DE112019003899T5

DE112019003899T5 - Schreibvorrichtung mit geladenem Partikelstrahl und Schreibverfahren mit geladenem Partikelstrahl

Info

Publication number: DE112019003899T5
Application number: DE112019003899.0T
Authority: DE
Inventors: Taku Yamada
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2018-08-02
Filing date: 2019-07-04
Publication date: 2021-04-15
Also published as: KR20200121349A; JP2020021880A; TWI730353B; KR102440642B1; CN112020761B; TW202018429A; US11251012B2; WO2020026696A1; US20210305008A1; CN112020761A; JP6981380B2

Abstract

Es wird eine Driftkorrektur mit hoher Genauigkeit durchgeführt, während die Rechenmenge reduziert wird. Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine geladene Partikelstrahl-Schreibeinrichtung einen, einen, einen geladenen Partikelstrahl emittierenden Entlader, einen Deflektor, der eine Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls in Bezug auf ein auf einer Bühne platziertes Substrat justiert, einen Schussdaten-Generator, der Schussdaten aus Schreibdaten erzeugt, wobei die Schussdaten eine Schussgröße, eine Schussposition und eine Strahl-EIN/AUS-Zeit pro Schuss beinhaltet, einen Drift-Korrektor, der Bezug nimmt auf eine Vielzahl von Teilen der Schussdaten für jede vorbestimmte Fläche, die mit dem geladenen Partikelstrahl bestrahlt wird, oder für jede vorbestimmte Anzahl von Schüssen des gestrahlten, geladenen Partikelstrahls, Berechnen eines Driftbetrags der Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls, mit welchem das Substrat bestrahlt wird, basierend auf der Schussgröße, der Schussposition und der Strahl-EIN/AUS-Zeit, und Erzeugen von Korrektur-Information zum Korrigieren eines Bestrahlungspositionsversatzes, basierend auf dem Driftbetrag, und eine Deflektions-Steuerung, die einen Ablenkungsbetrag, welcher durch den Deflektor erzielt wird, basierend auf den Schussdaten und der Korrektur-Information steuert.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine geladene Partikelstrahl-Schreibvorrichtung und ein geladenes Partikelstrahl-Schreibverfahren.
Hintergrund
Mit wachsender Dichte von LSI-Schaltungen wird die Leitungsbreite von Schaltungen von Halbleitervorrichtungen feiner. Um ein gewünschtes Schaltungsmuster auf einer Halbleiterschaltung zu bilden, wird ein Verfahren des Reduzierens und Transferierens, unter Verwendung einer Verkleinerungsprojektionsbelichtungs-Einrichtung, auf einen Wafer, eines hochpräzisen Originalbildmusters (Maske, oder Retikel, insbesondere bei Verwendung in einem Stepper oder einem Scanner), gebildet auf einem Quartz, eingesetzt. Das hochpräzise Originalbildmuster wird unter Verwendung einer Elektronenstrahl-Schreibvorrichtung geschrieben, in der eine üblicherweise als Elektronenstrahl-Lithographie bekannte Technologie verwendet wird.
In einer geladenen Partikelstrahl-Schreibeinrichtung kann aufgrund verschiedener Faktoren ein Phänomen, das Strahldrift genannt wird, auftreten, bei dem sich eine Bestrahlungsposition eines Elektronenstrahls mit Zeitverlauf während des Schreibens verschiebt. Beispielsweise haftet Kontamination an einem Bestrahlungssystem einer AblenkungsElektrode oder dergleichen der Schreibvorrichtung an, wird die Kontamination durch Streu-Elektronen aus einem Zielschreibsubstrat geladen und es tritt eine Strahldrift auf. Es wird eine Driftkorrektur durchgeführt, um die Strahldrift aufzuheben.
Beispielsweise offenbart PTL 1 eine Technik, die einen Driftbetrag aus einem Korrekturrechenausdruck unter Verwendung von Parametern berechnet, und korrigiert einen Deflektionsbetrag, der durch einen Deflektor erzielt wird, wobei die Parameter einen Strahlstrombetrag per Schuss, eine Strahl-Bestrahlungsposition und eine Strahl-EIN-AUS-Zeit sind. Jedoch, weil der akkumulierte Ladungsbetrag auf der Deflektoroberfläche für jeden Schuss berechnet wird, wächst die Rechenmenge mit steigender Anzahl von Schüssen. Wenn beispielsweise die Rechenzeit für den akkumulierten Ladungsbetrag pro Schuss 1 µs beträgt, braucht es ungefähr 28 Stunden, um 100 Giga (1 × 10¹¹) Schüsse zu berechnen, was nicht praktisch ist, somit ist es schwierig, die Berechnung in Echtzeit während des Schreibens durchzuführen.
PTL 2 offenbart eine Technik, die kumulativ eine Strahl-Bestrahlungsmenge (= Bestrahlungszeit × Bestrahlungsfläche) in jeder gewissen Zeit aufaddiert und einen Ablenkungsbetrag, der durch einen Deflektor erzielt wird, anhand des akkumulierten Addierbetrags korrigiert. Mit diesem Verfahren, wenn das Rechenintervall des akkumulierten Addierbetrags des Strahl-Bestrahlungsbetrags gesenkt wird, steigt die Korrekturgenauigkeit, jedoch wächst die Rechenmenge an. Wenn das Rechen-Intervall des akkumulierten Addierbetrags steigt, sinkt die Rechenmenge, jedoch wird die Korrektur-Genauigkeit reduziert. Auf diese Weise existiert eine Konfliktbeziehung zwischen dem Rechenintervall des akkumulierten Addierbetrags und der Korrekturgenauigkeit. Auch wenn Rechenintervall konstant gemacht wird, gibt es ein Problem damit, dass für ein Schreib-Layout mit einer großen Anzahl von Schüssen die Änderung bei der Anzahl von Schüssen nicht behandelt werden kann.
Zitateliste
Patentliteratur

PTL 1: Japanisches Patent JP 4439038 B
PTL 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP H9-45602 A
PTL 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP H10-256110 A
PTL 4: Japanisches Patent JP 2781941 B
PTL 5: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP H10-22195 A
PTL 6: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP 2010-73909 A
PTL 7: Japanische ungeprüfte Patentanmeldung, Veröffentlichungs-Nr. JP H9-293671 A

Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine geladene Partikelstrahl-Schreibeinrichtung und ein geladenes Partikelstrahl-Schreibverfahren bereitzustellen, die in der Lage sind, eine Driftkorrektur mit hoher Genauigkeit durchzuführen, während die Rechenmenge reduziert wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine geladene Partikelstrahl-Schreibeinrichtung einen Entlader, der einen geladenen Partikelstrahl emittiert, einen Deflektor, der eine Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls in Bezug auf ein auf einer Bühne platziertes Substrat justiert, einen Schussdatengenerator, der Schussdaten aus Schreibdaten erzeugt, wobei die Schussdaten eine Schussgröße, eine Schussposition und eine Strahl-EIN-AUS-Zeit pro Schuss beinhalten, einen Driftkorrektor, der eine Vielzahl von Teilen der Schussdaten für jede vorbestimmte Fläche referenziert, die mit dem geladenen Partikelstrahl bestrahlt wird, oder für jede bestimmte Anzahl von Schüssen des geladenen Partikelstrahls, der bestrahlt wird, Berechnen eines Driftbetrags der Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls, mit welchem das Substrat bestrahlt wird, basierend auf der Schussgröße, der Schussposition und der Strahl-EIN-AUS-Zeit, und Erzeugen von Korrektur-Information zum Korrigieren eines Bestrahlungspositions-Versatzes, basierend auf dem Driftbetrag, und einer Deflektions-Steuerung, die einen Ablenkungsbetrag steuert, welcher durch den Deflektor erzielt wird, basierend auf den Schussdaten und der Korrektur-Information.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein geladenes Partikelstrahl-Schreibverfahren das Emittieren eines geladenen Partikelstrahls, Justieren einer Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls in Bezug auf ein auf einer Bühne platziertes Substrat unter Verwendung eines Deflektors, Erzeugen von Schussdaten aus Schreibdaten, wobei die Schussdaten eine Schussgröße, eine Schussposition und eine Strahl-EIN-AUS-Zeit pro Schuss beinhalten, Bezugnehmen auf eine Vielzahl von Teilen der Schussdaten für jede vorbestimmte, mit dem geladenen Partikelstrahl bestrahlte Fläche, oder für jede vorbestimmte Anzahl von Schüssen von bestrahlten geladenen Partikelstrahl, und Berechnen eines Driftbetrags der Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls, mit welchem das Substrat bestrahlt wird, basierend auf der Schussgröße, der Schussposition und der Strahl-EIN-AUS-Zeit, Erzeugen von Korrektur-Information zum Korrigieren eines Bestrahlungspositions-Versatzes, basierend auf dem Driftbetrag, und Steuern eines Ablenkungsbetrags, welcher durch den Deflektor erzielt wird, basierend auf den Schussdaten und der Korrektur-Information.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Driftkorrektur mit hoher Genauigkeit bei Reduktion der Rechenmenge durchzuführen.
Figurenliste

Fig. list ein schematisches Diagramm einer geladenen Partikelstrahl-Schreibeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Perspektivansicht einer ersten Formblende und einer zweiten Formblende.
3 ist ein Konzeptdiagramm einer Ablenkungsfläche.
4 ist ein Graph, der eine Änderung beim akkumulierten Ladebetrag illustriert.
5 ist ein Graph, der Funktionen von Laden und Entladen illustriert.
6 ist ein Graph, der eine Änderung beim akkumulierten Ladebetrag illustriert.
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Ablenkungselektrode illustriert.
8 ist eine Tabelle, die ein Beispiel einer Beziehung zwischen akkumulierter Anzahl von Schüssen und Drift-Berechnungszeit illustriert.
9 ist ein Graph, der Beispiele eines Drift-Messergebnisses, eines Ladedrift-Rechenergebnisses und einer Änderung bei dem Störungsdriftbetrag illustriert.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basierend auf den Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Konfiguration, die einen Elektronenstrahl, als ein Beispiel eines geladenen Partikelstrahls, verwendet, beschrieben. Jedoch ist der geladene Partikelstrahl nicht auf einen Elektronenstrahl beschränkt und kann ein Ionenstrahl oder dergleichen sein.
1 ist ein Konzeptdiagramm, welches die Konfiguration einer Schreibeinrichtung in der Ausführungsform illustriert.
In 1 beinhaltet eine Schreibeinrichtung 100 einen Schreiber 150 und eine Steuerung 160. Der Schreiber 150 beinhaltet eine Elektronensäule 102 und eine Schreibkammer 103. In der Elektronensäule 102 sind eine Elektronenkanone 201, eine Beleuchtungslinse 202, ein Ausblend-Deflektor 212, eine Ausblendblende 214, eine erste Formblende 203, eine Projektionslinse 204, ein Formdeflektor 205, eine zweite Formblende 206, eine Objektivlinse 207, ein Hauptdeflektor 208, ein Unterdeflektor 209 und ein Unter-Unterdeflektor 216 angeordnet.
In der Schreibkammer 103 ist eine in den XY-Richtungen bewegliche XY-Bühne 105 platziert. Auf der XY-Bühne 105 ist ein Substrat 101 platziert, das ein mit einem Resist beschichtetes Schreibsubstrat ist. Das Substrat 101 beinhaltet eine Maske zur Belichtung, einen Silizium-Wafer und Masken-„Blanks“ zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung.
Auf der XY-Bühne 105 ist eine Markierung (Illustration wird weggelassen) zum Messen eines Driftbetrags eines Elektronenstrahls vorgesehen. Diese Markierung weist beispielsweise eine Kreuzform oder eine Punktform auf und besteht aus Schwermetall wie etwa Tantal oder Wolfram auf einem Siliziumsubstrat.
An einer Position der XY-Bühne 105 ist ein Bestrahlungspositions-Detektor 220 vorgesehen, der eine Bestrahlungsposition (Strahlposition) durch Bestrahlung der Markierung mit dem Elektronenstrahl detektiert. Als der Bestrahlungspositions-Detektor 220 kann beispielsweise ein Elektronen-Detektor verwendet werden, der die Markierung mit einem Elektronenstrahl abtastet und ein durch die Markierung reflektiertes Reflektions-Elektron als einen Stromwert detektiert. Dem später beschriebenen Steuercomputer 110 wird eine detektierte Strahlposition mitgeteilt.
Wenn ein Elektronenstrahl 200, der aus der Elektronenkanone 201 (Entlader), die in der Elektronensäule 102 vorgesehen ist, emittiert wird, den Ausblend-Deflektor 212 passiert, wird, ob das Substrat mit dem Elektronenstrahl bestrahlt wird oder nicht, durch den Ausblend-Deflektor 212 umgeschaltet.
Die erste Formblende 203, die eine rechteckige Öffnung A1 (siehe 2) aufweist, wird mit dem Elektronenstrahl 200 durch die Beleuchtungslinse 202 bestrahlt. Ein Elektronenstrahl B passiert die Öffnung A1 der ersten Formblende 203 und wird somit zu einem Rechteck geformt.
Der Elektronenstrahl 200, der beim Passieren der ersten Formblende 203 ein erstes Blendenbild aufweist, wird durch die Projektionslinse 204 auf die zweite Formblende 206, die eine variabel geformte Öffnung A2 aufweist, projiziert (siehe 2). An diesem Punkt wird das auf die zweite Formblende 206 projizierte erste Blendenbild durch den Formdeflektor 205 ablenkungsgesteuert und somit ist es möglich, die Form und Größe des, die variable, geformte Öffnung A2 passierenden Elektronenstrahls zu ändern (variable Formung durchzuführen).
Der Elektronenstrahl 200, der ein zweites Blendenbild aufweist, die variabel geformte Öffnung A2 der zweiten Formblende 206 passierend, wird durch die Objektivlinse 207 fokussiert, durch den Hauptdeflektor 208, den Unterdeflektor 209 und den Unter-Unterdeflektor 216 abgelenkt und wird auf das auf der XY-Bühne 105, welche sich kontinuierlich bewegt, platzierte Substrat 101 emittiert.
Die Steuerung 160 weist einen Steuercomputer 110, einen Speicher 112, eine Deflektions-Steuerschaltung 120, DAC-(Digital-Analog-Wandler) Verstärker 130, 132, 134, 136, 138 (Ablenkungsverstärker) und eine Speichervorrichtung 140 auf.
Die DAC-Verstärker 130, 132, 134, 136, 138 sind mit der Deflektions-Steuerschaltung 120 verbunden. Der DAC-Verstärker 130 ist mit dem Ausblend-Deflektor 212 verbunden. Der DAC-Verstärker 132 ist mit dem Unterdeflektor 209 verbunden. Der DAC-Verstärker 134 ist mit dem Hauptdeflektor 208 verbunden. Der DAC-Verstärker 136 ist mit dem Unter-Unterdeflektor 216 verbunden. Der DAC-Verstärker 138 ist mit dem Formdeflektor 205 verbunden.
Der Steuercomputer 110 beinhaltet einen Schussdaten-Generator 50, einen Drift-Korrektor 52 und eine Schreibsteuerung 54. Die Funktionen des Schussdaten-Generators 50, des Drift-Korrektors 52 und der Schreibsteuerung 54 können durch Software implementiert werden oder durch Hardware implementiert werden.
3 ist ein Konzeptdiagramm zum Erläutern einer Ablenkfläche. Wie in 3 illustriert, ist eine Schreibfläche 10 des Substrats 101 beispielsweise virtuell mit einer ablenkbaren Breite des Hauptdeflektors 208 in mehrere rechteckige Streifenflächen 20 in der Y-Richtung unterteilt. Dann stellen die durch Unterteilen jeder Streifenfläche 20 in der X-Richtung mit der ablenkbaren Breite des Hauptdeflektors 208 erhaltene Flächen Ablenkflächen (Hauptablenkflächen) des Hauptdeflektors 208 bereit.
Die Hauptablenkflächen ? sind virtuell in mehrere gitterförmige Unterfelder (SF) 30 mit ablenkbarer Größe des Unterdeflektors 209 unterteilt. Jedes SF 30 wird dann virtuell in mehrere maschenförmige Unter-Unterfelder (hier als „TF“ bezeichnet, unter Verwendung einer Abkürzung für Tertiäres Deflektions-Feld, was die dritte Ablenkung bedeutet) 40, mit einer ablenkbaren Größe des Unter-Unterdeflektors 216. Eine Schussfigur wird an Schusspositionen 42 jedes TF 40 geschrieben.
Ein Digitalsignal für die Ausblendsteuerung wird aus der Deflektions-Steuerschaltung 120 an den Verstärker 130 ausgegeben. Der Verstärker 130 wandelt das Digitalsignal in ein Analogsignal um und legt ein verstärktes Analogsignal an den Ausblend-Deflektor 212 als Ablenkspannung an. Die Ablenkspannung veranlasst, dass der Elektronenstrahl 200 abgelenkt wird und eine Ausblendsteuerung wird an jedem Schuss durchgeführt.
Ein Digitalsignal zum Formen der Ablenkung wird aus der Deflektions-Steuerschaltung 120 an den DAC-Verstärker 138 ausgegeben. Der DAC-Verstärker 138 wandelt das Digitalsignal in ein Analogsignal um und legt ein verstärktes Analogsignal an den Formdeflektor 205 als eine Ablenkspannung an. Die Ablenkspannung veranlasst den Elektronenstrahl 200, zu einer spezifischen Position der zweiten Formblende 206 abgelenkt zu werden, und es wird ein Elektronenstrahl mit gewünschter Größe und Form gebildet.
Ein Digitalsignal für die Haupt-Ablenksteuerung wird aus der Deflektions-Steuerschaltung 120 an den DAC-Verstärker 134 ausgegeben. Der DAC-Verstärker 134 wandelt das Digitalsignal in ein Analogsignal um und legt ein verstärktes Analogsignal an den Hauptdeflektor 208 als eine Ablenkspannung an. Die Ablenkspannung veranlasst den Elektronenstrahl 200, abgelenkt zu werden, und der Strahl jedes Schusses wird zu einer Referenzposition A (beispielsweise die Zentralposition oder die untere linke Eckposition eines entsprechenden SF) eines vorbestimmten Unterfelds (SF) abgelenkt, welches virtuell in eine Maschenform unterteilt ist. Wenn ein Schreiben durchgeführt wird, während die XY-Bühne 105 kontinuierlich bewegt wird, beinhaltet die Ablenkspannung auch eine Ablenkspannung zum Verfolgen, um der Bewegung der Bühne zu folgen.
Ein Digitalsignal für die Unter-Ablenkungssteuerung wird aus der Deflektions-Steuerschaltung 120 an den DAC-Verstärker 132 ausgegeben. Der DAC-Verstärker 132 wandelt das Digitalsignal in ein Analogsignal um und legt ein verstärktes Analogsignal an den Unterdeflektor 209 als eine Ablenkspannung an. Die Ablenkspannung veranlasst den Elektronenstrahl 200, abgelenkt zu werden, und der Strahl jedes Schusses wird zu einer Referenzposition B (beispielsweise die Zentralposition oder die untere linke Eckenposition eines entsprechenden TF) eines TF 40, welches die kleinste Ablenkfläche ist, abgelenkt.
Ein Digitalsignal für Unter-Unter-Ablenkungssteuerung wird aus der Deflektions-Steuerschaltung 120 an den DAC-Verstärker 136 ausgegeben. Der DAC-Verstärker 136 wandelt das Digitalsignal in ein Analogsignal um und legt ein verstärktes Analogsignal an den Unter-Unterdeflektor 216 als eine Ablenkspannung an. Die Ablenkspannung veranlasst, dass der Elektronenstrahl 200 abgelenkt wird, und der Strahl jedes Schusses wird zu jeder Schussposition 42 im TF 40 abgelenkt.
In der Schreibeinrichtung 100 wird eine Schreibverarbeitung an jeder Streifenfläche 20 unter Verwendung von Deflektoren in mehreren Stufen durchgeführt. Hier werden als ein Beispiel Drei-Stufen-Deflektoren verwendet, welche den Hauptdeflektor 208, den Unterdeflektor 209 und den Unter-Unterdeflektor 216 aufweisen. Während die XY-Bühne 105 kontinuierlich bewegt wird, beispielsweise in der -x-Richtung, wird Schreiben auf die erste Streifenfläche 20 in der x-Richtung durchgeführt. Während die XY-Bühne 105 kontinuierlich bewegt wird, beispielsweise in der -x-Richtung, wird Schreiben auf die erste Streifenfläche 20 in der x-Richtung durchgeführt. Nachdem Schreiben auf die erste Streifenfläche 20 abgeschlossen ist, wird Schreiben ähnlich auf die zweite Streifenfläche 20 durchgeführt, oder in der entgegengesetzten Richtung. Nachfolgend wird in ähnlicher Weise ein Schreiben auf die dritte oder spätere Streifenfläche 20 durchgeführt.
Der Hauptdeflektor 208 lenkt sequentiell den Elektronenstrahl 200 zur Referenzposition A des SF 30 ab, um so der Bewegung der XY-Bühne 105 zu folgen. Zusätzlich lenkt der Unterdeflektor 209 sequentiell den Elektronenstrahl 200 aus der Referenzposition A jedes SF 30 zur Referenzposition B eines TF 40 ab. Der Unter-Unterdeflektor 216 lenkt dann den Elektronenstrahl 200 aus der Referenzposition B jedes TF 40 zur Schussposition 42 ab, die mit einem Strahl in den TF 40 bestrahlt wird.
Auf diese Weise weisen der Hauptdeflektor 208, der Unterdeflektor 209 und der Unter-Unterdeflektor 216 Ablenkbereiche in unterschiedlichen Größen auf. Das TF 40 ist der kleinste Ablenkbereich von den Ablenkbereichen der Deflektoren in mehreren Stufen.
Die Speichervorrichtung 140 ist beispielsweise eine Magnet-Disk-Vorrichtung und speichert Schreibdaten zum Schreiben eines Musters auf das Substrat 101. Die Schreibdaten sind solche Daten, die von Design-Daten (Layout-Daten) in ein Format für die Schreibeinrichtung 100 umgewandelt werden, und die aus der externen Vorrichtung an die Speichervorrichtung 140 eingegeben und darin gespeichert werden.
Der Schussdaten-Generator 50 führt eine Datenumwandlungs-Verarbeitung in mehreren Stufen an den in der Speichervorrichtung 140 gespeicherten Schreibdaten durch, unterteilt jedes Figurmuster als Schreibziel in Schussfiguren einer Größe, die alle mit einem einzelnen Schuss bestrahlt werden können, und erzeugt Schussdaten in einem für die Schreibeinrichtung spezifischen Format. In den Schussdaten sind für jeden Schuss beispielsweise ein Figuren-Code, der einen Figurentyp jeder Schussfigur angibt, eine Figurengröße (Schussgröße), eine Schussposition, eine Strahl-Ein/Aus-Zeit definiert. Die erzeugten Schussdaten werden zeitweilig im Speicher 112 gespeichert.
Die Strahl-Ein-Zeit, die in den Schussdaten enthalten ist, wird durch Berechnen einer Bestrahlungsmenge (Dosismenge) Q des Elektronenstrahls an jeder Position der Schreibfläche 10 unter Berücksichtigung von Faktoren, die eine dimensionale Variation eines Musters verursachen, wie etwa einen Proximitäts-Effekt, einen Verschleierungs-Effekt und einen Ladungseffekt, und Dividieren des berechneten Bestrahlungsbetrags Q durch eine Stromdichte J ermittelt. Die Strahl-Aus-Zeit wird aus der Bühnenbewegungsgeschwindigkeit, dem Strahl-Bewegungsbetrag während des Schreibens und der Einschwingzeit der DAC-Verstärker berechnet.
Die Erzeugung der Schussdaten wird gleichzeitig mit der Schreibverarbeitung durchgeführt und Schussdaten für mehrere Schüsse werden vorab erzeugt und im Speicher 112 gespeichert. Beispielsweise werden die Schussdaten für eine Streifenfläche 20 vorab erzeugt und in dem Speicher 112 gespeichert.
In der vorliegenden Ausführungsform wird Bezug genommen auf die vorab erzeugten Schussdaten für mehrere Schüsse und es wird eine akkumulierte Ladungsmenge jeder Oberfläche der Deflektoren (des Hauptdeflektors 208, des Unterdeflektors 209 oder des Unter-Unterdeflektors 216) berechnet und der Ladungsdrift aufgrund von Auflade-Phänomen wird korrigiert unter Verwendung der akkumulierten Anzahl von Schüssen der mehreren Schüsse, einer Durchschnittsschussgröße (Strahlgröße) und Schusspositionen (Strahlablenkpositionen).
Wie in 4 illustriert, weist ein Schuss eine Strahl-EIN-Periode t_shot und eine Strahl-AUS-Periode t_stl auf und eine Ladungsphase aufgrund von Streu-Elektronen zum Zeitpunkt der Strahl-Bestrahlung (Strahl EIN) und einer Entladungsphase zur Zeit von Strahl AUS werden wiederholt.
In jeder von in den Deflektoren enthaltenen mehreren Elektroden kann die Änderung beim akkumulierten Ladungsbetrag auf der Elektroden-Oberfläche durch Funktionen C(t), D(t), illustriert in 5, ausgedrückt werden. Die Funktion C(t) entlädt zum Zeitpunkt von Strahl-Aus. In den mathematischen Ausdrücken in 5 ist τ_c eine Zeitkonstante, die eine Wahrscheinlichkeit, geladen zu werden, angibt, und ist τ_d eine Zeitkonstante, die die Wahrscheinlichkeit, entladen zu werden, angibt.
Es sei Q_i die akkumulierte Ladungsmenge zum Start des in 4 illustrierten i-ten Schusses, so dass dann die akkumulierte Ladungsmenge Q_i+1 zur Endzeit des i-ten Schusses (zur Startzeit des (i+1)-ten Schusses) die akkumulierte Ladungsmenge Q_i+2 zur Endzeit des (i+1)-ten Schusses (zur Startzeit des (i+2)-ten Schusses) ausgedrückt werden kann jeweils durch Ausdruck 1 unten. In Ausdruck 1 ist Qmax eine saturierte Elektronenmenge, ist t_shot eine Strahl-EIN-Zeit (Schusszeit), ist t_stl eine Strahl-AUS-Zeit (Einschwingzeit), ist τ_c eine Zeitkonstante zur Ladung und ist τ_d eine Zeitkonstante zur Entladung. $\begin{array}{l} Q_{i + 1} = e x p (- \frac{t_{s h o t}}{τ_{c}} - \frac{t_{s t i}}{τ_{d}}) [Q_{m a x} {e x p (\frac{t_{s h o t}}{τ_{c}}) - 1} + Q_{i}] \\ Q_{i + 2} = e x p (- \frac{t_{s h o t}}{τ_{c}} - \frac{t_{s t i}}{τ_{d}}) [Q_{m a x} {e x p (\frac{t_{s h o t}}{τ_{c}}) - 1} + Q_{i + 1}] \end{array}$
Der in 4 illustrierte Graph entspricht einem Rechenausdruck, wenn die akkumulierte Ladungsmenge Schuss für Schuss berechnet wird. Wenn die akkumulierte Ladungsmenge Schuss für Schuss berechnet wird, steigt die Rechenmenge mit steigender Anzahl von Schüssen, somit ist es schwierig, eine Driftkorrektur in Echtzeit gleichzeitig mit dem Schreibverarbeiten durchzuführen. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Ausführungsform die Rechengeschwindigkeit durch Berechnen akkumulierter Ladungsmenge für mehrere Schüssen kollektiv vergrößert, wodurch es ermöglicht wird, eine Driftkorrektur in Echtzeit durchzuführen.
Wenn beispielsweise die akkumulierte Ladungsmenge für jeden zweiten Schuss berechnet wird, ist es möglich, die Berechnung durch Abschätzen, dass die akkumulierte Ladungsmenge variiert, zu vereinfachen, wie in 6. In diesem Fall kann die akkumulierte Ladungsmenge Q_i+2 zur Endzeit des (i+1)-ten Schusses (zur Startzeit des (i+2)-ten Schusses) durch den nachfolgenden Ausdruck 2 aus der akkumulierten Ladungsmenge Q_i zur Startzeit des i-ten Schusses ausgedrückt werden. $Q_{i + 2} = e x p (- \frac{2 t_{s h o t}}{τ_{c}} - \frac{2 t_{s t i}}{τ_{d}}) [Q_{m a x} {e x p (\frac{2 t_{s h o t}}{τ_{c}}) - 1} + Q_{i}]$
Auch, da mehrere Elektroden in jedem Deflektor verwendet werden, sind geladene Quellen wahrscheinlich an mehreren Positionen vorhanden. Somit, wie in 7 illustriert, wird ein Fall diskutiert, bei dem ein Deflektor aus vier Elektroden E1 bis E4 besteht, und die akkumulierte Ladungsmenge (Ladungsmenge) jeder Elektrode wird für N Schüsse (für N Schüsse gemeinsam) berechnet. Die akkumulierte Ladungsmenge Q_i+N,j nach N Schüssen kann durch den folgenden Ausdruck 3 aus der akkumulierten Ladungsmenge Q_i,j zum Start des i-ten Schusses der Elektrode Ej (j = 1 bis 4) bestimmt werden. $\begin{array}{l} Q_{i + N, j} = e x p (- S \cdot A \frac{t_{s h o t (t o t a l)}}{τ_{c j}} - \frac{t_{s t l (t o t a l)}}{τ_{d j}}) [Q_{m a x} {e x p (S \cdot A \frac{t_{s h o t (t o t a l)}}{τ_{c j}}) - 1} + Q_{i, j}] \\ S = \bar{s h o t s i z e} / m a x s h o t s i z e \\ A = [1 + t a n h (a \times \vec{n_{j}} \cdot \bar{\vec{V}})] / 2 \end{array}$

accumulated number of shots : N
accumulated shot time : t_shot(total)
accumulated settling time (=accumulated writing time- accumulated shot time) : t_stl(total)
average deflection direction :
average shot size : shotsize
akkumulierte Anzahl von Schüssen : N
akkumulierte Schusszeit: t_shot(total)
akkumulierte Einschwingzeit = akkumulierte Schreibzeit -akkumulierte Schusszeit) : t_stl(total)
Durchschnittablenkrichtung: $\bar{\vec{V}}$
Durchschnittsschusszeit: shotsize

In Ausdruck 3 sind Zeitkonstanten τ_cj, τ_dj, Koeffizienten α, Q_max,j Zustandsparameter, die für die Einrichtung spezifisch sind, unabhängig vom Schreib-Layout, können somit vorab aus einem Messergebnis einer Änderung in der Drift unter einer Bedingung, dass es zwei oder mehr Strahl-Bestrahlungsbeträge oder Schuss-Intervalle und Ablenkungspositionen gibt, bestimmt werden.
Der Driftbetrag kann durch den nachfolgenden Ausdruck 4 unter Verwendung der akkumulierten Ladungsmenges jeder Elektrode berechnet werden. $Drift amount \vec{D_{i}} = \sum_{j} (- O_{i, j}) \vec{n_{j}} = (\begin{matrix} - Q_{i 1} - Q_{i 2} + Q_{i 3} + Q_{i 4} \\ - Q_{i 1} + Q_{i 2} + Q_{i 3} - Q_{i 4} \end{matrix})$
Drift amount = Driftbetrag
8 illustriert ein Beispiel einer Beziehung zwischen der kollektiven Anzahl von Schüssen (der akkumulierten Anzahl N von Schüssen in Ausdruck 3) und der Zeit, die es braucht, um den Driftbetrag von 1 × 10⁸ Schüssen zu berechnen. Je größer die akkumulierte Anzahl N von Schüssen ist, desto kürzere Zeit wird benötigt, um den Driftbetrag von 1 × 10⁸ Schüssen zu berechnen. Selbst wenn die akkumulierte Anzahl N von Schüssen zu 100, 1000, 10000, 100000, 1000000 verändert wurde, änderte sich der berechnete Driftbetrag kaum.
Die oben genannten Ausdrücke 3, 4 und die Rechenausdrucksdaten, welche die Zeitkonstanten τ_cj, τ_dj, die Koeffizienten α, Q_max,j enthalten, sind in der Speichervorrichtung 140 gespeichert. Der Driftkorrektor 52 ruft Rechenausdrucksdaten aus der Speichervorrichtung 140 ab. Der Drift-Korrektor 52 bezieht sich auf mehrere Teile von Schussdaten, die im Speicher 112 gespeichert sind, berechnet akkumulierte Schusszeiten (die Summe von Strahl-EIN-Zeiten) mehrerer Schüssen, akkumulierte Einstellzeiten (die Summe von Strahl-AUS-Zeiten), eine Durchschnitts-Ablenkrichtung und eine Durchschnitts-Schussgröße und berechnet den akkumulierten Ladungsbetrag jeder Elektrode durch Einsetzen der berechneten Werte in den Rechenausdruck.
Der Drift-Korrektor 52 berechnet einen Driftbetrag aus dem akkumulierten Ladungsbetrag jeder Elektrode und bestimmt einen Drift-Korrekturbetrag, der den Driftbetrag aufhebt. Der Drift-Korrektor 52 erzeugt Korrektur-Information für den Ablenkungsbetrag (Strahl-Bestrahlungsposition) des Elektronenstrahls, basierend auf dem Drift-Korrekturbetrag und stellt die Korrektur-Information der Schreibsteuerung 54 bereit. Die Schreibsteuerung 54 stellt einen Korrekturbetrag für die Strahl-Bestrahlungsposition der Deflektions-Steuerschaltung 120 unter Verwendung der Korrektur-Information bereit.
Die Schreibsteuerung 54 überträgt die Schussdaten an die Deflektions-Steuerschaltung 120. Die Deflektions-Steuerschaltung 120 gibt ein Signal für die Ausblendsteuerung an den DAC-Verstärker 130 aus und gibt ein Signal für Formungsablenkung an den DAC-Verstärker 138 aus, basierend auf den Schussdaten.
Die Deflektions-Steuerschaltung 120 gibt ein Signal für Ablenkungssteuerung an die DAC-Verstärker 132, 134, 136 aus, basierend auf den Schussdaten und dem Korrekturbetrag für die Strahl-Bestrahlungsposition. Folglich wird die Strahl-Bestrahlungsposition im Schreiber 150 korrigiert.
Auf diese Weise wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform Bezug genommen auf mehrere Teile von Schussdaten in einem spezifischen Intervall und wird ein Driftbetrag unter Verwendung einer akkumulierten Anzahl von Schüssen, einer im Intervall gemittelten Strahlgröße, einer Strahlablenkposition (Ablenkrichtung), akkumulierten Zeiten von Strahl-EIN/AUS im Intervall berechnet, somit ist es möglich, Driftkorrektur mit hoher Genauigkeit durchzuführen, während die Rechenmenge reduziert wird.
Das spezifische Intervall (die akkumulierte Anzahl N von Schüssen in Ausdruck 3) ist nicht besonders beschränkt und kann beispielsweise jedes Unterfeld (SF 30), jedes Unter-Unterfeld (TF 40), oder jede vorbestimmte Anzahl von Schüssen sein.
In der oben beschriebenen Ausführungsform kann Ladungsdrift aufgrund von einem Aufladungs-Phänomen korrigiert werden, jedoch tritt Drift (Störungsdrift) aufgrund von Faktoren wie etwa Wärme oder Atmosphärendruck auch in der Schreibeinrichtung auf. Somit kann die Schreibgenauigkeit weiter durch Korrigieren der Störungsdrift verbessert werden. Die Störungsdrift kann durch das nachfolgende Verfahren berechnet werden.
Während der Schreibverarbeitung wird eine Schreiboperation zeitweilig in irgendeinem Intervall gestoppt und ein Strahldriftbetrag wird gemessen. Beispielsweise wird eine Markierung auf der XY-Bühne 105 einen Elektronenstrahl abgetastet und es wird ein Strahldriftbetrag basierend auf der durch den Bestrahlungspositions-Detektor 220 detektierten Strahlposition aus der aktuellen Menge reflektierter Elektronen gemessen.
Der Messwert beinhaltet den Effekt von sowohl Ladungsdrift als auch Störungsdrift, so dass der Störungsdriftbetrag durch Subtrahieren des Rechenergebnisses von Ladungsdrift unmittelbar vor dem zeitweiligen Stopp der Schreiboperation vom Messwert bestimmt wird. Der Störungsdriftbetrag wird mehrfach für vorbestimmte Zeitintervalle bestimmt, und sein Trend wird durch eine Funktion angenähert. Die Annäherungsfunktion für den Störungsdriftbetrag wird in einem Speicher registriert. 9 illustriert Beispiele eines Drift-Messergebnisses, eines Ladungsdrift-Rechenergebnisses, eines Störungsdriftbetrags und einer Annäherungsfunktion für den Störungsdriftbetrag.
Nachdem die Annäherungsfunktion berechnet wird, sagt der Drift-Korrektor 52 die Änderung bei dem Störungsdriftbetrag unter Verwendung der Funktion vorher. Der vorhergesagte Störungsdriftbetrag und das Rechenergebnis der Ladungsdrift werden kombiniert, um ein Gesamtstrahldriftbetrag zu sein und der Ablenkungsbetrag wird korrigiert.
Obwohl eine Schreibeinrichtung, die einen Einzelstrahl verwendet, in der oben beschriebenen Ausführungsform beschrieben worden ist, kann eine Mehrstrahl-Schreibeinrichtung anwendbar sein.
Während gewisse Ausführungsformen beschrieben worden sind, sind diese Ausführungsformen lediglich beispielhaft präsentiert worden und sie sollen nicht den Schutzumfang der Erfindung beschränken. Tatsächlich können die hierin beschriebenen neuen Methoden und Systeme in einer Vielzahl anderer Formen ausgeführt werden; weiterhin können verschiedene Weglassungen, Austäusche und Änderungen in der Form der hierin beschriebenen Verfahren und Systeme gemacht werden, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Die beigefügten Ansprüche und ihre Äquivalente sollen solche Formen oder Modifikationen, die innerhalb des Schutzumfangs und Geists der Erfindung fallen würden, mit abdecken. Die vorliegende Erfindung ist oben im Detail unter Bezugnahme auf bestimmte Aspekte beschrieben worden, aber es sollte Fachleuten auf dem Gebiet klar sein, dass verschiedene Modifikationen möglich sind, ohne von Ziel und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr. JP 2018-146121 A , eingereicht am 2. August 2018, deren gesamter Inhalt hierin unter Bezugnahme inkorporiert wird.
Bezugszeichenliste

50: Schussdaten-Generator
52: Drift-Korrektor
54: Schreibsteuerung
100: Schreibeinrichtung
110: Steuercomputer
150: Schreiber
160: Steuerung 160

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 4439038 B [0005]
JP H945602 A [0005]
JP H10256110 A [0005]
JP 2781941 B [0005]
JP H1022195 A [0005]
JP 2010073909 A [0005]
JP H9293671 A [0005]
JP 2018146121 A [0059]

Claims

Geladene Partikelstrahl-Schreibeinrichtung, umfassend: einen Entlader, der einen geladenen Partikelstrahl emittiert; einen Deflektor, der eine Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls in Bezug auf ein auf einer Bühne platziertes Substrat justiert; einen Schussdatengenerator, der Schussdaten aus Schreibdaten erzeugt, wobei die Schussdaten eine Schussgröße, eine Schussposition und eine Strahl-EIN-AUS-Zeit pro Schuss beinhalten; einen Driftkorrektor, der eine Vielzahl von Teilen der Schussdaten für jede vorbestimmte Fläche referenziert, die mit dem geladenen Partikelstrahl bestrahlt wird, oder für jede bestimmte Anzahl von Schüssen des geladenen Partikelstrahls, der bestrahlt wird, Berechnen eines Driftbetrags der Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls, mit welchem das Substrat bestrahlt wird, basierend auf der Schussgröße, der Schussposition und der Strahl-EIN-AUS-Zeit, und Erzeugen von Korrektur-Information zum Korrigieren eines Bestrahlungspositions-Versatzes, basierend auf dem Driftbetrag; und eine Deflektions-Steuerung, die einen Ablenkungsbetrag steuert, welcher durch den Deflektor erzielt wird, basierend auf den Schussdaten und der Korrektur-Information.
Geladene Partikelstrahl-Schreibeinrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Deflektor eine Vielzahl von Elektroden beinhaltet, und der Driftkorrektur einen Ladungsbetrag jeder der Vielzahl von Elektroden des Deflektors unter Verwendung eines Durchschnittswerts von Schussgrößen einer Vielzahl von Schüssen, eines Durchschnittswerts von Schusspositionen der Vielzahl von Schüssen und einer akkumulierten Strahl-EIN/AUS-Zeit der Vielzahl von Schüssen berechnet und den Driftbetrag aus dem Ladungsbetrag jeder Elektrode berechnet.
Geladene Partikelstrahl-Schreibeinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Deflektor beinhaltet: einen ersten Deflektor, der den geladenen Partikelstrahl zu Referenzpositionen einer Vielzahl von ersten kleinen Flächen ablenkt, in welchen eine Schreibfläche des Substrats virtuell in Maschenformen unterteilt ist; einen zweiten Deflektor, der den geladenen Partikelstrahl aus der Referenzposition jeder der ersten kleinen Flächen zu Referenzpositionen einer Vielzahl zweiter kleiner Fläche ablenkt, in welchen die erste kleine Fläche virtuell in Maschenformen unterteilt wird; und einen dritten Deflektor, der den geladenen Partikelstrahl aus der Referenzposition jeder der zweiten kleinen Flächen zu einer Schussposition ablenkt, die mit einem Strahl in der zweiten kleinen Fläche bestrahlt wird, und der Driftkorrektur den Driftbetrag durch Bezugnahme auf die Schussdaten der Vielzahl von in der ersten kleinen Fläche beinhalteten Schüsse oder den Schussdaten der Vielzahl von in der zweiten kleinen Fläche beinhalteten Schüssen berechnet.
Geladene Partikelstrahl-Schreibeinrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, umfassend: eine auf der Bühne bereitgestellte Markierung; und einen Bestrahlungspositions-Detektor, der eine Strahl-Bestrahlungsposition aus einem reflektierten, geladenen Partikel detektiert, wenn die Markierung durch den geladenen Partikelstrahl abgetastet wird, wobei ein Störungs-Driftbetrag aus einer Differenz zwischen dem aus der durch den Bestrahlungspositions-Detektor detektierten Strahl-Bestrahlungsposition gemessenen Driftbetrag und dem durch den Drift-Korrektor berechneten Driftbetrag bestimmt wird.
Geladenes Partikelstrahl-Schreibverfahren, umfassend: Emittieren eines geladenen Partikelstrahls; Justieren einer Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls in Bezug auf ein auf einer Bühne platziertes Substrat unter Verwendung eines Deflektors; Erzeugen von Schussdaten aus Schreibdaten, wobei die Schussdaten eine Schussgröße, eine Schussposition und eine Strahl-EIN-AUS-Zeit pro Schuss beinhalten, Bezug nehmen auf eine Vielzahl von Teilen der Schussdaten für jede vorbestimmte, mit dem geladenen Partikelstrahl bestrahlte Fläche, oder für jede vorbestimmte Anzahl von Schüssen von bestrahlten geladenen Partikelstrahl, und Berechnen eines Driftbetrags der Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls, mit welchem das Substrat bestrahlt wird, basierend auf der Schussgröße, der Schussposition und der Strahl-EIN-AUS-Zeit; Erzeugen von Korrektur-Information zum Korrigieren eines Bestrahlungspositions-Versatzes, basierend auf dem Driftbetrag, und Steuern eines Ablenkungsbetrags, welcher durch den Deflektor erzielt wird, basierend auf den Schussdaten und der Korrektur-Information.
Geladenes Partikelstrahl-Schreibverfahren gemäß Anspruch 5, wobei der Deflektor eine Vielzahl von Elektroden beinhaltet, und eine Ladungsmenge jeder der Vielzahl von Elektroden des Deflektors unter Verwendung eines Durchschnittswerts von Schussgrößen einer Vielzahl von Schüssen, eines Durchschnittswerts von Schusspositionen der Vielzahl von Schüssen und einer akkumulierten Strahl-EIN/AUS-Zeit der Vielzahl von Schüssen berechnet wird und der Driftbetrag aus der Ladungsmenge jeder Elektrode berechnet wird.
Geladenes Partikelstrahl-Schreibverfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei der Deflektor beinhaltet: einen ersten Deflektor, der den geladenen Partikelstrahl auf Referenzpositionen einer Vielzahl erster kleiner Flächen ablenkt, in welchen eine Schreibfläche des Substrats virtuell in Maschenformen unterteilt ist; einen zweiten Deflektor, der den geladenen Partikelstrahl auf der Referenzposition jeder der ersten kleinen Flächen zu Referenzpositionen einer Vielzahl von zweiten kleinen Flächen ablenkt, in welchen die erste kleine Fläche virtuell in Maschenformen unterteilt ist; und einen dritten Deflektor, der den geladenen Partikelstrahl aus der Referenzposition jeder der zweiten kleinen Flächen zu einer Schussposition ablenkt, die mit einem Strahl in der zweiten kleinen Fläche bestrahlt ist, und der Driftbetrag durch Bezugnahme auf die Schussdaten der Vielzahl der in der ersten kleinen Fläche enthaltenen Schüssen oder der Schussdaten der Vielzahl von in der zweiten kleinen Fläche enthaltenen Schüssen berechnet wird.
Geladenes Partikelstrahl-Schreibverfahren gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei eine Strahl-Bestrahlungsposition aus einem reflektierten geladenen Partikel detektiert wird, wenn eine auf der Bühne vorgesehene Markierung durch den geladenen Partikelstrahl abgetastet wird, und ein Störungsdriftbetrag aus einer Differenz zwischen den aus der detektierten Bestrahlungsposition gemessenen Driftbetrag und dem berechneten Driftbetrag bestimmt wird.