JP6403045B2 - Multi-beam drawing method and multi-beam drawing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、マルチビーム描画方法およびマルチビーム描画装置に係り、例えば、ステージ上の試料にマルチビームを照射することによりパターンを描画する際の各ビームの照射時間を制御する手法に関する。 The present invention relates to a multi-beam drawing method and a multi-beam drawing apparatus, for example, a technique for controlling irradiation time of each beam when drawing a pattern by irradiating a sample on a stage with multi-beams.
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。ここで、電子線(電子ビーム)描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、ウェハ等へ電子線を使って描画することが行われている。 Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is an extremely important process for generating a pattern among semiconductor manufacturing processes. In recent years, with the high integration of LSI, circuit line widths required for semiconductor devices have been reduced year by year. Here, the electron beam (electron beam) drawing technique has an essentially excellent resolution, and drawing is performed on a wafer or the like using an electron beam.
例えば、マルチビームを使った描画装置がある。1本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが試料上の所望の位置へと照射される(例えば、特許文献1参照)。 For example, there is a drawing apparatus using a multi-beam. Compared with the case of drawing with one electron beam, the use of multi-beams enables irradiation with many beams at a time, so that the throughput can be significantly improved. In such a multi-beam type drawing apparatus, for example, an electron beam emitted from an electron gun is passed through a mask having a plurality of holes to form a multi-beam, and each of the unshielded beams is blanked. Irradiation to a desired position on the sample (see, for example, Patent Document 1).
電子ビーム描画に用いる熱電子放出型電子銃では、カソード(陰極)材料が動作中に蒸発する。そのため、カソード材料の形状は時間と共に変化し、その影響で試料上に照射される電子ビームの電流密度分布も時間と共に変化する。そのため、かかる電流密度分布の電子ビームから形成されるマルチビームの各ビームの電流量は時間と共に変化する。電流密度分布が一定ではない電子ビームからマルチビームを形成すると、中央部と端部とで電流密度が異なるので、同じ照射量のビームを照射する場合でも照射時間が異なってしまう。そのため、従来、描画前にすべてのビームの電流量を測定し、測定された電流量を基に各ビームの照射時間(露光時間)を定めていた。しかしながら、各ビームの照射時間を定めても、上述したように、時間の経過によるカソード材料の劣化に伴い、描画時間が長くなると露光時間に誤差が生じてくる。そのため、描画されたパターンの寸法精度が悪くなるといった問題があった。よって、カソード材料の劣化に伴うビーム毎の電流密度を再計算するために、所定の期間ごとに、すべてのビームの電流量を測定し直す必要があった。マルチビームがn×m本のビームで構成される場合、n×m回の電流量を測定し直す必要がある。例えば、数万本のビームについて電流量を測定し直す必要がある。かかる測定動作は、描画装置のスループットを著しく劣化させてしまうといった問題があった。 In a thermionic emission electron gun used for electron beam writing, the cathode (cathode) material evaporates during operation. Therefore, the shape of the cathode material changes with time, and the current density distribution of the electron beam irradiated onto the sample also changes with time. Therefore, the current amount of each beam of the multi-beam formed from the electron beam having such a current density distribution changes with time. When a multi-beam is formed from an electron beam having a non-constant current density distribution, the current density is different between the central portion and the end portion, and therefore the irradiation time is different even when a beam having the same irradiation amount is irradiated. Therefore, conventionally, the current amounts of all the beams are measured before drawing, and the irradiation time (exposure time) of each beam is determined based on the measured current amounts. However, even if the irradiation time of each beam is determined, as described above, as the drawing time becomes longer due to the deterioration of the cathode material over time, an error occurs in the exposure time. Therefore, there is a problem that the dimensional accuracy of the drawn pattern is deteriorated. Therefore, in order to recalculate the current density for each beam accompanying the deterioration of the cathode material, it is necessary to remeasure the current amounts of all the beams every predetermined period. When the multi-beam is composed of n × m beams, it is necessary to measure the current amount n × m times. For example, the amount of current needs to be measured again for tens of thousands of beams. Such a measurement operation has a problem that the throughput of the drawing apparatus is remarkably deteriorated.
そこで、本発明の一態用は、上述した問題点を克服し、マルチビームの電流密度分布に起因するスループットの劣化を抑制することが可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of one aspect of the present invention is to provide a drawing apparatus and method capable of overcoming the above-described problems and suppressing the deterioration of throughput caused by the multi-beam current density distribution.
本発明の一態様のマルチビーム描画方法は、
平面型フォトカソードを有する電子銃から放出された電子ビームの一部がそれぞれ複数の開口部を通過することによって形成されたマルチビームのうち、少なくとも1つの代表ビームの電流値を測定する工程と、
測定された少なくとも1つの代表ビームの電流値を用いて、マルチビームを代表する代表電流密度を演算する工程と、
代表電流密度を用いて、マルチビームの各ビームの電流密度を演算する工程と、
代表電流密度を用いて演算された各ビームの電流密度を用いて、マルチビームの照射時間を演算する工程と、
それぞれ演算された各ビームの照射時間のマルチビームを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
The multi-beam drawing method of one embodiment of the present invention includes:
Measuring a current value of at least one representative beam among the multi-beams formed by each of a part of the electron beams emitted from an electron gun having a planar photocathode passing through a plurality of openings;
Using a measured current value of at least one representative beam to calculate a representative current density representative of the multi-beam;
Calculating the current density of each beam of the multi-beam using the representative current density;
Calculating the irradiation time of the multi-beam using the current density of each beam calculated using the representative current density;
Drawing a pattern on the sample using a multi-beam of the irradiation time of each calculated beam;
It is provided with.
また、試料の描画領域は、複数のストライプ領域に仮想分割され、
複数のストライプ領域のうち少なくとも1つの描画が終了するごとに、代表電流密度は演算し直され、
代表電流密度が演算し直された後、各ビームの照射時間は、演算し直された代表電流密度を用いて演算された各ビームの電流密度を用いて演算されると好適である。
The drawing area of the sample is virtually divided into a plurality of stripe areas,
Each time at least one of the plurality of stripe regions is drawn, the representative current density is recalculated,
After the representative current density is recalculated, the irradiation time of each beam is preferably calculated using the current density of each beam calculated using the recalculated representative current density.
また、少なくとも1つの代表ビームとして、マルチビームの中心部のビームと端部のビームとを用いると好適である。 In addition, it is preferable to use a central beam and an end beam of the multi-beam as at least one representative beam.
本発明の一態様のマルチビーム描画装置は、
光強度分布が略均一な照明光を生成する照明装置と、
照明光の照射によって電子ビームを放出する平面型フォトカソードを有する電子銃と、
複数の開口部が形成され、複数の開口部全体が含まれる領域に電子ビームの照射を受け、複数の開口部を電子ビームの一部がそれぞれ通過することによりマルチビームを形成するアパーチャプレートと、
複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーが配置されたブランキングプレートと、
開口部が形成され、マルチビームのうち複数のブランカーによってビームOFFの状態になるように偏向された各ビームを制限開口部から外れた位置にて遮蔽し、ビームONの状態になる各ビームを制限開口部から通過させるブランキングアパーチャ部材と、
平面型フォトカソードを有する電子銃から放出された電子ビームの一部がそれぞれ複数の開口部を通過することによって形成されたマルチビームのうち、少なくとも1つの代表ビームの電流値を用いて、マルチビームを代表する代表電流密度を演算する代表電流密度演算部と、
代表電流密度を用いて、マルチビームの各ビームの電流密度を演算する個別電流密度演算部と、
代表電流密度を用いて演算された各ビームの電流密度を用いて、マルチビームの照射時間を演算する照射時間演算部と、
マルチビームの各ビームの照射時間の間、ビームONの状態になるように前記複数のブランカーを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする。
A multi-beam drawing apparatus according to one embodiment of the present invention includes:
An illumination device that generates illumination light having a substantially uniform light intensity distribution;
An electron gun having a planar photocathode that emits an electron beam by irradiation of illumination light;
An aperture plate that is formed with a plurality of openings, receives an electron beam in a region including the whole of the plurality of openings, and forms a multi-beam by passing a part of the electron beams through each of the openings;
A blanking plate in which a plurality of blankers that perform blanking deflection of the corresponding beams among the multi-beams that have passed through the plurality of openings are arranged,
An opening is formed, and each beam that is deflected so as to be in the beam OFF state by a plurality of blankers among the multi-beams is shielded at a position outside the limiting opening, and each beam that is in the beam ON state is limited. A blanking aperture member that passes through the opening;
A multi-beam using a current value of at least one representative beam among multi-beams formed by passing a part of electron beams emitted from an electron gun having a planar photocathode through a plurality of openings. A representative current density calculation unit for calculating a representative current density representative of
An individual current density calculation unit that calculates the current density of each beam of the multi-beam using the representative current density,
An irradiation time calculation unit that calculates the irradiation time of the multi-beam using the current density of each beam calculated using the representative current density,
A controller that controls the plurality of blankers so that the beam is in an ON state during the irradiation time of each beam of the multi-beam;
It is provided with.
本発明の一態様によれば、マルチビームの電流密度分布に起因するスループットの劣化を抑制できる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to suppress deterioration in throughput due to multi-beam current density distribution.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1における描画装置の構成を示す概念図である。図1において、描画装置100は、描画部150と制御部160を備えている。描画装置100は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部150は、電子鏡筒102と描画室103を備えている。電子鏡筒102内には、照明装置212、電子銃201、照明レンズ202、アパーチャ部材203、ブランキングプレート204、縮小レンズ205、制限アパーチャ部材206、対物レンズ207、及び、偏向器208が配置されている。描画室103内には、XYステージ105が配置される。XYステージ105上には、描画時には描画対象基板となるマスク等の試料101が配置される。試料101には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板(シリコンウェハ)等が含まれる。また、試料101には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。また、XYステージ105上には、試料101が配置される位置とは異なる位置にファラディーカップ106が配置される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the
また、縮小レンズ205と対物レンズ207は、共に、電磁レンズで構成され、磁場が逆方向で励磁の大きさが例えば等しくなるように配置される。縮小レンズ205と対物レンズ207によって縮小光学系が構成される。
The
電子銃201は、平面型フォトカソード10と、ウェネルト12と、アノード14とを有する。ウェネルト12は、平面型フォトカソード10とアノード14との間に配置される。また、アノード14は、接地され、電位がグランド電位に設定されている。電子銃201には、電子銃電源装置130が接続される。電子銃電源装置130は、平面型フォトカソード10とアノード14間に加速電圧を印加することになる。加速電圧は、平面型フォトカソード10に、グランド電位のアノード14に対して負の電位を印加する。また、電子銃電源装置130は、ウェネルト12に負のバイアス電圧を印加することになる。
The
従来の熱電子放出型カソードでは、時間の経過に伴い放出される電子ビームの電流密度分布が変化してしまう。しかし、平面型フォトカソード10では、略均一な照明光を平面型フォトカソード10に照射すれば、放出される電子ビームの電流密度分布は略一様(略均一)になる。平面型フォトカソード10では、フォトカソード面での量子効率は時間の経過に伴って劣化するものの、劣化速度は、フォトカソード面の位置に依存しない。よって、時間の経過に伴って量子効率が劣化しても、放出される電子ビームの電流密度分布は略一様(略均一)に維持できる。量子効率は、入射光子数に対して放出される電子数の比で定義される。そこで、実施の形態1では、平面型フォトカソード10を用いた電子銃201によって、電流密度分布が略均一な電子ビーム200を形成する。照明光の波長は、平面型フォトカソード10の材料に応じて適宜調整すればよい。照明光の波長は、平面型フォトカソード10の材料に応じて、紫外線であっても良いし、可視光線であってもよい。
In the conventional thermionic emission type cathode, the current density distribution of the emitted electron beam changes with time. However, in the
制御部160は、制御計算機110、メモリ112、制御回路120、電子銃電源回路130、アンプ132、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140,142,144を有している。制御計算機110、メモリ112、制御回路120、電子銃電源回路130、アンプ132、及び記憶装置140,142,144は、図示しないバスを介して互いに接続されている。
The
制御計算機110内には、描画データ処理部50、照射量演算部52、代表ビーム電流(I0)測定部54、代表ビーム電流密度(J0)演算部56、個別ビーム電流密度(Jk)演算部58、個別ビーム照射時間(Tk)演算部60、描画制御部62、設定部64、及び判定部66,68が配置される。描画データ処理部50、照射量演算部52、代表ビーム電流(I0)測定部54、代表ビーム電流密度(J0)演算部56、個別ビーム電流密度(Jk)演算部58、個別ビーム照射時間(Tk)演算部60、描画制御部62、設定部64、及び判定部66,68といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機ユニット110内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ112に記憶される。また、描画データ処理部50、照射量演算部52、代表ビーム電流(I0)測定部54、代表ビーム電流密度(J0)演算部56、個別ビーム電流密度(Jk)演算部58、個別ビーム照射時間(Tk)演算部60、描画制御部62、設定部64、及び判定部66,68の少なくとも1つがソフトウェアで構成される場合には、CPU或いはGPUといった計算器が配置される。
In the control computer 110, a drawing data processing unit 50, an irradiation
ここで、図1では、実施の形態1を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。
Here, FIG. 1 shows a configuration necessary for explaining the first embodiment. The
図2は、実施の形態1における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図2において、実施の形態1における描画方法は、代表ビーム設定工程(S102)と、開口部面積測定工程(S104)と、代表ビーム電流(I0)測定工程(S106)と、代表ビーム電流密度(J0)演算工程(S108)と、個別ビーム電流密度(Jk)演算工程(S110)と、照射量演算工程(S112)と、個別ビーム照射時間(Tk)演算工程(S114)と、描画工程(S116)と、判定工程(S118)と、判定工程(S120)と、いう一連の工程を実施する。 FIG. 2 is a flowchart showing main steps of the drawing method according to the first embodiment. In FIG. 2, the drawing method according to the first embodiment includes a representative beam setting step (S102), an opening area measuring step (S104), a representative beam current (I 0 ) measuring step (S106), and a representative beam current density. (J 0 ) calculation step (S108), individual beam current density (Jk) calculation step (S110), dose calculation step (S112), individual beam irradiation time (Tk) calculation step (S114), and drawing step A series of steps of (S116), determination step (S118), and determination step (S120) are performed.
図3は、実施の形態1におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。図3(a)において、アパーチャ部材203には、縦(y方向)m列×横(x方向)n列(m,n≧2)の穴(開口部)22が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図2(a)の例では、例えば、512×8列の穴22が形成される。各穴22は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。ここでは、y方向の各列について、x方向にAからHまでの8つの穴22がそれぞれ形成される例が示されている。これらの複数の穴22を電子ビーム200の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム20が形成されることになる。ここでは、縦横(x,y方向)が共に2列以上の穴22が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横(x,y方向)どちらか一方が複数列で他方は1列だけであっても構わない。また、穴22の配列の仕方は、図3(a)にように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。図3(b)に示すように、例えば、縦方向(y方向)1段目の列と、2段目の列の穴同士が、横方向(x方向)に寸法aだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向(y方向)2段目の列と、3段目の列の穴同士が、横方向(x方向)に寸法bだけずれて配置されてもよい。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the configuration of the aperture member in the first embodiment. In FIG. 3A, the
図4は、実施の形態1におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。ブランキングプレート204には、アパーチャ部材203の各穴22の配置位置に合わせて通過孔が形成され、各通過孔には、対となる2つの電極24,26の組(ブランカー:第1の偏向器)が、それぞれ配置される。各通過孔を通過する電子ビーム20は、それぞれ独立にかかる対となる2つの電極24,26に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。このように、複数のブランカーが、アパーチャ部材203の複数の穴22(開口部)を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing the configuration of the blanking plate in the first embodiment. Passing holes are formed in the
描画装置100は、描画制御部62の制御に従って動作する。特に、描画部150は、以下のように動作する。電子銃電源装置130によって平面型フォトカソード10とウェネルト12にそれぞれ設定された電圧が印加された状態で、照明装置212から平面型フォトカソード10へ照明光16を照射することによって平面型フォトカソード10から電子ビーム200が放出される。ウェネルト12のバイアス電圧によって放出量が制御された、平面型フォトカソード10から放出された電子ビーム200は、クロスオーバー(C.O.)を形成した後に広がり、アノード14によって加速され、電子銃201(放出部)から放出される。
The
放出された電子ビーム200は、照明レンズ202によりほぼ垂直にアパーチャ部材203全体を照明する。アパーチャ部材203には、矩形の複数の穴(開口部)が形成され、電子ビーム200は、すべての複数の穴が含まれる領域を照明する。複数の穴の位置に照射された電子ビーム200の各一部が、かかるアパーチャ部材203の複数の穴をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム(マルチビーム)20a〜eが形成される。かかるマルチビーム20a〜eは、ブランキングプレート204のそれぞれ対応するブランカー(第1の偏向器)内を通過する。かかるブランカーは、それぞれ、個別に通過する電子ビーム20を偏向する(ブランキング偏向を行う)。そして、ブランキングプレート204を通過したマルチビーム20a〜eは、縮小レンズ205によって、屈折させられ集光し、制限アパーチャ部材206に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングプレート204のブランカーによって偏向された電子ビーム20は、制限アパーチャ部材206(ブランキングアパーチャ部材)の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材206によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート204のブランカーによって偏向されなかった電子ビーム20は、制限アパーチャ部材206の中心の穴を通過する。かかるブランカーのON/OFFによって、ブランキング制御が行われ、ビームのON/OFFが制御される。このように、制限アパーチャ部材206は、複数のブランカーによってビームOFFの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。そして、ビームONになってからビームOFFになるまでに形成された、制限アパーチャ部材206を通過したビームにより1回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ部材206を通過したマルチビーム20のパターン像は、対物レンズ207により焦点が合わされ、偏向器208によって一括して偏向され、試料101上のそれぞれの照射位置に照射される。
The emitted
描画装置100は、XYステージ105が移動しながらショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームONに制御される。
The
ここで、マルチビームの各ビームは、必要な照射量のビームを必要な位置に照射する。電子ビーム描画では、例えば、描画するパターンの形状等に応じて近接効果等の寸法変動が生じる。描画装置100では、かかる近接効果等の寸法変動を照射量によって補正する。そのため、必要な照射量D(x,y)は、照射する位置(x,y)によって異なる。そして、かかる照射量D(x,y)は、ビームの照射時間Tkによって制御される。以下、kは、個別ビームの識別番号或いは座標(ベクトル)を示す。照射時間Tkは、式(1)に示すように、照射量D(x,y)をビームの電流密度Jkで割ることで求めることができる。
(1)Tk=D(x,y)/Jk
Here, each beam of the multi-beam irradiates a necessary position with a beam having a necessary irradiation amount. In electron beam drawing, for example, dimensional variations such as proximity effects occur according to the shape of the pattern to be drawn. In the
(1) Tk = D (x, y) / Jk
よって、各ビームの電流密度Jkを正確に把握しておく必要がある。各ビームの電流密度Jkに誤差があると、照射量に誤差が生じてしまう。その結果、パターンの位置ずれ等が生じることになる。従来の熱放出型カソードを用いた電子銃では、時間の経過に伴って各ビームの電流密度Jkが個別にそれぞれ変化してしまうため、所定の期間ごとに、すべてのビームについて、それぞれ電流密度Jkを確認する必要があった。そのために、すべてのビームについて、それぞれ電流量Ikを測定する必要があった。かかる電流量Ikの測定に時間がかかるスループットを劣化させていた。そこで、実施の形態1では、平面型フォトカソード10から略均一な電子ビーム200を放出させることで、形成されるマルチビーム20の各ビームの電流密度Jkを略均一にできる。そのため、所定の期間ごとに、すべてのビームについて、それぞれ電流量Ikを測定する必要はなく、代表ビームについてだけ電流量I0を測定する。そして、その結果からマルチビーム20の各ビームの電流密度Jkを求める。これにより、測定時間を大幅に短縮できる。
Therefore, it is necessary to accurately grasp the current density Jk of each beam. If there is an error in the current density Jk of each beam, an error occurs in the dose. As a result, pattern misalignment or the like occurs. In a conventional electron gun using a heat emitting cathode, the current density Jk of each beam individually changes with the passage of time. Therefore, the current density Jk for all the beams every predetermined period. It was necessary to confirm. Therefore, it is necessary to measure the current amount Ik for all the beams. The throughput that takes time to measure the current amount Ik is deteriorated. Therefore, in the first embodiment, by emitting the substantially
代表ビーム設定工程(S102)として、設定部64は、マルチビームのうち、少なくとも1つの代表ビームを設定する。
As the representative beam setting step (S102), the setting
図5は、実施の形態1における代表ビームの位置の一例を示す図である。図5の例では、9×9本のマルチビームを形成するアパーチャ部材203の複数の穴22を示している。実施の形態1では、代表ビームとして、マルチビームの中心部のビームと端部のビームとを用いる。図5の例では、複数の穴22の中心の穴23aを通過することによって形成されるビームと、端部である4隅の穴23b,23c,23d,23eを通過することによって形成される4本のビームの計5本のビームを代表ビームとして設定する。但し、これに限るものではない。マルチビームを代表する代表ビームは少なくとも1つあればよい。例えば、複数の穴22の中心の穴23aを通過することによって形成される1本のビームを代表ビームとして設定してもよい。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the position of the representative beam in the first embodiment. In the example of FIG. 5, a plurality of
開口部面積測定工程(S104)として、アパーチャ部材203の各穴22を走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて撮像し、撮像した像からマルチビームの各ビームを形成する開口部の開口面積Skを算出する。或いは、アパーチャ部材203の各穴22にレーザを照射し、穴22毎のレーザの透過光量を用いて各ビームを形成する開口部の開口面積Skを算出する。すべての穴22が一様に同じ形状で製造できれば、すべての穴22ではなく、代表ビーム用の穴23だけSEMを用いて撮像し、開口面積Skを算出してもよい。
In the opening area measurement step (S104), each
代表ビーム電流(I0)測定工程(S106)として、I0測定部54は、平面型フォトカソード10を用いた電子銃201から放出された電子ビーム200の一部がそれぞれ複数の開口部を通過することによって形成されたマルチビーム20のうち、少なくとも1つの代表ビームの電流値I0を測定する。ここでは、設定された代表ビームの電流値I0を測定する。具体的には、以下のように動作する。測定対象の代表ビームだけビームONとなり、他のビームはビームOFFになるようにブランキングプレート204内のブランカーにて偏向する。代表ビームが複数設定されている場合に、1つのビームずつビームONになるように制御する。これにより、代表ビーム20だけをステージ上まで導くことができる。その際、ファラディーカップ106にかかる代表ビーム20が照射されるようにXYステージ105を移動させておく。これにより、代表ビーム20の電流値を検出できる。残りのビームは、制限アパーチャ部材206にて遮蔽される。よって、描画室103までビームが到達する前に遮蔽される。よって、ステージ105或いは試料101までビームが到達することはない。ファラディーカップ106で測定された情報は、アンプ132でデジタル信号に変換され、I0測定部54に出力される。これにより、I0測定部54は、代表ビームの電流値I0を測定できる。かかる動作をすべての代表ビームについて実施する。これにより、代表ビーム毎のビーム電流値I0を測定できる。
As a representative beam current (I 0 ) measurement step (S106), the I 0 measurement unit 54 is configured such that a part of the
代表ビーム電流密度(J0)演算工程(S108)として、J0演算部56は、測定された少なくとも1つの代表ビームの電流値I0を用いて、マルチビームを代表する代表電流密度J0を演算する。代表ビームが複数設定されている場合に、1つのビームごとに、それぞれ代表電流密度J0を演算する。具体的には、以下のように演算する。J0演算部56は、測定された代表ビームの電流値I0をアパーチャ部材203の対応する穴22の開口面積Skで割ることで、代表ビームの電流密度J0を演算する。かかる動作をすべての代表ビームについて実施する。これにより、代表ビーム毎の電流密度J0を演算できる。
In the representative beam current density (J 0 ) calculation step (S108), the J 0 calculation unit 56 uses the measured current value I 0 of at least one representative beam to calculate the representative current density J 0 representing the multi-beam. Calculate. When a plurality of representative beams are set, the representative current density J 0 is calculated for each beam. Specifically, the calculation is performed as follows. The J 0 calculation unit 56 calculates the current density J 0 of the representative beam by dividing the measured current value I 0 of the representative beam by the opening area Sk of the corresponding
個別ビーム電流密度(Jk)演算工程(S110)として、Jk演算部58(個別電流密度演算部)は、代表電流密度J0を用いてマルチビームの各ビームの電流密度Jkを演算する。まず、得られた代表ビーム毎の電流密度J0を多項式でフィッティング(近似)して、近似式を求める。ここでは、平面型フォトカソード10から放出された電子ビーム200からマルチビーム20を形成しているので、開口面積Skが同じであれば、演算された各代表ビームの電流密度J0は略均一となる。よって、近似多項式も高次の関数を用いずとも以下の式(2)に示す1次多項式で定義する程度で構わない。式(2)ではビームの位置座標kを(x,y)で示している。
(2) J(x,y)=ax+by+c
As an individual beam current density (Jk) calculation step (S110), Jk calculation unit 58 (individual current density calculation unit) calculates the current density Jk of each beam of the multi-beam using a representative current density J 0. First, the obtained current density J 0 for each representative beam is fitted (approximate) with a polynomial to obtain an approximate expression. Here, since the form a multi-beam 20 from the
(2) J (x, y) = ax + by + c
図5の例では、5つの代表ビームの電流密度J0が得られているので、近似する際には、これらの5つの代表ビームの電流密度J0を基に、例えば、最小2乗法を用いて近似式を求めると好適である。言い換えれば、最小2乗法を用いて近似式の係数a,b,cを求めると好適である。そして、Jk演算部58は、各ビームの位置座標(x,y)を式(2)に代入することで、マルチビームの各ビームの電流密度Jkを演算する。なお、代表ビームが1つだけの場合には、その代表ビームの電流密度J0がそのまま、他のビームの電流密度Jkにすればよい。また、上述した例では、1次多項式で近似したがこれに限るものではない。2次以上の多項式を用いても構わない。なお、開口面積Skが代表ビームの開口面積Skと異なる場合には、各ビームの電流密度Jkを演算する際に、対象ビームの開口面積Skと代表ビームの開口面積Skとの比を式(2)から得られる値に乗じて補正しても好適である。具体的には、代表ビームの開口面積Skを対象ビームの開口面積Skで割った値を式(2)から得られる値に乗じて補正すればよい。代表ビームが複数設定されている場合には、例えば、代表ビームの開口面積Skの平均値を対象ビームの開口面積Skで割った値を式(2)から得られる値に乗じて補正すればよい。 In the example of FIG. 5, the current densities J 0 of five representative beams are obtained. Therefore, for approximation, for example, the least square method is used based on the current densities J 0 of these five representative beams. Thus, it is preferable to obtain an approximate expression. In other words, it is preferable to obtain the coefficients a, b, and c of the approximate expression using the least square method. And the Jk calculating part 58 calculates the current density Jk of each beam of a multi-beam by substituting the position coordinate (x, y) of each beam into Formula (2). In the case of only one representative beam current density J 0 of the representative beam as it is, or may be the current density Jk other beam. In the above-described example, approximation is performed using a first-order polynomial, but the present invention is not limited to this. A second or higher order polynomial may be used. When the aperture area Sk is different from the aperture area Sk of the representative beam, when calculating the current density Jk of each beam, the ratio between the aperture area Sk of the target beam and the aperture area Sk of the representative beam is expressed by the equation (2). It is also preferable to correct by multiplying the value obtained from (1). Specifically, the value obtained by dividing the aperture area Sk of the representative beam by the aperture area Sk of the target beam may be multiplied and corrected by the value obtained from Expression (2). When a plurality of representative beams are set, for example, a value obtained by dividing the average value of the aperture area Sk of the representative beam by the aperture area Sk of the target beam may be corrected by multiplying the value obtained from Expression (2). .
以上により、1つ或いはマルチビームの本数に対して極少数の代表ビームの電流値I0を測定することにより、多数のマルチビームの各ビームの電流密度Jkを得ることができる。よって、多数のマルチビームのすべてのビームの電流値Ikを測定する場合に比べて、測定時間を大幅に短縮できる。 As described above, by measuring the current value I 0 of a very small number of representative beams with respect to one or the number of multi beams, the current density Jk of each beam of a large number of multi beams can be obtained. Therefore, the measurement time can be greatly shortened as compared with the case where the current values Ik of all the beams of the multi-beams are measured.
照射量演算工程(S112)として、照射量演算部52は、記憶装置140から描画データを読み出し、試料101の照射位置毎に照射量を演算する。描画データは、例えば、各図形パターンの、配置位置、図形種、及び図形サイズ等が定義される。その他に、基準となる照射量が定義される。
As the dose calculation step (S112), the
後述するように、試料101の描画領域は、例えば、y方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割される。マルチビーム描画では、描画領域(或いはストライプ領域)を、マルチビームを構成する複数のビームの1つのビームの例えばビームサイズの1/n(但し、nは1以上の整数)のサイズでメッシュ状に仮想分割する。そして、図形パターンの存在するメッシュにはビームを照射し、存在しないメッシュにはビームを照射しないことによってパターンが描画される。但し、メッシュ内に図形パターンの端部が位置する場合などは、照射量を調整することで図形パターンの端部の位置を制御する。また、複数の図形パターンが描画される場合に、図形パターンによって照射量を変調する場合がある。変調率データは、別途、記憶装置140等に記憶しておき、かかる記憶装置140から読み出せばよい。また、近接効果等の寸法変動を補正するために照射量を調整する必要がある。近接効果補正計算は、従来の手法で実施すればよい。メッシュ位置(ビーム照射位置)毎の照射量データは、例えば照射量マップとして作成され、記憶装置142に格納される。このように、照射位置毎の照射量データは、異なる場合が多い。もちろん、同じ照射量である場合を排除するものではない。照射量の演算は、描画処理の進行に合わせてリアルタイムで、ストライプ領域毎に行うと好適である。例えば、描画中のストライプ領域の1〜2段先のストライプ領域の演算を行うと好適である。
As will be described later, the drawing area of the
個別ビーム照射時間(Tk)演算工程(S114)として、Tk演算部60は、代表電流密度J0を用いて演算されたマルチビームの各ビームの電流密度Jkを用いて、マルチビームの各ビームの照射時間Tkを演算する。各ビームの照射時間Tkは、上述した式(1)で求めることができる。Tk演算部60は、記憶装置142から照射量マップを読み出し、各ビームの照射時間Tkの演算に用いればよい。メッシュ位置(ビーム照射位置)毎の照射時間の演算は、描画処理の進行に合わせてリアルタイムで、ストライプ領域毎に行うと好適である。例えば、描画中のストライプ領域の1〜2段先のストライプ領域の演算を行うと好適である。演算された各ビームの照射時間Tkは、例えば照射時間Tマップとして作成され、記憶装置144に格納される。
As an individual beam irradiation time (Tk) calculation step (S114),
描画工程(S116)として、まず、描画データ処理部50は、後述するストライプ領域毎に、マルチビームが照射される照射位置の照射順序にそって、ショットデータを生成する。マルチビーム描画では、マルチビームで1度に照射できる照射領域内のすべての照射位置を1度に描画できるわけではない。照射領域の位置をずらしながら、マルチビームを用いてストライプ領域全体を順に描画していくことになる。そのため、マルチビーム全体での1ショット毎に、対応する各ビームの照射位置の照射時間Tkのデータが順に並べられたショットデータが生成される。描画データ処理部50は、記憶装置144から照射時間Tマップを読み出して、ショットデータを生成すればよい。そして、描画制御部62からの制御信号に基づいて制御回路120が描画部150を制御駆動させる。描画部150は、ショットデータに沿って、それぞれ演算された各ビームの照射時間Tkのマルチビームを用いて、試料101にパターンを描画する。制御回路120は、マルチビームの各ビームの照射時間Tkの間、ビームONの状態になるようにブランキングプレート204の対応する複数のブランカーを制御する。
As the drawing step (S116), first, the drawing data processing unit 50 generates shot data in accordance with the irradiation order of irradiation positions where multi-beams are irradiated for each stripe region described later. In multi-beam drawing, not all irradiation positions in an irradiation region that can be irradiated with a multi-beam at a time can be drawn at a time. While shifting the position of the irradiation region, the entire stripe region is sequentially drawn using the multi-beam. Therefore, shot data in which irradiation time Tk data of the irradiation positions of the corresponding beams is sequentially arranged for each shot of the entire multi-beam is generated. The drawing data processing unit 50 may read the irradiation time T map from the storage device 144 and generate shot data. Then, the control circuit 120 controls and drives the
図6は、実施の形態1における描画動作を説明するための概念図である。図6(a)に示すように、試料101の描画領域30は、例えば、y方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域32に仮想分割される。かかる各ストライプ領域32は、描画単位領域となる。まず、XYステージ105を移動させて、第1番目のストライプ領域32の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム20の照射で照射可能な照射領域34が位置するように調整し、描画が開始される。第1番目のストライプ領域32を描画する際には、XYステージ105を例えば−x方向に移動させることにより、相対的にx方向へと描画を進めていく。XYステージ105は所定の速度で例えば連続移動させる。第1番目のストライプ領域32の描画終了後、ステージ位置を−y方向に移動させて、第2番目のストライプ領域32の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域34が相対的にy方向に位置するように調整し、今度は、図6(b)に示すように、XYステージ105を例えばx方向に移動させることにより、−x方向にむかって同様に描画を行う。第3番目のストライプ領域32では、x方向に向かって描画し、第4番目のストライプ領域32では、−x方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域32を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。1回のショットでは、図6(c)に示すように、アパーチャ部材203の各穴22を通過することによって形成されたマルチビームによって、各穴22と同数の複数のショットパターン36が一度に形成される。例えば、アパーチャ部材203の1つの穴Aを通過したビームは、図6(c)で示す「A」の位置に照射され、その位置にショットパターン36を形成する。同様に、例えば、アパーチャ部材203の1つの穴Bを通過したビームは、図6(c)で示す「B」の位置に照射され、その位置にショットパターン36を形成する。以下、C〜Hについても同様である。そして、各ストライプ32を描画する際、x方向に向かってXYステージ105が移動する中、偏向器208によってすべてのビーム(マルチビーム)を一括して偏向しながら、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画する。
FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining a drawing operation in the first embodiment. As shown in FIG. 6A, the
ここで、描画装置100は、試料101をXYステージ105上に載置して、XYステージ105を連続移動させながら、或いはステップアンドリピート動作させながら試料101上にパターンを描画する。
Here, the
判定工程(S118)として、判定部66は、1つのストライプ領域32の描画が終了するごとに、試料101の描画領域30全体の描画が終了したかどうかを判定する。描画領域30全体の描画が終了している場合には、描画処理は終了となる。描画領域30全体の描画が終了していない場合には、判定工程(S120)に進む。
As a determination step (S118), the
判定工程(S120)として、判定部68は、前回の代表ビームの電流測定を実施した時から、予め設定されたL個のストライプ領域32の描画が終了したかどうかを判定する。L個のストライプ領域32は、少なくとも1つのストライプ領域32であればよい。L個のストライプ領域32の描画が終了していない場合には、照射量演算工程(S112)に戻り、残っているストライプ領域32内の各照射位置の照射量を演算する。そして、L個のストライプ領域32の描画が終了するまで、照射量演算工程(S112)から判定工程(S120)までの各工程を繰り返す。なお、照射量演算工程(S112)は、描画が終了したストライプ領域32の例えば、1〜2個のストライプ領域32分を先行して演算しているため、描画が終了していない残りのストライプ領域があったとしても、既に照射量演算は終了している場合もあり得る。その場合には、照射量演算工程(S112)を省略して先に進めばよい。個別ビーム照射時間(Tk)演算工程(S114)についても同様である。また、予め設定されたL個のストライプ領域32の描画が終了した場合には、代表ビーム電流(I0)測定工程(S106)に戻る。そして、再度、I0測定部54は、設定された代表ビームの電流値I0を測定する。そして、かかる最新の代表ビームの電流値I0から代表電流密度J0は演算し直される。そして、かかる最新の代表ビームの代表電流密度J0から各ビームの電流密度Jkが演算し直される。そして、かかる最新の各ビームの電流密度Jkから各ビームの照射時間Tkは、演算し直された最新の各ビームの電流密度Jkを用いて演算される。
In the determination step (S120), the
以上のように、試料101の描画領域30は、複数のストライプ領域32に仮想分割され、複数のストライプ領域32のうち少なくとも1つの描画が終了するごとに、代表電流密度J0は演算し直される。そして、代表電流密度J0が演算し直された後、各ビームの照射時間は、演算し直された代表電流密度J0を用いて演算された個別の電流密度Jkを用いて演算される。平面型フォトカソード10の量子効率の劣化速度は、1つのストライプ領域32の描画だけでは、代表ビームの電流密度J0を更新するほど進まないと考えられるので、複数のストライプ領域32の描画ごとに代表ビームの電流密度J0を更新すればよい。但し、1つのストライプ領域32の描画ごとに代表ビームの電流密度J0を更新する場合を排除するものではない。また、ストライプ領域32単位で代表ビームの電流密度J0を更新することで、ストライプ領域32内を描画中に描画動作を停止させることはしないので、描画処理中のストライプ領域32内のパターンの位置ずれを防止できる。
As described above, the
図7は、実施の形態1における照明装置と平面型フォトカソードとの構成の一例を示す概念図である。図7において、照明装置212は、光源214と照明光学系216を有している。図7の例では、光源214から照射された照明光16を照明光学系216で屈折させて平行光として平面型フォトカソード10の裏面に略均一な強度分布で照射する。これにより、平面型フォトカソード10からは、照明光16の照射を受けた面とは反対側の面から略均一な電流密度の電子ビーム200が放出される。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing an example of the configuration of the illumination device and the planar photocathode in the first embodiment. In FIG. 7, the
図8は、実施の形態1における照明装置と平面型フォトカソードとの構成の他の一例を示す概念図である。図8において、照明装置212は、光源214と照明光学系216を有している。図8の例では、光源214から照射された照明光16を照明光学系216で屈折させて平行光として平面型フォトカソード10の表面に例えば斜め方向から略均一な強度分布で照射してもよい。これにより、平面型フォトカソード10からは、照明光16の照射を受けた面と同じ表面から略均一な電流密度の電子ビーム200が放出される。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing another example of the configuration of the illumination device and the planar photocathode in the first embodiment. In FIG. 8, the
図9は、実施の形態1における平面型フォトカソードから放出される電子ビームの電流密度の一例を示す図である。図9に示すように、平面型フォトカソード10から放出される電子ビームの電流密度分布は略均一にできる。そのため、アパーチャ部材203には略均一な電流密度分布の電子ビームを照射できる。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the current density of the electron beam emitted from the planar photocathode in the first embodiment. As shown in FIG. 9, the current density distribution of the electron beam emitted from the
図10は、実施の形態1における照明装置と平面型フォトカソードとの構成の他の一例を示す概念図である。図10において、照明装置212は、光源214(レーザ光源)と光ファイバー218を有している。図10(a)の例では、光源214から照射された照明光16を光ファイバー218で伝搬して平面型フォトカソード10の裏面に照射する。光ファイバー218で伝搬することで、図10(b)に示すように、照明光16のレーザ強度分布を略均一にできる。これにより、平面型フォトカソード10からは、照明光16の照射を受けた面とは反対側の面から略均一な電流密度の電子ビーム200が放出される。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing another example of the configuration of the illumination device and the planar photocathode in the first embodiment. In FIG. 10, the
図11は、実施の形態1における照明装置と平面型フォトカソードとの構成の他の一例を示す概念図である。図11において、照明装置212は、光源214(レーザ光源)と光ファイバー218を有している。図11(a)の例では、光源214から照射された照明光16を光ファイバー218で伝搬して平面型フォトカソード10の表面に例えば斜め方向から照射する。光ファイバー218で伝搬することで、図10(b)と同様、図11(b)に示すように、照明光16のレーザ強度分布を略均一にできる。これにより、平面型フォトカソード10からは、照明光16の照射を受けた面と同じ表面から略均一な電流密度の電子ビーム200が放出される。
FIG. 11 is a conceptual diagram showing another example of the configuration of the illumination device and the planar photocathode in the first embodiment. In FIG. 11, the
図12は、実施の形態1における照明装置の設置構成の一例を示す図である。図1の例では、電子鏡筒102内に照明装置212を配置する場合について示したがこれに限るものではない。電子鏡筒102外に光源214を配置してもよい。光ファイバー218を用いることで照明光16の伝搬経路の自由度を高めることができ、電子鏡筒102外に光源214を配置しやすくできる。なお、電子鏡筒102外に光源214を配置して、照明光学系216の配置位置を調整することで電子鏡筒102内の平面型フォトカソード10に照明光16を照射するようにしても構わない。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an installation configuration of the lighting device in the first embodiment. In the example of FIG. 1, the case where the
図13は、実施の形態1における照明装置と平面型フォトカソードとの構成の他の一例を示す概念図である。図13(a)において、照明装置212は、LED(発光ダイオード、Light Emitting Diode)光源314と照明光学系216を有している。図13(a)の例では、LED光源314から照射された照明光18を照明光学系216で屈折させて平行光として平面型フォトカソード10の裏面に略均一な強度分布で照射する。LED光源314から照明光18を照射することによって、図13(b)に示すように、照明光18のLED光強度分布を広い範囲で略均一にできる。よって、かかるLED光強度分布が略均一な範囲のLED光を平面型フォトカソード10に照射すればよい。これにより、平面型フォトカソード10からは、照明光18の照射を受けた面とは反対側の面から略均一な電流密度の電子ビーム200が放出される。
FIG. 13 is a conceptual diagram showing another example of the configuration of the illumination device and the planar photocathode in the first embodiment. In FIG. 13A, the
図14は、実施の形態1における照明装置と平面型フォトカソードとの構成の他の一例を示す概念図である。図14(a)において、照明装置212は、LED光源314と照明光学系216を有している。図14(a)の例では、LED光源314から照射された照明光16を照明光学系216で屈折させて平行光として平面型フォトカソード10の表面に例えば斜め方向から略均一な強度分布で照射してもよい。LED光源314から照明光18を照射することによって、図13(b)と同様、図14(b)に示すように、照明光18のLED光強度分布を広い範囲で略均一にできる。よって、かかるLED光強度分布が略均一な範囲のLED光を平面型フォトカソード10に照射すればよい。これにより、平面型フォトカソード10からは、照明光18の照射を受けた面と同じ表面から略均一な電流密度の電子ビーム200が放出される。
FIG. 14 is a conceptual diagram showing another example of the configuration of the illumination device and the planar photocathode in the first embodiment. In FIG. 14A, the
図15は、実施の形態1における照明装置と平面型フォトカソードとの構成の他の一例を示す概念図である。図15において、照明装置212は、光源214と照明光学系316とスリット318とを有している。平面型フォトカソード10から面均一な電流密度を得るためには、いかに照明光16の光強度の均一性を高くするかにかかっている。それには、例えば、光強度がガウス分布になる光源214からの光15を照明光学系316で屈折させてできるだけ広げ、光15のうち、ガウス分布の中心付近の光強度が均一な部分の光を平面型フォトカソード10のできるだけ直近の位置にてスリット318で切り取ることが望ましい。言い換えれば、スリット318でガウス分布の中心付近の光強度が均一な部分以外の光をカットすることが望ましい。そして、スリット318を通過したガウス分布の中心付近の光強度が均一な部分の光を照明光16として平面型フォトカソード10に照射すると好適である。これにより、照明装置212は、光強度分布が略均一な照明光を生成できる。なお、カットする光が少ないほど効率が良いので、光源214の出力がより光強度が均一であることが望ましい。よって、光源214として、上述した光ファイバー218やLED光源314を用いるとなお良い。
FIG. 15 is a conceptual diagram showing another example of the configuration of the illumination device and the planar photocathode in the first embodiment. In FIG. 15, the
図16は、実施の形態1の比較例におけるカソードの蒸発に伴う電流密度分布の変化を説明するための図である。ここでは、実施の形態1の比較例として、熱放出型電子銃のカソード劣化を説明する。図16(a)において、カソード劣化前の状態では、カソード(陰極)から放出された電子ビームは、クロスオーバーを形成した後、広がっていき、照明レンズ(コリメータレンズ)によってほぼ垂直なビームに屈折させられ、マスク(試料)面側へと進む。時間の経過によって、カソードが蒸発(劣化)してくると、カソードの放出面の面積が狭くなる。しかし、ウェネルト電圧は変化していないので、電流密度が高くなる。そのため、クロスオーバー後のビームの広がりも小さいものとなる。図16(b)では、カソード劣化前後の各状態での電流密度分布を示している。カソード劣化前の状態に比べ、カソードが蒸発(劣化)してくると、上述したようにビームの広がりが小さくなり、電流密度分布のピーク値が高くなる。このように、カソード劣化前後では、電流密度分布の形状が大きく変化する。これに対して、実施の形態1では、時間の経過した場合でも電流密度分布が位置に依存せずに略均一な電子ビームを放出することができる平面型フォトカソード10を用いることで、電流密度分布を略一様に維持できる。よって、電流測定するビーム本数を大幅に少なくでき、スループットを向上させることができる。
FIG. 16 is a diagram for explaining a change in the current density distribution accompanying the evaporation of the cathode in the comparative example of the first embodiment. Here, as a comparative example of the first embodiment, cathode deterioration of a heat emission electron gun will be described. In FIG. 16A, in the state before the cathode deterioration, the electron beam emitted from the cathode (cathode) spreads after forming a crossover, and is refracted into a substantially vertical beam by the illumination lens (collimator lens). And proceed to the mask (sample) surface side. When the cathode evaporates (deteriorates) over time, the area of the cathode emission surface becomes narrower. However, since the Wehnelt voltage has not changed, the current density is increased. Therefore, the spread of the beam after crossover is also small. FIG. 16B shows the current density distribution in each state before and after the cathode deterioration. When the cathode evaporates (deteriorates) as compared with the state before the cathode deterioration, the beam spread becomes small as described above, and the peak value of the current density distribution becomes high. Thus, the shape of the current density distribution changes greatly before and after the cathode deterioration. On the other hand, in the first embodiment, the current density is obtained by using the
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述したラスタースキャン動作は一例であって、マルチビームを用いたラスタースキャン動作その他の動作方法であってもよい。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples. The raster scan operation described above is an example, and a raster scan operation using a multi-beam and other operation methods may be used.
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置100を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used. For example, although the description of the control unit configuration for controlling the
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all charged particle beam writing methods and charged particle beam writing apparatuses that include the elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
10 平面型フォトカソード
12 ウェネルト
14 アノード
20 マルチビーム
22,23 穴
24,26 電極
30 描画領域
32 ストライプ領域
34 照射領域
36 ショットパターン
50 描画データ処理部
52 照射量演算部
54 I0測定部
56 J0演算部
58 Jk演算部
60 Tk演算部
62 描画制御部
64 設定部
66,68 判定部
100 描画装置
101,340 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 メモリ
120 制御回路
130 電子銃電源回路
132 アンプ
140,142,144 記憶装置
150 描画部
160 制御部
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 アパーチャ部材
204 ブランキングプレート
205 縮小レンズ
206 制限アパーチャ部材
207 対物レンズ
208 偏向器
212 照明装置
214 光源
216,316 照明光学系
218 光ファイバー
314 LED光源
318 スリット
DESCRIPTION OF
Claims (4)
測定された少なくとも1つの代表ビームの電流値を用いて、前記マルチビームを代表する代表電流密度を演算する工程と、
前記代表電流密度を用いて、前記マルチビームの各ビームの電流密度を演算する工程と、
前記代表電流密度を用いて演算された各ビームの電流密度を用いて、前記マルチビームの照射時間を演算する工程と、
それぞれ演算された各ビームの照射時間のマルチビームを用いて、試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とするマルチビーム描画方法。 Measuring a current value of at least one representative beam among the multi-beams formed by each of a part of the electron beams emitted from an electron gun having a planar photocathode passing through a plurality of openings;
Calculating a representative current density representative of the multi-beam using a measured current value of at least one representative beam;
Calculating the current density of each beam of the multi-beam using the representative current density;
Calculating the irradiation time of the multi-beam using the current density of each beam calculated using the representative current density;
Drawing a pattern on the sample using a multi-beam of the irradiation time of each calculated beam;
A multi-beam drawing method comprising:
前記複数のストライプ領域のうち少なくとも1つの描画が終了するごとに、前記代表電流密度は演算し直され、
前記代表電流密度が演算し直された後、各ビームの照射時間は、演算し直された前記代表電流密度を用いて演算された各ビームの電流密度を用いて演算されることを特徴とする請求項1記載のマルチビーム描画方法。 The drawing area of the sample is virtually divided into a plurality of stripe areas,
Each time at least one of the plurality of stripe regions is drawn, the representative current density is recalculated,
After the representative current density is recalculated, the irradiation time of each beam is calculated using the current density of each beam calculated using the recalculated representative current density. The multi-beam drawing method according to claim 1 .
前記照明光の照射によって電子ビームを放出する平面型フォトカソードを有する電子銃と、
複数の開口部が形成され、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記電子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記電子ビームの一部がそれぞれ通過することによりマルチビームを形成するアパーチャプレートと、
前記複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数のブランカーが配置されたブランキングプレートと、
制限開口部が形成され、前記マルチビームのうち前記複数のブランカーによってビームOFFの状態になるように偏向された各ビームを前記制限開口部から外れた位置にて遮蔽し、ビームONの状態になる各ビームを前記制限開口部から通過させるブランキングアパーチャ部材と、
前記平面型フォトカソードを有する電子銃から放出された電子ビームの一部がそれぞれ複数の開口部を通過することによって形成されたマルチビームのうち、少なくとも1つの代表ビームの電流値を用いて、前記マルチビームを代表する代表電流密度を演算する代表電流密度演算部と、
前記代表電流密度を用いて、前記マルチビームの各ビームの電流密度を演算する個別電流密度演算部と、
前記代表電流密度を用いて演算された各ビームの電流密度を用いて、前記マルチビームの照射時間を演算する照射時間演算部と、
演算された前記マルチビームの各ビームの照射時間の間、ビームONの状態になるように前記複数のブランカーを制御する制御部と、
を備えたことを特徴とするマルチビーム描画装置。 An illumination device that generates illumination light having a substantially uniform light intensity distribution;
An electron gun having a planar photocathode that emits an electron beam by irradiation of the illumination light;
A plurality of openings are formed, a region including the whole of the plurality of openings is irradiated with the electron beam, and a part of the electron beam passes through the plurality of openings to form a multi-beam. Aperture plate,
Among the multi-beams that have passed through the plurality of openings, a blanking plate in which a plurality of blankers that perform blanking deflection of the corresponding beam is disposed,
A limiting opening is formed, and each of the multi-beams deflected so as to be in a beam OFF state by the plurality of blankers is shielded at a position outside the limiting opening, and the beam is in an ON state. A blanking aperture member that allows each beam to pass through the limiting aperture;
Using the current value of at least one representative beam among the multi-beams formed by each of a part of the electron beams emitted from the electron gun having the planar photocathode passing through a plurality of openings, A representative current density calculator for calculating a representative current density representative of a multi-beam;
Using the representative current density, an individual current density calculation unit that calculates the current density of each beam of the multi-beam,
An irradiation time calculation unit that calculates the irradiation time of the multi-beam using the current density of each beam calculated using the representative current density;
A controller that controls the plurality of blankers so that the beam is in an ON state during the irradiation time of each beam of the calculated multi-beam;
A multi-beam drawing apparatus comprising:
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