KR102137680B1 - 하전 입자 빔 묘화 장치 및 블랭킹 회로의 고장 진단 방법 - Google Patents

하전 입자 빔 묘화 장치 및 블랭킹 회로의 고장 진단 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 하전 입자 빔 묘화 장치 및 블랭킹 회로의 고장 진단 방법에 관한 것이다.
실시 형태에 의한 하전 입자 빔 묘화 장치는, 하전 입자 빔을 방출하는 방출부와, 블랭킹 전압의 인가에 의해 상기 하전 입자 빔을 편향하여, 빔의 블랭킹 제어를 행하는 블랭킹 편향기와, 상기 블랭킹 편향기에 상기 블랭킹 전압을 인가하는 블랭킹 회로와, 상기 하전 입자 빔이 조사되는 기판이 재치되는 스테이지와, 상기 스테이지 상에 설치된 마크와, 상기 마크에 대한 상기 하전 입자 빔의 조사에 의해, 상기 하전 입자 빔의 조사 위치를 검출하는 검출기와, 상기 마크에 대하여 상기 하전 입자 빔을 소정의 디포커스 상태로 하고, 제1 조사 조건으로 상기 마크를 상기 하전 입자 빔으로 주사한 경우에 상기 검출기로 검출되는 제1 조사 위치와, 해당 제1 조사 조건으로부터 조사 시간 및 세틀링 시간의 적어도 어느 하나를 변동시킨 제2 조사 조건으로 상기 마크를 상기 하전 입자 빔으로 주사한 경우에 상기 검출기로 검출되는 제2 조사 위치와의 차분을 비교하여, 해당 차분이 소정값 이상인 경우에 상기 블랭킹 회로에 고장이 발생하고 있다고 진단하는 진단부를 구비한다.

Description

하전 입자 빔 묘화 장치 및 블랭킹 회로의 고장 진단 방법 {CHARGED PARTICLE BEAM WRITING APPARATUS AND FAILURE DIAGNOSIS METHOD OF BLANKING CIRCUIT}
본 발명은, 하전 입자 빔 묘화 장치 및 블랭킹 회로의 고장 진단 방법에 관한 것이다.
LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로 선폭은 해마다 미세화되고 있다. 반도체 디바이스에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 축소 투영형 노광 장치를 이용하여, 석영 상에 형성된 고정밀도의 원화 패턴(마스크, 혹은 특히 스테퍼 또는 스캐너에서 이용되는 것은 레티클이라고도 함)을 웨이퍼 상에 축소 전사하는 방법이 채용되고 있다. 고정밀도의 원화 패턴은, 전자 빔 묘화 장치에 의해 묘화되며, 소위, 전자 빔 리소그래피 기술이 이용되고 있다.
전자 빔 묘화 장치는, 전자 빔을 편향기로 편향시켜 묘화를 행한다. 편향기에 의한 빔 편향의 역할에는, 예를 들면, 빔 샷의 형상 또는 사이즈의 제어, 샷 위치의 제어, 빔의 ON/OFF를 전환하는 블랭킹 제어 등이 있다.
블랭킹 편향기에 인가되는 블랭킹 전압이 제1 소정값(예를 들면, 5V)인 경우, 빔 전체가 블랭킹 애퍼처로 차폐되도록 편향되고, 빔 OFF 상태가 된다. 블랭킹 전압이 제2 소정값(예를 들면, 0V)인 경우, 빔이 블랭킹 애퍼처의 개구를 통과하고, 빔 ON 상태가 된다.
블랭킹 편향기에 전압을 인가하는 블랭킹 회로는, DAC(디지털·아날로그 컨버터) 앰프 등의 아날로그 회로를 가진다. 이 아날로그 회로에 이상이 생기면, 블랭킹 전압을 소정값으로 정정(整定)할 수 없어서 오차가 생긴다. 블랭킹 전압의 오차는, 조사량 부족 또는 빔 축의 기울어짐을 발생시켜, 묘화 정밀도를 저하시킨다. 아날로그 회로의 이상은 발견이 늦어지는 일이 많고, 예를 들면, 전자 빔 묘화 장치에서 이상을 발견하지 못하고, 묘화한 마스크의 결함 검사 또는 다음 공정 이후(예를 들면, 웨이퍼 공정)에서 수주간 후에 이상이 발각되는 경우도 있다. 그 경우, 이상 발각까지의 동안에 대량의 불량 마스크가 생산되고 있었다.
조사량 부족은 묘화 패턴의 치수를 변화시킨다. 패턴 치수로부터 블랭킹 회로의 이상 발생 유무를 검지하는 것이 고려되지만, 빔 샷의 사이즈를 제어하는 성형 편향 회로가 고장난 경우에도 동일한 패턴 치수 변화가 발행하므로, 블랭킹 회로에서의 이상 발생을 파악하는 것은 곤란했다.
본 발명은, 블랭킹 회로의 고장을 신속하게 검출할 수 있는 하전 입자 빔 묘화 장치 및 블랭킹 회로의 고장 진단 방법을 제공한다.
본 발명의 일 태양에 의한 하전 입자 빔 묘화 장치는, 하전 입자 빔을 방출하는 방출부와, 블랭킹 전압의 인가에 의해 상기 하전 입자 빔을 편향하여, 빔의 블랭킹 제어를 행하는 블랭킹 편향기와, 상기 블랭킹 편향기에 상기 블랭킹 전압을 인가하는 블랭킹 회로와, 상기 하전 입자 빔이 조사되는 기판이 재치되는 스테이지와, 상기 스테이지 상에 설치된 마크와, 상기 마크에 대한 상기 하전 입자 빔의 조사에 의해, 상기 하전 입자 빔의 조사 위치를 검출하는 검출기와, 상기 마크에 대하여 상기 하전 입자 빔을 소정의 디포커스 상태로 하고, 제1 조사 조건으로 상기 마크를 상기 하전 입자 빔으로 주사한 경우에 상기 검출기로 검출되는 제1 조사 위치와, 해당 제1 조사 조건으로부터 조사 시간 및 세틀링 시간의 적어도 어느 하나를 변동시킨 제2 조사 조건으로 상기 마크를 상기 하전 입자 빔으로 주사한 경우에 상기 검출기로 검출되는 제2 조사 위치와의 차분을 비교하여, 해당 차분이 소정값 이상인 경우에 상기 블랭킹 회로에 고장이 발생하고 있다고 진단하는 진단부를 구비한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 의한 전자 빔 묘화 장치의 개략도이다.
도 2는, 전자 빔의 가변 성형을 설명하는 도면이다.
도 3(a)은, 정상 시의 빔 궤도를 나타내는 도면이다.
도 3(b)은, 블랭킹 전압에 오차가 발생하는 경우의 빔 궤도를 나타내는 도면이다.
도 4는, 빔 궤도의 예를 나타내는 도면이다.
도 5는, 동일한 실시 형태에 의한 블랭킹 회로의 고장 진단 방법을 설명하는 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 실시 형태에서는, 하전 입자 빔의 일례로서, 전자 빔을 이용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자 빔은 전자 빔에 한정되는 것이 아니고, 이온 빔 등이여도 된다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 전자 빔 묘화 장치의 개략도이다. 도 1에 도시하는 묘화 장치(1)는, 묘화 대상의 기판(56)에 전자 빔을 조사하여 원하는 패턴을 묘화하는 묘화부(30)와, 묘화부(30)의 동작을 제어하는 제어부(10)를 구비한 가변 성형형의 묘화 장치이다.
묘화부(30)는, 전자 경통(32) 및 묘화실(34)을 가지고 있다. 전자 경통(32) 내에는, 전자 총(40), 블랭킹 애퍼처(41), 제1 성형 애퍼처(42), 제2 성형 애퍼처(43), 블랭킹 편향기(44), 성형 편향기(45), 대물 편향기(46), 조명 렌즈(47), 투영 렌즈(48), 및 대물 렌즈(49)가 배치되어 있다. 대물 렌즈(49)는, 초점 위치를 Z 축 방향으로 조정할 수 있는 다이나믹 포커스 렌즈이다.
묘화실(34) 내에는, 이동 가능하게 배치된 스테이지(50)가 배치된다. 스테이지(50)는, 수평면 내에서 서로 직교하는 X 방향 및 Y 방향으로 이동한다. 스테이지(50) 상에는, 기판(56)이 재치된다. 기판(56)은, 예를 들면, 반도체 장치를 제조할 때의 노광용 마스크, 마스크 블랭크스, 반도체 장치가 제조되는 반도체 기판(실리콘 웨이퍼) 등이다. 또한, 스테이지(50) 상에는, 마크(54)가 설치되어 있다. 마크(54)는, 십자 형상 또는 도트 형상을 이루고, 실리콘 기판 상에 탄탈 또는 텅스텐 등의 중금속이 형성된 것이다.
스테이지(50)의 상방에는, 마크(54)에 대한 전자 빔(B)의 조사에 의해, 전자 빔(B)의 조사 위치(빔 위치)를 검출하는 조사 위치 검출기(52)가 설치되어 있다. 조사 위치 검출기(52)로서, 예를 들면, 마크(54)가 전자 빔(B)에 의해 주사되고, 마크(54)에 의해 반사된 반사 전자를 전류값으로서 검출하는 전자 검출기를 이용할 수 있다. 검출된 빔 위치는, 후술하는 제어 계산기(11)의 이상 진단부(14)에 통지된다.
제어부(10)는, 제어 계산기(11), 기억 장치(18), 블랭킹 회로(20), 렌즈 제어 회로(22) 등을 가지고 있다. 제어 계산기(11)는, 샷 데이터 생성부(12), 묘화 제어부(13), 및 이상 진단부(14)를 가진다. 제어 계산기(11)의 각 부의 입출력 데이터 또는 연산 중의 데이터는 메모리(도시 생략)에 적의 저장된다.
제어 계산기(11)의 각 부는, 하드웨어로 구성해도 되고, 소프트웨어로 구성해도 된다. 소프트웨어로 구성하는 경우에는, 적어도 일부의 기능을 실현하는 프로그램을 CD－ROM 등의 기록 매체에 수납하고, 전기 회로를 가지는 컴퓨터에 읽어들이게 하여 실행시켜도 된다.
기억 장치(18)(기억부)는, 설계 상의 도형 패턴이 배치된 레이아웃 데이터를 묘화 장치(1)에 입력 가능한 포맷으로 변환한 묘화 데이터를 저장한다.
샷 데이터 생성부(12)가 기억 장치(18)로부터 묘화 데이터를 읽어내고, 복수 단의 데이터 변환 처리를 행하여 장치 고유의 샷 데이터를 생성한다. 샷 데이터에는, 예를 들면, 도형 종류, 도형 사이즈, 조사 위치, 조사 시간 등이 정의된다. 묘화 제어부(13)는, 샷 데이터에 기초하여, 묘화부(30)를 제어하여 묘화 처리를 행한다.
블랭킹 회로(20)는, 제어 계산기(11)로부터 출력된 블랭킹 신호를 디지털 아날로그 변환하고, 증폭하여, 블랭킹 편향기(44)에 블랭킹 전압을 인가한다. 이 블랭킹 전압에 의해, 전자 빔의 블랭킹 편향이 행해지고, 빔의 온/오프가 전환되고, 각 샷의 조사 시간(샷 시간)이 제어된다.
렌즈 제어 회로(22)는, 대물 렌즈(49)의 여자 전류를 제어하고, 전자 빔(B)의 포커스 위치를 조정한다.
도 1에서는, 실시 형태를 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(1)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
전자 경통(32) 내에 설치된 전자 총(40)으로부터 방출된 전자 빔(B)은, 블랭킹 편향기(44) 내를 통과할 때에, 블랭킹 편향기(44)에 의해, 빔 온 상태에서는 블랭킹 애퍼처(41)를 통과하고, 빔 오프 상태에서는, 빔 전체가 블랭킹 애퍼처(41)로 차폐되도록 편향된다. 빔 오프 상태로부터 빔 온이 되고, 그 후 빔 오프가 되기까지 블랭킹 애퍼처(41)를 통과한 전자 빔(B)이 1 회의 전자 빔의 샷이 된다.
블랭킹 편향기(44)와 블랭킹 애퍼처(41)를 통과함으로써 생성된 각 샷의 전자 빔(B)은, 조명 렌즈(47)에 의해, 직사각형의 개구(42a)(도 2 참조)를 가지는 제1 성형 애퍼처(42)에 조사된다. 제1 성형 애퍼처(42)의 개구(42a)를 통과함으로써, 전자 빔(B)은 직사각형으로 성형된다.
제1 성형 애퍼처(42)를 통과한 제1 성형 애퍼처상의 전자 빔은, 투영 렌즈(48)에 의해 제2 성형 애퍼처(43) 상에 투영된다. 제2 성형 애퍼처(43) 상에서의 제1 애퍼처상의 위치는, 성형 편향기(45)에 의해 제어된다. 이에 의해, 제2 성형 애퍼처(43)의 개구(43a)를 통과하는 전자 빔의 형상과 치수를 변화시키는(가변 성형을 행하는) 것이 가능하다.
제2 성형 애퍼처(43)를 통과한 전자 빔은, 대물 렌즈(49)에 의해 초점이 맞추어지고, 대물 편향기(46)에 의해 편향되어, XY 스테이지(50) 상의 기판(56)의 원하는 위치에 조사된다.
빔 온 시의 블랭킹 편향기(44)에 인가되는 블랭킹 전압이 정상치(예를 들면, 0V)인 경우, 도 3(a)에 도시한 바와 같이, 빔(B1)은 기판(56)에 대하여 (거의) 수직으로 조사된다. 한편, 블랭킹 회로(20)의 아날로그부에 고장·이상이 발생한 경우, 블랭킹 전압에 오차가 생기고, 도 3(b)에 도시한 바와 같이, 빔(B2)의 빔 축이 기운다.
도 4에 도시한 바와 같이, 빔이 포커스된 기판(56)의 표면 위치(Z=0)에서는, 빔 축의 기울어짐의 유무에 의하지 않고, 빔 위치는 동일해지므로, 블랭킹 회로(20)의 고장을 검지할 수 없다. 그러나, 디포커스한 상태(Z≠0)에서는, 빔 축의 기울어짐의 유무에 의해 빔 위치가 바뀐다. 또한, 블랭킹 전압이 다르면, 빔 축의 기울어짐이 상이하여, 빔 위치가 바뀐다. 도 4는, 블랭킹 전압 α의 경우의 빔(Bα)과, 블랭킹 전압 β의 경우의 빔(Bβ)을 나타내고 있다.
블랭킹 회로(20)에 고장이 발생하고 있는 경우, 조사 시간 비율(=샷 시간/(샷 시간＋세틀링 시간))을 바꾸면, 블랭킹 전압의 오차도 바뀐다. 본 실시 형태에서는, 디포커스한 상태에서, 조사 시간 비율의 조건을 바꾸어 빔 위치를 측정하고, 빔 위치에 소정값 이상의 차가 있는 경우, 블랭킹 회로(20)에 고장이 발생하고 있다고 판정한다.
블랭킹 회로(20)의 고장 진단 방법을, 도 5에 도시한 플로우차트를 이용하여 설명한다. 또한, 이 고장 진단은, 묘화 처리 중에 정기적으로 행해진다. 블랭킹 회로(20)의 고장에는 여러 요인이 있고, 예를 들면 DAC 앰프의 이상 또는 접촉 저항의 발생 등이다.
대물 렌즈(49)의 초점 위치를 이탈시켜, 마크(54)의 표면과는 상이한 위치에 초점 위치를 설정한다(스텝 S1).
조사 조건을 변동시키고, 전자 빔으로 마크(54)를 스캔(주사)한다. 조사 조건은, 샷 시간(묘화 시간)과 세틀링 시간과의 비율을 변화시킴으로써 변동시킨다. 먼저, 조사 조건을 제1 조건으로 하여 마크(54)를 전자 빔으로 스캔한다(스텝 S2). 제1 조건은, 예를 들면, 샷 시간 400ns, 세틀링 시간 400ns이다. 조사 위치 검출기(52)가, 반사 전자를 검출하여, 빔 위치 a를 측정한다(스텝 S3).
조사 조건을 제2 조건으로 하여 마크(54)를 전자 빔으로 스캔한다(스텝 S4). 제2 조건은, 예를 들면, 샷 시간 256ns, 세틀링 시간 64ns이다. 조사 위치 검출기(52)가, 반사 전자를 검출하여, 빔 위치 b를 측정한다(스텝 S5).
본 실시 형태에서는, 샷 시간과 세틀링 시간과의 비율을 변동시켰으나, 샷 시간 및 세틀링 시간의 적어도 어느 하나를 변동시킴으로써 조사 조건을 변동시킬 수 있다.
이상 진단부(14)가, 빔 위치 a와 빔 위치 b와의 차분(오차)을 구한다. 차분이 소정값 이상인 경우(스텝 S6＿Yes), 빔 축에 기울어짐이 있음을 의미하므로, 블랭킹 회로에 고장이 발생했다고 판정한다(스텝 S7). 이상 진단부(14)는 고장 발생을 보지(報知)한다.
빔 위치 a와 빔 위치 b와의 차분이 소정값 미만인 경우(스텝 S6＿No), 이상 진단부(14)는 블랭킹 회로에 고장은 없다고 판정한다(스텝 S8). 대물 렌즈(49)의 초점 위치를 기판(56)의 표면의 높이에 맞추어 묘화 처리를 계속·재개한다(스텝 S9).
이와 같이, 본 실시 형태에 의하면, 디포커스한 상태에서, 상이한 조사 조건(조사 시간 비율)으로 마크(54)를 스캔하여 빔 위치의 차분을 구함으로써, 빔 축의 기울어짐의 유무, 즉, 블랭킹 회로(20)의 고장의 유무를 용이하고 신속하게 검출할 수 있다.
상기 실시 형태에서는, 대물 렌즈(49)의 초점 위치를 이탈시켜 마크(54)를 스캔하는 예에 대하여 설명했으나, 스테이지(50)가 Z 축 방향(높이 방향)으로 이동 가능한 경우는, 스테이지 높이를 바꾸어 디포커스한 상태를 실현해도 된다.
또한, 본 발명은 상기 실시 형태 그대로 한정되는 것은 아니며, 실시 단계에서는 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소를 변형하여 구체화할 수 있다. 또한, 상기 실시 형태에 개시되어 있는 복수의 구성 요소의 적의의 조합에 의해, 여러 발명을 형성할 수 있다. 예를 들면, 실시 형태에 도시되는 전 구성 요소로부터 몇 가지의 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 다른 실시 형태에 걸친 구성 요소를 적의 조합해도 된다.

Claims (9)

  1. 하전 입자 빔을 방출하는 방출부와,
    블랭킹 전압의 인가에 의해 상기 하전 입자 빔을 편향하여, 빔의 블랭킹 제어를 행하는 블랭킹 편향기와,
    상기 블랭킹 편향기에 상기 블랭킹 전압을 인가하는 블랭킹 회로와,
    상기 하전 입자 빔이 조사되는 기판이 재치되는 스테이지와,
    상기 스테이지 상에 설치된 마크와,
    상기 마크에 대한 상기 하전 입자 빔의 조사에 의해, 상기 하전 입자 빔의 조사 위치를 검출하는 검출기와,
    상기 마크에 대하여 상기 하전 입자 빔을 소정의 디포커스 상태로 하고, 제1 조사 조건으로 상기 마크를 상기 하전 입자 빔으로 주사한 경우에 상기 검출기로 검출되는 제1 조사 위치와, 해당 제1 조사 조건으로부터 조사 시간 및 세틀링 시간의 적어도 어느 하나를 변동시킨 제2 조사 조건으로 상기 마크를 상기 하전 입자 빔으로 주사한 경우에 상기 검출기로 검출되는 제2 조사 위치와의 차분을 비교하여, 해당 차분이 소정값 이상인 경우에 상기 블랭킹 회로에 고장이 발생하고 있다고 진단하는 진단부
    를 구비하는 하전 입자 빔 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 또는 상기 마크에 조사되는 상기 하전 입자 빔의 초점 위치를 조정하는 렌즈를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 하전 입자 빔 묘화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 조사 조건과 상기 제2 조사 조건은, 상기 조사 시간과 상기 세틀링 시간과의 비율이 상이한 것을 특징으로 하는 하전 입자 빔 묘화 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지가 높이 방향으로 이동함으로써, 상기 마크에 대하여 상기 하전 입자 빔을 소정의 디포커스 상태로 하는 것을 특징으로 하는 하전 입자 빔 묘화 장치.
  5. 블랭킹 회로를 이용하여 블랭킹 편향기에 블랭킹 전압을 인가하고, 하전 입자 빔의 온 오프를 전환하는 블랭킹 제어를 행하는 공정과,
    묘화 대상의 기판이 재치되는 스테이지 상에 설치된 마크에 대하여 상기 하전 입자 빔을 소정의 디포커스 상태로 하고, 제1 조사 조건으로 상기 마크를 상기 하전 입자 빔으로 주사하여, 상기 하전 입자 빔의 제1 조사 위치를 검출하는 공정과,
    상기 소정의 디포커스 상태에서, 상기 제1 조사 조건으로부터 조사 시간 및 세틀링 시간의 적어도 어느 하나를 변동시킨 제2 조사 조건으로 상기 마크를 상기 하전 입자 빔으로 주사하고, 상기 하전 입자 빔의 제2 조사 위치를 검출하는 공정과,
    상기 제1 조사 위치와 상기 제2 조사 위치와의 차분을 비교하여, 해당 차분이 소정값 이상인 경우에 상기 블랭킹 회로에 고장이 발생하고 있다고 진단하는 공정
    을 구비하는 블랭킹 회로의 고장 진단 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 마크를 상기 하전 입자 빔으로 주사하기 전에, 대물 렌즈를 이용하여 상기 하전 입자 빔의 초점 위치를 바꾸는 것을 특징으로 하는 블랭킹 회로의 고장 진단 방법.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 조사 조건과 상기 제2 조사 조건은, 상기 조사 시간과 상기 세틀링 시간과의 비율이 상이한 것을 특징으로 하는 블랭킹 회로의 고장 진단 방법.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 스테이지를 높이 방향으로 이동함으로써, 상기 마크에 대하여 상기 하전 입자 빔을 소정의 디포커스 상태로 하는 것을 특징으로 하는 블랭킹 회로의 고장 진단 방법.
  9. 제5항에 있어서,
    묘화 처리의 도중에서, 상기 블랭킹 회로의 고장 발생 유무의 진단을 행하고, 상기 차분이 소정값 미만인 경우, 상기 블랭킹 회로에 고장은 발생하고 있지 않다고 진단하고, 진단 후, 상기 기판의 표면 높이에 상기 하전 입자 빔의 초점 위치를 맞추어 묘화 처리를 재개하는 것을 특징으로 하는 블랭킹 회로의 고장 진단 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7200186B2 (ja) * 2020-09-17 2023-01-06 日本電子株式会社 荷電粒子線装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012044051A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Nuflare Technology Inc Ｄａｃアンプ診断装置、荷電粒子ビーム描画装置及びｄａｃアンプ診断方法
JP2012186024A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Topcon Corp 試料設置装置、及び荷電粒子ビーム装置
KR101601128B1 (ko) * 2013-08-08 2016-03-08 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04137520A (ja) * 1990-09-28 1992-05-12 Hitachi Ltd 電子線描画装置および描画方法
JP2004111708A (ja) 2002-09-19 2004-04-08 A & D Co Ltd 電子ビーム描画装置の焦点調整方法
WO2006102916A1 (de) * 2005-03-31 2006-10-05 Infineon Technologies Ag Verfahren zum ermitteln einer strahlungsleistung und eine belichtungsvorrichtung
JP4571558B2 (ja) 2005-08-31 2010-10-27 日本電子株式会社 荷電粒子ビーム露光装置の調整方法及び荷電粒子ビーム露光装置
JP5663277B2 (ja) 2010-11-19 2015-02-04 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
JP5364112B2 (ja) * 2011-01-25 2013-12-11 株式会社日立ハイテクノロジーズ 荷電粒子線装置
JP5855390B2 (ja) 2011-08-30 2016-02-09 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ブランキングタイミングの調整方法
JP6215586B2 (ja) * 2012-11-02 2017-10-18 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画方法及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置
JP6087154B2 (ja) * 2013-01-18 2017-03-01 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、試料面へのビーム入射角調整方法、および荷電粒子ビーム描画方法
JP6195538B2 (ja) * 2014-04-25 2017-09-13 住友重機械イオンテクノロジー株式会社 イオン注入方法及びイオン注入装置
TWI578364B (zh) * 2014-09-03 2017-04-11 Nuflare Technology Inc Inspection method of masking device with multiple charged particle beam
JP2016149400A (ja) * 2015-02-10 2016-08-18 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の評価方法
JP6577787B2 (ja) * 2015-08-11 2019-09-18 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

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012044051A (ja) * 2010-08-20 2012-03-01 Nuflare Technology Inc Ｄａｃアンプ診断装置、荷電粒子ビーム描画装置及びｄａｃアンプ診断方法
JP2012186024A (ja) * 2011-03-04 2012-09-27 Topcon Corp 試料設置装置、及び荷電粒子ビーム装置
KR101601128B1 (ko) * 2013-08-08 2016-03-08 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법

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