KR100790666B1 - 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법 및 전자빔의 묘화 방법 - Google Patents

전자빔의 빔 드리프트 보정 방법 및 전자빔의 묘화 방법 Download PDF

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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

본 발명의 일 형태의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법은, 기간을 변경하면서 기간 경과마다 전자빔의 빔 드리프트를 보정하고, 또한 상기 기간 단위의 보정과는 별도로, 소정의 외란 요소의 값의 변화가 소정의 변화량 생긴 경우에 상기 기간 경과에 관계없이 상기 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 것을 특징으로 하는 것이다.
묘화 장치, 전자 경통, 투영 렌즈, 편향기, 미러, 전자빔

Description

전자빔의 빔 드리프트 보정 방법 및 전자빔의 묘화 방법{ELECTRON BEAM DRIFT CORRECTION METHOD AND ELECTRON BEAM WRITING METHOD}
도1은 제1 실시 형태에 있어서의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법의 공정의 주요부를 나타내는 도면.
도2는 제1 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도.
도3은 XY 스테이지 이동의 모습을 설명하기 위한 도면.
도4는 XY 스테이지의 상면 개념도.
도5는 빔 드리프트 보정에 관한 구성을 나타내는 블럭도.
도6은 빔 드리프트와 시간의 관계를 나타내는 도면.
도7은 초기 드리프트의 궤적의 일례를 나타내는 도면.
도8은 안정기의 드리프트의 궤적의 일례를 나타내는 도면.
도9는 기압과 빔 드리프트의 관계를 나타내는 도면.
도10은 온도와 빔 드리프트의 관계를 나타내는 도면.
도11a와 도11b는 빔 드리프트의 보정 방법의 일례를 나타내는 도면.
도12a와 도12b는 본 제1 실시 형태에 있어서의 빔 드리프트의 보정 방법의 일례를 나타내는 도면.
도13은 제2 실시 형태에 있어서의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법, 주부편 향 계수 보정 및 Z 센서 오프셋 보정의 공정의 주요부를 나타내는 도면.
도14는 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도.
도15는 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 제어 회로의 내부 구성을 나타내는 블럭도.
도16은 제2 실시 형태에 있어서의 주편향 영역과 부편향 영역을 도시하는 도면.
도17은 제2 실시 형태에 있어서의 마크의 위치의 측정의 방법에 대해 설명하기 위한 도면.
도18은 제2 실시 형태에 있어서의 마크의 위치의 측정 결과의 일례를 나타내는 도면.
도19는 도18에 나타내는 마크의 위치의 잔량차의 일례를 나타내는 도면.
도20은 제2 실시 형태에 있어서의 마크의 위치의 측정 결과의 다른 일례를 나타내는 도면.
도21은 도20에 나타내는 마크의 위치의 잔량차의 다른 일례를 나타내는 도면.
도22는 제2 실시 형태에 있어서의 광축 방향의 어긋남의 영향을 설명하기 위한 도면.
도23은 제2 실시 형태에 있어서의 Z 센서의 광축 어긋남을 설명하기 위한 도면.
도24는 종래의 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념 도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 묘화 장치
101 : 시료
102 : 전자 경통
104 : 미러
105 : XY 스테이지
106 : 기압계
107, 108, 514, 518 : 온도계
109 : 위치 연산 회로
110 : 묘화 제어 회로
150 : 묘화부
152 : 마크
160 : 제어부
200 : 전자빔
201 : 전자총
202 : 조명 렌즈
204 : 투영 렌즈
205 : 편향기
207 : 대물 렌즈
208 : 편향기
212 : 부편향기
214 : 주편향기
300 : 레이저 측장 장치
320 : 편향 제어 회로
322, 324 : 편향 앰프
342 : 빔 드리프트량 측정 회로
350 : 보정치 연산 회로
362 : 기간ㆍ횟수 측정 회로
364 : 온도 측정 회로
366 : 기압 측정 회로
372, 374 : 가산기
500 : 설치실
512 : 자력계
532 : 투광기
534 : 수광기
[문헌 1] 일본 특허 공개 2000-58424호 공보
[문헌 2] 일본 특허 공개 평7-142321호 공보
[문헌 3] 일본 특허 공개 평10-199786호 공보
[문헌 4] 일본 특허 공개 평9-260247호 공보
[문헌 5] 일본 특허 공개 2003-188075호 공보
본 발명은 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법 및 전자빔의 묘화 방법에 관한 것으로, 예를 들어 전자빔을 이용하여 시료에 소정의 패턴을 묘화하는 묘화 장치에 있어서의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 미세화의 진전을 담당하는 리소그래피 기술은 반도체 제조 프로세스 중에서도 유일 패턴을 생성하는 매우 중요한 프로세스이다. 최근, LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로선 폭은 해마다 미세화되어 오고 있다. 이들 반도체 디바이스로 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 고정밀도의 원화 패턴(레티클 혹은 마스크라고도 함)이 필요하게 된다. 여기서, 전자선(전자빔) 묘화 기술은 본질적으로 우수한 해상성을 갖고 있어 고정밀도의 원화 패턴의 생산에 이용된다.
도24는 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
가변 성형형 전자선 묘화 장치[EB(Electron beam) 묘화 장치]에 있어서의 제1 조리개(410)에는 전자선(330)을 성형하기 위한 직사각형, 예를 들어 장방형의 개구(411)가 형성되어 있다. 또한, 제2 조리개(420)에는, 제1 조리개(410)의 개구(411)를 통과한 전자선(330)을 원하는 직사각형으로 성형하기 위한 가변 성형 개 구(421)가 형성되어 있다. 하전 입자 소스(430)로부터 조사되어 제1 조리개(410)의 개구(411)를 통과한 전자선(330)은 편향기에 의해 편향되고, 제2 조리개(420)의 가변 성형 개구(421)의 일부를 통과하여, 소정의 한 방향(예를 들어, x 방향으로 함)으로 연속적으로 이동하는 스테이지 상에 탑재된 시료에 조사된다. 즉, 제1 조리개(410)의 개구(411)와 제2 조리개(420)의 가변 성형 개구(421)의 양쪽을 통과할 수 있는 직사각형이, x 방향으로 연속적으로 이동하는 스테이지 상에 탑재된 시료(340)의 묘화 영역에 묘화된다. 제1 조리개(410)의 개구(411)와 제2 조리개(420)의 가변 성형 개구(421)의 양쪽을 통과시켜, 임의 형상을 작성하는 방식을 가변 성형 방식이라 한다(예를 들어, 일본 특허 공개 2000-58424호 공보 참조).
여기서, 예를 들어 묘화 개시에 의해 조사된 상술한 전자선이 시료에 조사됨으로써 반사 전자가 발생한다. 발생한 반사 전자는 시료 장치 내의 광학계나 검출기 등에 충돌하여 차지업되고, 이에 의해 새로운 전계가 발생한다. 그리고, 발생한 새로운 전계에 의해 시료로 편향되는 전자선의 궤도가 변화된다. 묘화시에는 이러한 요인을 일례로 하는 전자선의 궤도의 변화, 즉 빔 드리프트가 생긴다. 이러한 빔 드리프트는 일정하지 않기 때문에 측정하지 않고 예측하여 이것을 보정하는 것이 곤란하다. 그래서, 종래 어떤 기간을 결정하여, 그 기간 경과마다 빔 드리프트량을 측정한 후, 이것을 보정하고 있었다.
여기서, 드리프트 보정에 관해, 편향량(빔 드리프트량)의 변화율에 따라서 다음의 측정 개시 시각을 결정하여 그 시각에 빔 드리프트량을 측정한 후, 이를 보정하는 기술이 문헌에 개시되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평7-142321호 공 보 참조). 또한, 드리프트 보정 후의 드리프트량이 소정의 임계치 내로 되기까지 드리프트 보정을 반복한 후, 시료에 묘화를 개시하고자 하는 기술이 문헌에 개시되어 있다(예를 들어, 일본 특허 공개 평10-199786호 공보 참조). 그 외에, 사진 패턴을 복수의 영역으로 분할하여 영역마다 드리프트 보정의 시간 간격을 결정하고자 하는 기술(예를 들어, 일본 특허 공개 평9-260247호 공보 참조)과, 스테이지의 온도와 시료의 위치 어긋남량의 관계를 미리 결정해 두고, 온도 변화에 따라서 실제의 위치 어긋남량을 측정하지 않고 미리 결정한 양만큼 위치 어긋남을 보정하고자 하는 기술(예를 들어, 일본 특허 공개 2003-188075호 공보 참조)이 문헌에 개시되어 있다.
여기서, 상술한 빔 드리프트량은 빔 조사 개시 직후의 초기시에 크고, 시간이 경과하는 동시에 서서히 작아져 가는 경향이 있다. 그로 인해, 빔 드리프트량이 큰 초기시에 맞추어 일정 간격으로 시료로의 묘화를 중단하여 드리프트 보정을 행하고 있었던 것으로는, 드리프트 보정의 횟수가 많아져 그만큼 묘화 시간이 증가하게 되고, 그 결과로서 처리량이 저하된다는 문제가 있었다.
한편, 드리프트 보정의 횟수를 줄이기 위해, 예를 들어 상술한 일본 특허 공개 평7-142321호 공보에 기재된 구성과 같이 빔 드리프트량이 큰 초기시(초기 드리프트시)에는 드리프트 보정의 간격을 좁혀, 빔 드리프트량이 작아짐에 따라 드림프트 보정의 간격을 길게 하는 것도 시도되고 있다. 그러나 빔 드리프트는, 예를 들어 상술한 바와 같은 빔 자체가 차지업의 원인이 되어 그 결과 드리프트를 일으키는 경우로 한정되는 것은 아니고, 그 외에도 외란에 기인하여 드리프트를 일으키는 경우도 있다. 외란은 시기에 관계없이 발생할 가능성이 있기 때문에, 상술한 일본 특허 공개 평7-142321호 공보에 기재된 구성에 있어서도 이러한 외란에 대응하기 위해, 드리프트 보정의 간격을 길게 함으로써도 최대 시간을 수분(일본 특허 공개 평7-142321호 공보에 기재된 구성에서는 3분)으로 설정하는 등의 짧은 시간에서의 리미터를 걸 수밖에 없었다. 그로 인해, 드리프트 보정 횟수의 저감이 불충분한 것 등의 문제가 있었다.
또한, 외란에 기인하여 편향기의 편향 감도가 열화되는 일이 있을 수 있다. 편향 감도가 열화되면 빔의 조사 위치에 어긋남이 생기게 된다. 그러나, 종래 묘화 중에 있어서의 외란에 기인한 편향기의 편향 감도의 열화에 대해서는 대응되고 있지 않았다. 그 외에도, 외란에 기인하여 시료의 묘화면의 Z 방향의 위치를 검출하고 있는 Z 센서의 광축이 어긋나는 일이 있을 수 있다. 그 상태로는, 정밀도가 높은 묘화를 행할 수 없게 된다. 그러나, 종래 묘화 중에 있어서의 외란에 기인한 Z 센서의 광축 변화에 대해서는 대응되고 있지 않았다.
본 발명의 일 형태는 이러한 문제점을 극복하고, 외란에 대응하면서 드리프트 보정 횟수를 더 저감시키는 것이 가능한 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 본 발명의 다른 형태는, 묘화 정밀도의 열화를 억제하는 전자빔 묘화 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 형태의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법은,
기간을 변경하면서 기간 경과마다 전자빔의 빔 드리프트를 보정하고,
기간 경과마다의 보정과는 별도로, 소정의 외란 요소의 값의 변화가 소정의 변화량 생긴 경우에 기간 경과에 관계없이 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법은,
기간 경과마다 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법에 있어서,
상술한 기간과는 별도로 전자빔의 빔 드리프트의 보정을 개시하는 트리거를 설치하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법은,
전자빔의 조사 개시로부터 소정의 기간이 경과한 후의 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법이며,
소정의 외란 요소의 값을 측정하고,
측정된 소정의 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우에 전자빔의 빔 드리프트량을 측정하고,
측정된 전자빔의 빔 드리프트량을 기초로 하여 전자빔의 편향량을 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 형태의 전자빔 묘화 방법은,
편향기에서 편향시키는 전자빔을 이용하여 묘화하고,
묘화 중에 소정의 외란 요소의 값을 측정하고,
측정된 소정의 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우에 전자빔의 빔 드리프트량을 측정하고,
측정된 전자빔의 빔 드리프트량을 기초로 하여 전자빔의 편향량을 보정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태의 전자빔 묘화 방법은,
편향기에서 편향시키는 전자빔을 이용하여 묘화하고,
묘화 중에 소정의 외란 요소의 값을 측정하고,
측정된 소정의 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우에, 상기 편향기의 편향 영역 내에 있어서의 상기 전자빔의 편향 위치를 측정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 형태의 전자빔 묘화 방법은,
전자빔을 이용하여 Z 센서에 의해 Z 방향 위치가 검지되어 있는 시료를 묘화하고,
묘화 중에 소정의 외란 요소의 값을 측정하고,
측정된 소정의 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우에, 상기 시료가 배치된 스테이지 상에 설치된 마크를 이용하여 상기 마크의 Z 방향 위치를 측정하고,
측정된 상기 Z 방향 위치를 기초로 하여 상기 Z 센서의 오프셋치를 보정하는 것을 특징으로 한다.
이하, 실시 형태에서는 하전 입자 빔의 일례로서 전자빔을 이용한 구성에 대 해 설명한다. 단, 하전 입자 빔은 전자빔으로 한정되는 것은 아니고, 이온 빔 등의 하전 입자를 이용한 빔이라도 상관없다. 또한, 하전 입자 빔 장치의 일례로서 하전 입자 빔 묘화 장치, 특히 가변 성형형의 전자빔 묘화 장치에 대해 설명한다.
(제1 실시 형태)
도1은, 제1 실시 형태에 있어서의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법의 공정의 주요부를 나타내는 도면이다.
전자빔의 빔 드리프트 보정은, 기간을 변경하면서 각 기간 경과마다 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 기간 단위 보정 공정과, 소정의 외란 요소의 값의 변화가 소정의 변화량 생긴 경우에 상기 기간 경과에 관계없이 상기 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 외란 단위 보정 공정을 실시한다. 기간 단위 보정 공정으로서, 보정 기간(t)과 보정 횟수(n)를 설정하는 설정 공정(S102), 기간 계측 공정(S104), 빔 드리프트량 측정 공정(S106), 드리프트 보정 공정(S108), 보정 횟수 판정 공정(S110), 묘화 종료 판정 공정(S112) 등의 일련의 공정을 실시한다. 한편, 외란 단위 보정 공정으로서, 외란 요소치 측정 공정(S202), 빔 드리프트량 측정 공정(S206), 드리프트 보정 공정(S208), 묘화 종료 판정 공정(S210) 등의 일련의 공정을 실시한다.
도2는, 제1 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도2에 있어서, 전자빔 장치의 일례인 묘화 장치(100)는 묘화부(150)와 제어부(160)를 구비하고 있다. 묘화부(150)는 전자 경통(102), XY 스테이지(105), 전자총(201), 조명 렌즈(202), 제1 조리개(203), 투영 렌즈(204), 편향기(205), 제2 조리개(206), 대물 렌즈(207), 편향기(208)를 갖고 있다. 그리고 XY 스테이지(105) 상에는 미러(104)와 온도계(108)가 배치되어 있다. 또한, 전자 경통(102)의 외측에 기압계(106)가 배치되어 있다. 제어부(160)는 묘화 제어 회로(110) 및 레이저 측장 장치(300)를 갖고 있다. 도2에서는, 본 제1 실시 형태를 설명한 후 필요한 구성 부분 이외에 대해서는 기재를 생략하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상 필요한 그 외의 구성이 포함되는 것은 물론이다.
전자총(201)으로부터 나온 전자빔(200)은, 조명 렌즈(202)에 의해 직사각형, 예를 들어 장방형의 구멍을 갖는 제1 조리개(203) 전체를 조명한다. 여기서, 전자빔(200)을 우선 직사각형, 예를 들어 장방형으로 성형한다. 그리고, 제1 조리개(203)를 통과한 제1 조리개상의 전자빔(200)은 투영 렌즈(204)에 의해 제2 조리개(206) 상에 투영된다. 이러한 제2 조리개(206) 상에서의 제1 조리개상의 위치는 편향기(205)에 의해 제어되어 빔 형상과 치수를 변화시킬 수 있다. 그리고, 제2 조리개(206)를 통과한 제2 조리개상의 전자빔(200)은 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 맞추어 편향기(208)에 의해 편향되고, 이동 가능하게 배치된 XY 스테이지(105) 상의 시료(101)의 원하는 위치에 조사된다. XY 스테이지(105)의 위치는 레이저 측장 장치(300)로부터 레이저를 미러(104)에 조사하고, 미러(104)로부터의 반사광을 수광하여 측장된다.
도3은, XY 스테이지 이동의 모습을 설명하기 위한 도면이다.
시료(101)에 묘화하는 경우에는, XY 스테이지(105)를 도시하고 있지 않은 구동부에 의해 x 방향으로 연속 이동시키면서, 묘화(노광)면을 전자빔(200)이 편향 가능한 단책형(短冊狀)의 복수의 스트라이프 영역으로 가상 분할된 시료(101) 중 1개의 스트라이프 영역 상을 전자빔(200)이 조사한다. XY 스테이지(105)의 x 방향의 이동과 동시에 전자빔(200)의 쇼트 위치도 스테이지 이동에 추종시킨다. 그리고 연속 이동시킴으로써 묘화 시간을 단축시킬 수 있다. 그리고, 1개의 스트라이프 영역이 묘화 종료되면, XY 스테이지(105)를 y 방향으로 스텝 이송하여 x 방향(금회는 역배향)으로 다음의 스트라이프 영역의 묘화 동작을 행한다. 각 스트라이프 영역의 묘화 동작을 사행시키도록 진행시킴으로써 XY 스테이지(105)의 이동 시간을 단축할 수 있다.
도4는, XY 스테이지의 상면 개념도이다.
도4에 도시한 바와 같이, 시료(101)가 적재되는 XY 스테이지(105) 상에는 전자빔(200)의 빔 드리프트량을 검사하기 위한 마크(152)가 설치되어 있다. 여기서는, 온도계(108) 및 미러(104) 등의 도시는 생략하고 있다.
도5는, 빔 드리프트 보정에 관한 구성을 나타내는 블럭도이다.
도5에 있어서, 묘화 제어 회로(110)는 편향 제어 회로(320), 편향 앰프(322), 빔 드리프트량 측정 회로(342), 보정치 연산 회로(350), 기간ㆍ횟수 측정 회로(362), 온도 측정 회로(364), 기압 측정 회로(366), 가산기(372), 가산기(374), 위치 연산 회로(109)를 갖고 있다. 그리고, 편향 앰프(322)에 의해 편향기(208)에 전압이 인가되고, 전자빔(200)이 정전 편향된다. 또한, 레이저 측장 장치(300)에 의해 측장된 데이터는 위치 연산 회로(109)에서 위치 데이터에 연산된다. 도5에서는, 본 제1 실시 형태를 설명한 후 필요한 구성 부분 이외에 대해서는 기재를 생략하고 있다. 묘화 제어 회로(110)에 있어서, 통상 필요한 그 외의 구성이 포함되는 것은 물론이다.
전자빔(200)의 조사를 개시하면, 전자빔은 빔 드리프트를 일으킨다.
도6은, 빔 드리프트와 시간의 관계를 나타내는 도면이다.
도6에 나타낸 바와 같이, 조사 개시 직후는 전자빔 자신이 갖거나, 혹은 전자빔 조사에 기인하는 빔 드리프트(초기 드리프트)가 생긴다. 초기 드리프트가 생기는 초기 드리프트기는 빔 드리프트의 변화량이 크고, 시간의 경과와 함께 그 변화량이 작아지는 경향이 있다. 도5에서는, 변화량이 작아진 영역을 안정기로서 기재하고 있다.
그래서, 본 제1 실시 형태에서는, 빔 드리프트의 변화량이 큰 조사 개시 직후, 바꾸어 말하면 묘화 개시 직후는 드리프트 보정을 행하는 시기의 간격을 짧게 하고, 시간의 경과와 함께 묘화가 진행됨에 따라서 드리프트 보정을 행하는 시기의 간격을 길게 한다. 도5에서는, 드리프트 보정 스텝 (1)로서 기간(t1)의 간격에서 3회 보정하고, 그 후 드리프트 보정 스텝 (2)로서 t1보다 긴 기간인 기간(t2)의 간격에서 4회 보정하고, 그 후 드리프트 보정 스텝 (3)으로서 t2보다 긴 기간인 기간(t3)의 간격에서 3회 보정한 후, 드리프트 보정 스텝 (4)로서 t3보다 긴 기간인 기간(t4)의 간격에서 보정한다. 예를 들어, 드리프트 보정 스텝 (1)에서는, 초기의 빔 드리프트가 크므로 보정 간격의 기간(t1)을 5분으로 설정한다. 드리프트 보정 스텝 (2)에서는, 어느 정도 빔 드리프트가 감소해 오므로 보정 간격의 기간(t2)을 10분으로 설정한다. 드리프트 보정 스텝 (3)에서는, 또한 빔 드리프트가 더 감 소해 오므로 보정 간격의 기간(t3)을 30분으로 설정한다. 드리프트 보정 스텝 (4)에서는 빔 드리프트가 거의 없으므로 보정 간격의 기간(t4)을 60분으로 설정한다. 여기서, 드리프트 보정 스텝을 몇 스텝으로 나눌지는, 원하는 최적이라 생각되는 임의의 스텝수라도 상관없다. 그리고, 각 드리프트 보정 스텝에 있어서의 기간(t)의 길이도 원하는 최적이라 생각되는 임의의 길이라도 상관없다. 마찬가지로, 각 드리프트 보정 스텝에 있어서의 보정 횟수도 원하는 최적이라 생각되는 임의의 횟수라도 상관없다.
S(스텝)102에 있어서, 설정 공정으로서 묘화 개시와 함께, 혹은 묘화 개시 전에 미리 정의된 최초의 드리프트 보정 스텝에 있어서의 보정 기간(t)과 보정 횟수(n)를 기간ㆍ횟수 측정 회로(362)에 설정한다. 예를 들어, 드리프트 보정 스텝 (1)로서 (t1, n1)을 설정한다.
S104에 있어서, 기간 계측 공정으로서 기간ㆍ횟수 측정 회로(362)는 보정 기간(t)을 계측한다.
S106에 있어서, 빔 드리프트량 측정 공정으로서, 묘화 장치(100)는 설정된 기간(t)이 경과한 시점에서 묘화 동작을 중지하고, 시료(101)와는 별도로 XY 스테이지(105) 상에 설치된 빔 측정용 마크(152)를 대물 렌즈(207)의 중심까지 XY 스테이지(105)를 이동시킴으로써 이동시킨다. 그리고, 빔 드리프트량 측정 회로(342)는 마크(152)의 십자를 전자빔(200)으로 주사하여 검출하고, 드리프트량을 측정한다.
S108에 있어서, 드리프트 보정 공정으로서, 보정치 연산 회로(350)는 빔 드 리프트량 측정 회로(342)에 의해 측정된 드리프트량을 기초로 하여 드리프트 보정용 보정치를 연산한다. 그리고, 가산기(372)로, 본래의 설계치의 데이터와 보정치의 데이터를 가산하여 합성하고, 설계 데이터를 재기입함으로써 빔 드리프트를 보정한다. 그리고, 가산기(374)로, 보정된 설계 데이터와 레이저 측장 장치(300)에 의해 측정되고, 위치 연산 회로(109)에 의해 연산된 XY 스테이지(105)의 위치 데이터를 가산하여 합성하고, 편향 제어 회로(320)에 의해 출력한다. 이러한 데이터에 의해 편향 제어 회로(320)는 편향 앰프(322)의 출력 전압을 제어하고, 제어된 전압을 기초로 하여 편향기(208)는 전자빔(200)을 편향시킨다.
S110에 있어서, 보정 횟수 판정 공정으로서, 기간ㆍ횟수 측정 회로(362)는 기간(t)에 있어서 설정된 n회만큼 빔 드리프트 보정이 행해졌는지 여부를 판정한다. 그리고, 아직, 설정된 횟수만큼 빔 드리프트 보정이 행해지고 있지 않은 경우에는 S104로 복귀된다. 그리고, 설정된 횟수만큼 S104 내지 S110을 반복한다. 그리고, 설정된 횟수만큼 S104 내지 S110을 반복하고, 최초의 드리프트 보정 스텝이 종료된 경우에는 S112로 진행한다.
S112에 있어서, 묘화 종료 판정 공정으로서, 제어부(160)는 묘화 종료하고 있지 않으면 S102로 복귀되어 다음의 드리프트 보정 스텝으로 진행하고, S102 내지 S112를 반복한다. 마찬가지로 하여, 미리 정의된 각 드리프트 보정 스텝을 기초로 한 드리프트 보정을 행한다.
이상과 같이, 이러한 보정 시기의 간격(기간)을 가변으로 하여, 시간의 경과와 함께 이러한 간격을 길게 하도록 함으로써 드리프트 보정 처리 횟수를 줄이고, 보정 처리에 관한 측정 시간 및 연산 시간 등을 삭감할 수 있다. 그 결과, 총 묘화 시간을 단축할 수 있다.
도7은, 초기 드리프트의 궤적의 일례를 나타내는 도면이다.
도8은, 안정기의 드리프트의 궤적의 일례를 나타내는 도면이다.
빔 드리프트의 변화량이 큰 초기 드리프트가, 도7에 나타낸 바와 같이 드리프트 방향이 결정되지 않은 데 반해, 소정의 기간이 경과한 후의 안정기로 들어가면 드리프트의 변화량이 감소해 오는 동시에, 도8에 나타낸 바와 같이 드리프트 방향이 어느 일정한 방향을 향하게 된다.
그러나, 일정한 방향으로 드리프트가 진행되기 위해서는 XY 스테이지(105) 상의 온도, 바꾸어 말하면 시료(101)의 온도나 묘화 장치(100)의 밖의 기압 등의 외란 요소가 크게 변동되지 않고, 혹은 외란 요소의 변화해 가는 방향이 일정한 것이 필요하게 된다.
도9는, 기압과 빔 드리프트의 관계를 나타내는 도면이다.
도9에 나타낸 바와 같이, 기압의 변동과 빔 드리프트의 변동에는 상관 관계가 존재하는 것을 알았다. 예를 들어, 도9에서는, 기압이 상승하고 있는 동안은 빔 드리프트도 어느 방향으로 커져 간다. 그리고, 기압이 하강으로 전이되면 빔 드리프트도 지금까지의 방향과는 역의 방향으로 진행한다. 따라서, 미리 정의된 드리프트 보정 간격에서만 드리프트 보정을 행하고 있었던 것으로는, 이러한 기압의 변화에 의한 빔 드리프트의 변화에 추종할 수 없다. 그래서, 본 제1 실시 형태에서는, 기간 단위에서의 보정과는 독립되어 기압계(106)로 묘화 장치(100)의 밖의 기압을 측정하고, 측정된 기압을 기초로 하여 드리프트 보정을 행한다.
S202에 있어서, 외란 요소치 측정 공정으로서, 기압계(106)는 묘화 장치(100)의 밖의 기압을 측정한다. 그리고, 기압 측정 회로(366)는, 전회의 빔 드리프트 보정시에 있어서의 기압치로부터 기압이 소정의 변화량(임계치)의 변화가 생긴 경우에 빔 드리프트량 측정 회로(342)에 트리거 신호를 출력한다.
S206에 있어서, 빔 드리프트량 측정 공정으로서, 묘화 장치(100)는 설정된 임계치의 기압 변화가 생긴 시점에서 묘화 동작을 중지하고, 시료(101)와는 별도로 XY 스테이지(105) 상에 설치된 빔 측정용 마크(152)를 대물 렌즈(207)의 중심까지 XY 스테이지(105)를 이동시킴으로써 이동시킨다. 그리고, 빔 드리프트량 측정 회로(342)는 마크(152)의 십자를 전자빔(200)으로 주사하여 검출하고, 드리프트량을 측정한다.
S208에 있어서, 드리프트 보정 공정으로서, 보정치 연산 회로(350)는 빔 드리프트량 측정 회로(342)에 의해 측정된 드리프트량을 기초로 하여 드리프트 보정용 보정치를 연산한다. 그리고, 가산기(372)로, 본래의 설계치의 데이터와 보정치의 데이터를 가산하여 합성하고, 설계 데이터를 재기입함으로써 빔 드리프트를 보정한다. 그리고, 가산기(374)로, 보정된 설계 데이터와 레이저 측장 장치(300)에 의해 측정되고, 위치 연산 회로(109)에 의해 연산된 XY 스테이지(105)의 위치 데이터를 가산하여 합성하고, 편향 제어 회로(320)에 의해 출력한다. 이러한 데이터에 의해 편향 제어 회로(320)는 편향 앰프(322)의 출력 전압을 제어하고, 제어된 전압을 기초로 하여 편향기(208)는 전자빔(200)을 편향시킨다.
S210에 있어서, 묘화 종료 판정 공정으로서, 제어부(160)는 묘화 종료하고 있지 않으면 S202로 복귀되어 기압의 변동을 측정한다. 묘화 종료가 되기까지 S202 내지 S210을 반복한다.
도9에 나타낸 바와 같이, 미리 정의된 드리프트 보정 간격 내라도 기압 변동에 의해 드리프트 보정 기능이 기동한다. 여기서는, 미리 정의된 드리프트 보정 간격 내에 2번의 드리프트 보정을 행하고 있는 모습을 나타내고 있다.
종래, 언제 일어날지 모르는 외란에 대응하기 위해, 드리프트 보정의 간격을 그다지 길게 할 수 없었지만, 본 제1 실시 형태와 같이, 기간 단위에서의 드리프트 보정과는 별도로 외란 요소가 되는 기압의 변동을 트리거로서 드리프트 보정을 행함으로써, 드리프트 보정의 간격을 결정하는 기간(t)을 충분히 길게 설정할 수 있다. 그 결과, 드리프트 보정 횟수를 감소시킬 수 있다.
여기서, 기압과 빔 위치 변동의 관계는 오프라인의 측정으로 미리 파악해 두면 좋다. 예를 들어, 1 h㎩ 변동하면 5 ㎚ 편향 위치가 어긋나는 것으로 하여 5 ㎚의 어긋남이 허용 한계라 하면, 임계치로서 1 h㎩ 변동하면 드리프트 측정 동작을 행하도록 정의하면 좋다. 예를 들어, 도9에 있어서, 미리 정의된 드리프트 보정 간격 내에서의 기압 변동이 1 h㎩보다 작으면 보정 동작을 행하지 않으므로 보정 없이 묘화 동작을 계속할 수 있다.
도10은, 온도와 빔 드리프트의 관계를 나타내는 도면이다.
도10에 나타낸 바와 같이, 온도의 변동과 빔 드리프트의 변동에는 상관 관계가 존재하는 것을 알았다. 예를 들어, 도10에서는, 온도가 상승하고 있는 동안은 빔 드리프트도 어느 방향으로 커져 간다. 그리고, 온도가 하강으로 전이되면 빔 드리프트도 지금까지의 방향과는 역의 방향으로 진행한다. 따라서, 급격히 온도가 상승한 경우에 미리 정의된 드리프트 보정 간격에서만 드리프트 보정을 행하고 있었던 것으로는, 이러한 온도의 변화에 의한 빔 드리프트의 변화에 추종할 수 없다. 혹은, 온도가 하강으로 전이된 경우에, 미리 정의된 드리프트 보정 간격에서만 드리프트 보정을 행하고 있었던 것으로는, 이러한 온도의 변화에 의한 빔 드리프트의 변화에 추종할 수 없다. 그래서, 본 제1 실시 형태에서는, 기간 단위에서의 보정과는 독립되어 온도계(108)로 XY 스테이지(105) 상의 온도를 측정하고, 측정된 온도를 기초로 하여 드리프트 보정을 행한다.
S202에 있어서, 외란 요소치 측정 공정으로서 온도계(108)는 XY 스테이지(105) 상의 온도를 측정한다. 그리고, 온도 측정 회로(364)는 전회의 빔 드리프트 보정시에 있어서의 온도치로부터 온도가 소정의 변화량(임계치)의 변화가 생긴 경우에 빔 드리프트량 측정 회로(342)에 트리거 신호를 출력한다.
S206에 있어서, 빔 드리프트량 측정 공정으로서, 묘화 장치(100)는 설정된 임계치의 온도 변화가 생긴 시점에서 묘화 동작을 중지하고, 시료(101)와는 별도로 XY 스테이지(105) 상에 설치된 빔 측정용 마크(152)를 대물 렌즈(207)의 중심까지 XY 스테이지(105)를 이동시킴으로써 이동시킨다. 그리고, 빔 드리프트량 측정 회로(342)는 마크(152)의 십자를 전자빔(200)으로 주사하여 검출하고, 드리프트량을 측정한다.
S208에 있어서, 드리프트 보정 공정으로서, 보정치 연산 회로(350)는 빔 드 리프트량 측정 회로(342)에 의해 측정된 드리프트량을 기초로 하여 드리프트 보정용 보정치를 연산한다. 그리고, 가산기(372)로, 본래의 설계치의 데이터와 보정치의 데이터를 가산하여 합성하고, 설계 데이터를 재기입함으로써 빔 드리프트를 보정한다. 그리고, 가산기(374)로, 보정된 설계 데이터와 레이저 측장 장치(300)에 의해 측정되고, 위치 연산 회로(109)에 의해 연산된 XY 스테이지(105)의 위치 데이터를 가산하여 합성하고, 편향 제어 회로(320)에 의해 출력한다. 이러한 데이터에 의해 편향 제어 회로(320)는 편향 앰프의 출력 전압을 제어하고, 제어된 전압을 기초로 하여 편향기(208)는 전자빔(200)을 편향시킨다.
S210에 있어서, 묘화 종료 판정 공정으로서, 제어부(160)는 묘화 종료하고 있지 않으면 S202로 복귀되어 온도의 변동을 측정한다. 묘화 종료가 되기까지 S202 내지 S210을 반복한다.
도10에 나타낸 바와 같이, 미리 정의된 드리프트 보정 간격 내라도 온도 변동에 의해 드리프트 보정 기능이 기동한다. 여기서는, 예를 들어 미리 정의된 드리프트 보정 간격 내에 2번의 드리프트 보정을 행하고 있는 모습을 나타내고 있다. 본 제1 실시 형태와 같이, 기간 단위에서의 드리프트 보정과는 별도로 외란 요소가 되는 온도의 변동을 트리거로서 드리프트 보정을 행함으로써, 드리프트 보정의 간격을 결정하는 기간(t)을 충분히 길게 설정할 수 있다. 그 결과, 드리프트 보정 횟수를 감소시킬 수 있다.
여기서, 온도와 빔 위치 변동의 관계는, 기압과 마찬가지로 오프라인의 측정으로 미리 파악해 두면 좋다. 예를 들어, 0.03 ℃ 변동하면 5 ㎚ 편향 위치가 어 긋나는 것으로 하여 5 ㎚의 어긋남이 허용 한계라 하면, 임계치 0.03 ℃ 변동하면 드리프트 측정 동작을 행하도록 정의하면 좋다. 예를 들어, 도10에 있어서, 미리 정의된 드리프트 보정 간격 내에서의 기압 변동이 0.03 ℃보다 작으면 보정 동작을 행하지 않으므로 보정 없이 묘화 동작을 계속할 수 있다.
여기서, 빔 드리프트 보정시에 한번에 보정량만큼 편향 위치를 보정하면 전회의 보정시로부터 금회의 보정시까지의 동안의 편향 위치의 어긋남이 커지므로, 전회의 드리프트 위치와 금회의 드리프트 위치를 직선으로 보완하고, 다음의 드리프트량을 예측한다. 그리고, 이러한 예측을 따라 서서히 편향 위치를 어긋나게 하는 것이 바람직하다.
도11a와 도11b는 빔 드리프트의 보정 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도11a에서는, 기간 단위에서만 드리프트 보정을 행한 경우를 나타내고 있다. 그리고, 도11b는 이러한 보정된 편향 위치를 나타내고 있다. 여기서, 도11a에 있어서의 X1과 X2 사이에서 외란 요소의 변동 방향이 변화된 경우, 빔 드리프트의 방향도 변화된다. 그러나, 도11a에 나타낸 바와 같이 기간 단위에서만 드리프트 보정을 행한 경우, 다음 빔 드리프트 보정시가 되는 X2에 도달할 때까지, 보정 방향이 동일하므로 도11b에 나타낸 바와 같이 실제의 드리프트 방향과는 반대 방향으로 편향 위치를 보정하게 될지도 모른다.
도12a와 도12b는, 본 제1 실시 형태에 있어서의 빔 드리프트의 보정 방법의 일례를 나타내는 도면이다.
도12a에서는 기간 단위뿐만 아니라, 외란 요소에 의한 드리프트 보정도 행한 경우를 나타내고 있다. 그리고, 도12b는 이러한 보정된 편향 위치를 나타내고 있다. 여기서, 도12a에 있어서의 X1과 X2 사이에서 외란 요소의 변동 방향이 변화된 경우, 빔 드리프트의 방향도 변화되는 점은 도11과 동일하다. 그러나, X1과 X2 사이에서 외란 요소의 변동이 소정의 임계치를 넘은 경우, 도12a에서는 X11과 X12의 2회에 빔 드리프트 보정을 행하므로, 도12b에 나타낸 바와 같이 실제의 드리프트 방향에 추종한 편향량으로 보정함으로써 실제의 드리프트 방향에 추종한 편향 위치로 보정할 수 있다.
이상과 같이, 외란 요소의 변동을 트리거로서 드리프트 보정을 행함으로써, 드리프트 보정 처리 횟수를 줄여 보정 처리에 관한 측정 시간 및 연산 시간 등을 삭감할 수 있다. 그 결과, 총 묘화 시간을 단축하여 처리량을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 상술한 실시 형태의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법은, 기간을 변경하면서 기간 경과마다 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 기간 단위 보정 공정과, 소정의 외란 요소의 값의 변화가 소정의 변화량 생긴 경우에, 상기 기간 경과에 관계없이 상기 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 외란 단위 보정 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
소정의 외란 요소의 값의 변화가 소정의 변화량 생긴 경우에, 상기 기간 경과에 관계없이 상기 전자빔의 빔 드리프트를 보정함으로써 기간과는 별도로 측정 개시의 트리거를 설치할 수 있다. 그 결과, 초기 드리프트시에 있어서는, 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 간격을 짧게 설정하는 대신에, 초기 드리프트시가 지나 빔 드리프트량이 작아지는, 소위 안정기에는 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 간 격을 충분히 길게 설정할 수 있다.
그리고, 상술한 외란 단위 보정 공정에 있어서, 상기 소정의 외란 요소의 값으로서 외기압의 값을 이용하면 적절하다.
혹은/ 및, 본 발명에 있어서의 상기 외란 단위 보정 공정에 있어서, 상기 소정의 외란 요소의 값으로서 온도의 값을 이용하면 적절하다.
더 말하면, 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법은, 기간 경과마다 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법에 있어서, 상기 기간과는 별도로 상기 전자빔의 빔 드리프트의 보정을 개시하는 트리거를 설치하는 것을 특징으로 한다.
또한, 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법은, 전자빔의 조사 개시로부터 소정의 기간이 경과한 후의 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법이며, 소정의 외란 요소의 값을 측정하는 외란 요소치 측정 공정과, 측정된 소정의 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우에 상기 전자빔의 빔 드리프트량을 측정하는 빔 드리프트량 측정 공정과, 측정된 상기 전자빔의 빔 드리프트량을 기초로 하여 전자빔의 편향량을 보정하는 편향량 보정 공정을 구비한 것을 특징으로 한다.
이러한 구성에 의해, 특히 초기 드리프트시가 지나 빔 드리프트량이 작아지는, 소위 안정기에는 기간에 의한 리미터를 설치하지 않고 소정의 외란 요소의 값을 측정하고, 이러한 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우를 트리거로 하여 전자빔의 편향량을 보정할 수 있다.
상술한 실시 형태에 따르면, 외란에 대응하면서 드리프트 보정 횟수를 더 저감시킬 수 있다. 그 결과, 묘화 시간을 단축할 수 있어 처리량을 향상시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
도13은, 제2 실시 형태에 있어서의 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법, 주부편향 계수 보정 및 Z 센서 오프셋 보정의 공정의 주요부를 나타내는 도면이다.
전자빔의 빔 드리프트 보정은 제1 실시 형태와 마찬가지로, 기간을 변경하면서 각 기간 경과마다 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 기간 단위 보정 공정과, 소정의 외란 요소의 값의 변화가 소정의 변화량 생긴 경우에 상기 기간 경과에 관계없이 상기 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 외란 단위 보정 공정을 실시한다. 기간 단위 보정 공정(S100) 내의 각 공정[설정 공정(S102), 기간 계측 공정(S104), 빔 드리프트량 측정 공정(S106), 드리프트 보정 공정(S108), 보정 횟수 판정 공정(110), 묘화 종료 판정 공정(S112) 등의 일련의 공정]에 대해서는, 도1과 마찬가지기이기 때문에, 도면을 보기 쉽게 하기 위해 도시를 생략한다. 한편, 외란 단위 보정 공정으로서, 외란 요소치 측정 공정(S202), 묘화 정지 공정(S204), 빔 드리프트량 측정 공정(S206), 드리프트 보정 공정(S208), 주부편향 위치 측정 공정(S306), 편향 계수 연산 공정(S307), 편향 계수 수정 공정(S308), Z 방향 측정 공정(S406), Z 센서 오프셋 리셋 공정(S408), 포기 판정 공정(S502), 묘화 재개(S504), 묘화 종료 판정 공정(S210) 등의 일련의 공정을 실시한다.
도14는, 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이 다.
도14에 있어서, 전자빔 장치의 일례인 묘화 장치(100)는 묘화부(150)와 제어부(160)와 전원반(540)을 구비하고 있다. 묘화부(150)는 전자 경통(102), 묘화실(103), XY 스테이지(105), 전자총(201), 조명 렌즈(202), 제1 조리개(203), 투영 렌즈(204), 편향기(205), 제2 조리개(206), 대물 렌즈(207), 부편향기(212), 주편향기(214)를 갖고 있다. 그리고, 전자 경통(102) 내에는 전자총(201), 조명 렌즈(202), 제1 조리개(203), 투영 렌즈(204), 편향기(205), 제2 조리개(206), 대물 렌즈(207), 부편향기(212), 주편향기(214)가 배치되어 있다. 또한, 묘화실(103) 내에는 XY 스테이지(105)가 배치되어 있다. 그리고, 묘화실(103) 내의 XY 스테이지(105) 상에는 시료(101)가 배치되어 있다. 또한 XY 스테이지(105) 상에는 미러(104)와 시료(101) 부근에 설치된 온도계(108)가 배치되어 있다. 또한 XY 스테이지(105) 상부 및 XY 스테이지(105) 하부에도 온도계가 배치되어 있다. 여기서는, 양쪽의 온도계를 나타내는 온도계(107)를 나타내고 있다. 또한, 묘화실(103)에는 투광기(532)와 수광기(534)를 갖는 Z 센서가 배치된다. 투광기(532)로서, 예를 들어 투광 소자를 이용하면 적절하다. 또한, 수광기(534)로서 위치 검출 소자(PSD : Position Sensitive Device)를 이용하면 적절하다. 또한, 전자 경통(102)의 외측에 외기압을 측정하는 기압계(106), 묘화 장치(100)가 설치된 클린룸 등의 설치실(500) 내의 실온을 측정하는 온도계(514), 설치실(500) 내의 자계를 측정하는 자력계(512), 설치실(500) 내의 진동을 측정하는 진동계(516)가 배치되어 있다. 제어부(160)는 묘화 제어 회로(110), 레이저 측장 장치(300)를 갖고 있다. 또한, 전원반(540) 내에는, 공장 설비측으로부터 공급되는 1차측 전원의 전압을 측정하는 전압계(522)가 배치되어 있다. 또한, 설치실(500) 내에는, 묘화실(103)은 항온조가 되도록 형성되어 있고, 온도를 유지하기 위한 냉각수를 공급하는 냉각기(504)가 배치되어 있다. 그리고, 설치실(500) 내에는, 공장 설비측으로부터 냉각기(504)에 공급되는 1차 냉각수의 유량을 측정하는 유량계(520)와 배출하는 1차 냉각수의 온도를 측정하는 온도계(518)가 배치되어 있다. 도14에서는, 제2 실시 형태를 설명한 후 필요한 구성 부분 이외에 대해서는 기재를 생략하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상 필요한 그 외의 구성이 포함되는 것은 물론이다.
전자총(201)으로부터 나온 전자빔(200)은 조명 렌즈(202)에 의해 직사각형, 예를 들어 장방형의 구멍을 갖는 제1 조리개(203) 전체를 조명한다. 여기서 전자빔(200)을 우선 직사각형, 예를 들어 장방형으로 성형한다. 그리고, 제1 조리개(203)를 통과한 제1 조리개상의 전자빔(200)은 투영 렌즈(204)에 의해 제2 조리개(206) 상에 투영된다. 이러한 제2 조리개(206) 상에서의 제1 조리개상의 위치는 편향기(205)에 의해 제어되어 빔 형상과 치수를 변화시킬 수 있다. 그리고, 제2 조리개(206)를 통과한 제2 조리개상의 전자빔(200)은 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 맞추어 주편향기(214) 및 부편향기(212)에 의해 편향되고, 이동 가능하게 배치된 XY 스테이지(105) 상의 시료(101)의 원하는 위치에 조사된다. XY 스테이지(105)의 위치는 레이저 측장 장치(300)로부터 레이저를 미러(104)에 조사하고, 미러(104)로부터의 반사광을 수광하여 측장된다.
또한, 도3에 있어서 설명한 바와 같이, 묘화(노광)면을 전자빔(200)이 편향 가능한 스트라이프형의 복수의 스트라이프 영역으로 가상 분할된 시료(101)의 1개의 스트라이프 영역 상을 전자빔(200)이 조사한다. 그리고, 1개의 스트라이프 영역이 묘화 종료되면 XY 스테이지(105)를 y 방향으로 스텝 이송하여 x 방향으로 다음 스트라이프 영역의 묘화 동작을 행하는 점은 제1 실시 형태와 동일하다. 또한, 도4에 도시한 바와 같이, 시료(101)가 적재되는 XY 스테이지(105) 상에는 마크(152)가 설치되어 있는 점은 제1 실시 형태와 동일하다.
도15는, 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 제어 회로의 내부 구성을 나타내는 블럭도이다.
도15에 있어서, 묘화 제어 회로(110)는 편향 제어 회로(320), 편향 앰프(322), 편향 앰프(324), 빔 드리프트량 측정 회로(342), 보정치 연산 회로(350), 기간ㆍ횟수 측정 회로(362), 온도 측정 회로(364), 기압 측정 회로(366), 가산기(372), 가산기(374), 위치 연산 회로(109), Z 센서 회로(562), 자기력 측정 회로(572), 유량 측정 회로(574), 진동 측정 회로(576), 전압 측정 회로(578), 편향 위치 측정 회로(582), 편향 계수 연산 회로(584)를 갖고 있다.
편향 제어 회로(320)에는 편향 앰프(322), 편향 앰프(324), 가산기(374), Z 센서 회로(562), 편향 계수 연산 회로(584)가 접속된다. 또한, 가산기(374)에는 출력측에 편향 제어 회로(320)가, 입력측에 가산기(372) 및 위치 연산 회로(109)가 접속된다. 가산기(372)는 출력측에 가산기(374)가, 입력측에 보정치 연산 회로(350)가 접속되고, 보정치 연산 회로(350)의 출력 신호가 도시하지 않은 회로로부터의 설계치와 가산된다. 보정치 연산 회로(350)에는 빔 드리프트량 측정 회 로(342)가 접속된다. 빔 드리프트량 측정 회로(342)에는 기간ㆍ횟수 측정 회로(362), 온도 측정 회로(364), 기압 측정 회로(366), 자기력 측정 회로(572), 유량 측정 회로(574), 진동 측정 회로(576), 전압 측정 회로(578)가 접속된다. 편향 계수 연산 회로(584)에는 편향량 측정 회로(582)가 접속된다. 편향 위치 측정 회로(582)에는 온도 측정 회로(364), 기압 측정 회로(366), 자기력 측정 회로(572), 유량 측정 회로(574), 진동 측정 회로(576), 전압 측정 회로(578)가 접속된다. 또한, 편향 앰프(322)는 부편향기(212)에 접속된다. 그리고, 편향 앰프(322)에 의해 부편향기(212)에 전압이 인가되고, 전자빔(200)이 부편향면 내에서 정전 편향된다. 마찬가지로, 편향 앰프(324)는 주편향기(214)에 접속된다. 그리고, 편향 앰프(324)에 의해 주편향기(214)에 전압이 인가되고, 전자빔(200)이 주편향면 내에서 정전 편향된다. 또한, 레이저 측장 장치(300)는 위치 연산 회로(109)에 접속된다. 그리고, 레이저 측장 장치(300)에 의해 측장된 데이터는 위치 연산 회로(109)에서 위치 데이터에 연산된다. Z 센서 회로(562)에는 Z 센서가 되는 수광기(534)가 접속된다. 온도 측정 회로(364)에는 온도계(107), 온도계(108), 온도계(514), 온도계(518)가 접속된다. 기압 측정 회로(366)에는 기압계(106)가 접속된다. 자기력 측정 회로(572)에는 자력계(512)가 접속된다. 유량 측정 회로(574)에는 유량계(520)가 접속된다. 진동 측정 회로(576)에는 진동계(516)가 접속된다. 전압 측정 회로(578)에는 전압계(522)가 접속된다. 도15에서는, 제2 실시 형태를 설명한 후 필요한 구성 부분 이외에 대해서는 기재를 생략하고 있다. 묘화 제어 회로(110)에 있어서, 통상 필요한 그 외의 구성이 포함되는 것은 물론이다.
S100에 있어서, 기간 단위 보정 공정으로서, 기간 단위로 전자빔 드리프트를 보정한다. 이 기간 단위 보정 공정은, 도1에 나타낸 설정 공정(S102), 기간 계측 공정(S104), 빔 드리프트량 측정 공정(S106), 드리프트 보정 공정(S108), 보정 횟수 판정 공정(110), 묘화 종료 판정 공정(S112) 등의 일련의 공정을 행한다. 각 공정의 내용에 대해서는 제1 실시 형태와 마찬가지이기 때문에 설명을 생략한다.
S202에 있어서, 외란 요소치 측정 공정으로서, 각 외란 요소의 계측계로 각 외란 요소치가 미리 설정된 설정치, 혹은 전회의 빔 드리프트 보정시에 있어서의 값으로부터 소정의 변화량(임계치)의 변화가 생긴 경우에 각 외란 요소의 측정 회로로부터 트리거 신호를 출력한다.
제1 실시 형태에서는, 외란 요소로서 XY 스테이지(105) 상의 시료(101) 부근의 온도의 값과 외기압의 값을 이용하고 있었다. 제2 실시 형태에서는, 외란 요소로서 XY 스테이지(105) 상의 시료(101) 부근의 온도의 값과 외기압의 값의 그 외에도, 또한 XY 스테이지(105) 상부의 온도의 값, XY 스테이지(105) 하부의 온도의 값, 묘화 장치(100)가 설치되어 있는 설치실(500) 내의 온도의 값, 설치실(500) 내의 자계의 값, 설치실(500) 내의 진동의 값, 전원반(540)에 공급되는 공장 설비측으로부터의 전원 전압의 값, 냉각기(504)에 공급되는 공장 설비측으로부터의 1차 냉각수의 공급 유량의 값, 냉각기(504)로부터 공장 설비측에 배출되는 1차 냉각수의 온도의 값을 이용한다. 어느 1개라도 소정의 변화량(임계치)의 변화가 생긴 경우에 그 외란 요소의 측정 회로로부터 트리거 신호를 출력한다. 이들 외란 요소 모두 빔 드리프트의 변동에는 상관 관계가 존재한다.
예를 들어, 온도계(108)로 계측되는 시료(101) 부근의 온도의 값의 변화량이나 온도계(107)로 계측되는 XY 스테이지(105)의 상부 혹은 하부의 온도의 값의 변화량이 0.03 ℃를 넘는 경우에는 트리거 신호를 출력하면 적절하다. 또한, 예를 들어 온도계(514)로 계측되는 설치 환경의 온도의 값이 평균 온도 ±0.02 ℃를 넘는 경우에는 트리거 신호를 출력하면 적절하다. 또한, 예를 들어 기압계(106)로 계측되는 외기압의 변화량이 1 h㎩를 넘는 경우에는 트리거 신호를 출력하면 적절하다. 또한, 예를 들어 자력계(512)로 계측되는 전자 경통(102) 부근의 자계의 변화량이 0.3 mG를 넘는 경우에는 트리거 신호를 출력하면 적절하다. 또한, 예를 들어 진동계(516)로 계측되는 진동이 10 ㎐ 미만의 진동으로 0.02 ㎨를 넘는 경우에는 트리거 신호를 출력하면 적절하다. 또한, 예를 들어 전압계(522)로 계측되는 공급 전원의 전압이 10 % 이상 동작한 경우에는 트리거 신호를 출력하면 적절하다. 또한, 예를 들어 온도계(518)로 계측되는 1차 냉각수의 온도의 값이 15 내지 25 ℃의 범위를 넘는 경우에는 트리거 신호를 출력하면 적절하다. 또한, 예를 들어 유량계(520)로 계측되는 1차 냉각수의 공급 유량의 값이 30 L/min을 하회한 경우에는 트리거 신호를 출력하면 적절하다.
S204에 있어서, 묘화 정지 공정으로서, 각 외란 요소 중 어느 1개라도 소정의 변화량(임계치)의 변화가 생긴 경우에, 묘화 제어 회로(110)는 그 외란 요소의 측정 회로로부터의 트리거 신호를 수신하여 묘화 중의 묘화 동작을 정지시킨다. 여기서, 도3의 설명에 있어서, 서술한 바와 같이 묘화 장치(100)는 스트라이프 등의 묘화 단위로 묘화하고 있기 때문에, 어느 1개의 스트라이프를 묘화 중에 트리거 신호를 수신한 경우에는, 그 스트라이프의 묘화가 종료된 시점에서 묘화 동작을 일시 정지(포즈 스트라이프)시킨다. 묘화 단위를 유지함으로써 고정밀도의 묘화를 행할 수 있다.
여기서, 각 외란 요소의 변화량의 임계치를 대소 2단계로 나누어 마련해 두면 적절하다. 그리고, 변화량이 작은 쪽의 임계치에 그 외란 요소의 값의 변화량이 도달한 경우에는, 상술한 스트라이프 등의 묘화 단위의 묘화를 종료 후에 묘화 동작을 일시 정지시킨다. 그리고, 변화량이 큰 쪽의 임계치에 그 외란 요소의 값의 변화량이 큰 쪽의 경우에는, 그 스트라이프를 묘화 중이라도 즉시 묘화를 이상 중지(포기)시켜 묘화를 종료시킨다. 예를 들어, 작은 쪽의 임계치를 대폭 넘는 변동이 생긴 경우에 큰 쪽의 임계치를 마련해 둠으로써 별도의 처리를 행할 수 있다. 그리고, 어떤 스트라이프를 묘화 중에 작은 쪽의 임계치를 대폭 넘는 변동이 생긴 경우에는, 즉시 묘화를 종료시킴으로써 그 상태로 남은 부분을 계속해서 묘화함으로써 허용 정밀도를 벗어난 패턴 위치 어긋남을 방지할 수 있다. 예를 들어, 진동에 대해서는, 10 ㎐ 미만의 진동으로 0.01 ㎨를 넘는 경우에는 포즈 스트라이프로 하고, 지진 등으로 큰 진동을 검지하면 즉시 묘화를 종료시키면 좋다.
그리고, 다음에, 일시 정지(포즈 스트라이프)시킨 경우 외에, 이상 중지(포기)시킨 경우라도 진단 메뉴로서 빔 드리프트 보정, 주부편향 감도 확인 및 보정을 행한다. 또한, 그 외에 Z 센서 오프셋 리셋을 행한다. 이하, 각 공정을 설명한다. 우선, 빔 드리프트 보정으로부터 설명한다. 포기시킨 경우라도 진단 메뉴로서, 빔 드리프트 보정이나 주부편향 감도 확인 및 보정을 행함으로써 다음번의 묘 화의 준비를 행할 수 있다. 또한, 포기시킨 경우라도 진단 메뉴 외에 Z 센서 오프셋 리셋을 행해도 상관없다.
S206에 있어서, 빔 드리프트량 측정 공정으로서, 빔 드리프트량 측정 회로(342)가 어느 하나의 외란 요소의 측정 회로로부터 트리거 신호를 입력하면, 묘화 동작이 일시 정지된 상태에서 시료(101)와는 별도로 XY 스테이지(105) 상에 설치된 빔 측정용 마크(152)를 대물 렌즈(207)의 중심까지 XY 스테이지(105)를 이동시킴으로써 이동시킨다. 그리고, 빔 드리프트량 측정 회로(342)는 마크(152)의 십자를 전자빔(200)으로 주사하여 검출하고, 드리프트량을 측정한다.
S208에 있어서, 드리프트 보정 공정으로서, 보정치 연산 회로(350)는 빔 드리프트량 측정 회로(342)에 의해 측정된 드리프트량을 기초로 하여 드리프트 보정용 보정치를 연산한다. 그리고, 가산기(372)로, 본래의 설계치의 데이터와 보정치의 데이터를 가산하여 합성하고, 설계 데이터를 재기입함으로써 빔 드리프트를 보정한다. 그리고, 가산기(374)로 보정된 설계 데이터와 레이저 측장 장치(300)에 의해 측정되고, 위치 연산 회로(109)에 의해 연산된 XY 스테이지(105)의 위치 데이터를 가산하여 합성하고, 편향 제어 회로(320)에 의해 출력한다. 그 후에 대해서는 이러한 데이터에 의해 편향 제어 회로(320)가 편향 앰프의 출력 전압을 제어하고, 제어된 전압을 기초로 하여 편향기(212, 214)는 전자빔(200)을 편향시킨다.
외란 요소, 특히 외기압에 의해 주/부편향 감도도 영향을 받으므로, 제2 실시 형태에서는 빔 드리프트 보정 외에, 빔 드리프트 보정과는 별도로 주편향기(214) 및 부편향기(212)의 편향면 내에서의 편향 감도를 확인하고, 허용 한도 내 이면 편향 감도를 보정한다. 이하, 주/부편향 감도 보정의 공정에 대해 설명한다.
S306에 있어서, 주부편향 위치 측정 공정으로서, 편향량 측정 회로(582)는 어느 하나의 외란 요소의 측정 회로로부터 트리거 신호를 입력하면, 묘화 동작이 일시 정지 혹은 중지된 상태에서, 시료(101)와는 별도로 XY 스테이지(105) 상에 설치된 빔 측정용 마크(152)를 주편향 영역 내의 소정의 위치까지 XY 스테이지(105)를 이동시킴으로써 이동시킨다. 그리고, 편향 위치 측정 회로(582)는, 각 위치에 있어서 주편향기(214) 및 부편향기(212)에서 전자빔(200)을 편향시켜 마크(152) 상을 주사하여 검출되는 마크(152)의 위치를 측정한다.
도16은, 제2 실시 형태에 있어서의 주편향 영역과 부편향 영역을 도시하는 도면이다.
도16에 도시한 바와 같이, 묘화 장치(100)로 묘화하는 소정의 패턴을 묘화하는 경우에는, 시료(101)가 되는, 예를 들어 마스크의 묘화 영역은 주편향기(214)에 의해 편향 가능한 폭으로, 예를 들어 y 방향으로 스트라이프형의 복수의 단위 묘화 영역(스트라이프)으로 분할된다. 그리고, 각 스트라이프에 있어서 x 방향에도 스트라이프의 y 방향의 폭과 동일 폭으로 구획된다. 이 구획된 영역이 주편향기(214)에 의해 편향 가능한 주편향 영역이 된다. 또한, 주편향 영역을 더 세분화한 영역이 부편향 영역(또는 서브필드라 부름)이 된다.
부편향기(212)는 쇼트마다의 전자빔(200)의 위치를 고속이고 또한 고정밀도로 제어하기 위해 이용된다. 그로 인해, 편향 범위는 도16에 도시한 바와 같이 좁고, 마스크 블랭크 상에서 서브필드로 한정되고, 그 영역을 넘는 편향은 주편향 기(214)로 서브필드의 위치를 이동함으로써 행한다. 한편, 주편향기(214)는 서브필드의 위치를 제어하기 위해 이용되고, 복수의 서브필드가 포함되는 범위(주편향 영역) 내에서 이동한다. 또한, 묘화 중은 XY 스테이지(105)가 x 방향으로 연속적으로 이동하고 있기 때문에, 주편향기(214)로 서브필드의 묘화 원점을 수시 이동(트래킹)함으로써 XY 스테이지(105)의 이동에 추종시킬 수 있다.
도17은, 제2 실시 형태에 있어서의 마크의 위치의 측정의 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도17에 나타낸 바와 같이, XY 스테이지(105)를 이동시킴으로써 마크(152)를 원하는 주편향 영역(10) 내의 각 위치로 이동시킨다. 그리고, 주편향 영역(10) 내의 각 위치에 전자빔(200)을 편향하여 마크(152) 위치를 계측하고, 그 잔량차를 구한다. 여기서는, 주편향 영역(10) 내를 5점 × 5점의 합계 25 군데에서 행한다.
도18은, 제2 실시 형태에 있어서의 마크의 위치의 측정 결과의 일례를 나타내는 도면이다.
도19는, 도18에 나타내는 마크의 위치의 잔량차의 일례를 나타내는 도면이다.
예를 들어, 도18의 결과로부터 구한 보정 잔량차가 도19에 나타낸 바와 같이 작은 경우, 예를 들어 x 방향 및 y 방향 모두 ±5 ㎚ 이내의 위치 어긋남(잔량차)인 경우에는 그 상태로 S502로 진행한다. 그리고, 묘화 정지가 포즈 스트라이프인 경우에는 묘화 재개로 진행하게 된다.
도20은, 제2 실시 형태에 있어서의 마크의 위치의 측정 결과의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도21은, 도20에 나타내는 마크의 위치의 잔량차의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 예를 들어, 도20의 결과로부터 구한 보정 잔량차가 도21에 나타낸 바와 같이 큰 경우, 예를 들어 x 방향 및 y 방향 모두 ±5 ㎚를 넘는 위치 어긋남(잔량차)인 경우에는 S307로 진행하고, 후술하는 바와 같이 편향 계수를 수정한다. 즉, 주편향 감도에서 5 ㎚를 넘는 오차를 검출한 경우에는 편향 계수를 수정한다. 부편향에 대해서도 동일하다. 예를 들어, 주편향 영역(10) 내의 각 위치를 3점 × 3점의 합계 9 군데로 나누어, 각각의 위치에서 마크 위치를 측정하면 좋다.
S307에 있어서, 편향 계수 연산 공정으로서, 편향 계수 연산 회로(584)는 얻어진 편향 위치로부터 묘화 영역의 각 위치에 있어서의 편향량을 정의하는 관계식의 계수(편향 계수)를 연산한다.
S308에 있어서, 편향 계수 보정 공정으로서, 편향 계수 연산 회로(584)는 얻어진 편향 계수를 파라미터로 하여 편향 제어 회로(320)에 설정함으로써 수정한다.
외란 요소, 특히 외기압에 의해, 시료(101)의 묘화면의 Z 위치(광축 방향의 위치)를 검지하고 있는 Z 센서의 광축도 영향을 받는다. 제2 실시 형태에서는, 빔 드리프트 보정이나 주/부편향 감도 보정 외에, 빔 드리프트 보정이나 주/부편향 감도 보정과는 별도로 묘화면의 Z 위치를 결정하는 Z 센서의 오프셋치를 보정한다. 이상, Z 센서의 오프셋치 보정의 공정에 대해 설명한다.
S406에 있어서, Z 방향 측정 공정으로서, 어느 하나의 외란 요소의 측정 회로로부터 트리거 신호가 출력되면, 묘화 동작이 일시 정지 혹은 중지된 상태에서 XY 스테이지(105)를 이동시킴으로써 마크(152)를 원하는 위치로 이동시킨다. 그리고, Z 센서 회로(562)는 마크(152)의 Z 방향 위치를 검출한다.
도22는, 제2 실시 형태에 있어서의 광축 방향의 어긋남의 영향을 설명하기 위한 도면이다.
전자빔(200)은 주편향기(214) 및 부편향기(212)에 의해 굴곡되어 진행하게 된다. 그리고, 오프셋 위치를 Z 방향 어긋남이「0」으로 한 경우에, +Z 혹은 -Z만큼 Z 방향으로 시료(101)의 묘화면이 어긋난 경우, 도24에 나타낸 바와 같이 조사된 전자빔(200)의 위치가 어긋나게 된다. 그로 인해, 투광기(532)와 수광기(534)의 조합한 Z 센서에 의해 시료(101)의 Z 방향 위치를 검지하고 있다.
도23은, 제2 실시 형태에 있어서의 Z 센서의 광축 어긋남을 설명하기 위한 도면이다.
외란 요소, 특히 대기압의 변화에 의해 묘화실(103)이 굴곡되고, 투광기(532)와 수광기(534)의 위치 관계가 변화된다. 이에 의해 Z 방향 위치의 제로점 어긋남(Z 오프셋)이 생기게 된다. 그래서, 이 Z 오프셋을 리셋할 필요가 생긴다.
S408에 있어서, Z 센서 오프셋 리셋 공정으로서, Z 센서 회로(562)는 마크(152)의 Z 방향 위치를 검출하였을 때의 수광기(534)의 판독치가 제로로 되도록 오프셋을 설정함으로써 리셋한다. 예를 들어, 도23에 나타낸 바와 같이, Z 오프셋량 측정 회로(566)에서 마크(152)의 Z 방향 위치를 측정하고, 검출하였을 때의 수광기(534)의 판독치가 제로로 되는 보정치를 연산한다. 그리고, 통상의 시료(101)를 검출할 때에 그 판독치에 보정치를 가산기(564)로 가산하도록 하면 좋다. 리셋 됨으로써, 편향 제어 회로(320)는 리셋된 새로운 오프셋치의 위치에서 정확한 묘화가 행해지도록 편향 위치를 보정할 수 있다.
S502에 있어서, 포기 판정 공정으로서, 제어부(160)는 S204에 있어서 묘화 정지한 상태가 포기인지 여부를 판정한다. 그리고, 포기인 경우에는 묘화 동작을 재개하지 않고 묘화를 종료시킨다. 포기가 아닌 경우, 즉 포즈 스트라이프인 경우 S504로 진행하여 묘화 동작을 재개한다.
S210에 있어서, 묘화 종료 판정 공정으로서, 제어부(160)는 묘화 종료하고 있지 않으면 S202로 복귀되어 묘화 종료가 되기까지 S202 내지 S210을 반복한다.
여기서, 빔 드리프트 보정, 주부편향 감도 보정, Z 센서 오프셋 리셋의 각 공정은, 어느 하나의 외란 요소가 소정의 변화량에 도달하면 각각 독립되어 동작을 개시하고 있지만, 동작의 순서는 어느 하나로부터 시작해도 상관없다. 또한, 주부편향 감도 보정의 공정에서는, 예를 들어 편향 감도의 오차에 의해 묘화 중지로 하는 경우도 있기 때문에, 주부편향 감도 보정의 공정을 우선은 최초로 행하도록 구성해도 적절하다. 이에 의해 묘화 중지로 하는 경우에 빔 드리프트 보정이나 Z 센서 오프셋 리셋의 각 공정을 실시하는 수고를 덜 수 있다.
또한, 이상의 설명에 있어서, 빔 드리프트량 측정 공정(S206)이나 주편향량 측정 공정(S306)이나 Z 방향 측정 공정(S406)은, 각각 측정하는 경우라도 소정의 변화량에 도달한 그 외란 요소의 값이 정상 범위가 되는 설정 범위까지 복귀된 후 행하도록 해도 적절하다.
그리고, 이들 외란 단위 보정 공정은, 빔 드리프트가 안정기로 들어간 후에 특히 효과를 발휘할 수 있다. 또한, 어느 하나의 외란 요소가 소정의 변화량에 도달한 경우에는, 기간 단위 보정 공정(S100)에 있어서의 설정된 보정 간격의 기간을 좁게 하도록 해도 적절하다.
이상, 구체예를 참조하면서 실시 형태에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들의 구체예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 전자빔(200)의 조사 개시로부터 소정의 기간이 경과한 후의, 소위 안정기에 있어서의 전자빔(200)의 빔 드리프트를 보정하는 경우에, 기간 단위의 드리프트 보정을 행하지 않고, 기압이나 온도 등의 외란 요소의 변화량만을 트리거로서 드리프트 보정을 해도 상관없다. 이에 의해, 보정 처리 횟수를 더 저감시킬 수 있다. 또한, 외란 요소로서 기압과 온도를 들고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니고, 전자빔을 드리프트시키는 요소이면 상관없다. 예를 들어, 자계의 변화량을 트리거로서 드리프트 보정을 행해도 상관없다. 또한, 온도계(108)는, 도2에 있어서 XY 스테이지(105) 상에 배치시키고 있지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도2에 있어서의 또 1개의 온도계(도2 중 T로 나타냄)와 같이 XY 스테이지(105)에 있어서의 중간 위치, 예를 들어 X 스테이지와 Y 스테이지 사이에 배치해도 좋다. 혹은 XY 스테이지(105)에 있어서의 그 외의 위치에 배치해도 좋다.
또한, 장치 구성이나 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요로 하지 않는 부분 등에 대해서는 기재를 생략하였지만, 필요하게 되는 장치 구성이나 제어 방법을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들어, 묘화 장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는 기재를 생략하였지만, 필요하게 되는 제어부 구성을 적 절하게 선택하여 이용하는 것은 물론이다.
그 외에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절하게 설계 변경할 수 있는 모든 하전 입자 빔 장치, 하전 입자 빔의 빔 드리프트 보정 방법, 주/부편향 감도 보정 방법, Z 센서 오프셋 리셋 방법 및 하전 입자 빔 묘화 방법은 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 따르면, 외란에 대응하면서 드리프트 보정 횟수를 더 저감시키는 것이 가능한 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법을 제공할 수 있다. 또한, 묘화 정밀도의 열화를 억제하는 전자빔 묘화 방법을 제공할 수 있다.

Claims (21)

  1. 기간을 변경하면서 기간 경과마다 전자빔의 빔 드리프트를 보정하고,
    상기 기간 경과마다의 보정과는 별도로, 소정의 외란 요소의 값의 변화가 소정의 변화량 생긴 경우에 상기 기간 경과에 관계없이 상기 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법에 있어서,
    상기 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법은, 상기 전자빔을 이용하여 묘화하는 묘화 장치가 행하는 1개의 처리의 방법으로서 이용되고,
    상기 외란 요소의 값의 변화에 의해 보정하는 경우에, 소정의 묘화 단위의 묘화를 종료 후에 상기 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 것을 특징으로 하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 소정의 외란 요소의 값으로서, 외기압의 값과 온도의 값과 자계의 값과 진동의 값과 냉각수의 유량의 값과 전원 전압의 값 중 적어도 1개를 이용하는 것을 특징으로 하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 소정의 외란 요소와 빔 드리프트의 관계를 오프라인에서 미리 측정하고, 빔 드리프트가 허용 한계에 도달할 때의 외란 요소의 변화량을 상기 소정의 변화량으로 하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 기간 경과마다 보정하는 경우에, 소정의 외란 요소의 값의 변화가 소정의 변화량 생긴 경우에 상기 기간을 짧게 하는 것을 특징으로 하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법.
  6. 삭제
  7. 전자빔의 조사 개시로부터 소정의 기간이 경과한 후의 전자빔의 빔 드리프트를 보정하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법이며,
    소정의 외란 요소의 값을 측정하고,
    측정된 소정의 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우에 상기 전자빔의 빔 드리프트량을 측정하고,
    측정된 상기 전자빔의 빔 드리프트량을 기초로 하여 전자빔의 편향량을 보정하는 것을 특징으로 하는 전자빔의 빔 드리프트 보정 방법.
  8. 편향기에서 편향시키는 전자빔을 이용하여 묘화하고,
    묘화 중에 소정의 외란 요소의 값을 측정하고,
    측정된 소정의 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우에 상기 전자빔의 빔 드리프트량을 측정하고,
    측정된 상기 전자빔의 빔 드리프트량을 기초로 하여 전자빔의 편향량을 보정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 소정의 변화량의 값을 대소 2단계로 나누고, 상기 소정의 외란 요소의 값의 변화가 작은 쪽의 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는 소정의 묘화 단위의 묘화를 종료 후에 상기 전자빔의 빔 드리프트량을 보정하고, 큰 쪽의 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는 즉시 묘화를 종료하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 소정의 외란 요소의 값의 변화가 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는, 소정의 묘화 단위의 묘화를 종료 후에 묘화 동작을 일시 정지시켜, 상기 소정의 외란 요소의 값이 소정의 설정 범위 내로 복귀된 후에 상기 전자빔의 빔 드리프트량을 측정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  11. 편향기에서 편향시키는 전자빔을 이용하여 묘화하고,
    묘화 중에 소정의 외란 요소의 값을 측정하고,
    측정된 소정의 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우에, 상기 편향기의 편향 영역 내에 있어서의 상기 전자빔의 편향 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  12. 제11항에 있어서, 소정의 묘화 단위의 묘화를 종료 후에 상기 전자빔의 편향 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  13. 제11항에 있어서, 상기 소정의 외란 요소의 값의 변화가 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는, 소정의 묘화 단위의 묘화를 종료 후에 묘화 동작을 일시 정지시켜, 상기 소정의 외란 요소의 값이 소정의 설정 범위 내로 복귀된 후에 상기 전자빔의 편향 위치를 측정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  14. 제11항에 있어서, 상기 소정의 변화량의 값을 대소 2단계로 나누고, 상기 소정의 외란 요소의 값의 변화가 작은 쪽의 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는 소정의 묘화 단위의 묘화를 종료 후에 상기 전자빔의 편향 위치를 측정하고, 큰 쪽의 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는 즉시 묘화를 종료하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  15. 제11항에 있어서, 상기 소정의 외란 요소의 값으로서, 외기압의 값과 온도의 값과 자계의 값과 진동의 값과 냉각수의 유량의 값과 전원 전압의 값 중 적어도 1개를 이용하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  16. 제11항에 있어서, 상기 전자빔 묘화 방법은, 또한 측정된 상기 전자빔의 편향 위치를 기초로 하여 상기 편향기의 편향 계수를 수정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  17. 제16항에 있어서, 측정된 상기 전자빔의 편향 위치의 어긋남량이 소정의 값을 넘는 경우에 상기 편향기의 편향 계수를 수정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 소정의 변화량의 값을 대소 2단계로 나누고, 상기 소정의 외란 요소의 값의 변화가 작은 쪽의 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는 소정의 묘화 단위의 묘화를 종료 후에 상기 전자빔의 편향 위치를 측정하고, 큰 쪽의 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는 즉시 묘화를 종료하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  19. 전자빔을 이용하여 Z 센서에 의해 Z 방향 위치가 검지되어 있는 시료를 묘화하고,
    묘화 중에 소정의 외란 요소의 값을 측정하고,
    측정된 소정의 외란 요소의 값이 소정의 변화량에 도달한 경우에, 상기 시료가 배치된 스테이지 상에 설치된 마크를 이용하여 상기 마크의 Z 방향 위치를 측정하고,
    측정된 상기 Z 방향 위치를 기초로 하여 상기 Z 센서의 오프셋치를 보정하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 소정의 외란 요소의 값으로서, 외기압의 값과 온도의 값과 자계의 값과 진동의 값과 냉각수의 유량의 값과 전원 전압의 값 중 적어도 1개를 이용하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
  21. 제19항에 있어서, 상기 소정의 변화량의 값을 대소 2단계로 나누고, 상기 소정의 외란 요소의 값의 변화가 작은 쪽의 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는 소정의 묘화 단위의 묘화를 종료 후에 상기 마크의 Z 방향 위치를 측정하고, 큰 쪽의 상기 소정의 변화량의 값에 도달한 경우에는 즉시 묘화를 종료하는 것을 특징으로 하는 전자빔 묘화 방법.
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