CN113341655A - 多带电粒子束描绘装置及多带电粒子束描绘方法 - Google Patents

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Abstract

本发明关于多带电粒子束描绘装置及多带电粒子束描绘方法。本发明的一形态的多带电粒子束描绘装置具备：可移动的台，供基板配置；发射数据生成部，生成多带电粒子束的各发射的发射数据；移位量计算部，至少基于与第k+1次(k是自然数)以后所照射的多带电粒子束的发射有关的参数，计算用于将第k次的发射的多带电粒子束整体一起进行位置修正的移位量；以及描绘机构，具有将多带电粒子束偏转的偏转器，上述描绘机构一边根据该移位量将第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。

Description

多带电粒子束描绘装置及多带电粒子束描绘方法
技术领域
本发明涉及多带电粒子束描绘装置及多带电粒子束描绘方法，例如涉及将在多束描绘装置的基板面上发生的束阵列的位置偏差修正的方法。
背景技术
担负半导体设备的微细化的发展的光刻技术在半导体制造工艺之中也是生成唯一图案的很重要的工艺。近年来，伴随LSI的高集成化，半导体设备所要求的电路线宽逐年被微细化。这里，电子线(电子束)描绘技术本质上具有优良的解析力，进行对晶片等使用电子线而描绘的处理。
例如，有使用多束的描绘装置。与用1条电子束进行描绘的情况相比，通过使用多束，由于能够一次照射较多的束，所以能够使生产量大幅提高。在该多束方式的描绘装置中，例如使从电子枪释放的电子束穿过拥有多个孔的掩模而形成多束，分别被消隐(blanking)控制，没有被遮蔽的各束被用光学系统缩小，通过偏转器偏转，并向试样上的希望的位置照射。
这里，在多束描绘中，将各个束的照射量通过照射时间而单独地控制。为了高精度地控制这样的各束的照射量，需要将进行束的接通/断开(ON/OFF)的消隐控制以高速进行。在多束方式的描绘装置中，在配置有多束的各消隐器(blanker)的消隐孔径阵列(blankingaperture array)机构中搭载各束用的消隐控制电路。
这里，在消隐孔径阵列机构中，由于构成各消隐器的电极的布线及控制电路与各束接近，所以由在这些布线或控制电路中流动的电流产生的磁场有可能给束的轨道带来影响。由此，各束在基板面上发生位置偏差。作为给束的轨道带来影响的其他因素，可以举出库仑效应及带电等(例如，参照日本特开平5－166707号公报)。作为将多束的位置偏差修正的方法，例如也可以考虑预先求出平均性的束的位置偏差量并反馈给描绘的方法。但是，这些位置偏差因素按照每次发射(shot)而变动量变化(每次发射时变动)，所以通过这样的方法难以进行各发射的修正。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够对多束描绘中变动量按照每次发射而变化的各束的位置偏差量进行减少的多带电粒子束描绘装置及多带电粒子束描绘方法。
本发明的一技术方案的多带电粒子束描绘装置具备：可移动的台，供基板配置；发射数据生成部，生成多带电粒子束的各发射的发射数据；移位量计算部，至少基于与第k+1次(k是自然数)以后所照射的多束的发射有关的参数，计算用于将第k次的发射的多带电粒子束整体一起进行位置修正的移位量；以及描绘机构，具有将多带电粒子束偏转的偏转器，上述描绘机构一边根据该移位量将第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。
本发明的另一技术方案的多带电粒子束描绘装置具备：可移动的台，供基板配置；发射数据生成部，生成多带电粒子束的各发射的发射数据；移位量计算部，至少基于与第k－1次(k是自然数)以前所照射的多束的发射有关的参数，计算用于将第k次的发射的多带电粒子束整体一起进行位置修正的移位量；以及描绘机构，具有将多带电粒子束偏转的偏转器，上述描绘机构一边根据该移位量将第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用多带电粒子束对基板进行第k次的发射。
本发明的一技术方案的多带电粒子束描绘方法，生成多带电粒子束的各发射的发射数据；至少基于与第k+1次(k是自然数)以后的发射有关的参数，计算将第k次的发射的多带电粒子束整体一起进行位置修正的移位量；一边根据该移位量将第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用多带电粒子束对可移动的台上所配置的基板进行第k次的发射。
附图说明
图1是表示实施方式1的描绘装置的结构的概念图。
图2是表示实施方式1的成形孔径阵列基板的结构的概念图。
图3是表示实施方式1的消隐孔径阵列机构的膜片(membrane)区域内的结构的一部分的俯视概念图。
图4是表示实施方式1的移位寄存器的连接结构的一例的图。
图5是表示实施方式1的被配置在消隐孔径阵列机构内部的单独束用的控制电路的一例的图。
图6是表示实施方式1的消隐孔径阵列机构内的数据转送和发射的时序图的一例的图。
图7是用来说明实施方式1的多束的轨道变动的图。
图8是表示实施方式1的束位置移位的原因、关联参数和修正量的关系的一例的图。
图9是表示实施方式1的用来求出参数与移位量的相关的方法的一例的流程图。
图10是表示实施方式1的描绘方法的主要部分工序的一例的流程图。
图11是用来说明实施方式1的被描绘的区域的一例的概念图。
图12是表示实施方式1的多束的照射区域和描绘对象像素的一例的图。
图13A至图13C是用来说明实施方式1的接通(on)束的重心位置的一例的图。
图14A至图14C是用来说明实施方式1的接通(on)束的重心位置的其他一例的图。
图15A和图15B是表示实施方式1的多束移位的一例的图。
具体实施方式
以下，在实施方式中，对能够对多束描绘中变动量按照每次发射而变化的各束的位置偏差量进行减少的多带电粒子束描绘装置及多带电粒子束描绘方法进行说明。
以下，在实施方式中，作为带电粒子束的一例，对使用了电子束的结构进行说明。但是，带电粒子束并不限于电子束，也可以是使用了离子束等的带电粒子的束。
实施方式1
图1是表示实施方式1的描绘装置的结构的概念图。在图1中，描绘装置100具备描绘机构150和控制系统电路160。描绘装置100是多带电粒子束描绘装置的一例，并且是多带电粒子束曝光装置的一例。描绘机构150具备电子镜筒102(电子束柱)和描绘室103。在电子镜筒102内，配置有电子枪201、照明透镜202、成形孔径阵列基板203、消隐孔径阵列机构204、缩小透镜205、限制孔径基板206、物镜207、主偏转器208及副偏转器209。在描绘室103内，配置有XY台105。在XY台105上，配置有描绘时(曝光时)作为描绘对象基板的掩模等的试样101。试样101包括制造半导体装置时的曝光用掩模、或制造半导体装置的半导体基板(硅晶片)等。此外，试样101包括涂覆有抗蚀剂的、什么都没有描绘的掩模坯。在XY台105上，还配置有XY台105的位置测量用的反射镜210。
控制系统电路160具有控制计算机110、存储器112、偏转控制电路130、数字/模拟变换(DAC)放大器单元132、134、透镜控制电路136、台控制机构138、台位置测量器139及磁盘装置等存储装置140、142、144。控制计算机110、存储器112、偏转控制电路130、透镜控制电路136、台控制机构138、台位置测量器139及存储装置140、142、144经由未图示的总线被相互连接。在偏转控制电路130上，连接着DAC放大器单元132、134及消隐孔径阵列机构204。副偏转器209由4极以上的电极构成，按照每个电极经由DAC放大器单元132被偏转控制电路130控制。主偏转器208由4极以上的电极构成，按照每个电极经由DAC放大器单元134被偏转控制电路130控制。台位置测量器139通过接收来自反射镜210的反射光，以激光干涉法的原理对XY台105的位置进行测长。
在控制计算机110内，配置有光栅化(rasterize)处理部60、发射周期Tc计算部61、图案密度P(x)计算部62、修正照射系数d(x)计算部63、照射量密度P’(x)计算部64、发射数据生成部65、数据加工部66、接通束量B计算部67、重心计算部68、移位量计算部69、转送控制部79及描绘控制部80。光栅化处理部60、发射周期计算部61、图案密度计算部62、修正照射系数计算部63、照射量密度计算部64、发射数据生成部65、数据加工部66、接通束量计算部67、重心计算部68、移位量计算部69、转送控制部79及描绘控制部80等的各“～部”具有处理电路。该处理电路例如包括电路、计算机、处理器、电路基板、量子电路或半导体装置。各“～部”既可以使用共同的处理电路(相同的处理电路)，或者也可以使用不同的处理电路(独立的处理电路)。对于光栅化处理部60、发射周期计算部61、图案密度计算部62、修正照射系数计算部63、照射量密度计算部64、发射数据生成部65、数据加工部66、接通束量计算部67、重心计算部68、移位量计算部69、转送控制部79及描绘控制部80输入输出的信息及运算中的信息每次被保存到存储器112中。
描绘装置100的描绘动作被描绘控制部80控制。此外，各发射的照射时间数据向偏转控制电路130的转送处理被转送控制部79控制。
此外，芯片数据(描绘数据)被从描绘装置100的外部输入，并保存到存储装置140中。在芯片数据中，定义了用于描绘的构成芯片的多个图形图案的信息。具体而言，按照每个图形图案，例如定义图形代码、坐标及尺寸等。
这里，在图1中，记载了在说明实施方式1的方面需要的结构。也可以具备对于描绘装置100而言通常需要的其他结构。
图2是表示实施方式1的成形孔径阵列基板的结构的概念图。在图2中，在成形孔径阵列基板203上，以规定的排列间距以矩阵状形成有纵(y方向)p列×横(x方向)q列(p，q≥2)的孔(开口部)22。在图2的例子中，例如表示了在纵横(x、y方向)形成512×512列的孔22的情况。孔22的数量并不限于此。例如，也可以是形成32×32列的孔22的情况。各孔22都由相同尺寸形状的矩形形成。或者，也可以是相同直径的圆形。通过电子束200的一部分分别穿过这些多个孔22，形成多束20。换言之，成形孔径阵列基板203形成多束20。
图3是表示实施方式1的消隐孔径阵列机构的膜片区域内的结构的一部分的俯视概念图。消隐孔径阵列机构204在使基板的中央部变薄的膜片区域中，在与图2所示的成形孔径阵列基板203的各孔22对应的位置开口有多束的各个束穿过用的穿过孔25(开口部)。并且，在夹着多个穿过孔25中的对应的穿过孔25而对置的位置，分别配置控制电极24和对置电极26的组(消隐器：消隐偏转器)。此外，在各穿过孔25的附近的消隐孔径阵列基板31内部，配置有向各穿过孔25用的控制电极24施加偏转电压的控制电路41(逻辑电路；单元)。各束用的对置电极26被接地连接。
此外，如图3所示，各控制电路41连接着控制信号用的n比特的并行布线。各控制电路41除了照射时间控制信号(数据)用的n比特的并行布线以外，还连接着时钟(移位时钟)信号、加载信号、发射信号及电源用的布线等。这些布线等也可以挪用并行布线的一部分的布线。按照构成多束的各个束的每一个，构成由控制电极24、对置电极26和控制电路41形成的单独消隐机构47。此外，在实施方式1中，作为数据转送方式而使用移位寄存器方式。在移位寄存器方式中，将多束按照多个束划分为多个组，将相同组内的多个束用的多个移位寄存器串联地连接。具体而言，将被形成为阵列状的多个控制电路41例如在相同的行或相同的列中以规定的间距分组。将相同组内的控制电路41群如图4所示那样串联地连接。并且，将用于各发射的信号向组内的控制电路41传递。
图4是表示实施方式1的移位寄存器的连接结构的一例的图。各束用的控制电路41以阵列状形成在消隐孔径阵列机构204的基板的中央部。并且，例如按照排列于相同的行中的多个控制电路41(x方向)，如图4所示，将各行的控制电路41列依次向例如8个组分配而进行分组。例如，在由512列×512行的多束构成的情况下，各行的第1个～第512个束用的控制电路41按照1、9、17、25、…这样的8束间距，构成数据列1(组)。同样，按照2、10、18、26、…这样的8束间距，构成数据列2(组)。以下同样，构成数据列3(组)～数据列8(组)。并且，各组内的控制电路41群被串联地连接。并且，将从偏转控制电路130向消隐孔径阵列机构204输出的每行的信号经由未图示的I/O电路划分，并行地向各组传递。并且，将各组的信号向组内的串联连接的控制电路41传递。具体而言，在各控制电路41内配置有移位寄存器11，将相同组的控制电路41内的移位寄存器11串联地连接。在图4的例子中，例如按照每个数据列(组)将64个移位寄存器11串联地连接。由此，在将n比特数据以序列进行转送的情况下，通过64n次的时钟信号，各束用的照射时间控制信号(ON/OFF控制数据)经由各束用的移位寄存器11被向消隐孔径阵列机构204内的各控制电路41转送(传送)。
并且，各单独消隐机构47沿着被转送给各束用的移位寄存器11的照射时间控制信号，使用未图示的计数器电路按照每个束单独地控制该发射的照射时间。或者，将相当于1次发射的最大照射时间Tmax划分为照射时间不同的多个子发射。并且，各单独消隐机构47沿着被转送给各束用的移位寄存器11的照射时间控制信号，从多个子发射中选择子发射的组合，以成为相当于1次发射的照射时间。并且，也优选的是通过将所选择的子发射的组合对相同的像素连续地照射，按照束来控制相当于1次发射的照射时间。以下，利用使用计数器电路按照每个束单独地控制该发射的照射时间的情况进行说明。
图5是表示实施方式1的被配置在消隐孔径阵列机构内部的用于单独束的控制电路的一例的图。在图5中，在各控制电路41内配置有移位寄存器11、作为缓存的n比特大小的多个寄存器42、执行用的n比特大小的多个寄存器44、比较器45、放大器46及逻辑“与”电路49。在图5的例子中，表示了例如以6比特定义了照射时间控制信号的情况。作为照射时间控制信号而定义相当于照射时间的计数器值Tr。在图5中，移位寄存器11的输出被连接在相同组的下个移位寄存器11的输入和自身的控制电路41内的最初的寄存器42a的输入。多个寄存器42(a～N)被串联地连接。多个寄存器42(a～N)的各寄存器的输出被连接于下个寄存器42的输入和对应的寄存器44的输入。多个寄存器44(a～N)被串联地连接。各寄存器44的输出被连接于比较器45的输入。比较器45连接着来自未图示的共同的计数器电路的输出。比较器45的输出被连接到逻辑“与”电路49的输入。在逻辑“与”电路49的输入还连接着从偏转控制电路130发送的发射信号。逻辑“与”电路49的输出被连接于放大器46的输入。放大器46的输出被连接于控制电极24。
在图5中，将第k次发射的各束的照射时间控制信号(数据)的最初的第1个比特的信号，以在相同组内被串联连接的多个移位寄存器11的数量，与从偏转控制电路130发送的移位时钟信号同步地转送，从而保存到希望的移位寄存器11中。照射时间控制信号(数据)由于是2进制数控制，所以为H信号或L信号。保存在移位寄存器11中的第1个比特的照射时间控制信号(数据)与从偏转控制电路130发送的加载1信号同步地被读入到第1个寄存器42中并存储。如果是n比特数据，则将同样的动作实施n次，从而作为第k次发射的各束的照射时间控制信号(数据)而将n比特的数据分开保存到多个寄存器42中。保存在多个寄存器42中的照射时间控制信号(数据)与从偏转控制电路130发送的加载2信号同步地被读入到多个寄存器43中并存储。由此，n比特的数据被分开存储到多个寄存器43中。结果，被分开存储在多个寄存器43中的n比特的数据被输入比较器45。并且，直到由未图示的共同的计数器电路在规定的周期(照射时间分辨率)中计数的次数tc成为输入到比较器45中的计数器值Tr为止，H信号被输出到逻辑“与”电路49的输入。换言之，仅在Tr>tc的期间从比较器45向逻辑“与”电路49的输入输出H信号。例如如果是束接通(ON)信号，则从比较器45对于逻辑“与”电路49以接通(ON)时间输入H信号，如果是其以外的信号，则从比较器45对于逻辑“与”电路49输入L信号。另一方面，如果来自比较器45的信号是H信号，则逻辑“与”电路49仅在输入了从偏转控制电路130发送的发射信号(H信号)的期间中，向放大器46输出束接通(ON)信号(H)。在此以外，向放大器46输出束断开(OFF)信号(L)。放大器46仅在从逻辑“与”电路49输出了束接通(ON)信号(H)的期间中向控制电极24施加束接通(ON)电位(GND)。除此以外，放大器46向控制电极24施加束断开(OFF)电位(Vdd)。各束通过施加于控制电极24的电位与施加于对置电极26的地电位之间的电位差而被偏转，被限制孔径基板206遮蔽，从而被控制为束断开(OFF)。如果施加于控制电极24的电位和施加于对置电极26的地电位是同电位，则不会被限制孔径基板206遮蔽地穿过中心部的孔，被控制为束接通(ON)。通过使计数器电路的计数开始与发射信号同步，实施希望的照射时间的第k次发射。在各寄存器中，依次发送下个发射的数据，在第k次的发射结束后，通过逻辑“与”电路49输入下个发射信号(H信号)而实施第k+1次的发射。以后，依次实施各发射。
图6是表示实施方式1的消隐孔径阵列机构内的数据转送和发射的时序图的一例的图。如图6所示，在第k次的发射中，将第k+1次的发射的照射时间控制信号(数据)以同样的次序向各移位寄存器11转送，并且向各控制电路41内的多个寄存器42保存。由此，在第k次的发射中，由第k+1次的发射数据引起的电流在各控制电路41内流过。如上述那样，在消隐孔径阵列机构204中，由于构成各消隐器的控制电极24及对置电极26的布线或控制电路41与各束接近，所以由在这些布线或控制电路41中流动的电流产生的磁场有可能给束的轨道带来影响。特别是，第k次的发射可能通过由第k+1次的发射数据引起的磁场而在束的轨道上发生偏差。如果将多个寄存器42这样的缓存电路再额外地追加发射1次的量，则第k次的发射可能通过由第k+2次的发射数据引起的磁场而在束的轨道中发生偏差。换言之，各发射可能通过由未来的发射的发射数据引起的磁场而在束的轨道中发生偏差。
图7是用来说明实施方式1的多束的轨道变动的图。如图7所示，除了消隐孔径阵列机构204内的磁场以外，还可能通过在多束20中发生的库仑效应而发生束的位置偏差或离焦。第k次的发射中的库仑效应对应于第k次的发射中的多束20的电流量而发挥作用。第k次的发射中的多束20的电流量可以根据第k次的发射的发射数据来掌握。换言之，各发射可以通过由该发射的发射数据引起的库仑效应而在束的轨道中发生偏差。
除此以外，对多束20进行偏转的主偏转器208及副偏转器209这样的物偏转器中所带的电也在将多束20偏转时给束的轨道带来影响。通过第k－1次以前的发射中的多束20而产生第k次发射时的物偏转器的带电。此外，物偏转器的带电量可以根据第k－1次以前的发射的发射数据来掌握。如果带电的时间衰减较少，则更多的第k－m(m>1)次以前的发射给第k次的发射带来影响。换言之，各发射通过由过去的发射的发射数据引起的物偏转器的带电而可能在束的轨道中发生偏差。
所以，在实施方式1中，使用关于第k+1次以后的发射的参数，来定义对于第k次的发射的由在消隐孔径阵列机构204内发生的磁场带来的多束20的位置偏差量。同样，使用关于第k次的发射的参数，定义对于第k次的发射的由库仑效应带来的多束20的位置偏差量。同样，使用关于第k－1次以前的发射的参数，定义对于第k次的发射的由物偏转器的带电带来的多束20的位置偏差量。
图8是表示实施方式1的束位置移位的原因、关联参数和修正量的关系的一例的图。在图8中，作为偏转器的带电为原因的、发生束轨道的移位的部位，可以举出物偏转器。并且，作为与物偏转器的带电关联的参数，有图案密度或照射量密度。由此，如果能得到图案密度或照射量密度与多束20的束阵列移位量之间的相关关系，则能够进行修正。此外，在图8中，作为库仑效应为原因的、发生束轨道的移位的部位，可以举出如图7所示那样距试样面更近的交叉位置。如果接通(on)束的合计的电流值变大，则通过库仑力，产生束的试样面上的位置的偏差或焦点的偏差。并且，作为与库仑效应关联的参数，在分割发射方式中，有按照各个子发射的接通(on)束的分布。由此，如果能得到接通(on)束的总照射量(接通(on)束量)及分布的重心与多束20的束阵列移位量的相关关系，则能够进行修正。作为与库仑效应关联的参数，在计数器方式中，有各个发射的照射量的分布。由此，如果能得到多束20的接通(on)束的总照射量(接通(on)束量)及分布的重心与多束20的束阵列移位量的相关关系，则能够进行修正。此外，在图8中，作为消隐动作为原因的、发生束轨道的移位的部位，可以举出消隐孔径阵列机构204附近。并且，作为与消隐孔径阵列机构204内的成为磁场的来源的电流量关联的参数，有发射周期和接通束的总量(接通(on)束量)。由此，如果能得到发射周期与多束20的束阵列移位量之间的相关关系、及发射周期固定下的接通(on)束量与多束20的束阵列移位量之间的相关关系，则能够进行修正。
图9是表示用来求出实施方式1的参数与移位量之间的相关的方法的一例的流程图。在图9中，在用来求出实施方式1的参数与移位量之间的相关的方法中，实施变条件描绘工序(S10)、描绘结果解析和束位置分布计算工序(S12)、移位量计算工序(S14)和相关关系式运算工序(S16)的一系列的工序。
作为变条件描绘工序(S10)，描绘装置100一边按照多个参数的每个参数使该参数的值改变，一边照射多束20，用配置在XY台105上的未图示的位置检测用标记来测量多束20的各束的位置。或者，用多束20在评价基板上描绘评价图案也是优选的。作为对于第k次的发射的与物偏转器的带电关联的参数，使用在第k－1次以前的发射中所使用的多束的照射位置的图案密度P或照射量密度P’。作为对于第k次的发射的与库仑效应关联的参数，使用在第k次的发射中使用的多束20的接通(on)束量B及分布的重心(Bcx，Bcy)的组合。作为对于第k次的发射的与消隐孔径阵列机构204内的成为磁场的来源的电流量关联的参数，采用在第k+1次以后的发射中使用的多束20的发射周期Tc和接通(on)束量B的组合。
作为描绘结果解析和束位置分布计算工序(S12)，按照每个参数，对测量出的各束的位置进行解析，计算束位置分布。或者，将被描绘的评价基板取出，在显影后，用其他的位置测量器，按照每个参数种类及参数值测量各束的照射位置，并制作束位置分布。
作为移位量计算工序(S14)，按照每个参数种类及参数值，计算用来使得到的各束位置分布尽可能接近于设计位置的移位量(修正量)。这里，计算用来将多束20整体一起移位(位置修正)的移位量。例如，通过最小二乘法，计算进行校准时的移位量。移位量分别对x、y方向求出。
作为相关关系式运算工序(S16)，将按照每个参数(或参数的组合)得到的移位量拟合(fitting)，来运算相关关系式。例如，求出相关关系式Gx(P)及Gy(P)，所述相关关系式Gx(P)及Gy(P)求出对取决于在第k－1次以前的发射中使用的多束的照射位置的图案密度P的、由物偏转器的带电引起的第k次的发射中的位置偏差量进行修正的x、y方向的移位量。或者，例如求出相关关系式Gx(P’)及Gy(P’)，所述相关关系式Gx(P’)及Gy(P’)求出对取决于在第k－1次以前的发射中使用的多束的照射位置的照射量密度P’的、由物偏转器的带电引起的第k次的发射中的位置偏差量进行修正的x、y方向的移位量。过去的发射优选的是，与带电衰减期间相应地使用第1～第m次前的发射的参数。此外，例如求出相关关系式Cx(B，Bcx，Bcy)及Cy(B，Bcx，Bcy)，所述相关关系式Cx(B，Bcx，Bcy)及Cy(B，Bcx，Bcy)求出对取决于在第k次的发射中使用的多束20的接通(on)束量B及分布的重心(Bcx，Bcy)的组合的、由库仑效应引起的第k次的发射中的位置偏差量进行修正的x、y方向的移位量。此外，例如求出相关关系式Mx(Tc，B)及My(Tc，B)，所述相关关系式Mx(Tc，B)及My(Tc，B)求出对取决于在第k+1次以后的发射中使用的多束20的发射周期Tc和接通(on)束量B的组合的、由消隐孔径阵列机构204内的磁场引起的第k次的发射中的位置偏差量进行修正的x、y方向的移位量。未来的发射优选的是，在第k次的发射时，与在消隐孔径阵列机构204内进行数据转送的发射的数量相应地，使用第1～第j次后的发射的参数。得到的各相关关系式的数据被输入到描绘装置100中，并被保存到存储装置144中。
图10是表示实施方式1的描绘方法的主要部分工序的一例的流程图。在图10中，实施方式1的描绘方法实施如下的一系列的工序：描绘参数决定工序(S102)、发射周期计算工序(S104)、光栅化工序(S106)、图案密度计算工序(S108)、修正照射系数计算工序(S110)、照射量密度计算工序(S112)、发射数据生成工序(S114)、各个发射的接通(on)束量、接通(on)束重心计算工序(S116)、各个发射的移位量计算工序(S120)和描绘工序(S130)。
作为描绘参数决定工序(S102)，描绘参数的信息被输入到描绘装置100中，并被保存到存储装置140中。或者，也可以用户使用GUI(图形用户接口)等的未图示的接口从预先准备的多个描绘参数的组合之中选择在该芯片的描绘处理中使用的描绘参数的组合。由此，决定在该芯片的描绘处理中使用的描绘参数。作为描绘参数的一例，可以举出基础剂量Db的值或将接近效应修正的照射量调制量Dp(x)等。
作为发射周期计算工序(S104)，发射周期Tc计算部61使用所决定的描绘参数，计算在该芯片的描绘处理中使用的发射周期Tc。如果决定基础剂量Db和照射量调制量Dp(x)，则能够求出发射周期Tc。具体而言，通过将基础剂量Db与照射量调制量Dp(x)相乘，求出最大照射量Dmax。由此，通过将该最大照射量Dmax除以电流密度J，能得到最大照射时间Tmax。发射周期Tc例如优选的是设定为，得到的最大照射时间Tmax或对最大照射时间Tmax加上副偏转器209的稳定时间后的值。这里，离线地求出照射量调制量Dp(x)，但在描绘装置100内求出也是优选的。
作为光栅化工序(S106)，光栅化处理部60从存储装置140将芯片数据(描绘数据)读出，进行光栅化处理。具体而言，光栅化处理部60按照每个像素来运算该像素内的图案的面积密度ρ(x)。这里，首先对试样101上的被描绘的区域进行说明。
图11是用来说明实施方式1的被描绘的区域的一例的概念图。如图11所示，试样101的描绘区域30例如朝向y方向以规定的宽度被虚拟分割为短条状的多个条带区域32。描绘区域30对应有由芯片数据定义的芯片区域。在用描绘装置100向描绘区域30描绘图案的情况下，例如首先使XY台105移动，进行调整以使通过一次多束20的发射而能够照射的照射区域34位于第1个条带区域32的左端或更左侧的位置，并开始描绘。当描绘第1个条带区域32时，通过使XY台105例如向－x方向移动，将描绘相对地向x方向推进。XY台105例如以匀速连续移动。在第1个条带区域32的描绘结束后，使台位置向－y方向移动，这次通过使XY台105例如向x方向移动，朝向－x方向同样进行描绘。反复进行该动作，将各条带区域32依次描绘。通过一边交替地改变朝向一边进行描绘，能够缩短描绘时间。但是，并不限于这样的一边交替地改变朝向一边进行描绘的情况，也可以在描绘各条带区域32时朝向相同的方向推进描绘。在1次的发射中，由通过穿过成形孔径阵列基板203的各孔22而形成的多束，一次性形成最多与各孔22相同数量的多个发射图案。
图12是表示实施方式1的多束的照射区域和描绘对象像素的一例的图。在图12中，条带区域32例如以多束20的束尺寸被划分为网格状的多个网格区域。该各网格区域成为描绘对象的像素36(单位照射区域、照射位置或描绘位置)。描绘对象像素36的尺寸并不限定于束尺寸，也可以与束尺寸无关而由任意的大小构成。例如，也可以以束尺寸的1/n(n是1以上的整数)的尺寸构成。在图12的例子中，表示了试样101的描绘区域例如在y方向上以与通过1次的多束20的照射能够照射的照射区域34(描绘场)的尺寸实质上相同的宽度尺寸被划分为多个条带区域32的情况。矩形的照射区域34的x方向的尺寸可以用x方向的束数量×x方向的束间距来定义。矩形的照射区域34的y方向的尺寸可以用y方向的束数量×y方向的束间距来定义。在图12的例子中，例如将512×512列的多束的图示省略为8×8列的多束而表示。并且，在照射区域34内表示了通过1次的多束20的发射能够照射的多个像素28(束的描绘位置)。相邻的像素28间的间距成为试样101面上的多束的各束间的间距。由在x、y方向上以束间距的尺寸包围的矩形的区域来构成1个子照射区域29(间距单元)。在图12的例子中，表示了各子照射区域29例如由4×4像素构成的情况。各子照射区域29内分别设定描绘序列，以使得通过用多个束照射能够描绘各子照射区域29内的全部像素36。
光栅化处理关于描绘区域30，制作按照每个像素36定义了要素的面积密度ρ(x)映射表(map)。
作为图案密度计算工序(S108)，图案密度P(x)计算部62按照每个条带区域32，计算取决于该条带区域32内的位置x的图案密度P(x)。或者，优选的是将条带区域32划分为多个子条带区域，按照每个子条带区域进行。换言之，按照每个子条带区域，计算取决于该子条带区域内的位置x的图案密度P(x)。图案密度P(x)只要使用由面积密度ρ(x)映射表定义的面积密度ρ(x)就可以。
作为修正照射系数计算工序(S110)，修正照射系数d(x)计算部63按照每个像素36，计算将图案的面积密度ρ(x)与照射量调制量Dp(x)相乘而得到的修正照射系数d(x)。并且，修正照射系数d(x)计算部63关于描绘区域30，制作按照每个像素36定义了要素的修正照射系数d(x)映射表。另外，例如通过对修正照射系数d(x)乘以基础剂量Db，从而决定各像素的照射量。
作为照射量密度计算工序(S112)，照射量密度P’(x)计算部64按照每个条带区域32计算取决于该条带区域32内的位置x的照射量密度P’(x)。或者，按照每个子条带区域，计算取决于该子条带区域内的位置x的照射量密度P’(x)。照射量密度P’(x)只要使用由修正照射系数d(x)映射表定义的修正照射系数d(x)就可以。
作为发射数据生成工序(S114)，发射数据生成部65生成多束20的各发射的发射数据。具体而言，发射数据生成部65按照每个像素36，生成发射数据。例如，在计数器方式中，生成将向各像素36照射的束的照射时间除以上述的计数器电路的计数周期(照射时间分辨率)后得到的计数值，作为n比特数据。在分割发射方式中，将选择各子发射的接通/断开(ON/OFF)的接通/断开(ON/OFF)控制信号(1比特)作为排列了相当于1组的子发射的数据生成。并且，数据加工部66将所生成的发射数据以发射顺序重新排列。发射数据(照射时间数据)被保存到存储装置142中。
作为每次发射的接通(on)束量、接通(on)束重心计算工序(S116)，接通束量B计算部67按照多束20的每次发射，计算接通(on)束的总照射量(接通(on)束量B)。此外，重心计算部68按照多束20的每次发射，计算接通(on)束的重心(Bcx，Bcy)。
图13A至图13C是用来说明实施方式1的接通(on)束的重心位置的一例的图。在图13A至图13C中，使用3×3的多束进行说明。在图13A中，表示了多束20中的接通(on)束的比例是11％、接通(on)束的位置是左下的1束的情况。在图13B中，表示了多束20中的接通(on)束的比例是11％、接通(on)束的位置是中心的1束的情况。在图13B的例子中，由于仅中心束为接通(on)束，所以重心位置为多束20的束阵列的中心位置。相对于此，在图13A的例子中，由于左下的束为接通(on)束，所以重心位置如图13C所示，成为从束阵列的中心位置向斜左下方向偏移的位置。
图14A至图14C是用来说明实施方式1的接通(on)束的重心位置的其他一例的图。在图14A至图14C中，使用3×3的多束进行说明。在图14A中，表示了多束20中的接通(on)束的比例是44％、接通(on)束的位置是左端1列和中央上段这4束的情况。在图14B中，表示了多束20中的接通(on)束的比例是44％、接通(on)束的位置是四角的4束的情况。在图14B的例子中，由于矩形的四角的4束为接通(on)束，所以重心位置为多束20的束阵列的中心位置。相对于此，在图14A的例子中，由于左端1列和中央上段这4束为接通(on)束，所以重心位置如图14C所示，成为从束阵列的中心位置向斜左上方向偏移的位置。
作为各个发射的移位量计算工序(S120)，移位量计算部69计算基于关于第k+1次(k是自然数)以后的发射的参数的、第k次的发射的多束20的移位量(Mx，My)。此外，移位量计算部69计算基于关于第k－1次(k是自然数)以前的发射的参数的、第k次的发射的多束20的移位量(Gx，Gy)。此外，移位量计算部69计算基于关于第k次的发射的参数的、第k次的发射的多束20的移位量(Cx，Cy)。具体而言，移位量计算部69从存储装置144读出相关式数据，计算用以下的式(1－1)(1－2)定义的、将这些移位量合计后的合计移位量(Dx，Dy)。即，合计移位量根据如下参数而被计算，所述参数为：关于第k+1次(k是自然数)以后的发射的参数、关于第k－1次(k是自然数)以前的发射的参数、及关于第k次的发射的参数。
(1－1)Dx＝Gx(P)+Cx(B，Bcx，Bcy)+Mx(Tc，B)
(1－2)Dy＝Gy(P)+Cy(B，Bcx，Bcy)+My(Tc，B)
这里，Gx(P)例如只要定义为取决于与第k－1次的发射中的多束20的照射位置对应的多个像素36的图案密度P(x)的函数就可以。同样，Gy(P)例如只要定义为取决于与第k－1次的发射中的多束20的照射位置对应的多个像素36的图案密度P(x)的函数就可以。
或者，移位量(Gx，Gy)更优选的是代替图案密度P(x)而取决于照射量密度P’(x)。在此情况下，Gx(P’)例如只要定义为取决于与第k－1次的发射中的多束20的照射位置对应的多个像素36的照射量密度P’(x)的函数就可以。同样，Gy(P’)例如只要定义为取决于与第k－1次的发射中的多束20的照射位置对应的多个像素36的照射量密度P’(x)的函数就可以。更优选的是，使用从第k－1次到第k－m次(m>1)的发射中的P(x)、P’(x)的平均值，或使用了考虑到带电的时间衰减的权重的P(x)、P’(x)的加权平均。
通过以上，按照每次发射，能够得到使用了移位量(Gx，Gy)、移位量Cx(B，Bcx，Bcy)及/或移位量My(Tc，B)的用来将该发射的照射位置修正的移位量(Dx，Dy)，所述移位量(Gx，Gy)由与过去的发射的发射数据关联的参数引起，所述移位量Cx(B，Bcx，Bcy)由与该发射的发射数据关联的参数引起，所述移位量My(Tc，B)由与未来的发射的发射数据关联的参数引起。将各发射的移位量(Dx，Dy)按照每个条带区域32或按照每个子条带区域运算。在运算出作为描绘对象的条带区域32或子条带区域的各发射的移位量(Dx，Dy)后，进行作为描绘对象的条带区域32或子条带区域的描绘。将运算出的各发射的移位量(Dx，Dy)向存储装置142保存。
作为描绘工序(S130)，描绘机构150一边根据计算出的移位量(Dx，Dy)将第k次的发射的多束20整体通过一起偏转而移位，一边使用多束20对试样101进行第k次的发射。首先，基于由转送控制部79进行的控制，偏转控制电路130从存储装置142按照发射顺序接受发射数据(照射时间数据)及移位量(Dx，Dy)数据的转送。在各发射中按照发射数据(照射时间数据)及移位量(Dx，Dy)控制描绘机构150。
接着，对描绘机构150的动作的具体例进行说明。被从电子枪201(释放源)释放的电子束200通过照明透镜202大致垂直地将成形孔径阵列基板203整体照明。在成形孔径阵列基板203上形成有矩形的多个孔22(开口部)，电子束200将包括全部的多个孔22在内的区域照明。被照射在多个孔22的位置上的电子束200的各一部分分别穿过该成形孔径阵列基板203的多个孔22，从而形成例如矩形形状的多束(多个电子束)20。该多束20穿过与消隐孔径阵列机构204分别对应的消隐器(第1偏转器：单独消隐机构47)内。该消隐器分别消隐控制单独穿过的束，以使束在被设定的描绘时间(照射时间)的期间成为接通(ON)状态。
穿过消隐孔径阵列机构204后的多束20被缩小透镜205缩小，朝向形成在限制孔径基板206的中心的孔前进。这里，被消隐孔径阵列机构204的消隐器偏转后的电子束的位置从限制孔径基板206的中心的孔偏离，被限制孔径基板206遮蔽。另一方面，没有被消隐孔径阵列机构204的消隐器偏转的电子束如图1所示那样穿过限制孔径基板206的中心的孔。这样，限制孔径基板206将通过单独消隐机构47而偏转为束断开(OFF)的状态的各束遮蔽。并且，通过从成为束接通(ON)到成为束断开(OFF)为止形成的、穿过了限制孔径基板206的束，形成1次的发射的各束。穿过限制孔径基板206后的多束20被物镜207对焦，成为希望的缩小率的图案像，通过主偏转器208及副偏转器209，使穿过限制孔径基板206后的多束20整体向同方向一起偏转，向各束的试样101上的各个照射位置照射。并且，在各发射中，通过主偏转器208或副偏转器209，以该发射的移位量(Dx，Dy)进一步将多束20整体偏转。一次被照射的多束20理想的是以对成形孔径阵列基板203的多个孔22的排列间距乘以上述希望的缩小率后的间距排列。
图15A和图15B是表示实施方式1的多束移位的一例的图。如图15A所示，通过上述的因素，多束20的各束的照射位置12按照每次发射而变动量不同并从设计位置10偏差。根据实施方式1，不是将各束单独地进行轨道修正，而是按照每次发射以该发射用的移位量(Dx，Dy)将多束20整体一起移位，从而如图15B所示，能够减小多束20整体中的位置偏差量。
另外，在被描绘控制部80控制的描绘序列中，例如当XY台105连续移动时，由主偏转器208进行跟踪控制，以使束的照射位置追随于XY台105的移动。并且，将各子照射区域29偏转，以使得能够通过预先设定的多个束将自身的子照射区域29内的全部像素36照射。各子照射区域29例如由4×4的像素36构成，在用任意4个束将全部像素照射的情况下，通过1次的跟踪控制，将各子照射区域29内的1/4的像素(4个像素)通过用1个束进行的例如4次发射来描绘。通过在各次的跟踪控制中使照射的束更换，能够用4次的跟踪控制将4×4的像素36全部照射。
如以上这样，根据实施方式1，能够使用关于未来的发射或过去的发射的参数，减小在多束描绘中变动量按照每次发射而变化的各束的位置偏差量。
以上，一边参照具体例一边对实施方式进行了说明。但是，本发明并不限定于这些具体例。例如，在上述的例子中，关于由与过去的发射的发射数据关联的参数引起的移位量(Gx，Gy)，说明了将Gx(P)及Gy(P)例如定义为取决于与第k－1次的发射中的多束20的照射位置对应的多个像素36的图案密度P(x)的函数的情况，但并不限于此。例如，也可以是定义为取决于与第k－1次的发射中的多束20的照射位置对应的多个像素36的图案密度P(x)的合计值或平均值的函数的情况。或者，也可以是定义为取决于与第k－1次的发射中的多束20的照射区域34内的全部像素的图案密度P(x)或全部像素的图案密度P(x)的合计值或平均值的函数的情况。关于代替图案密度P(x)而使用照射量密度P’(x)的情况也是同样的。也可以使用从第k－1次到第k－m次(m>1)的发射中的P(x)、P’(x)的平均值，或使用了考虑到带电的时间衰减的权重的P(x)、P’(x)的加权平均。
此外，关于装置结构或控制方法等在本发明的说明中不直接需要的部分等省略了记载，但可以适当选择需要的装置结构或控制方法而使用。例如，关于对描绘装置100进行控制的控制部结构省略了记载，但当然可以适当选择并使用需要的控制部结构。
除此以外，具备本发明的要素、本领域技术人员能够适当设计变更的全部的多带电粒子束描绘装置及多带电粒子束描绘方法包含在本发明的范围中。

Claims (11)

1.一种多带电粒子束描绘装置，其中具备：
可移动的台，供基板配置；
发射数据生成部，生成多带电粒子束的各发射的发射数据；
移位量计算部，至少基于与第k+1次以后所照射的上述多带电粒子束的发射有关的参数，计算用于将第k次的发射的多带电粒子束整体一起进行位置修正的移位量，其中k是自然数；以及
描绘机构，具有将上述多带电粒子束偏转的偏转器，上述描绘机构一边根据上述移位量将上述第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用上述多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。
2.如权利要求1所述的多带电粒子束描绘装置，其中，
上述移位量计算部还基于与第k－1次以前所照射的上述多束的发射有关的参数，计算上述移位量；
上述描绘机构一边根据上述移位量将上述第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用上述多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。
3.如权利要求1所述的多带电粒子束描绘装置，其中，
上述移位量计算部还基于与上述第k次所照射的上述多带电粒子束的发射有关的参数，计算上述移位量；
上述描绘机构一边根据上述移位量将上述第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用上述多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。
4.如权利要求2所述的多带电粒子束描绘装置，其中，
上述移位量计算部还基于与上述第k次所照射的上述多带电粒子束的发射有关的参数，计算上述移位量；
上述描绘机构一边根据上述移位量将上述第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用上述多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。
5.如权利要求1所述的多带电粒子束描绘装置，其中，
作为上述参数，使用在第k+1次以后的发射中使用的多带电粒子束的发射周期和接通束量的组合。
6.一种多带电粒子束描绘装置，其中具备：
可移动的台，供基板配置；
发射数据生成部，生成多带电粒子束的各发射的发射数据；
移位量计算部，至少基于与第k－1次以前所照射的上述多带电粒子束的发射有关的参数，计算用于将第k次的发射的多带电粒子束整体一起进行位置修正的移位量，其中k是自然数；以及
描绘机构，具有将上述多带电粒子束偏转的偏转器，上述描绘机构一边根据上述移位量将上述第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用上述多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。
7.如权利要求6所述的多带电粒子束描绘装置，其中，
上述移位量计算部还基于与上述第k次所照射的上述多带电粒子束的发射有关的参数，计算上述移位量；
上述描绘机构一边根据上述移位量将上述第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用上述多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。
8.如权利要求6所述的多带电粒子束描绘装置，其中，
作为上述参数，使用在第k－1次以前的发射中使用的上述多带电粒子束的照射位置的图案密度或照射量密度。
9.一种多带电粒子束描绘方法，其中，
生成多带电粒子束的各发射的发射数据；
至少基于与第k+1次以后的发射有关的参数，计算将第k次的发射的多带电粒子束整体一起进行位置修正的移位量，其中k是自然数；
一边根据上述移位量将上述第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用上述多带电粒子束对可移动的台上所配置的基板进行上述第k次的发射。
10.如权利要求9所述的多带电粒子束描绘方法，其中，
还基于与第k－1次以前所照射的上述多带电粒子束的发射有关的参数，计算上述移位量，其中k是自然数；
一边根据上述移位量将上述第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用上述多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。
11.如权利要求9所述的多带电粒子束描绘方法，其中，
还基于与向上述第k次照射的上述多带电粒子束的发射有关的参数，计算上述移位量；
一边根据上述移位量将上述第k次的发射的多带电粒子束整体通过一起偏转而移位，一边使用上述多带电粒子束对基板进行上述第k次的发射。
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