實施形態2之一般化模式所求出之位置偏移量分佈與實驗資料之擬合結果之圖。
圖56C係表示關於抗蝕劑C，由本實施形態之一般化模式所求出之位置偏移量分佈與實驗資料之擬合結果之圖。
圖57係表示柵格匹配後所殘存之電子束照射位置偏移量之圖。
圖58係用以說明先前之可變成形型電子束描繪裝置之動作之概念圖。
100．．．描繪裝置
101．．．試樣
102．．．電子鏡筒
103．．．描繪室
105．．．XY平台
110、130．．．控制計算機
112．．．描繪資料處理部
114．．．圖案面積密度分佈運算部
116．．．描繪經過時間運算部
118．．．累積時間運算部
120．．．帶電量分佈運算部
122．．．位置偏移量分佈運算部
124．．．位置偏移量圖製成部
132．．．照射資料生成部
134．．．位置偏移修正部
136．．．平台位置檢測部
138．．．平台驅動部
140．．．偏轉控制電路
142．．．記憶體
144．．．記憶裝置
146．．．外部介面電路
150．．．描繪部
160．．．控制部
200．．．電子束
201．．．電子槍
202．．．照明透鏡
203．．．第1光圈
204．．．投影透鏡
205、208．．．偏轉器
206．．．第2光圈
207．．．物鏡
209．．．平台位置測定用之反射鏡

Claims (10)

  1. 一種荷電粒子束描繪裝置，其特徵在於包括：帶電量分佈運算部，其係使用均依存於圖案面積密度之帶電衰減量與帶電衰減時間常數，運算藉由對試樣之描繪區域照射荷電粒子束而帶電之帶電量分佈；位置偏移量分佈運算部，其係藉由將響應函數與上述帶電量分佈之各帶電量進行卷積積分，運算起因於上述帶電量分佈之帶電量之各描繪位置的位置偏移量；以及描繪部，其係使用荷電粒子束，於上述位置偏移量已修正之各描繪位置描繪圖案。
  2. 如請求項1之荷電粒子束描繪裝置，其中上述試樣之描繪區域係虛擬分割為複數個描繪單位區域；上述描繪部針對上述複數個描繪單位區域之每個描繪單位區域進行描繪；上述描繪裝置更包括：描繪經過時間運算部，其係對上述試樣上之各位置運算自描繪開始時刻至實際描繪時刻為止的經過時間；以及累積時間運算部，其係運算將描繪已結束之描繪單位區域之描繪所花費的描繪時間所累積的累積時間；且上述帶電量分佈運算部使用上述累積時間與上述經過時間之差分，運算上述帶電量分佈。
  3. 如請求項2之荷電粒子束描繪裝置，其中 上述帶電衰減量係根據事先描繪包含跨及上述複數個描繪單位區域中2個以上之描繪單位區域的帶電用圖案之評估圖案之結果而求出；上述帶電衰減量係根據使用上述帶電衰減時間常數修正對應上述帶電用圖案之位置所產生之帶電衰減量之偏移的函數而獲得。
  4. 如請求項1之荷電粒子束描繪裝置，其中上述帶電衰減量與上述帶電衰減時間常數分別藉由擬合上述測定用圖案之位置偏移誤差而求出，上述測定用圖案之位置偏移誤差係事先描繪包含測定用圖案與帶電用圖案且上述帶電用圖案之圖案面積密度不同的複數個評估圖案而獲得。
  5. 如請求項2之荷電粒子束描繪裝置，其中上述帶電量分佈運算部係使用將上述累積時間與上述經過時間之差分除以上述帶電衰減時間常數所得之值，運算上述帶電量分佈。
  6. 如請求項1之荷電粒子束描繪裝置，其中上述試樣之描繪區域存在照射有上述荷電粒子束之照射區域與未照射上述荷電粒子束之非照射區域；上述帶電量分佈運算部係對上述照射區域運算上述帶電量分佈，而不對上述非照射區域運算上述帶電量分佈。
  7. 如請求項1之荷電粒子束描繪裝置，其更包括圖案面積密度分佈運算部，該圖案面積密度分佈運算部係針對每 個上述描繪單位區域，將上述描繪單位區域進而虛擬分割為複數個小區域，並計算每個小區域之圖案面積密度。
  8. 如請求項7之荷電粒子束描繪裝置，其中上述帶電量分佈運算部係對上述複數個小區域中上述圖案面積密度並非為0%之小區域運算上述帶電量分佈，而不對上述圖案面積密度為0%之小區域運算上述帶電量分佈。
  9. 一種荷電粒子束描繪裝置，其特徵在於包括：霧化電子量分佈運算部，其運算霧化電子量分佈，該霧化電子量分佈係藉由對具有照射有荷電粒子束之照射區域與未照射荷電粒子束之非照射區域的試樣之描繪區域照射上述荷電粒子束而產生；帶電量分佈運算部，其運算第4帶電量分佈，該第4帶電量分佈係藉由基於上述照射區域中之霧化電子量分佈、圖案密度分佈、劑量分佈及照射量分佈之第1帶電量分佈與起因於帶電衰減之第2帶電量分佈之和，與基於上述非照射區域中之霧化電子量分佈之第3帶電量分佈之聯集而獲得；位置偏移量分佈運算部，其係藉由將響應函數與上述第4帶電量分佈之各帶電量進行卷積積分，運算起因於上述第4帶電量分佈之帶電量之各描繪位置的位置偏移量；以及描繪部，其係使用荷電粒子束，於上述位置偏移量已 修正之各描繪位置描繪圖案。
  10. 一種荷電粒子束描繪方法，其特徵在於：使用均依存於圖案面積密度之帶電衰減量與帶電衰減時間常數，運算藉由對試樣之描繪區域照射荷電粒子束而帶電之帶電量分佈；藉由將響應函數與上述帶電量分佈之各帶電量進行卷積積分，運算起因於上述帶電量分佈之帶電量之各描繪位置之位置偏移量；以及使用荷電粒子束，於上述位置偏移量已修正之各描繪位置描繪圖案。
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