CN114981923A - 带电粒子束描绘方法以及带电粒子束描绘装置 - Google Patents

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Abstract

高精度地校正因带电现象而引起的位置偏移。带电粒子束描绘方法具备：将上述基板的描绘区域假想分割为规定的网格尺寸，计算表示每个网格区域的图案的配置比例的图案密度分布的工序；使用上述图案密度分布计算剂量分布的工序；使用上述图案密度分布以及上述剂量分布计算照射量分布的工序；计算覆盖带电粒子量分布的工序；计算由直接带电产生的带电量分布以及由覆盖带电产生的带电量分布的工序；计算基于由上述直接带电产生的带电量分布以及由上述覆盖带电产生的带电量分布的描绘位置的位置偏移量的工序；使用上述位置偏移量校正照射位置的工序；以及向上述校正后的照射位置照射上述带电粒子束，以使上述基板的表面的电位比电位规定部件的下表面的电位高的工序。

Description

带电粒子束描绘方法以及带电粒子束描绘装置
技术领域
本发明涉及带电粒子束描绘方法以及带电粒子束描绘装置。
背景技术
随着LSI的高集成化，半导体设备所要求的电路线宽逐年微细化。为了向半导体设备形成所希望的电路图案，采用如下方法：使用缩小投影型曝光装置，将在石英上形成的高精度的原画图案(掩模、或者尤其是在步进器、扫描仪中使用的也称作中间掩模。)缩小转印到晶片上。高精度的原画图案由电子束描绘装置描绘，使用所谓的电子束光刻技术。
在向掩膜等的基板照射电子束的情况下，照射位置及其周围因过去照射的电子束而带电，照射位置偏移。以往，作为消除该射束照射位置偏移的方法之一，已知有在基板上形成防带电膜(CDL：Charge Dissipation Layer)，防止基板表面的带电的方法。但是，该防带电膜基本上具有酸的特性，因此，在基板上涂布有化学放大型抗蚀剂的情况下等，相容性不好。此外，为了形成防带电膜而需要设置新的设备，制造成本进一步增大。因此，期望不使用防带电膜，进行带电效应校正(CEC：Charging Effect Correction)。
基板表面的带电包括由照射的电子束而引起的直接带电、在描绘室内散射的电子降落到基板上的覆盖带电(日文：かぶり帯電)、通过向基板的射束照射而产生的低能量的二次电子降落到基板上的低能量覆盖带电。研究了如下方法：将进行动态聚焦的电极设为正电位，使二次电子不返回基板表面，降低覆盖带电的影响。但是，如果将进行动态聚焦的电极设为正电位，则侵入列内的二次电子增加，成为污染的原因，电子被封闭在磁场透镜的磁场中而形成强的负的空间电位，对电子束轨道造成影响，作为结果，存在使描绘精度劣化的问题。
专利文献1：日本特开平6-232032号公报
专利文献2：日本特开2000-200579号公报
专利文献3：日本特开2000-182942号公报
发明内容
本发明的课题在于提供一种高精度地校正因带电现象而引起的射束照射位置偏移的带电粒子束描绘方法以及带电粒子束描绘装置。
本发明的一个方式的带电粒子束描绘方法为，通过偏转器使带电粒子束偏转，通过物镜对焦，在工作台上的基板描绘图案，具备：将上述基板的描绘区域假想分割为规定的网格尺寸，计算表示每个网格区域的上述图案的配置比例的图案密度分布的工序；使用上述图案密度分布计算表示每个网格区域的剂量的剂量分布的工序；使用上述图案密度分布以及上述剂量分布计算向上述基板照射的上述带电粒子束的照射量分布的工序；通过对覆盖带电粒子的分布函数和上述照射量分布进行卷积积分来计算覆盖带电粒子量分布的工序；使用上述图案密度分布、上述剂量分布以及上述照射量分布，计算由直接带电产生的带电量分布，并使用上述覆盖带电粒子量分布计算由覆盖带电产生的带电量分布的工序；计算基于由上述直接带电产生的带电量分布以及由上述覆盖带电产生的带电量分布的描绘位置的位置偏移量的工序；使用上述位置偏移量校正照射位置的工序；以及以使上述基板的表面的电位比配置在与上述基板对置的位置的电位规定部件的下表面的电位高的方式向上述基板和上述电位规定部件的至少任一方施加规定的电压而形成电场，并向上述校正后的照射位置照射上述带电粒子束的工序。
本发明的一个方式的带电粒子束描绘装置，通过偏转器使带电粒子束偏转，通过物镜对焦，在工作台上的基板描绘图案，具备：发射部，发射上述带电粒子束；图案密度分布计算部，将上述基板的描绘区域假想分割为网格状，计算表示每个网格区域的上述图案的配置比例的图案密度分布；剂量分布计算部，使用上述图案密度分布计算表示每个网格区域的剂量的剂量分布；照射量分布计算部，使用上述图案密度分布以及上述剂量分布，计算从上述发射部发射并向上述基板照射的上述带电粒子束的照射量分布；覆盖带电粒子量分布计算部，通过对覆盖带电粒子的分布函数和上述照射量分布进行卷积积分，计算覆盖带电粒子量分布；带电量分布计算部，使用上述图案密度分布、上述剂量分布以及上述照射量分布，计算由直接带电产生的带电量分布，并使用上述覆盖带电粒子量分布计算由覆盖带电产生的带电量分布；位置偏移量分布计算部，计算基于由上述直接带电产生的带电量分布以及由上述覆盖带电产生的带电量分布的各描绘位置的位置偏移量；校正部，使用上述位置偏移量校正照射位置；电位规定部件，配置在与上述基板对置的位置，被控制为规定的电位；电压控制电路，以使上述基板的表面的电位比上述电位规定部件的下表面的电位高的方式对上述基板和上述电位规定部件的至少任一方施加规定的电压，并形成从上述基板朝向上述物镜的方向的电场；以及描绘部，在形成有上述电场的状态下，向上述校正后的照射位置照射上述带电粒子束。
发明效果
根据本发明，能够高精度地校正因带电现象而引起的射束照射位置偏移。
附图说明
图1是本发明的实施方式的描绘装置的概要图。
图2是表示覆盖基板周缘的罩的图。
图3是对工作台移动的样子进行说明的图。
图4a是表示二次电子的漂移的图，图4b是二次电子被电场推回的状态的示意图。
图5是对该实施方式的施加电压决定方法进行说明的流程图。
图6是表示将带电量分布一般化而记述的数学式的图。
图7a、7b是表示评价图案的例子的图。
图8a、8b、8c是表示位置偏移量分布的图。
图9是表示施加电压与描绘位置偏移量之间的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。在实施方式中，作为带电粒子束的一例，对使用了电子束的构成进行说明。但是，带电粒子束并不限定于电子束，也可以是离子束等。
图1是实施方式的描绘装置的概要构成图。图1所示的描绘装置100具备描绘部W以及控制部C。描绘装置100是电子束描绘装置的一例。描绘部W具有电子镜筒1以及描绘室14。在电子镜筒1内配置有电子枪5、照明透镜7、第1孔径8、投影透镜9、成形偏转器10、第2孔径11、物镜12、物镜偏转器13、静电透镜15以及电位规定部件16。
在描绘室14内配置有XY工作台3。在XY工作台3上配置有成为描绘对象的基板2。在基板2中包括用于半导体制造的曝光的光掩模、形成半导体装置的半导体晶片等。此外，在要描绘的光掩膜中包括还什么都未被描绘的掩膜坯。在进行描绘时，在基板上形成由电子束感光的抗蚀剂层。在XY工作台3上，在与配置基板2的位置不同的位置，配置有工作台位置测定用的反射镜4。
此外，在XY工作台3上，在与配置有基板2的位置不同的位置设置有校准用的标记M。例如，标记M为金属制的十字形状，通过电子束对标记M进行扫描，通过检测器(省略图示)检测来自标记M的反射电子，进行聚焦调整、位置调整、偏转形状校正系数的调整等。
控制部C具有控制计算机110、120、工作台位置检测部45、工作台控制部46、偏转控制电路130、存储器142、磁盘装置等的存储装置21、140、电压控制电路150等。偏转控制电路130与成形偏转器10、物镜偏转器13连接。
电压控制电路150与工作台3和配置成与基板对置的电位规定部件16的至少任一方连接。电压控制电路150能够对向载置在工作台3上的基板2施加的电压进行控制。
例如，如图2所示，在工作台3上设置有用于将基板2设为规定的电位的、具有导电性的框状罩H。罩H具有覆盖基板2的周缘部，从照射电子束遮蔽因基板侧面带电而产生的电场的作用。从罩H的下表面伸出销，该销与基板2接触。电压控制电路150能够经由该罩H向基板2施加所希望的电压。
此外，电压控制电路150能够向配置成与基板对置的电位规定部件16施加所希望的电压。电位规定部件16是导电性的部件，隔着规定的间隙设置在基板2的正上方。例如，电位规定部件16也可以是为了减少来自描绘室顶板的反射电子再次入射到基板而设置的反射电子防止板。此外，电位规定部件16也可以是用于防止物镜的励磁而产生的热因辐射而传递到基板的热屏蔽件。或者，电位规定部件16也可以是构成电子光学系统的最下层的静电透镜的电极、用于保持电极的构造件。
控制计算机110具有描绘控制部30、图案密度分布计算部31、剂量分布计算部32、照射量分布计算部33、覆盖电子量分布计算部34、带电量分布计算部35、描绘经过时间运算部36、累计时间运算部37、位置偏移量分布计算部38以及施加电压设定部39的功能。控制计算机110的各部可以由包括电气电路、计算机、处理器、电路基板、量子电路或者半导体装置等的硬件构成，也可以由软件构成。控制计算机110的各部的输入数据、运算结果保存于存储器142。
控制计算机120具有发射数据生成部41以及位置偏移校正部42的功能。发射数据生成部41以及位置偏移校正部42可以由软件构成，也可以由硬件构成。
偏转控制电路130具有成形偏转器控制部43以及物镜偏转器控制部44的功能。成形偏转器控制部43以及物镜偏转器控制部44可以由软件构成，也可以由硬件构成。
在存储装置140中保存有定义要描绘的多个图形图案的描绘数据(布局数据)。
从电子枪5(发射部)发射的电子束6通过照明透镜7对具有矩形的孔的第1孔径8整体进行照明。此处，首先将电子束6成形为矩形。通过第1孔径8后的第1孔径像的电子束6由投影透镜9投影到第2孔径11上。第2孔径11上的第1孔径像的位置由被成形偏转器控制部43控制的成形偏转器10偏转，能够使射束形状和尺寸变化(可变成形)。
通过第2孔径11后的第2孔径像的电子束6通过物镜12对焦，通过由物镜偏转器控制部44控制的例如静电型的偏转器(物镜偏转器13)偏转，照射到配置成能够移动的XY工作台3上的基板2的所希望的位置。XY工作台3由工作台控制部46驱动控制。XY工作台3的位置由工作台位置检测部45检测。在工作台位置检测部45中，例如包括向反射镜4照射激光，基于入射光与反射光的干涉来测定位置的激光测长装置。静电透镜15与基板2面的凹凸对应地动态校正电子束6的焦点位置(动态聚焦)。
图3是用于对工作台移动的样子进行说明的图。在对基板2进行描绘的情况下，使XY工作台3例如沿着X方向连续移动。描绘区域以电子束6的可偏转宽度被假想分割为多个长条状的条形区域(SR)。以条形区域为单位进行描绘处理。XY工作台3的X方向的移动例如为连续移动，同时使电子束6的发射位置也追随工作台移动。通过连续移动，能够缩短描绘时间。
在描绘完一个条形区域之后，在Y方向上步进进给XY工作台3，在X方向(反方向)上进行下一个条形区域的描绘动作。通过使各条形区域的描绘动作以蛇行的方式进展，能够缩短XY工作台3的移动时间。
在描绘装置100中，当对布局数据(描绘数据)进行处理时，将描绘区域假想分割为长条状的多个帧区域，对每个帧区域进行数据处理。在不进行多重曝光的情况下，通常，帧区域与条形区域成为相同的区域。在进行多重曝光的情况下，帧区域与条形区域根据多重度而偏移。这样，基板2的描绘区域被假想分割为多个成为描绘单位区域的帧区域(条形区域)，描绘部W对每个帧区域(条形区域)进行描绘。
已知当向基板2的抗蚀剂层照射电子束时，由于抗蚀剂带电效应而射束照射位置偏移。在本实施方式中，在带电效应校正中，基于向基板2照射的电子束的照射量分布、以及从被照射电子束的照射区域向非照射区域扩展的覆盖电子的扩展分布计算覆盖电子量分布，使用照射量分布以及覆盖电子量分布计算照射区域的带电量分布(直接带电)以及非照射区域的带电量分布(覆盖带电)。然后，根据照射区域的带电量分布以及非照射区域的带电量分布，计算基板2上的电子束的位置偏移量分布，校正射束照射位置。
本发明人发现：如图4a所示，有助于带电的覆盖电子中的低能量的二次电子在从电子光学系统向描绘室的泄漏磁场、泄漏电场等的影响下向从射束照射位置偏移的场所偏移后带电，因此，扩展分布从电子束的照射区域R偏离，使射束照射位置的校正效果降低。进而，本发明人发现：如图4b所示，通过从基板2朝向电位规定部件16的方向的电场，将低能量的二次电子积极地推回到照射区域R，由此，能够进行与在与照射区域R相同的位置带电的“直接带电”相同的处理，能够高精度地校正射束的照射位置的偏移。
在本实施方式中，为了形成从基板2朝向电位规定部件16的方向的电场，向电位规定部件16以及/或者基板施加电压，以使基板电位比电位规定部件16的下表面的电位高。例如，通过电压控制电路150施加电压，以使基板2成为正电位或者使电位规定部件16的下表面成为负电位。
图5是对向本实施方式的电位规定部件16以及/或者基板的施加电压的决定方法进行说明的流程图。该方法具有图案密度分布运算工序(步骤S100)、剂量分布计算工序(步骤S102)、照射量分布计算工序(步骤S104)、覆盖电子量分布计算工序(步骤S106)、带电量分布计算工序(步骤S108)、位置偏移量分布计算工序(步骤S110)、偏转位置校正工序(步骤S112)、描绘工序(步骤S114)以及分析工序(步骤S116)。
在图案密度分布运算工序(步骤S100)中，图案密度分布计算部31从存储装置140读出评价图案的描绘数据，将描绘区域(或者帧区域)以规定的网格尺寸(栅格尺寸)假想分割为网格状，对每个网格(带电效应校正网格)区域运算表示描绘数据中定义的图形图案的配置比例的图案密度ρ。然后，制作每个网格区域的图案密度的分布ρ(x，y)。
在剂量分布计算工序(步骤S102)中，剂量分布计算部32使用图案密度分布ρ(x，y)，计算每个网格区域的剂量的分布D(x，y)。在剂量的运算中，优选进行基于反向散射电子的邻近效应校正。剂量D能够由以下的式(1)定义。
(1)D＝D0×{(1+2×η)/(1+2×η×ρ)}
在式(1)中，D0是基准剂量，η是反向散射率。
基准剂量D0以及反向散射率η由描绘装置100的用户设定。反向散射率η能够考虑电子束6的加速电压、基板2的抗蚀剂膜厚、基底基板的种类、工艺条件(例如，PEB条件、显影条件)等进行设定。
在照射量分布计算工序(步骤S104)中，照射量分布计算部33通过将图案密度分布ρ(x，y)的各网格值与剂量分布D(x，y)的对应网格值相乘，计算每个网格区域的照射量分布E(x，y)(也称作“照射强度分布”)。
在覆盖电子量分布计算工序(步骤S106)中，覆盖电子量分布计算部34(覆盖带电粒子量分布计算部)通过对覆盖电子的分布函数g以及在步骤S104中计算出的照射量分布E＝ρD进行卷积积分，计算覆盖电子量分布F(覆盖带电粒子量分布)。覆盖电子的分布函数g例如能够使用高斯分布。
分布函数g(x，y)以及覆盖电子量分布F(x，y)能够分别由以下的式定义。
(2)g(x，y)＝(1/πσ2)×exp[-{x2+y2}/σ2]
(3)F(x，y)＝∫∫g(x，y)E(x’，y’)dx’dy’
在式(2)中，σ是表示覆盖电子的影响半径的常数。
在带电量分布计算工序(步骤S108)中，带电量分布计算部35使用照射量分布E、覆盖电子量分布F、以及随着时间的经过的带电衰减量，计算带电量分布C(x，y)。
首先，计算描绘(照射)带电部分后的经过时间t。描绘经过时间运算部36对基板2上的各位置运算从描绘开始时刻(开始布局开头或者开头帧的描绘的时刻)到实际描绘的时刻的经过时间T1(x，y)。例如，在相应的帧区域(条形区域)是第i个的第i帧区域的情况下，将从开始描绘开始位置的描绘的描绘开始时刻到描绘前一个的第i-1帧区域(条形区域)的各位置(x，y)为止的预想时间作为经过时间T1(x，y)进行运算。
接着，累计时间运算部37对累计描绘已经结束的描绘单位区域(例如帧区域、条形区域)的描绘所花费的描绘时间而得的累计时间T2进行运算。例如，在当前相应的帧区域为第i个的第i帧区域的情况下，计算将用于描绘第1帧区域的时间T2(1)、用于描绘第2帧区域的时间T2(2)、……用于描绘第i帧区域的时间T2(i)累计相加而得的相加值。由此，能够得到到相应的帧区域为止的累计时间T2。
此处，在实际描绘当前正在进行处理的该帧区域内的情况下，由于到前一个的帧区域为止描绘已经结束，因此，在前一个的帧区域内电子束6被照射的部位成为带电部分。因此，从该帧区域的累计时间T2减去有带电部分的前一个的帧区域内的各位置(x，y)的描绘经过时间T1(x，y)而得的差分值(T2-T1)成为描绘带电部分后的经过时间t。
用于求出带电量分布C(x，y)的函数包括照射电子贡献的直接带电项以及覆盖电子贡献的覆盖带电项。直接带电项以及覆盖带电项分别包括经过时间贡献的衰减项以及经过时间不贡献的静态项。在各衰减项中，使用以描绘后经过充分时间后的带电量为基准的描绘紧后的带电量即带电衰减量、以及带电衰减时间常数。
首先，假定用于求出带电量分布C(x，y)的函数C(E，F，t)。具体而言，分离为照射电子贡献的变量CE(E，t)以及覆盖电子贡献的变量CF(F，t)。进而，将各自的变量分离为经过时间贡献的衰减项CET(t)、CFT(t)以及经过时间不贡献的静态项CES(E)、CFS(F)。函数C(E，F，t)由以下的式(4)定义。
(4)C(x，y)＝C(E，F，t)
＝CE(E，t)+CF(F，t)
＝CES(E)+CET(t)+CFS(F)+CFT(t)
此外，变量CES(E)、CET(t)、CFS(F)、CFT(t)由以下的式(5)、(6)、(7)、(8)定义。
(5)CES(E)＝d0+d1×ρ+d2×D+d3×E
(6)CET(t)＝κE(ρ)·exp{-t/λE(ρ)}
(7)CFS(F)＝f1×F+f2×F2+f3×F3
(8)CFT(t)＝κF(ρ)·exp{-t/λF(ρ)}
此处，d0、d1、d2、d3、f1、f2、f3是常数。
此外，式(6)、(8)中使用的依赖于图案密度ρ的带电衰减量κE(ρ)、κF(ρ)例如能够用以下的式(9)、(10)近似。此处，式(9)、(10)为二次函数，但并不限定于此，也可以为高次的函数，还可以为低次的函数。
(9)κE(ρ)＝κE0+κE1ρ+κE2ρ2
(10)κF(ρ)＝κF0+κF1ρ+κF2ρ2
此处，κE0、κE1、κE2、κF0、κF1、κF2是常数。
并且，式(4)中使用的、依赖于图案密度ρ的带电衰减时间常数λE(ρ)、λF(ρ)例如能够用下式(11)、(12)近似。此处，式(11)、(12)为二次函数，但并不限定于此，也可以为高次的函数，还可以为低次的函数。
(11)λE(ρ)＝λE0+λE1ρ+λE2ρ2
(12)λF(ρ)＝λF0+λF1ρ+λF2ρ2
此处、λE0、λE1、λE2、λF0、λF1、λF2是常数。即，带电量分布C(x，y)能够用图6所示的式子定义。
式(2)、(3)、(5)、(7)、(9)～(12)的各系数只要对实验结果以及/或者模拟结果进行拟合(近似)而求出即可。与这些系数相关的数据保存于存储装置21。
在位置偏移量分布计算工序(步骤S110)中，位置偏移量分布计算部38(位置偏移量计算部)对基于带电量分布的位置偏移量进行运算。具体而言，位置偏移量分布计算部38通过对在步骤S108中计算出的带电量分布与响应函数r(x，y)进行卷积积分，对因带电量分布C(x，y)的各位置(x，y)的带电量而引起的描绘位置(x，y)的位置偏移量P进行运算。
假定将该带电量分布C(x，y)转换成位置偏移量分布P(x，y)的响应函数r(x，y)。此处，用(x’，y’)表示由带电量分布C(x，y)的各位置表示的带电位置，用(x，y)表示当前正在进行数据处理的相应的帧区域(例如，第i帧区域)的射束照射位置。此处，射束的位置偏移能够表示为从射束照射位置(x，y)到带电位置(x’，y’)的距离的函数，因此，能够如r(x-x’、y-y’)那样记述响应函数。响应函数r(x-x’，y-y’)只要预先进行实验，以与实验结果相符的方式预先求出，或者通过数值计算预先求出即可。以下，(x，y)表示当前正在进行数据处理的相应的帧区域的射束照射位置。
然后，位置偏移量分布计算部38根据想要描绘相应的帧区域的各位置(x，y)的位置偏移量P制作位置偏移量分布Pi(x，y)(或者，也称作位置偏移量映射Pi(x，y))。运算出的位置偏移量映射Pi(x，y)保存于存储装置21，并且输出到控制计算机120。
另一方面，在控制计算机120内，发射数据生成部41从存储装置140读出描绘数据，进行多级的数据转换处理，生成描绘装置100固有的格式的发射数据。描绘数据中定义的图形图案的尺寸通常大于描绘装置100能够通过一次发射形成的发射尺寸。因此，在描绘装置100内，将各图形图案分割(发射分割)成多个发射图形，以成为描绘装置100能够通过一次发射形成的尺寸。然后，针对每个发射图形，将表示图形种类的图形代码、坐标以及尺寸这样的数据定义为发射数据。
偏转位置校正工序(步骤S112)(位置偏移校正工序)中，位置偏移校正部42使用在步骤S110中计算出的位置偏移量，校正照射位置。此处，校正各位置的发射数据。具体而言，将发射数据的各位置(x，y)与校正位置偏移量映射Pi(x，y)所示的位置偏移量的校正值相加。校正值例如优选使用使位置偏移量映射Pi(x，y)所示的位置偏移量的正负符号相反的值。由此，在照射电子束6的情况下，该照射目的地的坐标被校正，因此，由物镜偏转器13偏转的偏转位置被校正。发射数据以按照发射顺序排列的方式定义在数据文件中。
在描绘工序(步骤S114)中，在偏转控制电路130内，按照发射顺序，成形偏转器控制部43针对每个发射图形，根据发射数据中定义的图形种类以及尺寸对用于使电子束6可变成形的成形偏转器10的偏转量进行运算。此外，物镜偏转器控制部44对用于偏转到照射该发射图形的基板2上的位置的物镜偏转器13的偏转量进行运算。换言之，物镜偏转器控制部44(偏转量运算部)对使电子束偏转到校正后的照射位置的偏转量进行运算。然后，配置在电子镜筒1内的物镜偏转器13根据运算出的偏转量使电子束偏转，由此向校正后的照射位置照射电子束。由此，描绘部W在基板2的带电校正后的位置描绘评价图案。
图7a、7b是表示评价图案的例子的图。另外，在图7a与图7b中，为了更容易理解，分别改变比例尺进行表示。在间距L1为200μmm、一边的长度L2为20mm的栅格(81×81栅格)上描绘第1盒阵列之后，在该测试布局的中央描绘一边的长度L3为10mm的图案密度100％的照射垫，进而，在与第1盒阵列相同的栅格上描绘第2盒阵列，由此得到图7a所示的测试布局。
如图7b中放大示出的那样，第1盒阵列例如是一边的长度L4为4μm的正方形的图案。此外，第2盒阵列例如是一边的长度L5为14μm、以比第1盒阵列大的尺寸挖空中央的框状的图案。分别测定上述描绘出的第1盒阵列以及第2盒阵列的位置，从第2盒阵列的位置减去第1盒阵列的位置，由此能够测定因照射垫的带电效应而引起的位置偏移。
通过使向电位规定部件16以及/或者基板施加的电压摆动来进行多次评价图案的描绘。由此，伴随带电效应校正，在基板2描绘从描绘时的基板2朝向物镜12(电位规定部件16)的方向的电场的强度不同的多个评价图案。
图8a表示由上述评价图案得到的位置偏移量分布。此处，如上所述，低能量的二次电子在因从电子光学系统朝描绘室的泄漏磁场、泄漏电场等的影响而向从射束照射位置偏移的场所漂移后带电，因此，扩展分布从电子束的照射区域R偏离(低能量覆盖带电)，使射束照射位置的校正效果降低。
图8b表示施加电压V下的评价图案带电效应校正后的位置偏移量分布。在低能量覆盖带电的影响下，如虚线包围的那样，可知在照射区域的端部产生校正残差。此处，在分析工序(步骤S116)中，考虑低能量覆盖电子带电分布CL(L)。L表示低能量覆盖电子量分布。带电量分布C(x，y)能够以向式(4)加入CL(L)的方式表示为，
(13)C(x，y)＝C(E，F，t)+CL(L)。
此外，低能量覆盖电子量分布L(x，y)以及低能量覆盖电子分布函数gL(x，y)能够分别用以下的式子定义。
(14)gL(x，y)
＝(1/πσL2)×exp[-{(x-Δx)2+(y-Δy)2}/σL2]
(15)L(x，y)＝∫∫g(x，y)E(x’，y’)dx’dy’
此处，Δx、Δy是表示低能量覆盖电子在从电子光学系统朝描绘室的泄漏磁场、泄漏电场等的影响下从射束照射位置偏移的偏移量的常数。
此外，变量CL(L)用以下的式子定义。
(16)CL(L)＝l1×L+l2×L2+l3×L3
此处，l1、l2、l3是常数。
对于带电效应校正后的位置偏移量映射(参照图8b)，进一步应用根据由式(13)～(16)表示的带电分布计算的追加校正量分布，能够决定校正残差最小的l1、l2、l3、Δx、Δy。
图8c是假定中心分布偏移的低能量覆盖带电分布，相对于图8b将l1、l2、l3、Δx、Δy最佳化以使校正残差成为最小，追加校正后的位置偏移量分布。其结果，如图9的施加电压与Δx的关系所示，求出中心分布偏移量为Δx＝200μm，Δy＝0μm。
然而，根据上述结果求出的Δx表示低能量覆盖电子从照射位置的偏移量，但是是相对于上述评价图案最佳化的值，对于实际的任意的描绘图案(产品图案)，并不一定偏移Δx而带电。具体而言，已经通过描绘而带电的区域受到产生的电场的影响，由此，根据描绘图案变大或变小。因此，仅通过进行将式(13)考虑在内的带电效应校正，在任意的描绘图案中产生校正残差。
在本实施方式中，在分析工序(步骤S116)中，分析评价图案的描绘结果，求出施加电压与从描绘图案的设计位置的位置偏移量之间的关系。例如，求出图9所示的向板施加的电压与位置偏移量Δx之间的关系。在施加电压较小的情况下，二次电子因泄漏磁场等的影响而漂移，在从直接带电区域偏离的位置带电，因此，例如，Δx为1mm～几百μm的值。
如果充分增大施加电压，则二次电子的带电位置接近直接带电区域，校正残差逐渐变小。位置偏移量Δx充分变小(例如，带电效应校正网格尺寸的10分之1以下)、例如Δx＝0，求出施加电压：Vset，并作为施加电压信息而存储于存储装置21。
在产品图案的描绘(实际描绘)中，从存储装置140读出产品图案的描绘数据，进行与图5的步骤S100～S112相同的处理。
此时，低能量覆盖带电分布的分布中心从照射位置的偏移量总是小于带电效应校正网格，实际上能够与直接带电分布相同地处理，因此，对于任意的描绘图案(产品图案)，能够消除因低能量覆盖电子而引起的校正残差。
在上述实施方式中，在向基板2施加电压的情况下，优选施加电压以使标记M也成为相同的电位。由此，能够在基板2上和标记M上减小聚焦、偏转形状的差分。
另外，在标记M与基板2的电位差被保持为一定，校准差(聚焦差、偏转形状差等)稳定的情况下，即使不将标记M设为与基板2相同的电位，也根据描绘结果一次求出该差分，以后，只要对差分进行反馈而进行描绘即可。
在描绘中，也可以将向电位规定部件16以及/或者基板施加的电压设为可变，将其作为动态聚焦功能使用，进行聚焦调整。施加电压的调整范围是带电倾向不变的范围，例如，是图9所示的曲线图中的位置偏移量Δx为规定值(带电效应校正网格尺寸)以下的例如Δx＝0的范围。
因带电现象而引起的照射位置的偏移并不限定于电子束描绘装置。本发明能够应用于通过电子束等的带电粒子束检查图案的检查装置等的、使用向目标位置照射带电粒子束而得到的结果的带电粒子束照射装置。
使用特定的方式对本发明进行了详细说明，但对于本领域技术人员显而易见的是，能够在不脱离本发明的意图和范围的情况下进行各种变更。
本申请基于2020年5月12日提出的日本专利申请2020-083979，通过引用而援引其全部内容。
符号的说明
1：电子镜筒；2：基板；3：XY工作台；4：反射镜；5：电子枪；6：电子束；7：照明透镜；8：第1孔径；9：投影透镜；10：偏转器；11：第2孔径；12：物镜；13：偏转器；14：描绘室；15：静电透镜；16：电位规定部件；21、140：存储装置；30：描绘控制部；31：图案密度分布计算部；32：剂量分布计算部；33：照射量分布计算部；34：覆盖电子量分布计算部；35：带电量分布计算部；36：描绘经过时间运算部；37：累计时间运算部；38：位置偏移量分布计算部；39：施加电压设定部；41：发射数据生成部；42：位置偏移校正部；43：成形偏转器控制部；44：物镜偏转器控制部；45：工作台位置检测部；46：工作台控制部；100：描绘装置；150：电压控制电路。

Claims (9)

1.一种带电粒子束描绘方法，通过偏转器使带电粒子束偏转，通过物镜对焦，在工作台上的基板描绘图案，具备：
将上述基板的描绘区域假想分割为规定的网格尺寸，计算表示每个网格区域的上述图案的配置比例的图案密度分布的工序；
使用上述图案密度分布计算表示每个网格区域的剂量的剂量分布的工序；
使用上述图案密度分布以及上述剂量分布计算向上述基板照射的上述带电粒子束的照射量分布的工序；
通过对覆盖带电粒子的分布函数和上述照射量分布进行卷积积分来计算覆盖带电粒子量分布的工序；
使用上述图案密度分布、上述剂量分布以及上述照射量分布计算由直接带电产生的带电量分布，并使用上述覆盖带电粒子量分布计算由覆盖带电产生的带电量分布的工序；
计算基于由上述直接带电产生的带电量分布以及由上述覆盖带电产生的带电量分布的描绘位置的位置偏移量的工序；
使用上述位置偏移量校正照射位置的工序；以及
以使上述基板的表面的电位比配置在与上述基板对置的位置的电位规定部件的下表面的电位高的方式向上述基板和上述电位规定部件的至少任一方施加规定的电压而形成电场，并向上述校正后的照射位置照射上述带电粒子束的工序。
2.根据权利要求1所述的带电粒子束描绘方法，其特征在于，
上述电场是预先根据电场的大小与上述覆盖带电粒子量分布的分布中心的位置偏移量之间的关系求出的、上述分布中心的位置偏移量小于上述规定的网格尺寸的大小。
3.根据权利要求1所述的带电粒子束描绘方法，其特征在于，
将上述基板设为正电位。
4.根据权利要求3所述的带电粒子束描绘方法，其特征在于，
将设置在上述工作台上的校准用的标记设为与上述基板相同的电位。
5.根据权利要求1所述的带电粒子束描绘方法，其特征在于，
将上述电位规定部件的下表面设为负电位。
6.根据权利要求1所述的带电粒子束描绘方法，其特征在于，
对向上述基板和上述电位规定部件的至少任一方施加的电压进行控制，进行上述带电粒子束的聚焦调整。
7.一种带电粒子束描绘装置，通过偏转器使带电粒子束偏转，通过物镜对焦，在工作台上的基板描绘图案，具备：
发射部，发射上述带电粒子束；
图案密度分布计算部，将上述基板的描绘区域假想分割为网格状，计算表示每个网格区域的上述图案的配置比例的图案密度分布；
剂量分布计算部，使用上述图案密度分布计算表示每个网格区域的剂量的剂量分布；
照射量分布计算部，使用上述图案密度分布以及上述剂量分布，计算从上述发射部发射并向上述基板照射的上述带电粒子束的照射量分布；
覆盖带电粒子量分布计算部，通过对覆盖带电粒子的分布函数和上述照射量分布进行卷积积分，计算覆盖带电粒子量分布；
带电量分布计算部，使用上述图案密度分布、上述剂量分布以及上述照射量分布，计算由直接带电产生的带电量分布，并使用上述覆盖带电粒子量分布计算由覆盖带电产生的带电量分布；
位置偏移量分布计算部，计算基于由上述直接带电产生的带电量分布以及由上述覆盖带电产生的带电量分布的各描绘位置的位置偏移量；
校正部，使用上述位置偏移量校正照射位置；
电位规定部件，配置在与上述基板对置的位置，被控制为规定的电位；
电压控制电路，以使上述基板的表面的电位比上述电位规定部件的下表面的电位高的方式对上述基板和上述电位规定部件的至少任一方施加规定的电压，形成从上述基板朝向上述物镜的方向的电场；以及
描绘部，在形成有上述电场的状态下，向上述校正后的照射位置照射上述带电粒子束。
8.根据权利要求7所述的带电粒子束描绘装置，其特征在于，
上述电压控制电路向上述基板施加正电位，
设置在上述工作台上的校准用的标记被设定为与上述基板相同的电位。
9.根据权利要求8所述的带电粒子束描绘装置，其特征在于，
具有存储装置，该存储装置将预先根据电场的大小与上述覆盖带电粒子量分布的分布中心的位置偏移量之间的关系求出的位置偏移量(Δx)为规定值以下的施加电压作为施加电压信息存储。
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