KR20130113384A - 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법 - Google Patents

하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일태양의 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법은, 하전 입자빔을 편향하는 편향기에 의해 편향되는 편향 영역이 배열되는 복수의 편향 영역에서의 이러한 편향 영역의 배열 피치와는 상이한 피치로, 하전 입자빔을 이용하여 이러한 편향 영역보다 작은 복수의 도형 패턴을 묘화하고, 당해 도형 패턴이 묘화된 위치를 포함하는 편향 영역과 당해 도형 패턴이 묘화된 위치와의 위치 관계에 기초하여, 편향 영역과 동일한 크기의 1 개의 가상 편향 영역 중에 상기 복수의 도형 패턴의 묘화 위치를 합성하고, 합성된 각 도형 패턴의 묘화 위치를 이용하여, 편향 영역에 패턴을 묘화한 경우에서의 형상 오차를 산출하고, 출력하는 것을 특징으로 한다.

Description

하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법{METHOD FOR OBTAINING DEFLECTION FORM ERROR OF CHARGED PARTICLE BEAM AND METHOD OF CHARGED PARTICLE BEAM WRITING}
본 발명은, 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 미세화의 진전을 담당하는 리소그래피 기술은 반도체 제조 프로세스 중에서도 유일하게 패턴을 생성하는 매우 중요한 프로세스이다. 최근, LSl의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로 선폭은 해마다 미세화되고 있다. 이들 반도체 디바이스에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 고정밀도의 원화(原畵) 패턴(레티클 혹은 마스크라고도 함)이 필요해진다. 여기서, 전자선(전자빔) 묘화 기술은 본질적으로 뛰어난 해상성을 가지고 있어, 고정밀도의 원화 패턴의 생산에 이용된다.
도 8은, 가변 성형형(成形型) 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 가변 성형형 전자선(EB : Electron beam) 묘화 장치는 이하와 같이 동작한다. 제1 애퍼처(aperture)(410)에는 전자선(330)을 성형하기 위한 직사각형의 개구(411)가 형성되어 있다. 또한, 제2 애퍼처(420)에는 제1 애퍼처(410)의 개구(411)를 통과한 전자선(330)을 원하는 직사각형 형상으로 성형하기 위한 가변 성형 개구(421)가 형성되어 있다. 하전 입자 소스(430)로부터 조사되고 제1 애퍼처(410)의 개구(411)를 통과한 전자선(330)은 편향기에 의해 편향되고, 제2 애퍼처(420)의 가변 성형 개구(421)의 일부를 통과하여, 소정의 일방향(예를 들면, X 방향이라고 함)으로 연속적으로 이동하는 스테이지 상에 탑재된 시료(340)에 조사된다. 즉, 제1 애퍼처(410)의 개구(411)와 제2 애퍼처(420)의 가변 성형 개구(421)의 양방을 통과할 수 있는 직사각형 형상이, X 방향으로 연속적으로 이동하는 스테이지 상에 탑재된 시료(340)의 묘화 영역에 묘화된다. 제1 애퍼처(410)의 개구(411)와 제2 애퍼처(420)의 가변 성형 개구(421)의 양방을 통과시켜, 임의 형상을 작성하는 방식을 가변 성형 방식(VSB 방식)이라고 한다.
도 9는, 시료에 묘화된 샷의 편향 형상을 평가하기 위한 평가 패턴의 일례를 도시한 도이다. 묘화 장치에서는, 묘화 위치 정밀도를 확보하기 위하여, 편향기로 편향 하는 1 개의 편향 영역 내에 규칙적으로 배열되는 복수의 위치에 각각 평가 패턴을 묘화한다. 도 9의 예에서는, 2 단 편향에서의 서브 필드 내에, 4 개의 직사각형의 샷 도형을 1 개의 조로서, 각 조를 종횡(5 × 5) 규칙적으로 배열하도록 평가 패턴을 묘화하는 경우를 나타내고 있다. 복수의 조를 묘화하는 것은 편향 위치에 따른 치수 / 형상의 변화를 평가하기 위함이다. 각 평가 패턴의 위치를 계측함으로써, 편향 영역 내에서의 편향 위치의 이탈량을 확인하고, 또한 모든 평가 패턴을 1 개의 도형으로 간주하여, 그 도형 형상으로부터 편향 영역 형상을 확인하고 있었다.
그러나, 최근의 패턴의 미세화에 수반하여, 보다 고정밀한 묘화 위치에 묘화하기 위하여 편향 영역의 축소화가 진행되고 있다(예를 들면, 일본특허공개공보 2011-228498호 참조). 이 때문에, 도 9에 도시한 바와 같은 동일 편향 영역 내에 많은 평가 패턴을 배치하는 것이 곤란해지고 있다. 예를 들면, 동일 편향 영역 내에 평가 패턴을 종횡 1 × 1 개 내지는 2 × 2 개 정도밖에 배치할 수 없는 크기까지, 편향 영역의 축소화가 진행되고 있다. 이러한 개수로는, 고정밀인 편향 형상을 특정하는 것이 곤란하게 되어 있다.
본 발명은, 편향 영역의 축소화가 진행되어도 편향 영역 형상 오차를 취득 가능한 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법을 제공한다.
본 발명의 일태양의 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법은,
하전 입자빔을 편향하는 편향기에 의해 편향되는 편향 영역이 배열되는 복수의 편향 영역에서의 이러한 편향 영역의 배열 피치(pitch)와는 상이한 피치로, 하전 입자빔을 이용하여 이러한 편향 영역보다 작은 복수의 도형 패턴을 묘화하고,
상기 도형 패턴이 묘화된 위치를 포함하는 편향 영역과 상기 도형 패턴이 묘화된 위치와의 위치 관계에 기초하여, 편향 영역과 동일한 크기의 1 개의 가상 편향 영역 내에 상기 복수의 도형 패턴의 묘화 위치를 합성하고,
합성된 각 도형 패턴의 묘화 위치를 이용하여, 편향 영역에 패턴을 묘화한 경우에서의 형상 오차를 산출하고, 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 태양의 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법은,
하전 입자빔을 편향하는 3 단의 편향기에 의해 각각 편향되는 영역 크기가 상이한 큰 것부터 차례로 제1과 제2와 제3 편향 영역 중 제3 편향 영역의 배열 피치와는 상이한 피치로, 하전 입자빔을 이용하여 제3 편향 영역보다 작은 복수의 제1 도형 패턴을 묘화하고, 또한 제2 편향 영역 내의 위치 의존성을 평가하기 위한 복수의 제2 도형 패턴을 제2 편향 영역 내에서 위치가 상이하도록 묘화하고,
묘화된 복수의 제2 도형 패턴의 묘화 위치를 이용하여, 제2 편향 영역 내에서의 위치 의존 오차를 산출하고,
묘화된 각 제1 도형 패턴의 묘화 위치에 대하여 각각 근방의 제2 편향 영역의 위치 의존 오차를 이용하여, 각 제1 도형 패턴의 묘화 위치를 보정하고,
상기 제1 도형 패턴이 묘화된 위치를 포함하는 제3 편향 영역과 상기 제1 도형 패턴이 묘화된 위치와의 위치 관계에 기초하여, 제3 편향 영역과 동일한 크기의 가상적인 1 개의 제3 편향 영역 내에, 보정 후의 복수의 제1 도형 패턴의 묘화 위치를 합성하고,
합성된 각 도형 패턴의 묘화 위치를 이용하여, 제3 편향 영역에 패턴을 묘화한 경우에서의 형상 오차를 산출하고, 출력하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 일태양의 하전 입자빔 묘화 방법은,
상술한 어느 한 기재의 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법에 따라 취득된 형상 오차를 이용하여 묘화 위치를 보정하고,
보정된 묘화 위치에, 하전 입자빔을 이용하여 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 편향 영역의 축소화가 진행되어도 편향 영역 형상 오차를 취득 가능한 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다.
도 2는 실시예 1에서의 각 영역을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 실시예 1에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 4a ~ 도 4c는 실시예 1에서의 평가 패턴의 묘화 방법의 일례와 계측 위치의 일례와 편향 형상의 일례를 도시한 개념도이다.
도 5a ~ 도 5c는 실시예 1에서의 평가 패턴의 묘화 방법의 다른 일례와 계측 위치의 일례와 편향 형상의 일례를 도시한 개념도이다.
도 6은 실시예 2에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 7a ~ 도 7c는 실시예 2에서의 평가 패턴의 묘화 방법의 일례와 계측 위치의 일례와 편향 형상의 일례를 도시한 개념도이다.
도 8은 가변 성형형 전자선 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 9는 편향 형상을 평가하기 위한 평가 패턴의 일례를 도시한 도이다.
도 10은 실시예 3에서의 평가 패턴의 묘화 방법의 일례와 계측 위치의 일례와 편향 형상의 일례를 도시한 개념도이다.
이하에 실시예에서는, 편향 영역의 축소화가 진행되어도 편향 영역 형상 오차를 취득 가능한 방법 및 하전 입자빔 묘화 방법에 대하여 설명한다.
또한 이하에 실시예에서는, 하전 입자빔의 일례로서, 전자빔을 이용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자빔은 전자빔에 한정되지 않고, 이온빔 등의 하전 입자를 이용한 빔이어도 상관없다. 또한, 하전 입자빔 장치의 일례로서 가변 성형형의 묘화 장치에 대하여 설명한다.
실시예 1.
도 1은, 실시예 1에서의 묘화 장치의 구성을 도시한 개념도이다. 도 1에서, 묘화 장치(100)는 묘화부(150)와 제어부(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는 하전 입자빔 묘화 장치의 일례이다. 특히, 가변 성형형(VSB형)의 묘화 장치의 일례이다. 묘화부(150)는 전자 경통(102)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는 전자총(201), 조명 렌즈(202), 블랭킹(blanking) 편향기(블랭커(blanker))(212), 블랭킹 애퍼처(214), 제1 성형 애퍼처(203), 투영 렌즈(204), 편향기(205), 제2 성형 애퍼처(206), 대물 렌즈(207), 주편향기(208), 부편향기(209) 및 부부편향기(216)가 배치되어 있다. 묘화실(103) 내에는, 적어도 XY 방향으로 이동 가능한 XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는, 레지스트가 도포된 묘화 대상이 되는 시료(101)(기판)가 배치된다. 시료(101)에는, 반도체 장치를 제조하기 위한 노광용의 마스크 또는 실리콘 웨이퍼 등이 포함된다. 마스크에는 마스크 블랭크스가 포함된다.
제어부(160)는 제어 계산기 유닛(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(120), DAC(디지털·아날로그 컨버터) 앰프 유닛(130, 132, 134, 136)(편향 앰프) 및 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(140, 142)를 가지고 있다. 제어 계산기 유닛(110), 메모리(112), 편향 제어 회로(120) 및 기억 장치(140, 142)는, 도시하지 않은 버스를 개재하여 서로 접속되어 있다. 편향 제어 회로(120)에는 DAC 앰프 유닛(130, 132, 134, 136)이 접속되어 있다. DAC 앰프 유닛(130)은 블랭킹 편향기(212)에 접속되어 있다. DAC 앰프 유닛(132)은 부편향기(209)에 접속되어 있다. DAC 앰프 유닛(134)은 주편향기(208)에 접속되어 있다. DAC 앰프 유닛(136)은 부부편향기(216)에 접속되어 있다.
또한, 제어 계산기 유닛(110) 내에는 샷 데이터 생성부(50), 보정부(52) 및 묘화 제어부(54)가 배치된다. 샷 데이터 생성부(50), 보정부(52) 및 묘화 제어부(54)와 같은 각 기능은 프로그램과 같은 소프트웨어로 구성되어도 된다. 혹은, 전자 회로 등의 하드웨어로 구성되어도 된다. 혹은, 이들의 조합이어도 된다. 샷 데이터 생성부(50), 보정부(52) 및 묘화 제어부(54) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는 그 때마다 메모리(112)에 기억된다.
묘화 데이터가 외부로부터 입력되어, 기억 장치(140)에 저장되어 있다.
여기서 도 1에서는, 실시예 1을 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어, 통상, 필요한 그 외의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
도 2는, 실시예 1에서의 각 영역을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2에서, 시료(101)의 묘화 영역(10)은 주편향기(208)(제1 편향기)의 편향 가능 폭으로, 예를 들면 y 방향을 향해 사각형 형상으로 복수의 스트라이프 영역(20)으로 가상 분할된다. 그리고, 주편향기(208)(제1 편향기)의 편향 가능 폭으로, 스트라이프 영역(20)을 x 방향으로 분할한 영역이 주편향기(208)(제1 편향기)의 편향 영역(제1 편향 영역 : 최대 편향 영역 혹은 주편향 영역)이 된다. 이 편향 영역은, 부편향기(209)(제2 편향기)의 편향 가능 크기로, 메쉬 형상으로 복수의 서브 필드(SF)(30)(제2 편향 영역)로 가상 분할된다. 그리고, 각 SF(30)는 부부편향기(216)(제3 편향기)의 편향 가능 크기로, 메쉬 형상으로 복수의 언더 서브 필드(USF : 여기서는 제3 편향을 의미하는 Tertiary Deflection Field의 약어를 이용하여 'TF'라 함. 이하 동일) (40)(제3 편향 영역 : 소편향 영역의 일례)로 가상 분할된다. 그리고, 각 TF(40)의 각 샷 위치(42)에 샷 도형이 묘화된다. 이와 같이, 전자빔(200)을 편향하는 3 단의 편향기에 의해, 각 편향 영역은, 각각 편향되는 영역 크기가 상이한 큰 것부터 차례로 주편향 영역, SF(30), TF(40)가 된다.
편향 제어 회로(120)로부터 DAC 앰프 유닛(130)에 대하여 블랭킹 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, DAC 앰프 유닛(130)에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 블랭킹 편향기(212)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되고, 각 샷의 빔이 형성된다.
편향 제어 회로(120)로부터 DAC 앰프 유닛(134)에 대하여 주편향 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, DAC 앰프 유닛(134)에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 주편향기(208)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되고, 각 샷의 빔이 메쉬 형상으로 가상 분할된 소정의 서브 필드(SF)의 기준 위치(예를 들면, 해당되는 SF의 중심 위치 혹은 좌측하단의 각 위치 등)로 편향된다. 또한, XY 스테이지(105)가 연속 이동하면서 묘화할 경우에는, 이러한 편향 전압에는, 스테이지 이동에 추종하는 트랙킹용의 편향 전압도 포함된다.
편향 제어 회로(120)로부터 DAC 앰프 유닛(132)에 대하여 부편향 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, DAC 앰프 유닛(132)에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 부편향기(209)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되고, 각 샷의 빔이 최소 편향 영역이 되는 TF(40)의 기준 위치(예를 들면, 해당되는 TF의 중심 위치 혹은 좌측하단의 각 위치 등)로 편향된다.
편향 제어 회로(120)로부터 DAC 앰프 유닛(136)에 대하여 부부편향 제어용의 디지털 신호가 출력된다. 그리고, DAC 앰프 유닛(136)에서는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 부부편향기(216)에 인가한다. 이러한 편향 전압에 의해 전자빔(200)이 편향되고, 각 샷의 빔이 TF(40) 내의 각 샷 위치로 편향된다.
묘화 장치(100)에서는, 복수단의 편향기를 이용하여 스트라이프 영역(20)마다 묘화 처리를 진행시킨다. 여기서는, 일례로서 주편향기(208), 부편향기(209) 및 부부편향기(216)와 같은 3 단 편향기가 이용된다. XY 스테이지(105)가 예를 들면 -x 방향을 향해 연속 이동하면서, 1 번째의 스트라이프 영역(20)에 대하여 x 방향을 향해 묘화를 진행시킨다. 그리고, 1 번째의 스트라이프 영역(20)의 묘화 종료 후, 마찬가지로 혹은 반대 방향을 향해 2 번째의 스트라이프 영역(20)의 묘화를 진행시킨다. 이후, 마찬가지로 3 번째 이후의 스트라이프 영역(20)의 묘화를 진행시킨다. 그리고, 주편향기(208)(제1 편향기)가 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록, SF(30)의 기준 위치(A)에 전자빔(200)을 차례로 편향한다. 또한, 부편향기(209)(제2 편향기)가 각 SF(30)의 기준 위치(A)로부터 TF(40)의 기준 위치(B)로 전자빔(200)을 차례로 편향한다. 그리고, 부부편향기(216)(제3 편향기)가 각 TF(40)의 기준 위치(B)로부터 당해 TF(40) 내에 조사되는 빔의 샷 위치(42)로 전자빔(200)을 편향한다. 이와 같이, 주편향기(208), 부편향기(209) 및 부부편향기(216)는 크기가 상이한 편향 영역을 가진다. 그리고, TF(40)는 이러한 복수단의 편향기의 편향 영역 중 최소 편향 영역이 된다.
여기서 SF(30)는, 예를 들면 10 μm 각의 크기로 작성된다. 이에 대하여, TF(40)는 예를 들면 0.5 μm 각의 크기로 작성된다. 편향된 패턴의 형상을 평가하기 위한 평가 패턴은, 패턴 위치 측정기로 측정 가능한 크기로 형성될 필요가 있다. 패턴 위치 측정기는, 예를 들면 0.2 μm 이상의 크기가 측정 가능하다. 따라서 평가 패턴이 1 샷 당, 예를 들면 0.35 μm 각의 크기로 작성되면, 0.5 μm 각의 크기의 TF(40) 내에는 평가 패턴이 1 개밖에 배치할 수 없게 된다. 혹은, 평가 패턴의 기준 위치(예를 들면, 좌측하단의 각 위치)가 포함되도록 묘화하면, 종횡 2 × 2 개의 평가 패턴을 묘화할 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이, 이러한 개수로는, TF(40) 내의 각 위치에서의 위치 오차를 특정할 수 있을 정도의 정밀도를 가진 TF(40)의 편향 형상을 특정하는 것은 곤란하다. 따라서 실시예 1에서는, 굳이, 1 개의 TF(40) 내에 다수의 평가 패턴을 묘화하는 것이 아닌, 이하의 방법으로 TF(40)의 편향 형상을 특정한다.
도 3은, 실시예 1에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타낸 흐름도이다. 도 3에서, 실시예 1에서의 묘화 방법은, 편향 형상 오차 취득 공정(S100)과 샷 데이터 생성 공정(S124)과 위치 보정 공정(S126)과 묘화 공정(S128)과 같은 일련의 공정을 실시한다. 또한 편향 형상 오차 취득 방법이 되는, 편향 형상 오차 취득 공정(S100)은, 그 내부 공정으로서 평가 패턴 묘화 공정(S102)과 현상·에칭 공정(S104)과 TF 평가 패턴 측정 공정(S114)과 합성 공정(S120)과 n 차 피팅(fitting) 공정(S122)과 같은 일련의 공정을 실시한다.
평가 패턴 묘화 공정(S102)으로서, 묘화 장치(100)에 의해 평가 기판에 평가 패턴을 묘화한다. 평가 기판으로서, 예를 들면 글라스 기판 상에 크롬(Cr)막 등의 차광막이 형성되고, 차광막 상에 레지스트막이 형성된 기판을 이용하면 적합하다. 평가 패턴 묘화 공정(S102)에서는, 묘화 장치(100)에 의해 전자빔을 편향하는 편향기(예를 들면, 부부편향기(216))에 의해 편향되는 편향 영역이 배열되는 복수의 편향 영역에서의 편향 영역의 배열 피치와는 상이한 피치로, 전자빔을 이용하여 이러한 편향 영역보다 작은 복수의 도형 패턴을 묘화한다. 편향 형상 오차를 취득하고자 하는 편향 영역이, 예를 들면 부부편향기(216)에 의해 편향되는 편향 영역(TF(40))일 경우, TF(40)의 배열 피치와는 상이한 피치로, 전자빔을 이용하여 이러한 TF(40)보다 작은 복수의 도형 패턴을 묘화한다. 편향 형상 오차를 취득하고자 하는 편향 영역이, 예를 들면 부편향기(209)에 의해 편향되는 편향 영역(SF(30))일 경우, SF(30)의 배열 피치와는 상이한 피치로, 전자빔을 이용하여 이러한 SF(30)보다 작은 복수의 도형 패턴을 묘화한다. 편향 형상 오차를 취득하고자 하는 편향 영역이, 예를 들면 주편향기(208)에 의해 편향되는 편향 영역일 경우, 주편향기(208)의 편향 영역의 배열 피치와는 상이한 피치로, 전자빔을 이용하여 이러한 주편향기(208)의 편향 영역보다 작은 복수의 도형 패턴을 묘화한다. 이하에, 편향 형상 오차를 취득하고자 하는 편향 영역이, 예를 들면 부부편향기(216)에 의해 편향되는 편향 영역(TF(40))일 경우를 일례로서 설명한다.
도 4a ~ 도 4c는, 실시예 1에서의 평가 패턴의 묘화 방법의 일례와 계측 위치의 일례와 편향 형상의 일례를 도시한 개념도이다. 도 4a에 도시한 바와 같이, TF(40)(편향 영역, 제3 편향 영역의 일례)의 x 방향 및 y 방향의 치수(배열 피치)(P1)와는 상이한 피치(P2)로, 전자빔(200)을 이용하여 TF(40)보다 작은 TF 평가용의 복수의 도형 패턴(60)(평가 패턴 : 제1 도형 패턴)을 묘화한다. 도 4a의 예에서는, 복수의 도형 패턴(60)은, 예를 들면 직사각형의 도형 패턴(61) ~ 도형 패턴(69)을 포함한다. 예를 들면, TF(40)의 배열 피치(P1)의 정수 배가 아닌 피치(P2)로 묘화한다. 도형 패턴(60)의 배치 피치(P2)는, TF(40)의 배열 피치(P1)보다 큰 것이 적합하다. 도형 패턴(60)의 배치 피치(P2)는, 예를 들면 TF(40)의 배열 피치(P1)보다 크고, TF(40)의 배열 피치(P1)의 정수 배(예를 들면 2 배)보다 작은 크기로 설정하면 적합하다.
도 4a의 예에서는, 어느 SF(30) 내의 일부의 영역에서의 격자 형상의 복수의 TF(40)에 복수의 도형 패턴(61 ~ 69)을 묘화한다. 예를 들면, TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(61)을, TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 중앙의 위치에 도형 패턴(62)을, TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(63)을 묘화한다. 마찬가지로, TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(64)을, TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 중앙의 위치에 도형 패턴(65)을, TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(66)을 묘화한다. 마찬가지로, TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(67)을, TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 중앙의 위치에 도형 패턴(68)을, TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(69)을 묘화한다. 이에 의해, 예를 들면 복수의 TF(40) 내에, 각각 TF(40) 내에서의 묘화 위치가 상이한 각 1 개씩의 도형 패턴(61 ~ 69)을 묘화할 수 있다.
현상·에칭 공정(S104)으로서, 복수의 도형 패턴(60)이 묘화된 평가 기판을 현상하고, 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고, 이러한 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 차광막을 에칭한다. 그리고, 레지스트 패턴을 도시하지 않은 애싱(ashing) 등에 의해 제거함으로써, 평가 기판 상에 차광막의 패턴을 형성할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 복수의 TF(40) 내에, 각각 TF(40) 내에서의 묘화 위치가 상이한 각 1 개씩의 차광막패턴을 형성할 수 있다.
TF 평가 패턴 측정 공정(S114)으로서, 패턴 위치 측정기를 이용하여, 평가 기판 상에 형성된 각 차광막 패턴(도형 패턴)의 위치를 측정한다.
합성 공정(S120)으로서, 당해 도형 패턴이 묘화된 위치를 포함하는 TF(40)와 당 해 도형 패턴이 묘화된 위치와의 위치 관계에 기초하여, TF(40)와 동일한 크기의 가상 편향 영역이 되는 1 개의 TF(40) 내에 이러한 복수의 도형 패턴(제1 도형 패턴)의 묘화 위치를 합성한다. 복수의 도형 패턴의 측정 결과가 얻어졌으므로, 각각에서의 TF(40)의 기준 위치로부터의 상대 위치를 얻을 수 있다. 구체적으로 도 4b에 도시한 바와 같이, 도형 패턴(61)(차광막 패턴)은 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치(71)에, 도형 패턴(62)(차광막 패턴)은 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 중앙의 위치(72)에, 도형 패턴(63)(차광막 패턴)은 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치(73)에, 도형 패턴(64)(차광막 패턴)은 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치(74)에, 도형 패턴(65)(차광막 패턴)은 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 중앙의 위치(75)에, 도형 패턴(66)(차광막 패턴)은 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치(76)에, 도형 패턴(67)(차광막 패턴)은 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치(77)에, 도형 패턴(68)(차광막 패턴)은 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 중앙의 위치(78)에, 도형 패턴(69)(차광막 패턴)은 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치(79)에 각각 합성된다. 각 도형 패턴과 합성에 이용한 TF(40)와의 상대 위치의 오차(편향 영역 형상 오차)가 없으면, 도 4b에 도시한 바와 같이, 종횡 3 × 3으로 규칙적으로 배치되게 된다. 그러나, 각 도형 패턴이 어긋나 묘화된 경우에는, 그 위치도 어긋난다. 따라서 도 4c에 도시한 바와 같이, 합성 후의 각 위치(71 ~ 79)도 어긋나게 된다. 이상적으로는, 정방형의 TF(40)의 편향 영역 형상이, 도 4c에 도시한 바와 같이 뒤틀림을 가진 형상이 된다.
n 차 피팅 공정(S122)으로서, 묘화된 복수의 도형 패턴의 묘화 위치(71 ~ 79)의 이탈량을 다항식으로 근사하여, TF(40)의 편향 영역 형상 오차를 산출한다. x 방향 및 y 방향에 대하여 각각, 예를 들면 3 차의 다항식으로 근사하면 적합하다. 즉, 근사함으로써 다항식의 각 계수를 구한다. 설계 상의 좌표(x, y)에서의 TF(40)의 편향 형상 오차에 기인하는 이탈량(△x', △y')은, 예를 들면 이하의 식 (1)과 식 (2)로 근사할 수 있다.
Figure pat00001
이상과 같이 하여, 합성된 각 도형 패턴의 묘화 위치를 이용하여, 소편향 영역에 패턴을 묘화한 경우에서의 형상 오차를 산출한다. 그리고, 얻어진 TF(40)의 편향 영역 형상 오차를 나타내는, 다항식 혹은 다항식의 각 계수를 TF 형상 오차 데이터로서 출력한다. 출력된 TF 형상 오차 데이터는, 묘화 장치(100)가 입력하고, 기억 장치(142)에 저장한다.
이상과 같이 실시예 1에 따르면, 이러한 방법을 이용함으로써, 편향 영역의 축소화가 진행되어도 TF(40)의 편향 영역에서의 형상 오차를 취득할 수 있다. 또한 도 4a ~ 도 4c의 예에서는, SF(30)의 일부의 영역(예를 들면, 5 × 5 개의 TF(40)를 배치할 수 있는 영역)에서 TF(40)의 각 위치에 대하여 1 개씩의 데이터를 취득했다. 그러나, TF(40)의 편향 영역 형상 오차의 취득 방법은, 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, TF(40)의 각 위치에 대하여 복수의 데이터를 취득함으로써, 정밀도를 더 향상시켜도 된다.
도 5a ~ 도 5c는, 실시예 1에서의 평가 패턴의 묘화 방법의 다른 일례와 계측 위치의 일례와 편향 형상의 일례를 도시한 개념도이다. 도 5a에 도시한 바와 같이, TF(40)(소편향 영역)의 x 방향 및 y 방향에서의 배열 피치(P1)와는 상이한 피치(P2)로, 전자빔(200)을 이용하여 TF(40)보다 작은 TF 평가용의 복수의 도형 패턴(60)(평가 패턴 : 제1 도형 패턴)을 묘화한다. 도 5a의 예에서는, 도 4a ~ 도 4c와 마찬가지로, 복수의 도형 패턴(60)은 도형 패턴(61) ~ 도형 패턴(69)을 포함한다. 예를 들면, TF(40)의 배열 피치(P1)의 정수 배가 아닌 피치(P2)로 묘화한다. 도형 패턴(60)의 배치 피치(P2)는, TF(40)의 배열 피치(P1)보다 큰 것이 적합하다. 도형 패턴(60)의 배치 피치(P2)는 예를 들면 TF(40)의 배열 피치(P1)보다 크고, TF(40)의 배열 피치(P1)의 정수 배(예를 들면 2배)보다 작은 크기로 설정하면 적합하다.
도 5a의 예에서는, 어느 SF(30) 내의 도 4a에서 도시한 영역보다 큰 영역에서의 격자 형상의 복수의 TF(40)에 복수의 도형 패턴(61 ~ 69)을 묘화한다. 예를 들면, TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(61)을, TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 중앙의 위치에 도형 패턴(62)을, TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(63)을 묘화한다. 그리고, 이러한 3 개의 도형 패턴(61 ~ 63)을 x 방향을 향해 동일한 피치로 반복하여 묘화한다. y 방향 위치는, 변경하지 않고 동일한 위치에서 묘화하면 된다. 이에 의해, 도형 패턴(61a ~ 63a)과 도형 패턴(61b ~ 63b)과 도형 패턴(61c ~ 63c)이 배치된다.
마찬가지로, TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(64)을, TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 중앙의 위치에 도형 패턴(65)을, TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(66)을 묘화한다. 그리고, 이러한 3 개의 도형 패턴(64 ~ 66)을 x 방향을 향해 동일한 피치로 반복하여 묘화한다. y 방향 위치는, 변경하지 않고 동일한 위치에서 묘화하면 된다. 이에 의해, 도형 패턴(64a ~ 66a)과, 부호는 도시하지 않고 생략하고 있지만, 마찬가지로 도형 패턴(64b ~ 66b)과 도형 패턴(64c ~ 66c)이 배치된다.
마찬가지로, TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(67)을, TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 중앙의 위치에 도형 패턴(68)을, TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(69)을 묘화한다. 그리고, 이러한 3 개의 도형 패턴(67 ~ 69)을 x 방향을 향해 동일한 피치로 반복하여 묘화한다. y 방향 위치는, 변경하지 않고 동일한 위치에서 묘화하면 된다. 이에 의해, 도형 패턴(67a ~ 69a)과, 부호는 도시하지 않고 생략하고 있지만, 마찬가지로 도형 패턴(67b ~ 69b)과 도형 패턴(67c ~ 69c)이 배치된다.
이상에 의해, 예를 들면 복수의 TF(40) 내에 각각 TF(40) 내에서의 묘화 위치가 상이한 각 3 개씩의 도형 패턴(61(a ~ c) ~ 69(a ~ c))을 묘화할 수 있다. 도 5a의 예에서는, 3 회의 동일한 도형 패턴이 얻어지도록 반복했지만, 반복 횟수는 이에 한정되지 않고, 더 많아도 적합하다.
그리고 현상·에칭 공정(S104)으로서, 복수의 도형 패턴(60)이 묘화된 평가 기판을 현상하고, 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고, 이러한 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 차광막을 에칭한다. 그리고, 레지스트 패턴을 도시하지 않은 애싱 등에 의해 제거함으로써, 평가 기판 상에 차광막의 패턴을 형성할 수 있다. 이에 의해, 예를 들면 복수의 TF(40) 내에, 각각 TF(40) 내에서의 묘화 위치가 상이한 각 3 개씩의 차광막 패턴을 형성할 수 있다.
그리고 TF 평가 패턴 측정 공정(S114)으로서, 패턴 위치 측정기를 이용하여, 평가 기판 상에 형성된 각 도형 패턴(61 ~ 69)(차광막 패턴)의 위치를 측정한다.
합성 공정(S120)으로서, 당해 도형 패턴이 묘화된 위치를 포함하는 TF(40)와 당해 도형 패턴이 묘화된 위치와의 위치 관계에 기초하여, 1 개의 TF(40) 내에 이러한 복수의 도형 패턴(제1 도형 패턴)의 묘화 위치를 합성한다. 여기서는, TF(40) 내의 각 위치에 대하여 복수의 도형 패턴의 측정 결과가 얻어졌으므로, 각각에서의 TF(40)의 기준 위치로부터의 상대 위치를 얻을 수 있다. 합성할 시에는, 그 평균치를 이용함으로써 오차를 평균화할 수 있다. 구체적으로 도 5b에 도시한 바와 같이, 도형 패턴(61a ~ 61c)(차광막 패턴)의 위치의 평균치(평균 위치)는 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치(71)에, 도형 패턴(62a ~ 62c)(차광막 패턴)의 위치의 평균치(평균 위치)는 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 중앙의 위치(72)에, 도형 패턴(63a ~ 63c)(차광막 패턴)의 위치의 평균치(평균 위치)는 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 왼쪽 모시리의 위치(73)에, 도형 패턴(64a ~ 64c)(차광막 패턴)의 위치의 평균치(평균 위치)는 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치(74)에, 도형 패턴(65a ~ 65c)(차광막 패턴)의 위치의 평균치(평균 위치)는 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 중앙의 위치(75)에, 도형 패턴(66a ~ 66c)(차광막 패턴)의 위치의 평균치(평균 위치)는 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치(76)에, 도형 패턴(67a ~ 67c)(차광막 패턴)의 위치의 평균치(평균 위치)는 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치(77)에, 도형 패턴(68a ~ 68c)(차광막 패턴)의 위치의 평균치(평균 위치)는 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 중앙의 위치(78)에, 도형 패턴(69a ~ 69c)(차광막 패턴)의 위치의 평균치(평균 위치)는 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치(79)에 각각 합성된다. 편향 영역 형상 오차가 없으면, 도 5b에 도시한 바와 같이 종횡 3 × 3으로 규칙적으로 배치되게 된다. 그러나, 각 도형 패턴이 어긋나 묘화된 경우에는, 그 위치도 어긋난다. 따라서 도 5c에 도시한 바와 같이, 합성 후의 각 위치(71 ~ 79)도 어긋나게 된다. 이상적으로는, 정방형이 바람직한 TF(40)의 편향 영역 형상이 도 5c에 도시한 바와 같이 뒤틀림을 가진 형상이 된다. 도 5a ~ 도 5c의 예에서는, 복수의 데이터의 평균치를 이용함으로써, TF(40)의 편향 영역 형상 오차의 정밀도를 보다 향상시킬 수 있다.
묘화 장치(100)는, 이상과 같이 하여 얻어진 TF(40)의 편향 영역 형상 오차 데이터(TF 형상 오차 데이터)를 이용하여, TF 내의 위치를 보정한 위치에 각 샷의 빔을 조사한다. 구체적으로 이하와 같이 동작한다.
샷 데이터 생성 공정(S124)으로서, 샷 데이터 생성부(50)는 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 입력하여, 복수단의 데이터 변환 처리를 행하여, 묘화 대상이 되는 각 도형 패턴을 1 회의 샷으로 조사 가능한 크기의 샷 도형으로 분할하고, 묘화 장치고유의 포맷이 되는 샷 데이터를 생성한다. 샷 데이터로서 샷마다, 예를 들면 각 샷 도형의 도형 종류을 나타내는 도형 코드, 도형 크기 및 묘화 위치 등이 정의된다.
위치 보정 공정(S126)으로서, 보정부(52)는 상술한 편향 형상 오차 취득 방법에 따라 취득된 편향 형상 오차를 이용하여, 묘화 위치를 보정한다. 구체적으로, 보정부(52)는 기억 장치(142)로부터 TF 형상 오차 데이터를 독출하고, 샷마다, 설계 상의 TF(40) 내의 묘화 위치에 대하여 TF 형상 오차분을 보정한다. 예를 들면, 설계 상의 TF(40) 내의 묘화 위치 좌표(x, y)를 n 차 피팅 공정(S122)에서 얻어진 다항식에 대입하여, 이탈량(△x', △y')을 연산한다. 그리고, 예를 들면 설계 상의 묘화 위치 좌표(x, y)로부터 이탈량(△x', △y')을 차분한 위치(x - △x', y - △y')를 보정 후의 묘화 위치로 하면 된다.
묘화 공정(S128)으로서, 묘화 제어부(54)는 샷마다, 보정 후의 묘화 위치를 편향 제어 회로(120)에 출력하고, 편향 제어 회로(120)는 이러한 보정 후의 위치에 묘화하기 위한 편향량을 연산한다. 그리고, 이러한 보정 후의 편향량을 TF(40) 내의 상대 위치로 편향하는 부부편향기(216)용의 DAC 앰프(136)에 출력한다. 이 외에, 편향 제어 회로(120)는, 필요한 조사량분의 조사 시간이 되는 편향 데이터를 블랭킹 편향기(212)용의 DAC 앰프(130)에 출력한다. 마찬가지로, 주편향기(208)용의 DAC 앰프(134)에 출력한다. 마찬가지로, SF(30) 내의 상대 위치로 편향하는 부편향기(209)용의 DAC 앰프(132)에 출력한다.
또한 묘화 제어부(54)는, 묘화부(150)를 제어하여 묘화 처리를 개시한다. 묘화부(150)는 보정된 묘화 위치에 하전 입자빔을 이용하여 패턴을 묘화한다. 구체적으로, 이하와 같이 동작한다. DAC 앰프(130)는 편향 제어 회로(120)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭한 다음 편향 전압으로서 블랭킹 편향기(212)에 인가한다. DAC 앰프(132)는 편향 제어 회로(120)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 부편향기(209)에 인가한다. DAC 앰프(134)는 편향 제어 회로(120)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 주편향기(208)에 인가한다. DAC 앰프(136)는, 편향 제어 회로(120)로부터의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 증폭시킨 다음 편향 전압으로서 부부편향기(216)에 인가한다.
전자총(201)(방출부)으로부터 방출된 전자빔(200)은, 블랭킹 편향기(212) 내를 통과할 시 블랭킹 편향기(212)에 의해, 예를 들면 빔 ON의 상태에서는 블랭킹 애퍼처(214)를 통과하도록 제어되고, 빔 OFF의 상태에서는 빔 전체가 블랭킹 애퍼처(214)로 차폐되도록 편향된다. 빔 OFF의 상태에서 빔 ON이 되고, 이 후 빔 OFF가 될 때까지 블랭킹 애퍼처(214)를 통과한 전자빔(200)이 1 회의 전자빔의 샷이 된다. 블랭킹 편향기(212)는 통과하는 전자빔(200)의 방향을 제어하여, 빔 ON의 상태와 빔 OFF의 상태를 교호로 생성한다. 예를 들면, 빔 ON의 상태에서는 전압을 인가하지 않고, 빔 OFF 시에 블랭킹 편향기(212)에 전압을 인가하면 된다. 이러한 각 샷의 조사 시간으로 시료(101)에 조사되는 전자빔(200)의 샷 당의 조사량이 조정되게 된다.
이상과 같이 블랭킹 편향기(212)와 블랭킹 애퍼처(214)를 통과함으로써 생성된 각 샷의 전자빔(200)은, 조명 렌즈(202)에 의해 직사각형의 홀을 가지는 제1 성형 애퍼처(203) 전체를 조명한다. 여기서, 전자빔(200)을 우선 직사각형으로 성형한다. 그리고, 제1 성형 애퍼처(203)를 통과한 제1 애퍼처 이미지의 전자빔(200)은, 투영 렌즈(204)에 의해 제2 성형 애퍼처(206) 상에 투영된다. 편향기(205)에 의해 이러한 제2 성형 애퍼처(206) 상에서의 제1 애퍼처 이미지는 편향 제어되고, 빔 형상과 치수를 변화시킬(가변 성형을 행할) 수 있다. 이러한 가변 성형은 샷마다 행해지고, 통상 샷마다 상이한 빔 형상과 치수로 성형된다. 그리고, 제2 성형 애퍼처(206)를 통과한 제2 애퍼처 이미지의 전자빔(200)은 대물 렌즈(207)에 의해 초점을 조정하고, 주편향기(208), 부편향기(209) 및 부부편향기(216)에 의해 편향되고, 연속적으로 이동하는 XY 스테이지(105)에 배치된 시료(101)의 원하는 위치에 조사된다. 이상과 같이, 각 편향기에 의해 전자빔(200)의 복수의 샷이 차례로 기판이 되는 시료(101) 상으로 편향된다.
이상과 같이, 실시예 1에 따르면, TF(40)의 편향 영역 형상 오차가 보정된 위치에 각 샷의 빔을 조사할 수 있다. 따라서, 보다 정밀도가 높은 위치에 패턴을 묘화할 수 있다.
또한 상술한 예에서는, TF(40)의 편향 영역 형상 오차를 구했지만, 동일한 방법으로 SF(30)의 편향 영역 형상 오차를 구해도 된다. 즉, SF(30)(소편향 영역의 다른 일례)의 x 방향 및 y 방향에서의 배열 피치(P1)와는 상이한 피치(P2)로, 전자빔(200)을 이용하여 SF(30)보다 작은 SF 평가용의 복수의 도형 패턴(60)(평가 패턴 : 제1 도형 패턴)을 묘화한다. 도 4a의 예에서는, TF(40)를 SF(30)로 바꾸어 읽으면 된다. 복수의 도형 패턴(60)은 도형 패턴(61) ~ 도형 패턴(69)을 포함한다. 예를 들면, SF(30)의 배열 피치(P1)의 정수 배가 아닌 피치(P2)로 묘화한다. 도형 패턴(60)의 배치 피치(P2)는 SF(30)의 배열 피치(P1)보다 큰 것이 적합하다. 도형 패턴(60)의 배치 피치(P2)는, 예를 들면 SF(30)의 배열 피치(P1)보다 크고, SF(30)의 배열 피치(P1)의 정수 배(예를 들면 2 배)보다 작은 크기로 설정하면 적합하다. 이와 같이, 최대 편향 영역(주편향 영역)의 다음으로 큰 SF(30)에 대하여, 상술한 방법을 적용해도 된다. 실시예 1에서는, 3 단 편향으로 전자빔(200)을 편향하는 묘화 장치(100)에 대하여 3 단째의 TF(40)의 편향 형상 오차를 취득할 시 적용했지만, 이러한 3 단 편향의 1 단째의 스트라이프(20), 2 단째의 SF(30)에 적용해도 된다. 혹은, 주부 2 단의 2 단 편향의 묘화 장치에 대하여, 1 단째의 스트라이프(20), 2 단째의 SF(30)에 적용해도 된다. 혹은, 주 1 단의 1 단 편향의 묘화 장치에 대하여 적용해도 된다. 이와 같이, 편향 영역의 축소화에 관계없이, 편향 영역 형상 오차를 취득할 시, 동일한 방법을 이용해도 적합하다.
실시예 2.
실시예 1에서, 도 4a의 예에서는 TF(40)의 주요 위치, 예를 들면 3 × 3의 9 개소의 위치에 대하여 1 개씩 평가 패턴의 위치를 취득했다. 이러한 방법으로는, 각 위치의 데이터 수가 1 개씩이므로 모수가 적은 것에 따른 보정 잔차가 남을 수 있는 한편, 예를 들면 SF(30) 내에서의 광축 근방의 영역을 이용함으로써 SF(30) 내의 위치 의존 오차의 영향을 작게 할 수 있다고 하는 장점이 있다. 한편 도 5a의 예에서는, TF(40)의 주요 위치, 예를 들면 3 × 3의 9 개소의 위치에 대하여 복수(예를 들면, 3 개)씩 평가 패턴의 위치를 취득했다. 이러한 방법으로는, 각 위치의 데이터수가 복수 있고, 그 평균을 이용함으로써 모수가 증가하여 보정 잔차를 작게 할 수 있다고 하는 장점이 있는 한편, 예를 들면 SF(30) 내의 광범위의 영역을 이용함으로써 SF(30) 내의 위치 의존 오차의 영향을 받을 가능성이 있다고 하는 단점이 있다. 따라서 실시예 2에서는, TF(40)의 주요 위치, 예를 들면 3 × 3의 9 개소의 위치에 대하여 복수(예를 들면, 3 개)씩 평가 패턴의 위치를 취득하면서 SF(30) 내의 위치 의존 오차도 보정하는 구성에 대하여 설명한다.
실시예 2에서의 묘화 장치의 구성은, 도 1과 동일하다. 이하에, 특별히 설명하는 점 이외의 내용은 실시예 1과 동일하다.
도 6은, 실시예 2에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타낸 흐름도이다. 도 6에서, 실시예 2에서의 묘화 방법은, 편향 형상 오차 취득 공정(S100)과 샷 데이터 생성 공정(S124)과 위치 보정 공정(S126)과 묘화 공정(S128)과 같은 일련의 공정을 실시하는 점에서 도 3과 동일하다. 단, 편향 형상 오차 취득 방법이 되는, 편향 형상 오차 취득 공정(S100)에서 그 내부 공정으로서, 평가 패턴 묘화 공정(S101)과 현상·에칭 공정(S104)과 SF 위치 의존 평가 패턴 측정 공정(S106)과 판정 공정(S108)과 1 차 피팅 공정(S112)과 TF 평가 패턴 측정 공정(S114)과 TF 평가 패턴 측정 공정(S115)과 SF 위치 의존 보정 공정(S116)과 합성 공정(S120)과 n 차 피팅 공정(S122)과 같은 일련의 공정을 실시한다.
평가 패턴 묘화 공정(S101)으로서, 묘화 장치(100)에 의해 평가 기판에 평가 패턴을 묘화한다. 평가 기판은 실시예 1과 동일하다.
도 7a ~ 도 7c는, 실시예 2에서의 평가 패턴의 묘화 방법의 일례와 계측 위치의 일례와 편향 형상의 일례를 도시한 개념도이다. 도 7a에 도시한 바와 같이, TF(40)(소편향 영역)의 x 방향 및 y 방향에서의 배열 피치(P1)와는 상이한 피치(P2)로, 전자빔(200)을 이용하여 TF(40)보다 작은 TF 평가용의 복수의 도형 패턴(60)(평가 패턴 : 제1 도형 패턴)을 묘화하는 점은 도 5a와 동일하다. 여기서는 도 5a와 마찬가지로, 복수의 TF(40)에 복수의 도형 패턴을 묘화한다. 예를 들면, TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치와, TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 중앙의 위치와, TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 각각 도형 패턴을 묘화한다. 그리고, 이러한 3 개의 도형 패턴을 x 방향을 향해 동일한 피치로 반복하여 묘화한다. y 방향 위치는, 변경하지 않고 동일한 위치에서 묘화하면 된다. 이에 의해, 도형 패턴(61a ~ 63a)과 도형 패턴(61b ~ 63b)이 배치된다.
마찬가지로, TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치와, TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 중앙의 위치와, TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 각각 도형 패턴을 묘화한다. 그리고, 이러한 3 개의 도형 패턴을 x 방향을 향해 동일한 피치로 반복하여 묘화한다. y 방향 위치는, 변경하지 않고 동일한 위치에서 묘화하면 된다. 이에 의해, 도형 패턴(64a ~ 66a)과 도형 패턴(64b ~ 66b)이 배치된다.
마찬가지로, TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치와, TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 중앙의 위치와, TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 각각 도형 패턴을 묘화한다. 그리고, 이러한 3 개의 도형 패턴을 x 방향을 향해 동일한 피치로 반복하여 묘화한다. y 방향 위치는, 변경하지 않고 동일한 위치에서 묘화하면 된다. 이에 의해, 도형 패턴(67a ~ 69a)과 도형 패턴(67b ~ 69b)이 배치된다.
도 7a의 예에서는, 이러한 도형 패턴(61 ~ 69)으로 구성되는 복수의 도형 패턴(60)을 2 단 묘화하고 있다. 즉, 상단측에 복수의 도형 패턴(60b)을 하단측에 복수의 도형 패턴(60a)을 묘화하고 있다.
이상에 의해, 예를 들면 복수의 TF(40) 내에, 각각 TF(40) 내에서의 묘화 위치가 상이한 각 복수개씩(예를 들면 3 개씩)의 도형 패턴을 묘화할 수 있다. 도 7a에서는, 도 5a와 마찬가지로 3 회의 동일한 도형 패턴이 얻어지도록 반복했지만, 반복 횟수는 이에 한정되지 않고, 더 많아도 적합하다.
실시예 2에서는, 상술한 TF 평가용의 복수의 도형 패턴(60)을 묘화하고, 또한 상단의 편향 영역인 SF(30) 내의 위치 의존성을 평가하기 위한 복수의 SF 위치 의존 평가 패턴(80)(제2 도형 패턴)을 SF(30) 내에서 위치가 상이하도록 묘화한다. 도 7a의 예에서는, 예를 들면 위치 의존 평가 위치로서 3 × 3의 9 개소에 각각 SF 위치 의존 평가 패턴(80)을 묘화한다. SF 위치 의존 평가 패턴(80)은 도 7b에 도시한 바와 같이, 예를 들면 각 위치의 TF(40) 내의 네 모서리의 모서리부에 기준 위치(예를 들면 좌측하단의 모서리 위치)가 배치되도록, 2 × 2 개의 SF 위치 의존 평가 패턴(81 ~ 84)을 배치한다. SF 위치 의존 평가 패턴(80)은 SF 위치 의존 평가 패턴(81 ~ 84)을 포함한다. 이상에 의해, SF(30) 내의 위치 의존 평가 위치에 각각 SF 위치 의존 평가 패턴(80)을 묘화할 수 있다. SF 위치 의존 평가 패턴(81 ~ 84)은 도형 패턴(60)과 동일한 패턴이어도 되고, 패턴 위치 측정기로 측정 가능한 크기이면 크기가 상이한 패턴이어도 된다.
그리고, 현상·에칭 공정(S104)에 의해 TF 평가용의 복수의 도형 패턴(60)에 대응하는 차광막 패턴과, SF(30) 내의 위치 의존성을 평가하기 위한 복수의 SF 위치 의존 평가 패턴(80)에 대응하는 차광막 패턴이 얻어진다.
SF 위치 의존 평가 패턴 측정 공정(S106)으로서, 우선 패턴 위치 측정기를 이용하여, 평가 기판 상에 형성된 각 SF 위치 의존 평가 패턴(80(81 ~ 84))(차광막 패턴)의 위치를 측정한다.
판정 공정(S108)으로서, 우선 SF(30) 내의 각 위치 의존 평가 위치에서 측정된 SF 위치 의존 평가 패턴(80)에 대하여, SF 위치 의존 평가 패턴(80)마다, 도 7c에 도시한 바와 같이, 구성하는 SF 위치 의존 평가 패턴(81 ~ 84)의 위치(91 ~ 94)를 연결한 평가 도형을 작성한다. 그리고, SF(30) 내의 각 위치 의존 평가 위치(3 × 3 개소)에서 작성된 각각의 평가 도형을 중첩하여, 평가 도형 간에 허용 범위를 초과하는 이탈이 없는지 여부를 판정한다. 여기서, 평가 도형 간에 허용 범위를 초과하는 이탈이 없을 경우에는, SF(30) 내의 위치 의존 오차가 발생하지 않은, 혹은 허용 범위 내의 오차밖에 발생하고 있지 않은 것이 된다. 이러한 경우에는, TF 평가 패턴 측정 공정(S114)으로 진행된다.
평가 도형 간에 허용 범위를 초과하는 이탈이 없을 경우에는, 이하에 실시예 1과 마찬가지로, TF 평가 패턴 측정 공정(S114)과 합성 공정(S116)과 n 차 피팅 공정(S122)의 각 공정을 실시한다. 한편, 평가 도형 간에 허용 범위를 초과하는 이탈이 존재할 경우에는, 1 차 피팅 공정(S112)으로 진행된다.
1 차 피팅 공정(S112)으로서, SF(30) 내의 각 위치 의존 평가 위치에서 측정된 SF 위치 의존 평가 패턴(80)마다, 구성하는 SF 위치 의존 평가 패턴(81 ~ 84)의 위치(91 ~ 94)의 이탈량을 다항식으로 피팅한다. 예를 들면, 1 차 다항식으로 피팅하면 적합하다. 즉, 근사함으로써 다항식의 각 계수를 구한다. SF(30) 내의 위치 의존 평가 위치마다, 설계 상의 좌표(x, y)에서의 SF(30)의 위치 의존 오차에 기인하는 당해 위치에서의 TF(40) 내의 이탈량(△x", △y")은, 예를 들면 이하의 식 (3)과 식 (4)로 근사할 수 있다.
Figure pat00002
이상과 같이 하여, SF 위치 의존 평가 패턴(81 ~ 84)의 묘화 위치를 이용하여, 묘화된 복수의 SF 위치 의존 평가 패턴(80)의 묘화 위치를 다항식으로 근사하여, SF(30) 내에서의 위치 의존 오차를 산출한다.
TF 평가 패턴 측정 공정(S115)으로서, 패턴 위치 측정기를 이용하여, 평가 기판 상에 형성된 TF 평가용의 복수의 도형 패턴(60)(차광막 패턴)의 위치를 측정한다.
SF 위치 의존 보정 공정(S116)으로서, 묘화된 각 도형 패턴(60)의 묘화 위치에 대하여 각각 근방의 SF(30)의 위치 의존 오차를 이용하여, 각 도형 패턴(60)의 묘화 위치를 보정한다. 예를 들면 7a에 도시한, 도형 패턴(60a)을 구성하는 도형 패턴(61a, 62a, 64a, 65a)에 대해서는, SF(30)에서의 y 방향 하부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치 의존 평가 위치에서의 위치 의존 오차로 보정한다. 마찬가지로, 도형 패턴(60)을 구성하는 도형 패턴(63a, 61b, 66a, 64b)에 대해서는, SF(30) 내에서의 y 방향 하부의 x 방향 중앙의 위치 의존 평가 위치에서의 위치 의존 오차로 보정한다. 마찬가지로, 도형 패턴(60a)을 구성하는 도형 패턴(62b, 63b, 65b, 66b)에 대해서는, SF(30) 내에서의 y 방향 하부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치 의존 평가 위치에서의 위치 의존 오차로 보정한다.
마찬가지로, 도형 패턴(60a)을 구성하는 도형 패턴(67a, 68a)과, 도형 패턴(60b)을 구성하는, 부호는 도시하지 않고 생략한 도형 패턴(61a, 62a)에 대해서는, SF(30) 내에서의 y 방향 중앙부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치 의존 평가 위치에서의 위치 의존 오차로 보정한다. 마찬가지로, 도형 패턴(60a)을 구성하는 도형 패턴(69a, 67b)과, 도형 패턴(60b)을 구성하는, 부호는 도시하지 않고 생략한 도형 패턴(63a, 61b)에 대해서는, SF(30) 내에서의 y 방향 중앙부의 x 방향 중앙의 위치 의존 평가 위치에서의 위치 의존 오차로 보정한다. 마찬가지로, 도형 패턴(60a)을 구성하는 도형 패턴(68b, 69b)과, 도형 패턴(60b)을 구성하는, 부호는 도시하지 않고 생략한 도형 패턴(62b, 63b)에 대해서는, SF(30) 내에서의 y 방향 중앙부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치 의존 평가 위치에서의 위치 의존 오차로 보정한다.
마찬가지로, 도형 패턴(60b)을 구성하는, 부호는 도시하지 않고 생략한 도형 패턴(64a, 65a, 67a, 68a)에 대해서는, SF(30)에서의 y 방향 상부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치 의존 평가 위치에서의 위치 의존 오차로 보정한다. 마찬가지로, 도형 패턴(60b)을 구성하는, 부호는 도시하지 않고 생략한 도형 패턴(66a, 64b, 69a, 67b)에 대해서는, SF(30) 내에서의 y 방향 상부의 x 방향 중앙의 위치 의존 평가 위치에서의 위치 의존 오차로 보정한다. 마찬가지로, 도형 패턴(60b)을 구성하는, 부호는 도시하지 않고 생략한 도형 패턴(65b, 66b, 68b, 69b)에 대해서는, SF(30) 내에서의 y 방향 상부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치 의존 평가 위치에서의 위치 의존 오차로 보정한다.
보정의 방식은, 각 도형 패턴(61 ~ 69)의 측정된 TF(40) 내에서의 상대 위치(x, y)를 해당되는 위치 의존 평가 위치에서의 다항식에 대입하여, SF(30)의 위치 의존에 기인한 이탈량(△x", △y")을 구한다. 그리고, 예를 들면 측정된 상대 위치(x, y)로부터 이탈량(△x", △y")을 차분한 위치(x - △x", y - △y")를 보정 후의 측정된 상대 위치(x, y)로 하면 된다.
이상과 같이, TF(40)의 형상 오차는 SF(30)의 위치 의존 오차를 보정한 값을 이용함으로써, SF(30)의 위치 의존 오차를 보정할 수 있다. 이하에, 합성 공정(S120) 이후의 각 공정은 실시예 1과 동일하다. 즉, 합성 공정(S120)에서는, 보정 후의 복수의 도형 패턴(60)의 묘화 위치가 합성된다.
이상과 같이 실시예 2에 따르면, SF(30)의 위치 의존 오차가 보정된 TF(40)의 편향 영역 형상 오차를 취득할 수 있다. 이러한 방법을 이용함으로써, 편향 영역의 축소화가 진행되어도 고정밀인 편향 영역 형상 오차를 취득할 수 있다.
또한 상술한 예에서는, SF(30)의 위치 의존 오차가 보정된 TF(40)의 편향 영역 형상 오차를 구했지만, TF(40)를 SF(30)로 치환하고, SF(30)를 주편향 영역으로 치환하여, 동일한 방법으로 SF(30)의 편향 영역 형상 오차를 구해도 된다. 즉, 주편향 영역의 위치 의존 오차가 보정된 SF(30)의 편향 영역 형상 오차를 구해도 적합하다. 이와 같이, 최대 편향 영역(주편향 영역)의 다음으로 큰 SF(30)에 대하여, 상술한 방법을 적용해도 된다. 실시예 2에서는, 실시예 1과 마찬가지로, 3 단 편향으로 전자빔(200)을 편향하는 묘화 장치(100)에 대하여 3 단째의 TF(40)의 편향 형상 오차를 취득할 시 적용했지만, 이러한 3 단 편향의 2 단째의 SF(30)에 적용해도 된다. 혹은, 주부 2 단의 2 단 편향의 묘화 장치에 대하여, 2 단째의 SF(30)에 적용해도 된다. 혹은, 4 단 편향 이상의 묘화 장치에 대하여, 2 단째, 3 단째, 4 단째에 적용해도 된다.
실시예 3.
상술한 실시예 1에서는, 1 개의 SF(30) 내에 TF 평가용의 복수의 도형 패턴(60)(평가 패턴 : 제1 도형 패턴)을 묘화하고, 1 개의 SF(30) 내에서 TF(40)의 편향 형상 오차를 구하는 예를 나타냈지만 이에 한정되지 않는다. 묘화 장치의 구성은 도 1과 동일하다. 또한, 실시예 3에서의 묘화 방법의 주요부 공정을 나타낸 흐름도는, 도 3과 동일하다. 이하에, 특별히 설명하는 점 이외의 내용은, 실시예 1과 동일하다.
도 10은, 실시예 3에서의 평가 패턴의 묘화 방법의 일례와 계측 위치의 일례와 편향 형상의 일례를 도시한 개념도이다. 도 10에 도시한 바와 같이, TF(40)(소편향 영역 혹은 제3 편향 영역)의 x 방향 및 y 방향의 치수(배열 피치)(P1)와는 상이한 피치(P2)로, 전자빔(200)을 이용하여 TF(40)보다 작은 TF 평가용의 복수의 도형 패턴(60)(평가 패턴 : 제1 도형 패턴)을 묘화한다. 여기서 실시예 3에서는, SF(30)(중간 편향 영역 혹은 제2 편향 영역)의 크기를 작게 설정한다. 예를 들면, TF(40)가 x, y 방향으로 각각 몇 개씩 포함될 정도의 크기로 설정한다. 도 10의 예에서는, 1 개의 SF(30) 내에 x, y 방향으로 각각 3 개씩, 합계 9 개의 TF(40)가 포함될 경우를 도시하고 있다. 그리고, 복수의 도형 패턴(60)이 복수의 SF(30)에 걸쳐지도록 묘화한다. 도 10의 예에서는, 복수의 도형 패턴(60)은 예를 들면 직사각형의 도형 패턴(61) ~ 도형 패턴(69)을 포함한다.
도 10의 예에서는, 직사각형의 도형 패턴(61 ~ 69)이, 좌표(i, j)의 SF(30) 내의 복수의 TF(40)와, 좌표(i + 1, j)의 SF(30) 내의 복수의 TF(40)와, 좌표(i, j + 1)의 SF(30) 내의 복수의 TF(40)와, 좌표(i + 1, j + 1)의 SF(30) 내의 복수의 TF(40)로 분할되어 묘화된다.
예를 들면, 좌표(i, j)의 SF(30) 내의 1 개의 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(61)을, 좌표(i, j)의 SF(30) 내의 다른 1 개의 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 중앙의 위치에 도형 패턴(62)을, 좌표(i + 1, j)의 SF(30) 내의 1 개의 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(63)을 묘화한다. 마찬가지로, 좌표(i, j)의 SF(30) 내의 다른 1 개의 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(64)을, 좌표(i, j)의 SF(30) 내의 다른 1 개의 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 중앙의 위치에 도형 패턴(65)을, 좌표(i + 1, j)의 SF(30) 내의 다른 1 개의 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(66)을 묘화한다. 마찬가지로, 좌표(i, j + 1)의 SF(30) 내의 1 개의 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(67)을, 좌표(i, j + 1)의 SF(30) 내의 다른 1 개의 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 중앙의 위치에 도형 패턴(68)을, 좌표(i + 1, j + 1)의 SF(30) 내의 1 개의 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치에 도형 패턴(69)을 묘화한다. 이에 의해, 예를 들면 좌표(i, j), 좌표(i + 1, j), 좌표(i, j + 1), 좌표(i + 1, j + 1)의 복수의 SF(30)에 걸쳐, 복수의 TF(40) 내에, 각각 TF(40) 내에서의 묘화 위치가 상이한 각 1 개씩의 도형 패턴(61 ~ 69)을 묘화할 수 있다.
현상·에칭 공정(S104)으로서, 복수의 도형 패턴(60)이 묘화된 평가 기판을 현상하고, 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고, 이러한 레지스트 패턴을 마스크로 하여 노출된 차광막을 에칭한다. 그리고, 레지스트 패턴을 도시하지 않은 애싱 등에 의해 제거함으로써, 평가 기판 상에 차광막의 패턴을 형성할 수 있다. 이에 의해, 복수의 SF(30)에 걸쳐, 복수의 TF(40) 내에, 각각 TF(40) 내에서의 묘화 위치가 상이한 각 1 개씩의 차광막 패턴을 형성할 수 있다.
TF 평가 패턴 측정 공정(S114)으로서, 패턴 위치 측정기를 이용하여, 평가 기판 상에 형성된 각 차광막 패턴(도형 패턴)의 위치를 측정한다.
합성 공정(S120)으로서, 복수의 SF(30)(제2 편향 영역)에 걸쳐 묘화된 도형 패턴(61 ~ 69)의 각각에 대하여 얻어지는, 당해 도형 패턴이 묘화된 위치를 포함하는 TF(40)와 당해 도형 패턴이 묘화된 위치와의 위치 관계에 기초하여, 1 개의 TF(40)내에 이러한 복수의 도형 패턴(제1 도형 패턴)의 묘화 위치를 합성한다. 복수의 도형 패턴의 측정 결과가 얻어졌으므로, 각각에서의 TF(40)의 기준 위치로부터의 상대 위치를 얻을 수 있다.
구체적으로 도 4b에 도시한 바와 같이, 좌표(i, j)의 SF(30) 내의 1 개의 TF(40)에 묘화된 도형 패턴(61)(차광막 패턴)은 합성용의 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치(71)에 합성된다. 좌표(i, j)의 SF(30) 내의 다른 1 개의 TF(40)에 묘화된 도형 패턴(62)(차광막 패턴)은 합성용의 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 중앙의 위치(72)에 합성된다. 좌표(i + 1, j)의 SF(30) 내의 1 개의 TF(40)에 묘화된 도형 패턴(63)(차광막 패턴)은 합성용의 TF(40)의 y 방향 상부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치(73)에 합성된다. 좌표(i. j)의 SF(30) 내의 1 개의 TF(40)에 묘화된 도형 패턴(64)(차광막 패턴)은 합성용의 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치(74)에 합성된다. 좌표(i, j)의 SF(30) 내의 다른 1 개의 TF(40)에 묘화된 도형 패턴(65)(차광막 패턴)은 합성용의 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 중앙의 위치(75)에 합성된다. 좌표(i + 1, j)의 SF(30) 내의 다른 1 개의 TF(40)에 묘화된 도형 패턴(66)(차광막 패턴)은 합성용의 TF(40)의 y 방향 중앙부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치(76)에 합성된다. 좌표(i, j + 1)의 SF(30) 내의 1 개의 TF(40)에 묘화된 도형 패턴(67)(차광막 패턴)은 합성용의 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 오른쪽 모서리의 위치(77)에 합성된다. 좌표(i, j + 1)의 SF(30) 내의 다른 1 개의 TF(40)에 묘화된 도형 패턴(68)(차광막 패턴)은 합성용의 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 중앙의 위치(78)에 합성된다. 좌표(i + 1, j + 1)의 SF(30) 내의 1 개의 TF(40)에 묘화된 도형 패턴(69)(차광막 패턴)은, 합성용의 TF(40)의 y 방향 하부의 x 방향 왼쪽 모서리의 위치(79)에 합성된다.
각 도형 패턴과 합성에 이용한 TF(40)와의 상대 위치의 오차(편향 영역 형상 오차)가 없으면, 도 4b에 도시한 바와 같이 종횡 3 × 3으로 규칙적으로 배치되게 된다. 그러나 각 도형 패턴이 어긋나 묘화된 경우에는, 그 위치도 어긋난다. 따라서 도 4c에 도시한 바와 같이, 합성 후의 각 위치(71 ~ 79)도 어긋나게 된다. 이상적으로는, 정방형의 TF(40)의 편향 영역 형상이, 도 4c에 도시한 바와 같이 뒤틀림을 가진 형상이 된다.
n 차 피팅 공정(S122)으로서, 묘화된 복수의 도형 패턴의 묘화 위치(71 ~ 79)의 이탈량을 다항식으로 근사하여, TF(40)의 편향 영역 형상 오차를 산출한다. x 방향 및 y 방향에 대하여, 각각 예를 들면 3 차의 다항식으로 근사하면 적합하다. 즉, 근사함으로써 다항식의 각 계수를 구한다. 설계 상의 좌표(x, y)에서의 TF(40)의 편향 형상 오차에 기인하는 이탈량(△x', △y')은, 예를 들면 상술한 식 (1)과 식 (2)로 근사할 수 있다.
이상과 같이 하여, 합성된 각 도형 패턴의 묘화 위치를 이용하여, TF(40)에 패턴을 묘화한 경우에서의 형상 오차를 산출한다. 그리고, 얻어진 TF(40)의 편향 영역 형상 오차를 나타내는, 다항식 혹은 다항식의 각 계수를 TF 형상 오차 데이터로서 출력한다. 출력된 TF 형상 오차 데이터는 묘화 장치(100)가 입력하고, 기억 장치(142)에 저장한다.
이상과 같이 실시예 3에 따르면, TF(40)의 편향 영역 형상 오차를 복수의 SF(30)에 걸쳐 얻어진 데이터로부터 구함으로써, SF(30) 내의 위치 의존 오차의 영향을 작게 할 수 있다. 그 결과, 실시예 2에서 설명한 바와 같은 SF 위치 의존 평가 패턴(81 ~ 84)을 묘화하지 않아도 고정밀인 TF(40)의 편향 영역 형상 오차를 구할 수 있다. 이 형태를 이용할 경우, SF(30)의 크기는 TF(40)의 크기 이상일 필요가 있다. TF(40)와 SF(30)의 크기가 동일할 경우, SF 위치 의존을 완전히 제거하는 것이 가능해진다.
이상, 구체예를 참조하여 실시예에 대하여 설명했다. 그러나, 본 발명은 이들 구체예에 한정되지 않는다. 예를 들면, 실시예 1은 복수단의 편향기로 편향하는 복수단의 편향 영역 중 어느 하나에 적응할 경우에 한정되지 않고, 1 단의 편향기로 1 단 편향을 행할 경우에 대해서도 동일하게 적응해도 적합하다. 또한 예를 들면, 실시예 2, 3은 복수단의 편향기로 편향하는 복수단의 편향 영역의 2 단째 이후의 어느 하나에 대하여, 동일하게 적응해도 적합하다.
또한, 장치 구성 또는 제어 방법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 하는 장치 구성 또는 제어 방법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들면, 묘화 장치(100)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는 기재를 생략했지만, 필요로 하는 제어부 구성을 적절히 선택하여 이용하는 것은 말할 필요도 없다.
이 외에, 본 발명의 요소를 구비하고, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법, 하전 입자빔 묘화 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치는, 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 몇 개의 실시예를 설명했지만, 이들 실시예는 예로서 제시한 것이며, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규 실시예는, 이 외의 다양한 형태로 실시되는 것이 가능하며, 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 생략, 치환, 변경을 행할 수 있다. 이들 실시예 및 변형은, 발명의 범위 및 요지에 포함되고, 또한 특허 청구의 범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다.

Claims (16)

  1. 하전 입자빔을 편향하는 편향기에 의해 편향되는 편향 영역이 배열되는 복수의 편향 영역에서의 상기 편향 영역의 배열 피치(pitch)와는 상이한 피치로, 하전 입자빔을 이용하여 상기 편향 영역보다 작은 복수의 도형 패턴을 묘화하고,
    상기 도형 패턴이 묘화된 위치를 포함하는 편향 영역과 상기 도형 패턴이 묘화된 위치와의 위치 관계에 기초하여, 상기 편향 영역과 동일한 크기의 1 개의 가상 편향 영역 내에 상기 복수의 도형 패턴의 묘화 위치를 합성하고,
    합성된 각 도형 패턴의 묘화 위치를 이용하여, 상기 편향 영역에 패턴을 묘화한 경우에서의 형상 오차를 산출하고, 출력하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 편향기는, 각각 편향되는 영역 크기가 상이한 2 단 이상의 편향기에 의해 구성되고,
    상기 편향 영역의 형상 오차는, 상기 편향 영역보다 큰 상단의 편향 영역의 위치 의존 오차를 보정한 값을 이용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 편향기는, 각각 편향되는 영역 크기가 상이한 2 단 이상의 편향기에 의해 구성되고,
    상기 편향 영역은, 최대 편향 영역의 다음으로 큰 편향 영역인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 편향기는 3 단의 편향기에 의해 구성되고, 상기 3 단의 편향기에 의해 각각 편향되는 영역 크기가 상이한 큰 것부터 차례로 제1과 제2와 제3 편향 영역 중 제3 편향 영역이 상기 편향 영역에 해당하고, 상기 제1 편향 영역이 상기 최대 편향 영역에 해당하고,
    상기 복수의 도형 패턴은 복수의 제2 편향 영역에 걸쳐 묘화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 제2 편향 영역에 걸쳐 묘화된 상기 복수의 도형 패턴의 각각에 대하여 얻어지는, 상기 도형 패턴이 묘화된 위치를 포함하는 소편향 영역과 상기 도형 패턴이 묘화된 위치와의 위치 관계에 기초하여, 1 개의 소편향 영역 내에 상기 복수의 도형 패턴의 묘화 위치를 합성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 도형 패턴의 배열 피치는 상기 편향 영역의 배열 피치보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 도형 패턴의 배열 피치는 상기 편향 영역의 배열 피치의 2 이상의 정수 배보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 도형 패턴은,
    복수의 편향 영역 중 1 개의 y 방향에 대하여 상부이며 x 방향에 대하여 좌측과, 상기 복수의 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 상부이며 x 방향에 대하여 중앙부와, 상기 복수의 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 상부이며 x 방향에 대하여 우측과,
    복수의 편향 영역 중 1 개의 y 방향에 대하여 중앙부이며 x 방향에 대하여 좌측과, 상기 복수의 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 중앙부이며 x 방향에 대하여 중앙부와, 상기 복수의 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 중앙부이며 x 방향에 대하여 우측과,
    복수의 편향 영역 중 1 개의 y 방향에 대하여 하부이며 x 방향에 대하여 좌측과, 상기 복수의 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 하부이며 x 방향에 대하여 중앙부와, 상기 복수의 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 하부이며 x 방향에 대하여 우측
    에 묘화되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 형상 오차는, 상기 편향 영역의 편향 영역 형상 오차로서 구해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 기재된 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법에 따라 취득된 형상 오차를 이용하여 묘화 위치를 보정하고,
    보정된 묘화 위치에, 하전 입자빔을 이용하여 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔 묘화 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 형상 오차에 기인하는 이탈량은 다항식으로 근사되고,
    설계 상의 묘화 위치를 상기 다항식에 대입하여 설계 상의 묘화 위치로부터의 상기 이탈량을 연산하고,
    상기 묘화 위치는, 상기 설계 상의 묘화 위치로부터 상기 이탈량을 차분한 위치로 보정되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 하전 입자빔을 편향하는 3 단의 편향기에 의해 각각 편향되는 영역 크기가 상이한 큰 것부터 차례로 제1과 제2와 제3 편향 영역 중 제3 편향 영역의 배열 피치와는 상이한 피치로, 하전 입자빔을 이용하여 제3 편향 영역보다 작은 복수의 제1 도형 패턴을 묘화하고, 또한 제2 편향 영역 내의 위치 의존성을 평가하기 위한 복수의 제2 도형 패턴을 제2 편향 영역 내에서 위치가 상이하도록 묘화하고,
    묘화된 복수의 제2 도형 패턴의 묘화 위치를 이용하여, 제2 편향 영역 내에서의 위치 의존 오차를 산출하고,
    묘화된 각 제1 도형 패턴의 묘화 위치에 대하여 각각 근방의 제2 편향 영역의 위치 의존 오차를 이용하여, 각 제1 도형 패턴의 묘화 위치를 보정하고,
    상기 제1 도형 패턴이 묘화된 위치를 포함하는 제3 편향 영역과 상기 제1 도형 패턴이 묘화된 위치와의 위치 관계에 기초하여, 상기 제3 편향 영역과 동일한 크기의 1 개의 가상적인 제3 편향 영역 내에, 상기 보정 후의 복수의 제1 도형 패턴의 묘화 위치를 합성하고,
    합성된 각 도형 패턴의 묘화 위치를 이용하여, 제3 편향 영역에 패턴을 묘화한 경우에서의 형상 오차를 산출하고, 출력하는 것을 특징으로 하는 하전 입자빔의 편향 형상 오차 취득 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 형상 오차는, 상기 제3 편향 영역의 편향 영역 형상 오차로서 구해지는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 도형 패턴의 배열 피치는 상기 제3 편향 영역의 배열 피치보다 큰 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 제1 도형 패턴의 배열 피치는 상기 제3 편향 영역의 배열 피치의 2 이상의 정수 배보다 작은 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 도형 패턴은,
    복수의 제3 편향 영역 중 1 개의 y 방향에 대하여 상부이며 x 방향에 대하여 좌측과, 상기 복수의 제3 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 상부이며 x 방향에 대하여 중앙부와, 상기 복수의 제3 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 상부이며 x 방향에 대하여 우측과,
    복수의 제3 편향 영역 중 1 개의 y 방향에 대하여 중앙부이며 x 방향에 대하여 좌측과, 상기 복수의 제3 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 중앙부이며 x 방향에 대하여 중앙부와, 상기 복수의 제3 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 중앙부이며 x 방향에 대하여 우측과,
    복수의 제3 편향 영역 중 1 개의 y 방향에 대하여 하부이며 x 방향에 대하여 좌측과, 상기 복수의 제3 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 하부이며 x 방향에 대하여 중앙부와 상기 복수의 제3 편향 영역 중 다른 1 개의 y 방향에 대하여 하부이며 x 방향에 대하여 우측
    에 묘화되는 것을 특징으로 하는 방법.
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