KR20230039549A - 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체 - Google Patents

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다쿠 야마다
다카히토 나카야마
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

멀티 빔에 의한 묘화 정밀도를 향상시킬 수 있는 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
본 실시 형태에 따른 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법은, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 상의 셀 어레이에 멀티 빔의 각 빔의 온/오프를 제어하기 위한 제어 데이터를 입력하기 위한 데이터 패스를, 복수의 입출력 회로의 각 입출력 회로, 및 상기 복수의 입출력 회로에 대한 복수의 배선의 배선 간 거리에 따라 통합한 복수의 배선 군 중 적어도 어느 것에 따라, 복수의 제1 블록으로 분할하고, 분할된 상기 복수의 제1 블록마다의 전기장 및 자기장 중 적어도 어느 것에 의한, 상기 복수의 제1 블록마다의 상기 멀티 빔의 제1 시프트양을 산출하는 공정과, 상기 제1 시프트양에 기초하여, 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하여 상기 멀티 빔의 각 빔을 조사하는 공정을 구비한다.

Description

멀티 하전 입자 빔 묘화 방법, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{MULTI CHARGED PARTICLE BEAM WRITING METHOD, MULTI CHARGED PARTICLE BEAM WRITING APPARATUS, AND COMPUTER READABLE RECORDING MEDIUM}
본 출원은, 일본 특허 출원 2021-149609호(출원일: 2021년 9월 14일)을 기초 출원으로 하는 우선권을 향수한다. 본 출원은 이 기초 출원을 참조함으로써 기초 출원의 모든 내용을 포함한다.
본 발명은 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.
LSI의 고집적화에 수반하여, 반도체 디바이스에 요구되는 회로 선폭은 해마다 미세화되어 오고 있다. 반도체 디바이스에 원하는 회로 패턴을 형성하기 위해서는, 축소 투영형 노광 장치를 사용하여, 유리 기판 상의 차광막 등에 형성된 고정밀도의 원화 패턴(마스크, 혹은 특히 스테퍼나 스캐너에서 사용되는 것은 레티클이라고도 함)을 웨이퍼 상에 축소 전사하는 방법이 채용되고 있다. 고정밀도의 원화 패턴의 작성에는, 전자 빔 묘화 장치에 의해 레지스트 패턴을 형성하는, 소위, 전자 빔 리소그래피 기술이 사용되고 있다.
멀티 빔을 사용한 묘화 장치는, 1개의 전자 빔으로 묘화하는 경우에 비하여, 한 번에 많은 빔을 조사할 수 있으므로, 스루풋을 대폭으로 향상시킬 수 있다. 멀티 빔 묘화 장치의 일 형태인 블랭킹 애퍼처 어레이 기판을 사용한 멀티 빔 묘화 장치에서는, 예를 들어 1개의 전자총으로부터 방출된 전자 빔을 복수의 개구를 가진 성형 애퍼처 어레이 기판에 통과시켜 멀티 빔(복수의 전자 빔)을 형성한다. 멀티 빔은, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판의 각각 대응하는 블랭커 내를 통과한다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판은, 빔을 개별적으로 편향시키기 위한 전극 쌍을 갖고, 전극 쌍 사이에 빔 통과용의 개구가 형성되어 있다. 전극 쌍(블랭커)을 동일 전위로 제어하거나, 또는 상이한 전위로 제어함으로써, 통과하는 전자 빔의 블랭킹 편향을 행한다. 블랭커에 의해 편향된 전자 빔은 차폐되고, 편향되지 않은 전자 빔은 기판 상에 조사된다.
멀티 빔 묘화에서는, 빔 총 전류량이 크기 때문에, 쿨롱 효과에 의한 묘화 정밀도 열화가 발생할 수 있다. 예를 들어, 전자 간의 반발력에 의해, 시료면에 있어서의 빔 위치 어긋남이나 포커스 어긋남이 발생할 수 있다. 쿨롱 효과에 의한 빔 위치 어긋남을 억제하기 위해, 예를 들어, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판을 복수의 블록으로 분할하고, 블록마다의 블랭킹 밀도(온 빔의 밀도)와 위치 어긋남양의 관계를 나타내는 테이블을 작성해 두고, 테이블로부터 취득한 파라미터에 기초하여 시프트 보정, 변형 보정 등을 행하는 방법이 제안되어 있다(예를 들어 일본 특허 공개 제2017-028284호 공보 참조).
상기와 같은 테이블을 사용하는 방법에서는, 보정의 정밀도를 향상시키기 위해, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판의 블록 분할 수를 증가시키거나, 블랭킹 밀도의 조건을 증가시키거나 할 필요가 있다. 그러나, 조건을 증가시키면, 테이블 작성에 수고가 드는 동시에, 테이블로부터 파라미터를 취득하는 데 요하는 시간이 길어진다는 문제가 있었다.
빔 위치 어긋남의 요인에는, 빔 간에 작용하는 쿨롱 효과뿐만 아니라, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판에 탑재된 제어 회로 상의 커패시턴스의 축적 전하로부터의 전기장이나, 제어 회로의 구동 전류에 의한 자기장의 영향이 있어, 종래의 방법으로는 보정이 곤란하였다. 또한, 이들 전기장이나 자기장에 의한 영향은, 제어 회로 상에 배치된 입출력 회로의 위치나 그것들에 접속된 배선의 위치마다 다른 것을 알 수 있었다.
본 발명은 멀티 빔에 의한 묘화 정밀도를 향상시킬 수 있는 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따른 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법은, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 상의 셀 어레이에 멀티 빔의 각 빔의 온/오프를 제어하기 위한 제어 데이터를 입력하기 위한 데이터 패스를, 복수의 입출력 회로의 각 입출력 회로, 및 상기 복수의 입출력 회로에 대한 복수의 배선의 배선 간 거리에 따라 통합한 복수의 배선 군 중 적어도 어느 것에 따라, 복수의 제1 블록으로 분할하고, 분할된 상기 복수의 제1 블록마다의 전기장 및 자기장 중 적어도 어느 것에 의한, 상기 복수의 제1 블록마다의 상기 멀티 빔의 제1 시프트양을 산출하는 공정과, 상기 제1 시프트양에 기초하여, 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하여 상기 멀티 빔의 각 빔을 조사하는 공정을 구비하는 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 형태에 따른 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 개략도이다.
도 2는 성형 애퍼처 어레이 부재의 평면도이다.
도 3은 블랭킹 애퍼처 어레이 기판의 개략 구성도이다.
도 4는 입출력 회로, 및 셀 어레이 회로의 구성도이다.
도 5는 개별 블랭킹 기구의 개략 구성도이다.
도 6은 1샷 사이클 내의 조사 스텝의 예를 도시하는 도면이다.
도 7은 빔 온 타이밍의 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 블랭킹 애퍼처 어레이 기판의 블록 분할 예를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. 실시 형태에서는, 하전 입자 빔의 일례로서, 전자 빔을 사용한 구성에 대하여 설명한다. 단, 하전 입자 빔은 전자 빔에 한정되는 것은 아니며, 이온빔 등이어도 된다.
도 1은 실시 형태에 관한 묘화 장치의 개략 구성도이다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 묘화 장치(100)는 묘화부(150)와 제어부(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 일례이다. 묘화부(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 기판(204), 축소 렌즈(205), 제한 애퍼처 부재(206), 대물 렌즈(207) 및 편향기(208)가 배치되어 있다. 또한, 전자 경통(102) 내에는, 도시하지 않은 비점수차 보정 코일 등이 배치되어 있어도 된다.
묘화실(103) 내에는, XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는, 묘화 대상의 기판(101)이 배치된다. 기판(101)의 상면에는 전자 빔으로 노광되는 레지스트가 도포되어 있다. 기판(101)은, 예를 들어, 마스크로서 가공되는 기판(마스크 블랭크스)이나, 반도체 장치로서 가공되는 반도체 기판(실리콘 웨이퍼)이다. 또한, 기판(101)은 레지스트가 도포된, 아직 아무것도 묘화되어 있지 않은 마스크 블랭크스여도 된다. 또한, XY 스테이지(105) 상에는, 스테이지 위치 측정용의 미러(210)가 배치된다.
제어부(160)는 제어 계산기(110), 편향 제어 회로(130), 스테이지 위치 검출기(139), 기억부(140) 및 기억부(142)를 갖고 있다. 기억부(140)에는, 묘화 데이터가 외부로부터 입력되어, 저장되어 있다. 묘화 데이터에는, 통상, 묘화하기 위한 복수의 도형 패턴의 정보가 정의된다. 구체적으로는, 도형 패턴마다, 도형 코드, 좌표, 및 사이즈 등이 정의된다. 기억부(142)에는, 함수 데이터가 저장되어 있다. 함수 데이터로 나타내어지는 함수에 대해서는 후술한다.
제어 계산기(110)는 데이터 처리부(111), 묘화 제어부(112) 및 보정량 산출부(113)를 갖는다. 제어 계산기(110)의 각 부는, 전기 회로 등의 하드웨어로 구성되어도 되고, 이들 기능을 제어 계산기(110)에서 실행하는 프로그램 등의 소프트웨어로 구성되어도 된다. 혹은, 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구성되어도 된다.
스테이지 위치 검출기(139)는 레이저를 조사하고, 미러(210)로부터의 반사광을 수광하여, 레이저 간섭법의 원리로 XY 스테이지(105)의 위치를 검출한다.
도 2는 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 구성을 도시하는 개념도이다. 도 2에 도시하는 바와 같이, 성형 애퍼처 어레이 부재(203)에는, 세로 방향(y 방향) 및 가로(x 방향)을 따라 복수의 개구(203a)가 소정의 배열 피치로 형성되어 있다. 각 개구(203a)는, 예를 들어, 동일(대략 동일)한 치수 형상의 직사각형 또는 원형으로 형성된다.
전자총(201)(방출부)으로부터 방출된 전자 빔(200)은 조명 렌즈(202)에 의해 거의 수직으로 성형 애퍼처 어레이 부재(203) 전체를 조명한다. 전자 빔(200)은 모든 개구(203a)가 포함되는 영역을 조명한다. 전자 빔(200)의 일부가 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 복수의 개구(203a)를 통과하고, 나머지 빔이 성형 애퍼처 어레이 부재(203)에서 막힌다. 전자 빔(200)이 복수의 개구(203a)를 통과함으로써, 예를 들어 직사각형 형상의 복수의 전자 빔(멀티 빔)(20a 내지 20e)이 형성된다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(204)에는, 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 각 개구(203a)의 배치 위치에 맞추어 빔의 통과 구멍이 형성되어 있다. 각 통과 구멍에는, 쌍이 되는 2개의 전극(51, 52)이 조로 이루어지는 블랭커(50)(도 5 참조)가 배치된다. 한쪽의 전극(52)을 접지하여 그라운드 전위로 유지하고, 다른 쪽의 전극(51)을 그라운드 전위 또는 그라운드 전위 이외의 전위로 전환함으로써, 통과 구멍을 통과하는 빔의 편향의 오프 온이 전환되어, 블랭킹 제어된다.
빔 온의 경우, 블랭커(50)의 대향하는 전극(51, 52)은 동일 전위로 제어되어, 블랭커(50)는 빔을 편향시키지 않는다. 빔 오프의 경우, 블랭커(50)의 대향하는 전극(51, 52)은 서로 다른 전위로 제어되어, 블랭커(50)는 빔을 편향시킨다. 복수의 블랭커(50)가 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 복수의 개구(203a)를 통과한 멀티 빔 중, 각각 대응하는 빔의 블랭킹 편향을 행함으로써, 빔을 오프 상태로 제어할 수 있다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(204)을 통과한 멀티 빔(20a 내지 20e)은 축소 렌즈(205)에 의해 축소되어, 제한 애퍼처 부재(206)에 형성된 중심 개구를 향하여 진행된다.
여기서, 빔 오프 상태로 제어되는 빔은, 블랭커(50)에 의해 편향되어, 제한 애퍼처 부재(206)의 개구 밖을 지나는 궤도를 통과하기 때문에, 제한 애퍼처 부재(206)에 의해 차폐된다. 한편, 빔 온 상태로 제어되는 빔은, 블랭커(50)에 의해 편향되지 않으므로, 제한 애퍼처 부재(206)의 개구를 통과한다. 이때, 빔은, 이상적으로는 동일한 점을 통과한다. 이 점이 제한 애퍼처 부재(206)의 중심 개구 내에 위치하도록, 얼라인먼트 코일(도시 생략)로 빔의 궤도를 조정해 둔다. 이와 같이, 블랭커(50)의 편향의 온/오프에 의해 블랭킹 제어가 행해져, 빔의 온/오프가 제어된다.
제한 애퍼처 부재(206)는 복수의 블랭커(50)에 의해 빔 오프의 상태가 되도록 편향된 각 빔을 차폐한다. 그리고, 빔 온이 되고 나서 빔 오프가 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 빔에 의해 1회분의 샷의 멀티 빔이 형성된다.
제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 멀티 빔은, 대물 렌즈(207)에 의해 초점이 맞추어져, 원하는 축소율의 패턴상이 된다. 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 각 빔(멀티 빔 전체)이 편향기(208)에 의해 동일 방향으로 통합하여 편향되어, 기판(101) 상의 원하는 위치에 조사된다.
XY 스테이지(105)가 연속 이동하고 있는 경우, 적어도 기판(101)에 빔을 조사하고 있는 동안은, 기판(101) 상의 빔 조사 위치가 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록, 편향기(208)에 의해 제어된다. 한 번에 조사되는 멀티 빔은, 이상적으로는 성형 애퍼처 어레이 부재(203)의 복수의 개구(203a)의 배열 피치에 상술한 원하는 축소율을 곱한 피치로 기판(101) 상에 배열된다.
멀티 빔의 각 빔의 블랭킹 제어를 행하는 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(204)은, 도 3에 도시하는 바와 같이, 입출력 회로(31)(31a, 31b) 및 각각 블랭킹 애퍼처와 전극을 갖는 셀 어레이 회로(34)를 구비한다. 입출력 회로(31)는 편향 제어 회로(130)로부터 제어 신호를 수신한다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(204)의 중앙부에 셀 어레이 회로(34)가 마련되어 있고, 셀 어레이 회로(34)를 사이에 두고 2개의 입출력 회로(31a, 31b)가 마련되어 있다. 편향 제어 회로(130)로부터 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(204)으로의 제어 신호의 데이터 패스 DL, DR은 2계통으로 나누어져 있다.
도 4에 도시하는 바와 같이, 셀 어레이 회로(34)에는, 개별 블랭킹 기구(40)를 구성하는 셀이 복수 마련되어 있다. 1개의 개별 블랭킹 기구(40)가 1개의 블랭커(50)에 대응한다. 입출력 회로(31)는 편향 제어 회로(130)로부터 수취한 제어 신호를 빔 온/오프 신호로 변환한 후 셀 어레이 회로(34)로 출력한다. 예를 들어, 입출력 회로(31a)는 셀 어레이 회로(34)의 한쪽 절반측에 배치된 개별 블랭킹 기구(40)로 빔 온/오프 신호를 출력하고, 입출력 회로(31b)는 다른 절반측에 배치된 개별 블랭킹 기구(40)로 빔 온/오프 신호를 출력한다.
입출력 회로(31)에는, 복수의 셀렉터(320)(디멀티플렉서)가 마련되어 있다. 셀렉터(320)는, 앰프(310)를 통해, 각 빔의 샷마다의 조사 시간을 정의하는 조사 시간 제어 데이터를 수취하고, 대응하는 출력 라인으로부터 빔 온/오프 신호를 출력한다. 각 출력 라인에는, 복수의 개별 블랭킹 기구(40)가 직렬로 접속되어 있다.
예를 들어, 셀렉터(320)는 8개의 출력 라인 row1 내지 row8을 갖고, 각 출력 라인에는 256개의 개별 블랭킹 기구(40)가 접속되어 있다. 입출력 회로(31a, 31b)에, 각각 64개의 셀렉터(320)를 배치함으로써, 셀 어레이 회로(34) 내의 512×512개의 개별 블랭킹 기구(40)로 빔 온/오프 신호를 전송할 수 있다.
입출력 회로(31a)가 빔 온/오프 신호를 출력하는 개별 블랭킹 기구(40), 및 입출력 회로(31b)가 빔 온/오프 신호를 출력하는 개별 블랭킹 기구(40)의 배치는 도 4에 도시하는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 입출력 회로(31a)로부터의 출력 라인과, 입출력 회로(31b)로부터의 출력 라인이 교호로 배치되어 있어도 된다. 혹은 또한, 입출력 회로(31a)가 빔 온/오프 신호를 출력하는 개별 블랭킹 기구(40)와, 입출력 회로(31b)가 빔 온/오프 신호를 출력하는 개별 블랭킹 기구(40)가 교호로 배치되어 있어도 된다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 개별 블랭킹 기구(40)는 시프트 레지스터(41), 프리버퍼(42), 버퍼(43), 데이터 레지스터(44), NAND 회로(45) 및 앰프(46)를 갖는다. 시프트 레지스터(41)는, 클럭 신호(SHIFT)에 따라, 전단 셀의 시프트 레지스터로부터 출력된 데이터를, 후단 셀의 시프트 레지스터로 전송한다.
프리버퍼(42)는, 클럭 신호(LOAD1)에 따라, 시프트 레지스터(41)로부터 출력되는 당해 셀용의 빔 온/오프 신호를 저장한다.
버퍼(43)는, 클럭 신호(LOAD2)에 따라, 프리버퍼(42)의 출력값을 도입하여 보유한다.
데이터 레지스터(44)는, 클럭 신호(LOAD3)에 따라, 버퍼(43)의 출력값을 도입하여 보유한다.
NAND 회로(45)에는, 데이터 레지스터(44)의 출력 신호와, 샷 인에이블 신호(SHOT_ENABLE)가 입력된다. NAND 회로(45)의 출력 신호는, 앰프(46)(드라이버 앰프)를 통해, 블랭커(50)의 전극(51)에 부여된다.
데이터 레지스터(44)의 출력 신호 및 샷 인에이블 신호가 모두 High인 경우, NAND 회로(45)의 출력은 Low가 되고, 전극(51)과 전극(52)이 동일 전위가 되어, 블랭커(50)가 빔을 편향시키지 않기 때문에, 빔은 온이 된다. 데이터 레지스터(44)의 출력 신호 및 샷 인에이블 신호 중 적어도 어느 한쪽이 Low인 경우, NAND 회로(45)의 출력은 High가 되고, 전극(51)과 전극(52)이 상이한 전위가 되어, 블랭커(50)가 빔을 편향시켜, 빔은 오프가 된다.
샷 인에이블 신호는, 모든 개별 블랭킹 기구(40)의 NAND 회로(45)에 입력되어 있고, 샷 인에이블 신호를 Low로 함으로써, 전체 빔을 오프로 할 수 있다.
샷 인에이블 신호가 High로 유지되어 있는 상태에서는, 데이터 레지스터(44)의 출력에 의해 빔의 온/오프가 전환된다. 즉, 조사 시간 제어 데이터가 1(High)인 경우에 빔 온/오프 신호가 온 신호가 되고, 조사 시간 제어 데이터가 0(Low)인 경우에 빔 온/오프 신호가 오프 신호가 된다.
멀티 빔 묘화에서는, 최대 조사량에 맞춘 고정 샷 사이클이 사용되고 있고, 각 빔은 하나의 샷 사이클 내에서, 원하는 조사 시간만 온하고, 나머지 시간은 오프로 되어 있다. 예를 들어, 조사 시간 T를 양자화 단위 Δ로 나누어, 계조값 N을 산출한다. 양자화 단위 Δ는, 다양하게 설정 가능이지만, 예를 들어 1ns 등으로 정의할 수 있다. 계조값 N을, 자릿수 n의 2진수의 값으로 변환한 것이 조사 시간 제어 데이터가 된다.
예를 들어, N=50이면, 50=25+24+21이므로, 8자리의 2진수의 값으로 변환하면, 조사 시간 제어 데이터는 "00110010"이 된다. 마찬가지로, N=100이면, 조사 시간 제어 데이터는 "01100100"이 된다.
조사 시간 제어 데이터의 1자리째는 조사 시간 1Δ를 나타낸다. 조사 시간 제어 데이터의 2자리째는 조사 시간 2Δ를 나타낸다. 조사 시간 제어 데이터의 3자리째는 조사 시간 4Δ를 나타낸다. 조사 시간 제어 데이터의 4자리째는 조사 시간 8Δ를 나타낸다. 조사 시간 제어 데이터의 5자리째는 조사 시간 16Δ를 나타낸다. 조사 시간 제어 데이터의 6자리째는 조사 시간 32Δ를 나타낸다. 조사 시간 제어 데이터의 7자리째는 조사 시간 64Δ를 나타낸다. 조사 시간 제어 데이터의 8자리째는 조사 시간 128Δ를 나타낸다.
하나의 샷 사이클은, 조사 시간 제어 데이터의 자릿수(비트수) n과 동일한 횟수의 조사 스텝으로 분할되고, 각 조사 스텝은, 자릿수에 따른 조사 시간을 갖는다. 예를 들어, 자릿수가 큰 쪽부터 차례로 조사하고, Δ=1ns로 하는 경우, 도 6에 도시하는 바와 같이, 1회째의 조사 스텝이 128ns의 조사가 된다. 2회째의 조사 스텝은 64ns의 조사가 된다. 3회째의 조사 스텝은 32ns의 조사가 된다. 4회째의 조사 스텝은 16ns의 조사가 된다. 5회째의 조사 스텝은 8ns의 조사가 된다. 6회째의 조사 스텝은 4ns의 조사가 된다. 7회째의 조사 스텝은 2ns의 조사가 된다. 8회째의 조사 스텝은 1ns의 조사가 된다.
N=100의 경우, 조사 시간 제어 데이터는 "01100100"이고, 도 7에 도시하는 바와 같이, 2회째(64ns), 3회째(32ns), 6회째(4ns)의 조사 스텝에서 빔이 온이 되고, 1회째, 4회째, 5회째, 7회째, 8회째의 조사 스텝에서는 빔이 오프가 된다.
이와 같이, 일례를 나타낸 바와 같이, 멀티 빔 묘화에서는, 하나의 샷 사이클을 복수의 조사 스텝으로 분할하고, 각 조사 스텝에서 빔의 온/오프를 전환하여, 원하는 조사 시간이 되도록 하고 있다. 예를 들어, 복수의 조사 스텝은 서로 조사 시간이 다르고, 2의 멱승에 비례하고 있다.
한편, 멀티 빔 묘화에 있어서, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(204)에 탑재된 입출력 회로(31a, 31b)는 전원 회로나 논리 회로, 스위칭 회로 등의 다양한 회로가 탑재되어 있고, 동작 시에는 편향 제어 회로로부터의 제어 신호에 더하여 다양한 전류가 흐른다. 그 때문에 입출력 회로(31a, 31b)로부터 출력 라인 row1 내지 8에 보내지는 빔 온/오프 신호와 입출력 회로(31a, 31b)로의 입력 전류는 일대일로 대응하지 않는다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기판(204)에 탑재된 입출력 회로(31a, 31b)에서는, 동작에 수반하여 다양한 전류가 흐른다. 그때 입출력 회로(31a, 31b) 상에 배치된 커패시턴스의 축적 전하로부터의 전기장이나, 회로 상의 전류에 의한 자기장이, 빔 조사 위치 정밀도에 영향을 준다. 그래서, 본 실시 형태에서는, 전기장이나 자기장에 영향을 미치는 편향 제어 회로(130)로부터 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(204) 상에 배치된 상기 복수의 입출력 회로(31a, 31b) 각각으로의 회로 전류(전원 전류나, 빔 온/오프 신호 등에 기초한 동작 전류)에 의해 구해지는 블록마다의 시프트양으로부터 멀티 빔 전체의 시프트양을 구하여, 조사 위치를 보정한다. 이때, 각 빔의 조사량을 조정함으로써, 패턴 해상 위치를 조정해도 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에 있어서는, 편향 제어 회로(130)로부터 블랭킹 애퍼처 어레이 기판(204)으로의 제어 신호가 입력되는 입출력 회로(31a, 31b)의 위치나 입출력 회로(31a, 31b)로의 배선 위치가 2계통으로 나누어져 있기 때문에, 계통마다 2블록으로 분할하여 회로 전류를 구한다.
그리고, 예를 들어, 데이터 처리부(111)가 기판(101)의 묘화 영역을 복수의 메쉬 영역으로 가상 분할한다. 메쉬 영역의 사이즈는, 예를 들어, 1개의 빔과 동일 정도의 사이즈이고, 각 메쉬 영역이 화소(단위 조사 영역)가 된다. 데이터 처리부(111)는, 기억부(140)로부터 묘화 데이터를 읽어내고, 묘화 데이터에 정의된 패턴을 사용하여, 각 화소의 패턴 면적 밀도 ρ를 산출한다.
다음으로, 데이터 처리부(111)는, 패턴 면적 밀도 ρ에 기준 조사량과, 근접 효과 등을 보정하기 위한 보정 계수를 곱하여, 각 화소에 조사되는 빔의 조사량을 산출한다. 데이터 처리부(111)는, 조사량을 전류 밀도로 나누어, 조사 시간을 산출한다.
다음으로, 데이터 처리부(111)는, 조사 시간을 복수의 조사 스텝으로 분배하고, 조사 시간 제어 데이터를 생성한다. 예를 들어, 데이터 처리부(111)는, 조사 시간을 양자화 단위로 나누어, 계조값 t(정수화한 조사 시간)를 산출한다. 도 7에 도시하는 예의 경우, 데이터 처리부(111)는, 조사 시간 제어 데이터로서, 수열(27, 26, 25, 24, 23, 22, 21, 20)에 대응하는 ON/OFF 플래그의 열을 구한다.
데이터 처리부(111)는, 소정 시간 단위로, 편향 제어 회로(130)로부터 입출력 회로(31a)로 송신되는 조사 시간 제어 데이터 중, 값이 1(High)인 수를 데이터 전송량으로서 산출한다. 또한, 데이터 처리부(111)는, 소정 시간 단위로, 편향 제어 회로(130)로부터 입출력 회로(31b)로 송신되는 조사 시간 제어 데이터 중, 값이 1(High)인 수를 데이터 전송량으로서 산출한다. 조사 시간 제어 데이터를 전송하는 모든 신호선을 데이터 전송량 산출의 대상으로 해도 되고, 일부의 신호선을 씨닝하여 데이터 전송량을 산출해도 된다. 또한, 데이터 전송량은, 소정 시간 단위로 구하거나, 소정 데이터 분할 단위의 데이터 전송 시간으로 구하거나 해도 된다. 동작 전류는, 이들 제어 데이터의 전송량이나 전송 시간에 의존한다.
사전에, 입출력 회로(31a, 31b) 각각을 1블록으로 하여 데이터 패스를 분할하고(데이터 패스 DL, DR), 각 블록에 대하여, 각각 회로 전류를 분재하여, 온 빔의 무게 중심 계산을 행하여, 시프트양을 구해 둔다. 이때, 이들 출입력 회로에 접속되는 복수의 배선을, 배선 간 거리에 따라, 예를 들어 입출력 회로로의 입출력 위치에 있어서의 배선 간 거리(입출력 위치), 혹은 평균 배선 간 거리가 가까운 것끼리 통합한 배선 군을, 1블록으로 하여 블록 분할해도 된다. 단, 배선의 분할 방법은 이에 한정되는 것은 아니다. 입출력 회로(31a)로부터 빔 온/오프 신호를 수신하는 개별 블랭킹 기구(40)가 배치되는 셀 어레이 회로(34)의 한쪽 절반측의 영역의 중심으로부터의, 당해 영역 내의 온 빔의 무게 중심의 어긋남을 시프트양 XL, YL로서 구한다. 또한, 입출력 회로(31b)로부터 빔 온/오프 신호를 수신하는 개별 블랭킹 기구(40)가 배치되는 셀 어레이 회로(34)의 다른 절반측의 영역의 중심으로부터의, 당해 영역 내의 온 빔의 무게 중심의 어긋남을 시프트양 XR, YR로서 구한다.
회로 전류 I를 변수로 하여, 시프트양을 구하는 함수 f, g를 구한다. XL/R=f(IL/R), YL/R=g(IL/R)가 된다. 함수 f, g의 데이터는 기억부(142)에 저장된다.
묘화 처리 시, 보정량 산출부(113)는, 데이터 처리부(111)가 산출한 회로 전류와, 기억부(142)로부터 취출한 함수를 사용하여, 시프트양 XL/R, YL/R을 구한다.
보정량 산출부(113)는, 구한 블록마다의 시프트양 XL 및 XR을 결합하여, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 전체에서의 x 방향의 시프트양 X를 산출한다. 또한, 보정량 산출부(113)는, 구한 블록마다의 시프트양 YL 및 YR을 결합하여, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 전체에서의 y 방향의 시프트양 Y를 산출한다.
결합 방법은 한정되지 않고, 예를 들어, X=aXL+bXR과 같은 선형 결합으로 시프트양 X를 산출할 수 있다. 또한, 시프트양 XL 및 XR의 최댓값(큰 쪽의 값)을 시프트양 X로 해도 된다. 혹은 또한, 시프트양 XL 및 XR의 평균값을 시프트양 X로 해도 된다.
보정량 산출부(113)는, 산출한 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 전체에서의 시프트양 X, Y로부터, 이 시프트양을 캔슬하는 보정량을 산출한다.
편향 제어 회로(130)은, 이 보정량에 기초하여 편향기(208)의 편향량을 제어하여, 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정한다.
이와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 입출력 회로(31a, 31b)로의 회로 전류에 기초하여 시프트양을 구하고, 빔 조사 위치 또는 조사량을 보정하기 때문에, 입출력 회로(31a, 31b) 상의 커패시턴스의 축적 전하로부터의 전기장이나, 구동 전류에 의한 자기장으로부터의 빔 조사 위치 정밀도에 대한 영향을 억제하여, 묘화 정밀도를 향상시킬 수 있다.
상기 실시 형태에 있어서, 시프트양의 산출에 사용하는 회로 전류는, 실제의 샷보다도 전의 샷에 대응하는 것이어도 되고, 실제의 샷에 대응하는 것이어도 되고, 실제의 샷보다도 후의 샷에 대응하는 것이어도 되고, 이들 중 2개 이상이어도 된다.
실제의 샷보다도 전의 샷에 대응하는 것인 경우, 선행 샷의 영향을 보정할 수 있다. 실제의 샷에 대응하는 것인 경우, 리얼타임 보정을 할 수 있다. 실제의 샷보다도 후의 샷에 대응하는 것인 경우, 조사 완료 샷의 영향을 보정할 수 있다.
상기 실시 형태에 있어서, 회로 전류(전원 전류 및 동작 전류)를 사용하여 시프트양을 산출하는 예에 대하여 설명했지만, 동작 전류는, 빔 온/오프 신호에 기초한 데이터 전송량, 데이터 전송 시간, 및 온/오프 전류 중, 어느 하나의 제어 신호에 기초하여 산출되어도 된다.
상기 실시 형태에서는, 블랭킹 애퍼처 어레이 기판에 2개의 입출력 회로가 마련되고, 편향 제어 회로(130)로부터의 데이터 패스가 2계통으로 나누어지는 예에 대하여 설명했지만, 입출력 회로의 수, 및 편향 제어 회로(130)로부터의 데이터 패스가 3계통 이상이어도 된다. 또한, 편향 제어 회로(130)로부터 1개의 입출력 회로에 2계통 이상의 데이터 패스가 입력되어 있어도 된다.
셀 어레이 회로(34)를 복수의 블록으로 분할하고, 블록마다의 조사량 분포 또는 블랭킹 분포로부터, 블록마다, 블록 중심으로부터의 온 빔의 무게 중심의 어긋남을 구하고, 각 블록의 어긋남을 결합한 시프트양(제2 시프트양)을 함수 f, g를 사용하여 산출한 시프트양(제1 시프트양)에 더해도 된다.
예를 들어, 도 8에 도시하는 바와 같이, 셀 어레이 회로(34)를 2×2의 4개의 블록 B1 내지 B4로 분할하고, 블록마다 블록 중심으로부터의 온 빔의 무게 중심의 어긋남양을 구한다. 블록 B1 내지 B4의 모든 개별 블랭킹 기구(40)를 평가 대상으로 해도 되고, 1개 건너뛰기 등으로 일부의 개별 블랭킹 기구(40)를 평가 대상으로 해도 된다. 평가 대상의 개별 블랭킹 기구(40)의 수를 저감시킴으로써, 계산량을 삭감할 수 있다.
블록 B1 내지 B4 각각에 대하여, 블록 중심으로부터의 온 빔의 무게 중심의 어긋남양을 구한다. 그리고, 각 블록의 어긋남양을 결합(선형 결합, 최댓값 선택, 평균화 등)하여, 시프트양(제2 시프트양)을 구한다.
블록마다의 시프트양으로부터, 멀티 빔 전체의 빔 형상의 회전, 확대, 변형 등을 알 수 있기 때문에, 정전기 렌즈나 비점수차 보정 코일을 사용하여, 빔 형상을 보정해도 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 적절한 조합에 의해, 다양한 발명을 형성할 수 있다. 예를 들어, 실시 형태에 나타내어지는 전체 구성 요소로부터 몇몇 구성 요소를 삭제해도 된다. 또한, 다른 실시 형태에 걸친 구성 요소를 적절히 조합해도 된다.
40: 개별 블랭킹 기구
50: 블랭커
100: 묘화 장치
110: 제어 계산기
111: 데이터 처리부
112: 묘화 제어부
113: 보정량 산출부

Claims (15)

  1. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 상의 셀 어레이에 멀티 빔의 각 빔의 온/오프를 제어하기 위한 제어 데이터를 입력하기 위한 데이터 패스를, 복수의 입출력 회로의 각 입출력 회로, 및 상기 복수의 입출력 회로에 대한 복수의 배선의 배선 간 거리에 따라 통합한 복수의 배선 군 중 적어도 어느 것에 따라, 복수의 제1 블록으로 분할하고, 분할된 상기 복수의 제1 블록마다의 전기장 및 자기장 중 적어도 어느 것에 의한, 상기 복수의 제1 블록마다의 상기 멀티 빔의 제1 시프트양을 산출하는 공정과,
    상기 제1 시프트양에 기초하여, 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하여 상기 멀티 빔의 각 빔을 조사하는 공정
    을 구비하는 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    분할된 상기 복수의 제1 블록마다, 전원 전류와, 상기 복수의 입출력 회로 각각으로의 제어 데이터의 전송량 또는 전송 시간에 의존하는 동작 전류를 포함하는 회로 전류에 기초하여 상기 제1 시프트양을 산출하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 셀 어레이를 복수의 제2 블록으로 분할하여 조사량 분포 또는 블랭킹 분포를 취득하는 공정과,
    상기 조사량 분포 또는 블랭킹 분포로부터, 상기 제2 블록마다 제2 시프트양을 산출하는 공정
    을 더 구비하고,
    상기 제1 시프트양 및 상기 제2 시프트양에 기초하여, 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하여 상기 멀티 빔의 각 빔을 조사하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 시프트양 또는 상기 제2 시프트양으로부터, 상기 셀 어레이 전체의 시프트양 및 상기 멀티 빔의 빔 형상의 회전, 확대, 변형을 산출하여, 상기 빔 형상을 보정하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 제1 블록마다의 상기 제1 시프트양을 선형 결합하여, 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 전체에서의 시프트양을 구하고, 해당 시프트양에 기초하여 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 방법.
  6. 멀티 빔의 각 빔에 각각 대응하고, 상기 각 빔을 온/오프하는 복수의 블랭커를 갖는 블랭킹 애퍼처 어레이 기판과,
    상기 멀티 빔의 각 빔의 온/오프를 제어하기 위한 제어 데이터를 출력하는 편향 제어 회로와,
    상기 편향 제어 회로로부터 상기 제어 데이터가 입력되고, 상기 복수의 블랭커의 각각에 빔 온/오프 신호를 출력하는 복수의 입출력 회로와,
    상기 제어 데이터를 입력하기 위한 데이터 패스가, 상기 복수의 입출력 회로의 각 입출력 회로, 및 상기 복수의 입출력 회로에 대한 복수의 배선의 배선 간 거리에 따라 통합한 복수의 배선 군 중 적어도 어느 것에 따라서 분할된 복수의 제1 블록마다의 전기장 및 자기장 중 적어도 어느 것에 의한 제1 시프트양을 산출하고, 상기 제1 시프트양에 기초하여, 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하여 묘화하는 묘화 제어부
    를 구비하는 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 묘화 제어부는, 상기 제1 시프트양을, 분할된 상기 복수의 제1 블록마다, 전원 전류와, 상기 복수의 입출력 회로 각각으로의 제어 데이터의 전송량 또는 전송 시간에 의존하는 동작 전류를 포함하는 회로 전류에 기초하여 산출하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 묘화 제어부는, 상기 셀 어레이를 복수의 제2 블록으로 분할하고, 분할된 상기 복수의 제2 블록마다의 조사량 분포 또는 블랭킹 분포를 취득하고, 상기 조사량 분포 또는 블랭킹 분포로부터, 상기 제2 블록마다 제2 시프트양을 산출하고, 상기 제1 시프트양 및 상기 제2 시프트양에 기초하여, 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 묘화 제어부는, 상기 제1 시프트양 또는 상기 제2 시프트양으로부터, 상기 셀 어레이 전체의 시프트양 및 상기 멀티 빔의 빔 형상의 회전, 확대, 변형을 산출하여, 상기 빔 형상을 보정하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 묘화 제어부는, 상기 복수의 제1 블록마다의 상기 제1 시프트양을 선형 결합하여, 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 전체에서의 시프트양을 구하고, 해당 시프트양에 기초하여 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하는, 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치.
  11. 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 상의 셀 어레이에 멀티 빔의 각 빔의 온/오프를 제어하기 위한 제어 데이터를 입력하기 위한 데이터 패스를, 복수의 입출력 회로의 각 입출력 회로, 및 상기 복수의 입출력 회로에 대한 복수의 배선의 배선 간 거리에 따라 통합한 복수의 배선 군 중 적어도 어느 것에 따라, 복수의 제1 블록으로 분할하고, 분할된 상기 복수의 제1 블록마다의 전기장 및 자기장 중 적어도 어느 것에 의한 상기 복수의 제1 블록마다의 상기 멀티 빔의 제1 시프트양을 산출하는 스텝과,
    상기 제1 시프트양에 기초하여, 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하는 스텝
    을 멀티 하전 입자 빔 묘화 장치의 제어 계산기에 실행시키는 프로그램을 저장한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로그램은, 분할된 상기 복수의 제1 블록마다, 전원 전류와, 상기 복수의 입출력 회로 각각으로의 제어 데이터의 전송량 또는 전송 시간에 의존하는 동작 전류를 포함하는 회로 전류에 기초하여 상기 제1 시프트양을 산출하는 스텝을 상기 제어 계산기에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 프로그램은,
    상기 셀 어레이를 복수의 제2 블록으로 분할하여 조사량 분포 또는 블랭킹 분포를 취득하는 스텝과,
    상기 조사량 분포로부터, 상기 제2 블록마다 제2 시프트양을 산출하는 스텝과,
    상기 제1 시프트양 및 상기 제2 시프트양에 기초하여, 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하는 스텝
    을 상기 제어 계산기에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프로그램은, 상기 제1 시프트양 또는 상기 제2 시프트양으로부터, 상기 셀 어레이 전체의 시프트양 및 상기 멀티 빔의 빔 형상의 회전, 확대, 변형을 산출하여, 상기 빔 형상을 보정하는 스텝을 상기 제어 계산기에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 프로그램은, 상기 복수의 제1 블록마다의 상기 제1 시프트양을 선형 결합하여, 상기 블랭킹 애퍼처 어레이 기판 전체에서의 시프트양을 구하고, 해당 시프트양에 기초하여 상기 멀티 빔의 조사 위치 또는 조사량을 보정하는 스텝을 상기 제어 계산기에 실행시키는, 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.
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