TWI505316B - Charge particle beam drawing device and inspection method of irradiation quantity of charged particle beam - Google Patents

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TWI505316B
TWI505316B TW102138484A TW102138484A TWI505316B TW I505316 B TWI505316 B TW I505316B TW 102138484 A TW102138484 A TW 102138484A TW 102138484 A TW102138484 A TW 102138484A TW I505316 B TWI505316 B TW I505316B
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Description

荷電粒子束描繪裝置及荷電粒子束的照射量檢查方法
本發明是有關荷電粒子束描繪裝置及荷電粒子束的照射量檢查方法，例如有關檢查從描繪裝置照射的荷電粒子束的照射量之手法。
承擔半導體裝置的微細化的進展之微影技術是在半導體製造製程中唯一生成圖案之極重要的製程。近年來，隨著LSI的高集成化，被半導體裝置要求的電路線寬是年年微細化。為了對該等的半導體裝置形成所望的電路圖案，而須高精度的原畫圖案(亦稱為中間掩膜或遮罩)。在此，電子線(電子射束)描繪技術是具有本質佳的解像性，用在高精度的原畫圖案的生產。
圖9是用以說明可變成形型電子線描繪裝置的動作的概念圖。
可變成形型電子線(EB：Electron beam)描繪裝置是如以下般動作。在第1開口部410是形成有用以將電子線330成形的矩形的開口411。並且，在第2開口部420是形成有用以將通過第1開口部410的開口411之電子線 330形成所望的矩形形狀之可變成形開口421。從荷電粒子來源430照射，通過第1開口部410的開口411之電子線330是藉由偏向器來偏向，通過第2開口部420的可變成形開口421的一部分，照射至連續移動於預定的一方向(例如X方向)的平台上所搭載的試料340。亦即，可通過第1開口部410的開口411及第2開口部420的可變成形開口421的雙方之矩形形狀會被描繪於連續移動於X方向的平台上所搭載的試料340的描繪領域。將使通過第1開口部410的開口411及第2開口部420的可變成形開口421的雙方作成任意形狀的方式稱為可變成形方式(VSB方式)。
在電子射束描繪中，藉由調整電子射束的劑量來解決遮罩製程或未知的機構所引起的尺寸變動。近來，在對描繪裝置之資料輸入前的階段，藉由使用者或補正工具等來附加進行設定控制劑量的劑量調變量。然而，當如此使用者所設定的值或補正工具等的運算結果有不完備時，一旦如此的值被輸入至描繪裝置，如此的值就那樣被使用在描繪裝置，則會有被照射異常的劑量的射束之問題。如此的異常的劑量的射束照射會引起圖案尺寸CD的異常。而且，在極端的異常值時，有可能引起阻劑的蒸發，進而如此的蒸發造成描繪裝置污染(或描繪裝置故障)。為此，例如1次照射的劑量需要限制(例如參照日本特許公開公報2012-015244號)。因此，被輸入至裝置的劑量調變量也需要設定值的限制。
另一方面，在描繪裝置內，例如對於引起近接效應等的尺寸變動之現象的補正運算等會被進行，藉此進行補正劑量，按照描繪裝置內的運算結果來控制劑量。
在此，對於從描繪裝置外部輸入的劑量調變量，即使設置設定值的限制，也會因為在描繪裝置內進行劑量補正，所以就那樣劑量調變下，其結果，在描繪裝置中，會有異常的劑量的射束被照射的問題。
本發明是在於提供一種在描繪裝置內進行劑量補正時可迴避進行異常的照射量的射束照射之荷電粒子束描繪裝置及荷電粒子束的照射量檢查方法。
本發明之一形態的荷電粒子束描繪裝置的特徵係具備：運算部，其係補正近接效應，覆蓋效應及負載效應的其中至少1個所引起的尺寸變動，且運算表示依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的荷電粒子束的每單位面積的照射量之照射量密度；判定部，其係判定前述照射量密度是否超過容許值；及描繪部，其係利用荷電粒子束來對試料描繪圖案。
又，本發明的其他形態的荷電粒子束描繪裝置的特徵係具備：運算部，其係補正近接效應，覆蓋效應及負載效應的 其中至少1個所引起的尺寸變動，且運算依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的荷電粒子束的照射量；判定部，其係判定前述照射量是否超過容許值；及描繪部，其係利用荷電粒子束來對試料描繪圖案。
又，本發明之一形態的荷電粒子束的照射量檢查方法的特徵為：補正近接效應，覆蓋效應及負載效應的其中至少1個所引起的尺寸變動，且運算表示依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的荷電粒子束的照射量或每單位面積的照射量的照射量密度，在進行描繪處理前，判定前述照射量或照射量密度是否超過所對應的容許值，輸出結果。
10‧‧‧尺寸變動量△CD(x)運算部
12‧‧‧取得部
14‧‧‧近接效應補正照射係數Dp’(x)運算部
15‧‧‧近接效應補正照射係數Dp(x)運算部
16‧‧‧照射量密度ρ+ (x)地圖作成部
17‧‧‧照射量密度ρ+ (x)地圖作成部
18‧‧‧最大照射量密度ρ+ max (x)地圖作成部
20‧‧‧覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算部
22‧‧‧最大照射量密度ρ++ max (x)地圖作成部
24‧‧‧判定部
30‧‧‧照射量D+ (x)地圖作成部
31‧‧‧照射量D+ (x)地圖作成部
32‧‧‧最大照射量D+ max (x)地圖作成部
34‧‧‧最大照射量D++ max (x)地圖作成部
36‧‧‧判定部
40‧‧‧輸出部
42‧‧‧負載效應補正照射係數DL (x)運算部
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‧‧‧發射資料生成部
113‧‧‧照射量運算部
114‧‧‧描繪控制部
120‧‧‧控制電路
130‧‧‧前處理計算機
132‧‧‧記憶體
134‧‧‧外部介面(I/F)電路
140，142，144，146‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200‧‧‧電子射束
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧第1開口部
204‧‧‧投影透鏡
205‧‧‧偏向器
206‧‧‧第2開口部
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧主偏向器
209‧‧‧副偏向器
330‧‧‧電子線
340‧‧‧試料
410‧‧‧第1開口部
411‧‧‧開口
420‧‧‧第2開口部
421‧‧‧可變成形開口
430‧‧‧荷電粒子來源
圖1是表示實施形態1的描繪裝置的構成的概念圖。
圖2是表示實施形態1的圖形圖案的一例圖。
圖3是表示實施形態1的劑量調變量DM資料的一例圖。
圖4是表示實施形態1的描繪方法的要部工程的流程圖。
圖5A~圖5E是用以說明實施形態1的照射量密度的地圖作成的流程的概念圖。
圖6A~圖6E是用以說明實施形態1的照射量的地圖作成的流程的概念圖。
圖7是表示實施形態2的描繪裝置的構成的概念圖。
圖8是表示實施形態2的描繪方法的要部工程的流程圖。
圖9是用以說明可變成形型電子線描繪裝置的動作的概念圖。
以下，在實施形態中，說明有關使用電子射束的構成，作為荷電粒子束的一例。但，荷電粒子束並非限於電子射束，即使是離子射束等之利用荷電粒子的射束也無妨。並且，說明有關可變成形型(VSB方式)的描繪裝置，作為荷電粒子束裝置的一例。
並且，在實施形態中，說明有關在描繪裝置內進行劑量補正時，也可迴避依照在外部所設定的劑量調變量來進行異常的劑量的射束照射之照射量檢查方法及裝置。
並且，若每1次的射束照射(1描繪通過)的照射量密度超過臨界值，則描繪精度會因加熱效應而劣化。另一方面，每1描繪通過的照射量超過臨界值，描繪精度也會劣化。於是，以下，在實施形態中，分別求取最大照射量密度及最大照射量，在描繪處理前，分別與臨界值比較進行檢查。
實施形態1.
圖1是實施形態1的描繪裝置的構成的概念圖。在圖 1中，描繪裝置100是具備描繪部150及控制部160。描繪裝置100是荷電粒子束描繪裝置的一例。特別是可變成形型的描繪裝置的一例。描繪部150是具備電子鏡筒102及描繪室103。在電子鏡筒102內是配置有：電子槍201，照明透鏡202，第1開口部203，投影透鏡204，偏向器205，第2開口部206，對物透鏡207，主偏向器208及副偏向器209。在描繪室103內是配置有XY平台105。在XY平台105上是配置有在描繪時成為描繪對象的遮罩等的試料101。試料101是包含製造半導體裝置時的曝光用遮罩。並且，試料101是包含被塗佈阻劑未被任何描繪的空白光罩(mask blanks)。
控制部160是具有控制計算機110，控制電路120，前處理計算機130，記憶體132，外部介面(I/F)電路134，及磁碟裝置等的記憶裝置140，142，144，146。控制計算機110，控制電路120，前處理計算機130，記憶體132，外部介面(I/F)電路134，及記憶裝置140，142，144，146是經由未圖示的匯流排來互相連接。
在前處理計算機130內是配置有：尺寸變動量△CD(x)運算部10，取得部12，近接效應補正照射係數Dp’(x)運算部14，照射量密度ρ+ (x)地圖作成部16，最大照射量密度ρ+ max (x)地圖作成部18，覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算部20，最大照射量密度ρ++ max (x)地圖作成部22，判定部24，照射量D+ (x)地圖作成部30，最大照射量D+ max (x)地圖作成部32，最大照射量D++ max (x)地圖作成部 34，判定部36，及輸出部40。尺寸變動量△CD(x)運算部10，取得部12，近接效應補正照射係數Dp’(x)運算部14，照射量密度ρ+ (x)地圖作成部16，最大照射量密度ρ+ max (x)地圖作成部18，覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算部20，最大照射量密度ρ++ max (x)地圖作成部22，判定部24，照射量D+ (x)地圖作成部30，最大照射量D+ max (x)地圖作成部32，最大照射量D++ max (x)地圖作成部34，判定部36，及輸出部40等的機能是可以電路等的硬體所構成，或以實行該等的機能的程式等的軟體所構成。或，亦可藉由硬體及軟體的組合所構成。在尺寸變動量△CD(x)運算部10，取得部12，近接效應補正照射係數Dp’(x)運算部14，照射量密度ρ+ (x)地圖作成部16，最大照射量密度ρ+ max (x)地圖作成部18，覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算部20，最大照射量密度ρ++ max (x)地圖作成部22，判定部24，照射量D+ (x)地圖作成部30，最大照射量D+ max (x)地圖作成部32，最大照射量D++ max (x)地圖作成部34，判定部36，及輸出部40輸出入的資訊及運算中的資訊是隨時被儲存於記憶體132。
在控制計算機110內是配置有發射資料生成部112，照射量運算部113，及描繪控制部114。發射資料生成部112，照射量運算部113，及描繪控制部114等的機能是可以電路等的硬體所構成，或以實行該等的機能的程式等的軟體所構成。或，藉由硬體及軟體的組合所構成。在發射資料生成部112，照射量運算部113，及描繪控制部 114輸出入的資訊及運算中的資訊是隨時被儲存於未圖示的記憶體。
並且，在記憶裝置140中，使用者側所作成的設計資料之佈局資料(例如，CAD資料等)會從外部輸入而被儲存。在記憶裝置142中，劑量調變量(率)DM資料，近接效應補正係數η-尺寸CD的相關資料，及基準照射量DB -尺寸CD的相關資料會從外部輸入而被儲存。劑量調變量DM是在往描繪裝置100之資料輸入前的階段，藉由使用者或補正工具等來設定。劑量調變量DM是例如以0%~200%等來定義為適。但，並非限於此，劑量調變率例如定義為1.0~3.0等的值也合適。並且，在記憶裝置144中儲存有面積密度ρ(x)地圖，及附加劑量調變量的面積密度ρ(DM)地圖。ρ(DM)是例如定義為對面積密度ρ(x)乘以劑量調變量(率)的值。在此，位置x不只是表示2次元之中的x方向，而是表示向量。以下，同樣。並且，面積密度ρ(x)及面積密度ρ(DM)是可在前處理計算機130內被運算，或在其他的計算機等被計算。或，從外部輸入也無妨。
在此，圖1中記載說明實施形態1時必要的構成。對於描繪裝置100而言，通常，即使具備必要的其他構成也無妨。例如，在位置偏向用是使用主偏向器208及副偏向器209的主副2段的多段偏向器，但亦可為藉由1段的偏向器或3段以上的多段偏向器來進行位置偏向的情況。並且，在描繪裝置100連接滑鼠或鍵盤等的輸入裝置，及監 視器裝置等也無妨。
圖2是表示實施形態1的圖形圖案的一例圖。圖2是例如在佈局資料內配置有複數的圖形圖案A~K。而且，有時想要以不同的劑量來針對圖形圖案A，K，圖形圖案B~E，G~J，及圖形圖案F進行描繪。為此，預先設定有對於圖形圖案A，K的劑量調變量DM，及對於圖形圖案B~E，G~J的劑量調變量DM，以及對於圖形圖案F的劑量調變量DM。調變後的劑量是例如在描繪裝置100內乘以涉及近接效應補正等的計算後的照射量D(x)的劑量調變量DM的值來算出。
圖3是表示實施形態1的劑量調變量DM資料的一例圖。如圖2所示般，有關佈局資料內的複數的圖形圖案，按每個圖形賦予指標號碼(識別子)。而且，劑量調變量DM資料是如圖3所示般，定義為對於各指標號碼的劑量調變量DM。在圖3中，例如，有關指標號碼20的圖形圖案，劑量調變量DM定義為100%。有關指標號碼21的圖形圖案，劑量調變量DM定義為120%。有關指標號碼22圖形圖案，劑量調變量DM定義為140%。如此的劑量調變量DM資料是只要輸入使用者或以補正工具等所設定的劑量調變量DM的各資料及分別對應的圖形圖案的指標號碼，作成使對應的資料即可。
圖4是表示實施形態1的描繪方法的要部工程的流程圖。在圖4中，特別是重點顯示電子射束的照射量檢查方法。在圖4中，實施尺寸變動量△CD(x)運算工程(S104)， 取得工程(S106)，近接效應補正照射係數Dp’(x)運算工程(S108)，照射量密度ρ+ (x)地圖作成工程(S110)，最大照射量密度ρ+ max (x)地圖作成工程(S112)，照射量D+ (x)地圖作成工程(S120)，最大照射量D+ max (x)地圖作成工程(S122)，覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算工程(S130)，最大照射量密度ρ++ max (x)地圖作成工程(S132)，判定工程(S134)，最大照射量D++ max (x)地圖作成工程(S142)，判定工程(S144)及描繪工程(S150)等一連串的工程。
△CD(x)運算工程(S104)是△CD(x)運算部10會從記憶裝置144讀出面積密度ρ(x)，運算負載效應所引起的尺寸變動量△CD(x)。尺寸變動量△CD(x)是藉以下的式(1)來定義。
(1)△CD =γ ʃρ (x ')g L (x -x ')dx '+P (x )
在此，負載效應補正係數γ是以面積密度100%的尺寸變動量所定義。並且，gL (x)是表示負載效應的分佈函數。P(x)是表示位置依存(position dependence)的尺寸變動量。位置依存的尺寸變動量P(x)是只要使用儲存於未圖示的記憶裝置等的資料即可。在此是將成為描繪對象的晶片的晶片領域假想分割成網目狀的複數的網目領域(網目2：第2網目領域)，而按每個網目領域(網目2)運算。網目領域(網目2)的大小(第2大小)是例如負載效應的影響半徑的1/10程度為適。例如，100~500μm程度為適。
取得工程(S106)是取得部12會從記憶裝置142讀出 η-CD的相關資料及DB -CD的相關資料，取得適於一邊維持近接效應補正，一邊也補正負載效應所引起的尺寸變動量△CD(x)之近接效應補正係數(後方散亂係數)η’及基準照射量DB ’的組合。只要從η-CD的相關資料及DB -CD的相關資料取得適於在所望的CD加算尺寸變動量△CD(x)(或差分)的CD之η’及DB ’的組合即可。在不考慮負載效應的近接效應補正係數η及基準照射量DB 預先被設定時，取代該等而取得η’及DB ’的組合。
Dp’(x)運算工程(S108)是Dp’(x)運算部14會從記憶裝置144讀出面積密度ρ(DM：x)，且利用取得的η’來運算用以補正近接效應的近接效應補正照射係數Dp’(x)。近接效應補正照射係數Dp’(x)是可藉由解開以下的式(2)來求取。
在此，gp (x)是表示近接效應的分佈函數(後方散亂影響函數)。在此，將成為描繪對象的晶片的晶片領域假想分割成網目狀的複數的網目領域(網目1：第1網目領域)，而按每個網目領域(網目1)來運算。網目領域(網目1)的大小(第1大小)是例如比近接效應的影響半徑的1/10更數倍程度大的值為適。例如，5~10μm程度為適。藉此，相較於按每個近接效應的影響半徑的1/10程度的網目大小的網目領域進行的詳細的近接效應補正運算，可減少運算次數。進而可高速運算。
圖5A~圖5E是用以說明實施形態1的照射量密度的地圖作成的流程的概念圖。如圖5A所示般，假想在試料50描繪晶片52。首先，如圖5B所示般，作成表示每單位面積的照射量之照射量密度ρ+ (x)會按每個網目領域(網目1)54來定義的ρ+ (x)地圖。
ρ+ (x)地圖作成工程(S110)是ρ+ (x)地圖作成部16會按每個網目領域(網目1)來運算照射量密度ρ+ (x)，作成照射量密度ρ+ (x)會按每個網目領域(網目1)來定義的ρ+ (x)地圖。照射量密度ρ+ (x)是可藉由解開以下的式(3)來求取。在如此的ρ+ (x)地圖中，定義有被補正近接效應及負載效應的照射量密度ρ+ (x)。
(3)ρ + (x )=D B '(x )D p '(x )ρ (DM ：x )
在此，基準照射量DB ’是如上述般可使用負載效應補正也被考慮的DB ’。並且，面積密度ρ(DM：x)是只要從記憶裝置144讀出即可。照射量密度ρ+ (x)是補正近接效應及負載效應所引起的尺寸變動之照射量密度。而且，照射量密度ρ+ (x)是如式(3)所示般利用：基準照射量DB ’，及補正近接效應及負載效應所引起的尺寸變動之近接效應補正照射係數Dp’(x)(照射量係數的一例)，及以前述劑量調變量所加權的圖案面積密度ρ(DM：x)來定義。
最大照射量密度ρ+ max (x)地圖作成工程(S112)是ρ+ max (x)地圖作成部18會利用ρ+ (x)地圖來按每個網目領域(網目2)抽出最大照射量密度ρ+ max (x)而作成最大照射量 密度ρ+ max (x)會被定義於每個網目領域(網目2)的ρ+ max (x)地圖。最大照射量密度ρ+ max (x)是如圖5C所示般，在尺寸大的網目領域(網目2)存在複數個部分重疊的尺寸小的網目領域(網目1)時，只要從被定義於複數的網目領域(網目1)的ρ+ max (x)之中抽出最大值即可。然後，如圖5D所示般，作成最大照射量密度ρ+ max (x)會按每個網目領域(網目2)51來定義的ρ+ max (x)地圖。在如此的ρ+ max (x)地圖中，定義有被補正近接效應及負載效應的ρ+ max (x)。
覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算工程(S130)是覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算部20會從記憶裝置144讀出面積密度ρ(DM：x)，且利用所取得的η’，Dp’(x)來運算用以補正覆蓋效應的覆蓋效應補正照射係數Df(x)。覆蓋效應補正照射係數Df’(x)是可藉由解開以下的式(4)來求取。
在此，gf (x)是表示覆蓋效應的分佈函數(覆蓋影響函數)。在此是按每個網目領域(網目2)來運算。並且，θ是表示覆蓋效應補正係數。
ρ++ max (x)地圖作成工程(S132)是ρ++ max (x)地圖作成部22會利用所取得的覆蓋效應補正照射係數Df(x)來按每個網目領域(網目2)運算最大照射量密度ρ++ max (x)，如圖5E所示般，作成最大照射量密度ρ++ max (x)會按每個網目領域 (網目2)51來定義的ρ++ max (x)地圖。最大照射量密度ρ++ max (x)是可藉由解開以下的式(5)來求取。
(5)ρ ++ max (x )=D f (x )ρ + max (x )
在如此的ρ++ max (x)地圖中，定義有被補正近接效應，負載效應及覆蓋效應的ρ++ max (x)。被作成的ρ++ max (x)地圖是藉由輸出部40作為對數來儲存於記憶裝置146。藉此，可確認描繪前後粗略的最大照射量密度。
如以上般，藉由上述的各運算部來補正近接效應，覆蓋效應，及負載效應所引起的尺寸變動，且運算表示依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的電子射束的每單位面積的照射量之照射量密度。在此是運算補正近接效應，覆蓋效應，及負載效應所引起的尺寸變動之最大照射量密度，但並非限於此。亦可補正近接效應，覆蓋效應，及負載效應的其中至少1個所起的尺寸變動，且運算表示依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的電子射束的每單位面積的照射量之照射量密度。
判定工程(S134)是判定部24會判定照射量密度是否超過容許值。具體而言，藉由是否符合以下的式(6)來判定。
在此是判定每1描繪通過的最大照射量密度ρ++ max (x)是否超過臨界值Dth (1) 。判定部24是按每個網目領域(網 目2)來判定照射量密度是否超過臨界值Dth (1) 。在任一網目領域(網目2)中超過時，當作NG，輸出部40輸出警告。警告是可顯示於未圖示的監視器等，或經由外部I/F電路134來輸出外部。藉此，可給予使用者用以判斷描繪的有無之指標。警告是特定網目領域(網目2)為適。藉此，亦可變更如此的領域的劑量調變量。或，亦可依據如此的警告來中止描繪。
藉由以上，有關照射量密度，在描繪裝置內進行劑量補正時，也可迴避依照在外部所設定的劑量調變量來進行異常的劑量的射束照射。其結果，可迴避異常的照射量密度的射束照射所引起之圖案尺寸CD的異常，阻劑的蒸發，及描繪裝置污染(或描繪裝置故障)。其次，有關照射量也檢查。
圖6A~圖6E是用以說明實施形態1的照射量的地圖作成的流程的概念圖。如圖6A所示般，假想在試料50描繪晶片52。首先，如圖6B所示般，作成照射量D+ (x)會按每個網目領域(網目1)55來定義的D+ (x)地圖。
D+ (x)地圖作成工程(S120)是D+ (x)地圖作成部30會按每個網目領域(網目1)來運算照射量D+ (x)，作成照射量D+ (x)會按每個網目領域(網目1)來定義的D+ (x)地圖。照射量D+ (x)是可藉由解開以下的式(7)來求取。在如此的D+ (x)地圖中，定義有被補正近接效應及負載效應的照射量D+ (x)。
(7)D + (x )=D B '(x )D p '(x )DM (x )
在此，基準照射量DB ’是使用如上述般負載效應補正也被考慮的DB ’。近接效應補正照射係數Dp’(x)是只要使用已經被運算的值即可。並且，劑量調變量DM(x)是只要從記憶裝置142讀出即可。或只要挪用已經讀出者即可。劑量調變量DM(x)是可用依存於位置x的值來定義，或如在圖2等說明般按每個圖形圖案來定義。按每個圖形圖案來定義時，在1個的圖形圖案上的位置x是只要使用同樣的值即可。
最大照射量D+ max (x)地圖作成工程(S122)是D+ max (x)地圖作成部32會利用D+ (x)地圖來按每個網目領域(網目2)抽出最大照射量D+ max (x)而作成最大照射量D+ max (x)會被定義於每個網目領域(網目2)的D+ max (x)地圖。最大照射量D+ max (x)是如圖6C所示般，在尺寸大的網目領域(網目2)51存在複數個部分重疊的尺寸小的網目領域(網目1)55時，只要從被定義於複數的網目領域(網目1)的D+ max (x)之中抽出最大值即可。然後，如圖6D所示般，作成最大照射量D+ max (x)會按每個網目領域(網目2)51來定義的D+ max (x)地圖。在如此的D+ max (x)地圖中，定義有被補正近接效應及負載效應的D+ max (x)。
D++ max (x)地圖作成工程(S142)是D++ max (x)地圖作成部34會利用所取得的覆蓋效應補正照射係數Df(x)來按每個網目領域(網目2)運算最大照射量D++ max (x)，如圖6E所示般，作成最大照射量D++ max (x)會按每個網目領域(網目2)51來定義的D++ max (x)地圖。最大照射量D++ max (x)是可 藉由解開以下的式(8)來求取。
(8)D ++ max (x )=D f (x )D + max (x )
在如此的D++ max (x)地圖中，定義有被補正近接效應，負載效應及覆蓋效應的D++ max (x)。被作成的D++ max (x)地圖是藉由輸出部40作為對數來儲存於記憶裝置146。藉此，可確認描繪前後粗略的最大照射量。
如以上般，藉由上述的各運算部來補正近接效應，覆蓋效應，及負載效應所引起的尺寸變動，且運算依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的電子射束的照射量。在此是運算補正近接效應，覆蓋效應，及負載效應所引起的尺寸變動之最大照射量，作為一例，但並非限於此。亦可補正近接效應，覆蓋效應，及負載效應的其中至少1個所起的尺寸變動，且運算依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的電子射束的照射量。
判定工程(S144)是判定部36會判定照射量是否超過容許值。具體而言，藉由是否符合以下的式(9)來判定。
在此是判定每1描繪通過的最大照射量D++ max (x)是否超過臨界值Dth (2) 。判定部36是按每個網目領域(網目2)判定照射量是否超過臨界值Dth (2) 。在任一網目領域(網目2)中超過時，當作NG，輸出部40輸出警告。警告是可顯示於未圖示的監視器等，或經由外部I/F電路134來輸出 外部。藉此，可給予使用者用以判斷描繪的有無之指標。警告是特定網目領域(網目2)為適。藉此，亦可變更如此的領域的劑量調變量。或，亦可依據如此的警告來中止描繪。
藉由以上，有關照射量，在描繪裝置內進行劑量補正時，也可迴避依照在外部所設定的劑量調變量來進行異常的劑量的射束照射。其結果，可迴避異常的照射量的射束照射所引起之圖案尺寸CD的異常，阻劑的蒸發，及描繪裝置污染(或描繪裝置故障)。
在以上的說明中是分別求取最大照射量密度及最大照射量來分別進行檢查，但並非限於此。即使只針對一方檢查，對於迴避異常的照射量的射束照射也具有效果。
描繪工程(S150)是描繪部150會利用電子射束200來對試料101描繪圖案。最大照射量密度及最大照射量的檢查的結果，使描繪處理進展時，如以下般動作。發射資料生成部112是從記憶裝置140讀出描繪資料，進行複數段的資料變換處理，而生成裝置固有的發射資料。為了在描繪裝置100描繪圖形圖案，需要將被定義於描繪資料的各圖形圖案分割成可用1次的射束的發射來照射的大小。於是，發射資料生成部112為了實際描繪，而將各圖形圖案分割成可用1次的射束的發射來照射的大小。然後，按每個發射圖形生成發射資料。在發射資料是被定義有例如圖形種類，圖形大小，及照射位置等的圖形資料。
照射量運算部113是運算每個預定的大小的網目領域 的照射量D(x)。照射量D(x)是可藉以下的式(10)來求取。
(10)D (x )=D B '(x )D p '(x )DM (x )D f (x )
藉由式(10)，補正近接效應、覆蓋效應及負載效應所引起的尺寸變動的同時，更可運算依據從外部輸入的劑量調變量來劑量調變的電子射束的照射量。另外，在求取近接效應補正照射係數Dp’(x)時，以比上述的網目領域(網目1)更小的大小的網目領域(網目3)來運算為佳。網目領域(網目3)的大小是近接效應的影響半徑的1/10程度為適。例如，0.5~1μm程度為適。並且，在進行多重描繪時，例如在多重切割下，可取得每1描繪通過的照射量。
而且，描繪控制部114是對控制電路120輸出控制訊號而使能夠進行描繪處理。控制電路120是輸入發射資料及各補正照射量的資料，由描繪控制部114按照控制訊號來控制描繪部150，描繪部150是利用電子射束200來將該圖形圖案描繪於試料101。具體而言，如以下般動作。
從電子槍201(放出部)放出的電子射束200是藉由照明透鏡202來照明持有矩形的孔的第1開口部203全體。在此，將電子射束200首先形成矩形。然後，通過第1開口部203的第1開口部像的電子射束200是藉由投影透鏡204來投影至第2開口部206上。在如此的第2開口部206上的第1開口部像是藉由偏向器205來偏向控制，可使射束形狀及尺寸變化(使可變成形)。然後，通過第2開口部206的第2開口部像的電子射束200是藉由對物透鏡 207來對焦，藉由主偏向器208及副偏向器209來偏向，照射至被配置在連續移動的XY平台105的試料101的所望的位置。在圖1中是顯示在位置偏向使用主副2段的多段偏向的情況。如此的情況是只要以主偏向器208來一邊在更將條紋領域假想分割後的子域(SF)的基準位置追蹤平台移動，一邊將該發射的電子射束200偏向，且以副偏向器209來將如此的該發射的射束偏向至SF內的各照射位置即可。
如以上般，若根據實施形態1，則可防止阻劑飛散。而且，可在描繪前檢測得加熱所造成的描繪精度劣化。並且，可使用照射量(密度)地圖作為裝置內(自動)描繪通過分配的輸入資料。
實施形態2.
在實施形態1中，在取得近接效應補正係數η及基準照射量DB 時，取得考慮負載效應補正的值，但並非限於此。在實施形態2中，以別的手法來進行負載效應補正。
圖7是表示實施形態2的描繪裝置的構成的概念圖。在圖7中，取代取得部12，近接效應補正照射係數Dp’(x)運算部14，照射量密度ρ+ (x)地圖作成部16，及照射量D+ (x)地圖作成部30，而在前處理計算機130內配置負載效應補正照射係數DL (x)運算部42，近接效應補正照射係數Dp(x)運算部15，照射量密度ρ+ (x)地圖作成部17，及照射量D+ (x)地圖作成部31的點，以及在記憶裝置 142中，劑量調變量(率)DM資料，裕度DL(U)資料會從外部輸入而被儲存的點以外是與圖1同樣。
配置於前處理計算機130內的尺寸變動量△CD(x)運算部10，負載效應補正照射係數DL (x)運算部42，近接效應補正照射係數Dp(x)運算部15，照射量密度ρ+ (x)地圖作成部17，最大照射量密度ρ+ max (x)地圖作成部18，覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算部20，最大照射量密度ρ++ max (x)地圖作成部22，判定部24，及照射量D+ (x)地圖作成部31，最大照射量D+ max (x)地圖作成部32，最大照射量D++ max (x)地圖作成部34，判定部36，及輸出部40等的機能是可以電路等的硬體所構成，或以實行該等的機能的程式等的軟體所構成。或，亦可藉由硬體及軟體的組合所構成。在尺寸變動量△CD(x)運算部10，負載效應補正照射係數DL (x)運算部42，近接效應補正照射係數Dp(x)運算部15，照射量密度ρ+ (x)地圖作成部17，最大照射量密度ρ+ max (x)地圖作成部18，覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算部20，最大照射量密度ρ++ max (x)地圖作成部22，判定部24，及照射量D+ (x)地圖作成部31，最大照射量D+ max (x)地圖作成部32，最大照射量D++ max (x)地圖作成部34，判定部36，及輸出部40輸出入的資訊及運算中的資訊是隨時被儲存於記憶體132。
圖8是實施形態2的描繪方法的要部工程的流程圖。在圖8中，除了取代取得工程(S106)，近接效應補正照射係數Dp’(x)運算工程(S108)，照射量密度ρ+ (x)地圖作成 工程(S110)，照射量D+ (x)地圖作成工程(S120)，而實行負載效應補正照射係數DL (x)運算工程(S107)，近接效應補正照射係數Dp(x)運算工程(S109)，照射量密度ρ+ (x)地圖作成工程(S111)，照射量D+ (x)地圖作成工程(S121)的點以外，與圖4同樣。並且，以下，除了特別說明的點以外的內容是與實施形態1同樣。
DL (x)運算工程(S107)是DL (x)運算部42會從記憶裝置142讀出裕度DL(U)資料，利用尺寸變動量△CD(x)來運算負載效應補正照射係數DL (x)。
首先，裕度DL(U)資料是例如複數的裕度DL(U)作為參數使用。首先，按每個近接效應密度U，藉由實驗來取得圖案尺寸CD與照射量D的相關資料。在此，近接效應密度U(x)是以在近接效應用的網目領域(網目1)內的圖案面積密度ρ(x)將分佈函數g(x)疊積於近接效應的影響範圍以上的範圍的值來定義。分佈函數g(x)是例如使用高斯函數為佳。在此是先例如針對近接效應密度U(x)=0(0%)，0.5(50%)，1(100%)的各情況來藉由實驗求取以電子射束所描繪的圖案的尺寸CD及電子射束的照射量D(U)。然後，將如此的圖案尺寸CD與照射量D(U)的關係以裕度DL(U)表示。裕度DL(U)是依存於近接效應密度U(x，y)，例如以每個近接效應密度U(x，y)的CD-D(U)的圖表的傾斜度(比例係數)來定義。
在記憶裝置142中，複數的裕度DL(U)會從使用者側(裝置外部)輸入，儲存。在此是近接效應密度U(x， y)=0(0%)，0.5(50%)，1(100%)的各情況的裕度DL(Ui)會被輸入。在此是相對於3點的近接效應密度U(x)之裕度DL(Ui)會被輸入，但亦可為3點以上，4點或更多。只要以多項式來配適如此的複數的裕度DL(Ui)而取得裕度DL(U)即可。亦可在記憶裝置142中預先儲存以多項式來配適的裕度DL(U)。
其次，負載效應補正照射係數DL (x)是利用如此的裕度DL(U)及尺寸變動量△CD(x)來藉以下的式(11)所定義。
Dp(x)運算工程(S109)是Dp(x)運算部15會使用適於補正近接效應所引起的尺寸變動量△CD(x)之近接效應補正係數(後方散亂係數)η來運算用以補正近接效應的近接效應補正照射係數Dp(x)。另外，η是未考慮負載效應補正的係數。近接效應補正照射係數Dp(x)是可藉由解開以下的式(12)來求取。
因此，所取得的近接效應補正照射係數Dp(x)是未考慮負載效應補正的係數。在此，將成為描繪對象的晶片的晶片領域假想分割成網目狀的複數的網目領域(網目1：第1網目領域)，而按每個網目領域(網目1)運算。網目領域(網目1)的大小(第1大小)是例如比近接效應的影響半徑 的1/10更數倍程度大的值為適。例如，5~10μm程度為適。藉此，相較於按每個近接效應的影響半徑的1/10程度的網目大小的網目領域進行的詳細的近接效應補正運算，可減少運算次數。進而可高速運算。
ρ+ (x)地圖作成工程(S111)是ρ+ (x)地圖作成部17會按每個網目領域(網目1)來運算照射量密度ρ+ (x)，作成照射量密度ρ+ (x)會按每個網目領域(網目1)來定義的ρ+ (x)地圖。照射量密度ρ+ (x)是可藉由解開以下的式(13)來求取。在如此的ρ+ (x)地圖中，定義有被補正近接效應及負載效應的照射量密度ρ+ (x)。
(13)ρ + (x )=D L (x )D B (x )D p (x )ρ (DM ：x )
在此，基準照射量DB 是使用適於補正近接效應所引起的尺寸變動量△CD(x)之近接效應補正係數(後方散亂係數)η及成為組合的DB 。並且，基準照射量DB 是未考慮負載效應補正。
以下，有關照射量密度的檢查是與實施形態1同樣。像以上那樣，亦可使用裕度DL(U)及尺寸變動量△CD(x)來進行負載效應補正。藉由如此的檢查也可取得與實施形態1同樣的效果。
其次，說明有關照射量的檢查。
照射量D+ (x)地圖作成工程(S121)是照射量D+ (x)地圖作成部31會按每個網目領域(網目1)來運算照射量D+ (x)，作成照射量D+ (x)會按每個網目領域(網目1)來定 義的D+ (x)地圖。照射量D+ (x)是可藉由解開以下的式(14)來求取。在如此的D+ (x)地圖中，定義有被補正近接效應及負載效應的照射量D+ (x)。
(14)D + (x )=D L (x )D B (x )D p (x )DM (x )
在此，基準照射量DB 是如上述般使用未考慮負載效應補正的DB 。近接效應補正照射係數Dp(x)是只要使用已經被運算的值即可。又，劑量調變量DM(x)是只要從記憶裝置142讀出即可。或只要挪用已經讀出者即可。
以下，有關照射量的檢查是與實施形態1同樣。亦可如以上般，利用裕度DL(U)及尺寸變動量△CD(x)來進行負載效應補正。藉由如此的檢查亦可取得與實施形態1同樣的效果。
另外，在判定工程(S134)中，判定部24是藉由是否符合以下的式(15)來判定。
並且，在判定工程(S144)中，判定部36是藉由是否符合以下的式(16)來判定。
以上，一邊參照具體例，一邊說明有關實施形態。但，本發明並非限於該等的具體例。
並且，裝置構成或控制手法等，有關與本發明的說明無直接必要的部分等是省略記載，但可適當選擇必要的裝置構成或控制手法。例如，有關控制描繪裝置100的控制部構成雖省略記載，但當然是適當選擇必要的控制部構成使用。
其他，具備本發明的要素，該當業者可適當設計變更的所有荷電粒子束描繪裝置，方法及荷電粒子束的照射量檢查方法是包含在本發明的範圍。
以上說明了本發明的幾個實施形態，但該等的實施形態是舉例提示者，非意圖限定發明的範圍。該等新穎的實施形態是可在其他各種的形態下被實施，可在不脫離發明的要旨的範圍內進行各種的省略、置換、變更。該等實施形態或其變形是為發明的範圍或要旨所包含，且為申請專利範圍記載的發明及其均等的範圍所包含。
10‧‧‧尺寸變動量△CD(x)運算部
12‧‧‧取得部
14‧‧‧近接效應補正照射係數Dp’(x)運算部
16‧‧‧照射量密度ρ+ (x)地圖作成部
18‧‧‧最大照射量密度ρ+ max (x)地圖作成部
20‧‧‧覆蓋效應補正照射係數Df(x)運算部
22‧‧‧最大照射量密度ρ++ max (x)地圖作成部
24‧‧‧判定部
30‧‧‧照射量D+ (x)地圖作成部
32‧‧‧最大照射量D+ max (x)地圖作成部
34‧‧‧最大照射量D++ max (x)地圖作成部
36‧‧‧判定部
40‧‧‧輸出部
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‧‧‧發射資料生成部
113‧‧‧照射量運算部
114‧‧‧描繪控制部
120‧‧‧控制電路
130‧‧‧前處理計算機
132‧‧‧記憶體
134‧‧‧外部介面(I/F)電路
140，142，144，146‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200‧‧‧電子射束
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧第1開口部
204‧‧‧投影透鏡
205‧‧‧偏向器
206‧‧‧第2開口部
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧主偏向器
209‧‧‧副偏向器

Claims (5)

  1. 一種荷電粒子束描繪裝置，其特徵係具備：運算部，其係補正近接效應，覆蓋效應及負載效應的其中至少1個所引起的尺寸變動，且運算表示依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的荷電粒子束的每單位面積的照射量之照射量密度；判定部，其係判定前述照射量密度是否超過容許值；及描繪部，其係利用荷電粒子束來對試料描繪圖案。
  2. 如申請專利範圍第1項之荷電粒子束描繪裝置，其中，前述照射量密度為補正近接效應及負載效應所引起的尺寸變動之照射量密度，前述照射量密度係利用：基準照射量，及補正近接效應及負載效應所引起的尺寸變動之照射量係數，及以前述劑量調變量所加權的圖案面積密度來定義。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之荷電粒子束描繪裝置，其中，更具備：照射量密度地圖作成部，其係作成照射量密度地圖，該照射量密度地圖係用以描繪於前述試料的描繪領域的晶片的晶片領域會在以第1大小來網目狀地假想分割的複數的第1網目領域的每個第1網目領域定義前述照射量密度；及最大照射量密度地圖作成部，其係作成最大照射量密度地圖，該最大照射量密度地圖係前述試料的描繪領域會 在以比第1大小更大的第2大小來網目狀地假想分割的複數的第2網目領域的每個第2網目領域定義最大照射量密度，該最大照射量密度係從部分重疊於該第2網目領域的複數的第1網目領域中所被定義的照射量密度之中選擇。
  4. 一種荷電粒子束描繪裝置，其特徵係具備：運算部，其係補正近接效應，覆蓋效應及負載效應的其中至少1個所引起的尺寸變動，且運算依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的荷電粒子束的照射量；判定部，其係判定前述照射量是否超過容許值；及描繪部，其係利用荷電粒子束來對試料描繪圖案。
  5. 一種荷電粒子束的照射量檢查方法，其特徵係具備：補正近接效應，覆蓋效應及負載效應的其中至少1個所引起的尺寸變動，且運算表示依據從外部輸入的劑量調變量所被劑量調變的荷電粒子束的照射量或每單位面積的照射量的照射量密度之工程；及在進行描繪處理前，判定前述照射量或照射量密度是否超過所對應的容許值，輸出結果之工程。
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