KR101873462B1 - 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법, 하전 입자빔 묘화 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치 - Google Patents

하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법, 하전 입자빔 묘화 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 태양의 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법은, 하전 입자빔을 이용하여 레지스트가 도포된 기판 상에 복수의 평가 패턴을 묘화하고, 평가 패턴마다 묘화 조건을 가변으로 하면서, 묘화 조건마다, 복수의 평가 패턴 중 상이한 어느 하나의 평가 패턴의 주변에, 상기 평가 패턴의 묘화에 의한 레지스트의 온도 상승의 영향을 무시할 수 있는 시간이 경과한 후, 하전 입자빔의 복수의 샷을 이용하여 대응되는 묘화 조건에 따라 주변 패턴을 묘화하고, 상기 묘화 조건마다, 주변에 상기 주변 패턴이 묘화된 상기 평가 패턴의 폭 치수를 측정하고, 상기 묘화 조건마다, 상기 복수의 샷의 각 샷으로부터 상기 평가 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량을 연산하고, 상기 묘화 조건마다, 상기 복수의 샷의 각 샷 시에서의 상기 샷 시보다 전의 샷으로부터의 열 전달에 의한 상기 평가 패턴의 온도 상승량을 연산하고, 상기 묘화 조건마다의 평가 패턴의 폭 치수와, 상기 묘화 조건마다의 각 샷 시에서의 상기 평가 패턴의 온도 상승량과, 상기 묘화 조건마다의 각 샷으로부터의 평가 패턴으로의 후방 산란 도스량을 이용하여, 평가 패턴의 폭 치수 변동량과 평가 패턴의 온도 상승량과 평가 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량의 상관 관계를 정의하는 상관 파라미터를 연산하고, 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법, 하전 입자빔 묘화 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치 {METHOD FOR ACQUIRING DOSAGE CORRECTION PARAMETER OF CHARGED-PARTICLE BEAM, CHARGED-PARTICLE BEAM WRITING METHOD AND CHARGED-PARTICLE BEAM WRITING APPARATUS}
본 발명은 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법, 하전 입자빔 묘화 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치에 관한 것으로, 예를 들면, 레지스트 히팅 보정을 행하는 장치 및 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. 이들 반도체 디바이스에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 고정밀도의 원화(原畵) 패턴(레티클 혹은 마스크라고도 함)이 필요하다. 여기서, 전자선(EB : Electron beam) 묘화 기술은 본질적으로 우수한 해상성을 가지고 있어 고정밀도의 원화 패턴의 생산에 이용된다.
도 18은 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 가변 성형형 전자선 묘화 장치는 이하와 같이 동작한다. 제1 애퍼처(410)에는 전자선(330)을 성형하기 위한 직사각형의 개구(411)가 형성되어 있다. 또한, 제2 애퍼처(420)에는 제1 애퍼처(410)의 개구(411)를 통과한 전자선(330)을 원하는 직사각형 형상으로 성형하기 위한 가변 성형 개구(421)가 형성되어 있다. 하전 입자 소스(430)로부터 조사되어 제1 애퍼처(410)의 개구(411)를 통과한 전자선(330)은 편향기에 의해 편향되고 제2 애퍼처(420)의 가변 성형 개구(421)의 일부를 통과하여, 소정의 일방향(예를 들면, X 방향으로 함)으로 연속적으로 이동하는 스테이지 상에 탑재된 시료(340)에 조사된다. 즉, 제1 애퍼처(410)의 개구(411)와 제2 애퍼처(420)의 가변 성형 개구(421)의 양방을 통과할 수 있는 직사각형 형상이 X 방향으로 연속적으로 이동하는 스테이지 상에 탑재된 시료(340)의 묘화 영역에 묘화된다. 제1 애퍼처(410)의 개구(411)와 제2 애퍼처(420)의 가변 성형 개구(421)의 양방을 통과시켜 임의 형상을 작성하는 방식을 가변 성형 방식(VSB 방식)이라고 한다.
광 리소그래피 기술의 진전 또는 EUV에 따른 단파장화에 수반하여, 마스크 묘화에 필요한 전자빔의 샷 수는 가속적으로 증가하고 있다. 한편으로, 미세화에 필요한 선폭 정밀도를 확보하기 위하여, 레지스트를 저감도화시키고 조사량을 증가시킴으로써 샷 노이즈 또는 패턴의 엣지 러프니스의 저감을 도모하고 있다. 이와 같이, 샷 수와 조사량이 한없이 계속 증가하고 있기 때문에, 묘화 시간도 한없이 증가해 간다. 이 때문에, 전류 밀도를 높임으로써 묘화 시간의 단축을 도모하는 것이 검토되고 있다.
그러나, 증가한 조사 에너지량을 보다 고밀도의 전자빔으로 단시간에 조사하고자 하면, 기판 온도가 과열되어 레지스트 감도가 변화되고 선폭 정밀도가 악화되는 레지스트 히팅으로 불리는 현상이 발생한다고 하는 문제가 있었다. 그래서, 편향 영역 중 최소 편향 영역마다, 당해 최소 편향 영역보다 전에 묘화되는 다른 최소 편향 영역으로부터의 전열에 기초하는 당해 최소 편향 영역의 대표 온도를 산출하고, 대표 온도를 이용하여 조사량을 변조하는 방법(히팅 보정)이 검토되고 있다(일본특허공개공보 제2012-069675호 참조).
한편으로, 전자빔 묘화에서는, 전자빔을 레지스트가 도포된 마스크에 조사하여 회로 패턴을 묘화하는 경우, 전자빔이 레지스트층을 투과하여 그 아래의 층에 도달하고, 재차 레지스트층에 재입사하는 후방 산란에 의한 근접 효과로 불리는 현상이 발생한다. 이에 의해, 묘화 시 원하는 치수로부터 이탈된 치수로 묘화되는 치수 변동이 발생한다. 이러한 현상을 회피하기 위하여, 묘화 장치 내에서는 근접 효과 보정 연산을 행하여 예를 들면 조사량을 변조함으로써 이러한 치수 변동을 억제하는 것이 행해진다.
전술한 레지스트 히팅에 대한 조사량 변조는, 전자빔에 의한 주목하는 샷의 샷 시의 온도를 고려하여 행해진다. 이 때문에, 주목하는 샷과는 상이한 주변의 위치에서의 샷에 의한 후방 산란에 의해 발생하는 근접 효과의 보정 계산에는 온도가 고려되고 있지 않다. 이 때문에, 후방 산란에 대한 히팅 효과가 큰 경우, 종래의 계산 모델에서는 보정 오차가 커진다고 하는 문제가 있었다. 이 때문에, 후방 산란 전자의 노광 시에 대한 히팅 효과의 보정을 행하는 것이 바람직하다. 그러나, 종래에 충분한 보정 방법이 확립되어 있지 않았다.
본 발명의 일 태양은, 후방 산란에 대한 히팅 효과의 조사량 보정을 행하기 위한 파라미터를 취득 가능한 방법, 혹은 이러한 파라미터를 이용하여 조사량 보정을 행한 묘화가 가능한 하전 입자빔 묘화 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치를 제공한다.
본 발명의 일 태양의 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법은,
하전 입자빔을 이용하여 레지스트가 도포된 기판 상에 복수의 평가 패턴을 묘화하고,
평가 패턴마다 묘화 조건을 가변으로 하면서, 묘화 조건마다, 복수의 평가 패턴 중 상이한 어느 하나의 평가 패턴의 주변에, 상기 평가 패턴의 묘화에 의한 레지스트의 온도 상승의 영향을 무시할 수 있는 시간이 경과한 후, 하전 입자빔의 복수의 샷을 이용하여 대응되는 묘화 조건에 따라 주변 패턴을 묘화하고,
상기 묘화 조건마다, 주변에 상기 주변 패턴이 묘화된 상기 평가 패턴의 폭 치수를 측정하고,
상기 묘화 조건마다, 상기 복수의 샷의 각 샷으로부터 상기 평가 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량을 연산하고,
상기 묘화 조건마다, 상기 복수의 샷의 각 샷 시에서의 상기 샷 시보다 전의 샷으로부터의 열 전달에 의한 상기 평가 패턴의 온도 상승량을 연산하고,
상기 묘화 조건마다의 평가 패턴의 폭 치수와, 상기 묘화 조건마다의 각 샷 시에서의 상기 평가 패턴의 온도 상승량과, 상기 묘화 조건마다의 각 샷으로부터의 평가 패턴으로의 후방 산란 도스량을 이용하여, 평가 패턴의 폭 치수 변동량과 평가 패턴의 온도 상승량과 평가 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량의 상관 관계를 정의하는 상관 파라미터를 연산하고, 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양의 하전 입자빔 묘화 방법은,
묘화 대상 기판에 도포된 레지스트 종류의 정보를 추출하고,
레지스트 종류마다의 도형 패턴의 폭 치수 변동량과 도형 패턴의 온도 상승량과 도형 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량의 상관 파라미터를 기억하는 기억 장치로부터 추출된 레지스트 종류에 대응되는 상관 파라미터를 독출하고, 하전 입자빔을 이용하여 소정의 묘화 조건하에 도형 패턴을 묘화하는 경우에 상기 상관 파라미터를 이용하여 상기 도형 패턴의 폭 치수 변동량을 연산하고,
상기 폭 치수 변동량을 이용하여, 하전 입자빔을 이용해 상기 소정의 묘화 조건하에 상기 도형 패턴을 묘화하는 경우에 하전 입자빔의 조사량의 보정이 필요한지의 여부를 판정하고,
조사량의 보정이 필요하다고 판정된 경우에, 상기 도형 패턴을 묘화하기 위한 하전 입자빔의 조사량을 보정하는 보정 계수를 연산하고,
상기 보정 계수를 이용하여 상기 도형 패턴을 묘화하기 위한 하전 입자빔의 조사량을 보정하고,
보정된 조사량의 하전 입자빔을 이용하여 상기 기판 상에 상기 소정의 묘화 조건하에 상기 도형 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양의 하전 입자빔 묘화 장치는,
묘화 대상 기판에 도포된 레지스트 종류의 정보를 추출하는 추출 회로와,
레지스트 종류마다의 도형 패턴의 설계 치수로부터의 폭 치수 변동량과 도형 패턴의 온도 상승량과 도형 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량의 상관 파라미터를 기억하는 기억 장치와,
기억 장치로부터 추출된 레지스트 종류에 대응되는 상관 파라미터를 독출하고, 하전 입자빔을 이용하여 소정의 묘화 조건하에 도형 패턴을 묘화하는 경우에 상관 파라미터를 이용하여 상기 도형 패턴의 폭 치수 변동량을 연산하는 폭 치수 변동량 연산 회로와,
폭 치수 변동량을 이용하여, 하전 입자빔을 이용해 소정의 묘화 조건하에 도형 패턴을 묘화하는 경우에 하전 입자빔의 조사량의 보정이 필요한지의 여부를 판정하는 판정 회로와,
조사량의 보정이 필요하다고 판정된 경우에, 상기 도형 패턴을 묘화하기 위한 하전 입자빔의 조사량을 보정하는 보정 계수를 연산하는 보정 계수 연산 회로와,
보정 계수를 이용하여 상기 도형 패턴을 묘화하기 위한 하전 입자빔의 조사량을 보정하는 보정 회로와,
상기 기판을 재치하는 스테이지와, 하전 입자빔을 방출하는 방출원과, 상기 하전 입자빔을 편향시키는 편향기를 가지며, 보정된 조사량의 상기 하전 입자빔을 이용하여 상기 기판 상에 상기 소정의 묘화 조건하에 상기 도형 패턴을 묘화하는 묘화 기구
를 구비한 것을 특징으로 한다.
도 1은 실시 형태 1에서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2는 실시 형태 1에서의 각 영역을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 실시 형태 1의 비교예(1)에서의 측정폭 치수 위치에서의 후방 산란량과 온도 상방의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 실시 형태 1의 비교예(2)에서의 측정폭 치수 위치에서의 후방 산란량과 온도 상방의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시 형태 1에서의 전자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다.
도 6(a)와 도 6(b)는 실시 형태 1에서의 평가 방법과 측정폭 치수 위치에서의 온도 상방의 일례를 나타내는 도면이다.
도 7(a)와 도 7(b)는 실시 형태 1의 비교예(2)에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8(a)와 도 8(b)는 실시 형태 1에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 9(a)와 도 9(b)는 실시 형태 1에서의 주목 샷 위치에 도달하는 후방 산란 도스량을 연산하기 위한 계산 모델의 일례를 나타내는 도면이다.
도 10은 실시 형태 1에서의 다른 샷으로부터의 열 전달에 기인하여 발생하는 주목 샷 위치에서의 온도 상승량을 연산하기 위한 계산 모델의 일례를 나타내는 도면이다.
도 11은 실시 형태 1에서의 상관 관계의 모델의 일례를 나타내는 도면이다.
도 12(a) 내지 도 12(c)는 실시 형태 1에서의 평가 패턴과 주변 패턴의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 13(a)와 도 13(b)는 실시 형태 1에서의 평가 패턴과 주변 패턴의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 14(a)와 도 14(b)는 실시 형태 1에서의 평가 패턴과 주변 패턴의 다른 일례를 나타내는 도면이다.
도 15(a) 내지 도 15(f)는 실시 형태 1에서의 레지스트 종류 의존 폭 치수의 일례를 나타내는 도면이다.
도 16은 실시 형태 1에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다.
도 17은 실시 형태 1에서의 폭 치수와 조사량의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 18은 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
이하, 실시 형태에서는 하전 입자빔의 일례로서 전자빔을 이용한 구성에 대해 설명한다. 단, 하전 입자빔은 전자빔에 한정되지 않으며, 이온빔 등의 하전 입자를 이용한 빔이어도 상관없다. 또한, 하전 입자빔 장치의 일례로서 가변 성형형의 묘화 장치에 대해 설명한다.
실시 형태 1.
도 1은 실시 형태 1에서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 1에서 묘화 장치(100)는 묘화부(150)와 제어부(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는 하전 입자빔 묘화 장치의 일례이다. 특히, 가변 성형형(VSB 형)의 묘화 장치의 일례이다. 묘화부(150)는 전자 경통(102)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는 전자총(201), 조명 렌즈(202), 블랭킹 편향기(블랭커)(212), 블랭킹 애퍼처(214), 제1 성형 애퍼처(203), 투영 렌즈(204), 편향기(205), 제2 성형 애퍼처(206), 대물 렌즈(207), 주편향기(208) 및 부편향기(209)가 배치되어 있다. 묘화실(103) 내에는 적어도 XY 방향으로 이동 가능한 XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는 레지스트가 도포된 묘화 대상이 되는 시료(101)(기판)가 배치된다. 시료(101)에는 반도체 장치를 제조하기 위한 노광용의 마스크 또는 실리콘 웨이퍼 등이 포함된다. 혹은, XY 스테이지(105) 상에는 레지스트가 도포된 평가 대상이 되는 평가 기판(300)(기판)이 배치된다. 평가 기판(300)에는 노광용의 마스크 또는 실리콘 웨이퍼 등이 포함된다. 마스크에는 마스크 블랭크스가 포함된다. 마스크 블랭크스는 글라스 기판 상에 크롬(Cr) 등의 차광막 및 레지스트막의 순으로 각 막이 적층되어 있다. 또한, 레지스트 종류가 상이한 복수의 평가 기판(300)이 이용된다.
제어부(160)는 제어 계산기 유닛(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(120), DAC(디지털 · 아날로그 컨버터) 앰프 유닛(130, 132, 134)(편향 앰프) 및 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(140, 142, 144, 146, 148)를 가지고 있다. 제어 계산기 유닛(110), 편향 제어 회로(120) 및 기억 장치(140, 142, 144, 146, 148)는 도시하지 않은 버스를 개재하여 서로 접속되어 있다. 편향 제어 회로(120)에는 DAC 앰프 유닛(130, 132, 134)이 접속되어 있다. DAC 앰프 유닛(130)은 블랭킹 편향기(212)에 접속되어 있다. DAC 앰프 유닛(132)은 부편향기(209)에 접속되어 있다. DAC 앰프 유닛(134)은 주편향기(208)에 접속되어 있다.
또한, 제어 계산기 유닛(110) 내에는 묘화 조건 설정부(50), 샷 데이터 생성부(52), 판정부(53), 조사량 연산부(54), 설정부(56), 레지스트 정보 추출부(58), 후방 산란 도스량 연산부(60), 온도 상승량 연산부(62), 폭 치수 변동량(ΔCD) 연산부(64), 판정부(66), 보정 계수 연산부(68), 보정부(70), 판정부(72), 묘화 제어부(74), ΔCD 연산부(76) 및 상관 파라미터 연산부(78)가 배치된다. 각 '~ 부'는 처리 회로를 포함하며, 그 처리 회로로서 예를 들면, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로 혹은 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 '~ 부'에 포함되는 처리 회로는 공통되는 회로(동일한 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 회로(별도의 회로)를 이용해도 된다. 제어 계산기 유닛(110) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는 그때마다 메모리(112)에 기억된다.
묘화 데이터가 묘화 장치(100)의 외부로부터 입력되어 기억 장치(140)에 저장되어 있다. 묘화 조건 정보 및 레지스트 정보가 묘화 장치(100)의 외부로부터 입력되어 기억 장치(142)에 저장되어 있다. 레지스트 종류마다의 상관 파라미터의 정보가 기억 장치(144)에 저장되어 있다. 레지스트 종류마다의 상관 파라미터의 정보는 묘화 장치(100)의 외부로부터 입력되어도 되고, 묘화 장치(100)의 내부에서 연산되어도 된다. 또한, 평가 패턴의 칩(A) 데이터와 칩(B) 데이터가 묘화 장치(100)의 외부로부터 입력되어 기억 장치(146)에 저장되어 있다.
여기서, 도 1에서는 실시 형태 1을 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서 통상적으로 필요한 그 외의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
도 2는 실시 형태 1에서의 각 영역을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2에서 시료(101)의 묘화 영역(10)은 주편향기(208)의 편향 가능 폭으로 예를 들면 y 방향을 향해 직사각형 형상으로 복수의 스트라이프 영역(20)으로 가상 분할된다. 또한, 각 스트라이프 영역(20)은 부편향기(209)의 편향 가능 사이즈로 메쉬 형상으로 복수의 서브 필드(SF)(30)(소영역)로 가상 분할된다. 그리고, 각 SF(30)의 각 샷 위치(42)에 샷 도형이 묘화된다.
편향 제어 회로(120)로부터 DAC 앰프 유닛(130)에 대하여 블랭킹 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, DAC 앰프 유닛(130)에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 증폭시킨 후에 편향 전압으로서 블랭킹 편향기(212)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되어 각 샷의 빔이 형성된다.
편향 제어 회로(120)로부터 DAC 앰프 유닛(134)에 대하여 주편향 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, DAC 앰프 유닛(134)에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 증폭시킨 후에 편향 전압으로서 주편향기(208)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되어 각 샷의 빔이 메쉬 형상으로 가상 분할된 소정의 서브 필드(SF)의 기준 위치에 편향된다.
편향 제어 회로(120)로부터 DAC 앰프 유닛(132)에 대하여 부편향 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, DAC 앰프 유닛(132)에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 증폭시킨 후에 편향 전압으로서 부편향기(209)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되어 각 샷의 빔이 메쉬 형상으로 가상 분할된 소정의 서브 필드(SF) 내의 각 샷 위치에 편향된다.
묘화 장치(100)에서는 복수 단의 편향기를 이용하여 스트라이프 영역(20)마다 묘화 처리를 진행시켜 간다. 여기서는 일례로서 주편향기(208) 및 부편향기(209)와 같은 2 단 편향기가 이용된다. 단, 이에 한정되지 않으며, 1 단 편향이어도 되고 3 단 편향 이상이어도 된다. XY 스테이지(105)가 예를 들면 -x 방향을 향해 연속 이동하면서 1 번째의 스트라이프 영역(20)에 대해 x 방향을 향해 묘화를 진행시켜 간다. 그리고, 1 번째의 스트라이프 영역(20)의 묘화 종료 후, 동일하게 혹은 반대 방향을 향해 2 번째의 스트라이프 영역(20)의 묘화를 진행시켜 간다. 그 후, 마찬가지로 3 번째 이후의 스트라이프 영역(20)의 묘화를 진행시켜 간다. 그리고, 주편향기(208)(제1 편향기)가 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록 SF(30)의 기준 위치(A)에 전자빔(200)을 차례로 편향시킨다. 또한, 부편향기(209)(제2 편향기)가 각 SF(30)의 기준 위치(A)로부터 당해 SF(30) 내에 조사될 빔의 샷 위치(42)에 전자빔(200)을 편향시킨다. 이와 같이, 주편향기(208) 및 부편향기(209)는 사이즈가 상이한 편향 영역을 가진다. 그리고, SF(30)는 이러한 복수 단의 편향기의 편향 영역 중 최소 편향 영역이 된다.
여기서, 주변 샷의 근접 효과의 영향 범위 내에 주목 샷 위치가 존재하는 경우에, 주변 샷의 빔 조사에 의해 발생하는 후방 산란 전자에 의해 주변 샷의 빔 조사 시와 실질적으로 동시에 주목 샷 위치가 노광된다. 이 때문에, 종래의 근접 효과 보정에서는 이러한 후방 산란 전자분의 도스량이 주목 샷 위치에 축적되는 점을 고려하는 계산을 행하고 있었다. 여기서, 주목 샷 위치에 주목 샷을 행하는 경우뿐만 아니라, 다른 샷에 의해 발생하는 후방 산란 전자가 주목 샷 위치를 노광할 때에도 온도의 영향을 받고 있을 것이다. 그러나, 종래의 근접 효과 보정에서는 후방 산란 전자가 주목 샷 위치를 노광할 때의 온도의 영향에 대해서는 고려하고 있지 않았다. 이 때문에, 후방 산란에 대한 히팅 효과가 큰 경우, 종래의 계산 모델에서는 보정 오차가 커진다. 그래서, 후방 산란 전자의 노광에 수반하는 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량을 다른 원인에 의한 치수 변동량으로부터 분리하여 파악하는 것이 바람직하다.
도 3(a) 내지 도 3(c)는 실시 형태 1의 비교예(1)에서의 측정폭 치수 위치에서의 후방 산란량과 온도 상방의 일례를 나타내는 도면이다. 도 3(a)의 예에서는, 레지스트가 도포된 평가 기판 상에, 폭 치수(CD)를 측정하는 위치의 주변에 주변 패턴(14)을 전자빔에 의한 복수의 샷을 이용하여 묘화한 후에, CD를 측정하는 위치(측정폭 치수 위치)에 라인 형상의 평가 패턴(12)을 묘화하는 경우를 나타낸다. 도 3(a)의 예에서는, 평가 패턴(12)이 예를 들면 복수의 직사각형 샷 도형을 1 열로 연결함으로써 라인 패턴을 형성하도록 구성되어 있는 경우를 나타내고 있다. 한편, 주변 패턴(14)은 주변의 영역을 전부 채우는 이른바 면 패턴으로 하는 경우를 나타내고 있다. 주변 패턴(14)과 평가 패턴(12)은 1 개의 칩 데이터 내에 정의되며, 각 샷은 설정된 정정(靜定) 시간(세틀링 시간)의 샷 간 대기 시간을 마련하여 연속으로 행해지는 경우를 나타내고 있다. 여기서는, 짧은 세틀링 시간(쇼트 세틀링)의 샷 간 대기 시간으로 설정한 경우와 긴 세틀링 시간(롱 세틀링)의 샷 간 대기 시간으로 설정한 경우를 평가한다. 또한 예를 들면, 평가 패턴(12)을 구성하는 직사각형 샷 도형군의 중심 샷 도형을 측정 CD 위치로 한다.
이러한 경우에, 도 3(b)에서는 세로축에 측정 CD 위치에 조사(노광)되는 도스량을 나타내고 있다. 가로축에 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때의 각 샷의 번호를 샷 순으로 나타내고 있다. 도 3(b)에 나타낸 바와 같이, 우선은 주변 패턴(14)부터 묘화하므로, 주변 패턴(14)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때의 각 빔 샷 시에 주변 패턴(14)의 샷에 의해 발생한 후방 산란 전자 중 측정 CD 위치에 조사되는 도스량이 나타나 있다. 그리고, 마지막으로 평가 패턴(12)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때에 샷하는 빔 자신(전방 산란)의 도스량이 나타나 있다. 주변 패턴(14)의 각 샷의 빔 자신(전방 산란)의 도스량은 샷 간의 세틀링 시간이 달라도 변함없으므로, 도 3(b)에 나타낸 바와 같이 후방 산란 전자의 도스량(후방 산란 도스량)은 샷 간의 세틀링 시간과 무관하게 동일한 값을 취한다.
한편, 측정 CD 위치의 온도의 양상은 상이하다. 먼저 다른 위치에 샷된 빔에 의해 상승한 온도가 열 전달됨으로써 평가 기판의 측정 CD 위치의 온도는 변화한다. 도 3(c)에 나타낸 바와 같이, 세틀링 시간이 짧은 경우에는 앞의 샷으로부터 열 전달되어 상승한 온도가 방열(확산)에 의해 저하되기 전에 다음의 샷으로부터 열 전달되므로, 평가 기판의 측정 CD 위치의 온도는 상승해 간다. 한편, 세틀링 시간이 긴 경우에는 앞의 샷으로부터 열 전달되어 상승한 온도가 방열(확산)에 의해 저하된 후에 다음의 샷으로부터 열 전달되므로, 평가 기판의 측정 CD 위치의 온도의 상승은 억제된다. 따라서, 마지막으로 평가 패턴(12)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때의 레지스트 온도가, 짧은 세틀링 시간의 경우와 긴 세틀링 시간의 경우는 애초에 상이하다. 따라서, 레지스트 온도가 높은 짧은 세틀링 시간의 경우가, 평가 패턴(12)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때의 샷의 도스량에 의한 레지스트 해상량이 커진다. 따라서, 최종적으로 얻어진 평가 패턴(12)의 측정 CD 위치에서 측정되는 폭 치수(CD)를 짧은 세틀링 시간의 경우와 긴 세틀링 시간의 경우로 비교해도, 후방 산란 전자의 노광에 수반하는 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량을 다른 원인에 의한 치수 변동량으로부터 분리하는 것이 곤란하다.
도 4(a) 내지 도 4(d)는 실시 형태 1의 비교예(2)에서의 측정폭 치수 위치에서의 후방 산란량과 온도 상방의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4(a)의 예에서는, 레지스트가 도포된 평가 기판 상에, CD를 측정하는 위치(측정폭 치수 위치)에 라인 형상의 평가 패턴(12)을 묘화한 후에, 폭 치수(CD)를 측정하는 위치의 주변에 주변 패턴(14)을 전자빔에 의한 복수의 샷을 이용하여 묘화하는 경우를 나타낸다. 도 3(a)의 예와 순서를 반대로 한 예이다. 여기서도 주변 패턴(14)과 평가 패턴(12)은 1 개의 칩 데이터 내에 정의되며, 각 샷은 설정된 정정 시간(세틀링 시간)의 샷 간 대기 시간을 마련하여 연속으로 행해지는 경우를 나타내고 있다. 도 4(a)의 예에서는 도 3(a)의 예와 마찬가지로 짧은 세틀링 시간(쇼트 세틀링)의 샷 간 대기 시간으로 설정한 경우와 긴 세틀링 시간(롱 세틀링)의 샷 간 대기 시간으로 설정한 경우를 평가한다. 예를 들면, 평가 패턴(12)을 구성하는 직사각형 샷 도형군의 중심 샷 도형을 측정 CD 위치로 한다.
이러한 경우에, 도 4(b)에서는 세로축에 측정 CD 위치에 조사(노광)되는 도스량을 나타내고 있다. 가로축에 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때의 각 샷의 번호를 샷 순으로 나타내고 있다. 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 우선은 평가 패턴(12)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때에 샷하는 빔 자신(전방 산란)의 도스량이 나타나 있다. 이어서, 주변 패턴(14)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때의 각 빔 샷 시에 주변 패턴(14)의 샷에 의해 발생한 후방 산란 전자 중 측정 CD 위치에 조사되는 도스량이 나타나 있다. 주변 패턴(14)의 각 샷의 빔 자신(전방 산란)의 도스량은 샷 간의 세틀링 시간이 달라도 변함없으므로, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이 후방 산란 전자의 도스량(후방 산란 도스량)은 샷 간의 세틀링 시간과 무관하게 동일한 값을 취한다.
한편, 측정 CD 위치의 온도의 양상은 상이하다. 도 4(c)에 나타낸 바와 같이, 주변 패턴(14)을 나중에 묘화하므로, 도 3(c)에 비하면 주변 패턴(14)의 각 샷으로부터의 열 전달에 의해 평가 패턴(12)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때의 레지스트 온도의 상승은 없어진다. 그러나, 짧은 세틀링 시간의 경우, 평가 패턴(12)을 형성하는 복수의 샷에 의해 상승한 레지스트 온도가 방열(확산)에 의해 저하되기 전에 주변 패턴(14)의 묘화가 개시되므로, 주변 패턴(14)의 각 샷에 의해 발생한 후방 산란 전자가 측정 CD 위치를 노광할 때의 레지스트 온도가, 짧은 세틀링 시간의 경우와 긴 세틀링 시간의 경우는 애초에 상이하다. 따라서, 레지스트 온도가 높은 짧은 세틀링 시간의 경우가, 주변 패턴(14)의 묘화 개시 시점에서의 측정 CD 위치에서의 후방 산란 전자의 도스량에 의한 레지스트 해상량이 커진다.
또한 도 4(d)에 나타낸 바와 같이, 짧은 세틀링 시간의 경우, 평가 패턴(12) 자신을 형성할 때에 측정 CD 위치의 샷(11)보다 전에 빔이 조사된 샷(13)으로부터의 열 전달에 의해 샷(11) 시의 레지스트 온도의 상승이 발생한다. 따라서, 평가 패턴(12)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때의 레지스트 온도가, 짧은 세틀링 시간의 경우와 긴 세틀링 시간의 경우는 애초에 상이하다. 따라서, 레지스트 온도가 높은 짧은 세틀링 시간의 경우가, 평가 패턴(12)을 형성하는 측정 CD 위치에서의 샷 도형을 묘화할 때의 샷의 도스량에 의한 레지스트 해상량이 커진다.
따라서, 최종적으로 얻어진 평가 패턴(12)의 측정 CD 위치에서 측정되는 폭 치수(CD)를 짧은 세틀링 시간의 경우와 긴 세틀링 시간의 경우로 비교해도, 후방 산란 전자의 노광에 수반하는 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량을 다른 원인에 의한 치수 변동량으로부터 분리하지 못하고 있었다.
그래서, 실시 형태 1에서는 이하와 같이 측정함으로써 후방 산란 전자의 노광에 수반하는 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량을 다른 원인에 의한 치수 변동량으로부터 분리한다.
도 5는 실시 형태 1에서의 전자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다. 도 5에서 실시 형태 1에서의 전자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법은 묘화 조건 설정 공정(S102)과, 평가 패턴 묘화 공정(S104)과, 주변 패턴 묘화 공정(S106)과, 판정 공정(S108)과, 묘화 조건 변경 공정(S110)과, 폭 치수(CD) 측정 공정(S112)과, 폭 치수 변동량(ΔCD) 연산 공정(S114)과, 후방 산란 도스량 연산 공정(S116)과, 온도 상승량 연산 공정(S118)과, 상관 파라미터 연산 공정(S120)과 같은 일련의 공정을 실시한다.
묘화 조건 설정 공정(S102)으로서, 묘화 조건 설정부(50)는 묘화 장치(100)에 칩(A)과 칩(B)을 묘화하는 경우의 묘화 조건을 설정한다. 묘화 조건으로서 예를 들면, 복수의 샷 간의 세틀링 시간을 들 수 있다. 칩(A)에서는 긴 세틀링 시간을 설정한다. 예를 들면 800 ns로 설정한다. 칩(A)에서는 주위의 샷으로부터의 전열에 의해 상승한 온도가 확산된 후에 주목하는 샷이 개시되도록 샷 간의 대기 시간이 되는 세틀링 시간을 설정하면 된다. 이어서, 칩(B)의 패턴을 형성하는 복수의 샷 간의 세틀링 시간을 설정한다. 칩(B)에서는 짧은 세틀링 시간부터 긴 세틀링 시간까지의 복수의 세틀링 시간을 준비한다. 예를 들면, 20 ns, 50 ns, 100 ns, 300 ns 및 800 ns를 준비한다. 그리고, 복수의 세틀링 시간 중 1 개의 세틀링 시간을 설정한다. 예를 들면 20 ns로 설정한다. 후술하는 바와 같이, 칩(B)의 묘화에서는 칩(B)의 패턴 단위로 세틀링 시간을 가변하면서 복수 회 칩(B)의 패턴을 묘화한다. 묘화 조건 설정부(50)는 그 외의 묘화 조건을 설정한다. 예를 들면, 조사량(도스량), 다중 묘화의 패스 수(다중도), 샷의 묘화 순서 및 최대 샷 사이즈 등을 들 수 있다.
도 6(a)와 도 6(b)는 실시 형태 1에서의 평가 방법과 측정폭 치수 위치에서의 온도 상방의 일례를 나타내는 도면이다. 도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 실시 형태 1에서는 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)을 상이한 칩에 정의한다. 도 6(a)의 예에서는 평가 패턴(12)을 칩(A)에 정의하고 주변 패턴(14)을 칩(B)에 정의한다. 도 6(a)의 예에서는 예를 들면, 1 개의 SF(30) 내에 예를 들면 라인 패턴이 되는 1 개의 평가 패턴(12)을 배치한다. 그리고, 이러한 SF(30)를 중심으로 근접 효과의 영향 범위(15) 내에 있는 복수의 SF(30)에 대해 전체 면 묘화하는 이른바 면 패턴에 의해 구성되는 주변 패턴(14)을 배치한다. 또한, 평가 패턴(12)이 배치된 SF(30)에 대해서도 평가 패턴(12)과의 사이에 간극을 두고 나머지의 영역에 면 패턴을 배치하면 된다. 간극은 치수 측정기로 평가 패턴(12)의 폭 치수를 측정 가능한 사이즈이면 된다. 예를 들면, 최대 샷 사이즈의 수 배, 예를 들면 5 배 정도의 간극을 두면 된다. 그리고, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이 우선은 평가 패턴(12)이 정의된 칩(A)의 묘화를 행한다. 그 후, 묘화 대상 칩을 칩(A)에서 칩(B)으로 변경하여 평가 패턴(12)의 주위에 주변 패턴(14)이 정의된 칩(B)의 묘화를 행한다. 칩(A)의 묘화와 칩(B)의 묘화에 의한 조합을, 칩(B)의 묘화 조건(여기서는 세틀링 시간)을 가변으로 하면서 복수 회 행한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
평가 패턴 묘화 공정(S104)으로서, 묘화 제어부(74)에 의해 제어된 묘화부(150)는 전자빔(200)을 이용하여 레지스트가 도포된 평가 기판(300) 상에 칩(A)에 정의된 복수의 평가 패턴(12)을 묘화한다. 여기서는 평가 기판(300) 상의 이산된 각 위치에 각각 평가 패턴(12)을 묘화한다. 예를 들면, 수 개분 떨어진 스트라이프 영역(20)마다 각각 평가 패턴(12)을 묘화한다. 인접하는 평가 패턴(12) 간의 거리는, 상대측의 평가 패턴(12)의 묘화용의 빔 샷으로부터의 열 전달에 의해 자기의 평가 패턴(12)을 묘화할 위치의 레지스트 온도가 상승하지 않는 거리이며, 상대측의 평가 패턴(12)의 묘화용의 빔 샷의 근접 효과의 영향 범위 외가 되는 거리이면 적합하다. 즉, 자기의 평가 패턴(12)을 묘화할 때에 상대측의 평가 패턴(12)의 묘화에 의해 영향을 받지 않는 거리를 유지하면 된다. 또한, 여기서는 칩(A)에 복수의 평가 패턴(12)을 정의하고, 1 매의 평가 기판(300)에 위치를 변경하여 복수의 평가 패턴(12)을 묘화하는 경우를 나타냈으나, 이에 한정되지 않는다. 각 평가 패턴(12)을 별도의 평가 기판(300)에 묘화하는 경우여도 된다.
또한, 칩(A)에 정의된 복수의 평가 패턴(12)을 묘화하기 위해서는, 샷 데이터 생성부(52)가 기억 장치(146)로부터 칩(A)의 칩 데이터를 독출하고, 복수 단의 데이터 변환 처리를 행하여, 칩(A)에 정의된 평가 패턴(12)을 묘화 장치(100)에서 묘화 가능한 복수의 샷 도형으로 분할한다. 그리고, 샷 도형마다 도형 종류, 좌표 위치, 사이즈 등이 정의된 샷 데이터를 생성한다. 생성된 샷 데이터는 기억 장치(148)에 저장된다. 그리고, 샷 데이터는 묘화 제어부(74)의 제어하에 편향 제어 회로(120)에 출력되어 각종 편향 데이터가 생성되고, 묘화 제어부(74)에 의해 제어된 묘화부(150)에 의해 묘화가 실행된다.
주변 패턴 묘화 공정(S106)으로서, 묘화 제어부(74)에 의해 제어된 묘화부(150)는 복수의 평가 패턴(12) 중 상이한 어느 하나의 평가 패턴(12)의 주변에, 당해 평가 패턴(12)의 묘화에 의한 레지스트의 온도 상승의 영향을 무시할 수 있는 시간이 경과한 후, 전자빔(200)의 복수의 샷을 이용하여 대응되는 묘화 조건에 따라 칩(B)에 정의된 주변 패턴(14)을 묘화한다. 여기서는 예를 들면, 복수의 평가 패턴(12) 중 1 개의 주변에 세틀링 시간이 20 ns로 설정된 샷 간 대기 시간으로 주변 패턴(14)을 묘화한다.
판정 공정(S108)으로서, 판정부(53)는 예정된 모든 묘화 조건에서의 주변 패턴 묘화 공정(S106)이 종료되었는지의 여부를 판정한다. 여기서는 예를 들면, 주변 패턴(14)의 묘화용으로 준비된 복수의 세틀링 시간에 대해 모든 세틀링 시간에서의 주변 패턴 묘화 공정(S106)이 종료되었는지의 여부를 판정한다. 예정된 모든 묘화 조건에서의 주변 패턴 묘화 공정(S106)이 종료된 경우에는 폭 치수(CD) 측정 공정(S112)으로 진행된다. 예정된 모든 묘화 조건에서의 주변 패턴 묘화 공정(S106)이 종료되지 않은 경우에는 묘화 조건 변경 공정(S110)으로 진행된다.
묘화 조건 변경 공정(S110)으로서, 묘화 조건 설정부(50)는 묘화 장치(100)에 설정된 칩(B)을 묘화하는 경우의 묘화 조건을 변경한다. 예를 들면, 세틀링 시간을 20 ns에서 50 ns로 변경한다. 그리고, 주변 패턴 묘화 공정(S106)으로 되돌아와, 판정 공정(S108)에서 예정된 모든 묘화 조건에서의 주변 패턴 묘화 공정(S106)이 종료되었다고 판정될 때까지 주변 패턴 묘화 공정(S106)부터 묘화 조건 변경 공정(S110)까지를 반복한다. 이 때, 묘화 조건마다 주변 패턴(14)을 주변에 묘화하는 평가 패턴(12)을 다른 평가 패턴(12)으로 전환한다.
이상과 같이 실시 형태 1에서는, 평가 패턴(12)마다 묘화 조건을 가변으로 하면서, 묘화 조건마다, 복수의 평가 패턴(12) 중 상이한 어느 하나의 평가 패턴(12)의 주변에, 당해 평가 패턴(12)의 묘화에 의한 레지스트의 온도 상승의 영향을 무시할 수 있는 시간이 경과한 후, 전자빔(200)의 복수의 샷을 이용하여 대응되는 묘화 조건에 따라 칩(B)에 정의된 주변 패턴(14)을 묘화한다.
또한, 칩(B)에 정의된 주변 패턴(14)을 묘화하기 위해서는, 샷 데이터 생성부(52)가 기억 장치(146)로부터 칩(B)의 칩 데이터를 독출하고, 복수 단의 데이터 변환 처리를 행하여, 칩(B)에 정의된 주변 패턴(14)을 묘화 장치(100)에서 묘화 가능한 복수의 샷 도형으로 분할한다. 그리고, 샷 도형마다 도형 종류, 좌표 위치, 사이즈 등이 정의된 샷 데이터를 생성한다. 생성된 샷 데이터는 기억 장치(148)에 저장된다. 그리고, 샷 데이터는 묘화 제어부(74)의 제어하에 편향 제어 회로(120)에 출력되어 각종 편향 데이터가 생성되고, 묘화 제어부(74)에 의해 제어된 묘화부(150)에 의해 묘화가 실행된다. 또한, 이러한 데이터 처리의 시간에 따라, 주변 패턴(14)의 묘화를 개시하기까지는 평가 패턴(12)의 묘화에 의한 레지스트의 온도 상승의 영향을 무시할 수 있는 시간이 경과한다. 실시 형태 1에서는 칩(A)과 칩(B)으로 나눔으로써, 주변 패턴(14)의 묘화에 기인한 후방 산란 전자가 평가 패턴(12)의 치수 측정 위치를 노광할 때에 평가 패턴(12)의 묘화에 의한 레지스트의 온도 상승의 영향을 배제할 수 있다.
도 6(b)에 나타낸 바와 같이, 칩을 변경하여 주변 패턴(14)을 나중에 묘화하므로, 평가 패턴(12)을 형성하는 복수의 샷에 의해 상승한 레지스트 온도가 방열(확산)에 의해 저하된 후에 주변 패턴(14)의 묘화가 개시되므로, 주변 패턴(14)의 각 샷에 의해 발생한 후방 산란 전자가 측정 CD 위치를 노광할 때의 레지스트 온도에 영향을 미치지 않도록 할 수 있다. 따라서, 후방 산란 전자가 측정 CD 위치를 노광할 때의 측정 CD 위치의 레지스트 온도를 다른 요인을 배제한 상태로 짧은 세틀링 시간의 경우와 긴 세틀링 시간의 경우로 비교할 수 있다. 또한, 평가 패턴(12)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때에 샷하는 빔 자신(전방 산란)의 도스량과, 주변 패턴(14)을 형성하는 복수의 샷 도형을 묘화할 때의 각 빔 샷 시에 주변 패턴(14)의 샷에 의해 발생한 후방 산란 전자 중 측정 CD 위치에 조사되는 도스량은 도 4(b)와 동일하게 된다. 바꾸어 말하면, 후방 산란 전자의 도스량은 샷 간의 대기 시간(세틀링 시간)에 의존하지 않는다. 따라서, 도 4(b)와 동일하게 된다.
또한, 실시 형태 1에서는 평가 패턴(12) 자신을 형성할 때에 긴 세틀링 시간으로 설정된 각 샷으로 묘화되므로, 도 4(d)에 나타낸 측정 CD 위치의 샷(11)보다 전에 빔이 조사된 샷(13)으로부터의 열 전달에 의해 측정 CD 위치의 레지스트 온도가 상승했다고 해도, 방열(확산)에 의해 온도가 내려간 후에 측정 CD 위치의 샷(11)을 행할 수 있다. 따라서, 최종적으로 얻어진 평가 패턴(12)의 측정 CD 위치에서 측정되는 폭 치수(CD)를 짧은 세틀링 시간의 경우와 긴 세틀링 시간의 경우로 비교하는 경우에, 그 치수차를 후방 산란 전자의 노광에 수반하는 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량으로서 다른 원인에 의한 치수 변동량으로부터 분리하여 측정할 수 있다.
그리고, 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)의 묘화 조건이 상이한 복수의 조합이 묘화된 평가 기판(300)을 묘화 장치(100)로부터 반출하여 평가 기판(300)을 현상한다. 이에 따라, 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)의 묘화 조건이 상이한 복수의 조합의 레지스트 패턴이 형성된다. 그리고, 이러한 레지스트 패턴을 마스크로 하여 차광막이 에칭되고, 그 후 레지스트재가 애싱 등에 의해 제거됨으로써, 차광막에 의한 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)의 묘화 조건이 상이한 복수의 조합의 패턴군이 형성된다.
폭 치수(CD) 측정 공정(S112)으로서, 도시하지 않은 치수 측정기를 이용하여 묘화 조건마다 주변에 주변 패턴(14)이 묘화된 평가 패턴(12)의 폭 치수(CD)를 측정한다.
폭 치수 변동량(ΔCD) 연산 공정(S114)으로서, ΔCD 연산부(76)는 묘화 조건마다 평가 패턴(12)의 폭 치수 변동량(ΔCD)을 연산한다.
도 7(a)와 도 7(b)는 실시 형태 1의 비교예(2)에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7(a)는 도 4(a)와 동일하다. 즉 도 7(a)의 예에서는, 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)을 동일한 칩 내에 정의하고, 레지스트가 도포된 평가 기판 상에, CD를 측정하는 위치(측정폭 치수 위치)에 라인 형상의 평가 패턴(12)을 묘화한 후에, 단지 설정된 세틀링 시간 후를 두고 계속해서, 폭 치수(CD)를 측정하는 위치의 주변에 주변 패턴(14)을 전자빔에 의한 복수의 샷을 이용하여 묘화하는 경우를 나타낸다. 이러한 묘화를 세틀링 시간을 변경하여 동일하게 행한다. 그 결과, 도 7(b)에 나타낸 바와 같이 세틀링 시간마다 최종적으로 얻어진 측정폭 치수 위치에서의 폭 치수(CD)가 변화한다. 폭 치수(CD)가 수렴되는 예를 들면 300 ns 이상의 세틀링 시간에서의 폭 치수(CD)가 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량이 없는 경우의 값으로서 볼 수 있다. 이러한 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량이 없는 경우의 폭 치수(CD)에 대하여, 세틀링 시간이 짧아짐에 따라 폭 치수(CD)가 커져 간다. 그 폭 치수(CD)의 차가 각 세틀링 시간에서의 폭 치수 변동량(ΔCD)이 된다. 그러나 전술한 바와 같이, 비교예(2)의 방법으로는 후방 산란 전자의 노광에 수반하는 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량만의 변화는 아니다. 따라서, 이러한 결과로부터 후방 산란 전자의 노광에 수반하는 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량을 구하는 것은 곤란하다.
도 8(a)와 도 8(b)는 실시 형태 1에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 도 8(a)는 도 6(a)와 동일하다. 즉, 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)을 다른 칩에 각각 정의하고, 레지스트가 도포된 평가 기판(300) 상에, CD를 측정하는 위치(측정폭 치수 위치)에 칩(A)에 정의된 라인 형상의 평가 패턴(12)을 묘화한 후에, 폭 치수(CD)를 측정하는 위치의 주변에 칩(B)에 정의된 주변 패턴(14)을 전자빔에 의한 복수의 샷을 이용하여 묘화하는 경우를 나타낸다. 이러한 묘화를 세틀링 시간을 변경하여 동일하게 행한다. 그 결과, 도 8(b)에 나타낸 바와 같이 세틀링 시간마다 최종적으로 얻어진 측정폭 치수 위치에서의 폭 치수(CD)가 변화한다. 폭 치수(CD)가 수렴되는 예를 들면 300 ns 이상의 세틀링 시간에서의 폭 치수(CD)가 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량이 없는 경우의 값으로서 볼 수 있다. 이러한 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량이 없는 경우의 폭 치수(CD)에 대하여, 세틀링 시간이 짧아짐에 따라 폭 치수(CD)가 커져 간다. 그 폭 치수(CD)의 차가 각 세틀링 시간에서의 폭 치수 변동량(ΔCD)이 된다. 도 8(b)에 나타내는 ΔCD가 도 7(b)에 나타내는 ΔCD보다 작아져 있는 것으로도 알 수 있는 바와 같이, 도 8(b)에 나타내는 ΔCD는 후방 산란 전자의 노광에 수반하는 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량의 변화를 다른 요인의 치수 변동량으로부터 분리하여 나타나고 있다. 따라서, 이러한 결과로부터 후방 산란 전자의 노광에 수반하는 히팅 효과에 기인하는 치수 변동량을 구할 수 있다.
후방 산란 도스량 연산 공정(S116)으로서, 후방 산란 도스량 연산부(60)는 묘화 조건마다 주변 패턴(14)을 형성하는 복수의 샷의 각 샷으로부터 당해 평가 패턴(12)에 도달하는 후방 산란 도스량을 연산한다.
도 9(a)와 도 9(b)는 실시 형태 1에서의 주목 샷 위치에 도달하는 후방 산란 도스량을 연산하기 위한 계산 모델의 일례를 나타내는 도면이다. 도 9(a)의 예에서는 주목 샷 위치(i)의 위치(xi, yi)와는 상이한 주변 샷 위치(j)에 전자빔이 조사된 경우의 입사 도스량(전방 산란 전자)과 후방 산란 전자를 나타내고 있다. 전방 산란 전자의 도스량은 직사각형으로 나타나 있다. 후방 산란 전자의 도스량은 분포 함수의 프로파일로 나타나 있다. 도 9(b)의 예에서는 주변 샷 위치(j)의 위치(xj, yj)와 주목 샷 위치(i)의 위치(xi, yi)의 위치 관계의 일례를 나타낸다. 도 9(b)의 예에서는, 빔 사이즈(aj × bj)의 샷(j)이 주변 샷 위치(j)에 조사되는 경우에, 주변 샷 위치(j)를 중심으로 하는 후방 산란 반경(σ)(근접 효과의 영향 반경) 내에 주목 샷 위치(i)의 좌표(xi, yi)가 존재하는 경우를 나타내고 있다. 이러한 경우에, 주목 샷 위치(i)에 도달하는 j 번째의 샷에 의한 후방 산란 도스량(dj)은 i 번째의 샷의 위치(xi, yi), j 번째의 샷의 위치(xj, yj), j 번째의 샷의 빔 조사량(Dj), 후방 산란율(η), 후방 산란 반경(σ) 및 j 번째의 샷의 빔 사이즈(aj × bj)를 이용하여 이하의 식(1)로 정의할 수 있다.
온도 상승량 연산 공정(S118)으로서, 온도 상승량 연산부(62)는 묘화 조건마다 주변 패턴(14)을 형성하는 복수의 샷의 각 샷 시에서의 당해 샷 시보다 전의 샷으로부터의 열 전달에 의한 당해 평가 패턴(12)의 온도 상승량을 연산한다.
도 10은 실시 형태 1에서의 다른 샷으로부터의 열 전달에 기인하여 발생하는 주목 샷 위치에서의 온도 상승량을 연산하기 위한 계산 모델의 일례를 나타내는 도면이다. 도 10에서는 j 번째의 샷으로부터 i 번째의 주목 샷의 위치(xi, yi)에 열 전달하는 경우를 상정하고 있다. 또한, 전자빔의 샷의 에너지는 모두 샷 사이즈의 직육면체에 분포하는 것으로 한다. 이러한 직육면체의 깊이 방향 사이즈는 그룬 레인지(Rg)로 불리는 실험식으로부터 얻어지는 전자의 글라스 기판(쿼츠) 내의 비정(飛程)(가속 전압이 예를 들면 50 kV인 빔의 경우, 20 μm 이내가 됨)으로 한다. 열 전달의 매체는 글라스 기판만으로 하며, 차광막 및 레지스트는 고려하지 않는다. 이러한 경우에, j 번째의 샷으로부터의 열 전달에 기인하여 발생하는 i 번째의 주목 샷 위치에서의 시각(t)에서의 온도 상승량(δTij)은 그룬 레인지(Rg), 글라스 기판의 밀도(ρ), 글라스 기판의 비열(Cp), 가속 전압(V), 전류 밀도(J), j 번째의 샷의 빔 조사 개시 시각(tj , 1), j 번째의 샷의 빔 조사 종료 시각(tj , 2), 계수(k), i 번째의 주목 샷의 빔 조사 시각(ti), 주목하는 시각(t), i 번째의 주목 샷의 위치(xi, yi), j 번째의 샷의 좌하(左下) 모서리부의 위치(xj , 1, yj , 1), j 번째의 샷의 우상(右上) 모서리부의 위치(xj , 2, yj , 2)를 이용하여 이하의 식(2)로 정의할 수 있다.
Figure 112016112684935-pat00002
단, 식(2)에서의 함수(F)는 이하의 식(3)으로 정의된다.
Figure 112016112684935-pat00003
단, 식(2) 및 식(3)에서의 함수(σ')는 이하의 식(4)로 정의된다.
Figure 112016112684935-pat00004
따라서, 시각(t) 이전의 전체 샷으로부터 전파되는 주목 시각(t)에서의 i 번째의 주목 샷의 샷 위치에서의 온도 상승량(Ti(t))은, 시각(t) 이전에 조사된 각 샷으로부터의 열 전달에 기인하여 발생하는 i 번째의 주목 샷 위치에서의 시각(t)에서의 온도 상승량(δTij)의 총합이 되며, 이하의 식(5)로 정의할 수 있다.
Figure 112016112684935-pat00005
따라서, 주변 패턴(14)을 형성하는 복수의 샷의 각 샷에 대해, 당해 샷을 행하는 시각(t) 이전에 조사된 각 샷으로부터의 열 전달에 기인하여 발생하는 i 번째의 주목 샷 위치에서의 시각(t)에서의 온도 상승량(Ti(t))을 각각 연산한다. 이에 따라, 주변 패턴(14)을 형성하는 복수의 샷의 각 샷에 대해, 당해 샷에 기인하는 후방 산란 전자가 주목 CD 위치를 노광하는 시각에서의 주목 CD 위치에서의 온도 상승량(Ti(t))이 얻어진다.
상관 파라미터 연산 공정(S120)으로서, 상관 파라미터 연산부(78)는 묘화 조건마다의 평가 패턴(12)의 폭 치수(CD)와 묘화 조건마다의 주변 패턴(14)의 각 샷 시에서의 당해 평가 패턴(12)의 온도 상승량(Ti(t))과 묘화 조건마다의 주변 패턴(14)의 각 샷으로부터의 평가 패턴(12)으로의 후방 산란 도스량(dj)을 이용하여, 평가 패턴(12)의 폭 치수 변동량(ΔCD)과 평가 패턴(12)의 온도 상승량(Ti(t))과 평가 패턴(12)에 도달하는 후방 산란 도스량(dj)의 상관 관계를 정의하는 상관 파라미터(B)를 연산한다.
도 11은 실시 형태 1에서의 상관 관계의 모델의 일례를 나타내는 도면이다. 도 11에서 세로축은 평가 패턴(12)(주목 CD 위치)의 폭 치수 변동량(ΔCD)을 나타낸다. 가로축은 주목 샷 위치(i)에 도달하는 j 번째의 샷에 의한 후방 산란 도스량(dj)과 j 번째의 샷 시에서의 주목 샷 위치(i)의 온도(Tj)의 곱의 총합(Σdj · Tj)을 나타낸다. j 번째의 샷 시에서의 주목 샷 위치(i)의 온도(Tj)는, j 번째의 샷 시각(t) 이전의 전체 샷으로부터 전파되는 주목 시각(t)에서의 i 번째의 주목 샷의 샷 위치에서의 온도 상승량(Ti(t))이 된다. 따라서, 묘화 조건마다 주변 패턴(14)을 형성하는 각 샷에 대한 dj · Tj의 총합(Σdj · Tj)과 평가 패턴(12)(주목 CD 위치)의 폭 치수 변동량(ΔCD)을 근사식으로 근사시킨다. 여기서는 예를 들면 1 차식으로 근사시킨다. 근사식은 이하의 식(6)으로 정의한다.
Figure 112016112684935-pat00006
따라서, 상관 파라미터 연산부(78)는 각 묘화 조건에서의 Σdj · Tj와 폭 치수 변동량(ΔCD)을 이용하여 근사식으로 나타내는 상관 관계를 정의하는 상관 파라미터(B)(전자빔의 조사량 보정용 파라미터)를 연산한다. 연산된 상관 파라미터(B)는 레지스트 종류와 관련시켜 기억 장치(144)에 출력되고, 저장된다. 또한, 상관 관계는 1 차식에 한정되지 않으며, 2 차 이상의 다항식을 이용해도 된다.
전술한 예에서는 상관 파라미터(B)를 구하기 위하여 세틀링 시간을 할당함으로써 주목 샷 위치(i)의 온도(Tj)를 변경하는 경우를 나타냈다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
도 12(a) 내지 도 12(c)는 실시 형태 1에서의 평가 패턴과 주변 패턴의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 12(a)에서는 평가 패턴(12)과 평가 패턴(12)을 둘러싸는 주변 패턴(14)의 일례를 나타낸다. 도 12(b)에 나타낸 바와 같이, 도 12(a)의 주변 패턴(14)의 내측 사이즈를 변경함으로써 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)의 거리를 변경할 수 있다. 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)의 거리를 가변으로 변경함으로써, dj와 Tj의 값을 할당할 수 있다. 또한, 도 12(c)에 나타낸 바와 같이 칩(B)에 정의되는 주변 패턴(14)을 묘화할 때의 조사량을 가변으로 변경함으로써, dj와 Tj의 값을 할당할 수 있다.
도 13(a)와 도 13(b)는 실시 형태 1에서의 평가 패턴과 주변 패턴의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 도 13(a)에서는 칩(A)에 정의되는 평가 패턴(12)을 형성하는 각 샷을 고정된 세틀링 시간으로 묘화하고, 도 13(b)에서 칩(B)에 정의되는 주변 패턴(14)을 형성하는 각 샷의 세틀링 시간을 가변으로 함으로써 Tj의 값을 할당할 수 있다.
도 14(a)와 도 14(b)는 실시 형태 1에서의 평가 패턴과 주변 패턴의 다른 일례를 나타내는 도면이다. 전술한 예에서는 평가 패턴(12)과 평가 패턴(12)을 둘러싸는 주변 패턴(14)에 의한 조합을 이용한 경우를 나타냈으나, 평가 패턴(12)과 주변 패턴(14)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 도 14(a)에 나타낸 바와 같이 평가 패턴(12a ~ 12e)을 동일 방향으로 나열된 복수의 라인 패턴으로 구성하고, 도 14(b)에 나타낸 바와 같이 평가 패턴(12)을 구성하는 라인 패턴 사이에 주변 패턴(14a ~ 14e)으로서 각각 라인 패턴을 배치해도 된다. 이러한 구성으로 해도 dj와 Tj의 값을 할당할 수 있다.
도 15(a) 내지 도 15(f)는 실시 형태 1에서의 레지스트 종류 의존 폭 치수의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7(a)와 도 7(b) 및 도 8(a)와 도 8(b)로 설명한 폭 치수(CD)와 세틀링 시간의 관계는 레지스트 종류에 의존한다. 도 15(a)에서는 레지스트(A)를 이용하여 예를 들면 23.5 μC/cm2의 조사량을 다중 묘화 3 패스로 묘화한 실시 형태 1의 비교예(2)에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타낸다. 도 15(b)에서는 레지스트(A)를 이용하여 예를 들면 23.5 μC/cm2의 조사량을 다중 묘화 3 패스로 묘화한 실시 형태 1에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타낸다. 1 패스당의 도스량으로 최대 치수 변동량을 나눔으로써 규격화하면, 도 15(a)의 예에서는 레지스트(A)를 이용한 경우에 0.217 nm/(μC/cm2)가 된다. 도 15(b)의 예에서는 레지스트(A)를 이용한 경우에 0.056 nm/(μC/cm2)가 된다.
도 15(c)에서는 레지스트(B)를 이용하여 예를 들면 15.1 μC/cm2의 조사량을 다중 묘화 2 패스로 묘화한 실시 형태 1의 비교예(2)에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타낸다. 도 15(d)에서는 레지스트(B)를 이용하여 예를 들면 15.1 μC/cm2의 조사량을 다중 묘화 2 패스로 묘화한 실시 형태 1에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타낸다. 1 패스당의 도스량으로 최대 치수 변동량을 나눔으로써 규격화하면, 도 15(c)의 예에서는 레지스트(B)를 이용한 경우에 0.397 nm/(μC/cm2)가 된다. 도 15(d)의 예에서는 레지스트(B)를 이용한 경우에 0.201 nm/(μC/cm2)가 된다.
도 15(e)에서는 레지스트(C)를 이용하여 예를 들면 6.4 μC/cm2의 조사량을 다중 묘화 1 패스(다중하지 않음)로 묘화한 실시 형태 1의 비교예(2)에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타낸다. 도 15(f)에서는 레지스트(C)를 이용하여 예를 들면 6.4 μC/cm2의 조사량을 다중 묘화 1 패스(다중하지 않음)로 묘화한 실시 형태 1에서의 평가 패턴의 폭 치수와 세틀링 시간의 관계의 일례를 나타낸다. 1 패스당의 도스량으로 최대 치수 변동량을 나눔으로써 규격화하면, 도 15(e)의 예에서는 레지스트(C)를 이용한 경우에 0.734 nm/(μC/cm2)가 된다. 도 15(f)의 예에서는 레지스트(C)를 이용한 경우에 0.195 nm/(μC/cm2)가 된다.
이상과 같이, 폭 치수(CD)와 세틀링 시간의 관계는 레지스트 종류에 의존한다. 따라서, 실시 형태 1에서는 레지스트 종류마다 상관 파라미터(B)를 취득하면 적합하다. 상관 파라미터(B)를 취득하는 방법은 전술한 바와 같다.
이상과 같이 실시 형태 1에 따르면, 레지스트 종류마다, 후방 산란에 대한 히팅 효과의 조사량 보정을 행하기 위한 상관 파라미터(B)를 취득할 수 있다. 상관 파라미터(B)는 레지스트 종류에 관련시켜 기억 장치(144)에 저장된다.
또한, 전술한 예에서는 폭 치수(CD)를 측정한 후 상관 파라미터(B)를 연산할 때까지의 각 연산 공정을 묘화 장치(100) 내에서 행하는 경우를 나타냈으나, 이에 한정되지 않는다. 묘화 장치(100) 외의 연산 장치로 연산해도 된다. 이러한 경우에는, 연산된 레지스트 종류마다의 상관 파라미터(B)는 묘화 장치(100)의 외부로부터 입력되어 기억 장치(144)에 저장되면 된다. 바꾸어 말하면, 기억 장치(144)에는 레지스트 종류마다의 도형 패턴(샷 도형)의 설계 치수로부터의 폭 치수 변동량(ΔCD)과 도형 패턴(샷 도형)의 온도 상승량(Tj)과 도형 패턴(샷 도형)에 도달하는 후방 산란 도스량(dj)의 상관 파라미터(B)가 기억된다.
이어서, 이러한 상관 파라미터(B)를 사용해 후방 산란에 대한 히팅 효과의 조사량 보정을 행하여 묘화하는 묘화 방법에 대해 설명한다.
도 16은 실시 형태 1에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다. 도 16에서 실시 형태 1에서의 묘화 방법은 묘화 조건 설정 공정(S202)과, 샷 데이터 생성 공정(S204)과, 조사량 연산 공정(S206)과, 추출 공정(S208)과, 설정 공정(S210)과, 후방 산란 도스량 연산 공정(S212)과, 온도 상승량 연산 공정(S214)과, ΔCD 연산 공정(S216)과, 판정 공정(S218)과, 보정 계수 연산 공정(S220)과, 조사량 보정 공정(S222)과, 판정 공정(S224)과, 묘화 공정(S226)과 같은 일련의 공정을 실시한다.
묘화 조건 설정 공정(S202)으로서, 묘화 조건 설정부(50)는 기억 장치(142)로부터 묘화 조건 정보를 독출하여, 묘화 장치(100)에 기억 장치(140)에 저장된 묘화 데이터에 정의된 칩 패턴(복수의 도형 패턴)을 묘화하는 경우의 묘화 조건을 설정한다. 묘화 조건으로서 예를 들면, 복수의 샷 간의 세틀링 시간을 들 수 있다. 그 외에 예를 들면, 조사량(도스량), 다중 묘화의 패스 수(다중도), 샷의 묘화 순서 및 최대 샷 사이즈 등을 들 수 있다.
샷 데이터 생성 공정(S204)으로서, 샷 데이터 생성부(52)는 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 독출하고, 복수 단의 데이터 변환 처리를 행하여, 묘화 장치(100) 고유의 샷 데이터를 생성한다. 묘화 데이터에 정의되는 각 도형 패턴은 그 사이즈가 통상적으로 묘화 장치(100)에서 샷 가능한 최대 샷 사이즈보다 커서 1 회의 전자빔(200)의 샷으로는 형성할 수 없는 경우가 많다. 이 때문에, 각 도형 패턴을 전자빔의 샷이 가능한 최대 샷 사이즈 이하의 복수의 샷 도형으로 분할한다. 그리고, 샷 도형마다 샷 데이터를 생성한다. 샷 데이터로서 당해 샷 도형의 도형 종류를 나타내는 도형 코드, 샷될 좌표 및 샷 도형의 사이즈가 정의된다. 각 샷 데이터는 묘화 제어부(74)의 제어하에 샷 순으로 재정렬되어 기억 장치(148)에 저장된다. 샷 데이터는 예를 들면 스트라이프 영역마다 연산된다.
조사량 연산 공정(S206)으로서, 조사량 연산부(54)는 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 독출하여, 소정의 사이즈의 메쉬 영역마다의 조사량(D)을 연산한다. 여기서의 조사량(D)의 연산 방법은 종래의 방법을 이용하면 된다. 조사량(D)은 예를 들면 기준 조사량(Dbase)에 보정 계수를 곱한 값으로 연산할 수 있다. 보정 계수로서 예를 들면 근접 효과 보정용의 보정 계수를 이용하면 적합하다. 근접 효과는 그 영향 반경(후방 산란 반경(σ))이 수 μm ~ 10 μm에 이르기 때문에, 보정 연산을 행하기 위해서는 포깅용 메쉬의 사이즈를 영향 반경의 1/10 정도, 예를 들면 0.5 μm ~ 1 μm로 하면 적합하다. 그 외에, 조사량은 포깅 효과 보정용의 조사 계수 또는 로딩 보정용의 보정 계수 등으로 보정하면 적합하다. 그리고, 조사량 연산부(54)는 연산된 각 조사량을 영역마다 정의한 조사량 맵을 작성한다. 생성된 조사량 맵은 기억 장치(148)에 기억된다. 조사량 맵은 예를 들면 스트라이프 영역마다 연산된다. 또한, 조사량 맵은 각 맵값이 되는 조사량을 조사 시간으로 변환한 상태로 정의하면 된다. 조사 시간은 조사량(D)을 전류 밀도(J)로 나눔으로써 정의할 수 있다.
추출 공정(S208)으로서, 레지스트 정보 추출부(58)는 기억 장치(142)로부터 묘화 대상 기판이 되는 시료(101)에 도포된 레지스트 종류의 정보를 추출한다.
설정 공정(S210)으로서, 설정부(56)는 예를 들면 묘화 순으로 주목 샷을 설정한다.
후방 산란 도스량 연산 공정(S212)으로서, 후방 산란 도스량 연산부(60)는 당해 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)의 샷 위치가 근접 효과의 영향 범위 내에 들어가는 전자빔(200)의 복수의 샷의 각 샷으로부터 당해 주목 샷의 샷 도형의 샷 위치에 도달하는 후방 산란 도스량(dj)을 연산한다. 후방 산란 도스량(dj)의 연산 방법은 전술한 식(1)을 이용하면 된다. 연산에 이용할 각 샷의 조사량은 기억 장치(148)에 저장된 조사량 맵의 해당 위치의 조사량을 이용하면 된다. 또한, 주목 샷보다 전에 조사되는 샷 위치에서의 빔 샷으로부터 주목 샷의 조사 위치에 도달하는 후방 산란 도스량(dj)은 후술하는 조사량 보정 공정(S222)에서 보정 후의 조사량을 이용하면 더 좋다.
온도 상승량 연산 공정(S214)으로서, 온도 상승량 연산부(62)는 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)의 샷 위치가 근접 효과의 영향 범위 내에 들어가는 복수의 샷의 샷 시마다, 당해 샷 시에서의 다른 샷으로부터의 열 전달에 의해 상승하는 당해 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)의 샷 위치에서의 온도 상승량(Tj)을 연산한다. 여기서의 '다른 샷'은 주목 샷의 샷 위치에 후방 산란 전자를 도달시키는 샷의 샷 시에 근접 효과의 영향 범위와는 무관하게 이미 샷 완료된 모든 샷이 대상이 된다. 단, 주목 샷의 샷 위치에 열 전달하지 않을 정도로 떨어진 위치로부터의 샷에 대해서는 연산 대상에서 제외해도 된다. 온도 상승량(Tj)의 연산 방법은 전술한 식(2) ~ 식(5)을 이용하면 된다.
ΔCD 연산 공정(S216)으로서, ΔCD 연산부(64)는 레지스트 종류마다의 도형 패턴의 폭 치수 변동량(ΔCD)과 도형 패턴의 온도 상승량(Tj)과 도형 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량(dj)의 상관 파라미터(B)를 기억하는 기억 장치(144)로부터 추출된 레지스트 종류에 대응되는 상관 파라미터(B)를 독출하고, 전자빔(200)을 이용하여 설정된 묘화 조건(소정의 묘화 조건)하에 도형 패턴을 묘화하는 경우에 상관 파라미터(B)를 이용하여 당해 도형 패턴의 폭 치수 변동량(ΔCD)을 연산한다. 구체적으로는, ΔCD 연산부(64)는 주목 샷의 샷 위치에 후방 산란 전자를 도달시키는 각 샷의 샷 시마다의 당해 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)의 샷 위치에서의 온도 상승량(Tj)과, 주목 샷의 샷 위치에 후방 산란 전자를 도달시키는 각 샷의 샷 시마다의 당해 샷으로부터 당해 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)의 샷 위치에 도달하는 후방 산란 도스량(dj)과, 상관 파라미터(B)를 이용하여 당해 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)의 폭 치수 변동량(ΔCD)을 연산한다. 폭 치수 변동량(ΔCD)의 연산 방법은 전술한 식(6)을 이용하면 된다.
판정 공정(S218)으로서, 판정부(53)는 폭 치수 변동량(ΔCD)을 이용하여 전자빔(200)을 이용해 설정된 묘화 조건(소정의 묘화 조건)하에 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)을 묘화하는 경우에, 주목 샷의 전자빔(200)의 조사량의 보정이 필요한지의 여부를 판정한다. 구체적으로는, 판정부(53)는 연산된 당해 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)의 폭 치수 변동량(ΔCD)이 허용 범위 내인지의 여부를 판정한다. 연산된 폭 치수 변동량(ΔCD)이 허용 범위 내라면 조사량의 보정을 행하지 않고 판정 공정(S224)으로 진행된다. 연산된 폭 치수 변동량(ΔCD)이 허용 범위 내에서 벗어난(큰) 경우, 보정 계수 연산 공정(S220)으로 진행된다.
보정 계수 연산 공정(S220)으로서, 보정 계수 연산부(68)는 조사량의 보정이 필요하다고 판정된 경우에 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)을 묘화하기 위한 전자빔의 조사량을 보정하는 보정 계수(k)를 연산한다. 보정 계수(k)는 상관 파라미터(B)를 이용하여 연산된 당해 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)의 폭 치수 변동량(ΔCD)을 보정하도록 연산된다.
도 17은 실시 형태 1에서의 폭 치수와 조사량의 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 도 17에서는 세로축에 폭 치수(CD)를 나타내고 가로축에 조사량(D)을 나타낸다. 폭 치수(CD)와 조사량(D)의 관계는 미리 실험 등에 의해 구해 두면 된다. 또한, 이러한 관계는 패턴 밀도(ρ)마다 구해 두면 된다. 예를 들면, ρ ≒ 0인 경우와 ρ = 0.5(50%)인 경우와 ρ = 1(100%)인 경우를 구해 두면 된다. 그리고, 선형 보간에 의해 해당하는 패턴 밀도의 경우의 관계를 구하면 된다. 그리고, 보정 계수 연산부(68)는 조사량 연산 공정(S206)에서 연산된 조사량(D0)에 의해 형성되는 폭 치수(CD0)를 폭 치수 변동량(ΔCD)만큼 보정하는 위치에 대응되는 조사량(D)(= kD0)으로 보정하기 위한 보정 계수(k)를 연산한다.
조사량 보정 공정(S222)으로서, 보정부(70)는 보정 계수(k)를 이용하여 당해 주목 샷의 샷 도형(도형 패턴)을 묘화하기 위한 전자빔(200)의 조사량(D)을 보정한다. 보정된 조사량(D)은 기억 장치(148)에 저장된 조사량 맵에 덮어쓰기된다. 또한, 조사량 맵의 맵값의 사이즈는 샷 사이즈보다 크게 설정된다. 따라서, 동일한 맵값 내에서 상이한 조사량이 정의되는 경우도 있을 수 있다. 따라서, 각 맵값에 샷 위치마다의 조사량을 속성 데이터로서 정의해 두면 된다.
판정 공정(S224)으로서, 판정부(72)는 당해 스트라이프 영역 내의 모든 샷에 대해 전술한 설정 공정(S210)부터 조사량 보정 공정(S222)까지의 각 연산 처리가 종료되었는지의 여부를 판정한다. 종료된 경우에는 묘화 공정(S226)으로 진행된다. 아직 처리 전의 샷이 남아 있는 경우에는 모든 샷에 대한 연산 처리가 완료될 때까지 설정 공정(S210)으로 되돌아와 설정 공정(S210)부터 판정 공정(S224)까지의 각 공정을 반복한다.
묘화 공정(S226)으로서, 묘화부(150)는 보정된 조사량의 전자빔(200)을 이용하여 시료(101)(기판) 상에 설정된 묘화 조건(소정의 묘화 조건)하에 각 샷의 샷 도형(도형 패턴)을 묘화한다. 구체적으로는 이하와 같이 동작한다. 편향 제어 회로(120)는 기억 장치(148)에 저장된 조사량 맵으로부터 조사 시간을 취득한다. 그리고, 편향 제어 회로(120)는 샷마다의 조사 시간을 제어하는 디지털 신호를 DAC 앰프 유닛(130)에 출력한다. 그리고, DAC 앰프 유닛(130)은 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하여 증폭시킨 후에 편향 전압으로서 블랭킹 편향기(212)에 인가한다.
전자총(201)(방출부)으로부터 방출된 전자빔(200)은, 블랭킹 편향기(212) 내를 통과할 때에 블랭킹 편향기(212)에 의해 빔 ON의 상태에서는 블랭킹 애퍼처(214)를 통과하도록 제어되고, 빔 OFF의 상태에서는 빔 전체가 블랭킹 애퍼처(214)로 차폐되도록 편향된다. 빔 OFF의 상태에서 빔 ON이 되고, 그 후 빔 OFF가 되기까지 블랭킹 애퍼처(214)를 통과한 전자빔(200)이 1 회의 전자빔의 샷이 된다. 블랭킹 편향기(212)는 통과하는 전자빔(200)의 방향을 제어하여 빔 ON의 상태와 빔 OFF의 상태를 교호로 생성한다. 예를 들면, 빔 ON의 상태에서는 전압을 인가하지 않고, 빔 OFF 시에 블랭킹 편향기(212)에 전압을 인가하면 된다. 이러한 각 샷의 조사 시간으로 시료(101)에 조사될 전자빔(200)의 샷 당의 조사량이 조정되게 된다.
이상과 같이 블랭킹 편향기(212)와 블랭킹 애퍼처(214)를 통과함으로써 생성된 각 샷의 전자빔(200)은 조명 렌즈(202)에 의해 직사각형의 홀을 가지는 제1 성형 애퍼처(203) 전체를 조명한다. 여기서, 전자빔(200)을 먼저 직사각형으로 성형한다. 그리고, 제1 성형 애퍼처(203)를 통과한 제1 애퍼처상의 전자빔(200)은 투영 렌즈(204)에 의해 제2 성형 애퍼처(206) 상에 투영된다. 편향기(205)에 의해 이러한 제2 성형 애퍼처(206) 상에서의 제1 애퍼처상은 편향 제어되어, 빔 형상과 치수를 변화시킬(가변 성형을 행함) 수 있다. 이러한 가변 성형은 샷마다 행해지며, 통상적으로 샷마다 상이한 빔 형상과 치수로 성형된다. 그리고, 제2 성형 애퍼처(206)를 통과한 제2 애퍼처상의 전자빔(200)은 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 맞추고 주편향기(208) 및 부편향기(209)에 의해 편향되어, 연속적으로 이동하는 XY 스테이지(105)에 배치된 시료(101)의 원하는 위치에 조사된다. 이상과 같이, 각 편향기에 의해 전자빔(200)의 복수의 샷이 차례로 기판이 되는 시료(101) 상으로 편향된다.
이상과 같이, 실시 형태 1에 따르면 후방 산란에 대한 히팅 효과의 조사량 보정을 행하기 위한 파라미터(B)를 취득할 수 있다. 따라서, 정밀도 높은 치수로 패턴을 묘화할 수 있다.
이상, 구체예를 참조하여 실시 형태에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되지 않는다.
또한, 장치 구성 또는 제어 방법 등 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략하였으나, 필요한 장치 구성 또는 제어 방법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들면, 묘화 장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는 기재를 생략하였으나, 필요한 제어부 구성을 적절히 선택하여 이용하는 것은 말할 필요도 없다.
그 외에 본 발명의 요소를 구비하며 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법, 하전 입자빔 묘화 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치는 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 몇 개의 실시 형태를 설명하였으나, 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 균등 범위에 포함된다.

Claims (10)

  1. 하전 입자빔을 이용하여 레지스트가 도포된 기판 상에 복수의 평가 패턴을 묘화하고,
    평가 패턴마다 묘화 조건을 가변으로 하면서, 묘화 조건마다, 복수의 평가 패턴 중 상이한 어느 하나의 평가 패턴의 주변에, 해당 평가 패턴의 묘화에 의한 레지스트의 온도 상승의 영향을 무시할 수 있는 시간이 경과한 후, 하전 입자빔의 복수의 샷을 이용하여, 대응하는 묘화 조건에 따라 주변 패턴을 묘화하고,
    상기 묘화 조건마다, 주변에 상기 주변 패턴이 묘화된 상기 평가 패턴의 폭 치수를 측정하고,
    상기 묘화 조건마다, 상기 복수의 샷의 각 샷으로부터 해당 평가 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량을 연산하고,
    상기 묘화 조건마다, 상기 복수의 샷의 각 샷 시에서의 해당 샷 시보다 전의 샷으로부터의 열 전달에 의한 해당 평가 패턴의 온도 상승량을 연산하고,
    상기 묘화 조건마다의 평가 패턴의 폭 치수와, 상기 묘화 조건마다의 각 샷 시에서의 해당 평가 패턴의 온도 상승량과, 상기 묘화 조건마다의 각 샷으로부터의 평가 패턴으로의 후방 산란 도스량을 이용하여, 상기 주변 패턴의 묘화에 따른 후방 산란에 의한 해당 평가 패턴의 폭 치수 변동량과 상기 주변 패턴의 묘화에 따른 후방 산란에 의한 해당 평가 패턴의 온도 상승량과 상기 주변 패턴으로부터 해당 평가 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량의 상관 관계를 정의하는 상관 파라미터를 연산하고, 출력하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    레지스트 종류마다 상기 상관 파라미터가 취득되는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 평가 패턴의 패턴 데이터가 정의된 제1 칩 데이터를 이용해, 상기 제1 칩 데이터에 대하여 복수 단의 데이터 변환 처리를 행하여 제1 샷 데이터를 생성하고,
    상기 주변 패턴의 패턴 데이터가 정의된 제2 칩 데이터를 이용해, 상기 제2 칩 데이터에 대하여 복수 단의 데이터 변환 처리를 행하여 제2 샷 데이터를 생성하고,
    상기 복수의 평가 패턴은 생성된 상기 제1 샷 데이터를 이용하여 묘화되고,
    상기 제2 샷 데이터는 상기 복수의 평가 패턴이 묘화된 후에 생성되며,
    상기 주변 패턴은 생성된 상기 제2 샷 데이터를 이용하여 묘화되는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 하전 입자빔을 편향시키는 편향기에 전압을 인가하는 앰프의 세틀링 시간을 가변으로 함으로써, 상기 묘화 조건을 가변으로 하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 평가 패턴과 상기 주변 패턴 사이의 거리를 가변으로 함으로써, 상기 묘화 조건을 가변으로 하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔의 조사량 보정용 파라미터의 취득 방법.
  6. 묘화 대상 기판에 도포된 레지스트 종류의 정보를 추출하고,
    레지스트 종류마다의 주변 패턴의 묘화에 따른 후방 산란에 의한 도형 패턴의 폭 치수 변동량과 상기 주변 패턴의 묘화에 따른 후방 산란에 의한 해당 도형 패턴의 온도 상승량과 상기 주변 패턴으로부터 해당 도형 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량의 상관 파라미터를 기억하는 기억 장치로부터 추출된 레지스트 종류에 대응되는 상관 파라미터를 독출하고, 하전 입자빔을 이용하여 소정의 묘화 조건하에 도형 패턴을 묘화하는 경우에 상기 상관 파라미터를 이용하여 상기 도형 패턴의 폭 치수 변동량을 연산하고,
    상기 폭 치수 변동량을 이용하여, 하전 입자빔을 이용해 상기 소정의 묘화 조건하에 상기 도형 패턴을 묘화하는 경우에 하전 입자빔의 조사량의 보정이 필요한지의 여부를 판정하고,
    조사량의 보정이 필요하다고 판정된 경우에, 해당 도형 패턴을 묘화하기 위한 하전 입자빔의 조사량을 보정하는 보정 계수를 연산하고,
    상기 보정 계수를 이용하여 해당 도형 패턴을 묘화하기 위한 하전 입자빔의 조사량을 보정하고,
    보정된 조사량의 하전 입자빔을 이용하여 상기 기판 상에 상기 소정의 묘화 조건하에 상기 도형 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    해당 도형 패턴의 샷 위치가 근접 효과의 영향 범위 내에 들어가는 하전 입자빔의 복수의 샷의 각 샷으로부터 해당 도형 패턴의 샷 위치에 도달하는 후방 산란 도스량을 연산하고,
    상기 복수의 샷의 샷 시마다, 해당 샷 시에서의 다른 샷으로부터의 열 전달에 의해 상승하는 해당 도형 패턴의 샷 위치에서의 온도 상승량을 연산하고,
    상기 샷 시마다의 해당 도형 패턴의 샷 위치에서의 온도 상승량과, 상기 샷 시마다의 해당 샷으로부터 해당 도형 패턴의 샷 위치에 도달하는 후방 산란 도스량과, 상기 상관 파라미터를 이용하여 상기 도형 패턴의 상기 폭 치수 변동량이 연산되며,
    상기 보정 계수는 상기 상관 파라미터를 이용하여 연산된 해당 도형 패턴의 상기 폭 치수 변동량을 보정하도록 연산되는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    해당 도형 패턴의 샷 위치에 다른 샷에 기인하는 후방 산란 도스량이 도달할 때마다, 상기 후방 산란 도스량과 도달 시의 상기 도형 패턴의 샷 위치에서의 온도 상승량이 연산되며,
    상기 도형 패턴의 샷 위치에 상기 후방 산란 도스량을 도달시키는 모든 상기 다른 샷에 관한 상기 후방 산란 도스량과 도달 시의 상기 온도 상승량의 곱의 합을 이용하여 상기 도형 패턴의 상기 폭 치수 변동량이 연산되는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 방법.
  9. 묘화 대상 기판에 도포된 레지스트 종류의 정보를 추출하는 추출 회로와,
    레지스트 종류마다, 주변 패턴의 묘화에 따른 후방 산란에 의한 도형 패턴의 설계 치수로부터의 폭 치수 변동량과 상기 주변 패턴의 묘화에 따른 후방 산란에 의한 해당 도형 패턴의 온도 상승량과 상기 주변 패턴으로부터 해당 도형 패턴에 도달하는 후방 산란 도스량의 상관 파라미터를 기억하는 기억 장치와,
    상기 기억 장치로부터 추출된 레지스트 종류에 대응되는 상관 파라미터를 독출하고, 하전 입자빔을 이용하여 소정의 묘화 조건하에 도형 패턴을 묘화하는 경우에 상기 상관 파라미터를 이용하여 해당 도형 패턴의 폭 치수 변동량을 연산하는 폭 치수 변동량 연산 회로와,
    상기 폭 치수 변동량을 이용하여, 하전 입자빔을 이용해 상기 소정의 묘화 조건하에 상기 도형 패턴을 묘화하는 경우에 하전 입자빔의 조사량의 보정이 필요한지의 여부를 판정하는 판정 회로와,
    조사량의 보정이 필요하다고 판정된 경우에, 해당 도형 패턴을 묘화하기 위한 하전 입자빔의 조사량을 보정하는 보정 계수를 연산하는 보정 계수 연산 회로와,
    상기 보정 계수를 이용하여 해당 도형 패턴을 묘화하기 위한 하전 입자빔의 조사량을 보정하는 보정 회로와,
    상기 기판을 재치하는 스테이지와, 하전 입자빔을 방출하는 방출원과, 상기 하전 입자빔을 편향시키는 편향기를 가지며, 보정된 조사량의 상기 하전 입자빔을 이용하여 상기 기판 상에 상기 소정의 묘화 조건하에 상기 도형 패턴을 묘화하는 묘화 기구
    를 구비한 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    해당 도형 패턴의 샷 위치가 근접 효과의 영향 범위 내에 들어가는 하전 입자빔의 복수의 샷의 각 샷으로부터 해당 도형 패턴의 샷 위치에 도달하는 후방 산란 도스량을 연산하는 후방 산란 도스량 연산 회로와,
    상기 복수의 샷의 샷 시마다, 해당 샷 시에서의 다른 샷으로부터의 열 전달에 의해 상승하는 해당 도형 패턴의 샷 위치에서의 온도 상승량을 연산하는 온도 상승량 연산 회로
    를 더 구비하고,
    상기 폭 치수 변동량 연산 회로는, 상기 샷 시마다의 해당 도형 패턴의 샷 위치에서의 온도 상승량과, 상기 샷 시마다의 해당 샷으로부터 해당 도형 패턴의 샷 위치에 도달하는 후방 산란 도스량과, 상기 상관 파라미터를 이용하여 해당 도형 패턴의 상기 폭 치수 변동량을 연산하며,
    상기 보정 계수 연산 회로는, 상기 상관 파라미터를 이용하여 연산된 해당 도형 패턴의 상기 폭 치수 변동량을 보정하도록 상기 보정 계수를 연산하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 장치.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7002243B2 (ja) * 2017-08-04 2022-01-20 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
JP7034825B2 (ja) * 2018-05-16 2022-03-14 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
JP7031516B2 (ja) * 2018-07-06 2022-03-08 株式会社ニューフレアテクノロジー 照射量補正量の取得方法、荷電粒子ビーム描画方法、及び荷電粒子ビーム描画装置
KR102634804B1 (ko) 2018-11-06 2024-02-08 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 하전 입자 빔 장치에서 웨이퍼를 열적으로 컨디셔닝하는 시스템들 및 방법들
JP7220066B2 (ja) * 2018-12-03 2023-02-09 株式会社エスケーエレクトロニクス フォトマスクの描画装置
JP7283893B2 (ja) * 2018-12-03 2023-05-30 株式会社エスケーエレクトロニクス フォトマスクの製造方法
US10884395B2 (en) * 2018-12-22 2021-01-05 D2S, Inc. Method and system of reducing charged particle beam write time
US11604451B2 (en) 2018-12-22 2023-03-14 D2S, Inc. Method and system of reducing charged particle beam write time
US11756765B2 (en) 2019-05-24 2023-09-12 D2S, Inc. Method and system for determining a charged particle beam exposure for a local pattern density

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033025A (ja) * 2007-07-30 2009-02-12 Jeol Ltd 荷電粒子ビーム描画装置におけるドーズ補正描画方法及び装置
JP2010267725A (ja) 2009-05-13 2010-11-25 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5636238B2 (ja) 2010-09-22 2014-12-03 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
JP5894856B2 (ja) 2012-05-22 2016-03-30 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
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Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009033025A (ja) * 2007-07-30 2009-02-12 Jeol Ltd 荷電粒子ビーム描画装置におけるドーズ補正描画方法及び装置
JP2010267725A (ja) 2009-05-13 2010-11-25 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画方法

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