TWI775301B - 多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法 - Google Patents

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Abstract

本發明有關多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法。 本發明的一態樣之多帶電粒子束描繪裝置，具備：平台，配置基板而可移動；及擊發資料生成部，生成多帶電粒子束的各擊發的擊發資料；及移位量算出部，基於有關至少第k+1次(k為自然數)以後被照射的多射束的擊發之參數，算出用來將第k次的擊發的多帶電粒子束全體集體進行位置修正之移位量；及描繪機構，具有將多帶電粒子束偏向之偏向器，根據該移位量一面將第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用多帶電粒子束對基板進行前述第k次的擊發。

Description

多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法
本發明係多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法，例如有關修正多射束描繪裝置中的在基板面上發生之射束陣列的位置偏離之手法。
肩負半導體元件微細化發展的微影技術，在半導體製造過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，對於半導體元件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。 舉例來說，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，故能使產出大幅提升。該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。 此處，多射束描繪中，是藉由照射時間來個別地控制各個射束的照射量。為了高精度地控制該各射束的照射量，進行射束的ON/OFF之遮沒控制必須以高速進行。多射束方式之描繪裝置中，在配置著多射束的各遮沒器之遮沒孔徑陣列機構，係裝載各射束用的遮沒控制電路。 這裡，遮沒孔徑陣列機構中，構成各遮沒器的電極之配線或控制電路和各射束接近，因此由於在該些配線或控制電路流通的電流而產生的磁場可能會對射束的軌道帶來影響。如此一來，會導致各射束於基板面上發生位置偏離。作為對射束的軌道帶來影響的其他因素，可舉出庫侖效應或帶電等(例如參照日本特開平5-166707號公報)。作為修正多射束的位置偏離之手法，例如亦可設想事先求出平均的射束的位置偏離量而使其反饋至描繪這樣的手法。然而，該些位置偏離因素會依每一擊發而變動量變化(shot-by-shot而變動)，因此若依該手法難以做各擊發的修正。
本發明的一態樣，係提供一種多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法，於多射束描繪中可減低每一擊發中變動量變化之各射束的位置偏離量。 本發明的一態樣之多帶電粒子束描繪裝置，具備： 平台，配置基板而可移動；及 擊發資料生成部，生成多帶電粒子束的各擊發的擊發資料；及 移位量算出部，基於有關至少第k+1次(k為自然數)以後被照射的多射束的擊發之參數，算出用來將第k次的擊發的多帶電粒子束全體集體進行位置修正之移位量；及 描繪機構，具有將多帶電粒子束偏向之偏向器，根據該移位量一面將第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用多帶電粒子束對基板進行前述第k次的擊發。 本發明的另一態樣之多帶電粒子束描繪裝置，具備： 平台，配置基板而可移動；及 擊發資料生成部，生成多帶電粒子束的各擊發的擊發資料；及 移位量算出部，基於有關至少第k-1次(k為自然數)以前被照射的多射束的擊發之參數，算出用來將第k次的擊發的多帶電粒子束全體集體進行位置修正之移位量；及 描繪機構，具有將多帶電粒子束偏向之偏向器，根據該移位量一面將第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用多帶電粒子束對基板進行第k次的擊發。 本發明的一態樣之多帶電粒子束描繪方法，係 生成多帶電粒子束的各擊發的擊發資料， 基於有關至少第k+1次(k為自然數)以後的擊發之參數，算出用來將第k次的擊發的多帶電粒子束全體集體進行位置修正之移位量， 根據該移位量一面將第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用多帶電粒子束對被配置於可移動的平台上之基板進行第k次的擊發。
以下，實施形態中，說明一種多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法，於多射束描繪中可減低每一擊發中變動量變化之各射束的位置偏離量。 以下，實施形態中，說明使用了電子束來作為帶電粒子束的一例之構成。但，帶電粒子束不限於電子束，也可以是離子束等使用了帶電粒子的射束。 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與控制系統電路160。描繪裝置100為多帶電粒子束描繪裝置之一例，並且為多帶電粒子束曝光裝置之一例。描繪機構150具備電子鏡筒102(電子束鏡柱)與描繪室103。在電子鏡筒102內，配置有電子槍201、照明透鏡202、成形孔徑陣列基板203、遮沒孔徑陣列機構204、縮小透鏡205、限制孔徑基板206、對物透鏡207、主偏向器208、及副偏向器209。在描繪室103內配置XY平台105。在XY平台105上，配置有於描繪時(曝光時)成為描繪對象基板的光罩等試料101。試料101包含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的位置測定用的鏡(mirror)210。 控制系統電路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、透鏡控制電路136、平台控制機構138、平台位置測定器139及磁碟裝置等的記憶裝置140，142，144。控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、透鏡控制電路136、平台控制機構138、平台位置測定器139及記憶裝置140，142，144係透過未圖示之匯流排而彼此連接。在偏向控制電路130連接有DAC放大器單元132、134及遮沒孔徑陣列機構204。副偏向器209，由4極以上的電極所構成，在每一電極透過DAC放大器單元132而受到偏向控制電路130所控制。主偏向器208，由4極以上的電極所構成，在每一電極透過DAC放大器單元134而受到偏向控制電路130所控制。平台位置測定器139，接收來自鏡210的反射光，藉此以雷射干涉法的原理來將XY平台105的位置予以測長。 在控制計算機110內，配置有逐線化(rasterize)處理部60、擊發循環Tc算出部61、圖樣密度P(x)算出部62、修正照射係數d(x)算出部63、照射量密度P’(x)算出部64、擊發資料生成部65、資料加工部66、on射束量B算出部67、重心算出部68、移位量算出部69、轉送控制部79、及描繪控制部80。逐線化處理部60、擊發循環算出部61、圖樣密度算出部62、修正照射係數算出部63、照射量密度算出部64、擊發資料生成部65、資料加工部66、on射束量算出部67、重心算出部68、移位量算出部69、轉送控制部79、及描繪控制部80這些各「~部」，具有處理電路。該處理電路，例如包含電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置。各「~部」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)。對於逐線化處理部60、擊發循環算出部61、圖樣密度算出部62、修正照射係數算出部63、照射量密度算出部64、擊發資料生成部65、資料加工部66、on射束量算出部67、重心算出部68、移位量算出部69、轉送控制部79、及描繪控制部80輸出入的資訊及演算中的資訊會隨時被存放於記憶體112。 描繪裝置100的描繪動作係受到描繪控制部80所控制。此外，各擊發的照射時間資料對於偏向控制電路130之轉送處理，係受到轉送控制部79所控制。 此外，晶片資料(描繪資料)從描繪裝置100的外部被輸入，被存放於記憶裝置140。晶片資料中，定義著構成用來被描繪的晶片之複數個圖形圖樣的資訊。具體而言，對每一圖形圖樣，例如會定義圖形代碼、座標、及尺寸等。 此處，圖1中記載了用以說明實施形態1所必要之構成。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中的成形孔徑陣列基板的構成示意概念圖。圖2中，在成形孔徑陣列基板203，有縱(y方向)p列×橫(x方向)q列(p，q≧2)的孔(開口部)22以規定之排列間距(pitch)形成為矩陣狀。圖2例子中，例如示意於縱橫(x，y方向)形成512×512列的孔22的情形。孔22的數量不限於此。例如，形成32×32列的孔22的情形亦無妨。各孔22均形成為相同尺寸形狀的矩形。或者是相同直徑的圓形亦可。電子束200的一部分各自通過該些複數個孔22，藉此會形成多射束20。換言之，成形孔徑陣列基板203，會形成多射束20。 圖3為實施形態1中的遮沒孔徑陣列機構的薄膜(membrane)區域內的構成的一部分示意俯視概念圖。遮沒孔徑陣列機構204，在將基板的中央部減薄而成之薄膜區域，在和圖2所示成形孔徑陣列基板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，在包夾該複數個通過孔25當中的相對應的通過孔25而相向的位置各自配置控制電極24與相向電極26之組(遮沒器：遮沒偏向器)。此外，在各通過孔25的鄰近的遮沒孔徑陣列基板31內部，配置有對各通過孔25用的控制電極24施加偏向電壓之控制電路41(邏輯電路；單元)。各射束用的相向電極26被接地連接。 此外，如圖3所示，各控制電路41，連接至控制訊號用之n位元的並列配線。各控制電路41，除了照射時間控制訊號(資料)用之n位元的並列配線以外，還連接時鐘(移位時鐘)訊號、讀取訊號、擊發訊號及電源用的配線等。該些配線等亦可流用並列配線的一部分配線。對於構成多射束之各個射束的每一者，構成由控制電極24及相向電極26及控制電路41所組成之個別遮沒機構47。此外，實施形態1中，作為資料轉送方式，使用移位暫存器方式。移位暫存器方式中，多射束每隔複數個射束被分割成複數個群組，同一群組內的複數個射束用的複數個移位暫存器被串聯連接。具體而言，形成於陣列狀的複數個控制電路41，例如同一行或同一列當中以規定的間距被群組化。同一群組內的控制電路41群，如圖4所示被串聯連接。然後，各擊發用的訊號被傳遞至群組內的控制電路41。 圖4為實施形態1中的移位暫存器的連接構成的一例示意圖。各射束用的控制電路41，在遮沒孔徑陣列機構204的基板的中央部形成為陣列狀。又，例如朝同一行並排的每一複數個控制電路41(x方向)，如圖4所示，各行的控制電路41列例如依序被分派到8個群組，而被群組化。例如，當由512列×512行的多射束構成的情形下，各行的第1號~512號的射束用的控制電路41是依1，9，17，25，…這樣每8射束間間距而構成資料列1(群組)。同樣地，依2，10，18，26，…這樣每8射束間間距而構成資料列2(群組)。以下，同樣地，構成資料列3(群組)~資料列8(群組)。又，各群組內的控制電路41群被串聯連接。又，從偏向控制電路130被輸出至遮沒孔徑陣列機構204的每一行的訊號，透過未圖示的I/O電路而被分割，平行地被傳遞至各群組。又，各群組的訊號傳達至群組內的串聯連接之控制電路41。具體而言，在各控制電路41內配置移位暫存器11，同一群組的控制電路41內的移位暫存器11被串聯連接。圖4例子中，例如每一資料列(群組)有64個移位暫存器11被串聯連接。故，當將n位元資料以序列轉送的情形下，藉由64n次的時鐘訊號，各射束用的照射時間控制訊號(ON/OFF控制資料)會透過各射束用的移位暫存器11被轉送(傳送)至遮沒孔徑陣列機構204內的各控制電路41。 然後，各個別遮沒機構47，循著被轉送至各射束用的移位暫存器11之照射時間控制訊號，使用未圖示的計數器電路對每一射束個別地控制該擊發的照射時間。或是，將1擊發份的最大照射時間Tmax分割成照射時間相異的複數個子擊發。然後，各個別遮沒機構47，循著被轉送至各射束用的移位暫存器11之照射時間控制訊號，以成為1擊發份的照射時間之方式從複數個子擊發當中選擇子擊發的組合。然後，設計成被選擇的子擊發的組合對同一像素連續照射，藉此對每一射束控制1擊發份的照射時間亦佳。以下說明使用計數器電路對每一射束個別地控制該擊發的照射時間之情形。 圖5為實施形態1中的配置於遮沒孔徑陣列機構內部的個別射束用的控制電路的一例示意圖。圖5中，在各控制電路41內，配置移位暫存器11、作為緩衝的n位元份的複數個暫存器42、執行用的n位元份的複數個暫存器44、比較器45、放大器46、及邏輯與電路49。圖5例子中，示意例如以6位元定義照射時間控制訊號的情形。作為照射時間控制訊號，定義和照射時間相當之計數器值Tr。圖5中，移位暫存器11的輸出，連接至同一群組的下一個移位暫存器11的輸入、及自身的控制電路41內的最初的暫存器42a的輸入。複數個暫存器42(a~N)被串聯連接。複數個暫存器42(a~N)的各暫存器的輸出，連接至下一個暫存器42的輸入、及相對應的暫存器44的輸入。複數個暫存器44(a~N)被串聯連接。各暫存器44的輸出，連接至比較器45的輸入。在比較器45，連接來自未圖示的共通的計數器電路的輸出。比較器45的輸出，連接至邏輯與電路49的輸入。在邏輯與電路49的輸入，又連接至從偏向控制電路130發送的擊發訊號。邏輯與電路49的輸出，連接至放大器46的輸入。放大器46的輸出，連接至控制電極24。 圖5中，第k次的擊發的各射束的照射時間控制訊號(資料)的最初的第1位元的訊號，以等同在同一群組內被串聯連接的複數個移位暫存器11的數量和從偏向控制電路130發送的移位時鐘訊號同步而被轉送，藉此被存放於期望的移位暫存器11。照射時間控制訊號(資料)，為2進位控制，故成為H訊號或是L訊號。被存放於移位暫存器11的第1位元的照射時間控制訊號(資料)，和從偏向控制電路130發送的讀取1訊號同步而被讀入第1的暫存器42，被記憶。若為n位元資料則實施n次同樣的動作，藉此，n位元的資料被分開存放於複數個暫存器42，作為第k次的擊發的各射束的照射時間控制訊號(資料)。被存放於複數個暫存器42的照射時間控制訊號(資料)，和從偏向控制電路130發送的讀取2訊號同步而被讀入複數個暫存器43，被記憶。藉此，n位元的資料被分開記憶於複數個暫存器43。其結果，在比較器45，會輸入被分開記憶於複數個暫存器43的n位元的資料。然後，H訊號被輸出至邏輯與電路49的輸入，直到在未圖示的共通的計數器電路以規定的周期(照射時間解析力)計數的次數tc成為輸入至比較器45的計數器值Tr為止。換言之，僅在Tr＞tc的期間H訊號從比較器45被輸出至邏輯與電路49的輸入。對於邏輯與電路49，從比較器45例如若為射束ON訊號則僅在ON時間輸入H訊號，除此以外則輸入L訊號。另一方面，邏輯與電路49，僅在輸入從偏向控制電路130發送的擊發訊號(H訊號)的期間，若來自比較器45的訊號為H訊號，則對放大器46輸出射束ON訊號(H)。除此以外，對放大器46輸出射束OFF訊號(L)。放大器46，僅在從邏輯與電路49輸出ON訊號(H)的期間，對控制電極24施加射束ON電位(GND)。除此以外，放大器46對控制電極24施加射束OFF電位(Vdd)。各射束，藉由被施加於控制電極24的電位與被施加於相向電極26的接地電位之電位差而受到偏向，而被限制孔徑基板206遮蔽，藉此被控制成射束OFF。若被施加於控制電極24的電位與被施加於相向電極26的接地電位為同電位，則不會被限制孔徑基板206遮蔽而會穿過中心部的孔而被控制成射束ON。藉由令計數器電路的計數開始與擊發訊號同步，而實施期望的照射時間的第k次的擊發。對於各暫存器，依序送達下一個擊發的資料，第k次的擊發結束後，邏輯與電路49輸入下一個擊發訊號(H訊號)，藉此實施第k+1次的擊發。以後，依序實施各擊發。 圖6為實施形態1中的在遮沒孔徑陣列機構內的資料轉送與擊發之時序圖的一例示意圖。如圖6所示，在第k次的擊發中，第k+1次的擊發的照射時間控制訊號(資料)以同樣的手續被轉送至各移位暫存器11，並且被保存於各控制電路41內的複數個暫存器42。故，在第k次的擊發中，第k+1次的擊發資料所引起的電流會流經各控制電路41內。如上述般，遮沒孔徑陣列機構204中，構成各遮沒器的控制電極24及相向電極26之配線或控制電路41和各射束接近，因此由於在該些配線或控制電路41流通的電流而產生的磁場可能會對射束的軌道帶來影響。特別是，第k次的擊發，可能會因第k+1次的擊發資料所引起的磁場而在射束的軌道發生偏離。如果複數個暫存器42這類緩衝電路再多追加擊發1次份，則第k次的擊發可能會因第k+2次的擊發資料所引起的磁場而在射束的軌道發生偏離。換言之，各擊發可能會因未來的擊發資料所引起的磁場而在射束的軌道發生偏離。 圖7為實施形態1中的多射束的軌道變動說明用圖。如圖7所示，除了在遮沒孔徑陣列機構204內的磁場以外，還可能由於在多射束20產生的庫侖效應而發生射束的位置偏離或散焦。第k次的擊發中的庫侖效應，是根據第k次的擊發中的多射束20的電流量而作用。第k次的擊發中的多射束20的電流量，能夠從第k次的擊發的擊發資料來掌握。換言之，各擊發可能會因該擊發的擊發資料所引起的庫侖效應而在射束的軌道發生偏離。 除此以外，在將多射束20予以偏向之主偏向器208及副偏向器209這類對物偏向器會帶電，該帶電在將多射束20偏向時亦會對射束的軌道帶來影響。第k次的擊發時中的對物偏向器的帶電，會因第k-1次以前的擊發中的多射束20而產生。此外，對物偏向器的帶電量，能夠從第k-1次以前的擊發的擊發資料來掌握。若帶電的時間衰減少，則會有更多的第k-m(m＞1)次以前的擊發影響第k次的擊發。換言之，各擊發可能會因過去的擊發的擊發資料所引起的對物偏向器的帶電而在射束的軌道發生偏離。 鑑此，實施形態1中，使用有關第k+1次以後的擊發之參數來定義對於第k次的擊發的在遮沒孔徑陣列機構204內產生的磁場所造成之多射束20的位置偏離量。同樣地，使用有關第k次的擊發之參數來定義對於第k次的擊發的庫侖效應所造成之多射束20的位置偏離量。同樣地，使用有關第k-1次以前的擊發之參數來定義對於第k次的擊發的對物偏向器的帶電所造成之多射束20的位置偏離量。 圖8為實施形態1中的射束位置移位的原因與關連參數與修正量之關係的一例示意圖。圖8中，作為因為偏向器的帶電而發生射束軌道的移位之場所，可舉出對物偏向器。又，作為和對物偏向器的帶電相關連之參數，相當於圖樣密度或是照射量密度。故，只要可獲得圖樣密度或是照射量密度與多射束20的射束陣列移位量之相關關係，便可做修正。此外，圖8中，作為因為庫侖效應而發生射束軌道的移位之場所，如圖7所示般，可舉出較靠近試料面的交叉點(crossover)位置。若on射束的合計的電流值變大，則會因為庫侖力而導致發生射束在試料面上的位置偏離或對焦偏離。又，作為和庫侖效應相關連之參數，相當於分割擊發方式中每一子擊發的on射束的分布。故，只要可獲得on射束的總照射量(on射束量)及分布的重心與多射束20的射束陣列移位量之相關關係，便可做修正。作為和庫侖效應相關連之參數，相當於計數器方式中每一擊發的照射量的分布。故，只要可獲得多射束20的on射束的總照射量(on射束量)及分布的重心與多射束20的射束陣列移位量之相關關係，便可做修正。此外，圖8中，作為因為遮沒動作而發生射束軌道的移位之場所，可舉出遮沒孔徑陣列機構204附近。又，作為和遮沒孔徑陣列機構204內的磁場來源亦即電流量相關連之參數，相當於擊發循環與on射束的總量(on射束量)。故，只要可獲得擊發循環與多射束20的射束陣列移位量之相關關係、及擊發循環固定下的on射束量與多射束20的射束陣列移位量之相關關係，便可做修正。 圖9為實施形態1中的用來求出參數與移位量之相關性的方法的一例示意流程圖。圖9中，用來求出實施形態1中的參數與移位量之相關性的方法，係實施條件操縱描繪工程(S10)、描繪結果分析與射束位置分布算出工程(S12)、移位量算出工程(S14)、相關關係式演算工程(S16)這一連串工程。 作為條件操縱描繪工程(S10)，描繪裝置100，對複數個參數的每一參數，一面將該參數的值設為可變，一面照射多射束20，藉由配置於XY平台105上的未圖示的位置檢測用標記來測定多射束20的各射束的位置。或是，以多射束20在評估基板上描繪評估圖樣亦佳。作為和對於第k次的擊發的對物偏向器的帶電相關連之參數，使用在第k-1次以前的擊發使用的多射束的照射位置的圖樣密度P或是照射量密度P’。作為和對於第k次的擊發的庫侖效應相關連之參數，使用在第k次的擊發使用的多射束20的on射束量B及分布的重心(Bcx，Bcy)之組合。作為和對於第k次的擊發的遮沒孔徑陣列機構204內的磁場來源亦即電流量相關連之參數，使用在第k+1次以後的擊發使用的多射束20的擊發循環Tc與on射束量B之組合。 作為描繪結果分析與射束位置分布算出工程(S12)，對每一參數，分析測定出的各射束的位置，算出射束位置分布。或是，取出被描繪的評估基板，顯影後，以另一位置測定器對每一參數種類及參數值測定各射束的照射位置，作成射束位置分布。 作為移位量算出工程(S14)，對每一參數種類及參數值，算出用來將獲得的各射束位置分布盡可能地趨近設計位置之移位量(修正量)。這裡，算用用來將多射束20全體集體移位(位置修正)之移位量。例如，算出藉由最小平方法做校準時之移位量。移位量，於x，y方向分別求出。 作為相關關係式演算工程(S16)，將對每一參數(或是參數之組合)獲得的移位量予以擬合而演算相關關係式。例如，求出求得x，y方向的移位量之相關關係式Gx(P)及Gy(P)，該些x，y方向的移位量係修正和在第k-1次以前的擊發使用的多射束的照射位置的圖樣密度P有相依性之對物偏向器的帶電所引起的第k次的擊發中的位置偏離量。或是，例如求出求得x，y方向的移位量之相關關係式Gx(P’)及Gy(P’)，該些x，y方向的移位量係修正和在第k-1次以前的擊發使用的多射束的照射位置的照射量密度P’有相依性之對物偏向器的帶電所引起的第k次的擊發中的位置偏離量。過去的擊發，優選是根據帶電衰減期間而使用第1~m次前為止的擊發的參數。此外，例如求出求得x，y方向的移位量之相關關係式Cx(B，Bcx，Bcy)及Cy(B，Bcx，Bcy)，該些x，y方向的移位量係修正和在第k次的擊發使用之多射束20的on射束量B及分布的重心(Bcx，Bcy)之組合有相依性之庫侖效應所引起的第k次的擊發中的位置偏離量。此外，例如求出求得x，y方向的移位量之相關關係式Mx(Tc，B)及My(Tc，B)，該些x，y方向的移位量係修正和在第k+1次以後的擊發使用的多射束20的擊發循環Tc與on射束量B之組合有相依性之遮沒孔徑陣列機構204內的磁場所引起的第k次的擊發中的位置偏離量。未來的擊發，優選是根據第k次的擊發時在遮沒孔徑陣列機構204內資料轉送的擊發的數量而使用1~j次後為止的擊發之參數。獲得的各相關關係式的資料，被輸入至描繪裝置100，被存放於記憶裝置144。 圖10為實施形態1中的描繪方法的主要工程的一例示意流程圖。圖10中，實施形態1中的描繪方法，係實施描繪參數決定工程(S102)、擊發循環算出工程(S104)、逐線化工程(S106)、圖樣密度算出工程(S108)、修正照射係數算出工程(S110)、照射量密度算出工程(S112)、擊發資料生成工程(S114)、每一擊發的on射束量、on射束重心算出工程(S116)、每一擊發的移位量算出工程(S120)、描繪工程(S130)這一連串工程。 作為描繪參數決定工程(S102)，描繪參數的資訊被輸入至描繪裝置100，被存放於記憶裝置140。或是，使用者利用GUI(圖形使用者介面)等的未圖示的介面而從事先備妥的複數個描繪參數之組合當中選擇該晶片的描繪處理所使用的描繪參數之組合亦可。藉此，該晶片的描繪處理所使用的描繪參數便被決定。作為描繪參數的一例，可舉出基本劑量Db的值或修正鄰近效應的照射量調變量Dp(x)等。 作為擊發循環算出工程(S104)，擊發循環Tc算出部61，使用決定好的描繪參數而算出該晶片的描繪處理所使用的擊發循環Tc。擊發循環Tc，只要基本劑量Db與照射量調變量Dp(x)決定，便能求出。具體而言，將基本劑量Db與照射量調變量Dp(x)相乘，藉此求得最大照射量Dmax。故，藉由將該最大照射量Dmax除以電流密度J便獲得最大照射時間Tmax。擊發循環Tc，例如優選是設定成獲得的最大照射時間Tmax或是對最大照射時間Tmax加計副偏向器209的穩定(settling)時間而得之值。這裡，是在線下(offline)求出照射量調變量Dp(x)，但在描繪裝置100內求出亦佳。 作為逐線化工程(S106)，逐線化處理部60，從記憶裝置140讀出晶片資料(描繪資料)，進行逐線化處理。具體而言，逐線化處理部60，對每一像素，演算該像素內的圖樣的面積密度ρ(x)。這裡，首先說明試料101上的被描繪的區域。 圖11為實施形態1中的被描繪的區域的一例說明用概念圖。如圖11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。描繪區域30，相當於晶片資料中定義的晶片區域。當藉由描繪裝置100對描繪區域30描繪圖樣的情形下，例如首先使XY平台105移動，調整以使得一次的多射束20擊發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方向逐漸進行描繪。令XY平台105例如以等速連續移動。第1個的條紋區域32描繪結束後，使平台位置朝-y方向移動，這次則使XY平台105例如朝x方向移動，藉此朝向-x方向進行相同描繪。反覆該動作，依序描繪各條紋區域32。藉由一面交互地改變方向一面描繪，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基板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12為實施形態1中的多射束的照射區域與描繪對象像素的一例示意圖。圖12中，各條紋區域32例如以多射束20的射束尺寸被分割成網目狀的複數個網目區域。該各網目區域係成為描繪對象的像素36(單位照射區域、照射位置、或描繪位置)。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12例子中，示意試料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(描繪照野)的尺寸實質相同之寬度尺寸被分割成複數個條紋區域32之情形。矩形的照射區域34的x方向的尺寸，能夠以x方向的射束數×x方向的射束間間距來定義。矩形的照射區域34的y方向的尺寸，能夠以y方向的射束數×y方向的射束間間距來定義。圖12例子中，例如將512×512列的多射束的圖示省略成8×8列的多射束來表示。又，在照射區域34內，揭示一次的多射束20擊發所能夠照射之複數個像素28(射束的描繪位置)。相鄰像素28間的間距即為試料101面上之多射束的各射束間的間距。藉由於x，y方向以射束間距的尺寸圍成的矩形的區域來構成1個子照射區域29(間距單元)。圖12例子中，示意各子照射區域29例如由4×4像素所構成之情形。描繪循序(sequence)被設定成，各子照射區域29內，各自藉由複數個射束而受到照射，藉此可描繪各子照射區域29內的所有的像素36。 逐線化處理，係針對描繪區域30，作成對每一像素36定義要素而成之面積密度ρ(x)對映圖。 作為圖樣密度算出工程(S108)，圖樣密度P(x)算出部62，對每一條紋區域32，算出和該條紋區域32內的位置x有相依性之圖樣密度P(x)。或是，將條紋區域32分割成複數個子條紋區域，而對每一子條紋區域進行亦佳。換言之，對每一子條紋區域，算出和該子條紋區域內的位置x有相依性之圖樣密度P(x)。圖樣密度P(x)，可使用面積密度ρ(x)對映圖中定義的面積密度ρ(x)。 作為修正照射係數算出工程(S110)，修正照射係數d(x)算出部63，對每一像素36，算出將圖樣的面積密度ρ(x)與照射量調變量Dp(x)相乘而得之修正照射係數d(x)。然後，修正照射係數d(x)算出部63，針對描繪區域30，作成對每一像素36定義要素而成之修正照射係數d(x)對映圖。另，例如是藉由對修正照射係數d(x)乘上基本劑量Db來決定各像素的照射量。 作為照射量密度算出工程(S112)，照射量密度P’(x)算出部64，對每一條紋區域32，算出和該條紋區域32內的位置x有相依性之照射量密度P’(x)。或是，對每一子條紋區域，算出和該子條紋區域內的位置x有相依性之照射量密度P’(x)。照射量密度P’(x)，可使用修正照射係數d(x)對映圖中定義的修正照射係數d(x)。 作為擊發資料生成工程(S114)，擊發資料生成部65，生成多射束20的各擊發的擊發資料。具體而言，擊發資料生成部65，對每一像素36生成擊發資料。例如，計數器方式中，生成將對各像素36照射的射束的照射時間除以上述的計數器電路的計數周期(照射時間解析力)而得之計數值，作為n位元資料。分割擊發方式中，生成選擇各子擊發的ON/OFF之ON/OFF控制訊號(1位元)作為將1組的子擊發份並列而成之資料。然後，資料加工部66，依擊發順序將生成的擊發資料重排。擊發資料(照射時間資料)被存放於記憶裝置142。 作為每一擊發的on射束量、on射束重心算出工程(S116)，on射束量B算出部67，對多射束20的每一擊發，算出on射束的總照射量(on射束量B)。此外，重心算出部68，對多射束20的每一擊發，算出on射束的重心(Bcx，Bcy)。 圖13A至圖13C為實施形態1中的on射束的重心位置的一例說明用圖。圖13A至圖13C中，使用3×3的多射束來說明。圖13A中，示意多射束20當中的on射束的比例為11%，且on射束的位置為左下的1射束之情形。圖13B中，示意多射束20當中的on射束的比例為11%，且on射束的位置為中心的1射束之情形。圖13B例子中，僅中心射束成為on射束，因此重心位置為多射束20的射束陣列的中心位置。相對於此，圖13A例子中，左下的射束成為on射束，因此重心位置如圖13C所示，成為從射束陣列的中心位置朝斜左下方向偏離的位置。 圖14A至圖14C為實施形態1中的on射束的重心位置的另一例說明用圖。圖14A至圖14C中，使用3×3的多射束來說明。圖14A中，示意多射束20當中的on射束的比例為44%，且on射束的位置為左端1列與中央上段的4射束之情形。圖14B中，示意多射束20當中的on射束的比例為44%，且on射束的位置為四隅的4射束之情形。圖14B例子中，矩形的四隅的4射束成為on射束，因此重心位置為多射束20的射束陣列的中心位置。相對於此，圖14A例子中，左端1列與中央上段的4射束成為on射束，因此重心位置如圖14C所示，成為從射束陣列的中心位置朝斜左上方向偏離的位置。 作為每一擊發的移位量算出工程(S120)，移位量算出部69，算出以有關第k+1次(k為自然數)以後的擊發之參數為基礎之第k次的擊發的多射束20的移位量(Mx，My)。此外，移位量算出部69，算出以有關第k-1次(k為自然數)以前的擊發之參數為基礎之第k次的擊發的多射束20的移位量(Gx，Gy)。此外，移位量算出部69，算出以有關第k次的擊發之參數為基礎之第k次的擊發的多射束20的移位量(Cx，Cy)。具體而言，移位量算出部69，從記憶裝置144讀出相關式資料，算出以下式子(1-1)(1-2)中定義的將該些移位量合計而得之合計移位量(Dx，Dy)。亦即，合計移位量，是基於以有關第k+1次(k為自然數)以後的擊發之參數、有關第k-1次(k為自然數)以前的擊發之參數、及有關第k次的擊發之參數為基礎之參數而被算出。
Figure 02_image001
這裡，Gx(P)，例如可被定義成和相當於第k-1次的擊發中的多射束20的照射位置之複數個像素36的圖樣密度P(x)有相依性之函數。同樣地，Gy(P)，例如可被定義成和相當於第k-1次的擊發中的多射束20的照射位置之複數個像素36的圖樣密度P(x)有相依性之函數。 或是，移位量(Gx，Gy)，更佳是使其和照射量密度P’(x)有相依性來替代圖樣密度P(x)。在該情形下，Gx(P’)，例如可被定義成和相當於第k-1次的擊發中的多射束20的照射位置之複數個像素36的照射量密度P’(x)有相依性之函數。同樣地，Gy(P’)，例如可被定義成和相當於第k-1次的擊發中的多射束20的照射位置之複數個像素36的照射量密度P’(x)有相依性之函數。又，更佳是還使用將從第k-1次至第k-m次(m＞1)為止的擊發中的P(x)、P’(x)的平均值、或帶電的時間衰減納入考量之權重，而使用P(x)、P’(x)的加權平均。 藉由以上，對每一擊發，能夠運用和過去的擊發的擊發資料相關連的參數所引起之移位量(Gx，Gy)、和該擊發的擊發資料相關連的參數所引起之移位量Cx(B，Bcx，Bcy)、及/或和未來的擊發的擊發資料相關連的參數所引起之移位量My(Tc，B)，而獲得用來修正該擊發的照射位置之移位量(Dx，Dy)。各擊發的移位量(Dx，Dy)，係對每一條紋區域32、或每一子條紋區域演算。演算出訂為描繪對象的條紋區域32、或子條紋區域的各擊發的移位量(Dx，Dy)之後，進行訂為描繪對象的條紋區域32、或子條紋區域之描繪。演算出的各擊發的移位量(Dx，Dy)，被存放於記憶裝置142。 作為描繪工程(S130)，描繪機構150，根據算出的移位量(Dx，Dy)一面將第k次的擊發的多射束20全體藉由集體偏向而移位，一面使用多射束20對試料101進行第k次的擊發。首先，在轉送控制部79所做的控制之下，偏向控制電路130，從記憶裝置142依擊發順序接受擊發資料(照射時間資料)及移位量(Dx，Dy)資料之轉送。描繪機構150，於各擊發，循著擊發資料(照射時間資料)及移位量(Dx，Dy)而被控制。 接著，說明描繪機構150的動作的具體例。從電子槍201(放出源)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基板203全體做照明。在成形孔徑陣列基板203，形成有矩形的複數個孔22(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基板203的複數個孔22，藉此形成例如矩形形狀的多射束(複數個電子束)20。該多射束20會通過遮沒孔徑陣列機構204的各個相對應之遮沒器(第1偏向器：個別遮沒機構47)內。該遮沒器，各自將個別通過之射束做遮沒控制，以使射束於設定好的描繪時間(照射時間)成為ON狀態。 通過了遮沒孔徑陣列機構204的多射束20，會藉由縮小透鏡205而被縮小，朝向形成於限制孔徑基板206之中心的孔行進。此處，藉由遮沒孔徑陣列機構204的遮沒器而被偏向的電子束，其位置會偏離限制孔徑基板206的中心的孔，而被限制孔徑基板206遮蔽。另一方面，未受到遮沒孔徑陣列機構204的遮沒器偏向的電子束，會如圖1所示般通過限制孔徑基板206的中心的孔。像這樣，限制孔徑基板206，是將藉由個別遮沒機構47而偏向成為射束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基板206的射束，形成1次份的擊發的各射束。通過了限制孔徑基板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，然後藉由主偏向器208及副偏向器209，通過了限制孔徑基板206的多射束20全體朝同方向集體被偏向，照射至各射束於試料101上各自之照射位置。然後，於各擊發，藉由主偏向器208或副偏向器209，多射束20全體再被偏向恰好該擊發的移位量(Dx，Dy)。一次所照射之多射束20，理想上會成為以成形孔徑陣列基板203的複數個孔22的排列間距乘上上述期望之縮小率而得之間距而並排。 圖15A與圖15B為實施形態1中的多射束移位的一例示意圖。如圖15A所示，由於上述的因素，多射束20的各射束的照射位置12會依每一擊發而變動量相異，並且從設計位置10偏離。按照實施形態1，並非將各射束個別地做軌道修正，而是對每一擊發將多射束20全體集體移位恰好該擊發用的移位量(Dx，Dy)，藉此如圖15B所示，能夠減低多射束20全體內的位置偏離量。 另，於藉由描繪控制部80而受到控制之描繪循序中，例如當XY平台105在連續移動時，藉由主偏向器208進行追蹤控制，以便射束的照射位置跟隨XY平台105的移動。然後，各子照射區域29，被偏向而使得自己的子照射區域29內的所有的像素36可藉由事先設定好的複數個射束而被照射。當各子照射區域29例如由4×4的像素36所構成，而以其中4個射束照射全部像素的情形下，1次的追蹤控制中，各子照射區域29內的1/4的像素(4像素)是藉由1個射束所致之例如4擊發而被描繪。各次的追蹤控制中令照射的射束交替，藉此在4次的追蹤控制中，4×4的像素36便可全部被照射。 像以上這樣按照實施形態1，使用有關未來的擊發或過去的擊發之參數，能夠減低多射束描繪中依每一擊發而變動量變化之各射束的位置偏離量。 以上已一面參照具體例一面針對實施形態做了說明。但，本發明並非限定於該些具體例。例如，上述例子中，針對和過去的擊發的擊發資料相關連的參數所引起之移位量(Gx，Gy)，雖說明了Gx(P)及Gy(P)例如被定義成和相當於第k-1次的擊發中的多射束20的照射位置之複數個像素36的圖樣密度P(x)有相依性的函數之情形，但不限於此。例如，被定義和相當於第k-1次的擊發中的多射束20的照射位置之複數個像素36的圖樣密度P(x)的合計值或平均值有相依性的函數之情形亦無妨。或是，被定義成和第k-1次的擊發中的多射束20的照射區域34內的全部像素的圖樣密度P(x)、或和全像素的圖樣密度P(x)的合計值或平均值有相依性的函數之情形亦無妨。針對使用照射量密度P’(x)來替代圖樣密度P(x)之情形亦同。亦可使用將從第k-1次至第k-m次(m＞1)為止的擊發中的P(x)、P’(x)的平均值、或帶電的時間衰減納入考量之權重，而使用P(x)、P’(x)的加權平均。 此外，針對裝置構成或控制手法等對於本發明說明非直接必要之部分等雖省略記載，但能夠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成。 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帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法，均包含於本發明之範圍。
10:設計位置 11:移位暫存器 12:照射位置 20:多射束 22:孔 24:控制電極 25:通過孔 26:相向電極 28:像素 29:子照射區域 30:描繪區域 31:遮沒孔徑陣列基板 32:條紋區域 34(34a~34o):照射區域 36:像素 41:控制電路 42,44:暫存器 45:比較器 46:放大器 47:個別遮沒機構 49:邏輯與電路 60:逐線化處理部 61:擊發循環Tc算出部 62:圖樣密度P(x)算出部 63:修正照射係數d(x)算出部 64:照射量密度P’(x)算出部 65:擊發資料生成部 66:資料加工部 67:on射束量B算出部 68:重心算出部 69:移位量算出部 79:轉送控制部 80: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:數位/類比變換(DAC)放大器單元 136:透鏡控制電路 138:平台控制機構 139:平台位置測定器 140,142,144:記憶裝置 150:描繪機構 160:控制系統電路 200:電子束 201:電子槍 202:照明透鏡 203:成形孔徑陣列基板 204:遮沒孔徑陣列機構 205:縮小透鏡 206:限制孔徑基板 207:對物透鏡 208:主偏向器 209:副偏向器 210:鏡
[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中的成形孔徑陣列基板的構成示意概念圖。 [圖3]為實施形態1中的遮沒孔徑陣列機構的薄膜(membrane)區域內的構成的一部分示意俯視概念圖。 [圖4]為實施形態1中的移位暫存器的連接構成的一例示意圖。 [圖5]為實施形態1中的配置於遮沒孔徑陣列機構內部的個別射束用的控制電路的一例示意圖。 [圖6]為實施形態1中的在遮沒孔徑陣列機構內的資料轉送與擊發之時序圖的一例示意圖。 [圖7]為實施形態1中的多射束的軌道變動說明用圖。 [圖8]為實施形態1中的射束位置移位的原因與關連參數與修正量之關係的一例示意圖。 [圖9]為實施形態1中的用來求出參數與移位量之相關性的方法的一例示意流程圖。 [圖10]為實施形態1中的描繪方法的主要工程的一例示意流程圖。 [圖11]為實施形態1中的被描繪的區域的一例說明用概念圖。 [圖12]為實施形態1中的多射束的照射區域與描繪對象像素的一例示意圖。 [圖13A]至[圖13C]為實施形態1中的on射束的重心位置的一例說明用圖。 [圖14A]至[圖14C]為實施形態1中的on射束的重心位置的另一例說明用圖。 [圖15A]與[圖15B]為實施形態1中的多射束移位的一例示意圖。
20:多射束
60:逐線化處理部
61:擊發循環Tc算出部
62:圖樣密度P(x)算出部
63:修正照射係數d(x)算出部
64:照射量密度P’(x)算出部
65:擊發資料生成部
66:資料加工部
67:on射束量B算出部
68:重心算出部
69:移位量算出部
79:轉送控制部
80: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:數位/類比變換(DAC)放大器單元
136:透鏡控制電路
138:平台控制機構
139:平台位置測定器
140,142,144:記憶裝置
150:描繪機構
160:控制系統電路
200:電子束
201:電子槍
202:照明透鏡
203:成形孔徑陣列基板
204:遮沒孔徑陣列機構
205:縮小透鏡
206:限制孔徑基板
207:對物透鏡
208:主偏向器
209:副偏向器
210:鏡

Claims (11)

  1. 一種多帶電粒子束描繪裝置，具備：平台，配置基板而可移動；及擊發資料生成部，生成多帶電粒子束的各擊發的擊發資料；及移位量算出部，基於有關至少第k+1次(k為自然數)以後被照射的前述多帶電粒子束的擊發之參數，算出用來將第k次的擊發的多帶電粒子束全體集體進行位置修正之移位量；及描繪機構，具有將前述多帶電粒子束偏向之偏向器，根據前述移位量一面將前述第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用前述多帶電粒子束對基板進行前述第k次的擊發。
  2. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述移位量算出部，又基於有關第k-1次以前被照射的前述多帶電粒子束的擊發之參數，算出前述移位量，前述描繪機構，根據前述移位量一面將前述第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用前述多帶電粒子束對基板進行前述第k次的擊發。
  3. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述移位量算出部，又基於有關前述第k次被照射的前述多帶電粒子束的擊發之參數，算出前述移位量， 前述描繪機構，根據前述移位量一面將前述第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用前述多帶電粒子束對基板進行前述第k次的擊發。
  4. 如請求項2記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述移位量算出部，又基於有關前述第k次被照射的前述多帶電粒子束的擊發之參數，算出前述移位量，前述描繪機構，根據前述移位量一面將前述第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用前述多帶電粒子束對基板進行前述第k次的擊發。
  5. 如請求項1記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，作為前述參數，使用第k+1次以後的擊發所使用的多帶電粒子束的擊發循環與on射束量之組合。
  6. 一種多帶電粒子束描繪裝置，具備：平台，配置基板而可移動；及擊發資料生成部，生成多帶電粒子束的各擊發的擊發資料；及移位量算出部，基於有關至少第k-1次(k為自然數)以前被照射的前述多帶電粒子束的擊發之參數，算出用來將第k次的擊發的多帶電粒子束全體集體進行位置修正之移位量；及描繪機構，具有將前述多帶電粒子束偏向之偏向器，根據前述移位量一面將前述第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用前述多帶電粒子束 對基板進行前述第k次的擊發。
  7. 如請求項6記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述移位量算出部，又基於有關前述第k次被照射的前述多帶電粒子束的擊發之參數，算出前述移位量，前述描繪機構，根據前述移位量一面將前述第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用前述多帶電粒子束對基板進行前述第k次的擊發。
  8. 如請求項6記載之多帶電粒子束描繪裝置，其中，作為前述參數，使用第k-1次以前的擊發所使用的前述多帶電粒子束的照射位置的圖樣密度或照射量密度。
  9. 一種多帶電粒子束描繪方法，其特徵為，生成多帶電粒子束的各擊發的擊發資料，基於有關至少第k+1次(k為自然數)以後的擊發之參數，算出用來將第k次的擊發的多帶電粒子束全體集體進行位置修正之移位量，根據前述移位量一面將前述第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用前述多帶電粒子束對被配置於可移動的平台上之基板進行前述第k次的擊發。
  10. 如請求項9記載之多帶電粒子束描繪方法，其中，又基於有關第k-1次(k為自然數)以前被照射的 前述多帶電粒子束的擊發之參數，算出前述移位量，根據前述移位量一面將前述第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用前述多帶電粒子束對基板進行前述第k次的擊發。
  11. 如請求項9記載之多帶電粒子束描繪方法，其中，又基於有關第k次被照射的前述多帶電粒子束的擊發之參數，算出前述移位量，根據前述移位量一面將前述第k次的擊發的多帶電粒子束全體藉由集體偏向予以移位，一面使用前述多帶電粒子束對基板進行前述第k次的擊發。
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