DE112021002512T5

DE112021002512T5 - Schreibverfahren für geladenen Partikelstrahl und Einrichtung für Ladungspartikelstrahlschreiben

Info

Publication number: DE112021002512T5
Application number: DE112021002512.0T
Authority: DE
Inventors: Haruyuki NOMURA; Noriaki Nakayamada
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2020-04-27
Filing date: 2021-03-29
Publication date: 2023-03-02
Also published as: WO2021220697A1; TW202207267A; KR20220078646A; US20230029715A1; TWI807295B; CN114787958A; JPWO2021220697A1

Abstract

Ein Ladungsbetrag eines Substrats wird prompt und genau berechnet. Ein Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren beinhaltet einen Schritt S100 zum virtuellen Unterteilen einer Schreibregion des Schreibzielsubstrates in einer maschenartigen Weise und Berechnen einer Musterdichte, die ein Anordnungsverhältnis des Musters für jede Maschenregion repräsentiert, einen Schritt S102 zum Berechnen einer Dosis für jede Maschenregion unter Verwendung der Musterdichte, einen Schritt S104 zum Berechnen eines Ladungsbetrags auf Basis einer Filmdicke des Resist-Films, der auf dem Substrat gebildet ist, und der berechneten Dosis unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion für Ladungsbetragsberechnung, wobei die Funktion als Variablen die Filmdicke des Resist-Films und die Dosis verwendet, einen Schritt S106 zum Berechnen eines Positionsverschiebungsbetrags einer Schreibposition aus dem berechneten Ladungsbetrag, und einen Schritt S108 zum Korrigieren einer Bestrahlungsposition eines geladenen Partikelstrahls unter Verwendung des Positionsverschiebungsbetrags.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren und Ladungspartikelstrahl-Schreibeinrichtung.
Hintergrund
Mit wachsender Dichte von LSI-Schaltungen wird die Linienbreite von Schaltungen von Halbleitervorrichtungen feiner. Um ein gewünschtes Schaltungsmuster auf einer Halbleitervorrichtung zu bilden, wird ein Verfahren des Reduzierens und Transferierens, unter Verwendung einer Verkleinerungsprojektions-Belichtungseinrichtung auf einen Wafer eines hochpräzisen Original-Bildmusters (Maske oder Retikel, insbesondere bei Verwendung in einem Stepper oder einem Scanner), das auf einem Quarz gebildet wird, eingesetzt. Das hochpräzise Original-Bildmuster wird unter Verwendung einer Elektronenstrahl-Schreibeinrichtung geschrieben, in welcher einer Technologie, die allgemein als Elektronenstrahl-Lithographie bekannt ist, verwendet wird.
In einem Fall, bei dem ein Substrat, wie etwa eine Maske mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird, werden eine Bestrahlungsposition und ihre Umgebungsregion durch in der Vergangenheit durchgeführte Elektronenstrahl-Bestrahlung geladen und wird die Bestrahlungsposition verschoben. Bislang ist als ein Verfahren zum Eliminieren dieser Strahlbestrahlungs-Positionsverschiebung ein Verfahren bekannt, in welchem die Oberfläche eines Substrats daran gehindert wird, geladen zu werden, indem ein antistatischer Film (eine Ladungsverteilungsschicht (CDL, charge dissipation layer)) auf dem Substrat gebildet wird. Jedoch weist dieser anti-statische Film grundlegend Säurecharakteristik auf und ist somit beispielsweise in einem Fall, bei dem ein chemisch verstärkter Resist auf das Substrat aufgebracht wird, nicht geeignet. Darüber hinaus müssen neue Werke bereitgestellt werden, um einen antistatischen Film zu bilden, wodurch die Herstellkosten weiter steigen. Daher wird es gewünscht, dass eine Ladungswirkungskorrektur (CEC, charging effekt correction) durchgeführt wird, ohne einen antistatischen Film zu verwenden.
Bislang ist bei der Ladungseffektkorrektur die Abhängigkeit von einem Ladungsbetrag auf einen Strahlbestrahlungsbetrag aus der auf einer Substratbasis durchgeführten Schreibevaluierung ermittelt worden. Somit, um die Menge an Ladung eines Substrats abzuschätzen, jedes Mal, wenn die Dicke des Resist-Films verändert wird oder beispielsweise die Konzentration eines säureerzeugenden Mittels, das in dem Resist enthalten ist, geändert wird, ist es notwendig, ein Evaluierungsmuster zu schreiben und das Schreibergebnis zu evaluieren, und dies ist mühsam. Darüber hinaus ist die Ausfallzeit der Einrichtung länger geworden.

PTL 1: JP2002-158167A
PTL 2: JPH10-027753A
PTL 3: JPS61-142740A
PTL 4: JP5480555B2
PTL 5: JP5480496B2

Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, ein Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren und eine Ladungspartikelstrahl-Schreibeinrichtung bereitzustellen, die prompt und genau die Ladungsmenge eines Substrats berechnen können.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet ein Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren, in welchem ein Deflektor veranlasst wird, einen geladenen Partikelstrom abzulenken und ein Muster durch Bestrahlen mit dem geladenen Partikelstrom eines Substrates, in welchem ein Resist-Film gebildet ist, geschrieben wird, das virtuelle Unterteilen einer Schreibregion des Substrats in einer maschenartigen Weisen und Berechnen einer Musterdichte, die ein Anordnungsverhältnis des Musters für jede Maschenregion repräsentiert, Berechnen einer Dosis für jede Maschenregion unter Verwendung der Musterdichte, Berechnen eines Ladungsbetrags auf Basis einer Filmdicke des in dem Substrat gebildeten Resist-Films und der berechneten Dosis unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion für Ladungsbetragsberechnung, wobei die Funktion als Variablen die Filmdicke des Resist-Films und die Dosis verwendet, Berechnen eines Positionsverschiebungsbetrags einer Schreibposition gegenüber dem berechneten Ladungsbetrag und Korrigieren einer Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls unter Verwendung des Positionsverschiebungsbetrags.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Ladungspartikelstrahl-Schreibeinrichtung, in welcher ein Deflektor veranlasst wird, einen geladenen Partikelstrahl abzulenken und ein Muster geschrieben wird durch Bestrahlen, mit dem geladenen Partikelstrahl, eines Substrats, in welchem ein Resist-Film gebildet ist, einen Emitter, der den geladenen Partikelstrahl emittiert, einen Musterdichterechner, der virtuell eine Schreibregion des Substrats in einer maschenartigen Weise unterteilt und eine Musterdichte berechnet, die ein Anordnungsverhältnis des Musters für jede Maschenregion repräsentiert, einen Dosisrechner, der eine Dosis berechnet, die eine Dosis für jede Maschenregion repräsentiert, unter Verwendung der Musterdichte, einen Speicher, der eine Funktion für die Ladungbetragsberechnung speichert, wobei die Funktion als Variablen eine Filmdicke des Resist-Films und die Dosis verwendet, einen Ladungsbetragsrechner, der die Funktion aus der Speichereinheit abruft, die Funktion verwendet, und einen Ladungsbetrag auf Basis der Filmdicke des Resist-Films, der in dem Substrat gebildet ist, und der durch den Dosisrechner berechneten Dosis berechnet, einen Positionsverschiebungsbetragsrechner, der einen Positionsverschiebungsbetrag einer Schreibposition aus dem Ladungsbetrag berechnet, einen Korrektor, der unter Verwendung des Positionsverschiebungsbetrags eine Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls korrigiert, und einen Schreiber, der die korrigierte Bestrahlungsposition mit dem geladenen Partikelstrom bestrahlt.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Ladungsbetrag eines Substrates prompt und genau berechnet werden.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm einer Schreibeinrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Weise, in welcher eine Bühne bewegt wird.
3a ist ein schematisches Diagramm, welches Ionisierung in einer Resist-Schicht illustriert, und 3b ist ein Diagramm, das eine Äquivalentschaltung, die einen Resist-Film simuliert, illustriert.
4a ist ein Diagramm, das ein Testlayout illustriert, das verwendet wird, um einen Resist-Ladeeffekt zu messen und 4b ist ein schematisches Diagramm eines Kastenfelds.
5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer durch Evaluierung des Testlayouts ermittelten Positionsverschiebungs-Betragsverteilung illustriert.
6 ist ein Diagramm, das ein Beispiel einer aus einer Gleichung berechneten Positionsverschiebungs-Betragsverteilung illustriert.
7a und 7b sind Graphen, welche die Korrelation zwischen Positionsverschiebungs-Betragsverteilungen repräsentieren.
8a bis 8b sind Graphen zum Vergleichen von Schreibevaluierungsergebnissen mit Funktionsrechenergebnissen.
9 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Schreibverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform.

Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auf Basis der Zeichnungen beschrieben. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Konfiguration beschrieben, die einen Elektronenstrahl als ein Beispiel eines geladenen Partikelstrahls verwendet. Jedoch ist der geladene Partikelstrahl nicht auf einen Elektronenstrahl beschränkt und kann einen Ionenstrahl oder dergleichen sein.
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm einer Schreibeinrichtung gemäß einer Ausführungsform. Eine in 1 illustrierte Schreibeinrichtung 100 beinhaltet eine Schreibeinheit W und eine Steuereinheit C. Die Schreibeinrichtung 100 ist ein Beispiel einer Elektronenstrahlschreibeinrichtung. Die Schreibeinheit W weist eine Elektrosäule 1 und einen Schreibraum 14 auf. In der Elektrosäule 1 sind eine Elektronenkanone 5, eine Beleuchtungslinse 7, eine erste Blendenplatte 8, eine Projektionslinse 9, ein Formungsdeflektor 10, eine zweite Blendenplatte 11, eine Objektivlinse 12, ein Objektivdeflektor 13 und eine elektrostatische Linse 15 angeordnet.
Im Schreibraum 14 ist eine XY-Bühne 3 angeordnet. Ein Substrat 2, das ein Schreibziel ist, ist auf der XY-Bühne 3 angeordnet. Das Substrat 2 beinhaltet beispielsweise eine Fotomaske, welche zur Belichtung beim Halbleiterherstellen verwendet wird, und einen Halbleiterwafer zum Bilden einer Halbleitervorrichtung. Zusätzlich beinhaltet eine Fotomaske, auf welche Schreiben durchzuführen ist, einen Maskenrohling, auf welchem noch nichts geschrieben worden ist. Beispielsweise weist das Substrat 2 Quarz, einen auf dem Quarz bereitgestellten Chromfilm, und eine auf dem Chromfilm bereitgestellte Resist-Schicht auf. Auf der XY-Bühne 3 ist ein Spiegel 4 für Bühnenpositionsmessung an einer anderen Position als der Position angeordnet, wo das Substrat 2 angeordnet ist.
Auf der XY-Bühne 3 ist eine Markierung M zum Kalibrieren an einer anderen Position als der Position, wo das Substrat 2 angeordnet ist, vorgesehen. Beispielsweise wird die Markierung M aus Metall gemacht und weist eine Kreuzform auf. Die Fokusjustierung, Positionsjustierung, Ablenkungsformkorrektur-Koeffizientjustierung und dergleichen werden durch Scannen der Markierung M unter Verwendung eines Elektronenstrahls und Detektieren reflektierter Elektronen aus der Markierung M unter Verwendung eines (nicht illustrierten) Detektors durchgeführt.
Die Steuereinheit C weist beispielsweise Steuerrechner 110 und 120, eine Bühnenpositions-Detektionseinheit 45, eine Bühnensteuereinheit 46, eine Ablenksteuereinheit 130, einen Speicher 142 und Speichervorrichtungen 21 und 140 wie etwa eine Magnetscheibenvorrichtung auf. Die Ablenksteuereinheit 130 ist mit dem Formungsdeflektor 10 und dem Objektivdeflektor 13 verbunden.
Der Steuerrechner 110 hat die Funktionen einer Schreibsteuereinheit 30, einer Musterdichte-Distributionsrecheneinheit 32, einer Dosisverteilungs-Recheneinheit 34, einer Ladungsbetragsverteilungs-Recheneinheit 36 und einer Positionsverschiebungsbetrags-Verteilungsrecheneinheit 38. Die Schreibsteuereinheit 30 steuert die Einrichtung insgesamt. Jede Einheit des Steuerrechners 110 kann unter Verwendung von Hardware einschließlich beispielsweise einer elektrischen Schaltung, eines Computers, eines Prozessors, einer Schaltungsplatine, einer Kantenschaltung oder einer Halbleitervorrichtung beinhaltet, konfiguriert sein, oder kann konfiguriert sein unter Verwendung von Software. Daten, die an jeder Einheit des Steuerrechners 110 eingegeben oder Rechenergebnisse, die aus ihr ausgegeben sind, werden im Speicher 142 gespeichert.
Der Steuerrechner 120 weist die Funktionen einer Schussdaten-Erzeugungseinheit 41 und einer Positionsverschiebungs-Korrektureinheit 42 auf. Die Schussdaten-Erzeugungseinheit 41 und die Positionsverschiebungs-Korrektureinheit 42 können unter Verwendung von Software oder Hardware konfiguriert werden.
Die Ablenksteuereinheit 130 weist die Funktionen einer Formungsdeflektor-Steuereinheit 43 und einer Objektdeflektor-Steuereinheit 44 auf. Die Formungsdeflektor-Steuereinheit 43 und die Objektivdeflektor-Steuereinheit 44 können unter Verwendung von Software oder Hardware konfiguriert sein.
Schreibdaten (Layoutdaten), in welchen eine Vielzahl von Formmustern, die zu schreiben sind, definiert sind, werden in der Speichervorrichtung 140 gespeichert.
Ein aus der Elektronenkanone 5 (einer Emissionseinheit) emittierter Elektronenstrahl 6 wird veranlasst, das Gesamte der ersten Blendenplatte 8, die ein rechteckiges Loch aufweist, durch die Beleuchtungslinse 7 zu beleuchten. In diesem Fall wird der Elektronenstrahl so geformt, dass er eine rechteckige Form aufweist. Der Elektronenstrahl 6 des ersten Blendenbilds, welches die erste Blendenplatte 8 passiert hat, wird auf die zweite Blendenplatte 11 durch die Projektionslinse 9 projiziert. Die Position des ersten Blendenbilds auf der zweiten Blendenplatte 11 wird durch den Formungsdeflektor 10 abgelenkt, welcher durch die Formungsdeflektor-Steuereinheit 43 gesteuert wird, so dass die Strahlform und Größe verändert werden können (variable Formung).
Der Elektronenstrahl 6 eines zweiten Blendenbilds, welcher die zweite Blendenplatte 11 passiert wird, wird auf die Objektivlinse 12 fokussiert, beispielsweise durch einen elektrostatischen Deflektor (den Objektivdeflektor 13), der durch die Objektivdeflektor-Steuereinheit 44 gesteuert wird, abgelenkt und auf eine gewünschte Position auf dem Substrat 2 auf der XY-Bühne 3 aufgebracht, welche so angeordnet ist, dass sie beweglich ist. Die XY-Bühne 3 wird durch die Bühnensteuereinheit 46 angetrieben und gesteuert. Die Position der XY-Bühne 3 wird durch die Bühnenpositions-Detektionseinheit 45 detektiert. Die Bühnenpositions-Detektionseinheit 45 beinhaltet beispielsweise eine Laserlängenmessvorrichtung, die den Spiegel 4 mit Laser bestrahlt, um die Position auf Basis der Interferenz zwischen Einfallslicht und reflektiertem Licht zu messen. Die elektrostatische Linse 15 korrigiert dynamisch die Fokusposition des Elektronenstrahls 6 gemäß der Rauheit der Oberfläche des Substrats 2 (dynamischer Fokus).
2 ist ein Diagramm zum Beschreiben der Weise, in welcher die Bühne bewegt wird. In einem Fall, bei dem Schreiben auf dem Substrat 2 durchgeführt wird, wird die XY-Bühne 3 beispielsweise in der X-Richtung kontinuierlich bewegt. Eine Schreibregion wird virtuell in eine Vielzahl von streifenförmigen Regionen (SR) mit einer Breite unterteilt, über welche der Elektronenstrahl 6 abgelenkt werden kann. Die Schreibverarbeitung wird in Einheiten von Streifenregionen durchgeführt. Die XY-Bühne 3 wird beispielsweise kontinuierlich in der X-Richtung bewegt und die Schussposition des Elektronenstrahl 6 wird simultan veranlasst, der Bühnenbewegung zu folgen. Indem die XY-Bühne 3 veranlasst wird, sich kontinuierlich zu bewegen, kann eine Schreibzeit verkürzt werden.
Nachdem das Schreiben in eine Streifenregion beendet ist, wird die XY-Bühne 3 in der Y-Richtung schrittweise zugeführt und wird eine Schreiboperation in der nächsten Streifenregion in der X-Richtung durchgeführt (der entgegengesetzten Richtung). Die Fahrzeit der XY-Bühne 3 kann verkürzt werden, indem die Schreiboperation auf den individuellen Streifenregionen in einer meandernden Weise durchgeführt wird.
In der Schreibeinrichtung 100, um Layoutdaten (Schreibdaten) zu prozessieren, wird die Schreibregion virtuell in einer Vielzahl von streifenförmigen Rahmenregionen unterteilt und wird Datenverarbeitung auf Basis einer Rahmenregion durchgeführt. In einem Fall, bei dem mehrere Belichtungen nicht durchgeführt werden, sind normalerweise die Rahmenregionen die gleichen wie die Streifenregionen. In einem Fall, bei dem Mehrfachbelichtungen durchgeführt werden, werden die Rahmenregionen und die Streifenregionen entsprechend der Anzahl von Belichtungen fehlausgerichtet. Auf diese Weise wird die Schreibregion des Substrats 2 virtuell in eine Vielzahl von Rahmenregionen (Streifenregionen) unterteilt, die eine Vielzahl von Streifeneinheitsregionen sind, und führt die Schreibeinheit W das Schreiben auf einer Rahmenregion-(Streifenregion)-Basis durch.
Es ist bekannt, dass, wenn die Resist-Schicht des Substrats 2 mit einem Elektronenstrahl bestrahlt wird, die Strahlbestrahlungsposition aufgrund von einem Resist-Ladeeffekt verschoben wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird eine Funktion σ(d, D_exp), welche den Ladungsbetrag der Oberfläche des Substrats berechnen kann (Gesamtladungsbetrag pro Einheitsfläche gleich Ladungsdichte) vorab ermittelt und in der Speichervorrichtung 21 gespeichert. Die Funktion σ(d, D_exp) verwendet als Variablen eine Resist-Filmdicke d und eine Dosis D_exp eines Elektronenstrahls, mit dem die Bestrahlung durchzuführen ist, und wird durch eine Gruppe von Parametern festgelegt, die physikalische Charakteristika des Resists repräsentieren. Wenn das Schreiben durchgeführt wird, wird ein Positionsverschiebungsbetrag des Elektronenstrahls auf das Substrat 2 auf Basis des aus dieser Funktion σ(d, D_exp) berechneten Ladungsbetrags berechnet und wird die Strahlbestrahlungsposition korrigiert.
Die Weise, in welcher die Funktion σ(d, D_exp) ermittelt wird, wird beschrieben.
In einem Fall, bei dem hinsichtlich des Substrats eine Musterdichte durch p bezeichnet wird, ein Rückstrahl-Koeffizient durch η bezeichnet wird, und eine Referenzdosis (eine Dosis zu der Zeit, wenn die Musterdichte 100% beträgt) durch D100 bezeichnet wird, wird eine Proximitätseffektkorrigierte Dosis D_exp als nachfolgende Gleichung 1 ausgedrückt. $D_{exp} = D100* {(1 / 2 + η) / (1 / 2 + η * p)}$
Die Anzahl von auf den Resist pro Flächeneinheit einfallenden Elektronen wird durch n_p bezeichnet und durch die nachfolgende Gleichung 2 ausgedrückt, die eine Elementarladung e verwendet. $n_{p} = D_{exp} * p/e$
In diesem Fall, in einem Fall, bei dem die Energie des einfallenden Elektronenstrahls hoch ist (beispielsweise 50 keV), wie in 3a illustriert, penetrieren fast alle einfallenden Elektronen die Resist-Schicht und eine Lichtabschirm-Filmschicht (beispielsweise Cr) und werden in einer Glasschicht akkumuliert. In einer Elektronenstrahl-Lithographie wird im Allgemeinen ein Lichtabschirm-Filmschicht auf einem Erdungspotential (0 V) gehalten und somit wird das durch diese einfallenden Elektronen erzeugte elektrische Feld durch die Lichtabschirm-Filmschicht blockiert und trägt nicht zum Resist-Ladeeffekt bei. Im Gegensatz dazu, wenn die einfallenden Elektronen die Resist-Schicht passieren, tritt eine Ionisierung in der Resist-Schicht durch die Interaktion zwischen den einfallenden Elektronen und Substanzen, aus welchen das Resist hergestellt ist, auf. In einem Fall, bei dem die Ionisierung nahe der Oberfläche des Resists aufgetreten ist, fliegen einige der durch Ionisierung erzeugten Elektronen zum Schreibraum hinaus und werden Sekundärelektronen und werden Löcher an den Stellen erzeugt, wo die Elektronen ursprünglich vorhanden waren. In diesem Fall wird die Wahrscheinlichkeit des Auftretens eines sekundären Elektronenlochpaars in Bezug auf ein einfallendes Elektron (eine sekundäre Elektronenausbeute) durch α bezeichnet.
In einem Fall, bei dem die Ionisierung innerhalb des Resists aufgetreten ist, sind eine Vielzahl von erzeugten Elektronenlochpaaren in zufälligen Richtungen orientiert, wie in 3a illustriert, und heben durch diese Paare verursachte elektrische Felder einander auf. Somit trägt die Ladung dieser Paare nicht zur Resist-Ladung bei. Jedoch steigt die Trägerkonzentration im Resist und somit wird das Phänomen von Elektronstrahl induzierter Leitfähigkeit ausgeübt, was später beschrieben wird. Da Elektronenlochpaare miteinander rekombinieren und unmittelbar nachdem sie erzeugt sind verschwinden, tritt die elektrische Leitung nur während der Strahlbestrahlung auf und endet, wenn die Strahlbestrahlung beendet wird.
Man nehme an, dass Löcher (positive Löcher), deren Anzahl gleich der Anzahl von erzeugten Sekundärelektronen ist, durch n_SE bezeichnet werden und der Oberfläche des Resists zugeführt werden, wenn n_p Elektronen auf das Resist einfallen, wird die Anzahl von Löchern, die durch n_h bezeichnet wird, erzeugt auf der Oberfläche des Resists, durch die folgende Gleichung 3 ausgedrückt. $n_{h} = n_{SE} = n_{p} * a$
Als Nächstes werden auf der Oberfläche des Resists akkumulierte Löcher berücksichtigt. In einem Fall, bei dem elektrische Leitung innerhalb des Resists aufgrund des Elektronenstrahl induzierten Leitfunks-(EBIC)-Effekts auftritt, kann die Resist-Schicht als eine Äquivalentschaltung (eine RC-Schaltung) angesehen werden, wie in 3b illustriert, und wird der in dem Kondensator der Äquivalentschaltung akkumulierte Ladungsbetrag gleich den auf der Oberfläche des Resists akkumulierten Ladungsbetrag. Dieser Ladungsbetrag wird durch Q(t) bezeichnet und kann als Gleichung 4 ausgedrückt werden, bei der es um das Laden einer allgemeinen RC-Schaltung geht. In Gleichung 4 repräsentiert t eine Elektronenstrahl-Bestrahlungszeit, repräsentiert C Kapazität pro Flächeneinheit des Resists und repräsentiert R Leitfähigkeit, welche aufgrund des EBIC-Effekts nur zum Zeitpunkt der Strahlbestrahlung auftritt. I repräsentiert Ladung, die pro Zeiteinheit zuzuführen ist und kann als Löcher angesehen werden, die durch das Verlassen von sekundären Elektronen aus dem Resis zugeführt werden. $Q (t) = RCI {1 - exp (- t (RC)}$
Wenn pro Flächeneinheit erwogen, kann die Ladung I in der folgenden Gleichung 5 unter Verwendung der Stromdichte J eines einfallenden Elektronenstroms ersetzt werden. $I = α J$
Wie oben beschrieben, ist die Äquivalentschaltung aufgrund des EBIC-Effekts nur zu der Zeit der Strahlbestrahlung vervollständigt und somit kann t in Gleichung 4 durch eine Strahlungszeit ersetzt werden, indem eine Gleichung verwendet wird, die durch die nachfolgende Gleichung 6 repräsentiert wird. $t = {en}_{p} / J$
Somit wird der Gesamtladungsbetrag der positiven Löcher zum Zeitpunkt, wenn n_p Elektronen auf den Resist einfallen, als die nachfolgende Gleichung 7 ausgedrückt. $Q (n_{p}) = α JRC {1 - exp (- {en}_{p} (JRC)}$
Die Anzahl von auf der Oberfläche des Resists akkumulierten Löchern wird durch n_rh bezeichnet und kann durch Dividieren von Q(n_p) durch die Elementarladung e berechnet werden. Somit wird n_rh als die nachfolgende Gleichung 8 ausgedrückt. Darüber hinaus, wenn die Permittivität des Resists durch ε bezeichnet wird, die Dicke des Resists durch d bezeichnet wird und der Widerstand des Resists während der Strahlbestrahlung durch ρ bezeichnet wird, C = ε/d, und R = ρd und somit kann RC = ρε als Ersatz erhalten werden. $\begin{array}{l} n_{rh} = α JRC {1 - exp (- {en}_{p} / JRC)} /e \\ = α J ρε {1 - exp (- {en}_{p} /J ρε)} / e \end{array}$
Von den durch Elektronenstrahl-Bestrahlung erzeugten sekundären Elektronen werden sekundäre Elektronen mit Energien kleiner oder gleich einem Oberflächenpotential Vs des Resists zum Resist zurückgezogen und tragen zum Laden bei. Somit wird die Anzahl von sekundären Elektronen, die auf der Oberfläche des Resists akkumulieren, durch n_rSE bezeichnet und muss berücksichtigt werden. In einem Fall, bei dem die Anzahl von sekundären Elektronen, die erzeugt werden, wenn die Anzahl von Bestrahlungselektronen durch dn_p erhöht werden, durch dn_SE bezeichnet werden, wird ein Anstieg bei der Anzahl von sekundären Elektronen, die im Resist akkumulieren, durch dn_rSE bezeichnend und wird durch die nachfolgende Gleichung 9 ausgedrückt. P(E) in Gleichung 9 bezieht sich auf die Wahrscheinlichkeit des Auftretens von sekundären Elektronen mit Energien E (ein Spektrum) und wird durch die nachfolgende Gleichung 10 ausgedrückt. $\begin{array}{l} d n_{r S E} = \int_{0}^{V_{s}} d n_{S E} * P (E) d E \\ = α * d n_{p} * \int_{0}^{V_{s}} P (E) d E \\ ∴ \frac{d n_{r S E}}{d n_{p}} = α \int_{0}^{V_{s}} P (E) d E \end{array}$
$\int_{0}^{\infty} P (E) d E = 1$
Das Oberflächenpotential Vs des Resists kann als die nachfolgende Gleichung 11 ausgedrückt werden, wobei der Ladungsbetrag der Oberfläche des Resists und die Kapazität des Resists verwendet werden. $Vs = e (n_{rh} - n_{rSE}) / C$
Durch Einsetzen von Gleichung 9 in Gleichung 11 und Durchführen von Ersatz unter Verwendung von C = ε/d kann die folgende Gleichung 12 als eine Differenzialgleichung ermittelt werden. $\frac{d n_{r S E}}{d n_{p}} = α \int_{0}^{\frac{e (n_{r h} - n_{r S E}) d}{ε}} P (E) d E$
Es ist bekannt, dass das standardisierte sekundäre Elektronen-Emissionsspektrum P(E) durch die nachfolgende Gleichung 13 ausgedrückt werden kann. (B. L. Henke, et.al., Journal of Applied Physics 48, 1852(1977); „0.1-10-keV x-rayinduced electron emissions from solids-Models and secondary electron measurements“.). In Gleichung 13 ist W eine Arbeitsfunktion für das Resist. $P (E) = 2 W^{2} E/ {(E + W)}^{4}$
Beim Schreiben, in welchem eine Ladungseffektkorrektur durchgeführt wird, ist es bekannt, dass das Schreiben mit höherer Genauigkeit durchgeführt werden kann, indem der Abschwächungsladungsbetrag berücksichtigt wird (siehe beispielsweise JP 54 80555 B2 ). Somit ist es wünschenswert, dass der Ladungsbetrag, nachdem Abschwächung aufgetreten ist, ermittelt wird, nachdem eine ausreichende Zeit nach Durchführen des Schreibens verstrichen ist. In diesem Fall wird berücksichtigt, dass von den in dem Resist akkumulierten Löchern Löcher nahe dem Chromfilm sich zum Chromfilm bewegen, der eine Schicht unter dem Resist ist, und eine Abschwächung verursacht wird. Somit sei angenommen, dass Löcher innerhalb einer gewissen Distanz ab dem Chromfilm sich zu dem Chromfilm bewegen, unabhängig von der Musterdichte, und die Anzahl von akkumulierten Löchern sinkt. Die Anzahl akkumulierter Löcher, nachdem Abschwächung aufgetreten ist, wird durch n_rh(_static) bezeichnet und kann durch die nachfolgende Gleichung 14 ausgedrückt werden. In Gleichung 14 repräsentiert β die Restrate an Löchern, nachdem die Abschwächung aufgetreten ist. $n_{rh (static)} = β n_{rh}$
Es ist anzumerken, dass sekundäre Elektronen auf der Oberfläche des Resists akkumulieren, was weit weg ist vom Chromfilm, und somit wird es erwogen, dass die sekundären Elektronen sich nicht abschwächen werden.
Die Funktion σ(d, D_exp) wird durch die nachfolgende Gleichung 15 ausgedrückt. Dies wird ermittelt unter Verwendung von Gleichungen 2, 8, 12, 13 und 14, die oben beschrieben sind. Als eine Gruppe von Parametern, die physikalische Eigenschaften des Resists repräsentieren, werden die sekundäre Elektronenausbeute α, die Permittivität ε des Resists, der Widerstand ρ des Resists während der Strahlbestrahlung, die Arbeitsfunktion W für das Resist und die Restrate β von Löchern gegen die Abschwächung aufgetreten ist, so bestimmt, dass die Funktion σ(d, D_exp) eine Funktion ist, die als Variablen die Filmdicke d des Resists und die Dosis D_exp verwendet. Die sekundäre Elektronenausbeute α, die Permittivität ε, die Resistivität ρ, die Arbeitsfunktion W und die Restrate β können bestimmt werden durch Einpassen der Funktion σ(d, D_exp) auf experimentelle Ergebnisse hinsichtlich der Beziehung zwischen dem Pro-Einheits-Bestrahlungsbetrag und dem Pro-Einheits-Ladungsbetrag eines Substrats mit zumindest einer Art von Filmdicke, wobei die Beziehung vorab durch Evaluierungsschreiben ermittelt werden. $σ (d, D_{exp}) = {\begin{matrix} (n_{r h} - n_{R S E}) * e & immediately after writing \\ (n_{r h (s t a t i c)} - n_{r S E}) * e & after attenuation \end{matrix}$

(Text in Gleichung: unmittelbar nach Schreiben Nach Abschwächung)
Substrate (Maskenrohlinge), die mit den folgenden vier Arten von Resist A bis D versehen sind, die unterschiedliche Filmdicken oder Dosissensitivitäten aufweisen, wurden vorbereitet. Hinsichtlich der Beziehung zwischen Dosis und Ladungsbetrag wurden durch Evaluierungsschreiben ermittelte Ergebnisse mit durch Verwenden der Funktion σ(d, D_exp) ermittelte Rechenergebnisse verglichen.

Resist A: Filmdicke 300 nm, Dosissensitivität ~ 7 µC/cm²
Resist B: Filmdicke 165 nm, Dosissensitivität ~ 23 µC/cm²
Resist C: Filmdicke 80 nm, Dosissensitivität ~ 60 µC/cm²
Resist D: Filmdicke 80 nm, Dosissensitivität ~ 100 µC/cm²

Die nachfolgenden Numerikwerte wurden für die Parameter der Funktion σ(d, D_exp) verwendet.

α = 0.036
ρ = 13.6 [Ωm]
β = 0.65
ε = 3.1*ε₀ (eine relative Permittivität von 3,1, ε0: Vakuumpermittivität)
W = 3.0 [eV]

Der Ladungsbetrag des Resists zum Zeitpunkt der Elektronenstrahl-Bestrahlung (die Ladungsmenge pro Flächeneinheit) kann durch Evaluierens-Schreiben wie unten unter Verwendung eines ähnlichen Verfahrens zum demjenigen in einer Ausführungsform von beispielsweise JP 54 80555 B2 offenbarten gemessen werden. 4a ist ein Diagramm, das ein Test-Layout illustriert, welches zum Messen des Resist-Ladungseffekts verwendet wird. Es ist anzumerken, dass 4a in verschiedenen Maßstäben illustriert ist, um klar die Details der individuellen Einheiten zu illustrieren.
Hinsichtlich eines in 4a illustrierten Test-Layouts TL wird ein Bestrahlungsfleck mit Seiten mit einer Länge von L3, welche 10 mm beträgt, und einer Musterdichte p mit einer Dosis D_exp im Zentrum des Layouts TL beschrieben. Unmittelbar nachdem der Bestrahlungsfleck beschrieben worden ist, wird ein erstes Kastenfeld beschrieben, in welchem die Kästen mit einem Abstand L1 vorgesehen sind, der 200 µm beträgt, und auf einem Raster (81 × 81 Rasterpunkte) mit Seiten und einer Länge von L1, welche 20 mm beträgt. Danach wird weiterhin, nachdem eine ausreichende Zeit verstrichen ist, seit der Bestrahlungsfleck beschrieben wurden (beispielsweise nach 10 Minuten) ein zweites Kastenfeld auf demselben Raster für das erste Kastenfeld beschrieben. Als Ergebnis kann das Test-Layout TL ermittelt werden.
Wie in 4b in einer vergrößerten Weise illustriert, weist das erste Kastenfeld beispielsweise ein Muster auf, das durch Quadrate gebildet ist, die alle Seiten aufweisen mit einer Länge von L4, was die 4 µm beträgt. Das zweite Kastenfeld hat beispielsweise ein Muster, das durch rahmenartige Formen gebildet ist, die alle Seiten aufweisen mit einer Länge von L5, welche 14 µm beträgt, mit einer Größe größer als derjenige des ersten Kastenfelds und einem Hohlraum im Zentrum.
Auf diese Weise werden die Verteilungen von Positionsverschiebungsbeträgen von Designpositionen aufgrund des Ladungseffekts des Bestrahlungsfleckens durch P₁ und P₂ bezeichnet, und ermittelt durch Messen der Positionen der beschriebenen ersten und zweiten Kastenfelder. P₁ kann verwendet werden, um den Ladungsbetrag zu evaluieren, der erhalten wird unmittelbar nach Durchführung von Bestrahlung, weil P₁ unmittelbar beschrieben wird, nachdem der Bestrahlungsfleck geladen worden ist. P₂ kann verwendet werden, um den Ladungsbetrag, der nach der Abschwächung aufgetreten ist, erhalten wird, verwendet werden, weil P₂ beschrieben wird, nachdem eine ausreichende Zeit verstrichen ist, seit der Bestrahlungsfleck geladen wurde.
5 ist ein Beispiel einer Positionsverschiebungsbeträge, die durch Evaluieren eines solchen Test-Layouts ermittelt wird.
Unter Verwendung einer Antwortfunktion r(x, y), von der angenommen wird, dass sie Positionsverschiebungsbeträge gegenüber einer Ladungsbetragverteilung berechnet, können Ladungsbeträge aus der Verteilung von Positionsverschiebungsbeträgen wie folgt ermittelt werden. Zuerst dient die Verteilung von Positionsverschiebungsbeträgen P₀ einem Fall, bei dem angenommen wird, dass der Bestrahlungsflecken gleichförmig so geladen wird, dass 1 nC/cm² aufweist, und die Verteilung von Positionsverschiebungsbeträgen P₀ ermittelt wird durch Zusammenführen einer Funktion C₀ (x, y), was 1 nC/cm² für die Region des Bestrahlungsfleckens und 0 für die Region außerhalb des Bestrahlungsfleckens ergibt, und der Antwortfunktion r(x, y) miteinander, wie in der nachfolgenden Gleichung 16. $\begin{array}{l} P_{0} (x, y) = \int_{- \infty}^{\infty} d x' \int_{- \infty}^{\infty} d y' C_{0} (x', y') * r (x - x', x - y') \\ = \int \int_{irradiation pad region} 1 \cdot r (x - x', y - y') d x' d y' \end{array}$
(irradiation pad region: Bestrahlungsfleckregion)
6 illustriert die Verteilung von Positionsverschiebungsbeträgen P₀, die unter Verwendung der obigen Gleichung ermittelt wird.
Der Ladungsbetrag des Bestrahlungsflecks kann aus Gradienten berechnet werden, welche durch Korrelieren von P₀ und jeden der Messergebnisse P₁ und P₂ erhalten werden.
7a und 7b sind Graphen, welche die Korrelation zwischen jedem von P₁ und P₂ und P₀ in einem Fall repräsentieren, bei dem der Bestrahlungsfleck, der eine Musterdichte von 25% aufweist, mit einer Dosis von 23 µC/cm² bestrahlt wurde. Als Ergebnis der linearen Annäherung jeder dieser Korrelationen werden Gradienten von 1,57 und 0,75 ermittelt. Dies repräsentiert, dass die Positionsverschiebungsbeträge von P₁ und P₂ im Wesentlichen äquivalent zu Positionsverschiebungsbeträgen sind, welche ermittelt werden durch Multiplizieren eines Modells, in welchem der Bestrahlungsfleck so geladen wurde, dass er 1 nC/cm² aufwies, mit 1,57 und 0,75. Somit ist es klar, dass der Bestrahlungsfleck so geladen wird, dass er 1,57 nC/cm² und 0,75 nC/cm² für jeweilige Fälle aufweist.
Vergleichsergebnisse zwischen den Ergebnissen, die durch Evaluieren von Schreiben ermittelt werden, und Rechenergebnissen, die unter Verwendung der Funktion σ(d, D_exp) ermittelt wurden, werden in 8a bis 8d illustriert. In jedem Diagramm repräsentiert die horizontale Achse des Graphen die Dosis und repräsentiert die vertikale Achse des Graphen den Ladungsbetrag. Markierungen im Graphen in jedem Diagramm repräsentieren die Ergebnisse, welche durch Evaluierung von Schreiben ermittelt werden und durchgezogene Linien repräsentieren berechnete Werte aus der Funktion σ(d, D_exp). In 8a bis 8d werden die durch die Markierungen repräsentierten Ladungsbeträge aufgetragen, als D_exp*p unter Verwendung von Werten, welche durch Evaluieren von Schreiben ermittelt werden, welches oben beschrieben ist, während die Musterdichte p und die Dosis D_exp verändert wird, auf verschiedene Werte wobei D_exp*p durch die horizontale Achse repräsentiert wird.
Rechteckige Markierungen repräsentieren Änderungsbeträge, die unmittelbar, nachdem das Schreiben durchgeführt worden ist, ermittelt werden, und dreieckige Markierungen repräsentieren Ladungsbeträge, die ermittelt werden, nachdem die Abschwächung aufgetreten ist. Aus diesen Ergebnissen, selbst wenn die Filmdicke oder Sensitivität des Resits verändert wird, falls die physikalischen Eigenschaften des Resists sich nicht ändern, kann bestätigt werden, dass Ladungsbeträge mit hoher Genauigkeit unter Verwendung der Funktion σ(d, D_exp) berechnet werden können, bestimmt durch dieselbe Gruppe von Parametern.
Das Resist wird aus einem Basispolymer und einer kleinen Menge eines Lösungsinhibitors und eines Säureerzeugungsagens hergestellt und die Mehrheit des Volumens des Resist wird durch das Basispolymer besetzt. Somit wird erwogen, dass die physikalischen Eigenschaften des Resists, die in dem Modell gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben sind, und hinsichtlich des Ladens zum Zeitpunkt der Strahlbestrahlung nur durch die Charakteristika des Polymers bestimmt werden. Somit können die Ladungsbeträge für vier Arten von Substraten, die sich in der Sensitivität unterscheiden, unter Verwendung der Funktion berechnet werden, welche durch dieselben Parameter für die vier Arten von Substraten bestimmt wird. Das heißt, dass in der vorliegenden Ausführungsform für verschiedene Substrate, die durch Ändern der Filmdicke oder des Resists oder Ändern der Sensitivität des Resists durch Ändern der Konzentration eines Additivs, wie etwa eines Säureerzeugungsagens ermittelt werden, wenn nicht eine substantielle Änderung an der Polymerzusammensetzung vorgenommen wird, so dass die physikalische Charakteristika des Resists, wie etwa die sekundäre Elektronenausbeute α, die Permittivität ε oder die Arbeitsfunktion W verändert werden, Ladungsbeträge prompt und akkurat unter Verwendung der Funktion σ(d, D_exp) unter Verwendung derselben Parameter für die verschiedenen Substrate berechnet werden können.
Die Funktion σ(d, D_exp) und die Gruppe von Parametern, welche die physikalischen Eigenschaften des auf dem Substrat 2 ausgebildeten Resists repräsentieren, werden vorab in der Speichervorrichtung 21 der Schreibeinrichtung 100, die in 1 illustriert ist, gespeichert.
9 ist ein Flussdiagramm zum Beschreiben eines Schreibverfahrens gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Dieses Verfahren weist eine Musterdichte-Verteilungsrechenschritt (Schritt S100), einen Dosisverteilungsrechenschritt (Schritt S102), einen Ladungsbetrag-Verteilungsrechenschritt (Schritt S104), einen Positionsverschiebungsbetrags-Verteilungsrechenschritt (Schritt S106), einen Ablenkungspositionskorrekturschritt (Schritt S108) und einen Schreibschritt (Schritt S110) auf.
In Musterdichte-Verteilungsrechenschritt (Schritt S100), liest die Musterdichte-Verteilungsrecheneinheit 32 Schreibdaten aus der Speichervorrichtung 140 aus, unterteilt die Schreibregion (oder die Rahmenregionen) in einer maschenartigen Weise, um so vorbestimmte Abmessungen (Rasterdimensionen) aufzuweisen, und berechnet für jede Maschenregion eine Musterdichte, welche das Anordnungsverhältnis eines in den Schreibdaten definierten Formmusters repräsentiert. Für jede Maschenregion wird dann eine Musterdichteverteilung erzeugt.
Im Dosisverteilungs-Rechenschritt (Schritt S102), berechnet die Dosisverteilungs-Recheneinheit 34 für jede Maschenregion die Verteilung der Dosis D_exp unter Verwendung der Musterdichteverteilung. Die Dosis D_exp kann unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichung 1 berechnet werden.
In dem Ladungsbetragsverteilungs-Rechenschritt (Schritt S104) liest die Ladungsbetragsverteilungs-Recheneinheit 36 die Funktion σ(d, D_exp) und die Gruppe von Parametern auf der Speichervorrichtung 21 aus. Für jede Maschenregion wird eine Ladungsbetragsverteilung durch Einsetzen der Filmdicke d des im Substrat 2 gebildeten Resists und der im Schritt S102 berechneten Dosis D_exp in die Funktion σ(d, D_exp) in welche die Gruppe von Parametern eingestellt sind, berechnet.
Im Positionsverschiebungsbetrag-Verteilungsrechenschritt (Schritt S106) berechnet die Positionsverschiebungsbetrag-Verteilungsrecheneinheit 38 (eine Positionsverschiebungsbetrag-Arithmetikeinheit) einen Positionsverschiebungsbetrag auf Basis der Ladungsbetragsverteilung. Spezifisch berechnet die Positionsverschiebungsbetrag-Verteilungsrecheneinheit 38 Positionsverschiebungsbeträge von Schreibpositionen aufgrund der Ladungsbeträge individueller Positionen in der Ladungsbetragsverteilung durch Zusammenführung der im Schritt S104 berechneten Ladungsbetragsverteilung mit der Antwortfunktion r(x, y).
Man nehme an, dass die Antwortfunktion r(x, y) diese Ladungsbetragsverteilung in eine Positionsverschiebungsbetragsverteilung umwandelt. In diesem Fall wird eine durch jede Position in der Ladungsbetragsverteilung repräsentierte Ladungsposition durch (x', y') repräsentiert und wird eine Strahlbestrahlungsposition einer Subjektrahmenregion, auf welcher die Datenverarbeitung aktuell durchgeführt wird, durch (x, y) repräsentiert. In diesem Fall kann ein Strahlpositionsverschiebungsbetrag als eine Funktion der Distanz von einer Strahlbestrahlungsposition (x, y) zu einer Ladungsposition (x', y') ausgedrückt werden und somit kann die Antwortfunktion als r(x-x',y-y') beschrieben werden. Es ist ausreichend, dass die Antwortfunktion r(x-x', y-y') vorab ermittelt werden kann, um so zu Ergebnissen von Experimenten zu passen, die vorab durchgeführt sind, oder vorab durch eine numerische Berechnung ermittelt werden. Im Nachfolgenden repräsentiert (x, y) eine Strahlbestrahlungsposition der Subjektrahmenregion, an welcher eine Datenverarbeitung durchgeführt wird.
Die Positionsverschiebungsbetrag-Verteilungsrecheneinheit 38 erzeugt dann eine Positionsverschiebungsbetragsverteilung aus den Positionsverschiebungsbetrag jeder Position (x, y), die eine Schreibzielposition in der Subjektrahmenregion ist. Die erzeugte Positionsverschiebungsbetragsverteilung wird in der Speichervorrichtung 21 gespeichert und wird auch an den Steuerrechner 120 ausgegeben.
Im Gegensatz dazu liest in Steuerrechner 120 die Schussdaten-Erzeugungseinheit 141 die Schreibdaten aus der Speichervorrichtung 140 aus und erzeugt Schussdaten in einem Format, welches für die Schreibeinrichtung 100 einmalig ist, durch Durchführen von Mehrstufendaten-Umwandlungsverarbeitung. Die Größe eines Formmusters, welches in den Schreibdaten definiert ist, ist normalerweise größer als die Schussgröße, die in einem Schuss durch die Schreibeinrichtung 100 gebildet werden kann. Somit wird in der Schreibeinrichtung 100 jedes Formmuster in eine Vielzahl von Schussformen so unterteilt, dass sie eine Größe haben, die in einem Schuss durch die Schreibeinrichtung 100 gebildet werden kann (Schussunterteilung). Für jede Schussform werden Daten wie etwa ein Formcode, der einen Formtyp, Koordinaten und eine Größe repräsentiert, als Schussdaten definiert.
Im Ablenkungspositions-Korrekturschritt (Schritt S108) (ein Positionsverschiebungs-Korrekturschritt), korrigiert die Positionsverschiebungs-Korrektureinheit 42 die Bestrahlungsposition unter Verwendung des im Schritt S106 berechneten Positionsverschiebungsbetrags. In diesem Fall werden die Schussdaten für jede Position korrigiert. Spezifisch wird zu den Schussdaten für jede Position (x, y) ein Korrekturwert zum Korrigieren des durch die Positionsverschiebungsbetragsverteilung repräsentierten Positionsverschiebungsbetrag hinzuaddiert. Es wird bevorzugt, dass beispielsweise ein Wert, der ermittelt wird durch Invertieren des Positiv/Negativ-Vorzeichens des durch die Positionsverschiebungsbetragsverteilung repräsentierten Positionsverschiebungsbetrag als der Korrekturwert verwendet werde. Als Ergebnis, in einem Fall, bei dem Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl 6 durchgeführt wird, werden die Koordinaten des Bestrahlungsziels korrigiert und somit wird die Ablenkungsposition, auf welche der Strahl durch den Objektivdeflektor 13 abgelenkt wird, korrigiert. Teile von Schussdaten sind in einer Datendatei so definiert, dass die Teile von Schussdaten in der Schussreihenfolge sortiert sind.
Im Schreibschritt (Schritt S110) berechnet in der Schussreihenfolge die Ablenkungssteuereinheit 43 in der Ablenksteuereinheit 130 für jede Schussform den Ablenkungsbetrag des Formungsdeflektors 10 zum Ändern der Form des Elektronenstrahls 6, wobei der Ablenkungsbetrag aus dem in den Schussdaten definierten Formtyp und Größe berechnet wird. Darüber hinaus berechnet die Objektivdeflektor-Steuereinheit 44 den Ablenkungsbetrag des Objektivdeflektors 13 zum Ablenken der Schussform auf eine Bestrahlungsposition auf dem Substrat 2. Mit anderen Worten berechnet die Objektivdeflektor-Steuereinheit 44 (eine Ablenkungsbetrags-Arithmetikeinheit) den Ablenkungsbetrag zum Ablenken des Elektronenstrahls auf eine korrigierte Bestrahlungsposition. Der in der Elektrosäule 1 angeordneten Objektivdeflektor 13 lenkt dann den Elektronenstrahl gemäß dem berechneten Ablenkungsbetrag ab, um die korrigierte Bestrahlungsposition mit dem Elektronenstrahl zu bestrahlen. Als Ergebnis schreibt die Schreibeinheit W das Muster auf einer gewissen Position auf den Substrat 2, wobei die Position als Ergebnis von Ladungskorrektur bestimmt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform kann für Substrate, die ermittelt werden durch Ändern der Filmdicke des Resists oder Ändern der Sensitivität des Resists durch Ändern der Konzentration eines Additivs, wie etwa eines Säureerzeugungsagens oder einer photodegradierbaren Base, wenn nicht die physikalischen Eigenschaften des Resists wie etwa sekundäre Elektronenausbeute α, Permittivität ε oder die Arbeitsfunktion W verändert werden, Änderungsbeträge prompt und genau unter Verwendung derselben Funktion σ(d, D_exp) berechnet werden. Als Ergebnis kann die für das Ändern von Substraten benötigte Auszeit der Einrichtung verkürzt werden.
Beispielsweise in einem Fall, bei dem Substrate mit unterschiedlichen Resist-Schichten absichtlich verwendet werden, reicht es aus, dass eine Nachänderungs-Resist-Filmdicke in die Funktion σ(d, D_exp) eingesetzt wird.
Beispielsweise werden in einem Fall, bei dem die Resist-Filmdicken eine Vielzahl von Substraten unabsichtlich variieren, die Resist-Filmdicken auf regulärer Basis gemessen, kann die Resist-Filmdicke des Substrats, das aktuell verwendet wird, auf Basis von Änderungen bei den Resist-Filmdicken der Substrate, die zuvor verwendet worden sind, abgeschätzt werden und kann der abgeschätzte Wert in die Funktion σ(d, D_exp) eingesetzt werden.
In einem Fall, bei dem das Resist eine ungleichmäßige Verteilung von Filmdicken innerhalb eines Substrats aufweist, kann die Verteilung von Filmdicken vorab gemessen werden und kann die Filmdicke an der Position, für welche der Änderungsbetrag zu berechnen ist, in die Funktion σ(d, D_exp) eingesetzt werden. Die Schreibeinrichtung kann mit einer Messvorrichtung versehen sein, welche die Filmdicke des Resits misst.
Bestrahlungspositionsverschiebungen aufgrund von Ladungsphänomenen passieren nicht nur bei Elektronenstrahl-Schreibeinrichtungen. Die vorliegende Erfindung kann auf eine Ladungspartikelstrahleinrichtung angewendet werden, die ein Ergebnis verwendet, welche durch Bestrahlen einer Zielposition mit einem geladenen Partikelstrom erhalten wird, wobei die Ladungspartikelstrahleinrichtung beispielsweise eine Inspektionseinrichtung ist, die ein Muster unter Verwendung eines geladenen Partikelstrahls, wie etwa eines Elektronenstrahls, inspiziert.
In der oben beschriebenen Ausführungsform, um den Effekt des Vernebelns des Ladens, in welchem in den Schreibraum gestreute Elektronen auf das Substrat herunterfallen, zu reduzieren, und ein direktes Laden durch einen Elektronenstrahl, mit welchem Bestrahlung durchgeführt wird, vorwiegend gemacht wird, wird es bevorzugt, dass sekundäre Elektronen daran gehindert werden, zur Oberfläche des Substrats zurückzukehren, indem ein Positiv-Potential an die Bodenoberfläche der Objektivlinse 12 (einem Objektivoptiksystem) angelegt wird.
Obwohl die vorliegende Erfindung im Detail mittels der spezifischen Modi beschrieben worden ist, ist es für Fachleute auf dem Gebiet ersichtlich, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können, ohne vom Geist und Schutzumfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der Japanischen Patentanmeldung JP 2020-78344 , eingereicht am 27. April 2020, deren gesamter Inhalt hierin unter Bezugnahme inkorporiert wird.
Bezugszeichenliste

1: Elektronische Linsentrommel
2: Substrat
3: XY-Bühne
4: Spiegel
5: Elektronenkanone
6: Elektronenstrahl
7: Beleuchtungslinse
8: Erste Blendenplatte
9: Projektionslinse
10: Formungsdeflektor
11: Zweite Blendenplatte
12: Objektivlinse
13: Deflektor
14: Schreibraum
15: Elektrostatische Linse
21, 140: Speichervorrichtung
30: Schreibsteuereinheit
32: Musterdichteverteilungs-Recheneinheit
34: Dosisverteilungs-Recheneinheit
36: Ladungsbetragsverteilungs-Recheneinheit
38: Positionsverschiebungsbetragsverteilungs-Recheneinheit
41: Schussdatenerzeugungseinheit
42: Positionsverschiebungskorrektureinheit
43: Formungsdeflektor-Steuereinheit
44: Objektivdeflektor-Steuereinheit
45: Bühnenpositions-Detektionseinheit
46: Bühnensteuereinheit
100: Schreibeinrichtung

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 2002158167 A [0004]
JP H10027753 A [0004]
JP S61142740 A [0004]
JP 5480555 B2 [0004, 0039, 0044]
JP 5480496 B2 [0004]
JP 202078344 [0074]

Claims

Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren, in welchem ein Deflektor veranlasst wird, einen geladenen Partikelstrom abzulenken, und ein Muster durch Bestrahlen mit dem geladenen Partikelstrom eines Substrates, in welchem ein Resist-Film gebildet ist, geschrieben wird, wobei das Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren die Schritte umfasst: virtuelles Unterteilen einer Schreibregion des Substrats in einer maschenartigen Weisen und Berechnen einer Musterdichte, die ein Anordnungsverhältnis des Musters für jede Maschenregion repräsentiert; Berechnen einer Dosis für jede Maschenregion unter Verwendung der Musterdichte; Berechnen eines Ladungsbetrags auf Basis einer Filmdicke des in dem Substrat gebildeten Resist-Films und der berechneten Dosis unter Verwendung einer vorbestimmten Funktion für Ladungsbetragsberechnung, wobei die Funktion als Variablen die Filmdicke des Resist-Films und die Dosis verwendet; Berechnen eines Positionsverschiebungsbetrags einer Schreibposition gegenüber dem berechneten Ladungsbetrag; und Korrigieren einer Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls unter Verwendung des Positionsverschiebungsbetrags.
Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion für die Ladungsbetragsberechnung durch einen Parameter bestimmt wird, der eine physikalische Eigenschaft des Resist-Films repräsentiert, und die physikalische Eigenschaft eine sekundären Elektronenausbeute, eine Permittivität, eine Resistivität während Strahlbestrahlung, eine Arbeitsfunktion oder/und eine Positiv-Lochrestrate von Resist beinhaltet.
Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion für die Ladungsbetragsberechnung unabhängig von einer Dosensensitivität des Resist-Films ist.
Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladungsbetrag auf Basis einer Filmdickenverteilung des Resist-Films, der auf dem Substrat gebildet ist, und der Funktion für die Ladungsbetragsberechnung berechnet wird.
Ladungspartikelstrahl-Schreibverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Resist-Filmdickenmessung auf regulärer Basis durchgeführt wird, eine Resist-Filmdicke eines Schreibzielsubstrats auf Basis einer Änderung bei einer Resist-Filmdicke eines Substrats abgeschätzt wird, auf welchem das Muster zuvor geschrieben worden ist, und ein Ladungsbetrag auf Basis eines Schätzwerts der Resist-Filmdicke und der Funktion für die Ladungsbetragsberechnung berechnet wird.
Ladungspartikelstrahl-Schreibeinrichtung, in welcher ein Deflektor veranlasst wird, einen geladenen Partikelstrahl abzulenken und ein Muster geschrieben wird durch Bestrahlen, mit dem geladenen Partikelstrahl, eines Substrats, auf welchem ein Resist-Film gebildet ist, wobei die Ladungspartikelstrahl-Schreibeinrichtung umfasst: einen Emitter, der den geladenen Partikelstrahl emittiert, einen Musterdichterechner, der virtuell eine Schreibregion des Substrats in einer maschenartigen Weise unterteilt und eine Musterdichte berechnet, die ein Anordnungsverhältnis des Musters für jede Maschenregion repräsentiert; einen Dosisrechner, der eine Dosis berechnet, die eine Dosis für jede Maschenregion repräsentiert, unter Verwendung der Musterdichte; einen Speicher, der eine Funktion für die Ladungbetragsberechnung speichert, wobei die Funktion als Variablen eine Filmdicke des Resist-Films und die Dosis verwendet; einen Ladungsbetragsrechner, der die Funktion aus der Speichereinheit abruft, die Funktion verwendet, und einen Ladungsbetrag auf Basis der Filmdicke des Resist-Films, der in dem Substrat gebildet ist, und der durch den Dosisrechner berechneten Dosis berechnet; einen Positionsverschiebungsbetragsrechner, der einen Positionsverschiebungsbetrag einer Schreibposition aus dem Ladungsbetrag berechnet; einen Korrektor, der unter Verwendung des Positionsverschiebungsbetrags eine Bestrahlungsposition des geladenen Partikelstrahls korrigiert; und einen Schreiber, der die korrigierte Bestrahlungsposition mit dem geladenen Partikelstrom bestrahlt.
Ladungspartikelstrahl-Schreibeinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion für die Ladungsbetragsberechnung durch einen Parameter bestimmt wird, der eine physikalische Eigenschaft des Resist-Films repräsentiert, und die physikalische Eigenschaft eine sekundären Elektronenausbeute, eine Permittivität, eine Resistivität während Strahlbestrahlung, eine Arbeitsfunktion oder/und eine Positiv-Lochrestrate von Resist beinhaltet.
Ladungspartikelstrahl-Schreibeinrichtung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Funktion für die Ladungsbetragsberechnung unabhängig von einer Dosensensitivität des Resist-Films ist.
Ladungspartikelstrahl-Schreibeinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ladungsbetragrechner einen Ladungsbetrag auf Basis einer Filmdickenverteilung des Resist-Films, der auf dem Substrat gebildet ist, und der Funktion für die Ladungsbetragsberechnung berechnet.
Ladungspartikelstrahl-Schreibeinrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass gekennzeichnet, dass der Ladungsbetragrechner eine Resist-Filmdicke eines Schreibzielsubstrats auf Basis einer Änderung bei einer Resit-Filmdicke eines Substrats abschätzt, auf welchem das Muster zuvor geschrieben worden ist, und einen Ladungsbetrag auf Basis eines Schätzwerts der Resist-Filmdicke und der Funktion für die Ladungsbetragsberechnung berechnet.