KR20080106045A - 하전 입자 빔 묘화 장치 및 하전 입자 빔 묘화 방법 - Google Patents

하전 입자 빔 묘화 장치 및 하전 입자 빔 묘화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시 형태의 하전 입자 빔 묘화 장치는 시료를 적재하여 소정의 방향으로 이동하는 스테이지와, 상기 시료의 묘화 영역에 하전 입자 빔을 조사하는 제1 칼럼과, 상기 소정의 방향에 대해 상기 제1 칼럼의 후방에 위치하여 상기 시료의 묘화 영역에 하전 입자 빔을 조사하는 제2 칼럼과, 상기 소정의 방향에 대해 상기 제1 칼럼이 하전 입자 빔을 조사하는 위치보다도 전방과 상기 조사하는 위치의 대략 바로 아래 중 어느 한쪽의 위치에서의 상기 시료의 높이를 측정하는 센서를 구비한 것을 특징으로 한다.
하전 입자 빔 묘화 장치, 스테이지, 칼럼, 시료, 센서

Description

하전 입자 빔 묘화 장치 및 하전 입자 빔 묘화 방법 {CHARGED PARTICLE BEAM WRITING APPARATUS AND CHARGED PARTICLE BEAM WRITING METHOD}
본 발명은 하전 입자 빔 묘화 장치 및 하전 입자 빔 묘화 방법에 관한 것으로, 예를 들어 시료면 높이에서 묘화 위치를 보정하는 경우의 시료면 높이의 측정 수순 혹은 이용 방법 및 시료면 높이를 측정하는 멀티 칼럼을 탑재한 묘화 장치에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 미세화의 진전을 담당하는 리소그래피 기술은 반도체 제조 프로세스 중에서도 유일 패턴을 생성하는 매우 중요한 프로세스이다. 최근, LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로선 폭은 해마다 미세화되고 있다. 이들 반도체 디바이스로 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 고정밀도의 원화 패턴(레티클 혹은 마스크라고도 함)이 필요해진다. 여기서, 전자선(전자 빔) 묘화 기술은 본질적으로 우수한 해상성을 갖고 있어, 고정밀도의 원화 패턴의 생산에 이용된다.
도14는 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
가변 성형형 전자선(EB : Electron beam) 묘화 장치는 이하와 같이 동작한 다. 우선, 제1 어퍼쳐(410)에는 전자선(330)을 성형하기 위한 사각형, 예를 들어 직사각형의 개구(411)가 형성되어 있다. 또한, 제2 어퍼쳐(420)에는 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 개구(411)를 통과한 전자선(330)은 편향기에 의해 편향된다. 그리고, 가변 성형 개구(421)의 일부를 통과하여 스테이지 상에 탑재된 시료에 조사된다. 스테이지는 묘화 중, 소정의 일방향(예를 들어, X 방향으로 함)으로 연속적으로 이동하고 있다. 이와 같이, 개구(411)와 가변 성형 개구(421)의 양쪽을 통과할 수 있는 직사각형 형상이, 시료(340)의 묘화 영역에 묘화된다. 개구(411)와 가변 성형 개구(421)의 양쪽을 통과시켜, 임의 형상을 작성하는 방식을 가변 성형 방식이라고 한다.
여기서, 전자 빔 묘화 장치에서는 마스크나 웨이퍼 등의 시료면의 높이에 따라서 묘화 위치가 변화된다. 그로 인해, 높이(z)를 측정하여 그 값에 의존하여 위치를 보정하는 것이 요구된다. 예를 들어, 묘화 전에 사전에 마스크 전체의 높이를 측정해 두고, 그 값을 이용하여 보정하면서 묘화한다(예를 들어, 특허 제3277746호 공보 참조). 혹은, 묘화하면서 높이의 데이터를 얻고, 그 값을 이용하여 리얼 타임으로 보정하면서 묘화하는 것 등도 고려된다.
또한, 1개의 전자 경통에 2개 이상의 광학계 칼럼을 쌓아 넣은 멀티 칼럼 셀(MCC) 방식의 묘화 장치가 개발되어 있다. 그리고, 각 칼럼은 동일한 묘화 조건으로 구성되고, 각 칼럼에서 각각 가변 성형 묘화를 행하고 있다(예를 들어, 「야스다 히로시, 하라구치 다케시 외, "멀티 칼럼 셀 MCC-PoC(proof of concept) system 평가", 제3회 하전 입자 광학 심포지움, pp125-128, 2003년 9월 18-19일」, 「T. Haraguchi, T. Sakazaki, S. Hamaguchi and H. Yasuda, "Development of electromagnetic lenses for multielectron beam lithography system", 2726, J. Vac. Sci. Technol. B20(6), Nov/Dec 2002」, 혹은, 「T. Haraguchi, T. Sakazaki, T. Satoh, M. Nakano, S. Hamaguchi, T. Kiuchi, H. Yabara and H. Yasuda, "Multicolumn cell : Evaluation of the proof of concept system", 985, J. Vac. Sci. Technol. B22(3), May/Jun 2004」 참조).
상술한 바와 같이, 사전에 높이를 측정하는 방법이 있다. 그러나, 사전에 높이를 측정하는 경우, 그 측정 시간이 그대로 로스 타임이 되어 묘화 시간이 길어져 버리는 등의 문제가 있었다. 또한, 멀티 칼럼을 탑재한 묘화 장치에 있어서 리얼 타임으로 보정하는 경우에는, 칼럼 수만큼의 높이 측정기(z 센서)가 필요해져 버린다. 이것에서는 장치의 제조 비용이 상승하는 등의 문제가 발생한다. 또한, 많은 z 센서의 실장에는 z 센서를 소형화해야만 해, 곤란이 수반되어 버린다.
본 발명은 높이 측정에 수반되는 묘화 시간의 증가를 억제하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 그 밖에 멀티 칼럼을 이용한 경우에 센서 수를 저감시키는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태의 하전 입자 빔 묘화 장치는,
시료를 적재하여 소정의 방향으로 이동하는 스테이지와,
상기 시료의 묘화 영역에 하전 입자 빔을 조사하는 제1 칼럼과,
상기 소정의 방향에 대해 상기 제1 칼럼의 후방에 위치하여, 상기 시료의 묘화 영역에 하전 입자 빔을 조사하는 제2 칼럼과,
상기 소정의 방향에 대해 상기 제1 칼럼이 하전 입자 빔을 조사하는 위치보다도 전방과 상기 조사하는 위치의 대략 바로 아래 중 어느 하나의 위치에서의 상기 시료의 높이를 측정하는 센서를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시 형태의 하전 입자 빔 묘화 방법은,
시료의 묘화 영역을 단책 형상으로 가상 분할한 것에 의해 형성된 복수의 묘화 소영역 중, 제n번째의 묘화 소영역의 시료면 높이를, 상기 시료를 소정의 방향으로 이동시키면서 측정하고,
상기 소정의 방향에 대해 전방에 위치하는 제1 칼럼을 통해 조사된 하전 입자 빔을 이용하여 상기 소정의 방향으로 이동하는 상기 시료 상의 상기 제n번째의 묘화 소영역에 측정된 상기 제n번째의 묘화 소영역의 시료면 높이를 기초로 하여 묘화 위치가 보정된 제1 패턴을 묘화하고,
상기 소정의 방향에 대해 후방에 위치하는 제2 칼럼을 통해 조사된 하전 입자 빔을 이용하여 상기 소정의 방향으로 이동하는 상기 시료 상의 상기 제n번째의 묘화 소영역에 이미 1회 이용된 상기 제n번째의 묘화 소영역의 시료면 높이의 정보를 다시 이용하여 묘화 위치가 보정된 제2 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시 형태의 하전 입자 빔 묘화 방법은,
시료의 묘화 영역을 단책 형상으로 가상 분할한 것에 의해 형성된 복수의 묘화 소영역 중, 제n번째의 묘화 소영역에 하전 입자 빔을 이용하여 상기 시료를 소정의 방향으로 이동시키면서 제n번째의 묘화 소영역용 패턴을 묘화하고,
상기 제n번째의 묘화 소영역의 묘화가 종료된 후, 상기 시료를 소정의 방향의 역방법으로 이동시키면서 제n＋1번째의 묘화 소영역의 시료면 높이를 측정하고,
상기 제n＋1번째의 묘화 소영역의 시료면 높이의 측정이 종료된 후, 상기 제n＋1번째의 묘화 소영역에, 상기 제n번째의 묘화 소영역으로의 묘화에 이용한 칼럼을 통해 조사된 하전 입자 빔을 이용하여 상기 시료를 상기 소정의 방향으로 이동시키면서 이미 측정된 상기 제n＋1번째의 묘화 소영역의 시료면 높이를 기초로 하여 묘화 위치가 보정된 제n＋1번째의 묘화 소영역용 패턴을 묘화한다.
본 발명에 따르면, 높이 측정에 수반되는 묘화 시간의 증가를 억제하는 방법을 제공할 수 있다. 또한, 그 밖에 멀티 칼럼을 이용한 경우에 센서 수를 저감시키는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
이하, 실시 형태에서는 하전 입자 빔의 일례로서, 전자 빔을 이용한 구성에 대해 설명한다. 단, 하전 입자 빔은 전자 빔으로 한정되는 것이 아니라, 이온 빔 등의 다른 하전 입자를 이용한 빔이라도 상관없다.
(제1 실시 형태)
도1은 제1 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도이다.
도1에 있어서, 묘화 장치(100)는 묘화부(150)와 제어부(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는 하전 입자 빔 묘화 장치의 일례가 된다. 그리고, 묘화 장치(100)는 시료(101)에 원하는 패턴을 묘화한다. 제어부(160)는 제어 회로(110), 메모리(112) 및 자기 디스크 장치(114)를 구비하고 있다. 묘화부(150)는 전자 경통(102), 묘화실(103)을 갖고 있다. 전자 경통(102) 내에는 전자 총(201), 조명 렌즈(202), 제1 어퍼쳐(203), 투영 렌즈(204), 편향기(205), 제2 어퍼쳐(206), 대물 렌즈(207) 및 편향기(208)가 배치되어 있다. 또한, 묘화실(103) 내에는 이동 가능하게 배치된 XY 스테이지(105)가 배치되어 있다. 또한, XY 스테이지(105) 상에는 시료(101)가 배치되어 있다. 시료(101)로서, 예를 들어 웨이퍼에 패턴을 전사하는 노광용 마스크가 포함된다. 또한, 이 마스크는, 예를 들어 아직 아무것도 패턴이 형성되어 있지 않은 마스크 블랭크가 포함된다. 또한, 묘화실(103)의 상면측에는 시료(101)의 z 방향[시료(101)의 묘화면과 직교하는 방향]의 위치(시료면 높이)를 검지하는 투광기(209)와 수광기(210)를 갖는 z 센서가 배치되어 있다. 투광기(209)로서, 예를 들어 투광 소자를 이용하면 적합하다. 또한, 수광기(210)로서, 위치 검출 소자(PSD : Position Sensitive Device)를 이용하면 적합하다. 또한, 자기 디스크 장치(114)에는 묘화 데이터가 저장되어 있다. 제어 회로(110)는 묘화부(150)를 제어한다. 또한, 제어 회로(110)는 묘화부(150) 이외에도 수광기(210), 메모리(112) 및 자기 디스크 장치(114)에 버스를 개재하여 접속되어 있다. 여기서, 도1에서는 제1 실시 형태를 설명하는데 필요한 구성 부분에 대해 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성이 포함되어도 상관없는 것은 물론이다.
조사부의 일례가 되는 전자 총(201)으로부터 나온 전자 빔(200)은 조명 렌즈(202)에 의해 사각형, 예를 들어 직사각형의 구멍을 갖는 제1 어퍼쳐(203) 전체를 조명한다. 여기서, 전자 빔(200)을, 우선 사각형 예를 들어, 직사각형으로 성형한다. 그리고, 제1 어퍼쳐(203)를 통과한 제1 어퍼쳐 상의 전자 빔(200)은 투영 렌즈(204)에 의해 제2 어퍼쳐(206) 상에 투영된다. 이러한 제2 어퍼쳐(206) 상에서의 제1 어퍼쳐 상의 위치는 편향기(205)에 의해 편향 제어되어 빔 형상과 치수를 변화시킬 수 있다. 그 결과, 전자 빔(200)은 성형된다. 그리고, 제2 어퍼쳐(206)를 통과한 제2 어퍼쳐 상의 전자 빔(200)은 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 맞추어 편향기(208)에 의해 편향된다. 그 결과, 연속 이동하는 XY 스테이지(105) 상의 시료(101)의 원하는 위치에 조사된다.
도2는 제1 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 주요부 공정을 도시하는 흐름도이다.
도2에 있어서, 제1 실시 형태에 있어서의 묘화 방법은 제1 스트라이프 묘화 공정(S102), 제2 스트라이프 z 측정 공정(S104), 제2 스트라이프 묘화 공정(S106), … 제n 스트라이프 z 측정 공정(S110), 제n 스트라이프 묘화 공정(S112), 제n＋1 스트라이프 z 측정 공정(S114), 제n＋1 스트라이프 묘화 공정(S116), … 등의 일련의 공정을 최종 스트라이프까지 실시한다.
도3은 제1 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 플로우의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
우선, 시료(101)에 묘화하는 경우에, 시료(101)의 묘화(노광) 영역면을 전자 빔(200)이 편향기(208)에 의해 편향 가능한 단책 형상의 복수의 스트라이프 영역(10)으로 가상 분할된다. 그리고, 제어 회로(110)는 자기 디스크 장치(114)로부터 1개의 스트라이프 영역분의 묘화 데이터를 판독하여 장치 내의 포맷으로 변환한다. 그리고, 묘화 데이터에 정의되는 도형의 위치나 형태나 사이즈의 정보로부터 묘화부(150)의 각 구성을 제어하게 된다. 이와 같이 하여, 묘화하는 대상이 정해지면, XY 스테이지(105)를, 예를 들어 X 방향으로 연속 이동시키면서, 대상이 되는 스트라이프 영역 상에 전자 빔(200)을 조사함으로써 원하는 도형을 묘화해 감으로써 이 스트라이프용 패턴이 묘화된다.
S102에 있어서, 제1 스트라이프 묘화 공정으로서, 묘화부(150)는 XY 스테이지(105)를, 예를 들어 X 방향으로 연속 이동시키면서 제1 번째의 스트라이프 영역 상에 전자 빔(200)을 조사함으로써 제1 번째의 스트라이프 영역용 패턴을 묘화한다. 제1 번째의 스트라이프 영역의 묘화를 개시할 때에는, 아직 제1 번째의 스트라이프 영역 상을 z 센서로 높이 측정하고 있지 않으므로, 여기서는 리얼 타임 보정을 행한다. 구체적으로는, 제1 번째의 스트라이프 영역 상에 묘화부(150)의 편향 영역이 오도록 XY 스테이지(105)를 X 방향으로 연속 이동시켜 묘화를 개시시킨다. 그리고, 연속 이동하는 시료(101)의 묘화 위치의 전방 위치와 조사하는 위치의 대략 바로 아래의 어느 한쪽의 위치에서 시료(101)면의 높이(z)를 측정한다. 그리고, 리얼 타임으로 그 값을 이용하여 묘화 위치를 보정한 패턴을 묘화부(150)가 묘화 위치에 묘화해 간다. 혹은, 제1 번째의 스트라이프 영역분만큼 미리 높 이(z)를 측정해 두어도 적합하다. 그 경우라도 모든 묘화면의 높이 측정을 행하는 경우에 비해 측정 시간을 대폭으로 단축시킬 수 있다.
S104에 있어서, 제2 스트라이프 z 측정 공정으로서, 제1 번째의 스트라이프 영역의 묘화가 종료된 후, XY 스테이지(105)를 -Y 방향으로 1 스트라이프 영역분 이동시켜, 제2 번째의 스트라이프 영역 상을 투광기(209)가 조사할 수 있고, 또한 수광기(210)가 수광할 수 있는 위치로 이동시킨다. 그리고, XY 스테이지(105)가 시료(101)를 X 방향의 역방법으로 이동시키면서 z 센서가 제2 번째의 스트라이프 영역의 시료면 높이를 측정한다. 그리고, 측정된 데이터는 메모리(112)에 일시적으로 기억된다.
S106에 있어서, 제2 스트라이프 묘화 공정으로서, 우선 제어 회로(110)는 측정된 제2 번째의 스트라이프 영역의 시료면 높이를 기초로 하여 제2 번째의 스트라이프 영역용 패턴의 묘화 위치를 보정한다. 그리고, 제2 번째의 스트라이프 영역의 시료면 높이의 측정 종료 후, 묘화부(150)는 XY 스테이지(105)를 X 방향으로 연속 이동시키면서 제2 번째의 스트라이프 영역 상에 전자 빔(200)을 조사함으로써, 묘화 위치가 보정된 제2 번째의 스트라이프 영역용 패턴을 묘화한다. 마찬가지로 하여 묘화와 높이 측정을 행해 간다.
S110에 있어서, 제n 스트라이프 z 측정 공정으로서, 제n－1번째의 스트라이프 영역의 묘화가 종료된 후, XY 스테이지(105)를 -Y 방향으로 1 스트라이프 영역분 이동시켜, 제n번째의 스트라이프 영역 상을 투광기(209)가 조사할 수 있고, 또한 수광기(210)가 수광할 수 있는 위치로 이동시킨다. 그리고, XY 스테이지(105) 가 시료(101)를 X 방향의 역방법으로 이동시키면서 z 센서가 제n번째의 스트라이프 영역의 시료면 높이(z)를 측정한다. 그리고, 측정된 데이터는 메모리(112)에 일시적으로 기억된다.
S112에 있어서, 제n 스트라이프 묘화 공정으로서, 제n번째의 스트라이프 영역의 시료면 높이의 측정 종료 후, 우선 제어 회로(110)는 측정된 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이를 기초로 하여 스트라이프 영역(10n)용 패턴의 묘화 위치를 보정한다. 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이는 메모리(112)로부터 판독하면 좋다. 그리고, 도3의 (1)로 나타낸 바와 같이 묘화부(150)는 XY 스테이지(105)를 X 방향으로 연속 이동시키면서 제n번째의 스트라이프 영역(10n) 상에 전자 빔(200)을 조사함으로써, 묘화 위치가 보정된 스트라이프 영역(10n)용 패턴을 묘화한다.
S114에 있어서, 제n＋1 스트라이프 z 측정 공정으로서, 스트라이프 영역(10n)의 묘화가 종료된 후, XY 스테이지(105)를 -Y 방향으로 1 스트라이프 영역분 이동시켜, 스트라이프 영역(10n＋1) 상을 투광기(209)가 조사할 수 있고, 또한 수광기(210)가 수광할 수 있는 위치로 이동시킨다. 그리고, 도3의 (2)로 나타낸 바와 같이 XY 스테이지(105)가 시료(101)를 X 방향의 역방법으로 이동시키면서 z 센서가 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이(z)를 측정한다. 그리고, 측정된 데이터는 메모리(112)에 일시적으로 기억된다.
S116에 있어서, 제n＋1 스트라이프 묘화 공정으로서, 스트라이프 영역(10n＋ 1)의 시료면 높이의 측정 종료 후, 우선 제어 회로(110)는 측정된 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이를 기초로 하여 스트라이프 영역(10n＋1)용 패턴의 묘화 위치를 보정한다. 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이는 메모리(112)로부터 판독하면 좋다. 그리고, 도3의 (3)으로 나타낸 바와 같이, 묘화부(150)는 XY 스테이지(105)를 X 방향으로 연속 이동시키면서 스트라이프 영역(10n＋1) 상에 전자 빔(200)을 조사함으로써, 묘화 위치가 보정된 스트라이프 영역(10n＋1)용 패턴을 묘화한다. 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이는 메모리(112)로부터 판독하면 되는 것은 물론이다. 이와 같이, 제n＋1번째의 묘화 소영역에, 제n번째의 묘화 소영역에의 묘화에 이용한 칼럼을 통해 조사된 전자 빔(200)을 이용하여 시료(101)를 X 방향으로 이동시키면서 이미 측정된 제n＋1번째의 묘화 소영역의 시료면 높이를 기초로 하여 묘화 위치가 보정된 제n＋1번째의 묘화 소영역용 패턴을 묘화한다.
이상과 같이, 묘화 후에 다음의 스트라이프의 높이를 측정하면서 묘화 개시 위치측으로 복귀됨으로써, 다음의 스트라이프를 묘화할 때에 묘화 위치의 보정을 행할 수 있다. 다음에, 다중 묘화를 행하는 경우에 대해 설명한다.
도4의 (A)와 (B)는 제1 실시 형태에 있어서의 다중 묘화를 행하는 경우의 묘화 방법의 플로우의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
다중 묘화를 행하는 경우, 예를 들어 n회 묘화를 행하는 경우에는 다음에 묘화하는 스트라이프 영역을 전회로부터 스트라이프 폭의 1/n만큼 어긋나게 한 위치 에 설정하는 것이 행해진다. 예를 들어, 2회 묘화를 행하는 경우, 도4의 (A)에 도시한 바와 같이 2회째에 묘화되는 스트라이프 영역(12)을 1회째에 묘화되는 스트라이프 영역(10)으로부터 스트라이프 폭의 반만큼 어긋나게 한 위치에 설정한다. 그리고, 스트라이프 영역(10n-1)을 묘화한 후, 스트라이프 영역(12n-1)을 묘화한다. 그리고, 다음에, 스트라이프 영역(10n)을 묘화한 후, 스트라이프 영역(12n)을 묘화한다. 이와 같이 하여, 차례로 묘화를 진행시켜 간다.
여기서, 제1 실시 형태에서는, 도4의 (B)에 도시한 바와 같이 스트라이프 영역(10n)을 묘화한 후, XY 스테이지(105)를 -Y 방향으로 1 스트라이프 영역분 이동시켜, 스트라이프 영역(10n＋1) 상을 투광기(209)가 조사할 수 있고, 또한 수광기(210)가 수광할 수 있는 위치로 이동시킨다. 그리고, XY 스테이지(105)가 시료(101)를 X 방향의 역방법으로 이동시키면서 z 센서가 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이(z)를 측정한다. 그리고, 측정된 데이터는 메모리(112)에 일시적으로 기억된다. 다음에, XY 스테이지(105)를 Y 방향으로 이동시켜, 1/2 스트라이프 영역분 복귀시키도록 한다. 그리고, 2회째의 묘화용 스트라이프 영역(12n)을 묘화하게 된다. 여기서, 스트라이프 영역(12n)은 스트라이프 영역(10n)과 스트라이프 영역(10n＋1) 사이에 위치하는 영역이다. 그래서, 스트라이프 영역(12n)을 묘화할 때에는 이미 측정된 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이와 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이를 메모리(112)로부터 판독한다. 그리고, 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이와 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이를 기초로 하여 묘화 위치가 보정된 스트라이프 영역(12n)용 패턴을 묘화한다. 스트라이프 영역(12n)의 시료면 높이는 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이와 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이를 내부 삽입하여 구하면 적합하다. 도4의 (B)에 나타낸 예에서는, z01과 z11로부터 z1을 구하도록 하면 된다.
이상과 같이, 소정의 영역의 묘화 종료 후, 그 앞의 영역의 z를 측정하면서 복귀됨으로써, z 측정 시간을 새롭게 마련하지 않아도 z 측정을 행할 수 있다. 또한, z 측정을 행하기 위해, 복귀 속도를 느리게 할 필요가 없다. 그 결과, 묘화 시간을 단축시킬 수 있다.
(제2 실시 형태)
제1 실시 형태에서는 1개의 칼럼을 탑재한 묘화 장치를 이용한 경우를 도시하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 제2 실시 형태에서는 멀티 칼럼을 탑재한 묘화 장치를 이용한 경우에 대해 설명한다.
도5는 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도이다.
도5에 있어서, 전자 경통(102) 내에서는 도1의 구성 외에, 또한 차폐통(212, 312), 전자 총(301), 제1 어퍼쳐(303), 편향기(305), 제2 어퍼쳐(306) 및 편향기(308)가 배치되어 있다. 여기서, 전자 총(201), 제1 어퍼쳐(203), 편향기(205), 제2 어퍼쳐(206), 차폐통(212) 및 편향기(208)로 제1 칼럼(220)을 구성한다. 또한, 전자 총(301), 제1 어퍼쳐(303), 성형 편향기(305), 제2 어퍼쳐(306), 차폐통(312) 및 편향기(308)로 제2 칼럼(320)을 구성한다. 전자 경통(102)은 조명 렌즈(202), 투영 렌즈(204), 대물 렌즈(207) 등의 렌즈계를 칼럼 사이에서 공통으로 하여 복수의 칼럼을 탑재하고 있다. 여기서는, 독립된 전자 빔의 광로를 제어하는 서브 시스템을 칼럼이라고 칭한다. 또한, 묘화실(103)의 상면측에는 칼럼(220)용 투광기(209)와 수광기(210) 외에, 또한 칼럼(320)용 투광기(309)와 수광기(310)를 갖는 z 센서가 배치되어 있다. 투광기(209)와 수광기(210)의 세트와 마찬가지로, 투광기(309)와 수광기(310)의 세트는 칼럼(320)을 통해 조사되는 전자 빔(300)으로 묘화하는 시료(101)의 z 방향[시료(101)의 묘화면과 직교하는 방향]의 위치(시료면 높이)를 검지한다. 그 밖의 구성은 도1과 마찬가지이다. 투광기(309)로서, 예를 들어 투광 소자를 이용하면 적합한 점이나, 수광기(310)로서, PSD를 이용하면 적합한 점은 투광기(209)와 수광기(210)의 세트와 마찬가지이다. 또한, 제어 회로(110)는 수광기(310)에도 버스를 개재하여 접속되어 있다. 여기서, 도5에서는 제2 실시 형태를 설명하는데 필요한 구성 부분에 대해 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성이 포함되어도 상관없는 것은 물론이다.
도6은 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
칼럼(220)측에서의 동작은 제1 실시 형태에서 설명한 바와 같다. 또한, 칼 럼(320)측에서의 동작도 칼럼(220)측에서의 동작과 마찬가지로 이하와 같이 동작한다. 조사부의 일례가 되는 전자 총(301)으로부터 나온 전자 빔(300)은 조명 렌즈(202)에 의해 사각형, 예를 들어 직사각형의 구멍을 갖는 제1 어퍼쳐(303) 전체를 조명한다. 여기서, 전자 빔(300)을, 우선 사각형, 예를 들어 직사각형으로 성형한다. 그리고, 제1 어퍼쳐(303)를 통과한 제1 어퍼쳐 상의 전자 빔(300)은 투영 렌즈(204)에 의해 제2 어퍼쳐(306) 상에 투영된다. 이러한 제2 어퍼쳐(306) 상에서의 제1 어퍼쳐 상의 위치는 편향기(305)에 의해 편향 제어되어 빔 형상과 치수를 변화시킬 수 있다. 그 결과, 전자 빔(300)은 성형된다. 그리고, 제2 어퍼쳐(306)를 통과한 제2 어퍼쳐 상의 전자 빔(300)은 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 맞추어 편향기(308)에 의해 편향된다. 그 결과, 연속 이동하는 XY 스테이지(105) 상의 시료(101)의 원하는 위치에 조사된다.
도7은 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 주요부 공정을 도시하는 흐름도이다.
도7에 있어서, 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 방법은 제n 스트라이프 묘화 공정(S112), 제n＋1 스트라이프 z 측정 공정(S114), 제n＋1 스트라이프 묘화 공정(S116) 등의 일련의 공정과 동 시기에, 제n＋k 스트라이프 묘화 공정(S212), 제n＋k＋1 스트라이프 z 측정 공정(S214), 제n＋k＋1 스트라이프 묘화 공정(S216) 등의 일련의 공정을 실시한다. 칼럼(220)측에서 행하는 제n 스트라이프 묘화 공정(S112), 제n＋1 스트라이프 z 측정 공정(S114) 및 제n＋1 스트라이프 묘화 공정(S116)의 내용은 제1 실시 형태와 마찬가지이다.
도8은 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 플로우의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
칼럼(220)과 칼럼(320)은 광축간 거리가 소정의 길이만큼 이격되어 있으므로, XY 스테이지(105)의 1회의 이동 동작으로 2개의 스트라이프 영역을 동 시기에 묘화해 갈 수 있다. 여기서는, 도8에 있어서의 (1-1) 및 (1-2)로 나타낸 바와 같이 칼럼(220)에서 스트라이프 영역(10n)을 묘화할(S112) 때에, 동 시기에 칼럼(320)에서 스트라이프 영역(10n＋k)을 묘화한다(S212). 여기서는, k ≥ 2의 자연수로 한다. 제1 실시 형태의 방법과 마찬가지로 칼럼(220)에서 스트라이프 영역(10n)을 묘화한 후, XY 스테이지(105)를 -Y 방향으로 이동시켜, 스트라이프 영역(10n＋k) 상을 투광기(209)가 조사할 수 있고, 또한 수광기(210)가 수광할 수 있는 위치로 이동시킨다. 그때, 칼럼(320)에서도 스트라이프 영역(10n＋k)의 묘화가 종료되어 있다. 또한, XY 스테이지(105)를 -Y 방향으로 1 스트라이프 영역분 이동시킴으로써, 스트라이프 영역(10n＋k＋1) 상을 투광기(309)가 조사할 수 있고, 또한 수광기(310)가 수광할 수 있는 위치가 된다.
그리고, 도8에 있어서의 (2-1) 및 (2-2)로 나타낸 바와 같이 XY 스테이지(105)가 시료(101)를 X 방향의 역방법으로 이동시키면서 칼럼(220)용 z 센서가 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이(z)를 측정한다(S114). 그리고, 동 시기에 칼럼(320)용 z 센서가 스트라이프 영역(10n＋k＋1)의 시료면 높이(z)를 측정한 다(S214). 그리고, 측정된 2개의 영역의 데이터는 모두 메모리(112)에 일시적으로 기억된다.
다음에, 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이의 측정과 스트라이프 영역(10n＋k＋1)의 시료면 높이의 측정 종료 후, 도8의 (3-1) 및 (3-2)로 나타낸 바와 같이, 묘화부(150)는 XY 스테이지(105)를 X 방향으로 연속 이동시키면서 스트라이프 영역(10n＋1) 상에 칼럼(220)을 통한 전자 빔(200)을 조사함으로써 이미 측정된 스트라이프 영역(10n＋1)의 시료면 높이를 기초로 하여 묘화 위치가 보정된 스트라이프 영역(10n＋1)용 패턴을 묘화한다(S116). 또한, XY 스테이지(105)를 X 방향으로 연속 이동시킴으로써 동 시기에 스트라이프 영역(10n＋k＋1) 상에 칼럼(320)을 통한 전자 빔(300)을 조사하여 스트라이프 영역(10n＋k＋1)용 패턴을 묘화할 수 있다(S216). 그때는, 이미 측정된 스트라이프 영역(10n＋k＋1)의 시료면 높이를 기초로 하여 묘화 위치가 보정된 스트라이프 영역(10n＋k＋1)용 패턴을 묘화한다. 스트라이프 영역(10n＋k＋1)의 시료면 높이와 스트라이프 영역(10n＋k＋1)의 시료면 높이는 메모리(112)로부터 판독하면 좋다. 또한, 묘화 위치의 보정은 측정된 시료면 높이를 기초로 하여 제어 회로(110)를 행하면 좋다.
이러한 구성에 의해, 다른 묘화 소영역을 동시에 묘화할 수 있으므로, 묘화 시간의 단축으로 연결된다. 또한, 다음의 묘화 개시 위치까지 복귀될 때에 각각 다음 묘화 소영역의 시료면 높이를 측정할 수 있다.
이상과 같이, 각 스트라이프 영역을 묘화할 때에 복수의 칼럼을 통해 조사되는 복수의 전자 빔을 동 시기에 이용함으로써, 또한 묘화 시간을 단축시킬 수 있다.
(제3 실시 형태)
제1 및 제2 실시 형태에서는 후단측의 스트라이프 영역의 높이를 XY 스테이지(105)가 묘화 개시 위치까지 복귀될 때에 측정함으로써 묘화 시간의 단축을 도모하였다. 제3 실시 형태에서는 멀티 칼럼을 탑재한 묘화 장치에서 리얼 타임 보정을 행하는 경우에 대해 설명한다. 장치 구성은 2 × 2의 4개의 칼럼을 탑재한 묘화 장치를 일례로서 이용한다.
도9는 제3 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도이다.
도9에 있어서, 전자 경통(102) 내에서는 도5의 구성 외에, 또한 차폐통(412, 512), 전자 총(401, 501), 제1 어퍼쳐(403, 503), 편향기(405, 505), 제2 어퍼쳐(406, 506) 및 편향기(408, 508)가 배치되어 있다. 여기서, 전자 총(401), 제1 어퍼쳐(403), 편향기(405), 제2 어퍼쳐(406), 차폐통(412) 및 편향기(408)로 제3 칼럼(222)을 구성한다. 또한, 전자 총(501), 제1 어퍼쳐(503), 성형 편향기(505), 제2 어퍼쳐(506), 차폐통(512) 및 편향기(508)로 제4 칼럼(322)을 구성한다. 전자 경통(102)은 조명 렌즈(202), 투영 렌즈(204), 대물 렌즈(207) 등의 렌즈계를 칼럼 사이에서 공통으로 하여, 복수의 칼럼(220, 320, 222, 322)을 탑재하고 있다. 여기서도, 독립된 전자 빔의 광로를 제어하는 서브 시스템을 칼럼이라고 칭한다. 그 밖의 점은 도5와 마찬가지이다. 장치 구성은 도5에서 도시한 2개의 칼럼을 2개 더 추가한 경우와 마찬가지이다. 그리고, 예를 들어, 제1과 제2 칼럼에서 1개의 스트라이프 영역을 전후의 위치에서 동 시기에 묘화한다. 그리고, 제3과 제4 칼럼에서 다른 1개의 스트라이프 영역을 전후의 위치에서 동 시기에 묘화한다. 여기서, 도9에서는 제3 실시 형태를 설명하는데 필요한 구성 부분에 대해 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성이 포함되어도 상관없는 것은 물론이다.
칼럼(222)이나 칼럼(322) 내에서의 동작은 칼럼(220)이나 칼럼(320)과 마찬가지이다. 우선, 칼럼(222)측에서의 동작은 이하와 같이 동작한다. 조사부의 일례가 되는 전자 총(401)으로부터 나온 전자 빔(400)은 조명 렌즈(202)에 의해 사각형, 예를 들어 직사각형의 구멍을 갖는 제1 어퍼쳐(403) 전체를 조명한다. 여기서, 전자 빔(400)을, 우선 사각형, 예를 들어 직사각형으로 성형한다. 그리고, 제1 어퍼쳐(403)를 통과한 제1 어퍼쳐 상의 전자 빔(400)은 투영 렌즈(204)에 의해 제2 어퍼쳐(406) 상에 투영된다. 이러한 제2 어퍼쳐(406) 상에서의 제1 어퍼쳐 상의 위치는 편향기(405)에 의해 편향 제어되어 빔 형상과 치수를 변화시킬 수 있다. 그 결과, 전자 빔(400)은 성형된다. 그리고, 제2 어퍼쳐(406)를 통과한 제2 어퍼쳐 상의 전자 빔(400)은 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 맞추어 편향기(408)에 의해 편향된다. 그 결과, 연속 이동하는 XY 스테이지(105) 상의 시료(101)의 원하는 위치에 조사된다.
마찬가지로, 칼럼(322)측에서의 동작은 이하와 같이 동작한다. 조사부의 일 례가 되는 전자 총(501)으로부터 나온 전자 빔(500)은 조명 렌즈(202)에 의해 사각형, 예를 들어 직사각형의 구멍을 갖는 제1 어퍼쳐(503) 전체를 조명한다. 여기서, 전자 빔(500)을, 우선 사각형, 예를 들어 직사각형으로 성형한다. 그리고, 제1 어퍼쳐(503)를 통과한 제1 어퍼쳐 상의 전자 빔(500)은 투영 렌즈(504)에 의해 제2 어퍼쳐(506) 상에 투영된다. 이러한 제2 어퍼쳐(506) 상에서의 제1 어퍼쳐 상의 위치는 편향기(505)에 의해 편향 제어되어 빔 형상과 치수를 변화시킬 수 있다. 그 결과, 전자 빔(500)은 성형된다. 그리고, 제2 어퍼쳐(506)를 통과한 제2 어퍼쳐 상의 전자 빔(500)은 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 맞추어 편향기(508)에 의해 편향된다. 그 결과, 연속 이동하는 XY 스테이지(105) 상의 시료(101)의 원하는 위치에 조사된다.
도10은 제3 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 주요부 공정을 도시하는 흐름도이다.
도10에 있어서, 제3 실시 형태에 있어서의 묘화 방법은 제n 스트라이프 z 측정 공정(S402), 제n 스트라이프 칼럼(1) 묘화 공정(S404) 및 제n 스트라이프 칼럼(2) 묘화 공정(S406) 등의 일련의 공정을 실시한다. 또한, 동 시기에 제n＋k 스트라이프 z 측정 공정(S502), 제n＋k 스트라이프 칼럼(3) 묘화 공정(S504) 및 제n＋k 스트라이프 칼럼(4) 묘화 공정(S506) 등의 일련의 공정을 실시한다.
도11은 제3 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 플로우의 일례를 설명하기 위한 개념도이다.
전자 경통(102) 내에는, 도11에 도시한 바와 같이 2행 2열로 4개의 칼 럼(220, 320, 222, 322)이 배치되어 있다. 그리고, 각 칼럼은 서로 광축간 거리가 소정의 길이만큼 이격되어 있으므로, XY 스테이지(105)의 1회의 이동 동작으로 2개의 스트라이프 영역을 동 시기에 묘화해 갈 수 있다. 또한, XY 스테이지(105)의 1회의 이동 동작으로 동일한 스트라이프 영역을 2개의 칼럼에서 묘화할 수 있다. 도11의 예에서는 2개의 칼럼(220, 320)에서 스트라이프 영역(10n)을 묘화한다. 그리고, 2개의 칼럼(222, 322)에서 스트라이프 영역(10n＋k)을 묘화한다. 또한, k는 k ≥ 1의 자연수를 취한다. XY 스테이지(105)가 X 방향으로 이동함으로써, 그 반대의 방향으로 묘화가 진행되므로, 여기서는 -X 방향이 묘화 방향(V)이 된다. 여기서는, 묘화 방향(V)에 대해 칼럼(220)이 스트라이프 영역(10n)의 전방측을 묘화한다. 또한, 묘화 방향(V)에 대해 칼럼(320)이 칼럼(220)의 후방에 위치하고, 칼럼(320)이 스트라이프 영역(10n)의 후방측을 묘화한다. 마찬가지로, 묘화 방향(V)에 대해 칼럼(222)이 스트라이프 영역(10n＋k)의 전방측을 묘화한다. 또한, 묘화 방향(V)에 대해 칼럼(322)이 칼럼(222)의 후방에 위치하고, 칼럼(322)이 스트라이프 영역(10n＋k)의 후방측을 묘화한다.
또한, 2개의 칼럼(220, 320)에서 1개의 z 센서를 이용한다. 여기서는, 2개의 칼럼(220, 320)용 z 센서로서, 투광기(209)와 수광기(210)의 세트를 이용한다. 그리고, 칼럼(220, 320)용 z 센서는 묘화 방향(V)에 대해 칼럼(220)이 전자 빔(200)을 조사하는 위치보다도 전방의 위치(20)에서의 시료(101)의 높이를 측정할 수 있는 위치에 배치된다. 혹은, 칼럼(220)이 전자 빔(200)을 조사하는 위치의 대략 바로 아래의 위치라도 상관없다. 여기서의 대략 바로 아래의 위치에는 약간 후방의 위치도 포함된다. 마찬가지로, 2개의 칼럼(222, 322)에서 1개의 z 센서를 이용한다. 여기서는, 2개의 칼럼(222, 322)용 z 센서로서, 투광기(309)와 수광기(310)의 세트를 이용한다. 그리고, 칼럼(222, 322)용 z 센서는 묘화 방향(V)에 대해 칼럼(222)이 전자 빔(400)을 조사하는 위치보다도 전방의 위치(30)에서의 시료(101)의 높이를 측정할 수 있는 위치에 배치된다. 혹은, 칼럼(222)이 전자 빔(400)을 조사하는 위치의 대략 바로 아래의 위치라도 상관없다. 여기서의 대략 바로 아래의 위치에는 약간 후방의 위치도 포함된다.
이상과 같이, 2개의 칼럼에서 1개의 z 센서를 구비하고 있다. 즉, 칼럼 수보다도 적은 수의 z 센서를 구비하고 있다.
S402에 있어서, 제n 스트라이프 z 측정 공정으로서, XY 스테이지(105)는 시료(101)를 X 방향으로 이동시킨다. 그리고, 칼럼(220, 320)용 z 센서는 X 방향으로 이동하고 있는 시료(101)의 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이(z)를 측정한다. 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이(z)는 메모리(112)에 일시적으로 기억된다.
S404에 있어서, 제n 스트라이프 칼럼(1) 묘화 공정으로서, 우선 제어 회로(110)는 측정된 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이를 기초로 하여 스트라이프 영역(10n)용 패턴의 묘화 위치를 보정한다. 그리고, 칼럼(220)을 통해 조사된 전자 빔(200)을 이용하여 X 방향으로 이동하는 시료(101) 상의 스트라이프 영역(10n)에, 리얼 타임으로 묘화 위치가 보정된 스트라이프 영역(10n)의 칼럼(1)용 패턴을 묘화한다.
S406에 있어서, 제n 스트라이프 칼럼(2) 묘화 공정으로서, 후방에 위치하는 칼럼(320)을 통해서 조사된 전자 빔(300)을 이용하여 X 방향으로 이동하는 시료(101) 상의 스트라이프 영역(10n)에 이미 1회 이용된 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이의 정보를 다시 이용하여 묘화 위치가 보정된 스트라이프 영역(10n)의 칼럼(2)용 패턴을 묘화한다. 후방의 칼럼(320)에서의 보정에 사용하기 위해, 이미 측정된 높이의 정보는 스트라이프 영역(10n) 상의 위치 정보와 함께 메모리(122)에 기억해 두면 좋다.
도12는 제3 실시 형태에 있어서의 각 칼럼에서 묘화하는 영역의 일례를 나타내는 도면이다.
여기서는, 칼럼(220)에서 「A」로 나타내는 영역을 묘화하고, 칼럼(320)에서 「B」로 나타내는 영역을 묘화한다. 이와 같이, 교대로 묘화 영역을 나누어 동 시기에 묘화함으로써 묘화 시간을 단축시킬 수 있다. 혹은, 각 영역 내의 패턴을 반씩 묘화하도록 해도 적합하다.
이상과 같이, 1회의 묘화 동작 중에 높이 측정과 묘화 위치 보정을 행한다. 그로 인해, 높이 측정을 위한 시간을 별도로 준비할 필요가 없다. 따라서, 묘화 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 1개의 스트라이프 영역(10n)에 대해 전방 후방의 2단의 멀티 칼럼(220, 320)을 이용하는 경우라도 1개의 z 센서로 종료할 수 있다. 즉, 칼럼 수보다도 적은 z 센서로도 묘화 위치 보정을 행할 수 있다.
S502에 있어서, 제n＋k 스트라이프 z 측정 공정으로서, 스트라이프 영역(10n)의 시료면 높이의 측정과 동 시기에, 그리고 칼럼(222, 322)용 z 센서는 X 방향으로 이동하는 시료(101) 상의 스트라이프 영역(10n＋k)의 시료면 높이를 측정한다. 스트라이프 영역(10n＋k)의 시료면 높이(z)는 마찬가지로 메모리(112)에 일시적으로 기억되면 좋다.
S504에 있어서, 제n＋k 스트라이프 칼럼(3) 묘화 공정으로서, 스트라이프 영역(10n)으로의 칼럼(220)을 이용한 묘화와 동 시기에, 제어 회로(110)는 측정된 스트라이프 영역(10n＋k)의 시료면 높이를 기초로 하여 스트라이프 영역(10n＋k)용 패턴의 묘화 위치를 보정한다. 그리고, X 방향에 대해 전방에 위치하는 칼럼(222)을 통해 조사된 전자 빔(400)을 이용하여 X 방향으로 이동하는 시료(101) 상의 스트라이프 영역(10n＋k)에 리얼 타임으로 묘화 위치가 보정된 스트라이프 영역(10n＋k)의 칼럼(3)용 패턴을 묘화한다.
S506에 있어서, 제n＋k 스트라이프 칼럼(4) 묘화 공정으로서, 스트라이프 영역(10n)으로의 칼럼(320)을 이용한 묘화와 동 시기에, X 방향에 대해 후방에 위치하는 칼럼(322)을 통해 조사된 전자 빔(500)을 이용하여 X 방향으로 이동하는 시 료(101) 상의 스트라이프 영역(10n＋k)에 이미 1회 이용된 스트라이프 영역(10n＋k)의 시료면 높이의 정보를 다시 이용하여 묘화 위치가 보정된 스트라이프 영역(10n＋k)의 칼럼(4)용 패턴을 묘화한다. 후방의 칼럼(322)에서의 보정에 사용하기 위해, 이미 측정된 높이의 정보는 스트라이프 영역(10n＋k) 상의 위치 정보와 함께 메모리(122)에 기억해 두면 좋다.
여기서는, 도12에 도시한 바와 같이 칼럼(222)에서 「C」로 나타내는 영역을 묘화하고, 칼럼(322)에서 「D」로 나타내는 영역을 묘화한다. 스트라이프 영역(10n＋k)에서도 스트라이프 영역(10n)과 마찬가지로 교대로 묘화 영역을 나누어 동 시기에 묘화함으로써 묘화 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 각 영역 내의 패턴을 반씩 묘화하도록 해도 적합한 점은 설명한 바와 같다.
이상과 같이 구성함으로써, z 센서 수를 줄이면서도 묘화 위치를 보정한 묘화를 평행하게 2열 동시에 행할 수 있다. 그 결과, 또한 묘화 시간의 단축을 도모할 수 있다.
이상과 같이 묘화 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 리얼 타임으로 높이를 측정하여 묘화 위치를 보정할 때에 멀티 칼럼을 이용하는 경우라도 높이를 측정하는 센서의 수는 칼럼 수보다도 적게 할 수 있다.
이상의 설명에 있어서, 상술한 제2, 제3 실시 형태에서 설명한 멀티 칼럼을 탑재한 묘화 장치(100)는 각 전자 렌즈를 공통으로 하는 구성으로 되어 있었으나, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
도13은 렌즈계를 독립으로 한 멀티 칼럼을 탑재한 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도이다.
여기서는, 일례로서, 도5에 대응하는 2개의 멀티 칼럼(220, 320)의 경우에 대해 나타내고 있다. 또한, 제어계에 대해서는, 도시하고 있지 않으나 도5와 마찬가지이다. 전자 총(201), 조명 렌즈(202), 제1 어퍼쳐(203), 투영 렌즈(204), 편향기(205), 제2 어퍼쳐(206), 대물 렌즈(207), 편향기(208) 및 절연 칼럼(214)으로 제1 칼럼(220)을 구성한다. 또한, 전자 총(301), 조명 렌즈(302), 제1 어퍼쳐(303), 투영 렌즈(304), 편향기(305), 제2 어퍼쳐(306), 대물 렌즈(307), 편향기(308) 및 절연 칼럼(314)으로 제2 칼럼(320)을 구성한다. 상술한 제2, 제3 실시 형태에서는 조명 렌즈(202), 투영 렌즈(204), 대물 렌즈(207) 등의 렌즈계를 칼럼 사이에서 공통으로 하고 있었으나, 도13에 도시한 바와 같이 전자 경통(102)에서는 렌즈계를 칼럼마다 독립으로 하여, 복수의 칼럼을 탑재해도 적합하다. 그리고, 절연 칼럼(214) 내에 전자 총(201), 조명 렌즈(202), 제1 어퍼쳐(203), 투영 렌즈(204), 편향기(205), 제2 어퍼쳐(206), 대물 렌즈(207) 및 편향기(208)를 수납하고 있다. 마찬가지로, 절연 칼럼(314) 내에 전자 총(301), 조명 렌즈(302), 제1 어퍼쳐(303), 투영 렌즈(304), 편향기(305), 제2 어퍼쳐(306), 대물 렌즈(307) 및 편향기(308)를 수납하고 있다. 이와 같이, 각각 절연 칼럼 내에 독립된 전자 빔의 광로를 제어하는 서브 시스템을 수납하여 다른 쪽과 절연함으로써 상대측의 전장이나 자장의 영향을 배제할 수 있다. 2 × 2의 4개의 칼럼을 탑재하는 경우에도 마 찬가지로 렌즈계를 칼럼마다 독립으로 하여, 복수의 칼럼을 탑재해도 적합한 점은 물론이다.
이상, 구체예를 참조하면서 실시 형태에 대해 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1, 제2 실시 형태에서는 다음의 묘화 영역 상을 복귀하면서 z 측정하고 있었으나, 묘화 시간을 단축시키는 방법으로서, 다음과 같이 해도 좋다. 예를 들어, 묘화 전, 혹은 묘화 중에 드리프트 보정을 행하는 경우가 있다. 드리프트 보정은 XY 스테이지(105)에 별도로 설치된 마크를 전자 빔으로 주사함으로써 드리프트량을 측정하여 그만큼을 보정한다. 이와 같이, 드리프트 보정을 행하는 경우에는 마크 위치가 칼럼의 조사 가능 위치에 들어갈 때까지 XY 스테이지(105)를 이동시키게 된다. 이 마크 위치로 이동시킬 때에 임의의 스트라이프 영역의 z 측정을 동시에 행함으로써, 그만큼의 z 측정 시간을 단축시키도록 해도 좋다. 이에 의해, 그만큼의 묘화 시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 장치 구성이나 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략하였으나, 필요해지는 장치 구성이나 제어 방법을 적절하게 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들어, 묘화 장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는 기재를 생략하였으나, 필요해지는 제어부 구성을 적절하게 선택하여 이용하는 것은 물론이다.
그 밖에, 본 발명의 요소를 구비하여, 당업자가 적절하게 설계 변경할 수 있는 모든 하전 입자 빔 묘화 방법 및 장치는 본 발명의 범위에 포함된다.
도1은 제1 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도.
도2는 제1 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 주요부 공정을 도시하는 흐름도.
도3은 제1 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 플로우의 일례를 설명하기 위한 개념도.
도4의 (A)와 (B)는 제1 실시 형태에 있어서의 다중 묘화를 행하는 경우의 묘화 방법의 플로우의 일례를 설명하기 위한 개념도.
도5는 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도.
도6은 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도.
도7은 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 주요부 공정을 도시하는 흐름도.
도8은 제2 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 플로우의 일례를 설명하기 위한 개념도.
도9는 제3 실시 형태에 있어서의 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도.
도10은 제3 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 주요부 공정을 도시하는 흐름도.
도11은 제3 실시 형태에 있어서의 묘화 방법의 플로우의 일례를 설명하기 위한 개념도.
도12는 제3 실시 형태에 있어서의 각 칼럼에서 묘화하는 영역의 일례를 나타 내는 도면.
도13은 렌즈계를 독립으로 한 멀티 칼럼을 탑재한 묘화 장치의 구성을 도시하는 개념도.
도14는 종래의 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 묘화 장치
102 : 전자 경통
103 : 묘화실
105 : XY 스테이지
110 : 제어 회로
120 : 데이터 처리 회로
124 : 묘화 데이터
126 : 쇼트 데이터
200 : 전자 빔
201 : 전자 총
202 : 조명 렌즈
203, 206 : 어퍼쳐
204 : 투영 렌즈
205, 208 : 편향기
207 : 대물 렌즈

Claims (5)

  1. 시료를 적재하여 소정의 방향으로 이동하는 스테이지와,
    상기 시료의 묘화 영역에 하전 입자 빔을 조사하는 제1 칼럼과,
    상기 소정의 방향에 대해 상기 제1 칼럼의 후방에 위치하고, 상기 시료의 묘화 영역에 하전 입자 빔을 조사하는 제2 칼럼과,
    상기 소정의 방향에 대해 상기 제1 칼럼이 하전 입자 빔을 조사하는 위치보다도 전방과 상기 조사하는 위치의 대략 바로 아래 중 어느 한쪽의 위치에서의 상기 시료의 높이를 측정하는 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 하전 입자 빔 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서, 칼럼 수보다도 적은 수의 상기 센서를 구비한 것을 특징으로 하는 하전 입자 빔 묘화 장치.
  3. 시료의 묘화 영역을 단책 형상으로 가상 분할한 것에 의해 형성된 복수의 묘화 소영역 중, 제n번째의 묘화 소영역의 시료면 높이를, 상기 시료를 소정의 방향으로 이동시키면서 측정하는 공정과,
    상기 소정의 방향에 대해 전방에 위치하는 제1 칼럼을 통해 조사된 하전 입자 빔을 이용하여, 상기 소정의 방향으로 이동하는 상기 시료 상의 상기 제n번째의 묘화 소영역에 측정된 상기 제n번째의 묘화 소영역의 시료면 높이를 기초로 하여 묘화 위치가 보정된 제1 패턴을 묘화하는 공정과,
    상기 소정의 방향에 대해 후방에 위치하는 제2 칼럼을 통해 조사된 하전 입자 빔을 이용하여, 상기 소정의 방향으로 이동하는 상기 시료 상의 상기 제n번째의 묘화 소영역에 이미 1회 이용된 상기 제n번째의 묘화 소영역의 시료면 높이의 정보를 다시 이용하여 묘화 위치가 보정된 제2 패턴을 묘화하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 하전 입자 빔 묘화 방법.
  4. 시료의 묘화 영역을 단책 형상으로 가상 분할한 것에 의해 형성된 복수의 묘화 소영역 중, 제n번째의 묘화 소영역에 하전 입자 빔을 이용하여 상기 시료를 소정의 방향으로 이동시키면서 제n번째의 묘화 소영역용 패턴을 묘화하는 공정과,
    상기 제n번째의 묘화 소영역의 묘화가 종료된 후, 상기 시료를 소정의 방향의 역방법으로 이동시키면서 제n＋1번째의 묘화 소영역의 시료면 높이를 측정하는 공정과,
    상기 제n＋1번째의 묘화 소영역의 시료면 높이의 측정 종료 후, 상기 제n＋1번째의 묘화 소영역에, 상기 제n번째의 묘화 소영역에의 묘화에 이용한 칼럼을 통해 조사된 하전 입자 빔을 이용하여 상기 시료를 상기 소정의 방향으로 이동시키면서 이미 측정된 상기 제n＋1번째의 묘화 소영역의 시료면 높이를 기초로 하여 묘화 위치가 보정된 제n＋1번째의 묘화 소영역용 패턴을 묘화하는 공정을 구비한 것을 특징으로 하는 하전 입자 빔 묘화 방법.
  5. 제4항에 있어서, 각 묘화 소영역을 묘화할 때에 복수의 칼럼을 통해 조사되는 복수의 하전 입자 빔이 이용되는 것을 특징으로 하는 하전 입자 빔 묘화 방법.
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