KR101968609B1 - 멀티 하전 입자빔 노광 방법 및 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 장치 - Google Patents

멀티 하전 입자빔 노광 방법 및 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 태양의 멀티 하전 입자빔 노광 방법은, 하전 입자선을 이용한 멀티빔의 각각 대응하는 빔이 통과하는 복수의 통과홀이 형성된 기판과, 기판에 배치되며, 멀티빔의 각 빔을 개별적으로 블랭킹 편향시키는 복수의 개별 블랭킹 기구가 탑재된 블랭킹 장치에 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일괄 전송하고, 블랭킹 장치에 탑재된 복수의 개별 블랭킹 기구에 의해 멀티빔이 복수의 그룹으로 그룹화된 그룹마다 조사 타이밍을 전환하면서, 일괄 전송된 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 따라 멀티빔을 묘화 대상 기판에 조사하는 것을 특징으로 한다.

Description

멀티 하전 입자빔 노광 방법 및 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 장치 {MULTI-CHARGED PARTICLE BEAM EXPOSURE METHOD AND BLANKING APPARATUS FOR MULTI-CHARGED PARTICLE BEAM}
본 발명은 멀티 하전 입자빔 노광 방법 및 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 장치에 관한 것으로, 예를 들면, 멀티빔 묘화에서의 빔 조사 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 우수한 해상성을 가지고 있어, 웨이퍼 등에 전자선을 사용하여 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 광학계에서 축소되고 편향기에서 편향되어 시료 상의 원하는 위치로 조사된다.
멀티빔 묘화에서는 개개의 빔의 조사량을 조사 시간에 따라 개별적으로 제어한다. 이러한 개별 제어를 행하는 제어 회로는 묘화 장치 본체에 탑재된 블랭킹 애퍼처 어레이 장치에 탑재된다. 멀티빔 묘화에서 스루풋을 더 향상시키기 위해서는 개개의 빔의 빔 조사 시간을 저감시키기 위해 전류 밀도를 높일 것이 상정된다. 그러나 전류 밀도를 높여 사용하는 경우, 동시에 조사되는 멀티빔의 합계 전류량에 따라서는 쿨롱 효과에 의해 멀티빔상의 이른바 번짐 또는 위치 이탈이 발생한다고 하는 문제가 있었다.
여기서, 빔 어레이의 ON / OFF 제어를 모두 동일한 타이밍으로 행하고 있던 장치에서, 빔 어레이를 그룹화하고, 묘화 장치 외부의 블랭킹 제어 회로로부터 그룹마다 블랭커 어레이에 인가하는 블랭킹 전압(신호)을 인가 개시 시각을 늦춰 장치 본체에 인가하여 빔의 조사 타이밍을 늦춘다고 하는 방법이 제안되고 있다(예를 들면 일본특허공개공보 제2007-329220호 참조). 또한, 이러한 방법에 따라 그룹마다 조사량을 조정할 수 있다고 제안되고 있다. 그러나, 이러한 방법에서는 개개의 빔의 조사량을 조사 시간에 따라 개별적으로 제어하는 것은 곤란하다. 또한, 개별적인 빔의 조사량 제어를 행하는 제어 회로를 블랭킹 애퍼처 어레이 장치에 탑재하는 것도 곤란하다.
그래서, 빔 어레이를 그룹화하고, 그룹마다 개별적인 빔의 조사량 제어를 행하는 제어 회로가 탑재되는 블랭킹 애퍼처 어레이 장치에 노광 시간 제어 신호를 늦추어 전송하여 빔의 조사 타이밍을 늦춘다고 하는 방법이 상정된다. 그러나, 이러한 방법에서는 1 회의 빔 샷의 사이클을 단지 2 회의 빔 샷의 사이클로 나누었을 뿐이므로, 노광 시간 제어 신호의 전송 횟수가 2 배가 되고, 그 결과, 노광 시간이 2 배가 된다. 이 때문에, 애써 멀티빔 묘화에 의해 스루풋의 향상을 도모해도 그 효과를 충분히 발휘하는 것이 곤란해진다.
본 발명은 멀티빔 묘화의 스루풋의 열화를 억제하면서 쿨롱 효과를 억제 가능한 멀티 하전 입자빔 노광 방법 및 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 장치를 제공한다.
본 발명의 일 태양의 멀티 하전 입자빔 노광 방법은,
하전 입자선을 이용한 멀티빔의 각각 대응하는 빔이 통과하는 복수의 통과홀이 형성된 기판과, 기판에 배치되며, 멀티빔의 각 빔을 개별적으로 블랭킹 편향시키는 복수의 개별 블랭킹 기구가 탑재된 블랭킹 장치에 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일괄 전송하고,
블랭킹 장치에 탑재된 복수의 개별 블랭킹 기구에 의해 멀티빔이 복수의 그룹으로 그룹화된 그룹마다 조사 타이밍을 전환하면서, 일괄 전송된 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 따라 멀티빔을 묘화 대상 기판에 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양의 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 장치는,
하전 입자선을 이용한 멀티빔의 각각 대응하는 빔이 통과하는 복수의 통과홀이 어레이 형상으로 형성된 기판과,
기판 내부에 배치되며, 일괄 전송된 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일시적으로 저장하는, 멀티빔을 복수의 그룹으로 그룹화하는 복수의 기억 장치와,
기판 내부에 배치되며, 복수의 기억 장치에 각각 접속되어 대응하는 기억 장치에 저장되는 ON / OFF 제어 신호를 따라 2 치의 전위를 전환하는 복수의 스위칭 회로와,
기판 상이며 복수의 통과홀 중 대응하는 통과홀을 사이에 두고 대향하는 위치에 각각 배치되고, 각각 대응하는 스위칭 회로에 의해 전환되는 전위에 의해 멀티빔의 대응빔을 개별적으로 블랭킹 편향시키는, 2 개의 전극을 가지는 복수의 전극쌍
을 구비하고,
복수의 기억 장치는 그룹마다 시기를 늦추면서 해당 메모리 내에 저장되는 ON / OFF 제어 신호를 대응하는 스위칭 회로에 출력하는 것을 특징으로 한다.
도 1은 실시 형태 1에서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 2는 실시 형태 1에서의 성형 애퍼처 어레이 부재의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 3은 실시 형태 1에서의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시 형태 1에서의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 멤브레인 영역 내의 구성의 일부를 나타내는 상면 개념도이다.
도 5는 실시 형태 1의 개별 블랭킹 기구의 일례를 나타내는 도면이다.
도 6은 실시 형태 1에서의 묘화 동작의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
도 7은 실시 형태 1에서의 멀티빔의 조사 영역과 묘화 대상 화소의 일례를 나타내는 도면이다.
도 8은 실시 형태 1에서의 멀티빔의 묘화 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 실시 형태 1에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다.
도 10은 실시 형태 1에서의 개별 블랭킹 제어 회로의 내부 구성을 나타내는 개념도이다.
도 11은 실시 형태 1에서의 멀티빔의 ON / OFF 제어 신호의 전송 처리와 제어 회로 내의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 실시 형태 1의 비교예에서의 빔 샷과 쿨롱 효과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 실시 형태 1에서의 멀티빔의 그룹 분할 방법의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14의 (a)와 도 14의 (b)는 실시 형태 1에서의 개별 블랭킹 제어 회로의 내부 구성의 다른 일례와 빔의 소속 그룹의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 15의 (a)와 도 15의 (b)는 실시 형태 1에서의 개별 블랭킹 제어 회로의 내부 구성의 다른 일례를 나타내는 개념도이다.
도 16은 실시 형태 2에서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 17은 실시 형태 2에서의 개별 블랭킹 제어 회로와 공통 블랭킹 제어 회로의 내부 구성을 나타내는 개념도이다.
도 18은 실시 형태 2에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다.
도 19는 실시 형태 2에서의 복수의 분할 샷의 자릿수와 조사 시간의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20은 실시 형태 2에서의 멀티빔의 ON / OFF 제어 신호의 전송 처리와 제어 회로 내의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 실시 형태 2의 비교예에서의 빔 샷과 쿨롱 효과의 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 실시 형태 2에서의 데이터 전송 시간과 분할 샷 시간과의 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 23은 실시 형태 2에서의 멀티빔의 그룹 분할 방법의 변형예를 설명하기 위한 도면이다.
이하, 실시 형태에서는 멀티빔 묘화의 스루풋의 열화를 억제하면서 쿨롱 효과를 억제 가능한 노광 방법 및 블랭킹 장치에 대해 설명한다.
또한, 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, 실시 형태에서는 노광 장치의 일례로서 묘화 장치를 이용한 구성에 대해 설명한다. 단, 노광 장치는 묘화 장치에 한정되지 않으며, 검사 장치 등의 하전 입자빔의 시료에의 조사를 행하는 노광 장치여도 상관없다.
실시 형태 1.
도 1은 실시 형태 1에서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 1에서 묘화 장치(100)는 묘화 기구(150)와 제어계 회로(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는 멀티 하전 입자빔 묘화 장치의 일례이고 또한 멀티 하전 입자빔 노광 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 기구(204), 축소 렌즈(205), 제한 애퍼처 부재(206), 대물 렌즈(207) 및 편향기(208, 209)가 배치되어 있다. 묘화실(103) 내에는 XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는 묘화 시(노광 시)에는 묘화 대상 기판이 되는 마스크 등의 시료(101)가 배치된다. 시료(101)에는 반도체 장치를 제조할 때의 노광용 마스크 혹은 반도체 장치가 제조될 반도체 기판(실리콘 웨이퍼) 등이 포함된다. 또한, 시료(101)에는 레지스트가 도포된 아직 아무것도 묘화되지 않은 마스크 블랭크스가 포함된다. XY 스테이지(105) 상에는 또한 XY 스테이지(105)의 위치 측정용의 미러(210)가 배치된다.
제어계 회로(160)는 제어 계산기(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(130), 디지털 · 아날로그 변환(DAC) 앰프 유닛(132, 134), 스테이지 제어 기구(138), 스테이지 위치 측정기(139) 및 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(140, 142)를 가지고 있다. 제어 계산기(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(130), 스테이지 제어 기구(138), 스테이지 위치 측정기(139) 및 기억 장치(140, 142)는 도시하지 않은 버스를 개재하여 서로 접속되어 있다. 기억 장치(140)(기억부)에는 묘화 데이터가 묘화 장치(100)의 외부로부터 입력되어 저장되어 있다. 편향 제어 회로(130)에는 DAC 앰프 유닛(132, 134) 및 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)가 도시하지 않은 버스를 개재하여 접속되어 있다. 스테이지 위치 측정기(139)는 레이저광을 XY 스테이지(105) 상의 미러(210)에 조사하고, 미러(210)로부터의 반사광을 수광한다. 그리고, 이러한 반사광의 정보를 이용하여 XY 스테이지(105)의 위치를 측정한다.
제어 계산기(110) 내에는 패턴 면적 밀도(ρ) 연산부(60), 근접 효과 보정 조사 계수(Dp) 연산부(62), 화소 내 패턴 면적 밀도(ρ’) 맵 작성부(64), 조사량(D) 연산부(66), 조사 시간(t) 연산부(68), 배열 가공부(72), 전송 처리부(78), 전류량 연산부(80), 판정부(82), 커맨드 출력부(84) 및 묘화 제어부(86)가 배치되어 있다. 패턴 면적 밀도(ρ) 연산부(60), 근접 효과 보정 조사 계수(Dp) 연산부(62), 화소 내 패턴 면적 밀도(ρ’) 맵 작성부(64), 조사량(D) 연산부(66), 조사 시간(t) 연산부(68), 배열 가공부(72), 전송 처리부(78), 전류량 연산부(80), 판정부(82), 커맨드 출력부(84) 및 묘화 제어부(86)와 같은 각 '~ 부'는 처리 회로를 가진다. 이러한 처리 회로는 예를 들면 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로 혹은 반도체 장치를 포함한다. 각 '~ 부'는 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 이용해도 되고, 혹은 상이한 처리 회로(별도의 처리 회로)를 이용해도 된다. 패턴 면적 밀도(ρ) 연산부(60), 근접 효과 보정 조사 계수(Dp) 연산부(62), 화소 내 패턴 면적 밀도(ρ’) 맵 작성부(64), 조사량(D) 연산부(66), 조사 시간(t) 연산부(68), 배열 가공부(72), 전송 처리부(78), 전류량 연산부(80), 판정부(82), 커맨드 출력부(84) 및 묘화 제어부(86)에 입출력되는 정보 및 연산 중인 정보는 메모리(112)에 그때마다 저장된다.
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 성형 애퍼처 어레이 부재의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 2에서 성형 애퍼처 어레이 부재(203)에는 세로(y 방향) p 열×가로(x 방향) q 열(p, q ≥ 2)의 홀(개구부)(22)이 소정의 배열 피치로 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 도 2에서는 예를 들면, 가로세로(x, y 방향)로 512×512 열의 홀(22)이 형성된다. 각 홀(22)은 모두 동일한 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 혹은, 동일한 직경의 원형이어도 상관없다. 이들 복수의 홀(22)을 전자빔(200)의 일부가 각각 통과함으로써 멀티빔(20)이 형성되게 된다. 여기서는 가로세로(x, y 방향)가 모두 2 열 이상의 홀(22)이 배치된 예를 나타냈으나, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 가로세로(x, y 방향) 중 어느 일방이 복수 열이고 타방은 1 열 뿐이어도 상관없다. 또한, 홀(22)의 배열 방식은 도 2와 같이 가로세로가 격자 형상으로 배치되는 경우에 한정되지 않는다. 예를 들면, 세로 방향(y 방향) k 단째의 열과 k+1 단째의 열의 홀끼리가 가로 방향(x 방향)으로 치수(a)만큼 이동하여 배치되어도 된다. 마찬가지로, 세로 방향(y 방향) k+1 단째의 열과 k+2 단째의 열의 홀끼리가 가로 방향(x 방향)으로 치수(b)만큼 이동하여 배치되어도 된다.
도 3은 실시 형태 1에서의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 구성을 나타내는 단면도이다.
도 4는 실시 형태 1에서의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구의 멤브레인 영역 내의 구성의 일부를 나타내는 상면 개념도이다. 또한, 도 3과 도 4에서 제어 전극(24)과 대향 전극(26)과 제어 회로(41)와 패드(43)의 위치 관계는 일치시켜 기재하지 않았다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)는 도 3에 나타낸 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 동일한 높이 위치, 혹은 실질적으로 동일한 높이 위치가 되도록 형성된다. 기판(31)은 외주 영역(32)의 이면에서 지지대(33) 상에 보지(保持)된다. 지지대(33)의 중앙부는 개구되어 있으며, 멤브레인 영역(30)의 위치는 지지대(33)의 개구된 영역에 위치하고 있다.
멤브레인 영역(30)에는, 도 2에 나타낸 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 각 홀(22)에 대응하는 위치에 멀티빔 각각의 빔의 통과용의 통과홀(25)(개구부)이 개구된다. 바꾸어 말하면, 기판(31)의 멤브레인 영역(30)에는 전자선을 이용한 멀티빔의 각각 대응하는 빔이 통과하는 복수의 통과홀(25)이 어레이 형상으로 형성된다. 그리고, 기판(31)의 멤브레인 영역(30) 상이며 복수의 통과홀(25) 중 대응하는 통과홀(25)을 사이에 두고 대향하는 위치에 2 개의 전극을 가지는 복수의 전극쌍이 각각 배치된다. 구체적으로는, 멤브레인 영역(30) 상에 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 각 통과홀(25)의 근방 위치에 해당하는 통과홀(25)을 사이에 두고 블랭킹 편향용의 제어 전극(24)과 대향 전극(26)의 조(블랭커 : 블랭킹 편향기)가 각각 배치된다. 또한, 기판(31) 내부이며 멤브레인 영역(30) 상의 각 통과홀(25)의 근방에는 각 통과홀(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 나타낸 바와 같이 각 제어 회로(41)는 제어 신호용의 n 비트(예를 들면 10 비트)의 병렬 배선이 접속된다. 각 제어 회로(41)는 제어 신호용의 n 비트의 병렬 배선 외에 클록 신호선 및 전원용의 배선 등이 접속된다. 클록 신호선 및 전원용의 배선 등은 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. 또한, 멤브레인 영역(30)에 어레이 형상으로 형성된 복수의 제어 회로(41)는 예를 들면 동일한 행 혹은 동일한 열에 의해 그룹화되고, 그룹 내의 제어 회로(41)군은 도 4에 나타낸 바와 같이 직렬로 접속된다. 그리고, 그룹마다 배치된 패드(43)로부터의 신호가 그룹 내의 제어 회로(41)에 전달된다. 구체적으로는, 각 제어 회로(41) 내에 후술하는 시프트 레지스터가 배치되며, 예를 들면 p×q 개의 멀티빔 중 예를 들면 동일한 행의 빔의 제어 회로 내의 시프트 레지스터가 직렬로 접속된다. 그리고, 예를 들면 p×q 개의 멀티빔 중 동일한 행의 빔의 제어 신호가 시리즈로 송신되며, 예를 들면 p 회의 클록 신호에 의해 각 빔의 제어 신호가 대응하는 제어 회로(41)에 저장된다.
도 5는 실시 형태 1의 개별 블랭킹 기구의 일례를 나타내는 도면이다. 도 5에서 제어 회로(41) 내에는 앰프(46)(스위칭 회로의 일례)가 배치된다. 도 5의 예에서는 앰프(46)의 일례로서 CMOS(Complementary MOS) 인버터 회로가 배치된다. 그리고, CMOS 인버터 회로는 양의 전위(Vdd : 블랭킹 전위 : 제1 전위)(예를 들면 5 V)(제1 전위)와 그라운드 전위(GND : 제2 전위)에 접속된다. CMOS 인버터 회로의 출력선(OUT)은 제어 전극(24)에 접속된다. 한편, 대향 전극(26)은 그라운드 전위가 인가된다. 그리고, 블랭킹 전위와 그라운드 전위가 전환 가능하게 인가되는 복수의 제어 전극(24)이, 기판(31) 상이며 복수의 통과홀(25)의 각각 대응하는 통과홀(25)을 사이에 두고 복수의 대향 전극(26)의 각각 대응하는 대향 전극(26)과 대향하는 위치에 배치된다.
CMOS 인버터 회로의 입력(IN)에는 임계치 전압보다 낮아지는 L(low) 전위(예를 들면 그라운드 전위)와 임계치 전압 이상이 되는 H(high) 전위(예를 들면 1.5 V) 중 어느 하나가 제어 신호로서 인가된다. 실시 형태 1에서는, CMOS 인버터 회로의 입력(IN)에 L 전위가 인가되는 상태에서는 CMOS 인버터 회로의 출력(OUT)은 양전위(Vdd)가 되어, 대향 전극(26)의 그라운드 전위와의 전위차에 따른 전계에 의해 대응빔(20)을 편향시키고, 제한 애퍼처 부재(206)에서 차폐함으로써 빔 OFF가 되도록 제어한다. 한편, CMOS 인버터 회로의 입력(IN)에 H 전위가 인가되는 상태(액티브 상태)에서는 CMOS 인버터 회로의 출력(OUT)은 그라운드 전위가 되어, 대향 전극(26)의 그라운드 전위와의 전위차가 없어져 대응빔(20)을 편향시키지 않으므로 제한 애퍼처 부재(206)를 통과함으로써 빔 ON이 되도록 제어한다.
각 통과홀을 통과하는 전자빔(20)은 각각 독립적으로 쌍이 되는 2 개의 제어 전극(24)과 대향 전극(26)에 인가되는 전압에 의해 편향된다. 이러한 편향에 의해 블랭킹 제어된다. 구체적으로는, 제어 전극(24)과 대향 전극(26)의 조는 각각 대응하는 스위칭 회로가 되는 CMOS 인버터 회로에 의해 전환되는 전위에 의해 멀티빔의 대응빔을 각각 개별적으로 블랭킹 편향시킨다. 이와 같이, 복수의 블랭커가 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 복수의 홀(22)(개구부)을 통과한 멀티빔 중 각각 대응하는 빔의 블랭킹 편향을 행한다.
도 6은 실시 형태 1에서의 묘화 동작의 일례를 설명하기 위한 개념도이다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 시료(101)의 묘화 영역(30)은 예를 들면 y 방향을 향해 소정의 폭으로 직사각형 형상의 복수의 스트라이프 영역(32)으로 가상 분할된다. 먼저, XY 스테이지(105)를 이동시켜 제1 번째의 스트라이프 영역(32)의 좌단, 혹은 더 좌측의 위치에 1 회의 멀티빔(20)의 샷으로 조사 가능한 조사 영역(34)이 위치하도록 조정하고, 묘화가 개시된다. 제1 번째의 스트라이프 영역(32)을 묘화할 때에는, XY 스테이지(105)를 예를 들면 -x 방향으로 이동시킴으로써 상대적으로 x 방향으로 묘화를 진행시켜 간다. XY 스테이지(105)는 예를 들면 등속으로 연속 이동시킨다. 제1 번째의 스트라이프 영역(32)의 묘화 종료 후, 스테이지 위치를 -y 방향으로 이동시켜 제2 번째의 스트라이프 영역(32)의 우단, 혹은 더 우측의 위치에 조사 영역(34)이 상대적으로 y 방향에 위치하도록 조정하고, 이번에는 XY 스테이지(105)를 예를 들면 x 방향으로 이동시킴으로써 -x 방향을 향해 동일하게 묘화를 행한다. 제3 번째의 스트라이프 영역(32)에서는 x 방향을 향해 묘화하고, 제4 번째의 스트라이프 영역(32)에서는 -x 방향을 향해 묘화하는 것과 같이 교호로 방향을 변경하면서 묘화함으로써 묘화 시간을 단축시킬 수 있다. 단, 이러한 교호로 방향을 변경하면서 묘화하는 경우에 한정되지 않으며, 각 스트라이프 영역(32)을 묘화할 때 동일한 방향을 향해 묘화를 진행시키도록 해도 상관없다. 1 회의 샷(후술하는 조사 단계의 합계)으로는, 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 각 홀(22)을 통과함으로써 형성된 멀티빔에 의해 최대로 각 홀(22)과 동일 수의 복수의 샷 패턴이 한 번에 형성된다.
도 7은 실시 형태 1에서의 멀티빔의 조사 영역과 묘화 대상 화소의 일례를 나타내는 도면이다. 도 7에서 스트라이프 영역(32)은 예를 들면 멀티빔의 빔 사이즈로 메쉬 형상의 복수의 메쉬 영역으로 분할된다. 이러한 각 메쉬 영역이 묘화 대상 화소(36)(단위 조사 영역 혹은 묘화 위치)가 된다. 묘화 대상 화소(36)의 사이즈는 빔 사이즈에 한정되지 않으며, 빔 사이즈와는 관계없이 임의의 크기로 구성되는 것이어도 상관없다. 예를 들면, 빔 사이즈의 1/n(n은 1 이상의 정수)의 사이즈로 구성되어도 상관없다. 도 7의 예에서는, 시료(101)의 묘화 영역이 예를 들면 y 방향으로 1 회의 멀티빔(20)의 조사로 조사 가능한 조사 영역(34)(묘화 필드)의 사이즈와 실질적으로 동일한 폭 사이즈로 복수의 스트라이프 영역(32)으로 분할된 경우를 나타내고 있다. 또한, 스트라이프 영역(32)의 폭은 이에 한정되지 않는다. 조사 영역(34)의 n 배(n은 1 이상의 정수)의 사이즈이면 적합하다. 도 7의 예에서는 512×512 열의 멀티빔의 경우를 나타내고 있다. 그리고, 조사 영역(34) 내에 1 회의 멀티빔(20)의 샷으로 조사 가능한 복수의 화소(28)(빔의 묘화 위치)가 나타나 있다. 바꾸어 말하면, 인접하는 화소(28) 간의 피치가 멀티빔의 각 빔 간의 피치가 된다. 도 7의 예에서는, 인접하는 4 개의 화소(28)로 둘러싸이고 또한 4 개의 화소(28) 중 1 개의 화소(28)를 포함하는 정사각형의 영역으로 1 개의 그리드(29)를 구성한다. 도 7의 예에서는, 각 그리드(29)는 4×4 화소로 구성되는 경우를 나타내고 있다.
도 8은 실시 형태 1에서의 멀티빔의 묘화 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다. 도 8에서는 도 7에서 나타낸 스트라이프 영역(32)을 묘화하는 멀티빔 중 y 방향 3 단째의 좌표(1, 3), (2, 3), (3, 3), ···, (512, 3)의 각 빔으로 묘화하는 그리드의 일부를 나타내고 있다. 도 8의 예에서는, 예를 들면 XY 스테이지(105)가 8 빔 피치분의 거리를 이동하는 동안에 4 개의 화소를 묘화(노광)하는 경우를 나타내고 있다. 이러한 4 개의 화소를 묘화(노광)하는 동안 조사 영역(34)이 XY 스테이지(105)의 이동에 의해 시료(101)와의 상대 위치가 이탈되지 않도록, 편향기(208)에 의해 멀티빔(20) 전체를 일괄 편향시킴으로써 조사 영역(34)을 XY 스테이지(105)의 이동에 추종시킨다. 바꾸어 말하면, 트래킹 제어가 행해진다. 도 8의 예에서는, 8 빔 피치분의 거리를 이동하는 동안에 4 개의 화소를 묘화(노광)함으로써 1 회의 트래킹 사이클을 실시하는 경우를 나타내고 있다.
구체적으로는, 스테이지 위치 측정기(139)가 미러(210)에 레이저를 조사하고, 미러(210)로부터 반사광을 수광함으로써 XY 스테이지(105)의 위치를 측장한다. 측장된 XY 스테이지(105)의 위치는 제어 계산기(110)에 출력된다. 제어 계산기(110) 내에서는 묘화 제어부(86)가 이러한 XY 스테이지(105)의 위치 정보를 편향 제어 회로(130)에 출력한다. 편향 제어 회로(130) 내에서는 XY 스테이지(105)의 이동에 맞추어 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록 빔 편향시키기 위한 편향량 데이터(트래킹 편향 데이터)를 연산한다. 디지털 신호인 트래킹 편향 데이터는 DAC 앰프(134)에 출력되고, DAC 앰프(134)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환한 후 증폭시켜 트래킹 편향 전압으로서 편향기(208)에 인가한다.
그리고, 묘화 기구(150)는 당해 샷에서의 멀티빔의 각 빔의 각각의 조사 시간 중 최대 묘화 시간(Ttr) 내의 각각의 화소(36)에 대응하는 묘화 시간(조사 시간, 혹은 노광 시간)동안 각 화소(36)에 멀티빔(20) 중 ON빔의 각각 대응하는 빔을 조사한다.
도 8의 예에서는, 좌표(1, 3)의 빔(1)에 의해 시각 t = 0에서 t = 최대 묘화 시간(Ttr)까지의 동안에 주목 그리드(29)의 예를 들면 최하단 오른쪽에서 1 번째의 화소에 1 샷째의 복수의 조사 단계(다중 노광)의 빔의 조사가 행해진다. 시각 t = 0에서 t = Ttr까지의 동안에 XY 스테이지(105)는 예를 들면 2 빔 피치분만큼 -x 방향으로 이동한다. 그 동안 트래킹 동작은 계속되고 있다.
당해 샷의 빔 조사 개시부터 당해 샷의 최대 묘화 시간(Ttr)이 경과한 후, 편향기(208)에 의해 트래킹 제어를 위한 빔 편향을 계속하면서, 트래킹 제어를 위한 빔 편향과는 별도로 편향기(209)에 의해 멀티빔(20)을 일괄적으로 편향시킴으로써 각 빔의 묘화 위치(전회의 묘화 위치)를 다음의 각 빔의 묘화 위치(금회의 묘화 위치)로 시프트한다. 도 8의 예에서는, 시각 t = Ttr이 된 시점에서, 주목 그리드(29)의 최하단 오른쪽에서 1 번째의 화소에서 밑에서부터 2 단째이며 오른쪽에서 1 번째의 화소로 묘화 대상 화소를 시프트한다. 그 동안에도 XY 스테이지(105)는 정속 이동하고 있으므로 트래킹 동작은 계속되고 있다.
그리고 트래킹 제어를 계속하면서, 시프트된 각 빔의 묘화 위치에 당해 샷의 최대 묘화 시간(Ttr) 내의 각각 대응하는 묘화 시간동안 멀티빔(20) 중 ON빔의 각각 대응하는 빔을 조사한다. 도 8의 예에서는, 좌표(1, 3)의 빔(1)에 의해 시각 t = Ttr에서 t = 2Ttr까지의 동안에 주목 그리드(29)의 예를 들면 밑에서부터 2 단째이며 오른쪽에서 1 번째의 화소에 2 샷째의 빔의 조사가 행해진다. 시각 t = Ttr에서 t = 2Ttr까지의 동안에 XY 스테이지(105)는 예를 들면 2 빔 피치분만큼 -x 방향으로 이동한다. 그 동안 트래킹 동작은 계속되고 있다.
도 8의 예에서는, 시각 t = 2Ttr이 된 시점에서, 주목 그리드(29)의 밑에서부터 2 단째이며 오른쪽에서 1 번째의 화소에서 밑에서부터 3 단째이며 오른쪽에서 1 번째의 화소로 편향기(209)에 의한 멀티빔의 일괄 편향에 의해 묘화 대상 화소를 시프트한다. 그 동안에도 XY 스테이지(105)는 이동하고 있으므로 트래킹 동작은 계속되고 있다. 그리고, 좌표(1, 3)의 빔(1)에 의해 시각 t = 2Ttr에서 t = 3Ttr까지의 동안에 주목 그리드(29)의 예를 들면 밑에서부터 3 단째이며 오른쪽에서 1 번째의 화소에 3 샷째의 빔의 조사가 행해진다. 시각 t = 2Ttr에서 t = 3Ttr까지의 동안에 XY 스테이지(105)는 예를 들면 2 빔 피치분만큼 -x 방향으로 이동한다. 그 동안 트래킹 동작은 계속되고 있다. 시각 t = 3Ttr이 된 시점에서, 주목 그리드(29)의 밑에서부터 3 단째이며 오른쪽에서 1 번째의 화소에서 밑에서부터 4 단째이며 오른쪽에서 1 번째의 화소로 편향기(209)에 의한 멀티빔의 일괄 편향에 의해 묘화 대상 화소를 시프트한다. 그 동안에도 XY 스테이지(105)는 이동하고 있으므로 트래킹 동작은 계속되고 있다. 그리고, 좌표(1, 3)의 빔(1)에 의해 시각 t = 3Ttr에서 t = 4Ttr까지의 동안에 주목 그리드(29)의 예를 들면 밑에서부터 4 단째이며 오른쪽에서 1 번째의 화소에 4 샷째의 빔의 조사가 행해진다. 시각 t = 3Ttr에서 t = 4Ttr까지의 동안에 XY 스테이지(105)는 예를 들면 2 빔 피치분만큼 -x 방향으로 이동한다. 그 동안 트래킹 동작은 계속되고 있다. 이상에 의해, 주목 그리드(29)의 오른쪽에서 1 번째의 화소열의 묘화가 종료된다.
도 8의 예에서는, 첫 회 위치에서 3 회 시프트된 후의 각 빔의 묘화 위치에 각각 대응하는 빔을 조사한 후, DAC 앰프 유닛(134)은 트래킹 제어용의 빔 편향을 리셋함으로써 트래킹 위치를 트래킹 제어가 개시된 트래킹 개시 위치로 되돌린다. 바꾸어 말하면, 트래킹 위치를 스테이지 이동 방향과 반대 방향으로 되돌린다. 도 8의 예에서는, 시각 t = 4Ttr이 된 시점에서, 주목 그리드(29)의 트래킹을 해제하고 x 방향으로 8 빔 피치분 이동된 주목 그리드로 빔을 되돌린다. 또한, 도 8의 예에서는 좌표(1, 3)의 빔(1)에 대해 설명하였으나, 그 외의 좌표의 빔에 대해서도 각각의 대응하는 그리드에 대하여 동일하게 묘화가 행해진다. 즉, 좌표(n, m)의 빔은 t = 4Ttr의 시점에서 대응하는 그리드에 대하여 오른쪽에서 1 번째의 화소열의 묘화가 종료된다. 예를 들면, 좌표(2, 3)의 빔(2)은 도 7의 빔(1)용의 주목 그리드(29)의 -x 방향으로 인접하는 그리드에 대하여 오른쪽에서 1 번째의 화소열의 묘화가 종료된다.
또한, 각 그리드의 오른쪽에서 1 번째의 화소열의 묘화는 종료되었으므로, 트래킹 리셋한 후에 차회의 트래킹 사이클에서 먼저 편향기(209)는 각 그리드의 밑에서부터 1 단째이며 오른쪽에서 2 번째의 화소에 각각 대응하는 빔의 묘화 위치를 맞추도록(시프트하도록) 편향시킨다.
이상과 같이 동일한 트래킹 사이클 중에는 편향기(208)에 의해 조사 영역(34)을 시료(101)에 대하여 상대 위치가 동일한 위치가 되도록 제어된 상태에서, 편향기(209)에 의해 1 화소씩 시프트시키면서 각 샷을 행한다. 그리고, 트래킹 사이클이 1 사이클 종료된 후, 조사 영역(34)의 트래킹 위치를 되돌린 후에 도 6의 하단에 나타낸 바와 같이 예를 들면 1 화소 이동된 위치에 1 회째의 샷 위치를 맞추고, 다음의 트래킹 제어를 행하면서 편향기(209)에 의해 1 화소씩 시프트시키면서 각 샷을 행한다. 스트라이프 영역(32)의 묘화 중에 이러한 동작을 반복함으로써, 조사 영역(34a ~ 34o)과 같은 식으로 순차적으로 조사 영역(34)의 위치가 이동해 가고, 당해 스트라이프 영역의 묘화를 행해 간다.
도 9는 실시 형태 1에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다. 도 9에서 실시 형태 1에서의 묘화 방법은 근접 효과 보정 조사 계수(Dp) 연산 공정(S104)과, 화소 내 패턴 면적 밀도(ρ’) 맵 작성 공정(S106)과, 조사 시간(t) 맵 작성 공정(S108)과, 데이터 전송 공정(S116)과, 묘화 공정(S118)과, 판정 공정(S126)과 같은 일련의 공정을 실시한다. 묘화 공정(S118)은 그 내부 공정으로서 샷(k1) 공정(S118)과 샷(k2) 공정(S120)을 실시한다.
근접 효과 보정 조사 계수(Dp) 연산 공정(S104)으로서, 먼저, ρ 연산부(60)는 묘화 영역(여기서는 예를 들면 스트라이프 영역(32))을 소정의 사이즈로 메쉬 형상으로 복수의 근접 메쉬 영역(근접 효과 보정 계산용 메쉬 영역)으로 가상 분할한다. 근접 메쉬 영역의 사이즈는 근접 효과의 영향 범위의 1/10 정도, 예를 들면 1 μm 정도로 설정하면 적합하다. ρ 연산부(60)는 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 독출하고, 근접 메쉬 영역마다 당해 근접 메쉬 영역 내에 배치되는 패턴의 패턴 면적 밀도(ρ)를 연산한다.
이어서, Dp 연산부(62)는 근접 메쉬 영역마다 근접 효과를 보정하기 위한 근접 효과 보정 조사 계수(Dp)를 연산한다. 여기서, 근접 효과 보정 조사 계수(Dp)를 연산하는 메쉬 영역의 사이즈는 패턴 면적 밀도(ρ)를 연산하는 메쉬 영역의 사이즈와 동일할 필요는 없다. 또한, 근접 효과 보정 조사 계수(Dp)의 보정 모델 및 그 계산 방법은 종래의 싱글빔 묘화 방식에서 사용되고 있는 방법과 동일해도 상관없다.
화소 내 패턴 면적 밀도(ρ’) 맵 작성 공정(S106)으로서, ρ’ 맵 작성부(64)는 화소(36)마다 당해 화소(36) 내의 패턴 면적 밀도(ρ')를 연산한다. ρ’의 메쉬 사이즈는 예를 들면 화소(28)의 크기와 동일하게 한다.
조사 시간(t) 맵 작성 공정(S108)으로서, 먼저, D 연산부(66)는 화소(묘화 대상 화소)(36)마다 당해 화소(36)에 조사하기 위한 조사량(D)을 연산한다. 조사량(D)은 예를 들면, 미리 설정된 기준 조사량(Dbase)에 근접 효과 보정 조사 계수(Dp)와 패턴 면적 밀도(ρ')를 곱한 값으로서 연산하면 된다. 이와 같이, 조사량(D)은 화소(36)마다 산출된 패턴의 면적 밀도에 비례하여 구하면 적합하다.
이어서, t 연산부(68)는 먼저 화소(36)마다 당해 화소(36)에 연산된 조사량(D)을 입사시키기 위한 전자빔의 조사 시간(t)을 연산한다. 조사 시간(t)은 조사량(D)을 전류 밀도(J)로 나눔으로써 연산할 수 있다. 그리고, 화소(36)마다 얻어진 조사 시간(t)을 정의하는 조사 시간(t) 맵을 작성한다. 작성된 t 맵은 기억 장치(142)에 저장된다. 실시 형태 1에서는 예를 들면 각 화소(36)의 조사 시간(t)을 당해 화소(36)의 ON / OFF 제어 신호로 한다. 혹은, 각 화소(36)의 조사 시간(t)을 클록 주기로 나눈 카운트값을 당해 화소(36)의 ON / OFF 제어 신호로 한다.
이어서, 배열 가공부(72)는 각 빔의 샷순으로 ON / OFF 제어 신호(조사 시간(t) 혹은 카운트값)(조사 시간 배열 데이터 혹은 샷 데이터라고도 함)를 가공한다. 도 8에서 설명한 바와 같이, 스테이지의 이동 방향으로 옆의 화소(36)가 다음에 샷되는 것은 아니다. 따라서, 여기서는 묘화 시퀀스를 따라 멀티빔(20)이 차례로 샷하게 될 화소(36)순으로 각 화소(36)의 ON / OFF 제어 신호가 나열되도록 순서를 가공한다. 또한, 각 샷에서 직렬로 접속된 시프트 레지스터(40)순으로 ON / OFF 제어 신호가 나열되도록 순서를 가공한다. 가공된 ON / OFF 제어 신호는 기억 장치(142)에 저장된다.
데이터 전송 공정(S116)으로서, 전송 처리부(78)는 샷마다 당해 샷의 ON / OFF 제어 신호를 편향 제어 회로(130)에 일괄 전송한다. 편향 제어 회로(130)는 샷마다 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)(블랭킹 장치)에 멀티빔(20)의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일괄 전송한다. 구체적으로는, 편향 제어 회로(130)는 샷마다 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 각 빔용의 제어 회로(41)에 ON / OFF 제어 신호를 일괄 전송한다.
묘화 공정(S118)으로서, 묘화 기구(150)는 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)에 탑재된 복수의 개별 블랭킹 기구(47)에 의해 멀티빔(20)이 복수의 그룹으로 그룹화된 그룹마다 조사 타이밍을 전환하면서, 일괄 전송된 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 따라 멀티빔(20)을 묘화 대상 기판(101)에 조사한다. 구체적으로는 이하와 같이 동작한다.
도 10은 실시 형태 1에서의 개별 블랭킹 제어 회로의 내부 구성을 나타내는 개념도이다. 도 10에서 묘화 장치(100) 본체 내의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)에 배치된 개별 블랭킹 제어용의 각 제어 회로(41)에는 시프트 레지스터(40), 버퍼 레지스터(45), 버퍼 레지스터(42), 레지스터(43), 카운터 회로(44) 및 앰프(46)가 차례로 배치된다. 실시 형태 1에서는 n 비트(예를 들면 10 비트)의 제어 신호에 의해 각 빔용의 개별 블랭킹 제어를 행한다. 여기서, 예를 들면 어레이 형상(행렬 형상)으로 배열되는 p×q 개의 멀티빔(20) 중 예를 들면 동일한 행의 p 개의 빔의 제어 회로(41) 내의 시프트 레지스터(40)가 직렬로 접속된다. 도 10의 예에서는, 동일한 행에 나열되는 4 개의 빔의 각 제어 회로(41)의 시프트 레지스터(40a, 40b, 40c, 40d)가 직렬로 접속되는 경우를 나타내고 있다. 여기서, 실시 형태 1에서는 p×q 개의 멀티빔(20)을 복수의 그룹으로 그룹화한다. 예를 들면, 열마다 교호로 2 개의 그룹으로 그룹화한다. 예를 들면, 각 행의 홀수열의 빔을 그룹 1로 하고, 각 행의 짝수열의 빔을 그룹 2로 한다. 동일한 그룹 내의 레지스터(43)(기억 장치)끼리는 접속된다. 바꾸어 말하면, 기판(31) 내부에 배치된 복수의 레지스터(43)(기억 장치)는 멀티빔(20)을 복수의 그룹으로 그룹화한다. 도 10의 예에서는, 시프트 레지스터(40)가 직렬로 접속되는 동일한 행에 배열되는 4 개의 빔의 각 제어 회로(41a ~ 41d) 내의 레지스터(43a)와 레지스터(43c)가 동일한 그룹으로서 접속된다. 레지스터(43b)와 레지스터(43d)가 동일한 그룹으로서 접속된다. 이와 같이, 인접하는 빔이 상이한 그룹에 속하도록 그룹화되면 적합하다. 이에 따라, 인접하는 빔으로부터의 쿨롱 효과의 영향을 배제할 수 있다. 그리고, 실시 형태 1에서는 기판(31) 내부에 배치된 복수의 레지스터(43)(기억 장치)는 그룹마다 시기를 늦추면서 당해 레지스터(43) 내에 저장되는 ON / OFF 제어 신호를 대응하는 앰프(46)(스위칭 회로)에 출력한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
도 11은 실시 형태 1에서의 멀티빔의 ON / OFF 제어 신호의 전송 처리와 제어 회로 내의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다. 전술한 바와 같이, 실시 형태 1에서는 p×q 개의 멀티빔(20) 중 예를 들면 동일한 행의 p 개의 빔용의 시프트 레지스터(40a, 40b, 40c, 40d, ···)가 직렬로 접속된다. 따라서, 1 회의 멀티빔의 샷에는 멀티빔의 행마다 통합된 n 비트의 멀티빔의 ON / OFF 제어 신호가 멀티빔의 열만큼 존재한다. 이러한 데이터군이 멀티빔의 샷마다 편향 제어 회로(130)로부터 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)에 일괄 전송된다. 예를 들면, 이러한 데이터군이 병렬로 일괄 전송된다. (k+2) 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되는 경우, 예를 들면 p 회의 클록 신호에 의해 각 빔의 ON / OFF 제어 신호가 대응하는 시프트 레지스터(40)에 저장된다. 도 10의 예에서는, 제5 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되고 있는 경우를 나타내고 있다. 도 11의 예에서는, 4 회의 클록 신호에 의해 4 개의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 대응하는 시프트 레지스터(40a, 40b, 40c, 40d)에 저장된다.
(k+2) 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되고 있을 때의 각 빔용의 버퍼 레지스터(45a)(버퍼 1)에는 (k+1) 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있다. 또한, 동시기의 각 빔용의 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있다. 도 11의 예에서는, 제5 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되고 있을 때의 각 빔용의 버퍼 레지스터(45a)(버퍼 1)에는, 전회의 샷인 제4 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있다. 각 빔용의 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에는 더 전회의 샷인 제3 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있다. 바꾸어 말하면, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)(블랭킹 장치)에 일괄 전송된 멀티빔(20)의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 내의 복수의 버퍼 레지스터(45)(제1 기억 장치의 일례) 중 대응하는 버퍼 레지스터(45)에 각각 일시적으로 저장한다. 마찬가지로, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)(블랭킹 장치)에 일괄 전송된 멀티빔(20)의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 내의 복수의 버퍼 레지스터(42)(제1 기억 장치의 다른 일례) 중 대응하는 버퍼 레지스터(42)에 각각 일시적으로 저장한다.
(k+2) 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되고 있는 동안에, 편향 제어 회로(130)로부터는 리셋 신호가 각 레지스터(43)에 출력된다. 이에 따라, 모든 빔용의 레지스터(43)에 저장된 ON / OFF 제어 신호가 삭제된다.
이어서 샷(k1) 공정(S120)으로서, 먼저 편향 제어 회로(130)로부터 그룹 1의 판독 1 신호(로드 1)가 그룹 1의 레지스터(43)에 출력된다. 이에 따라, 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에는 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에 저장되어 있는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 판독된다. 한편, 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에는 리셋된 상태가 계속되므로, 샷의 ON / OFF 제어 신호는 판독되지 않는다. 따라서, 이러한 상태에서는 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에만 k 번째의 샷(도 11의 예에서는 제3 번째의 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있는 상태가 된다.
이어서, 편향 제어 회로(130)로부터 1 회째(그룹 1용)의 샷 신호가 전체 빔의 카운터 회로(44)에 출력된다. 이에 따라, 각 빔용의 카운터 회로(44)는 당해 빔용의 레지스터(43)에 저장되어 있는 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 앰프(46)에 빔 ON 신호를 출력한다. 구체적으로는, ON / OFF 제어 신호가 나타내는, 당해 빔의 조사 시간에 상당하는 카운트수만큼 클록 주기로 카운트한다. 그리고, 카운트하고 있는 동안만큼 CMOS 인버터 회로(앰프(46))의 입력을 H(액티브)로 한다. 그리고, ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간이 경과하면 앰프(46)에 빔 OFF 신호를 출력한다. 구체적으로는, 카운트 완료 후에 CMOS 인버터 회로(앰프(46))의 입력을 L로 한다. 여기서, 그룹 1의 레지스터(43)에는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있으므로, 그룹 1의 카운터 회로(44)는 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 앰프(46)에 빔 ON 신호를 출력한다. 한편, 그룹 2의 레지스터(43)에는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있지 않으므로, 그룹 2의 카운터 회로(44)는 앰프(46)에 빔 OFF 신호를 출력한다.
따라서, 그룹 1의 앰프(46)는 카운터 회로(44)로부터 빔 ON 신호가 입력되고 있는 동안만큼 제어 전극(24)에 그라운드 전위를 인가함으로써, 당해 빔을 편향시키지 않고 제한 애퍼처(206)를 통과시킨다. 한편, 그룹 2의 앰프(46)는 카운터 회로(44)로부터 빔 ON 신호가 입력되지 않았으므로 제어 전극(24)에 양의 전위(Vdd)를 인가함으로써 당해 빔을 블랭킹 편향시켜 제한 애퍼처(206)에서 차폐한다. 이에 따라, 그룹 1의 k 번째의 샷(샷(k1))이 실행된다. 이러한 샷(k1)에서 묘화 기구(150)는 구체적으로는 이하와 같이 동작한다.
전자총(201)(방출부)으로부터 방출된 전자빔(200)은 조명 렌즈(202)에 의해 대략 수직으로 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 조명한다. 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 기구(204)의 각각 대응하는 블랭커(제어 전극(24)과 대향 전극(26)의 조)(제1 편향기 : 개별 블랭킹 기구(47)) 내를 통과한다. 이러한 블랭커는 각각 적어도 개별적으로 통과하는 전자빔(20)을 설정된 묘화 시간(조사 시간)동안 빔이 ON 상태가 되도록 블랭킹 제어한다. 여기서는 그룹 1의 빔만이 묘화 시간(조사 시간)동안 빔 ON 상태가 된다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)를 통과한 멀티빔(20a ~ e)은 축소 렌즈(205)에 의해 축소되고, 제한 애퍼처 부재(206)에 형성된 중심의 홀을 향해 진행된다. 여기서, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 블랭커에 의해 편향된 전자빔(20)은 제한 애퍼처 부재(206)(블랭킹 애퍼처 부재)의 중심의 홀로부터 위치가 벗어나, 제한 애퍼처 부재(206)에 의해 차폐된다. 한편, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 블랭커에 의해 편향되지 않은 전자빔(20)은 도 1에 나타낸 바와 같이 제한 애퍼처 부재(206)의 중심의 홀을 통과한다. 이와 같이, 제한 애퍼처 부재(206)는 개별 블랭킹 기구(47)에 의해 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 각 빔을 차폐한다. 그리고, 빔 ON이 된 후에 빔 OFF가 될 때까지 형성된 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 빔에 의해 1 회분의 샷의 각 빔이 형성된다. 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 멀티빔(20)은 대물 렌즈(207)에 의해 초점이 맞춰져 원하는 축소율의 패턴상이 되고, 편향기(208) 및 편향기(209)에 의해 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 각 빔(멀티빔(20) 전체)이 동일 방향으로 일괄적으로 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 추종하도록 편향기(208)에 의해 제어된다. 한 번에 조사되는 멀티빔(20)은 이상적으로는 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 복수의 홀(22)의 배열 피치에 전술한 원하는 축소율을 곱한 피치로 나열되게 된다.
그룹 1의 샷(샷 1)이 종료되면, k+2 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되고 있는 동안에 편향 제어 회로(130)로부터는 리셋 신호가 각 레지스터(43)에 출력된다. 이에 따라, 모든 빔용의 레지스터(43)에 저장된 ON / OFF 제어 신호가 삭제된다.
이어서 샷(k2) 공정(S122)으로서, 먼저 편향 제어 회로(130)로부터 그룹 2의 판독 2 신호(로드 2)가 그룹 2의 레지스터(43)에 출력된다. 이에 따라, 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에는 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에 저장되어 있는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 판독된다. 한편, 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에는 리셋 된 상태가 계속되므로, 샷의 ON / OFF 제어 신호는 판독되지 않는다. 따라서, 이러한 상태에서는 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에만 k 번째의 샷(도 11의 예에서는 제3 번째의 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있는 상태가 된다.
이어서, 편향 제어 회로(130)로부터 2 회째(그룹 2용)의 샷 신호가 전체 빔의 카운터 회로(44)에 출력된다. 이에 따라, 각 빔용의 카운터 회로(44)는 당해 빔용의 레지스터(43)에 저장되어 있는 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 앰프(46)에 빔 ON 신호를 출력한다. 이번에는 그룹 2의 레지스터(43)에는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있으므로, 그룹 2의 카운터 회로(44)는 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 앰프(46)에 빔 ON 신호를 출력한다. 한편, 그룹 1의 레지스터(43)에는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있지 않으므로, 그룹 2의 카운터 회로(44)는 앰프(46)에 빔 OFF 신호를 출력한다.
따라서, 그룹 2의 앰프(46)는 카운터 회로(44)로부터 빔 ON 신호가 입력되고 있는 동안만큼 제어 전극(24)에 그라운드 전위를 인가함으로써, 당해 빔을 편향시키지 않고 제한 애퍼처(206)를 통과시킨다. 한편, 그룹 1의 앰프(46)는 카운터 회로(44)로부터 빔 ON 신호가 입력되고 있지 않으므로 제어 전극(24)에 양의 전위(Vdd)를 인가함으로써 당해 빔을 블랭킹 편향시켜 제한 애퍼처(206)에서 차폐한다. 이에 따라, 그룹 2의 k 번째의 샷(샷(k2))이 실행된다. 묘화 기구(150)의 동작은 전술한 동작과 동일하다. 단, 여기서는 그룹 2의 빔만이 설정된 조사 시간동안 빔 ON 상태가 된다.
바꾸어 말하면, 복수의 버퍼 레지스터(42)에 저장된, 일괄 전송된 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호 중 일부(그룹 1)의 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일시적으로 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 내의 그룹 1의 복수의 레지스터(43)(제2 기억 장치)에 일시적으로 저장한다. 그리고, 복수의 버퍼 레지스터(42)에 저장된, 일괄 전송된 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호 중 잔부(殘部)(그룹 2)의 빔의 ON / OFF 제어 신호를 그룹 1의 복수의 레지스터(43)로의 저장과는 시기를 늦추어 일시적으로 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 내의 그룹 2의 복수의 레지스터(43)(제3 기억 장치)에 일시적으로 저장하게 된다. 그리고, 일부(그룹 1)의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 그룹 1의 복수의 레지스터(43)(제2 기억 장치)에 저장되어 있는 기간 동안 그룹 2의 복수의 레지스터(43)(제3 기억 장치)의 정보는 리셋되어 있다. 반대로, 잔부(그룹 2)의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 그룹 2의 복수의 레지스터(43)(제3 기억 장치)에 저장되어 있는 기간 동안 그룹 1의 복수의 레지스터(43)의 정보는 리셋되어 있다. 그리고, 일부(그룹 1)의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 그룹 1의 복수의 레지스터(43)(제2 기억 장치)에 저장되고, 그룹 2의 복수의 레지스터(43)의 정보가 리셋되어 있는 상태에서, 그룹 1의 복수의 레지스터(43)와 그룹 2의 복수의 레지스터(43)로부터 저장된 정보를 독출한다. 이에 따라, 리셋되지 않은 그룹 1의 복수의 레지스터(43)만으로부터 빔의 ON / OFF 제어 신호가 출력되도록 할 수 있다. 마찬가지로, 잔부(그룹 2)의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 그룹 2의 복수의 레지스터(43)에 저장되고, 그룹 1의 복수의 레지스터(43)의 정보가 리셋되어 있는 상태에서, 그룹 1의 복수의 레지스터(43)와 그룹 2의 복수의 레지스터(43)로부터 저장된 정보를 독출한다. 이에 따라, 리셋되지 않은 그룹 2의 복수의 레지스터(43)만으로부터 빔의 ON / OFF 제어 신호가 출력되도록 할 수 있다.
이상과 같이, 멀티빔(20)용의 복수의 CMOS 인버터 회로(앰프(46))(스위칭 회로의 일례)는, 기판(31) 내부에 배치되며, 복수의 레지스터(43)에 각각 접속되어 대응하는 레지스터(43)에 저장되는 ON / OFF 제어 신호를 따라 2 치의 전위를 전환한다. 그리고, ON / OFF 제어 신호가 전송되고 있는 동안에 각 그룹의 샷(k1, k2)을 조사 타이밍을 늦추면서 연속으로 행한다.
로드 2 신호가 출력된 후이며 (k+2) 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호의 일괄 전송이 종료된 후에, 편향 제어 회로(130)로부터는 버퍼 시프트 신호가 버퍼 레지스터(45, 42)에 출력된다. 이에 따라, 각 빔용의 버퍼 레지스터(45)(버퍼 1)에는 시프트 레지스터(40)에 저장되어 있는 (k+2) 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 시프트된다. 동시에, 각 빔용의 버퍼 레지스터(42)(버퍼 2)에는 버퍼 레지스터(45)에 저장되어 있는 (k+1) 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 시프트된다.
그리고, 버퍼 시프트 신호가 출력된 후에 다음의 (k+3) 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호의 일괄 전송이 개시된다. 이하, 동일하게 반복된다. 이와 같이, 시프트 레지스터(40), 버퍼 레지스터(45), 버퍼 레지스터(42) 및 레지스터(43)와 같은 각 기억 장치는 기판(31) 내부에 배치되며, 일괄 전송된 멀티빔(20)의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일시적으로 저장한다. 특히, 멀티빔(20)의 복수의 레지스터(43)(기억 장치)는 멀티빔(20)을 그룹 분할하고 또한 일괄 전송된 멀티빔(20)의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일시적으로 저장한다.
도 10의 예에서는, 2 개의 버퍼 레지스트(45, 42)를 이용하여 2 회 앞(차차회)의 샷의 데이터 전송을 행하고 있는 동안에 금회의 샷이 행해지는 경우를 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 1 개의 버퍼 레지스트(42)를 이용하여 1 회 앞(차회)의 샷의 데이터 전송을 행하고 있는 동안에 금회의 샷이 행해지는 경우여도 된다. 어느 쪽이든, 데이터 전송 중에 그 전송 시에 행해지는 샷이 그룹마다 샷 타이밍을 늦추면서도 완료되면 된다.
이상과 같이, 실시 형태 1에 따르면 데이터 전송을 그룹마다 나눌 필요가 없다. 따라서, 스루풋의 열화를 억제할 수 있다. 또한 실시 형태 1에서는, 전송되는 ON / OFF 제어 신호 자체에는 샷 타이밍을 늦출 그룹을 식별할 정보가 없다. 그럼에도 불구하고, 도 10 및 도 11에 나타낸 바와 같이 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 내에서의 회로 구성에 의해 동일 샷으로서 전송되어 온 데이터에 대하여 그룹마다 샷 타이밍을 늦추면서 빔을 조사한다. 이에 따라, ON / OFF 제어 신호에 특별한 정보를 정의할 필요를 없앨 수 있다. 또한 실시 형태 1에서는, 제어 계산기(110) 또는 편향 제어 회로(130)와 같은 제어 기구로 특별히 빔 그룹을 식별하면서 제어할 필요가 없다.
판정 공정(S126)으로서, 묘화 제어부(86)는 모든 화소(36)로의 묘화 처리가 종료되었는지의 여부를 판정한다. 모든 화소(36)로의 묘화 처리가 종료되었다면 플로우를 종료한다. 모든 화소(36)로의 묘화 처리가 종료되지 않은 경우에는 데이터 전송 공정(S116)으로 되돌아와 데이터 전송 공정(S116) 이후의 각 공정을 반복한다.
도 12는 실시 형태 1의 비교예에서의 빔 샷과 쿨롱 효과의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 실시 형태 1의 비교예에서는 샷마다 멀티빔(20) 전체가 동일한 조사 타이밍으로 조사되는 경우를 나타내고 있다. 이러한 경우 개별 빔마다 조사 시간이 상이하므로, 조사(노광) 개시 시가 쿨롱 효과의 영향을 가장 많이 받는다. 한편, 최대 노광 시간 부근에서는 일부의 빔의 조사가 이미 종료되어 있으므로, 쿨롱 효과의 영향이 작아진다. 따라서, 조사(노광) 개시 시의 전체 빔의 전류량의 합계를 낮추는 것이 바람직하다. 실시 형태 1에서는 멀티빔(20)을 복수의 그룹으로 분할하여 각 샷 시에 그룹마다 조사 시기를 늦추므로, 그룹 단위로의 조사(노광) 개시 시의 당해 그룹의 빔의 전류량의 합계는 멀티빔(20) 전체에서 동시 조사(노광) 개시 시의 전체 빔의 전류량의 합계보다 줄일 수 있다. 따라서, 쿨롱 효과의 영향을 저감시킬 수 있다. 한편, 각 샷의 데이터 전송은 1 회로 끝낼 수 있으므로, 전송 시간의 증가에 따른 스루풋의 열화를 회피할 수 있다.
도 13은 실시 형태 1에서의 멀티빔의 그룹 분할 방법의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 전술한 예에서는 각 샷에서의 멀티빔 전체의 전류량의 크기에 상관없이 그룹 1의 조사와 그룹 2의 조사를 행하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 멀티빔(20)의 동시기의 샷의 빔 전류량의 합계가 임계치를 초과하는 샷에 대해 그룹마다 조사 타이밍을 전환하면서 멀티빔(20)을 조사한다. 한편, 멀티빔의 동시기의 샷의 빔 전류량의 합계가 임계치를 초과하지 않는 샷에 대해 그룹마다 조사 타이밍을 전환하지 않고, 일괄 전송된 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 따라 멀티빔(20)을 조사한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
전류량 연산 공정으로서, 묘화 시퀀스를 따라 멀티빔(20)이 차례로 샷하게 되는 화소(36)순으로 각 화소(36)의 ON / OFF 제어 신호가 나열되도록 순서가 가공된 후, 전류량 연산부(80)는 샷마다 당해 샷에서의 멀티빔(20) 전체에서의 전류량을 연산한다.
판정 공정으로서, 판정부(82)는 연산된 당해 샷에서의 멀티빔(20) 전체에서의 전류량이 임계치를 초과하는지의 여부를 판정한다.
커맨드 출력 공정으로서, 커맨드 출력부(84)는 연산된 당해 샷에서의 멀티빔(20) 전체에서의 전류량이 임계치를 초과하는 경우에는, 당해 샷용의 ON / OFF 제어 신호를 편향 제어 회로(130)에 전송 시에 조사 타이밍을 늦춘다는 것을 나타내는 식별 가능한 신호 1(커맨드 1)을 편향 제어 회로(130)에 출력한다. 커맨드 출력부(84)는 연산된 당해 샷에서의 멀티빔(20) 전체에서의 전류량이 임계치를 초과하지 않는 경우에는, 당해 샷용의 ON / OFF 제어 신호를 편향 제어 회로(130)에 전송 시에 조사 타이밍을 늦추지 않는다는 것을 나타내는 식별 가능한 신호 2(커맨드 2)를 편향 제어 회로(130)에 출력한다.
커맨드 1이 편향 제어 회로(130)에 출력된 경우에는, 전술한 바와 같이 멀티빔(20)의 동시기의 샷의 빔 전류량의 합계가 임계치를 초과하는 샷에 대해 그룹마다 시기를 늦추면서 각 레지스터(43) 내에 저장되는 ON / OFF 제어 신호를 대응하는 CMOS 인버터 회로에 출력한다. 따라서, 그룹 1의 k 번째의 샷(샷(k1)) 후에 그룹 2의 k 번째의 샷(샷(k2))이 실행된다. 한편, 커맨드 2가 편향 제어 회로(130)에 출력된 경우에는 이하와 같이 동작한다.
샷(k1) 공정(S120)에서, 먼저 편향 제어 회로(130)로부터 그룹 1의 판독 1 신호(로드 1)가 그룹 1의 레지스터(43)에 출력된다. 동시기에 편향 제어 회로(130)로부터 그룹 2의 판독 2 신호(로드 2)가 그룹 2의 레지스터(43)에 출력된다. 이에 따라, 도 11에서 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에는 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에 저장되어 있는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 판독된다. 마찬가지로, 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에는 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에 저장되어 있는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 판독된다. 따라서, 이러한 상태에서는 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에뿐만 아니라 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에 대해서도 k 번째의 샷(도 11의 예에서는 제3 번째의 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있는 상태가 된다.
이어서, 편향 제어 회로(130)로부터 1 회째(그룹 1용)의 샷 신호가 전체 빔의 카운터 회로(44)에 출력된다. 여기서의 샷 신호는 그룹 1용뿐만 아니라 그룹 2용도 된다. 이에 따라, 각 빔용의 카운터 회로(44)는 당해 빔용의 레지스터(43)에 저장되어 있는 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 앰프(46)에 빔 ON 신호를 출력한다. 이러한 케이스에서는, 그룹 1의 레지스터(43)에는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있으므로, 그룹 1의 카운터 회로(44)는 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 앰프(46)에 빔 ON 신호를 출력한다. 마찬가지로, 그룹 2의 레지스터(43)에는 k 번째의 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있으므로, 그룹 2의 카운터 회로(44)는 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 앰프(46)에 빔 ON 신호를 출력한다.
따라서, 그룹 1, 2의 앰프(46)는 카운터 회로(44)로부터 빔 ON 신호가 입력되고 있는 동안만큼 제어 전극(24)에 그라운드 전위를 인가함으로써, 당해 빔을 편향시키지 않고 제한 애퍼처(206)를 통과시킨다. 이에 따라, 빔 전류량의 합계가 임계치를 초과하지 않는 샷에 대해 그룹마다 시기를 늦추지 않고 각 레지스터(43) 내에 저장되는 ON / OFF 제어 신호를 대응하는 CMOS 인버터 회로에 출력한다. 따라서, 그룹 1의 k 번째의 샷(샷(k1))과 병행하여 그룹 2의 k 번째의 샷(샷(k2))이 실행된다.
이러한 경우에는 샷(k1) 후에 샷(k2)을 실행할 필요가 없으므로, 다음의 (k+1) 번째의 샷으로 이행할 수 있다.
여기서, 전술한 예에서는 도 10에 나타낸 바와 같이 예를 들면 각 행의 홀수열의 빔을 그룹 1로 하고 각 행의 짝수열의 빔을 그룹 2로 하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 그룹화의 방식은 이에 한정되지 않는다.
도 14의 (a)와 도 14의 (b)는 실시 형태 1에서의 개별 블랭킹 제어 회로의 내부 구성의 다른 일례와 빔의 소속 그룹의 일례를 나타내는 개념도이다. 도 14의 (a)에 나타낸 바와 같이, 예를 들면 홀수행의 빔에 대해 홀수열의 빔을 그룹 1로 하고 짝수열의 빔을 그룹 2로 한다. 그리고, 짝수행의 빔에 대해 홀수열의 빔을 그룹 3으로 하고 짝수열의 빔을 그룹 4로 한다. 이러한 경우에는 예를 들면 그룹 1, 그룹 2, 그룹 3, 그룹 4의 순으로 시기를 늦추면서 멀티빔이 조사된다. 이러한 경우에는 도 11에서 편향 제어 회로(130)로부터 리셋 신호, 판독 1 신호(로드 1), 샷 신호, 리셋 신호, 판독 2 신호(로드 2), 샷 신호, (도시하지 않은)리셋 신호, (도시하지 않은)판독 3 신호(로드 3), (도시하지 않은)샷 신호, (도시하지 않은)리셋 신호, (도시하지 않은)판독 4 신호(로드 4), (도시하지 않은)샷 신호의 순으로 각 제어 신호가 출력되게 된다. 이에 따라, 도 14의 (b)에 나타낸 바와 같이 행 및 열 방향으로 인접하는 빔이 상이한 그룹에 속하도록 그룹화되면 더 적합하다. 이에 따라, 행 혹은 열 방향으로만 인접하는 빔으로부터의 쿨롱 효과의 영향을 배제하는 경우보다 더 쿨롱 효과의 영향을 배제할 수 있다.
도 15의 (a)와 도 15의 (b)는 실시 형태 1에서의 개별 블랭킹 제어 회로의 내부 구성의 다른 일례를 나타내는 개념도이다. 전술한 예에서는 도 15의 (a)에 나타낸 바와 같이 레지스터(43)에 의해 그룹 분할된 경우에 대해 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 도 15의 (b)에 나타낸 바와 같이, 카운터 회로(44)를 그룹 분할함으로써 샷 1 및 샷 2와 같은 샷 신호를 대응하는 그룹의 카운터 회로(44)에 차례로 출력해도 된다.
이상과 같이, 실시 형태 1에 따르면 데이터 전송량을 늘리지 않고 빔 전류량의 합을 줄일 수 있다. 따라서, 멀티빔 묘화의 스루풋의 열화를 억제하면서 쿨롱 효과를 억제할 수 있다. 따라서, 쿨롱 효과에 의한 멀티빔상의 이른바 번짐 또는 위치 이탈을 회피 혹은 저감시킬 수 있다.
실시 형태 2.
실시 형태 1에서는 블랭킹 애퍼처 어레이 기구에 카운터 회로를 탑재하고, 개별 블랭킹 기구(47)의 카운터 회로로 개별 빔의 조사 시간을 제어하는 경우에 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 실시 형태 2에서는 공통 블랭킹 기구로 개별 빔의 조사 시간을 제어하는 경우에 대해 설명한다.
도 16은 실시 형태 2에서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 16에서 전자 경통(102) 내에 멀티빔(20) 전체를 편향 가능한 편향기(212)가 배치된 점 및 제어계 회로(160)가 로직 회로(131)를 더 가지는 점 이외에는 도 1과 동일하다. 편향 제어 회로(130)에는 또한 로직 회로(131)가 도시하지 않은 버스를 개재하여 접속되어 있다. 로직 회로(131)는 편향기(212)에 접속된다.
도 17은 실시 형태 2에서의 개별 블랭킹 제어 회로와 공통 블랭킹 제어 회로의 내부 구성을 나타내는 개념도이다. 도 17에서 묘화 장치(100) 본체 내의 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)에 배치된 개별 블랭킹 제어용의 각 제어 회로(41)에는 시프트 레지스터(40), 버퍼 레지스터(45), 버퍼 레지스터(42), 레지스터(43) 및 앰프(46)가 배치된다. 또한, 실시 형태 1에서는 수 비트(예를 들면 10 비트)의 제어 신호에 의해 제어되던 각 빔용의 개별 블랭킹 제어를 1 ~ 3 비트(예를 들면 1 비트)의 제어 신호에 의해 제어한다. 즉, 시프트 레지스터(40), 버퍼 레지스터(45), 버퍼 레지스터(42) 및 레지스터(43)에는 1 비트의 제어 신호가 입출력된다. 제어 신호의 정보량이 적음으로써 제어 회로(41)의 설치 면적을 줄일 수 있다. 바꾸어 말하면, 설치 스페이스가 좁은 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 상에 제어 회로(41)를 배치하는 경우에도 보다 작은 빔 피치로 보다 많은 빔을 배치할 수 있다. 이는 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)를 투과하는 전류량을 증가시키며, 즉 묘화 스루풋을 향상시킬 수 있다.
또한, 공통 블랭킹용의 로직 회로(131)에는 레지스터(50), 카운터(52) 및 공통 앰프(54)가 배치된다. 이쪽은 동시에 복수의 상이한 제어를 행하는 것이 아니라 ON / OFF 제어를 행하는 1 회로이면 되기 때문에, 고속으로 응답시키기 위한 회로를 배치하는 경우에도 설치 스페이스, 회로의 사용 전류의 제한의 문제가 발생하지 않는다. 따라서, 이 공통 앰프(54)는 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 상에 실현할 수 있는 앰프(46)보다 현격히 고속으로 동작한다. 이 공통 앰프(54)는 예를 들면 10 비트의 제어 신호에 의해 제어한다. 즉, 레지스터(50) 및 카운터(52)에는 예를 들면 10 비트의 제어 신호가 입출력된다.
실시 형태 2에서는 전술한 개별 블랭킹 제어용의 각 제어 회로(41)에 의한 빔 ON / OFF 제어와, 멀티빔 전체를 일괄적으로 블랭킹 제어하는 공통 블랭킹 제어용의 로직 회로(131)에 의한 빔 ON / OFF 제어의 양방을 이용하여 각 빔의 블랭킹 제어를 행한다.
도 18은 실시 형태 2에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타내는 순서도이다. 도 18에서 실시 형태 2에서의 묘화 방법은 조사 시간(t) 맵 작성 공정(S108)과 데이터 전송 공정(S116)의 사이에 조사 시간 배열 데이터 가공 공정(S110)을 추가한다는 점, 묘화 공정(S118)과 판정 공정(S126)의 사이에 판정 공정(S124)을 추가한다는 점 이외에는 도 9와 동일하다. 또한 이하, 특별히 설명하는 점 이외의 내용은 실시 형태 1과 동일하다.
근접 효과 보정 조사 계수(Dp) 연산 공정(S104)부터 조사 시간(t) 맵 작성 공정(S108)까지의 공정은 실시 형태 1과 동일하다.
조사 시간 배열 데이터 가공 공정(S110)으로서, 배열 가공부(72)는 각 화소(36)의 조사 시간 데이터가 나타내는 조사 시간을 복수의 분할 샷용으로 가공한다. 구체적으로는 이하와 같이 가공한다.
도 19는 실시 형태 2에서의 복수의 분할 샷의 자릿수와 조사 시간의 일례를 나타내는 도면이다. 실시 형태 2에서는 1 회분의 샷의 최대 조사 시간(Ttr)을 동일한 위치에 연속으로 조사되는 조사 시간이 상이한 n 회의 분할 샷으로 분할한다. 먼저, 최대 조사 시간(Ttr)을 양자화 단위(Δ)(계조치 분해능)로 나눈 계조치(Ntr)를 정한다. 예를 들면 n = 10으로 한 경우, 10 회의 분할 샷으로 분할한다. 계조치(Ntr)를 자릿수(n)의 2 진수의 값으로 정의하는 경우, 계조치 Ntr = 1023이 되도록 양자화 단위(Δ)를 미리 설정하면 된다. 이에 따라, 최대 조사 시간 Ttr = 1023Δ가 된다. 그리고, 도 19에 나타낸 바와 같이 n 회의 분할 샷은 자릿수 k' = 0 ~ 9까지의 2k'Δ 중 어느 하나의 조사 시간을 가진다. 바꾸어 말하면, 512Δ(= 29Δ), 256Δ(= 28Δ), 128Δ(= 27Δ), 64Δ(= 26Δ), 32Δ(= 25Δ), 16Δ(= 24Δ), 8Δ(= 23Δ), 4Δ(= 22Δ), 2Δ(= 21Δ), Δ(= 20Δ) 중 어느 하나의 조사 시간을 가진다. 즉, 1 회분의 멀티빔의 샷은 512Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷과, 256Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷과, 128Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷과, 64Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷과, 32Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷과, 16Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷과, 8Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷과, 4Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷과, 2Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷과, Δ의 조사 시간(tk’)을 가지는 분할 샷으로 분할된다.
따라서, 각 화소(36)에 조사할 임의의 조사 시간(t)(= NΔ)은 이러한 512Δ(= 29Δ), 256Δ(= 28Δ), 128Δ(= 27Δ), 64Δ(= 26Δ), 32Δ(= 25Δ), 16Δ(= 24Δ), 8Δ(= 23Δ), 4Δ(= 22Δ), 2Δ(= 21Δ), Δ(= 20Δ) 및 0 중 적어도 1 개의 조합에 의해 정의할 수 있다. 예를 들면, N = 50의 샷이라면 50 = 25+24+21이므로, 25Δ의 조사 시간을 가지는 분할 샷과, 24Δ의 조사 시간을 가지는 분할 샷과, 21Δ의 조사 시간을 가지는 분할 샷의 조합이 된다. 또한, 각 화소(36)에 조사할 임의의 조사 시간(t)의 계조치(N)를 2 진수 변환하는 경우에는, 가능한 한 큰 자리의 값을 사용하도록 정의하면 적합하다.
배열 가공부(72)는 먼저 화소(36)마다 얻어진 조사 시간(t)을 양자화 단위(Δ)(계조치 분해능)로 나눔으로써 정수의 계조치(N) 데이터를 산출한다. 계조치(N) 데이터는 예를 들면 0 ~ 1023의 계조치로 정의된다. 양자화 단위(Δ)는 다양하게 설정 가능한데, 예를 들면 1 ns(나노초) 등으로 정의할 수 있다. 양자화 단위(Δ)는 예를 들면 1 ~ 10 ns의 값을 이용하면 적합하다. 여기서는 전술한 바와 같이 1 샷당 최대 조사 시간(Ttr)의 계조치(Ntr)가 1023이 되도록 양자화 단위(Δ)를 설정한다. 단, 이에 한정되지 않는다. 최대 조사 시간(Ttr)의 계조치(Ntr)가 1023 이하가 되도록 양자화 단위(Δ)를 설정하면 된다.
이어서, 배열 가공부(72)는 화소(36)마다 빔 ON으로 할 분할 샷의 합계 조사 시간이 연산된 빔의 조사 시간에 상당하는 조합이 되도록 복수의 분할 샷의 각 분할 샷을 빔 ON으로 할지 빔 OFF로 할지를 결정한다. 화소(36)마다 얻어진 조사 시간(t)은 값 0과 1 중 어느 하나를 나타내는 정수(wk’)와 n 개의 분할 샷의 k' 자리째의 분할 샷의 조사 시간(tk’)을 이용하여 이하의 식(1)로 정의된다. 정수(wk’)가 1이 되는 분할 샷은 ON, 정수(wk’)가 0이 되는 분할 샷은 OFF로 결정할 수 있다.
(1)
Figure 112017030794577-pat00001
예를 들면, N = 700이면 w9 = 1, w8 = 0, w7 = 1, w6 = 0, w5 = 1, w4 = 1, w3 = 1, w2 = 1, w1 = 0, w0 = 0이 된다. 따라서, t9의 분할 샷이 ON, t8의 분할 샷이 OFF, t7의 분할 샷이 ON, t6의 분할 샷이 OFF, t5의 분할 샷이 ON, t4의 분할 샷이 ON, t3의 분할 샷이 ON, t2의 분할 샷이 ON, t1의 분할 샷이 OFF, t0의 분할 샷이 OFF라고 결정할 수 있다.
이어서, 배열 가공부(72)는 1 회분의 샷을 동일한 위치에 연속으로 조사되는 조사 시간이 상이한 복수 회의 분할 샷으로 분할하기 위한 분할 샷의 조사 시간 배열 데이터를 생성한다. 배열 가공부(72)는 화소(36)마다 당해 화소에 실시될 분할 샷의 조사 시간 배열 데이터를 생성한다. 예를 들면, N = 50이면 50 = 25+24+21이므로 “0000110010”이 된다. 예를 들면, N = 500이면 마찬가지로 “0111110100”이 된다. 예를 들면, N = 700이면 마찬가지로 “1010111100”이 된다. 예를 들면, N = 1023이면 마찬가지로 “1111111111”이 된다.
그리고, 배열 가공부(72)는 각 빔의 샷순으로 조사 시간 배열 데이터를 가공한다. 도 8에서 설명한 바와 같이, 스테이지의 이동 방향으로 옆의 화소(36)가 다음에 샷되는 것은 아니다. 따라서, 여기서는 묘화 시퀀스를 따라 멀티빔(20)이 차례로 샷하게 되는 화소(36)순으로 각 화소(36)의 조사 시간 배열 데이터가 나열되도록 순서를 가공한다. 또한, 각 샷 중의 각 분할 샷에서 직렬로 접속된 시프트 레지스터(40)순으로 ON / OFF 제어 신호가 나열되도록 순서를 가공한다. 가공된 ON / OFF 제어 신호는 기억 장치(142)에 저장된다.
데이터 전송 공정(S116)으로서, 전송 처리부(78)는 분할 샷마다 당해 샷의 ON / OFF 제어 신호를 편향 제어 회로(130)에 일괄 전송한다. 편향 제어 회로(130)는 분할 샷마다 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)(블랭킹 장치)에 멀티빔(20)의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일괄 전송한다. 구체적으로는, 편향 제어 회로(130)는 분할 샷마다 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 각 빔용의 제어 회로(41)에 ON / OFF 제어 신호를 일괄 전송한다.
묘화 공정(S118)으로서, 묘화 기구(150)는 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)에 탑재된 복수의 개별 블랭킹 기구(47)에 의해 멀티빔(20)이 복수의 그룹으로 그룹화된 그룹마다 조사 타이밍을 전환하면서, 일괄 전송된 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 따라 멀티빔(20)을 묘화 대상 기판(101)에 조사한다. 구체적으로는 이하와 같이 동작한다.
실시 형태 2에서는 n 비트(예를 들면 1 비트)의 제어 신호에 의해 각 빔용의 개별 블랭킹 제어를 행한다. 여기서, 예를 들면 어레이 형상(행렬 형상)으로 배열되는 p×q 개의 멀티빔(20) 중 예를 들면 동일한 행의 p 개의 빔의 제어 회로(41) 내의 시프트 레지스터(40)가 직렬로 접속된다. 도 17의 예에서는 도 10과 마찬가지로, 동일한 행에 나열되는 4 개의 빔의 각 제어 회로(41)의 시프트 레지스터(40a, 40b, 40c, 40d)가 직렬로 접속되는 경우를 나타내고 있다. 그리고, p×q 개의 멀티빔(20)을 복수의 그룹으로 그룹화한다. 예를 들면, 열마다 교호로 2 개의 그룹으로 그룹화한다. 전술한 바와 같이 예를 들면, 각 행의 홀수열의 빔을 그룹 1로 하고, 각 행의 짝수열의 빔을 그룹 2로 한다. 동일한 그룹 내의 레지스터(43)(기억 장치)끼리는 접속된다. 도 17의 예에서는, 시프트 레지스터(40)가 직렬로 접속되는 동일한 행에 배열되는 4 개의 빔의 각 제어 회로(41a ~ 41d) 내의 레지스터(43a)와 레지스터(43c)가 동일한 그룹으로서 접속된다. 레지스터(43b)와 레지스터(43d)가 동일한 그룹으로서 접속된다. 이와 같이, 인접하는 빔이 상이한 그룹에 속하도록 그룹화되면 적합하다. 그리고, 실시 형태 2에서는 기판(31) 내부에 배치된 복수의 레지스터(43)(기억 장치)는 그룹마다 시기를 늦추면서 당해 레지스터(43) 내에 저장되는 ON / OFF 제어 신호를 대응하는 앰프(46)(스위칭 회로)에 출력한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
도 20은 실시 형태 2에서의 멀티빔의 ON / OFF 제어 신호의 전송 처리와 제어 회로 내의 동작에 대해 설명하기 위한 도면이다. 전술한 바와 같이, 실시 형태 2에서는 p×q 개의 멀티빔(20) 중 예를 들면 동일한 행의 p 개의 빔용의 시프트 레지스터(40a, 40b, 40c, 40d, ···)가 직렬로 접속된다. 따라서, 1 회의 멀티빔의 샷에는 멀티빔의 행마다 통합된 1 비트의 멀티빔의 ON / OFF 제어 신호가 멀티빔의 열만큼 존재한다. 이러한 데이터군이 멀티빔의 분할 샷마다 편향 제어 회로(130)로부터 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)에 일괄 전송된다. 예를 들면, 이러한 데이터군이 병렬로 일괄 전송된다. 도 11에 나타낸 바와 같이 (k+2) 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되는 경우, 예를 들면 p 회의 클록 신호에 의해 각 빔의 ON / OFF 제어 신호가 대응하는 시프트 레지스터(40)에 저장된다. 도 11의 예에서는, 제5 번째의 분할 샷(k' = 5 자리째의 분할 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되고 있는 경우를 나타내고 있다. 도 11의 예에서는, 4 회의 클록 신호에 의해 4 개의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 대응하는 시프트 레지스터(40a, 40b, 40c, 40d)에 저장된다.
(k+2) 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되고 있을 때의 각 빔용의 버퍼 레지스터(45a)(버퍼 1)에는, (k+1) 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있다. 또한, 동시기의 각 빔용의 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에는 k 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있다. 도 11의 예에서는, 제5 번째의 분할 샷(k' = 5 자리째의 분할 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되고 있을 때의 각 빔용의 버퍼 레지스터(45a)(버퍼 1)에는, 전회의 분할 샷인 제4 번째의 분할 샷(k' = 6 자리째의 분할 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있다. 각 빔용의 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에는 더 전회의 분할 샷인 제3 번째의 분할 샷(k' = 7 자리째의 분할 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있다.
(k+2) 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 일괄 전송되고 있는 동안에, 편향 제어 회로(130)로부터는 리셋 신호가 각 레지스터(43) 및 레지스터(50)에 출력된다. 이에 따라, 모든 빔용의 레지스터(43)에 저장된 ON / OFF 제어 신호가 삭제된다. 마찬가지로, 공통 블랭킹용의 레지스터(50)에 저장된 ON / OFF 제어 신호가 삭제된다.
이어서 샷(k1) 공정(S120)으로서, 먼저 편향 제어 회로(130)로부터 그룹 1의 판독 1 신호(로드 1)가 그룹 1의 레지스터(43)에 출력된다. 이에 따라, 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에는 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에 저장되어 있는 k 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 판독된다. 한편, 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에는 리셋된 상태가 계속되므로, 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호는 판독되지 않는다. 따라서, 이러한 상태에서는 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에만 k 번째의 분할 샷(도 20의 예에서는 제3 번째의 분할 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있는 상태가 된다. 이에 따라, 각 빔용의 앰프(46)는 당해 빔용의 레지스터(43)에 저장되어 있는 ON / OFF 제어 신호에 따라 제어 전극(24)에 인가하는 전위를 전환한다. 예를 들면, ON / OFF 제어 신호가 “1”이면 CMOS 인버터 회로에 H 전위(액티브 전위)를 입력한다. 이에 따라, CMOS 인버터 회로의 출력은 그라운드 전위가 되어 빔 ON 상태가 된다. 예를 들면, ON / OFF 제어 신호가 “0”이면 CMOS 인버터 회로에 L 전위를 입력한다. 이에 따라, CMOS 인버터 회로의 출력은 양의 전위가 되어 빔 OFF 상태가 된다.
또한, 동시기에 편향 제어 회로(130)로부터 k 번째의 분할 샷의 조사 시간을 나타내는 공통 ON / OFF 제어 신호가 공통 블랭킹 기구의 로직 회로(131)의 레지스터(50)에 출력된다. 이에 따라, 공통 블랭킹용의 레지스터(50)에는 k 번째의 분할 샷의 공통 ON / OFF 제어 신호가 판독된다.
이어서, 편향 제어 회로(130)로부터 1 회째(그룹 1용)의 샷 신호가 공통 블랭킹 기구의 로직 회로(131)의 카운터 회로(52)에 출력된다. 이에 따라, 공통 블랭킹용의 카운터 회로(44)는 공통 블랭킹용의 레지스터(50)에 저장되어 있는 공통 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 공통 앰프(54)에 빔 ON 신호를 출력한다. 구체적으로는, 금회의 분할 샷의 조사 시간에 상당하는 카운트수만큼 클록 주기로 카운트한다. 그리고, 카운트하고 있는 동안만큼 CMOS 인버터 회로(도시하지 않음)의 입력을 H(액티브)로 한다. 그리고, 공통 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간이 경과하면 공통 앰프(54)에 빔 OFF 신호를 출력한다. 구체적으로는, 카운트 완료 후에 CMOS 인버터 회로의 입력을 L로 한다.
여기서, k 번째의 분할 샷때문에 이미 그룹 1의 빔용의 앰프(46)로부터는 ON / OFF 제어 신호에 따라 빔 ON 혹은 빔 OFF로 하는 편향 전위가 제어 전극(24)에 인가되고 있다. 한편, 그룹 2의 빔용의 앰프(46)로부터는 빔 OFF로 하는 편향 전위(양의 전위)가 제어 전극(24)에 인가되고 있다. 이러한 상태에서 공통 블랭킹용의 편향기(212)에 의해 금회의 분할 샷의 조사 시간을 제어한다. 즉, 카운터 회로(44)가 빔 ON 신호를 출력하고 있는 동안만큼 멀티빔(20) 전체를 블랭킹 편향시키지 않고 제한 애퍼처(206)를 통과 가능하게 한다. 반대로, 그 외의 시간에는 멀티빔(20) 전체를 블랭킹 편향시켜 제한 애퍼처(206)에서 멀티빔(20) 전체를 차폐한다. 이에 따라, 그룹 1의 k 번째의 분할 샷(샷(k1))이 실행된다.
그룹 1의 분할 샷(샷 1)이 종료되면, 편향 제어 회로(130)로부터는 리셋 신호가 각 레지스터(43)에 출력된다. 이에 따라, 모든 빔용의 레지스터(43)에 저장된 ON / OFF 제어 신호가 삭제된다.
이어서 샷(k2) 공정(S122)으로서, 먼저 편향 제어 회로(130)로부터 그룹 2의 판독 2 신호(로드 2)가 그룹 2의 레지스터(43)에 출력된다. 이에 따라, 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에는 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에 저장되어 있는 k 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 판독된다. 한편, 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에는 리셋된 상태가 계속되므로, 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호는 판독되지 않는다. 따라서, 이러한 상태에서는 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에만 k 번째의 분할 샷(도 20의 예에서는 제3 번째의 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있는 상태가 된다. 이에 따라, 각 빔용의 앰프(46)는 당해 빔용의 레지스터(43)에 저장되어 있는 ON / OFF 제어 신호에 따라 제어 전극(24)에 인가하는 전위를 전환한다. 예를 들면, ON / OFF 제어 신호가 “1”이면 CMOS 인버터 회로에 H 전위(액티브 전위)를 입력한다. 이에 따라, CMOS 인버터 회로의 출력은 그라운드 전위가 되어 빔 ON 상태가 된다. 예를 들면, ON / OFF 제어 신호가 “0”이면 CMOS 인버터 회로에 L 전위를 입력한다. 이에 따라, CMOS 인버터 회로의 출력은 양의 전위가 되어 빔 OFF 상태가 된다.
또한, 동시기에 편향 제어 회로(130)로부터 k 번째의 분할 샷의 조사 시간을 나타내는 공통 ON / OFF 제어 신호가 공통 블랭킹 기구의 로직 회로(131)의 레지스터(50)에 출력된다. 이에 따라, 공통 블랭킹용의 레지스터(50)에는 k 번째의 분할 샷의 공통 ON / OFF 제어 신호가 판독된다.
이어서, 편향 제어 회로(130)로부터 2 회째(그룹 2용)의 샷 신호가 공통 블랭킹 기구의 로직 회로(131)의 카운터 회로(52)에 출력된다. 이에 따라, 공통 블랭킹용의 카운터 회로(44)는 공통 블랭킹용의 레지스터(50)에 저장되어 있는 공통 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 공통 앰프(54)에 빔 ON 신호를 출력한다. 그리고, 공통 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간이 경과하면 공통 앰프(54)에 빔 OFF 신호를 출력한다.
여기서, k 번째의 분할 샷때문에 이미 그룹 2의 빔용의 앰프(46)로부터는 ON / OFF 제어 신호에 따라 빔 ON 혹은 빔 OFF로 하는 편향 전위가 제어 전극(24)에 인가되고 있다. 한편, 그룹 1의 빔용의 앰프(46)로부터는 빔 OFF로 하는 편향 전위(양의 전위)가 제어 전극(24)에 인가되고 있다. 이러한 상태에서 공통 블랭킹용의 편향기(212)에 의해 금회의 분할 샷의 조사 시간을 제어한다. 즉, 카운터 회로(44)가 빔 ON 신호를 출력하고 있는 동안만큼 멀티빔(20) 전체를 블랭킹 편향시키지 않고 제한 애퍼처(206)를 통과 가능하게 한다. 반대로, 그 외의 시간에는 멀티빔(20) 전체를 블랭킹 편향시켜 제한 애퍼처(206)에서 멀티빔(20) 전체를 차폐한다. 이에 따라, 그룹 2의 k 번째의 분할 샷(샷(k2))이 실행된다.
이상과 같이, 실시 형태 2에서도 실시 형태 1과 마찬가지로 멀티빔(20)용의 복수의 CMOS 인버터 회로(앰프(46))(스위칭 회로의 일례)는, 기판(31) 내부에 배치되며, 복수의 레지스터(43)에 각각 접속되어 대응하는 레지스터(43)에 저장되는 ON / OFF 제어 신호를 따라 2 치의 전위를 전환한다. 그리고, ON / OFF 제어 신호가 전송되고 있는 동안에 각 그룹의 샷(k1, k2)을 조사 타이밍을 늦추면서 연속으로 행한다.
로드 2 신호가 출력된 후이며 (k+2) 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호의 일괄 전송이 종료된 후에, 편향 제어 회로(130)로부터는 버퍼 시프트 신호가 버퍼 레지스터(45, 42)에 출력된다. 이에 따라, 각 빔용의 버퍼 레지스터(45)(버퍼 1)에는 시프트 레지스터(40)에 저장되어 있는 (k+2) 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 시프트된다. 동시에, 각 빔용의 버퍼 레지스터(42)(버퍼 2)에는 버퍼 레지스터(45)에 저장되어 있는 (k+1) 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 시프트된다.
그리고, 버퍼 시프트 신호가 출력된 후에 다음의 (k+3) 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호의 일괄 전송이 개시된다. 이하, 동일하게 반복된다. 이와 같이, 시프트 레지스터(40), 버퍼 레지스터(45), 버퍼 레지스터(42) 및 레지스터(43)와 같은 각 기억 장치는 기판(31) 내부에 배치되며, 일괄 전송된 멀티빔(20)의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일시적으로 저장한다. 특히, 멀티빔(20)의 복수의 레지스터(43)(기억 장치)는 멀티빔(20)을 그룹 분할하고 또한 일괄 전송된 멀티빔(20)의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일시적으로 저장한다.
도 20의 예에서는, 2 개의 버퍼 레지스트(45, 42)를 이용하여 2 회 앞(차차회)의 분할 샷의 데이터 전송을 행하고 있는 동안에 금회의 분할 샷이 행해지는 경우를 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 1 개의 버퍼 레지스트(42)를 이용하여 1 회 앞(차회)의 분할 샷의 데이터 전송을 행하고 있는 동안에 금회의 분할 샷이 행해지는 경우여도 된다.
이상과 같이, 실시 형태 2에 따르면 데이터 전송을 그룹마다 나눌 필요가 없다. 따라서, 스루풋의 열화를 억제할 수 있다. 또한 실시 형태 2에서는, 전송되는 ON / OFF 제어 신호 자체에는 분할 샷의 타이밍을 늦출 그룹을 식별할 정보가 없다. 그럼에도 불구하고, 도 17 및 도 20에 나타낸 바와 같이 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204) 내에서의 회로 구성에 의해 동일 분할 샷으로서 전송되어 온 데이터에 대하여 그룹마다 분할 샷의 타이밍을 늦추면서 빔을 조사한다. 이에 따라, ON / OFF 제어 신호에 특별한 정보를 정의할 필요를 없앨 수 있다. 또한 실시 형태 2에서는, 제어 계산기(110) 또는 편향 제어 회로(130)와 같은 제어 기구로 특별히 빔 그룹을 식별하면서 제어할 필요가 없다.
판정 공정(S124)으로서, 묘화 제어부(86)는 1 샷 중의 모든 분할 샷이 종료되었는지의 여부를 판정한다. 모든 분할 샷이 종료된 경우에는 판정 공정(S126)으로 진행된다. 모든 분할 샷이 종료되지 않은 경우에는 1 샷 중의 모든 분할 샷이 종료될 때까지 데이터 전송 공정(S116)으로 되돌아와 데이터 전송 공정(S116)부터 판정 공정(S124)까지의 각 공정을 반복한다.
판정 공정(S126)으로서, 묘화 제어부(86)는 모든 화소(36)로의 묘화 처리가 종료되었는지의 여부를 판정한다. 모든 화소(36)로의 묘화 처리가 종료되었다면 플로우를 종료한다. 모든 화소(36)로의 묘화 처리가 종료되지 않은 경우에는 데이터 전송 공정(S116)으로 되돌아와 데이터 전송 공정(S116) 이후의 각 공정을 반복한다.
도 21은 실시 형태 2의 비교예에서의 빔 샷과 쿨롱 효과의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 실시 형태 2의 비교예에서는 각 빔의 1 샷당 조사 시간이 상이하기 때문에 조합되는 분할 샷이 상이하다. 이 때문에, n 회의 분할 샷에서 분할 샷마다 멀티빔(20) 중 조사되는 빔과 되지 않는 빔이 존재한다. 따라서, 노광(분할 샷)마다 쿨롱 효과의 영향이 상이하다. 따라서, 각 노광(분할 샷) 시의 전체 빔의 전류량의 합계를 낮추는 것이 바람직하다. 실시 형태 2에서는 멀티빔(20)을 복수의 그룹으로 분할하여 각 샷 시에 그룹마다 조사 시기를 늦추므로, 그룹 단위로의 노광(분할 샷) 시의 당해 그룹의 빔의 전류량의 합계는 멀티빔(20) 전체에서의 노광(분할 샷) 시의 전체 빔의 전류량의 합계보다 줄일 수 있다. 따라서, 쿨롱 효과의 영향을 저감시킬 수 있다. 한편, 각 분할 샷의 데이터 전송은 1 회로 끝낼 수 있으므로, 전송 시간의 증가에 따른 스루풋의 열화를 회피할 수 있다.
도 22는 실시 형태 2에서의 데이터 전송 시간과 분할 샷 시간과의 관계의 일례를 나타내는 도면이다. 실시 형태 2에서는 1 ~ 3 비트(예를 들면 1 비트)의 제어 신호에 의해 개별 블랭킹 기구(47)의 제어 회로(41)를 제어하므로, 개개의 분할 샷의 데이터 전송 시간을 줄일 수 있다. 이 때문에, 도 22에 나타낸 바와 같이 n 회의 분할 샷 중 조사 시간이 긴 쪽의 분할 샷(예를 들면 512Δ의 조사 시간의 분할 샷)으로는 데이터 전송 시간 내에 전체 그룹의 분할 샷을 다 종료할 수 없는 경우가 발생한다. 한편, 조사 시간이 짧은 쪽의 분할 샷(예를 들면 128Δ 이하의 조사 시간의 분할 샷)으로는 데이터 전송 시간 내에 3 그룹 이상(도 22의 예에서는 4 그룹 이상)의 분할 샷이 가능해진다. 따라서, 실시 형태 2에서는 n 회의 분할 샷의 합계 시간보다 예를 들면 분할 샷 1 회분 길게 묘화 시간이 걸린다. 그러나, 데이터 전송 자체는 분할 샷마다 1 회씩이면 되기 때문에, 묘화 시간의 지연 시간을 최소한으로 한정시킬 수 있다.
이상과 같이, 실시 형태 2에서는 n 회의 분할 샷의 합계 시간보다 예를 들면 분할 샷 1 회분 길게 묘화 시간이 걸린다. 이 때문에, 스테이지를 연속시키면서 묘화하는 경우에는 스테이지 위치의 제어가 복잡화된다. 따라서, 실시 형태 2는 스테이지를 연속시키면서 묘화하는 경우보다 스텝 앤드 리피트 동작으로 묘화하는 경우에 특히 효과적이다.
도 23은 실시 형태 2에서의 멀티빔의 그룹 분할 방법의 변형예를 설명하기 위한 도면이다. 전술한 예에서는 각 샷에서의 멀티빔 전체의 전류량의 크기에 상관없이 그룹 1의 조사와 그룹 2의 조사를 행하는 경우에 대해 설명하였다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 도 23에 나타낸 바와 같이, 멀티빔(20)의 동시기의 분할 샷의 빔 전류량의 합계가 임계치를 초과하는 분할 샷에 대해 그룹마다 조사 타이밍을 전환하면서 멀티빔(20)을 조사한다. 한편, 멀티빔의 동시기의 분할 샷의 빔 전류량의 합계가 임계치를 초과하지 않는 분할 샷에 대해 그룹마다 조사 타이밍을 전환하지 않고, 일괄 전송된 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 따라 멀티빔(20)을 조사한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
전류량 연산 공정으로서, 묘화 시퀀스를 따라 멀티빔(20)이 차례로 샷하게 되는 화소(36)순으로 각 화소(36)의 각 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 나열되도록 순서가 가공된 후, 전류량 연산부(80)는 분할 샷마다 당해 분할 샷에서의 멀티빔(20) 전체에서의 전류량을 연산한다.
판정 공정으로서, 판정부(82)는 연산된 당해 분할 샷에서의 멀티빔(20) 전체에서의 전류량이 임계치를 초과하는지의 여부를 판정한다.
커맨드 출력 공정으로서, 커맨드 출력부(84)는 연산된 당해 분할 샷에서의 멀티빔(20) 전체에서의 전류량이 임계치를 초과하는 경우에는, 당해 분할 샷용의 ON / OFF 제어 신호를 편향 제어 회로(130)에 전송 시에 조사 타이밍을 늦춘다는 것을 나타내는 식별 가능한 신호 1(커맨드 1)을 편향 제어 회로(130)에 출력한다. 커맨드 출력부(84)는 연산된 당해 분할 샷에서의 멀티빔(20) 전체에서의 전류량이 임계치를 초과하지 않는 경우에는, 당해 분할 샷용의 ON / OFF 제어 신호를 편향 제어 회로(130)에 전송 시에 조사 타이밍을 늦추지 않는다는 것을 나타내는 식별 가능한 신호 2(커맨드 2)를 편향 제어 회로(130)에 출력한다.
커맨드 1이 편향 제어 회로(130)에 출력된 경우에는, 전술한 바와 같이 멀티빔(20)의 동시기의 분할 샷의 빔 전류량의 합계가 임계치를 초과하는 분할 샷에 대해 그룹마다 시기를 늦추면서 각 레지스터(43) 내에 저장되는 ON / OFF 제어 신호를 대응하는 CMOS 인버터 회로에 출력한다. 따라서, 그룹 1의 k 번째의 분할 샷(샷(k1)) 후에 그룹 2의 k 번째의 분할 샷(샷(k2))이 실행된다. 한편, 커맨드 2가 편향 제어 회로(130)에 출력된 경우에는 이하와 같이 동작한다.
샷(k1) 공정(S120)에서, 먼저 편향 제어 회로(130)로부터 그룹 1의 판독 1 신호(로드 1)가 그룹 1의 레지스터(43)에 출력된다. 동시기에 편향 제어 회로(130)로부터 그룹 2의 판독 2 신호(로드 2)가 그룹 2의 레지스터(43)에 출력된다. 이에 따라, 도 20에서 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에는 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에 저장되어 있는 k 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 판독된다. 마찬가지로, 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에는 버퍼 레지스터(42a)(버퍼 2)에 저장되어 있는 k 번째의 분할 샷의 ON / OFF 제어 신호가 판독된다. 따라서, 이러한 상태에서는 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)에뿐만 아니라 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)에 대해서도 k 번째의 분할 샷(도 20의 예에서는 제3 번째의 분할 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있는 상태가 된다. 따라서, 이러한 상태에서는 그룹 1의 레지스터(43)(레지스터 1)와 그룹 2의 레지스터(43)(레지스터 2)의 양방에 k 번째의 분할 샷(도 20의 예에서는 제3 번째의 분할 샷)의 ON / OFF 제어 신호가 저장되어 있는 상태가 된다. 이에 따라, 각 빔용의 앰프(46)는 당해 빔용의 레지스터(43)에 저장되어 있는 ON / OFF 제어 신호에 따라 제어 전극(24)에 인가하는 전위를 전환한다. 예를 들면, ON / OFF 제어 신호가 “1”이면 CMOS 인버터 회로에 H 전위(액티브 전위)를 입력한다. 이에 따라, CMOS 인버터 회로의 출력은 그라운드 전위가 되어 빔 ON 상태가 된다. 예를 들면, ON / OFF 제어 신호가 “0”이면 CMOS 인버터 회로에 L 전위를 입력한다. 이에 따라, CMOS 인버터 회로의 출력은 양의 전위가 되어 빔 OFF 상태가 된다.
또한, 동시기에 편향 제어 회로(130)로부터 k 번째의 분할 샷의 조사 시간을 나타내는 공통 ON / OFF 제어 신호가 공통 블랭킹 기구의 로직 회로(131)의 레지스터(50)에 출력된다. 이에 따라, 공통 블랭킹용의 레지스터(50)에는 k 번째의 분할 샷의 공통 ON / OFF 제어 신호가 판독된다.
이어서, 편향 제어 회로(130)로부터 1 회째(그룹 1용)의 샷 신호가 공통 블랭킹 기구의 로직 회로(131)의 카운터 회로(52)에 출력된다. 이에 따라, 공통 블랭킹용의 카운터 회로(44)는 공통 블랭킹용의 레지스터(50)에 저장되어 있는 공통 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간만큼 공통 앰프(54)에 빔 ON 신호를 출력한다. 그리고, 공통 ON / OFF 제어 신호가 나타내는 시간이 경과하면 공통 앰프(54)에 빔 OFF 신호를 출력한다.
그리고, k 번째의 분할 샷때문에 이미 그룹 1, 2의 빔용의 앰프(46)로부터는 ON / OFF 제어 신호에 따라 빔 ON 혹은 빔 OFF로 하는 편향 전위가 제어 전극(24)에 인가되고 있다. 이러한 상태에서 공통 블랭킹용의 편향기(212)에 의해 금회의 분할 샷의 조사 시간을 제어한다. 즉, 카운터 회로(44)가 빔 ON 신호를 출력하고 있는 동안만큼 멀티빔(20) 전체를 블랭킹 편향시키지 않고 제한 애퍼처(206)를 통과 가능하게 한다. 반대로, 그 외의 시간에는 멀티빔(20) 전체를 블랭킹 편향시켜 제한 애퍼처(206)에서 멀티빔(20) 전체를 차폐한다. 이에 따라, 그룹 1의 k 번째의 분할 샷(샷(k1))과 그룹 2의 k 번째의 분할 샷(샷(k2))이 동시에 실행된다.
이러한 경우에는 샷(k1) 후에 샷(k2)을 실행할 필요가 없으므로, 다음의 (k+1) 번째의 분할 샷으로 이행할 수 있다. 이러한 방법에 의해, 예를 들면 데이터 전송 시간 내에 복수의 그룹의 분할 샷을 차례로 할 수 없는 조사 시간(예를 들면 512Δ)의 분할 샷에서, 전체 전류량이 임계치를 초과하지 않는다면 모든 분할 샷에 대해 데이터 전송 시간 내에 복수의 그룹의 분할 샷을 완료할 수 있다.
또한 도 23에 나타낸 바와 같이, 2 그룹으로 나누는 분할 샷과 4 그룹으로 나누는 분할 샷과 같이 그룹 수를 샷(혹은 분할 샷)마다 가변으로 해도 적합하다. 이러한 경우에는 레지스터(43)의 그룹 분할를 조정하면 된다.
또한 도 14의 (a)와 도 14의 (b)에 나타낸 바와 같이 2 그룹이 아니라 4 그룹으로 하고, 행 및 열 방향으로 인접하는 빔이 상이한 그룹에 속하도록 그룹화되면 더 적합하다. 이에 따라, 행 혹은 열 방향으로만 인접하는 빔으로부터의 쿨롱 효과의 영향을 배제하는 경우보다 더 쿨롱 효과의 영향을 배제할 수 있다.
이상과 같이, 실시 형태 2에 따르면 데이터 전송량을 늘리지 않고 빔 전류량의 합을 줄일 수 있다. 따라서, 멀티빔 묘화의 스루풋의 열화를 억제하면서 쿨롱 효과를 억제할 수 있다. 따라서, 쿨롱 효과에 의한 멀티빔상의 이른바 번짐 또는 위치 이탈을 회피 혹은 저감시킬 수 있다.
이상, 구체예를 참조하여 실시 형태에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되지 않는다. 전술한 예에서는 각 화소에 대하여 샷 혹은 복수의 분할 샷을 1 회씩 행하는 경우를 나타냈으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, L 패스의 다중 묘화를 행해도 된다. 예를 들면, L 패스의 다중 묘화의 각 패스에 대해 샷 혹은 복수의 분할 샷을 행하면 된다.
또한, 네거티브 레지스트에서는 빔이 조사되는 영역이 레지스트 패턴으로서 남기 때문에, 실질적인 패턴뿐만 아니라 이러한 실질적인 패턴이 존재하지 않는 영역에 대해서도 묘화하게 된다. 이 때문에, 실질적인 패턴이 존재하지 않는 영역(치수 정밀도가 낮아도 상관없는 영역)에 대해서는 그룹 수를 1로 하고, 실질적인 패턴이 존재하는 영역(치수 정밀도가 높을 것이 요구되는 영역)에 대해서는 그룹 수를 2 이상으로 설정하면 적합하다.
또한, 전술한 예에서는 버퍼 레지스터(45), 버퍼 레지스터(42) 및 레지스터(43)와 같이 기억 장치로서 레지스터를 이용하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 레지스터 대신에 메모리를 이용해도 된다.
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 멀티 하전 입자빔 노광 장치 및 방법은 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 (11)

  1. 하전 입자선을 이용한 멀티빔의 각각 대응하는 빔이 통과하는 복수의 통과홀이 형성된 기판과, 상기 기판에 배치되며, 상기 멀티빔의 각 빔을 개별적으로 블랭킹 편향시키는 복수의 개별 블랭킹 기구가 탑재된 블랭킹 장치에 상기 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일괄 전송하고,
    상기 블랭킹 장치에 탑재된 상기 복수의 개별 블랭킹 기구에 의해 상기 멀티빔이 복수의 그룹으로 그룹화된 그룹마다 조사 타이밍을 전환하면서, 일괄 전송된 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 따라 상기 멀티빔을 묘화 대상 기판에 조사하고,
    상기 멀티빔의 동시기의 샷의 빔 전류량의 합계가 임계치를 초과하는 샷에 대해 상기 그룹마다 조사 타이밍을 전환하면서 상기 멀티빔이 조사되고, 상기 빔 전류량의 합계가 상기 임계치를 초과하지 않는 상기 멀티빔의 동시기의 샷에 대해, 상기 그룹마다 조사 타이밍을 전환하지 않고, 일괄 전송된 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 따라 상기 멀티빔이 조사되는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 노광 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 하전 입자선을 이용한 멀티빔의 각각 대응하는 빔이 통과하는 복수의 통과홀이 형성된 기판과, 상기 기판에 배치되며, 상기 멀티빔의 각 빔을 개별적으로 블랭킹 편향시키는 복수의 개별 블랭킹 기구가 탑재된 블랭킹 장치에 상기 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일괄 전송하고,
    상기 블랭킹 장치에 탑재된 상기 복수의 개별 블랭킹 기구에 의해 상기 멀티빔이 복수의 그룹으로 그룹화된 그룹마다 조사 타이밍을 전환하면서, 일괄 전송된 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 따라 상기 멀티빔을 묘화 대상 기판에 조사하고,
    상기 블랭킹 장치에 일괄 전송된 상기 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 상기 블랭킹 장치 내의 복수의 제1 기억 장치 중 대응하는 제1 기억 장치에 각각 일시적으로 저장하고,
    상기 복수의 제1 기억 장치에 저장된, 상기 일괄 전송된 상기 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호 중 일부의 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일시적으로 상기 블랭킹 장치 내의 복수의 제2 기억 장치에 일시적으로 저장하고,
    상기 일괄 전송된 상기 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호 중 잔부의 빔의 ON / OFF 제어 신호를 상기 복수의 제2 기억 장치로의 저장과는 시기를 늦추어 일시적으로 상기 블랭킹 장치 내의 복수의 제3 기억 장치에 일시적으로 저장하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 노광 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 일부의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 상기 복수의 제2 기억 장치에 저장되어 있는 기간 동안 상기 복수의 제3 기억 장치의 정보는 리셋되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 노광 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 잔부의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 상기 복수의 제3 기억 장치에 저장되어 있는 기간 동안 상기 복수의 제2 기억 장치의 정보는 리셋되어 있는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 노광 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 일부의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 상기 복수의 제2 기억 장치에 저장되고, 상기 복수의 제3 기억 장치의 정보가 리셋되어 있는 상태에서, 상기 복수의 제2 기억 장치와 상기 복수의 제3 기억 장치로부터 저장된 정보를 독출하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 노광 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 잔부의 빔의 ON / OFF 제어 신호가 상기 복수의 제3 기억 장치에 저장되고, 상기 복수의 제2 기억 장치의 정보가 리셋되어 있는 상태에서, 상기 복수의 제2 기억 장치와 상기 복수의 제3 기억 장치로부터 저장된 정보를 독출하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔 노광 방법.
  9. 하전 입자선을 이용한 멀티빔의 각각 대응하는 빔이 통과하는 복수의 통과홀이 어레이 형상으로 형성된 기판과,
    상기 기판 내부에 배치되며, 일괄 전송된 상기 멀티빔의 각 빔의 ON / OFF 제어 신호를 일시적으로 저장하는, 상기 멀티빔을 복수의 그룹으로 그룹화하는 복수의 기억 장치와,
    상기 기판 내부에 배치되며, 상기 복수의 기억 장치에 각각 접속되어 대응하는 기억 장치에 저장되는 상기 ON / OFF 제어 신호를 따라 2 치의 전위를 전환하는 복수의 스위칭 회로와,
    상기 기판 상이며, 상기 복수의 통과홀 중 대응하는 통과홀을 사이에 두고 대향하는 위치에 각각 배치되고, 각각 대응하는 스위칭 회로에 의해 전환되는 전위에 의해 상기 멀티빔의 대응빔을 개별적으로 블랭킹 편향시키는, 2 개의 전극을 가지는 복수의 전극쌍
    을 구비하고,
    상기 복수의 기억 장치는 그룹마다 시기를 늦추면서 해당 기억 장치 내에 저장되는 상기 ON / OFF 제어 신호를 대응하는 스위칭 회로에 출력하는 것을 특징으로 하는 멀티 하전 입자빔의 블랭킹 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 멀티빔의 동시기의 샷의 빔 전류량의 합계가 임계치를 초과하는 샷에 대해 상기 그룹마다 시기를 늦추면서 각 기억 장치 내에 저장되는 상기 ON / OFF 제어 신호가 대응하는 스위칭 회로에 출력되고, 상기 빔 전류량의 합계가 상기 임계치를 초과하지 않는 샷에 대해 상기 그룹마다 시기를 늦추지 않고 각 기억 장치 내에 저장되는 상기 ON / OFF 제어 신호가 대응하는 스위칭 회로에 출력되는 것을 특징으로 하는 블랭킹 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 기억 장치는 인접하는 빔이 상이한 그룹에 속하도록 그룹화되는 것을 특징으로 하는 블랭킹 장치.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7026502B2 (ja) 2017-12-26 2022-02-28 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
JP6995648B2 (ja) * 2018-01-30 2022-01-14 株式会社日立ハイテク 計測検査装置
JP7189729B2 (ja) * 2018-10-30 2022-12-14 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装置およびマルチ荷電粒子ビーム描画方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100124722A1 (en) 2008-11-20 2010-05-20 Ims Nanofabrication Ag Constant current multi-beam patterning
US20120286170A1 (en) * 2009-05-20 2012-11-15 Mapper Lithography Ip B.V. Dual pass scanning
US20130011796A1 (en) 2011-07-06 2013-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Drawing apparatus and method of manufacturing article
US20150155138A1 (en) * 2013-12-04 2015-06-04 Nuflare Technology, Inc. Multi charged particle beam writing apparatus, and multi charged particle beam writing method

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4458372B2 (ja) 2006-06-07 2010-04-28 キヤノン株式会社 マルチビーム荷電粒子線装置及びマルチビーム荷電粒子線の制御方法およびデバイス製造方法
JP6230881B2 (ja) * 2013-11-12 2017-11-15 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のブランキング装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法
TW201618153A (zh) * 2014-09-03 2016-05-16 Nuflare Technology Inc 多重帶電粒子束的遮沒裝置，多重帶電粒子束描繪裝置，及多重帶電粒子束的不良射束遮蔽方法
KR102358009B1 (ko) * 2015-11-10 2022-02-04 삼성전자주식회사 빔 투사 장치 및 빔 투사 장치를 이용하여 빔을 투사하는 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100124722A1 (en) 2008-11-20 2010-05-20 Ims Nanofabrication Ag Constant current multi-beam patterning
US20120286170A1 (en) * 2009-05-20 2012-11-15 Mapper Lithography Ip B.V. Dual pass scanning
US20130011796A1 (en) 2011-07-06 2013-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Drawing apparatus and method of manufacturing article
US20150155138A1 (en) * 2013-12-04 2015-06-04 Nuflare Technology, Inc. Multi charged particle beam writing apparatus, and multi charged particle beam writing method

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