KR101829797B1 - 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 - Google Patents

멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101829797B1
KR101829797B1 KR1020160005128A KR20160005128A KR101829797B1 KR 101829797 B1 KR101829797 B1 KR 101829797B1 KR 1020160005128 A KR1020160005128 A KR 1020160005128A KR 20160005128 A KR20160005128 A KR 20160005128A KR 101829797 B1 KR101829797 B1 KR 101829797B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotation angle
charged particle
particle beam
beams
image
Prior art date
Application number
KR1020160005128A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160089280A (ko
Inventor
오사무 이이즈카
켄지 오토시
Original Assignee
가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 filed Critical 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
Publication of KR20160089280A publication Critical patent/KR20160089280A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101829797B1 publication Critical patent/KR101829797B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • H01J37/3177—Multi-beam, e.g. fly's eye, comb probe
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • H01L21/0275—Photolithographic processes using lasers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/38—Masks having auxiliary features, e.g. special coatings or marks for alignment or testing; Preparation thereof
    • G03F1/44—Testing or measuring features, e.g. grid patterns, focus monitors, sawtooth scales or notched scales
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2051—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source
    • G03F7/2059—Exposure without an original mask, e.g. using a programmed deflection of a point source, by scanning, by drawing with a light beam, using an addressed light or corpuscular source using a scanning corpuscular radiation beam, e.g. an electron beam
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
    • G03F7/70605—Workpiece metrology
    • G03F7/70616—Monitoring the printed patterns
    • G03F7/70625—Dimensions, e.g. line width, critical dimension [CD], profile, sidewall angle or edge roughness
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
    • G03F7/70733—Handling masks and workpieces, e.g. exchange of workpiece or mask, transport of workpiece or mask
    • G03F7/7075—Handling workpieces outside exposure position, e.g. SMIF box
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • H01J37/3045—Object or beam position registration
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L22/00—Testing or measuring during manufacture or treatment; Reliability measurements, i.e. testing of parts without further processing to modify the parts as such; Structural arrangements therefor
    • H01L22/10—Measuring as part of the manufacturing process
    • H01L22/12—Measuring as part of the manufacturing process for structural parameters, e.g. thickness, line width, refractive index, temperature, warp, bond strength, defects, optical inspection, electrical measurement of structural dimensions, metallurgic measurement of diffusions
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
    • H01J2237/22—Treatment of data
    • H01J2237/221—Image processing

Landscapes

  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)

Abstract

본 발명의 일 태양의 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법은, 노광에 이용하는 것이 가능한 멀티 하전 입자빔 중, 멀티 하전 입자빔을 구성하는 빔 수보다 적은 복수의 대표 빔을 이용하여, 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 스테이지 상에 배치된 마크 상을 2 차원 주사하고, 2 차원 주사에 의해 얻어진 신호에 기초하여 복수의 대표 빔의 2 차원 화상을 작성하고, 2 차원 화상을 이용하여, 멀티 하전 입자빔상의 회전각을 취득하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치{MEASUREMENT METHOD OF ROTATION ANGLE OF MULTI CHARGED PARTICLE BEAM IMAGE, ADJUSTMENT METHOD OF ROTATION ANGLE OF MULTI CHARGED PARTICLE BEAM IMAGE AND MULTI CHARGED PARTICLE BEAM DRAWING DEVICE}
본 발명은, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치에 관한 것으로, 예를 들면, 멀티빔 묘화에 있어서의 멀티빔상의 회전 이탈 의한 회전각의 측정 및 그 조정 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 미세화의 진전을 담당하는 리소그래피 기술은 반도체 제조 프로세스 중에서도 유일하게 패턴을 생성하는 매우 중요한 프로세스이다. 최근, LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로 선폭은 해마다 미세화되고 있다. 여기서, 전자선(전자빔) 묘화 기술은 본질적으로 뛰어난 해상성을 가지고 있어 마스크 블랭크스로 전자선을 사용하여 마스크 패턴을 묘화하는 것이 행해지고 있다.
예를 들면, 멀티빔을 사용한 묘화 장치가 있다. 1 개의 전자빔으로 묘화하는 경우에 비해, 멀티빔을 이용함으로써 한 번에 많은 빔을 조사할 수 있으므로 스루풋을 큰 폭으로 향상시킬 수 있다. 이러한 멀티빔 방식의 묘화 장치에서는, 예를 들면, 전자총으로부터 방출된 전자빔을 복수의 홀을 가진 마스크에 통과시켜 멀티빔을 형성하고, 각각, 블랭킹 제어되어 차폐되지 않은 각 빔이 광학계로 축소되고, 마스크상이 축소되어, 편향기로 편향되어 시료 상의 원하는 위치로 조사된다.
여기서, 멀티빔 묘화에서는, 광학계의 왜곡, 멀티빔을 형성하는 애퍼처 어레이의 설계치로부터의 이탈, 및 / 혹은 쿨롱 효과 등에 기인하여 멀티빔 전체의 상의 회전 변동이 발생할 수 있다. 멀티빔상에 회전 변동이 발생하면, 묘화된 패턴도 위치 이탈 또는 치수 이탈이 발생한다고 하는 문제가 있었다. 이와 같이, 묘화되는 패턴의 위치 정밀도 또는 치수 정밀도에 직접 영향을 주는, 시료면에 있어서의 멀티빔상의 회전각을 측정하고, 그 결과를 이용하여 회전각을 조정하는 것은 매우 중요하다. 그러나, 멀티빔에서는, 빔 1 개당의 전류량이 작기 때문에, 빔을 1 개씩 측정하는 것은 측정 오차가 커져 버린다. 또한, 빔 수가 다수인 점에서, 빔을 1 개씩 조정하는 것은 시간이 매우 걸리기 때문에 시간적 제약상 곤란하다.
또한, 회전 변동(회전각)의 측정에 관하여, 노광에 이용하는 노광용 멀티빔의 주위에 노광에는 이용하지 않는 측정용 멀티빔을 형성하여, 이러한 측정용 멀티빔의 위치를 측정함으로써 노광용 멀티빔의 회전 변동을 측정하는 기술이 제안되고 있다(예를 들면, 일보특허공개공보 2004-165498호 참조).
본 발명은, 노광용 멀티빔을 이용하여 멀티빔상의 회전각을 측정 가능한 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치를 제공한다.
본 발명의 일 태양의 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법은,
노광에 이용하는 것이 가능한 멀티 하전 입자빔 중, 멀티 하전 입자빔을 구성하는 빔 수보다 적은 복수의 대표 빔을 이용하여, 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 스테이지 상에 배치된 마크 상을 2 차원 주사하고,
2 차원 주사에 의해 얻어진 신호에 기초하여 복수의 대표 빔의 2 차원 화상을 작성하고,
2 차원 화상을 이용하여, 멀티 하전 입자빔상의 회전각을 취득하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양의 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법은,
노광에 이용하는 것이 가능한 멀티 하전 입자빔 중, 멀티 하전 입자빔을 구성하는 빔 수보다 적은 복수의 대표 빔을 이용하여, 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 스테이지 상에 배치된 마크 상을 2 차원 주사하고,
2 차원 주사에 의해 얻어진 신호에 기초하여 복수의 대표 빔의 2 차원 화상을 작성하고,
2 차원 화상을 이용하여, 멀티 하전 입자빔상의 회전각을 취득하고,
측정된 회전각을 보정하도록, 멀티 하전 입자빔의 각 빔을 성형하는 성형 애퍼처 어레이 부재의 배치 각도를 회전시키거나, 혹은, 렌즈를 이용하여 멀티 하전 입자빔상을 회전시킴으로써, 멀티 하전 입자빔상의 회전각을 조정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양의 멀티 하전 입자빔 묘화 장치는,
시료를 재치(載置)하는, 연속 이동 가능한 스테이지와,
하전 입자빔을 방출하는 방출 기구와,
복수의 개구부가 형성되고, 복수의 개구부 전체가 포함되는 영역에 하전 입자빔의 조사를 받아, 복수의 개구부를 하전 입자빔의 일부가 각각 통과함으로써, 멀티빔을 형성하는 성형 애퍼처 어레이 부재와,
애퍼처 부재의 복수의 개구부를 통과한 멀티빔 중, 각각 대응하는 빔의 블랭킹 편향을 행하는 복수의 블랭커가 배치된 블랭킹 애퍼처 어레이 부재와,
복수의 블랭커에 의해 빔 OFF 상태가 되도록 편향된 각 빔을 차폐하는 제한 애퍼처 부재와,
시료면 상에서의 멀티빔상의 회전각을 연산하는 회전각 연산 회로와,
멀티빔상의 회전각을 허용치 내가 되도록 성형 애퍼처 어레이 부재를 회전시키는 회전 기구
를 구비한 것을 특징으로 한다.
도 1은 실시 형태 1에 있어서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2a와 도 2b는 실시 형태 1에 있어서의 애퍼처 부재의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서의 블랭킹 애퍼처 어레이부의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서의 블랭킹 애퍼처 어레이부의 멤브레인 영역 내의 구성의 일부를 나타내는 상면 개념도이다.
도 5는 실시 형태 1에 있어서의 멀티빔상의 회전각 조정 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다.
도 6은 실시 형태 1에 있어서의 대표 빔과 2 차원 스캔을 설명하기 위한 도이다.
도 7은 실시 형태 1에 있어서의 2 차원 화상의 일례를 나타내는 도이다.
도 8a ~ 도 8c는 실시 형태 1에 있어서의 x, y 방향 가산 프로파일의 일례를 나타내는 도이다.
도 9는 실시 형태 1에 있어서의 화상 회전을 설명하기 위한 도이다.
도 10은 실시 형태 1에 있어서의 x, y 방향 가산 프로파일의 최대치와 화상 회전 각도와의 관계를 나타내는 도이다.
이하, 실시 형태에서는, 노광용 멀티빔을 이용하여, 멀티빔상의 회전각을 측정 가능한 방법 및 장치에 대하여 설명한다.
이하, 실시 형태에서는, 하전 입자빔의 일례로서, 전자빔을 이용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자빔은, 전자빔에 한정되지 않고, 이온빔 등의 하전 입자를 이용한 빔이어도 상관없다.
실시 형태 1.
도 1은 실시 형태 1에 있어서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 1에 있어서, 묘화 장치(100)는 묘화 기구(150)와 제어부(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 일례이다. 묘화 기구(150)는, 전자 경통(102)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는, 전자총(201), 조명 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 부재(203), 블랭킹 애퍼처 어레이 부재(204), 제한 애퍼처 부재(206), 대물 렌즈(207), 편향기(208), 검출기(212), 회전 기구(214) 및 정전 렌즈(216)가 배치되어 있다. 묘화실(103) 내에는, XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105)상에는, 묘화 시에는 묘화 대상 기판이 되는, 레지스트가 도포된 마스크 블랭크스 등의 시료(101)가 배치된다. 시료(101)에는, 반도체 장치를 제조할 시의 노광용 마스크, 혹은 반도체 장치가 제조되는 반도체 기판(실리콘 웨이퍼) 등이 포함된다. XY 스테이지(105) 상에는, 또한, XY 스테이지(105)의 위치 측정용의 미러(210)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는, 또한 마크(106)가 배치된다. 마크(106)는, 상면이 시료면(레지스트 표면)과 동일 높이에 배치된다. 이 때문에, 마크(106)는, 상면이 시료면과 동일 높이로 조정 가능하게 배치되면 적합하다. 조명 렌즈(202)와 대물 렌즈(207)에 의해 축소 광학계가 구성된다.
제어부(160)는, 제어 계산기(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(130), 검출 앰프(132), 스테이지 위치 검출기(139) 및 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(140, 142, 144)를 가지고 있다. 제어 계산기(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(130), 검출 앰프(132), 스테이지 위치 검출기(139) 및 기억 장치(140, 142, 144)는, 도시하지 않은 버스를 개재하여 서로 접속되어 있다. 기억 장치(140)(기억부)에는, 묘화 데이터가 묘화 장치(100)의 외부로부터 입력되고, 저장되어 있다.
제어 계산기(110) 내에는, 설정 회로(50), 측정 회로(52), 화상 작성 회로(54), 화상 회전 처리 회로(56), 가산 프로파일 작성 회로(58), 판정 회로(60), 회전 처리 회로(62), 피팅 처리 회로(64), 회전각 연산 회로(66), 판정 회로(68), 조정 회로(70), 묘화 제어 회로(72) 및 데이터 처리 회로(74)가 배치되어 있다. 설정 회로(50), 측정 회로(52), 화상 작성 회로(54), 화상 회전 처리 회로(56), 가산 프로파일 작성 회로(58), 판정 회로(60), 회전 처리 회로(62), 피팅 처리 회로(64), 회전각 연산 회로(66), 판정 회로(68), 조정 회로(70), 묘화 제어 회로(72) 및 데이터 처리 회로(74)와 같은 각 처리 회로(processing circuitry)는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 처리 회로(processing circuitry)는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(다른 처리 회로)를 이용해도 된다. 설정 회로(50), 측정 회로(52), 화상 작성 회로(54), 화상 회전 처리 회로(56), 가산 프로파일 작성 회로(58), 판정 회로(60), 회전 처리 회로(62), 피팅 처리 회로(64), 회전각 연산 회로(66), 판정 회로(68), 조정 회로(70), 묘화 제어 회로(72) 및 데이터 처리 회로(74)에 입출력되는 정보 및 연산 중의 정보는 메모리(112)에 그때마다 저장된다.
여기서, 도 1에서는, 실시 형태 1을 설명함에 있어 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어, 통상, 필요한 그 외의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
도 2a와 도 2b는 실시 형태 1에 있어서의 성형 애퍼처 어레이 부재의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 2a에 있어서, 성형 애퍼처 어레이 부재(203)에는, 종(y 방향) m' 열 × 횡(x 방향) n' 열(m', n' ≥ 2)의 홀(개구부)(22)이 소정의 배열 피치로 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 예를 들면, 512 × 512의 홀(개구부)(22)이 배치된다. 도 2a에서는 예를 들면, 512 × 8 열의 홀(22)이 형성된다. 각 홀(22)은, 모두 동일 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 혹은, 동일 외경의 원형이어도 상관없다. 여기서는, y 방향의 각 열에 대하여, x 방향으로 A에서 H까지의 8 개의 홀(22)이 각각 형성되는 예가 나타나 있다. 이들 복수의 홀(22)을 전자빔(200)의 일부가 각각 통과함으로써, 멀티빔(20)이 형성되게 된다. 여기서는, 종횡(x, y 방향)이 모두 2 열 이상의 홀(22)이 배치된 예를 나타냈지만, 이에 한정되지 않는다. 그 외, 예를 들면, 종횡(x, y 방향) 어느 일방이 복수 열이고 타방은 1 열 뿐이어도 상관없다. 또한, 홀(22)의 배열의 방법은, 도 2a와 같이, 종횡이 격자 형상으로 배치되는 경우에 한정되지 않는다. 도 2b에 나타내는 바와 같이, 예를 들면, 종 방향(y 방향) 1 단째의 열과, 2 단째의 열의 홀끼리가, 횡 방향(x 방향)으로 치수(a)만큼 이탈되어 배치되어도 된다. 마찬가지로, 종 방향(y 방향) 2 단째의 열과, 3 단째의 열의 홀끼리가, 횡 방향(x 방향)으로 치수(b)만큼 이탈되어 배치되어도 된다.
도 3은 실시 형태 1에 있어서의 블랭킹 애퍼처 어레이부의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시 형태 1에 있어서의 블랭킹 애퍼처 어레이부의 멤브레인 영역 내의 구성의 일부를 나타내는 상면 개념도이다. 또한, 도 3과 도 4에 있어서, 제어 전극(24)과 대향 전극(26)과 제어 회로(41)의 위치 관계는 일치시켜 기재하고 있지 않다. 블랭킹 애퍼처 어레이 부재(204)는, 도 3에 나타내는 바와 같이, 지지대(33) 상에 실리콘 등으로 이루어지는 반도체 기판(31)이 배치된다. 기판(31)의 중앙부는, 예를 들면 이면측으로부터 얇게 깎여, 얇은 막 두께(h)의 멤브레인 영역(30)(제1 영역)으로 가공되어 있다. 멤브레인 영역(30)을 둘러싸는 주위는, 두꺼운 막 두께(H)의 외주 영역(32)(제2 영역)이 된다. 멤브레인 영역(30)의 상면과 외주 영역(32)의 상면은, 동일 높이 위치, 혹은, 실질적으로 동일 높이 위치가 되도록 형성된다. 기판(31)은, 외주 영역(32)의 이면에서 지지대(33) 상에 보지(保持)된다. 지지대(33)의 중앙부는 개구되어 있고, 멤브레인 영역(30)의 위치는, 지지대(33)의 개구된 영역에 위치하고 있다.
멤브레인 영역(30)에는, 도 2a(혹은 도 2b)에 나타낸 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 각 홀(22)에 대응하는 위치에 멀티빔의 각각의 빔의 통과용의 통과 홀(25)(개구부)이 개구된다. 도 1의 예에서는, 축소 광학계에 의해 멀티빔상은 축소되면서 입사되므로, 각 빔의 통과 위치에 맞추어 통과 홀(25)(개구부)이 개구된다. 그리고, 멤브레인 영역(30) 상에는, 도 3 및 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 통과 홀(25)의 근방 위치에 해당하는 통과 홀(25)을 개재하여 블랭킹 편향용의 제어 전극(24)과 대향 전극(26)의 세트(블랭커: 블랭킹 편향기)가 각각 배치된다. 또한, 멤브레인 영역(30) 상의 각 통과 홀(25)의 근방에는, 각 통과 홀(25)용의 제어 전극(24)에 편향 전압을 인가하는 제어 회로(41)(로직 회로)가 배치된다. 각 빔용의 대향 전극(26)은 그라운드 접속된다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 각 제어 회로(41)는 제어 신호용의 예를 들면 10 비트의 병렬 배선이 접속된다. 각 제어 회로(41)는, 제어용의 예를 들면 10 비트의 병렬 배선 외에, 클록 신호선 및 전원용의 배선이 접속된다. 클록 신호선 및 전원용의 배선은 병렬 배선의 일부의 배선을 유용해도 상관없다. 멀티빔을 구성하는 각각의 빔마다, 제어 전극(24)과 대향 전극(26)과 제어 회로(41)에 의한 개별 블랭킹 기구(47)가 구성된다. 또한, 도 3의 예에서는, 제어 전극(24)과 대향 전극(26)과 제어 회로(41)가 기판(31)의 막 두께가 얇은 멤브레인 영역(30)에 배치된다. 단, 이에 한정되지 않는다.
각 통과 홀(25)을 통과하는 전자빔(20)은, 각각 독립적으로 이러한 쌍이 되는 2 개의 전극(24, 26)에 인가되는 전압에 의해 편향된다. 이러한 편향에 의해 블랭킹 제어된다. 환언하면, 제어 전극(24)과 대향 전극(26)의 세트는, 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 복수의 홀(22)(개구부)을 통과한 멀티빔 중 대응 빔을 각각 블랭킹 편향한다.
묘화 처리를 행하는 경우에는, 데이터 처리 회로(74)가 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 독출(讀出)하고, 시료(101)의 묘화 영역이 소정의 사이즈로 메시 형상으로 분할된 화소마다의 조사량을 나타내는 조사 시간 데이터를 작성한다. 화소 사이즈는, 예를 들면, 멀티빔의 빔 사이즈와 동일한 정도 혹은, 그것보다 작은 사이즈로 구성되면 된다. 그리고, 이러한 조사 시간 데이터는 기억 장치(142)에 저장된다. 묘화 제어 회로(72)의 제어하, 편향 제어 회로(130)는 이러한 조사 시간 데이터를 독출하고, 블랭킹 애퍼처 어레이 부재(204)의 각 제어 회로(41)에 신호를 출력하게 된다. 또한, 묘화 제어 회로(72)의 제어하, 묘화 기구(150)가 이하와 같이 동작한다.
이어서 묘화 장치(100)에 있어서의 묘화 기구(150)의 동작에 대하여 설명한다. 전자총(201)(방출 기구)으로부터 방출된 전자빔(200)은, 축소 광학계 중 1 개를 구성하는 조명 렌즈(202)에 의해 굴절되어, 축소되면서 성형 애퍼처 어레이 부재(203) 전체를 조명한다. 성형 애퍼처 어레이 부재(203)에는, 직사각형의 복수의 홀(22)(개구부)이 형성되고, 전자빔(200)은, 모든 복수의 홀(22)이 포함되는 영역을 조명 한다. 복수의 홀(22)의 위치에 조사된 전자빔(200)의 각 일부가, 이러한 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 복수의 홀(22)을 각각 통과함으로써, 예를 들면 직사각형 형상의 복수의 전자빔(멀티빔)(20a ~ e)이 형성된다. 이러한 멀티빔(20a ~ e)은, 블랭킹 애퍼처 어레이 부재(204)의 각각 대응하는 블랭커(제1 편향기: 개별 블랭킹 기구) 내를 통과한다. 이러한 블랭커는, 각각, 개별로 통과하는 전자빔(20)을 편향한다(블랭킹 편향을 행한다).
블랭킹 애퍼처 어레이 부재(204)를 통과한 멀티빔(20a ~ e)은, 제한 애퍼처 부재(206)에 형성된 중심의 홀을 향해 진행된다. 조명 렌즈(202)에 의해 제한 애퍼처 부재(206) 표면 혹은 제한 애퍼처 부재(206)에 형성된 중심의 홀 내부의 위치에서 크로스오버(c.o.)를 형성하도록 구성된다. 여기서, 블랭킹 애퍼처 어레이 부재(204)의 블랭커에 의해 편향된 전자빔(20)은, 제한 애퍼처 부재(206)의 중심의 홀로부터 위치가 어긋나, 제한 애퍼처 부재(206)에 의해 차폐된다. 한편, 블랭킹 애퍼처 어레이 부재(204)의 블랭커에 의해 편향되지 않았던 전자빔(20)은, 도 1에 나타내는 바와 같이 제한 애퍼처 부재(206)의 중심의 홀을 통과한다. 이러한 개별 블랭킹 기구의 ON / OFF에 의해, 블랭킹 제어가 행해져, 빔의 ON / OFF가 제어된다. 이와 같이, 제한 애퍼처 부재(206)는, 개별 블랭킹 기구(47)에 의해 빔 OFF 상태가 되도록 편향된 각 빔을 차폐한다. 그리고, 빔마다, 빔 ON이 되고 나서 빔 OFF가 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 빔에 의해, 1 회분의 샷의 빔이 형성된다. 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 멀티빔(20)은, 축소 광학계의 다른 1 개를 구성하는 대물 렌즈(207)에 의해 초점이 맞춰져, 원하는 축소율의 패턴상이 되어, 편향기(208)에 의해, 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 각 빔(멀티빔(20) 전체)이 동일 방향으로 일괄하여 편향되고, 각 빔의 시료(101) 상의 각각의 조사 위치에 조사된다. 또한, 예를 들면 XY 스테이지(105)가 연속 이동하고 있을 때, 빔의 조사 위치가 XY 스테이지(105)의 이동에 추종(트래킹)하도록 편향기(208)에 의해 제어된다. XY 스테이지(105)의 위치는, 스테이지 위치 검출기(139)로부터 레이저를 XY 스테이지(105) 상의 미러(210)를 향해 조사하고, 그 반사광을 이용하여 측정된다. 한 번에 조사되는 멀티빔(20)은, 이상적으로는 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 복수의 홀의 배열 피치에 상술한 원하는 축소율을 곱한 피치로 배열되게 된다. 묘화 장치(100)는, 각 회의 트래킹 동작 중에 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하면서 샷 빔이 되는 멀티빔(20)을 편향기(208)에 의한 빔 편향 위치의 이동에 의해 1 화소씩 연속하여 차례로 조사하는 래스터 스캔 방식으로 묘화 동작을 행한다. 원하는 패턴을 묘화할 시, 패턴에 따라 필요한 빔이 블랭킹 제어에 의해 빔 ON으로 제어된다.
또한, 시료(101)의 묘화 영역, 혹은 묘화되는 칩 영역은, 소정의 폭으로 직사각형 형상의 스트라이프 영역으로 분할된다. 그리고, 각 스트라이프 영역은, 복수의 메시 영역(화소)으로 가상 분할된다. 메시 영역(화소)의 사이즈는, 예를 들면, 빔 사이즈, 혹은 그 이하의 사이즈이면 적합하다. 예를 들면, 10 nm정도의 사이즈로 하면 적합하다. 메시 영역(화소)은, 멀티빔의 1 개의 빔당의 조사 단위 영역이 된다.
멀티빔(20)으로 시료(101)를 묘화할 시, 상술한 바와 같이, 트래킹 동작 중에 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하면서 샷 빔이 되는 멀티빔(20)을 편향기(208)에 의한 빔 편향 위치의 이동에 의해 1 화소씩 차례로 연속하여 조사한다. 그리고, 시료(101) 상의 어느 화소를 멀티빔의 어느 빔이 조사하는지는 묘화 시퀀스에 의해 정해진다. 멀티빔의 x, y 방향으로 각각 인접하는 빔간의 빔 피치를 이용하여, 시료(101)면 상에 있어서의 x, y 방향으로 각각 인접하는 빔간의 빔 피치(x 방향) × 빔 피치(y 방향)의 영역은 n × n 화소의 영역(서브 피치 영역)으로 구성된다. 예를 들면, 1 회의 트래킹 동작으로, XY 스테이지(105)가 -x 방향으로 빔 피치(x 방향)만큼 이동하는 경우, x 방향 혹은 y 방향(혹은 경사 방향)으로 1 개의 빔에 의해 조사 위치를 시프트하면서 n 화소가 묘화된다. 동일한 n × n 화소의 영역 내의 다른 n 화소가 차회의 트래킹 동작으로 상술한 빔과는 상이한 빔에 의해 동일하게 n 화소가 묘화된다. 이와 같이 n 회의 트래킹 동작으로 각각 다른 빔에 의해 n 화소씩 묘화됨으로써, 1 개의 n × n 화소의 영역 내의 모든 화소가 묘화된다. 멀티빔의 조사 영역 내의 다른 n × n 화소의 영역에 대해서도 동시기에 동일한 동작이 실시되어, 동일하게 묘화된다.
여기서, 멀티빔 묘화에서는, 광학계의 왜곡, 멀티빔을 형성하는 애퍼처 어레이의 설계치로부터의 이탈, 및 / 혹은 쿨롱 효과 등에 기인하여 멀티빔 전체의 상의 회전 변동이 발생할 수 있다. 멀티빔상에 회전 변동이 발생하면, 묘화되는 패턴도 위치 이탈, 치수 이탈이 발생한다. 따라서, 묘화되는 패턴의 위치 정밀도 또는 치수 정밀도에 직접 영향을 주는, 시료면에 있어서의 멀티빔상의 회전각을 측정하고, 그 결과를 이용하여 회전각을 조정하는 것은 매우 중요하다. 여기서, 실시 형태 1에서는, 이하와 같이 멀티빔상의 회전각(회전 변동)을 측정하고, 멀티빔상의 회전 변동분을 허용치 내에 들어가도록 조정한다.
도 5는, 실시 형태 1에 있어서의 멀티빔상의 회전각 조정 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다. 도 5에 있어서, 대표 빔 설정 공정(S102)과, 2 차원 스캔(주사) 공정(S104)과, 화상 작성 공정(S106)과, 화상 회전 공정(S108)과, x, y 가산 프로파일 작성 공정(S110)과, 판정 공정(S112)과, 특징치 플롯 · 피팅 공정(S116)과, 회전각 연산 공정(S118)과, 판정 공정(S120)과, 회전 각도 조정 공정(S122)과 같은 일련의 공정을 실시한다. 이러한 공정 중, 대표 빔 설정 공정(S102)에서 회전각 연산 공정(S118)까지의 공정이 멀티빔상의 회전각 측정 방법에 상당한다. 또한, 화상 회전 공정(S108)에서 회전각 연산 공정(S118)까지의 공정이 멀티빔상의 회전각을 취득하는 공정에 상당한다.
멀티빔상의 회전각의 측정 및 조정은, 묘화 처리를 실시하기 전에 실시하면 된다. 단, 이에 한정되지 않고, 묘화 처리의 도중에 행하여도 된다. 묘화 처리(노광 처리)는, 상술한 스트라이프 영역 단위로 실시한다. 이 때문에, 어느 스트라이프 영역의 묘화(노광)가 종료된 후, 다음의 스트라이프 영역의 묘화(노광)를 개시하기 전에 실시하면 된다.
대표 빔 설정 공정(S102)으로서, 설정 회로(50)는, 노광(묘화)에 이용하는 것이 가능한 멀티빔(20) 중, 멀티빔을 구성하는 빔 수보다 적은 복수의 대표 빔을 설정한다.
도 6은, 실시 형태 1에 있어서의 대표 빔과 2 차원 스캔을 설명하기 위한 도이다. 성형 애퍼처 어레이 부재(203)를 통과함으로써, 노광(묘화)에 이용하는 것이 가능한 m × n의 멀티빔(20)이 형성된다. 실시 형태 1에서는, 이러한 m' × n' 의 멀티빔(20)중에서 복수의 대표 빔(23)에 의해 구성되는 대표 빔군(21)을 설정한다. 예를 들면, 1회의 샷으로 조사 가능한 m' × n'의 멀티빔(20)을 둘러싸는 조사 영역(34) 내의 중앙부에 위치하는 빔군을 대표 빔군(21)으로서 이용하면 적합하다. 멀티빔상의 회전 변동의 회전축이 되는 멀티빔상의 중심 위치의 주위의 빔군을 이용함으로써, 외주부에 가까운 치우친 영역의 빔군을 이용하는 경우보다 오차가 작은 측정을 가능하게 할 수 있다. 복수의 대표 빔(23)은, m 행 n 열(m, n은 2 이상의 정수)의 빔으로 구성된다. 예를 들면, 512 × 512의 멀티빔 중, 중심부의 예를 들면 8 × 8의 멀티빔을 복수의 대표 빔(23)으로서 설정한다. 빔 1 개당의 전류량은 작고 측정 오차가 커지지만, 예를 들면 64 개의 빔군을 이용함으로써 측정 오차를 작게 할 수 있다. 또한, 노광(묘화)에 이용하는 것이 가능한 m' × n'의 멀티빔(20) 자체가, 1 차원의 라인 빔인 경우에는, m과 n의 일방(빔이 복수열 존재하지 않는 방향)은 1로 설정되면 되는 것은 말할 필요도 없다.
2 차원 스캔(주사) 공정(S104)으로서, 측정 회로(52)는, 복수의 대표 빔(23)을 이용하여, 마크(106) 상을 2 차원 주사한다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 마크(106)는, 빔 피치보다 작은 사이즈로 구성된다. 그리고, 복수의 대표 빔(23)이 모두 마크(106) 상을 스캔하도록 예를 들면 편향기(208)로 대표 빔군(21)을 편향 이동시킨다. 예를 들면, x 방향으로 마크(106) 상을 스캔한 후, y 방향으로 빔 피치보다 작은 거리에서 이동한 후, 재차, x 방향으로 마크(106) 상을 스캔하는 동작을 반복한다.
이에 의해, 마크(106) 및 마크(106)의 주변에 대표 빔군(21)이 조사됨으로써 발생하는 반사 전자 혹은 / 및 2 차 전자를 검출기(212)로 검출한다. 검출된 신호는, 검출 앰프(132)에 출력되고, 검출 앰프(132)로 증폭되어, 아날로그 / 디지털(A / D) 변환된 후, 화상 작성 회로(54)에 출력된다. A / D 변환 시, 2 차원 화상의 각 화소의 신호 강도(예를 들면 256 계조)를 취득할 수 있다.
화상 작성 공정(S106)으로서, 화상 작성 회로(54)는, 2 차원 주사에 의해 얻어진 신호에 기초하여 대표 빔군(21)(복수의 대표 빔(23))의 2 차원 화상을 작성한다.
도 7은 실시 형태 1에 있어서의 2 차원 화상의 일례를 나타내는 도이다. 2 차원 화상(80) 내에 나타난 그리드선은 대표 빔군(21)의 x, y 방향으로 배열되는 열의 왜곡을 보기 쉽게 하기 위하여 편의상 나타낸 것이다.
이어서, 작성된 2 차원 화상을 이용하여 멀티빔상의 회전각을 취득한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
화상 회전 공정(S108)으로서, 화상 회전 처리 회로(56)는, 2 차원 화상(80)을 가변으로 회전시킨다. 예를 들면, 미리 설정된 가변 예정의 회전 각도의 최소치로 화상을 회전시킨다. 예를 들면, -1 rad에서 +1 rad까지를 가변 범위로 하는 경우에는, -1 rad만큼 화상을 회전시킨다.
x, y 가산 프로파일 작성 공정(S110)으로서, 가산 프로파일 작성 회로(58)는, 2 차원 화상(60)을 가변으로 회전시키면서 각 회전각에 대한 2 차원 영역의 x 방향의 신호 강도를 가산한 x 방향 가산 프로파일과 y 방향의 신호 강도를 가산한 y 방향 가산 프로파일을 작성한다.
도 8a ~ 도 8c는, 실시 형태 1에 있어서의 x, y 방향 가산 프로파일의 일례를 나타내는 도이다. 도 8a에는 도 7에 나타낸 2 차원 화상(80)이 나타나 있다. 도 8b는 화상 내에 추가한 x 방향에 상당하는 그리드선의 방향으로의 가산 프로파일을 나타낸다. 도 8c는 화상 내에 추가한 y 방향에 상당하는 그리드선의 방향으로의 가산 프로파일을 나타낸다. x 방향 가산 프로파일(82)은, 도 8b에 나타내는 바와 같이, 2 차원 화상(80)의 x 방향의 신호 강도를 누적 가산하여, y 축 방향을 따라, 가산 후의 신호 강도의 값을 그래프화한 프로파일로서 작성된다. y 방향 가산 프로파일(82)은, 도 8c에 나타내는 바와 같이, 2 차원 화상(80)의 y 방향의 신호 강도를 누적 가산하여, x 축 방향을 따라, 가산 후의 신호 강도의 값을 그래프화한 프로파일로서 작성된다. 작성된 x, y 방향 가산 프로파일의 데이터는 기억 장치(144)에 기억된다.
판정 공정(S112)으로서, 판정 회로(60)는, 미리 설정된 가변 예정의 모든 각도에 대하여 x, y 가산 프로파일 작성 공정(S110)이 실시되었는지 여부를 판정한다. 모든 각도에 대하여 종료되어 있는 경우에는, 특징치 플롯 · 피팅 공정(S116)으로 진행된다. 아직, 종료되어 있지 않은 경우에는 화상 회전 공정(S108)으로 되돌아온다.
그리고, 화상 회전 공정(S108)에 있어서, 화상 회전 처리 회로(56)는, 2 차원 화상(80)을 소정의 샘플링 각도(예를 들면, 0.01 rad)만큼 회전시킨다.
도 9는, 실시 형태 1에 있어서의 화상 회전을 설명하기 위한 도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 화상 회전 처리 회로(56)는, 2 차원 화상(80)을 차례로 회전시킨다. 예를 들면, 회전각 rot가 -1 rad에서 +1 rad까지 소정의 샘플링 각도(예를 들면, 0.01 rad)씩 회전시킨다.
그리고, 판정 공정(S112)에 있어서 미리 설정된 가변 예정의 모든 각도에 대하여 x, y 가산 프로파일 작성 공정(S110)이 종료될 때까지, 화상 회전 공정(S108)에서 판정 공정(S112)까지의 각 공정을 반복한다. 그리고, x, y 가산 프로파일 작성 공정(S110)에 있어서, 화상 회전 공정(S108)에서 그때마다 회전된 각 2 차원 화상(80)의 위치에서 x 방향의 신호 강도를 가산한 x 방향 가산 프로파일과 y 방향의 신호 강도를 가산한 y 방향 가산 프로파일을 작성한다.
특징치 플롯 · 피팅 공정(S116)으로서, 피팅 처리 회로(64)는, 2 차원 화상의 회전각 마다 연산된 x 방향 가산 프로파일의 특징치, 예를 들면, 최대치를 추출하여 플롯한다. 마찬가지로, 2 차원 화상의 회전각마다 연산된 y 방향 가산 프로파일의 특징치, 예를 들면, 최대치를 추출하여 플롯한다. 그리고, 플롯된 각 점을 피팅하여 근사선을 작성한다.
도 10은, 실시 형태 1에 있어서의 x, y 방향 가산 프로파일의 최대치와 화상 회전 각도와의 관계를 나타내는 도이다. 도 10에 있어서, 종축에 가산 프로파일의 신호 강도의 계조치를 나타낸다. 횡축에 화상 회전 각도를 나타낸다. 도 10의 예에서는, 예를 들면, 0.02 rad씩 2 차원 화상을 회전시켰을 시에 얻어진 x 방향 가산 프로파일의 최대치와 y 방향 가산 프로파일의 최대치를 플롯하고, 플롯된 복수의 점의 피크(최대치) 부근의 데이터를 피팅하여 근사선을 작성하고 있다. 여기서는, 특징치로서, 최대치를 이용하고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가산 프로파일의 신호 강도의 기준치를 설정하고, 이러한 기준치와의 차분의 절대치의 최대치를 특징치로 하여도 적합하다.
회전각 연산 공정(S118)으로서, 회전각 연산 회로(66)는, 회전각마다의 x 방향 가산 프로파일의 최대치(특징치) 중 최대치를 나타내는 x 방향 회전각(제1 회전 각도)과 y 방향 가산 프로파일의 최대치(특징치) 중 최대치를 나타내는 y 방향 회전각(제2 회전 각도)을 연산한다. 도 10의 예에서는, x 방향 가산 프로파일의 최대치의 그래프 중, 최대치(피크치)가 되는 A부의 각도가 x 방향 회전각으로서 연산된다. 여기서는, 예를 들면, -0.18 rad로서 취득된다. 마찬가지로, y 방향 가산 프로파일의 최대치의 그래프 중, 최대치(피크치)가 되는 B부의 각도가 y 방향 회전각으로서 연산된다. 여기서는, 예를 들면, -0.15 rad로서 취득된다. 또한, C부에서 나타내는 x 방향 회전각과 y 방향 회전각과의 차이가 비직교도로서 구해진다.
이상과 같이 하여, 2 차원 화상을 이용하여, 멀티빔상의 회전각이 취득된다. 취득된 멀티빔상의 회전각을 이용하여, 회전각 조정이 필요한지 여부가 판단된다.
판정 공정(S120)으로서, 판정 회로(68)는, 얻어진 x 방향 회전각과 y 방향 회전각과의 값이 모두 허용치 내인지 여부를 판정한다. 허용치 내이면 멀티빔상의 회전각 조정은 종료된다. 허용치 내에서 없는 경우에는 회전 각도 조정 공정(S122)으로 진행된다.
회전 각도 조정 공정(S122)으로서, 조정 회로(70)는, 측정된 회전각을 보정하도록, 멀티빔의 각 빔을 성형하는 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 배치 각도를 회전시키거나, 혹은 정전 렌즈(216)(렌즈)를 이용하여 멀티빔상을 회전시킴으로써, 멀티빔상의 회전각을 조정한다. 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 배치 각도를 회전시키는 경우에는, 이하와 같이 동작한다. 조정 회로(70)는, 회전 기구(214)에 회전시키는 회전각의 신호를 출력한다. 그리고, 회전 기구(214)는, 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 배치 각도를 회전시킨다. 이에 의해, 형성되는 멀티빔상을 회전시킬 수 있다. 환언하면, 회전 기구(214)는, 멀티빔상의 회전각을 허용치 내가 되도록 성형 애퍼처 어레이 부재(203)를 회전시킨다.
혹은, 정전 렌즈(216)를 이용하는 경우에는, 조정 회로(70)는, 도시하지 않은 렌즈 제어 회로에 회전시키는 회전각에 상당하는 신호를 출력한다. 도시하지 않은 렌즈 제어 회로는 정전 렌즈(216)에 인가하는 전압을 제어하여, 정전 렌즈(216) 내를 통과하는 멀티빔상을 회전시킨다.
혹은, 회전 기구(214)를 사용하여 대략적인 각도로 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 배치 각도를 회전시키고, 또한 정전 렌즈(216)로 멀티빔상의 회전각을 미조정해도 적합하다.
또한, x 방향의 회전각과 y 방향의 회전각과의 사이에 이탈이 발생하는 경우(비직교의 경우)에는, x 방향과 y 방향과의 사이에서 상이한 회전각이 되도록 조정하는 것은 곤란하므로, 이러한 경우에는, x 방향의 회전각과 y 방향의 회전각과의 사이의 각도로 조정하면 적합하다. 조정 회로(70)는, x 방향 회전각과 y 방향 회전각과의, 예를 들면, 평균치(x 방향 회전각과 y 방향 회전각과의 차분의 1 / 2) 혹은 2 승 평균치를 연산하고, 얻어진 각도로 조정한다.
그리고, 2 차원 스캔(주사) 공정(S104)으로 되돌아온다. 그리고, 판정 공정(S120)에 있어서, 얻어진 x 방향 회전각과 y 방향 회전각과의 값이 모두 허용치 내가 될 때까지, 2 차원 스캔(주사) 공정(S104)에서 회전 각도 조정 공정(S122)까지의 각 공정을 반복한다. 이에 의해, 멀티빔상의 회전각이 허용치 내가 되도록 멀티빔상의 회전각을 조정할 수 있다.
이상과 같이, 실시 형태 1에 따르면, 노광(묘화)용 멀티빔을 이용하여, 멀티빔상의 회전각을 측정할 수 있다. 또한, 측정된 회전각을 이용하여 멀티빔상의 회전각을 조정(보정)할 수 있다. 따라서, 고정밀의 묘화를 행할 수 있다.
이상, 구체예를 참조하여 실시 형태에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은, 이들 구체예에 한정되지 않는다.
또한, 상술한 예에서는, 각 제어 회로(41)의 제어용에 10 비트의 제어 신호가 입력되는 경우를 나타냈지만, 비트 수는 적절히 설정하면 된다. 예를 들면, 2 비트 혹은 3 비트 ~ 9 비트의 제어 신호를 이용해도 된다. 또한, 11 비트 이상의 제어 신호를 이용해도 된다.
또한, 장치 구성 또는 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 하는 장치 구성 또는 제어 방법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들면, 묘화 장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는, 모니터 또는 그 외의 제어 기기 등의 기재를 생략했지만, 필요로 하는 제어부 구성을 적절히 선택하여 이용하는 것은 말할 필요도 없다.
그 외, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치는 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 몇 개의 실시 형태를 설명했지만, 이들 실시 형태는, 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규 실시 형태는, 그 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 다양한 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시 형태 또는 그 변형은, 발명의 범위 또는 요지에 포함되고, 또한 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 노광에 이용하는 것이 가능한 멀티 하전 입자빔 중, 상기 멀티 하전 입자빔을 구성하는 빔 수보다 적은 복수의 대표 빔을 이용하여, 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 스테이지 상에 배치된 마크 상을 2 차원 주사하는 단계와,
    2 차원 주사에 의해 얻어진 신호에 기초하여 상기 복수의 대표 빔의 2 차원 화상을 작성하는 단계와,
    상기 2 차원 화상을 이용하여, 멀티 하전 입자빔상의 회전각을 취득하는 단계
    를 가지는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 대표 빔은, m 행 n 열(m, n은 2 이상의 정수)의 빔으로 구성되고,
    상기 멀티 하전 입자빔상의 회전각을 취득하는 단계는, 상기 2 차원 화상을 가변으로 회전시키면서 각 회전각에 대한 2 차원 영역의 x 방향의 신호 강도를 가산한 x 방향 가산 프로파일과 y 방향의 신호 강도를 가산한 y 방향 가산 프로파일을 작성하는 단계와, 회전각마다의 x 방향 가산 프로파일의 특징치 중 최대치를 나타내는 제 1 회전 각도와 y 방향 가산 프로파일의 특징치 중 최대치를 나타내는 제 2 회전 각도를 구하는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는 회전각 측정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    노광에 이용하는 것이 가능한 멀티 하전 입자빔 중, 상기 멀티 하전 입자빔을 구성하는 빔 수보다 적은 상기 복수의 대표 빔을 설정하는 단계를 더 가지는 것을 특징으로 하는 회전각 측정 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    미리 설정된 가변 예정의 모든 각도에 대하여 상기 x 방향 가산 프로파일과 상기 y 방향 가산 프로파일이 작성되었는지 여부를 판정하는 단계를 더 가지는 것을 특징으로 하는 회전각 측정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모든 각도에 대하여 상기 x 방향 가산 프로파일과 상기 y 방향 가산 프로파일이 작성되지 않은 경우에, 상기 2 차원 화상을 또한 샘플링 각도 회전시키는 단계를 더 가지고,
    회전된 각도에 대한 상기 x 방향 가산 프로파일과 상기 y 방향 가산 프로파일이 작성되는 것을 특징으로 하는 회전각 측정 방법.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 x 방향 가산 프로파일의 특징치로서, 회전각마다의 상기 x 방향 가산 프로파일의 최대치가 이용되고,
    상기 y 방향 가산 프로파일의 특징치로서, 회전각마다의 상기 y 방향 가산 프로파일의 최대치가 이용되는 것을 특징으로 하는 회전각 측정 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    회전각마다의 상기 x 방향 가산 프로파일의 특징치를 이용하여 근사선을 작성하는 단계를 더 가지고,
    상기 제 1 회전 각도는, 상기 근사선의 그래프의 피크치를 이용하는 것을 특징으로 하는 회전각 측정 방법.
  8. 노광에 이용하는 것이 가능한 멀티 하전 입자빔 중, 상기 멀티 하전 입자빔을 구성하는 빔 수보다 적은 복수의 대표 빔을 이용하여, 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 스테이지 상에 배치된 마크 상을 2 차원 주사하는 단계와,
    2 차원 주사에 의해 얻어진 신호에 기초하여 상기 복수의 대표 빔의 2 차원 화상을 작성하는 단계와,
    상기 2 차원 화상을 이용하여, 멀티 하전 입자빔상의 회전각을 취득하는 단계와,
    측정된 회전각을 보정하도록, 상기 멀티 하전 입자빔의 각 빔을 성형하는 성형 애퍼처 어레이 부재의 배치 각도를 회전시키거나, 혹은 렌즈를 이용하여 멀티 하전 입자빔상을 회전시킴으로써, 멀티 하전 입자빔상의 회전각을 조정하는 단계
    를 가지는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    x 방향의 회전각과 y 방향의 회전각과의 사이에 이탈이 발생하는 경우에는, x 방향의 회전각과 y 방향의 회전각과의 사이의 각도로 조정하는 것을 특징으로 하는 회전각 조정 방법.
  10. 시료를 재치하는, 연속 이동 가능한 스테이지와,
    하전 입자빔을 방출하는 방출 기구와,
    복수의 개구부가 형성되고, 상기 복수의 개구부 전체가 포함되는 영역에 상기 하전 입자빔의 조사를 받아, 상기 복수의 개구부를 상기 하전 입자빔의 일부가 각각 통과함으로써, 멀티빔을 형성하는 성형 애퍼처 어레이 부재와,
    상기 성형 애퍼처 어레이 부재의 복수의 개구부를 통과한 멀티빔 중, 각각 대응하는 빔의 블랭킹 편향을 행하는 복수의 블랭커가 배치된 블랭킹 애퍼처 어레이 부재와,
    상기 복수의 블랭커에 의해 빔 OFF 상태가 되도록 편향된 각 빔을 차폐하는 제한 애퍼처 부재와,
    상기 시료의 면(面) 상에서의 멀티빔상의 회전각을 연산하는 회전각 연산 회로와,
    상기 멀티빔상의 회전각을 허용치 내가 되도록 상기 성형 애퍼처 어레이 부재를 회전시키는 회전 기구
    를 구비한 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치.
KR1020160005128A 2015-01-19 2016-01-15 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 KR101829797B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015007880A JP6442295B2 (ja) 2015-01-19 2015-01-19 マルチ荷電粒子ビーム像の回転角測定方法、マルチ荷電粒子ビーム像の回転角調整方法、及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置
JPJP-P-2015-007880 2015-01-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160089280A KR20160089280A (ko) 2016-07-27
KR101829797B1 true KR101829797B1 (ko) 2018-02-19

Family

ID=56408362

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160005128A KR101829797B1 (ko) 2015-01-19 2016-01-15 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9466461B2 (ko)
JP (1) JP6442295B2 (ko)
KR (1) KR101829797B1 (ko)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10354836B2 (en) * 2014-03-09 2019-07-16 Ib Labs, Inc. Methods, apparatuses, systems and software for treatment of a specimen by ion-milling
JP2017199610A (ja) * 2016-04-28 2017-11-02 株式会社ニューフレアテクノロジー ステージ機構
JP6851181B2 (ja) * 2016-11-09 2021-03-31 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチビーム光学系の調整方法
JP2018078251A (ja) 2016-11-11 2018-05-17 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP2018082120A (ja) 2016-11-18 2018-05-24 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP7209462B2 (ja) 2017-10-20 2023-01-20 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
JP7073668B2 (ja) 2017-10-25 2022-05-24 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP2019102661A (ja) 2017-12-04 2019-06-24 株式会社ニューフレアテクノロジー ビーム偏向形状取得方法及びブランキングアパーチャアレイの配置角度取得方法
JP6966319B2 (ja) * 2017-12-22 2021-11-17 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチビーム画像取得装置及びマルチビーム画像取得方法
JP2019114731A (ja) * 2017-12-26 2019-07-11 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法
JP6982531B2 (ja) * 2018-03-26 2021-12-17 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入装置および測定装置
JP7106353B2 (ja) * 2018-05-22 2022-07-26 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム検査装置及びマルチ荷電粒子ビーム検査方法
JP7344725B2 (ja) * 2019-09-13 2023-09-14 株式会社ニューフレアテクノロジー アライメントマーク位置の検出方法及びアライメントマーク位置の検出装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004165498A (ja) * 2002-11-14 2004-06-10 Canon Inc 荷電粒子線露光装置、デバイス製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4248191B2 (ja) * 2002-04-10 2009-04-02 キヤノン株式会社 アレイ構造体の製造方法
TW200700717A (en) * 2005-03-22 2007-01-01 Ebara Corp Electron beam device
JP5497980B2 (ja) * 2007-06-29 2014-05-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線応用装置、及び試料検査方法
US8546767B2 (en) * 2010-02-22 2013-10-01 Ims Nanofabrication Ag Pattern definition device with multiple multibeam array
JP6147528B2 (ja) * 2012-06-01 2017-06-14 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画方法及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004165498A (ja) * 2002-11-14 2004-06-10 Canon Inc 荷電粒子線露光装置、デバイス製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20160211111A1 (en) 2016-07-21
JP2016134486A (ja) 2016-07-25
JP6442295B2 (ja) 2018-12-19
KR20160089280A (ko) 2016-07-27
US9466461B2 (en) 2016-10-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101829797B1 (ko) 멀티 하전 입자빔상의 회전각 측정 방법, 멀티 하전 입자빔상의 회전각 조정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치
KR101843057B1 (ko) 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법
JP7198092B2 (ja) マルチ電子ビーム照射装置、マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム照射方法
KR102217582B1 (ko) 멀티 전자 빔 화상 취득 장치 및 멀티 전자 빔 광학계의 위치 결정 방법
KR101432204B1 (ko) 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법
KR101601128B1 (ko) 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법
KR101698894B1 (ko) 멀티 하전 입자빔의 빔 위치 측정 방법 및 멀티 하전 입자빔 묘화 장치
KR101712533B1 (ko) 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법
KR102057615B1 (ko) 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법
KR20130025348A (ko) 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법
JP7267857B2 (ja) マルチ荷電粒子ビーム画像取得装置およびマルチ荷電粒子ビーム画像取得方法
KR101932957B1 (ko) 멀티 하전 입자빔 조사 장치, 멀티 하전 입자빔의 조사 방법 및 멀티 하전 입자빔의 조정 방법
JP2017107959A (ja) マルチ荷電粒子ビーム装置及びマルチ荷電粒子ビーム像の形状調整方法
US20190355546A1 (en) Multiple electron beam image acquisition apparatus and multiple electron beam image acquisition method
KR20180052099A (ko) 멀티빔 광학계의 조정 방법 및 멀티빔 노광 장치
KR20200005443A (ko) 멀티 전자 빔 조사 장치, 멀티 전자 빔 조사 방법, 및 멀티 전자 빔 검사 장치
KR20200036768A (ko) 멀티 전자 빔 화상 취득 장치 및 멀티 전자 빔 화상 취득 방법
KR20200063982A (ko) 전자 빔 화상 취득 장치 및 전자 빔 화상 취득 방법
KR20180045827A (ko) 멀티 하전 입자빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자빔 묘화 방법
KR102469012B1 (ko) 수치 보정기 및 다중 전자 빔 조사 장치
KR102371265B1 (ko) 멀티 전자 빔 조사 장치
JP6844999B2 (ja) マルチ荷電粒子ビーム描画装置およびマルチ荷電粒子ビーム描画方法
JP2021077492A (ja) 電子ビーム検査装置及び電子ビーム検査方法
JP2021077458A (ja) ステージ機構
JP2020087507A (ja) マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム検査方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant