KR20240038644A - 전자 빔 묘화 장치 및 전자 빔 묘화 방법 - Google Patents

전자 빔 묘화 장치 및 전자 빔 묘화 방법 Download PDF

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하루유키 노무라
히로후미 모리타
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가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지
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Abstract

본 발명의 일 태양의 전자 빔 묘화 장치는, 전자 빔을 방출하는 방출원과, 전자 빔을 이용하여 패턴이 묘화되는 시료를 재치하는 스테이지와, 스테이지에 시료가 재치된 때에 시료의 상류가 되도록 배치되고, 시료에 대하여 양의 고정 전위로 설정되는 전위 규정 부재와, 전위 규정 부재가 상술한 고정 전위가 되도록 시료 혹은 전위 규정 부재로 전압을 인가하는 전위 인가 회로와, 전위 규정 부재가 상술한 고정 전위의 상태에서, 시료가 전자 빔으로 조사된 경우에 생기는 시료면 상에서의 전자 빔의 위치 이탈을 보정하는 보정 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.

Description

전자 빔 묘화 장치 및 전자 빔 묘화 방법
본 발명은, 전자 빔 묘화 장치 및 전자 빔 묘화 방법에 관한 것이며, 예를 들면, 멀티 빔 묘화로 생기는 위치 이탈의 보정 수법에 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 회로 선 폭은 해마다 미세화되고 있다. 이에, 전자 선(전자 빔) 묘화 기술은, 본질적으로 우수한 해상성을 가지고 있으며, 웨이퍼 등에 전자 선을 사용하여 묘화하는 것이 행해지고 있다.
예를 들면, 멀티 빔을 사용한 묘화 장치가 있다. 1 개의 전자 빔으로 묘화하는 경우에 비하여, 멀티 빔을 이용함으로써 한 번에 많은 빔을 조사할 수 있으므로, 스루풋을 대폭 향상시킬 수 있다. 이러한 멀티 빔 방식의 묘화 장치에서는, 예를 들면, 전자 총으로부터 방출된 전자 빔을 복수의 홀을 가진 마스크를 통하여 멀티 빔을 형성하고, 각각, 블랭킹 제어되며, 차폐되지 않은 각 빔이 광학계로 축소되고, 편향기로 편향되어 시료 상의 원하는 위치로 조사된다.
여기서, 전자 빔을 이용한 묘화에서는, 전자 빔이 조사됨으로써, 시료로부터 반사 전자 또는 2 차 전자가 방출된다. 이러한 2 차 전자 등이 시료로 되돌아가면 시료면이 대전되어, 전자 빔의 조사 위치가 이탈되어 버린다고 하는 문제가 있었다. 이러한 시료면으로부터 방출된 2 차 전자 등을 시료면으로 되돌리지 않도록, 환( 環 ) 형상의 3 단 전극으로 구성되는 정전 렌즈의, 2 단째의 전극에 양의 전위를 가변으로 인가하고, 1 단째의 전극에 2 단째의 전극으로 인가하는 가변 전위보다 높은 양의 고정 전위를 인가하는 수법이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조). 그러나, 정전 렌즈는, 묘화 중에, 시료면 상 혹은 그 부근에서 2 단째의 전극으로 인가하는 양의 전위를 수10V~수100V 정도 변화시킨다. 이에 따라, 묘화 중에, 시료면에서의 전위 분포가 변동되어, 위치 이탈 보정의 방해가 되어 있었다.
또한, 시료가 대전하는 경우에, 대전 현상에 기인한 위치 이탈에 대하여, 대전량 분포를 구하여 빔 조사 위치의 보정량을 산출하고, 해당 보정량에 기초하여 보정된 위치로 빔을 조사하는 대전 효과 보정의 수법을 이용한 묘화 장치가 제안되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 및 3 참조).
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 공보 제2018-170435호 특허 문헌 2 : 일본 특허 공개 공보 제2009-260250호 특허 문헌 3 : 일본 특허 공개 공보 제2011-040450호
본 발명의 일 태양은, 전자 빔 묘화에 있어서, 방출된 2 차 전자 등의 시료로의 되돌림을 억제하면서, 고정밀도의 위치 이탈을 보정 가능한 장치 및 방법을 제공한다.
본 발명의 일 태양의 전자 빔 묘화 장치는, 전자 빔을 방출하는 방출원과, 전자 빔을 이용하여 패턴이 묘화되는 시료를 재치하는 스테이지와, 스테이지에 시료가 재치된 때에 시료의 상류가 되도록 배치되고, 시료에 대하여 양의 고정 전위로 설정되는 전위 규정 부재와, 전위 규정 부재가 상술한 고정 전위가 되도록 시료 혹은 전위 규정 부재로 전압을 인가하는 전위 인가 회로와, 전위 규정 부재가 상술한 고정 전위의 상태에서, 시료가 전자 빔으로 조사된 경우에 생기는 시료면 상에서의 전자 빔의 위치 이탈을 보정하는 보정 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양의 전자 빔 묘화 방법은, 스테이지에 재치된 시료의 상류에 배치된 전위 규정 부재가, 시료에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 시료 혹은 전위 규정 부재로 정전압을 인가하고, 전위 규정 부재가 상술한 고정 전위의 상태에서, 시료가 전자 빔으로 조사된 경우에 생기는 시료면 상에서의 전자 빔의 위치 이탈을 보정하고, 전자 빔을 이용하여 시료에 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 태양에 의하면, 전자 빔 묘화에 있어서, 방출된 2 차 전자 등의 시료로의 되돌림을 억제하면서, 고정밀도의 위치 이탈을 보정할 수 있다.
도 1은, 실시 형태 1에 있어서의 묘화 장치의 요부 구성의 일예를 나타내는 개념도이다.
도 2는, 실시 형태 1에 있어서의 가변 성형형의 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은, 실시 형태 1에 있어서의 기판 커버의 구성의 일예를 나타내는 상면도이다.
도 4는, 실시 형태 1에 있어서의 전극 기판과 시료와의 사이의 전기장의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는, 실시 형태 1에 있어서의 전극 기판과 시료와의 사이의 전기장의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 실시 형태 1에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정을 나타내는 플로우차트도이다.
도 7은, 실시 형태 1에 있어서의 평가 패턴의 일예를 나타내는 도면이다.
도 8은, 실시 형태 1에 있어서의 위치 이탈 맵의 일예를 나타내는 도면이다.
도 9는, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 묘화 장치의 구성의 일부를 나타내는 도면이다.
도 10은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 일예를 나타내는 도면이다.
도 11은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예를 나타내는 상면도이다.
도 12는, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예와 시료를 나타내는 단면도이다.
도 13은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예를 나타내는 상면 단면도이다.
도 14는, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예와 시료를 나타내는 정면 단면도이다.
도 15는, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예와 시료를 나타내는 단면도이다.
도 16은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예와 시료를 나타내는 단면도이다.
도 17은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전극 기판과 시료와의 사이의 전기장의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은, 실시 형태 2에 있어서의 묘화 장치의 구성의 일예를 나타내는 구성도이다.
도 19는, 실시 형태 2에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예를 나타내는 플로우차트도이다.
도 20은, 실시 형태 2에 있어서의 마크의 일예를 나타내는 도면이다.
도 21은, 실시 형태 2에 있어서의 편향 감도의 일예를 나타내는 도면이다.
도 22는, 실시 형태 3에 있어서의 묘화 장치의 구성의 일예를 나타내는 구성도이다.
도 23은, 실시 형태 3에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예의 일부를 나타내는 플로우차트도이다.
도 24는, 실시 형태 3에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예의 일부를 나타내는 플로우차트도이다.
도 25는, 실시 형태 3에 있어서의 평가 패턴의 일예를 나타내는 도면이다.
도 26은, 실시 형태 3에 있어서의 위치 이탈 분포의 일예를 나타내는 도면이다.
도 27은, 실시 형태 4에 있어서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다.
도 28은, 실시 형태 4에 있어서의 멀티 빔의 조사 영역과 묘화 대상 화소와의 일예를 나타내는 도면이다.
도 29는, 실시 형태 4에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예의 잔부를 나타내는 플로우차트도이다.
도 30은, 실시 형태 4에 있어서의 위치 이탈 보정 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 31은, 실시 형태 4에 있어서의 위치 이탈 보정 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다.
도 32는, 실시 형태 5에 있어서의 묘화 장치의 구성의 일예를 나타내는 구성도이다.
도 33은, 실시 형태 5에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예를 나타내는 플로우차트도이다.
도 34는, 실시 형태 5에 있어서의 어레이 형상의 일예를 나타내는 도면이다.
[실시 형태 1]
도 1은, 실시 형태 1에 있어서의 묘화 장치의 요부 구성의 일예를 나타내는 개념도이다. 도 1에서, 묘화 장치(100)는, 묘화 기구(150) 및 제어계 회로(160)를 구비하고 있다. 묘화 장치(100)는, 전자 빔 묘화 장치의 일예이다. 도 1의 예에서는, 묘화 장치(100)로서, 싱글 빔을 이용한 가변 성형형의 묘화 장치의 일예를 나타내고 있다. 묘화 기구(150)는, 전자 경통(1)과 묘화실(14)을 가지고 있다. 전자 경통(1) 내에는, 전자 총(5), 조명 렌즈(7), 제1 성형 애퍼처 기판(8), 투영 렌즈(9), 편향기(10), 제2 성형 애퍼처 기판(11), 대물 렌즈(12), 편향기(13), 전극 기판(20)(전위 규정 부재의 일예), 및 검출기(19)가 배치된다.
또한, 묘화실(14) 내에는, XY 스테이지(3)가 배치된다. XY 스테이지(3) 상에는, 묘화 대상이 되는 시료(2)가 배치된다. 시료(2)에는, 반도체 제조의 노광에 이용하는 포토 마스크 또는 반도체 장치를 형성하는 반도체 웨이퍼 등이 포함된다. 또한, 묘화되는 포토 마스크에는, 아직 아무것도 묘화되어 있지 않은 마스크 블랭크스가 포함된다. 묘화될 때에는, 시료(2) 상에는 전자 빔에 의하여 감광되는 레지스트막이 형성되어 있다. 또한, XY 스테이지(3) 상에는, 시료(2)가 배치되는 위치와는 상이한 위치에 스테이지 위치 측정용의 미러(4)가 배치된다. 또한, XY 스테이지(3) 상에는, 시료(2)가 배치되는 위치와는 상이한 위치에 마크(18)가 배치된다. 마크(18) 표면은, 시료(2)면과 동일한 높이 위치에 배치된다.
또한, XY 스테이지(3) 상에는, 시료(2)의 외주 부분을 덮는 기판 커버(22)가 배치된다. 기판 커버(22)에는, 시료(2)의 외주 부분을 상방으로부터 레지스트막을 관통하도록 찔러, 레지스트막 하에 배치되는, 예를 들면, 크롬 등으로 형성되는 도전성의 차광막으로 도통하는 복수의 핀이 배치된다.
제어계 회로(160)는, 제어 계산기(110), 스테이지 위치 검출 기구(45), 스테이지 제어 기구(46), 전위 인가 회로(48), 편향 제어 회로(130), 메모리(141), 자기 디스크 장치 등의 기억 장치(140), 및 외부 인터페이스(I/F) 회로(146)를 가지고 있다. 제어 계산기(110), 스테이지 위치 검출 기구(45), 스테이지 제어 기구(46), 전위 인가 회로(48), 편향 제어 회로(130), 메모리(141), 기억 장치(140), 및 외부 I/F 회로(146)는, 도시하지 않은 버스에 의하여 서로 접속되어 있다. 편향 제어 회로(160)는, 편향기(10, 13)에 접속된다.
제어 계산기(110) 내에는, 묘화 제어부(30), 위치 이탈 보정 맵 작성부(40), 샷 데이터 생성부(41), 및 위치 이탈 보정부(42)가 배치된다. 묘화 제어부(30), 위치 이탈 보정 맵 작성부(40), 샷 데이터 생성부(41), 및 위치 이탈 보정부(42)라고 하는 각 부는, 처리 회로를 가지며, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 부는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(별도의 처리 회로)를 이용해도 된다. 묘화 제어부(30), 위치 이탈 보정 맵 작성부(40), 샷 데이터 생성부(41), 및 위치 이탈 보정부(42)에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는, 그때마다 메모리(141)에 기억된다.
편향 제어 회로(130) 내에는, 성형 편향기 제어부(43) 및 대물 편향기 제어부(44)라고 하는 기능이 배치된다. 성형 편향기 제어부(43) 및 대물 편향기 제어부(44)라고 하는 각 제어부는, 처리 회로를 포함하며, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 제어부는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(별도의 처리 회로)를 이용해도 된다. 성형 편향기 제어부(43) 및 대물 편향기 제어부(44) 내에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는, 그때마다 도시하지 않은 메모리에 기억된다.
묘화 제어부(30)는, 묘화 장치(100) 전체를 제어한다. 편향기(10)는, 예를 들면, 4 극 이상의 정전 전극에 의하여 구성되며, 성형 편향기 제어부(43)에 의하여 제어된다. 또한, 정전 전극마다 도시하지 않은 DAC 앰프에 접속된다. 성형 편향기 제어부(43)에 의하여 각 DAC 앰프로 인가하는 전위가 제어됨으로써 편향기(10)의 편향량이 제어된다.
편향기(13)는, 예를 들면, 4 극 이상의 정전 전극에 의하여 구성되며, 대물 편향기 제어부(44)에 의하여 제어된다. 또한, 정전 전극마다 도시하지 않은 DAC 앰프에 접속된다. 대물 편향기 제어부(44)에 의하여 각 DAC 앰프로 인가하는 전위가 제어됨으로써 편향기(13)의 편향량이 제어된다.
XY 스테이지(3)는 스테이지 제어 기구(46)에 의하여 구동된다. 그리고, XY 스테이지(3)의 위치는, 스테이지 위치 검출 기구(45)에 의하여 검출된다. 스테이지 위치 검출 기구(45)에는, 예를 들면, 미러(4)에 레이저를 조사하고, 미러(4)로의 입사광과 반사광의 간섭에 기초하여 위치를 측정하는 레이저 간섭법의 원리에 의하여 스테이지 위치를 측장하는 레이저 측장 장치가 포함된다.
또한, 묘화되기 위한 복수의 도형 패턴이 정의되는 묘화 데이터(레이아웃 데이터)가 묘화 장치(100)의 외부로부터 입력되어, 기억 장치(140)에 저장된다.
도 1의 예에 있어서, 전극 기판(20)은, XY 스테이지(3)에 시료(2)가 재치된 때에 시료(2)의 상류에 배치된다. 전극 기판(20)은, 중앙부에 전자 빔이 통과하기 위한 개구부가 형성된다. 또한, 전극 기판(20)은, 시료(2)면과 대향하는 면을 가진다. 전극 기판(20)의 하면은, 시료(2) 표면과 평행이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 전극 기판(20)의 하면은, 시료(2) 표면에 대하여 비스듬하게 형성되어도 상관없다. 전극 기판(20)의 하면은, 중심부의 개구부를 제외하고, 시료(2) 표면의 전자 빔이 조사되는 위치로부터 소정의 범위의 영역을 덮는 사이즈로 형성된다. 전극 기판(20)의 하면은, 시료(2) 표면을 덮는 사이즈로 형성되면 더 바람직하다.
또한, 전극 기판(20)과 기판 커버(22) 중 적어도 일방은, 전위 인가 회로(48)에 접속된다.
도 1에서는, 본 실시 형태 1을 설명함에 있어서 필요한 구성 부분 이외에 대해서는 기재를 생략하고 있다. 묘화 장치(100)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성이 포함됨은 말할 필요도 없다.
도 2는, 실시 형태 1에 있어서의 가변 성형형의 묘화 장치의 동작을 설명하기 위한 개념도이다. 도 2에서, 전자 총(5)(방출원)으로부터 방출된 전자 빔(6)은, 조명 렌즈(7)에 의하여 직사각형의 홀을 가지는 제1 성형 애퍼처 기판(8) 전체를 조명한다. 또한, 도시하지 않은 블랭킹 기구에 의하여, 전자 빔(6)은, 빔 ON 및 빔 OFF로 제어된다. 빔 OFF의 상태에서는, 제1 성형 애퍼처 기판(8)에 의하여 전자 빔(6) 전체가 차폐된다. 빔 ON의 상태에서는, 전자 빔(6)의 일부가 제1 성형 애퍼처 기판(8)의 직사각형의 개구부(411)를 통과한다. 이에 의하여, 전자 빔(6)을 우선 직사각형으로 성형한다. 빔 ON으로부터 빔 OFF가 될 때까지 개구부(411)를 통과하는 전자 빔에 의하여 1 샷분의 빔이 형성된다.
그리고, 제1 성형 애퍼처 기판(8)의 직사각형의 개구부(411)를 통과한 제1 애퍼처상의 전자 빔(6)은, 투영 렌즈(9)에 의하여 제2 성형 애퍼처 기판(11) 상에 투영된다. 이러한 제2 성형 애퍼처 기판(11) 상에서의 제1 애퍼처상의 위치는, 성형 편향기 제어부(43)에 의하여 제어된 편향기(10)에 의하여 편향되어, 샷마다 빔 형상과 치수를 가변으로 변화시킬 수 있다. 그리고, 대물 렌즈(12)(전자기 렌즈의 일예)는, 자기장을 발생시켜, 개구부(421)를 통과한 전자 빔(6)을 시료(2)면에 결상한다. 바꾸어 말하면, 제2 성형 애퍼처 기판(11)의 개구부(421)를 통과한 제2 애퍼처상의 전자 빔(6)은, 대물 렌즈(12)에 의하여 초점을 맞추어, 대물 편향기 제어부(44)에 제어된, 예를 들면, 정전형의 편향기(13)에 의하여 편향되어, 이동 가능하게 배치된 XY 스테이지(3) 상의 시료(2)의 원하는 위치에 조사된다.
묘화 처리를 행할 때, 시료(2)에 있어서 패턴이 묘화되는 묘화 영역을, 예를 들면, y 방향으로 소정의 폭으로 스트라이프 형상으로 분할한 복수의 스트라이프 영역이 설정된다. 그리고, 스트라이프 영역마다 묘화 처리가 실시된다. XY 스테이지(3)를, 예를 들면, -x 방향으로 연속 이동시키면서 상대적으로 x 방향으로 묘화를 진행시켜 간다. 1 개의 스트라이프 영역의 묘화가 종료되면, y 방향에 인접하는 다음의 스트라이프 영역의 묘화 처리가 실시된다. 같은 처리를 반복함으로써, 모든 스트라이프 영역의 묘화가 완료된다.
도 3은, 실시 형태 1에 있어서의 기판 커버의 구성의 일예를 나타내는 상면도이다. 도 3에서, 시료(2)의 외주를 점선으로 표시한다. 기판 커버(22)는, 환 형상의 프레임(24)과 복수의 핀(23)을 가진다. 프레임(24)은, 시료(2)와 같은 형상으로 형성된다. 시료(2)가 직사각형이면, 프레임(24)도 직사각형으로 형성된다. 프레임(24)은, 내주 사이즈가 시료(2)의 외주 사이즈보다 작고, 외주 사이즈가 시료(2)의 외주 사이즈보다 크게 형성된다. 그리고, 프레임(24)은, 시료(2)의 외주 부분과 서로 중첩되도록 배치된다. 도 3의 예에서는, 예를 들면, 3 개의 핀(23)이 배치된다. 기판 커버(22)의 중심 위치로부터, 예를 들면, 120 도 정도씩 위상을 이탈시킨 위치에 3 개의 핀(23)이 배치된다. 각 핀(23)은, 프레임(24)으로부터 내측으로 튀어나오도록 배치된 서포트판의 이면에 배치되며, 시료면측으로 끝이 날카로운 선단부가 향한다. 기판 커버(22)를 시료(2)면 상에 배치함으로써, 각 핀(23)이 시료(2)의 표면측으로부터 꽂혀, 레지스트막의 하층에 배치되는 도전막에 접촉함으로써, 시료(2)와 도통한다. 각 핀(23)에는, 도시하지 않은 배선이 접속된다. 이러한 배선은, 예를 들면, 전위 인가 회로(48)에 접속된다. 혹은, 이러한 배선은, 어스 접속된다. 어스 접속은, 전위 인가 회로(48)의 내부에서 행해도 되고, 전위 인가 회로(48)의 외부에서 행해도 된다.
실시 형태 1에서는, 전극 기판(20)이 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위로 설정되어, 전극 기판(20)과 시료(2) 사이에 변동하지 않는 전기장이 형성된다. 그 때문에, 전위 인가 회로(48)는, 소정의 전압을 시료(2) 혹은 전극 기판(20)으로 인가한다. 여기서, 고정 전위는 가변으로 제어되는 것은 아니며, 이하와 같다. 예를 들면, 이하와 같이 전압을 인가한다.
도 4는, 실시 형태 1에 있어서의 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이에 형성되는 전기장의 일예를 설명하기 위한 도면이다. 전극 기판(20)이, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 전위 인가 회로(48)로부터 양의 정전압이 인가됨과 동시에, 시료(2)는, 그라운드(GND) 전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 어스 접속된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이의 공간에는 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다. 혹은, 이하와 같이 구성해도 바람직하다.
도 5는, 실시 형태 1에 있어서의 전극 기판과 시료와의 사이의 전기장의 다른 일예를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 예에서, 전극 기판(20)은 어스 접속되고, GND 전위가 된다. 그리고, 시료(2)에는, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여, 전위 인가 회로(48)로부터 일정한 값으로 설정된 음전압이 인가되어 음전위가 된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이에는, 부재가 배치되지 않고 일정한 전기장이 형성된다. 예를 들면, 묘화 중에 가변하는 전위가 인가되는 전극을 전극 기판(20)의 상류에만 설치하고, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이에는, 정전 렌즈의 제어 전극 등이 배치되지 않도록 구성된다. 이에 의하여, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장을 형성할 수 있다.
따라서, 전자 총(5)으로부터 방출된 전자 빔으로 시료(2)면이 조사된 경우에, 시료(2)면으로부터 방출되는 반사 전자 혹은/및 2 차 전자가 양전위의 전극 기판(20)측으로 끌어 들일 수 있다. 그 때문에, 2 차 전자 등이 시료(2) 표면으로 되돌아가지 않게 된다. 여기서, 시료(2) 표면에는, 기판 커버(22)의 핀(23)이 프레임(24)으로부터 내측으로 튀어나와 배치된다. 여기서, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이에 구조물이 배치된 때, 전기장이 형성된 상태에서, 시료(2) 표면의 전위는 일정해지지는 않고, 시료(2)면 상에 전위 분포를 발생시키는 경우가 있다. 예를 들면, 이러한 핀(23) 등의 시료(2)의 외주부의 일부와 중첩되는 시료(2) 표면 상의 구조물에 기인하여, 시료(2) 표면의 전위는 일정해지지는 않고, 전위 분포가 생긴다. 그러나, 실시 형태 1에서는, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다. 따라서, 묘화 처리 중, 시료(2) 표면의 전위 분포를 안정시킬 수 있다.
이러한 안정된 전위 분포가 시료(2)면 상에 존재하는 상태에서, 시료(2)가 전자 빔으로 조사된 경우, 전자 빔의 조사 위치에 위치 이탈이 생길 수 있다. 이에, 시료(2)면 상에 형성되는 전위 분포에 기인하는 위치 이탈을 보정한다.
도 6은, 실시 형태 1에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정을 나타내는 플로우차트도이다. 도 6에서, 실시 형태 1에 있어서의 묘화 방법은, 고정 전위 인가 공정(S202)과, 평가 패턴 묘화 공정(S204)과, 위치 이탈 분포 측정 공정(S206)과, 위치 이탈 보정 맵 작성 공정(S208)과, 샷 데이터 생성 공정(S210)과, 위치 이탈 보정 공정(S212)과, 고정 전위 인가 공정(S214)과, 묘화 공정(S216)이라고 하는 일련의 공정을 실시한다.
고정 전위 인가 공정(S202)으로서, 전위 인가 회로(48)는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양의 고정 전위가 되도록, 시료(2) 혹은 전극 기판(20)으로 전압을 인가한다. 여기에서는, 예를 들면, 시료(2)가 어스 접속된 상태에서, 전극 기판(20)으로 양의 정전압을 인가한다. 이에 의하여, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
평가 패턴 묘화 공정(S204)으로서, 묘화 제어부(30)의 제어 하에서, 묘화 기구(150)는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는 전기장이 형성된 상태에서, 레지스트가 도포된, 도시하지 않은 평가 기판에 평가 패턴을 묘화한다.
도 7은, 실시 형태 1에 있어서의 평가 패턴의 일예를 나타내는 도면이다. 도 7에서, 평가 패턴으로서, 예를 들면, 소정의 피치로 어레이 배열되는 복수의 그리드 패턴이 이용된다. 각 그리드 패턴은, 패턴 위치를 측정하기 쉬운, 직사각형 혹은 십자 패턴이 바람직하다. 도 7의 예에서는, 각 그리드 패턴으로서, 십자 패턴이 표시되어 있다.
위치 이탈 분포 측정 공정(S206)으로서, 평가 패턴이 묘화된 평가 기판을 묘화 장치(100)로부터 반출하여, 애싱을 행한다. 이에 의하여, 평가 패턴에 대응한 레지스트 패턴을 얻을 수 있다. 그리고, 도시하지 않은 위치 측정 장치에 의하여, 평가 패턴(레지스트 패턴)의 각 그리드 패턴의 위치를 측정한다. 측정된 위치 데이터는, 외부로부터 묘화 장치(100)에 입력되어, 기억 장치(140)에 저장된다.
도 8은, 실시 형태 1에 있어서의 위치 이탈 맵의 일예를 나타내는 도면이다. 도 8의 예에서는, 설계 상의 각 그리드 패턴의 위치로부터의 위치 이탈량을 맵으로 나타내고 있다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 기판 커버(22)의 3 개의 핀(23)이 배치된 위치(점선으로 둘러싸인 개소)에 특히 위치 이탈량이 크게 생기고 있음을 알 수 있다. 이러한 위치 이탈은, 전위가 시료(2) 혹은 전극 기판(20)으로 인가됨으로써, 시료(2)면에 형성되는 전위 분포에 기인한다.
위치 이탈 보정 맵 작성 공정(S208)으로서, 위치 이탈 보정 맵 작성부(40)는, 기억 장치(140)로부터 위치 데이터를 읽어내고, 설계 상의 각 그리드 패턴의 위치로부터의 위치 이탈량을 보정하는 보정량을 정의한 위치 이탈 보정 맵을 작성한다. 위치 이탈 보정 맵에는, 예를 들면, 설계 상의 각 그리드 패턴의 위치로부터 위치 이탈 방향과는 역방향으로, 그 위치의 위치 이탈량과 같은 양만큼 이탈시킨 위치가 정의된다. 작성된 위치 이탈 보정 맵은, 기억 장치(140)에 저장된다. 이러한 공정까지가, 묘화 처리의 전 처리로서 실시된다. 이어서, 실제로 패턴을 묘화하기 위한 시료(2)가 XY 스테이지(3)에 배치된다. 그리고, 묘화 처리가 개시된다.
샷 데이터 생성 공정(S210)으로서, 샷 데이터 생성부(41)는, 예를 들면, 시료(2)의 도시하지 않은 스트라이프 영역마다, 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 읽어낸다. 그리고, 묘화 데이터에 대하여 복수 단의 데이터 처리를 행함으로써 샷마다의 샷 데이터를 생성한다. 묘화 데이터로 정의되는 도형 패턴의 사이즈는, 통상, 묘화 장치(100)가 1 회의 샷으로 형성할 수 있는 샷 사이즈보다 크다. 그 때문에, 묘화 장치(100) 내에서는, 묘화 장치(100)가 1 회의 샷으로 형성 가능한 사이즈가 되도록, 각 도형 패턴을 복수의 샷 도형으로 분할한다. 각 샷 데이터에는, 예를 들면, 샷 도형을 나타내는 도형 코드, 샷 도형의 기준 위치의 좌표, 및 샷 도형의 사이즈가 정의된다.
위치 이탈 보정 공정(S212)으로서, 위치 이탈 보정부(42)(보정 회로)는, 전극 기판(20)이 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위의 상태에서, 시료(2)가 전자 빔(6)으로 조사된 경우에 생기는 시료(2)면 상에서의 전자 빔의 위치 이탈을 보정한다. 여기에서는, 위치 이탈 보정부(42)는, 전극 기판(20)이 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위의 상태에서, 시료(2)면에 형성되는 전위 분포에 기인하는 위치 이탈을 보정한다. 구체적으로는, 이하와 같이 동작한다. 위치 이탈 보정부(42)는, 기억 장치(140)로부터 위치 이탈 보정 맵을 읽어낸다. 그리고, 위치 이탈 보정부(42)는, 위치 이탈 보정 맵을 참조하여, 샷마다, 샷 데이터로 정의된 좌표에 대응하는 위치의 위치 이탈 보정 맵으로 정의된 보정량을 샷 데이터로 정의된 좌표에 가산한다. 이에 의하여, 각 샷의 전자 빔의 조사 위치의 위치 이탈을 보정할 수 있다.
고정 전위 인가 공정(S214)으로서, 전위 인가 회로(48)는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양의 고정 전위가 되도록, 시료(2) 혹은 전극 기판(20)으로 전압을 인가한다. 여기에서는, 예를 들면, 시료(2)가 어스 접속된 상태에서, 전극 기판(20)으로 양의 정전압을 인가한다. 이에 의하여, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장을 형성할 수 있다.
묘화 공정(S216)으로서, 묘화 제어부(30)에 의한 제어 하에서, 묘화 기구(150)는, 위치 이탈이 보정된 전자 빔을 이용하여 시료(2)에 패턴을 묘화한다.
이상과 같이, 전위 분포에 기인하는 위치 이탈을 샷 데이터 상에서 보정함으로써, 실제의 묘화 처리에서는, 정밀도 좋게 원하는 위치를 전자 빔으로 조사할 수 있다.
또한, 상술한 예에서는, 샷 데이터를 보정함으로써 위치 이탈을 보정하는 경우를 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 편향 제어 회로(130)에 있어서, 편향기(13)의 편향량을 위치 이탈분만큼 보정함으로써, 샷마다의 실제의 빔의 조사 위치를 보정해도 바람직하다.
도 9는, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 묘화 장치의 구성의 일부를 나타내는 도면이다. 도 9의 예에서는, 전자 경통(1) 내에, 추가로, 정전 렌즈(25)를 배치한다. 또한, 추가로, 정전 렌즈(25)를 제어하는 정전 렌즈 제어 회로(49)를 배치한다. 그 밖의 구성은 도 1과 같다. 도 9에서는, 정전 렌즈(25)를 이용한 경우의 동작 설명에 직접 필요한 구성 이외의 도시를 생략하고 있다. 시료(2)의 표면에는 자중( 自重 )에 의한 휨 등에 기인하는 요철이 존재한다. 정전 렌즈(25)는, 이러한 요철에 의한 시료면의 높이 위치의 변화에 따라 다이나믹하게 전자 빔(6)의 초점 위치를 보정한다. 도 9의 예에서는, 정전 렌즈(25)가, 2 단의 전극에 의하여 구성되는 경우를 나타내고 있다. 2 단의 전극 중, 상단 전극에는, 정전 렌즈 제어 회로(49)로부터 가변하는 양전위가 인가된다. 하단 전극은 어스 접속된다. 여기서, 상술한 바와 같이, 상단 전극으로 인가되는 가변 전위에 의한 전계의 영향이 시료(2)면 상의 전기장에 이르는 경우, 묘화 중에 시료(2)면 상의 전위 분포가 변화되어 버린다. 이에, 실시 형태 1에서는, 정전 렌즈(25)의 전계의 영향 범위에 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이의 전기장이 포함되지 않는 위치에, 정전 렌즈(25)를 배치한다. 바꾸어 말하면, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이의 전기장에 영향을 주지 않을 정도로 상류에 정전 렌즈(25)를 배치한다. 더 바꾸어 말하면, 정전 렌즈(25)에 의한 전기장이 충분히 감쇠된 위치에 전극 기판(20)이 배치된다. 이에 의하여, 정전 렌즈(25)를 사용하여 다이나믹 포커스를 실시해도, 시료(2) 표면의 전위 분포의 영향을 충분히 작게 억제할 수 있다.
도 10은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 일예를 나타내는 도면이다. 대물 렌즈(12)는, 전자 빔(6)의 궤도 중심을 둘러싸는 코일(26)과, 코일(26)을 둘러싸는 강자성체의 폴 피스(요크라고도 함)(20a)(전위 규정 부재의 다른 일예)를 가진다. 폴 피스(20a)는, 코일(26)의 내주측, 외주측, 상면측, 및 하면측에 걸쳐 코일(26)을 덮는다. 따라서, 폴 피스(20a)는, 중앙부에 전자 빔이 통과하는 개구부가 형성된다. 폴 피스(20a)의 내주측에는, 갭이 형성된다. 코일(26)을 여자함으로써, 폴 피스(20a) 내를 통과하는 자속( 磁束 )에 의하여 자기장이 생기고, 갭으로부터 자기장을 외부로 방출한다. 이에 의하여, 대물 렌즈(12)는, 전자 빔 궤도 상에 자기장을 형성한다.
폴 피스(20a)의 재료로서, 예를 들면, 철을 이용한다. 폴 피스(20a)는, 강자성체임과 동시에, 도전 부재이다. 이에, 도 10의 예에서는, 전극 기판(20) 대신에, 대물 렌즈(12)의 폴 피스(20a)를 이용한다.
폴 피스(20a)가, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 전위 인가 회로(48)로부터 양의 정전압이 인가됨과 동시에, 시료(2)는, 그라운드(GND) 전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 어스 접속된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 폴 피스(20a)와 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 폴 피스(20a)가 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
혹은, 폴 피스(20a)가, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 어스 접속된 상태에서, 시료(2)가, 음전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 전위 인가 회로(48)로부터 음의 정전압이 인가된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 폴 피스(20a)와 시료(2)와의 사이의 공간에는 시료(2)에 대하여 폴 피스(20a)가 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
도 10의 예에서는, 폴 피스(20a)의 저면이, 시료(2) 표면과 평행하게 형성되어 있는 경우를 나타내고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 폴 피스(20a)의 저면이, 중심을 향하여 기울기 아래 방향으로 테이퍼 형상으로 형성되어 있는 경우여도 상관없다.
도 11은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예를 나타내는 상면도이다. 도 12는, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예와 시료를 나타내는 단면도이다. 도 11 및 도 12의 예에서는, 전극 기판(20) 대신에, 도전성의 반사 전자 방지판(20b)(전위 규정 부재의 다른 일예)을 배치한다. 반사 전자 방지판(20b)은, 예를 들면, 시료(2) 표면을 덮는 사이즈 정도의 외경 치수로 형성되며, 중앙부에 전자 빔이 통과하는 개구부가 형성된다. 또한, 이러한 중앙부의 개구부의 주위에는, 반사 전자 혹은 2 차 전자의 일부를 상류로 이끌기 위하여, 반사 전자 혹은 2 차 전자의 나선 궤도를 따른 복수의 홀이 형성된다. 이러한 복수의 홀은, 상면에서 보는 경우에, 예를 들면, 정육각형으로 형성되면 바람직하다. 이에 의하여, 허니컴 구조를 구성할 수 있어, 많은 홀을 형성할 수 있다. 이에 의하여, 시료(2)로부터 방출된 2 차 전자 등을 복수의 홀에 쉽게 침입시킬 수 있으며, 시료(2)로 되돌아오는 2 차 전자 등을 저감시키는 효과를 높일 수 있다. 따라서, 중심의 전자 빔이 통과하는 개구부의 개구 면적을 작게 할 수 있다.
반사 전자 방지판(20b)이, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 전위 인가 회로(48)로부터 양의 정전압이 인가된다. 또한, 시료(2)는, 그라운드(GND) 전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 어스 접속된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 반사 전자 방지판(20b)과 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 반사 전자 방지판(20b)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
혹은, 반사 전자 방지판(20b)은, GND 전위가 되도록 어스 접속된다. 그리고, 시료(2)에는, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 전위 인가 회로(48)로부터 음의 정전압이 인가된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 반사 전자 방지판(20b)과 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 반사 전자 방지판(20b)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
도 13은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예를 나타내는 상면 단면도이다. 도 14는, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예와 시료를 나타내는 정면 단면도이다. 도 13 및 도 14의 예에서는, 전극 기판(20) 대신에, 열 실드 기구(20C)(전위 규정 부재의 다른 일예)를 이용해도 바람직하다. 열 실드 기구(20C)는, 도전성의 균열판(27)과 도전성의 냉각관(28)을 가진다. 균열판(27)은, 예를 들면, 시료(2) 표면을 덮는 사이즈 정도의 외경 치수로 형성되며, 중앙에 전자 빔이 통과하는 개구부가 형성된다. 냉각관(28)은, 균열판(27) 상에 배치되며, 균열판(27)의 둘레를 따라 배치된다. 냉각관(28)은 상하의 부분으로 분할되고, 예를 들면, 하부분의 상면측으로부터 외주부를 따라 대략 한 바퀴 돌고, 대략 한 바퀴 흐른 위치에서 되돌아가서, 외주부를 따라 되돌아오는 유로(17a~17h)를 파내며, 그로부터 상하의 부분을 서로 맞붙임으로써 형성할 수 있다. 냉각관(28)에는, 유입구(16)로부터 냉매가 유입되어, 균열판(27)의 외주부를 따라 흐르고, 대략 한 바퀴 흐른 위치에서 되돌아가서, 외주부를 따라 흘러, 유출구(15)로부터 배출된다. 냉매로서, 냉각수가 이용된다. 열 실드 기구(20C)를 배치함으로써, 대물 렌즈(12)의 여자에 의하여 발열된 열이, 시료(2)로 전열되는 것을 억제할 수 있다.
열 실드 기구(20C)에는, 전위 인가 회로(48)로부터 양의 정전압이 인가됨과 동시에, 시료(2)는, 그라운드(GND) 전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 어스 접속된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 열 실드 기구(20C)와 시료(2)와의 사이의 공간에는 시료(2)에 대하여 열 실드 기구(20C)가 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
혹은, 열 실드 기구(20C)가, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 열 실드 기구(20C)가 어스 접속된 상태에서, 시료(2)가 음전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 전위 인가 회로(48)로부터 음의 정전압이 인가된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 열 실드 기구(20C)와 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 열 실드 기구(20C)가 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
도 15는, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예와 시료를 나타내는 단면도이다. 도 15의 예에서는, 전극 기판(20) 대신에, 도전성의 대물 렌즈 보지 부재(20d)(전위 규정 부재의 다른 일예)를 이용해도 바람직하다. 대물 렌즈 보지 부재(20d)는, 외주 테두리와, 외주 테두리의 이면에 배치된 저면 원판을 가지는, 저면 원판의 중앙부의 전자 빔이 통과하는 개구부가 형성된다. 대물 렌즈 보지 부재(20d)는, 외주 테두리 내에 대물 렌즈(12)가 수납되고, 저면 원판의 상면에서 대물 렌즈(12)를 보지한다.
대물 렌즈 보지 부재(20d)가, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 전위 인가 회로(48)로부터 양의 정전압이 인가됨과 동시에, 시료(2)는, 그라운드(GND) 전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 어스 접속된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 대물 렌즈 보지 부재(20d)와 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 대물 렌즈 보지 부재(20d)가 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
혹은, 대물 렌즈 보지 부재(20d)에는, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 대물 렌즈 보지 부재(20d)가 어스 접속된 상태에서, 시료(2)가, 음전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 전위 인가 회로(48)로부터 음의 정전압이 인가된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 대물 렌즈 보지 부재(20d)와 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 대물 렌즈 보지 부재(20d)가 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
도 16은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전위 규정 부재의 다른 일예와 시료를 나타내는 단면도이다. 도 16의 예에서는, 전극 기판(20) 대신에, 도전성의 통 형상 전극(20E)(전위 규정 부재의 다른 일예)을 이용해도 바람직하다. 통 형상 전극(20E)은, 통 형상체의 하부에 통 형상체의 외주부에서 외측으로 확장되는 원판이 배치된다. 원판은, 예를 들면, 시료(2) 표면을 덮는 사이즈의 외경 치수로 형성된다. 원판의 중앙부에는 통 형상체의 내경과 같은 사이즈의 개구부가 형성된다. 통 형상체의 내부 및 원판의 개구부 내를 전자 빔이 통과한다. 통 형상 전극(20E)은, 대물 렌즈(12)(전자기 렌즈)의 내주측에서, 대물 렌즈(12)보다 시료(2)측의 높이 위치로부터 대물 렌즈(12)의 자기장의 강도가 역치 이하가 되는 높이 위치까지 연장되는 통 형상체의 면을 가진다. 구체적으로는, 통 형상체는, 대물 렌즈의 자기장이 역치보다 약해져, 2 차 전자 등의 라머(Lamor) 반경이 작아지는 곳까지 상류로 연장되도록 형성된다. 자기장이 강한 높이 위치에서는 2 차 전자 등이 체류하기 쉽다. 그 때문에, 통 형상체를 자기장이 약해지는 높이 위치까지 연장시킴으로써, 2 차 전자 등의 체류를 막아, 1 차 전자 빔으로의 공간 전하 효과를 완화할 수 있다.
통 형상 전극(20E)에는, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 전위 인가 회로(48)로부터 양의 정전압이 인가됨과 동시에, 시료(2)는, 그라운드(GND) 전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 어스 접속된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 통 형상 전극(20E)과 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 통 형상 전극(20E)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
혹은, 통 형상 전극(20E)이, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 통 형상 전극(20E)이 어스 접속된 상태에서, 시료(2)가, 음전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 전위 인가 회로(48)로부터 음의 정전압이 인가된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 통 형상 전극(20E)과 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 통 형상 전극(20E)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다.
도 17은, 실시 형태 1의 변형예에 있어서의 전극 기판과 시료와의 사이의 전기장의 일예를 설명하기 위한 도면이다. 도 17에서, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이에, 다른 전위 규정 부재인 전극 기판(29)을 배치한다. 전극 기판(29)의 외경 사이즈는, 전극 기판(20) 이상의 사이즈로 설정하면 된다. 또한, 전극 기판(29)의 중앙부에는 전자 빔이 통과하는 개구부가 형성된다. 전극 기판(29)의 개구부의 사이즈는, 전극 기판(20)의 개구부의 사이즈 이하의 사이즈로 설정하면 더 바람직하다. 전극 기판(29)의 개구부의 사이즈는, 전극 기판(20)의 개구부의 사이즈보다 작은 사이즈로 설정하면 더 바람직하다. 전극 기판(29)은, 시료(2)와 동 전위가 되도록 제어된다.
전극 기판(20)이, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 전위 인가 회로(48)로부터 양의 전압이 인가됨과 동시에, 시료(2)는, 그라운드(GND) 전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 어스 접속된다. 마찬가지로, 전극 기판(29)에는 GND 전위가 인가된다. 즉, 시료(2) 및 전극 기판(29)은 어스 접속된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 전극 기판(20)과 전극 기판(29)의 사이의 공간에는, 전극 기판(29)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 형성된다. 그리고, 전극 기판(29)의 개구부로부터, 이러한 전기장이 시료(2)측으로 새어 나온다. 이에 의하여, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 중심부 부근에 형성된다. 반대로, 외주부에는 전기장이 형성되지 않는다. 이에 의하여, 시료(2)면 상에서, 전계가 중심부의 작은 영역에만 분포하게 되어, 시료(2)단에서의 구조물에 의한 전계의 혼란이 작아져, 위치 이탈량을 작게 할 수 있다.
혹은, 전극 기판(20)이, 시료(2)에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 어스 접속된 상태에서, 시료(2)가, 음전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(22)의 핀(23)을 통하여 전위 인가 회로(48)로부터 음의 전압이 인가된다. 마찬가지로, 전극 기판(29)에 전위 인가 회로(48)로부터 전극 기판(20)과 동 전위가 되도록 음의 전압이 인가된다. 또한, 전자 경통(1)은, 어스 접속된다. 이에 의하여, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이의 공간에는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장이 중심부 부근에 형성된다.
이상과 같이, 실시 형태 1에 의하면, 전자 빔 묘화에 있어서, 방출된 2 차 전자 등의 시료로의 되돌림을 억제하면서, 고정밀도의 위치 이탈을 보정할 수 있다.
[실시 형태 2]
실시 형태 2에서는, 방출된 2 차 전자 등의 시료로의 되돌림을 억제하면서, 전자 빔의 편향 감도를 보정하는 구성에 대하여 설명한다. 이하, 특별히 설명하는 점 이외의 내용은 실시 형태 1과 같다.
도 18은, 실시 형태 2에 있어서의 묘화 장치의 구성의 일예를 나타내는 구성도이다. 도 18에서, 위치 이탈 보정 맵 작성부(40), 및 위치 이탈 보정부(42) 대신에, 편향 감도 측정부(50), 및 편향 감도 파라미터 취득부(52)를 배치한 점 이외에는, 도 1과 같다. 묘화 제어부(30), 샷 데이터 생성부(41), 편향 감도 측정부(50), 및 편향 감도 파라미터 취득부(52)라고 하는 각 부는, 처리 회로를 가지며, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 부는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(별도의 처리 회로)를 이용해도 된다. 묘화 제어부(30), 샷 데이터 생성부(41), 편향 감도 측정부(50), 및 편향 감도 파라미터 취득부(52)에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는, 그때마다 메모리(141)에 기억된다.
도 19는, 실시 형태 2에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예를 나타내는 플로우차트도이다. 도 19에서, 실시 형태 2에 있어서의 묘화 방법은, 고정 전위 인가 공정(S202)과, 마크 스캔 공정(S302)과, 편향 감도 측정 공정(S304)과, 편향 감도 보정 파라미터 취득 공정(S306)과, 샷 데이터 생성 공정(S308)과, 고정 전위 인가 공정(S310)과, 묘화 공정(S312)이라고 하는 일련의 공정을 실시한다.
상술한 바와 같이, 전극 기판(20)과 시료(2)와의 사이에 전기장이 형성된 상태에서, 시료(2)의 일부와 중첩되는 구조물이 존재하는 경우, 시료(2) 표면의 전위는 일정한 값으로는 되지 않고, 시료(2)면 상에 전위 분포를 발생시킨다. 이에 의하여, 전자 빔의 조사 위치에 위치 이탈이 생길 수 있다. 이러한 위치 이탈은, 전자 빔의 편향 감도에 기인하여 생기는 것으로서 파악할 수 있다. 이에, 실시 형태 2에서는, 전자 빔(6)의 편향 감도를 보정함으로써, 이러한 위치 이탈을 보정한다.
고정 전위 인가 공정(S202)으로서, 전위 인가 회로(48)는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양의 고정 전위가 되도록, 전위 인가 회로(48)는, 소정의 전압을 시료(2) 혹은 전극 기판(20)으로 인가한다. 여기에서는, 예를 들면, 시료(2)가 어스 접속된 상태에서, 전극 기판(20)으로 양의 전압을 인가한다. 이에 의하여, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 전기장을 형성할 수 있다.
마크 스캔 공정(S302)으로서, 우선, 마크(18)의 중심이 편향기(13)의 편향 중심에 위치하도록 XY 스테이지(3)를 이동시킨다. 예를 들면, 편향기(13)로 아무런 전자 빔(6)을 편향하지 않는 상태에서, 전자 빔(6)의 궤도 중심 축을 따라, 전자 빔(6)이 조사되는 경우, 편향기(13)의 편향 중심은 전자 빔(6)의 궤도 중심 축이 된다. 이러한 경우, 마크(18)의 중심이 전자 빔(6)의 궤도 중심 축에 위치하도록 XY 스테이지(3)를 이동시킨다.
도 20은, 실시 형태 2에 있어서의 마크의 일예를 나타내는 도면이다. 도 20의 예에서는, 마크(18) 상에 복수의 십자 패턴이 형성되는 경우를 나타내고 있다. 복수의 십자 패턴으로서, 예를 들면, 5×5의 십자 패턴이 배치된다. 5×5의 십자 패턴의 외주 사이즈는, 전자 빔(6)을 시료(2) 상으로 편향하는 편향기(13)의 편향 영역의 사이즈로 설정되면 바람직하다. 바꾸어 말하면, 편향기(13)의 시료(2)면 상의 편향 영역 내를 5×5의 복수의 그리드 위치로 분할하고, 마크(18)에는, 편향기(13)의 편향 영역 내의 각 위치에 맞추어, 십자 패턴이 형성된다.
묘화 기구(150)는, 편향기(13)를 이용하여, 마크 상의 각 십자 패턴을 순서대로 전자 빔(6)으로 주사(스캔)한다. 그 때, 마크(18)로부터 방출된 2 차 전자를 검출기(19)로 검출한다. 각 위치에서 검출된 정보는, 도시하지 않은 검출 회로를 통하여 제어 계산기(110)로 출력된다.
편향 감도 측정 공정(S304)으로서, 편향 감도 측정부(50)는, 검출된 복수의 십자 패턴의 각 위치를 산출하고, 고정 전위가 시료(2) 혹은 전극 기판(20)으로 인가된 상태에서의 전자 빔(6)의 편향 감도를 측정한다.
도 21은, 실시 형태 2에 있어서의 편향 감도의 일예를 나타내는 도면이다. 도 21에서는, 설계 상의 각 위치에, 측정된 각 위치(태선)를 중첩하여 나타내고 있다. 시료(2)면 상의 전위 분포에 의하여, 도 20에 나타내는 바와 같이, 전자 빔(6)의 편향 감도에 왜곡이 생김을 알 수 있다.
편향 감도 보정 파라미터 취득 공정(S306)으로서, 편향 감도 파라미터 취득부(52)(보정 회로의 다른 일예)는, 전자 빔의 편향 감도를 보정함으로써, 위치 이탈을 보정한다. 구체적으로는, 편향 감도 파라미터 취득부(52)(보정 회로의 다른 일예)는, 설계 상의 각 위치와 측정된 편향 감도의 각 위치와의 이탈을 보정하는 보정 파라미터를 산출한다. 이러한 보정 파라미터가, 편향 감도 보정 파라미터가 된다. 예를 들면, 편향되기 위한 설계 상의 위치의 좌표 (x, y)가, 3 차 다항식에 의하여 이탈 방향과 반대 방향으로 이탈량분만큼 보정된다. 편향 감도 보정 파라미터는, 이러한 3 차 다항의 각 항의 계수로서 구하면 바람직하다. 얻어진 편향 감도 보정 파라미터는, 대물 편향기 제어부(44)로 출력되어, 대물 편향기 제어부(44)에 설정된다.
이러한 공정까지가, 묘화 처리의 전 처리로서 실시된다. 이어서, 실제로 패턴을 묘화하기 위한 시료(2)가 XY 스테이지(3)에 배치된다. 그리고, 묘화 처리가 개시된다.
샷 데이터 생성 공정(S308)으로서, 샷 데이터 생성부(41)는, 예를 들면, 시료(2)의 도시하지 않은 스트라이프 영역마다, 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 읽어낸다. 그리고, 묘화 데이터에 대하여, 복수 단의 데이터 처리를 행함으로써 샷마다의 샷 데이터를 생성한다. 각 샷 데이터에는, 예를 들면, 샷 도형을 나타내는 도형 코드, 샷 도형의 기준 위치의 좌표, 및 샷 도형의 사이즈가 정의된다.
고정 전위 인가 공정(S310)으로서, 전위 인가 회로(48)는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양의 고정 전위가 되도록, 시료(2) 혹은 전극 기판(20)으로 정전압을 인가한다. 여기에서는, 예를 들면, 시료(2)가 어스 접속된 상태에서, 전극 기판(20)으로 양의 전압을 인가한다. 이에 의하여, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장을 형성할 수 있다.
묘화 공정(S312)으로서, 취득된 편향 감도 보정 파라미터가 대물 편향기 제어부(44)에 설정되어 있으므로, 대물 편향기 제어부(44)는, 샷마다, 편향 감도가 보정된 위치로 전자 빔(6)을 편향한다. 그리고, 묘화 제어부(30)에 의한 제어 하에서, 묘화 기구(150)는, 위치 이탈이 보정된 전자 빔을 이용하여 시료(2)에 패턴을 묘화한다.
이상과 같이, 실시 형태 2에 의하면, 전자 빔 묘화에 있어서, 방출된 2 차 전자 등의 시료로의 되돌림을 억제하면서, 편향 감도를 보정함으로써, 전자 빔의 위치 이탈을 보정할 수 있다.
[실시 형태 3]
실시 형태 3에서는, 전자 빔의 조사에 의하여 시료(2) 상의 레지스트 표면에 대전된 대전량에 기인하는 위치 이탈을 보정하는 구성에 대하여 설명한다. 이하, 특별히 설명하는 점 이외의 내용은, 실시 형태 1과 같다.
시료(2)에 전자 빔을 조사하는 경우에, 과거에 조사한 전자 빔에 의하여 조사 위치 또는 그 주위가 대전되어 버린다. 종래, 이러한 대전 현상에 기인한 위치 이탈에 대하여, 대전량 분포를 구하여 빔 조사 위치의 보정량을 산출하고, 해당 보정량에 기초하여 보정된 위치에 빔을 조사하는 대전 효과 보정의 수법이 제안되어 있다. 그러나, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태는, 종래의 전기장이 형성되지 않는 상태로는 대전량의 거동이 변화될 수 있다. 이에, 실시 형태 3에서는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태에서의 대전량의 거동을 취득하여, 대전량에 기인하는 위치 이탈 보정을 행한다.
도 22는, 실시 형태 3에 있어서의 묘화 장치의 구성의 일예를 나타내는 구성도이다. 도 22에서, 위치 이탈 보정 맵 작성부(40) 대신에, 패턴 면적 밀도 분포 연산부(31), 도스량 분포 산출부(32), 조사 강도 산출부(33), 포깅 전자량 분포 산출부(34), 대전량 분포 산출부(35), 위치 이탈량 분포 연산부(36), 및 대전 파라미터 취득부(37)가 배치된다. 그 밖의 구성은 도 1과 같다.
묘화 제어부(30), 패턴 면적 밀도 분포 연산부(31), 도스량 분포 산출부(32), 조사 강도 산출부(33), 포깅 전자량 분포 산출부(34), 대전량 분포 산출부(35), 위치 이탈량 분포 연산부(36), 대전 파라미터 취득부(37), 샷 데이터 생성부(41), 및 위치 이탈 보정부(42)라고 하는 각 부는, 처리 회로를 가지며, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 부는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(별도의 처리 회로)를 이용해도 된다. 묘화 제어부(30), 패턴 면적 밀도 분포 연산부(31), 도스량 분포 산출부(32), 조사 강도 산출부(33), 포깅 전자량 분포 산출부(34), 대전량 분포 산출부(35), 위치 이탈량 분포 연산부(36), 대전 파라미터 취득부(37), 샷 데이터 생성부(41), 및 위치 이탈 보정부(42)에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는, 그때마다 메모리(141)에 기억된다.
도 23은, 실시 형태 3에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예의 일부를 나타내는 플로우차트도이다. 도 24는, 실시 형태 3에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예의 일부를 나타내는 플로우차트도이다. 도 23 및 도 24에서, 실시 형태 3에 있어서의 묘화 방법은, 고정 전위 인가 공정(S90)과, 평가 패턴 묘화 공정(S92)과, 위치 이탈 분포 측정 공정(S94)과, 대전 파라미터 취득 공정(S96)과, 패턴 면적 밀도 분포(ρ(x, y)) 연산 공정(S100)과, 도스량 분포(D(x, y)) 산출 공정(S102)과, 조사 강도 분포(E(x, y)) 산출 공정(S104)과, 포깅 전자량 분포(F(x, y, σ)) 산출 공정(S106)과, 대전량 분포(C(x, y)) 산출 공정(S109)과, 위치 이탈량 분포(p(x, y)) 연산 공정(S110)과, 편향 위치 보정 공정(S112)과, 고정 전위 인가 공정(S114)과, 묘화 공정(S116)이라고 하는 일련의 공정을 실시한다.
고정 전위 인가 공정(S90)으로서, 전위 인가 회로(48)는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양의 고정 전위가 되도록, 시료(2) 혹은 전극 기판(20)에서 정전압을 인가한다. 여기에서는, 예를 들면, 시료(2)가 어스 접속된 상태에서, 전극 기판(20)으로 양의 전압을 인가한다. 이에 의하여, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장을 형성할 수 있다.
이어서, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태에서의 대전량을 정의하는 다항식의 파라미터(대전 파라미터)를 취득한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
평가 패턴 묘화 공정(S92)으로서, 묘화 기구(150)는, 대전량에 기인하는 위치 이탈을 평가하기 위한 평가 패턴을 레지스트가 도포된 평가 기판 상에 묘화한다.
도 25는, 실시 형태 3에 있어서의 평가 패턴의 일예를 나타내는 도면이다. 도 25에 나타내는 테스트 레이아웃(TL)(평가 패턴)은, 피치(L1)가 1mm이며, 한 변의 길이(L2)가 80mm인 그리드(81×81 그리드)(60) 상에 제1 박스 어레이(62)를, 예를 들면, 조사량 12μC/Cm2로 묘화한 후, 해당 레이아웃(TL)의 중앙에 한 변의 길이(L3)가 40mm인 패턴 밀도 100%의 조사 패드(63)를, 예를 들면, 조사량 21μC/Cm2로 묘화하고, 또한, 제1 박스 어레이(62)와 같은 그리드(60) 상에 제2 박스 어레이(64)를 조사량 12μC/Cm2로 묘화함으로써 얻어진다.
제1 박스 어레이(62)는, 예를 들면, 한 변의 길이가 4μm인 정사각형의 패턴이다. 또한, 제2 박스 어레이(64)는, 예를 들면, 한 변의 길이가 14μm이며, 제1 박스 어레이(62)보다 큰 사이즈로 중앙이 도려내어져 있는 테두리 형상의 패턴이다.
여기서, 조사 패드(63)의 패턴 밀도를 100%, 75%, 50%, 25%와 같이 변화시켜, 상기의 테스트 레이아웃(TL)을 각각 형성한다.
조사 패드(63)는, 서로 이간되는 직사각형 형상의 복수의 패턴으로 구성되어 있다. 예를 들면, 20μm의 간극을 두고 배치된다.
위치 이탈 분포 측정 공정(S94)으로서, 평가 패턴의 위치 이탈을 측정하여, 위치 이탈 분포를 작성한다. 구체적으로는, 이하와 같이 실시한다. 평가 기판을 묘화 장치(100)로부터 반출하고, 애싱함으로써, 레지스트 패턴을 형성한다. 그리고, 도시하지 않은 위치 측정 장치에 의하여, 얻어진 레지스트 패턴으로부터 제1및 제2 박스 어레이(62, 64)의 위치를 각각 측정한다. 그리고, 제2 박스 어레이(64)의 위치로부터 제1 박스 어레이(62)의 위치를 뺌으로써, 조사 패드(63)의 대전 효과에 의한 위치 이탈을 측정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태 3에서는, 측정 시간을 단축하기 위하여, 도 25에 나타내는 81×81 그리드 중, 2mm 피치의 41×41 그리드(61) 상에 묘화된 2 개의 박스 어레이(62, 64)의 위치 이탈을 측정하였다.
도 26은, 실시 형태 3에 있어서의 위치 이탈 분포의 일예를 나타내는 도면이다. 도 26의 예에서는, 소정의 y 방향 위치에 있어서의, 예를 들면, x 방향의 위치 이탈을 나타내고 있다. 도 26에서, 중앙부에 조사 위치의 위치 이탈량을 나타낸다. 양 사이드에 비조사역의 위치 이탈량을 나타낸다. 중앙부의 2 개의 변곡점 근방에 각각 조사역과 비조사역의 경계가 존재한다.
여기서, 종래의 대전 효과 보정의 수법과 마찬가지로, 위치 이탈량 분포(p(x, y))는, 대전량 분포(C(x, y))에 응답 함수(r)를 합성곱 적분함으로써 정의할 수 있다. 응답 함수(r)는, 종래의 대전 효과 보정의 수법과 같은 응답 함수를 이용하면 된다. 혹은 시뮬레이션 혹은 실험 등에 의하여 설정하면 된다. 이에, 실시 형태 3에서는, 대전량 분포(C(x, y))의 모델로 한 다항식의 계수를 대전 파라미터로서 구한다.
대전 파라미터 취득 공정(S96)으로서, 대전 파라미터 취득부(37)는, 평가 패턴의 위치 이탈 측정 결과를 이용하여, 대전량 분포(C(x, y))의 대전 파라미터를 취득한다.
우선, 도스량의 분포(D(x, y))를 정의한다. 도스량의 연산에는, 후방 산란 전자에 의한 근접 효과 보정을 행하면 바람직하다. 도스량(D)은, 이하의 식 (1)로 정의할 수 있다.
(1) D=D0×{(1+2×η)/(1+2×η×ρ)}
식 (1)에 있어서, D0는 기준 도스량이며, η는 후방 산란율이다.
이러한 기준 도스량(D0) 및 후방 산란율(η)은, 해당 묘화 장치(100)의 유저에 의하여 설정된다. 후방 산란율(η)은, 전자 빔(6)의 가속 전압, 시료(2)의 레지스트 막 두께 또는 하지 기판의 종류, 프로세스 조건(예를 들면, PEB 조건 또는 현상 조건) 등을 고려하여 설정할 수 있다.
이어서, 패턴 밀도 분포(ρ(x, y))의 각 값과, 도스량 분포(D(x, y))의 대응하는 위치의 값을 곱함으로써, 메쉬 형상의 메쉬 영역마다의 조사 강도 분포(E(x, y))를 정의한다. 조사 강도 분포(E(x, y))는, 다음의 식 (2)로 정의한다.
(2) E(x, y)=ρ(x, y)D(x, y)
이어서, 포깅 전자의 분포 함수(g(x, y))와, 상술한 조사 강도 분포(E(x, y))를 합성곱 적분함으로써, 포깅 전자량 분포(F(x, y, σ))(포깅 하전 입자량 분포)(=E·g)를 정의한다. 이하, 구체적으로 설명한다.
우선, 포깅 전자의 확대 분포를 나타내는 분포 함수(g(x, y))는, 포깅 효과의 영향 반경(σ)을 이용하여, 이하의 식 (3)으로 정의할 수 있다. 여기에서는, 일예로서, 가우스 분포를 이용하고 있다.
(3) g(x, y)=(1/πσ2)×Exp{-(x2+y2)/σ2}
포깅 전자량 분포(F(x, y, σ))는, 이하의 식 (4)로 정의할 수 있다.
(4) F(x, y, σ)=∫∫g(x-x’, y-y’)E(x’, y’)dx’dy’
그리고, 대전량 분포(C(x, y))를 구하기 위한 함수(C(E, F))를 가정하였다. 구체적으로는, 조사 전자가 기여하는 조사역의 함수(CE(E))와, 포깅 전자가 기여하는 비조사역의 함수(CF(F))를 이용한 모델로 대전량 분포(C(x, y))를 정의한다. 대전량 분포(C(x, y))는, 예를 들면, 이하의 식 (5)로 정의한다.
(5) C(x, y)=C(E, F)
=CE(E)+CF(F)
=d0+d1×ρ+d2×D+d3×E
+e1×F+e2×F2+e3×F3
대전량 분포(C(x, y))의 모델은 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 대전량의 피크(극대점)를 가진 피크 함수와, 리니어 함수와, 대전량이 무한원으로 수속하는 수속 함수 중 적어도 1 개를 더 조합한 다항식 모델을 이용해도 바람직하다.
그리고, 위치 이탈량 분포(p(x, y))가, 대전량 분포(C(x, y))에 응답 함수(r)를 합성곱 적분하는 모델로 정의할 수 있다고 가정하고, 대전 파라미터 취득부(37)는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태에서 측정된 위치 이탈량에 가장 합치되는 파라미터(d0, d1, d2, d3, e1, e2, e3)의 조합을 산출한다. 이러한 파라미터(d0, d1, d2, d3, e1, e2, e3)의 조합을 대전 파라미터로서, 기억 장치(140)에 저장한다.
이러한 공정까지가, 묘화 처리의 전 처리로서 실시된다. 이어서, 실제로 패턴을 묘화하기 위한 시료(2)가 XY 스테이지(3)에 배치된다. 그리고, 묘화 처리가 개시된다.
실제의 묘화 대상의 시료(2)에 묘화 데이터로 정의되는 패턴을 묘화하는 경우에 있어서, 대전하는 대전량에 기인한 위치 이탈 맵을 작성한다. 구체적으로는, 이하와 같이 동작한다.
패턴 면적 밀도 분포(ρ(x, y)) 연산 공정(S100)으로서, 패턴 면적 밀도 분포 연산부(31)는, 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 읽어내고, 묘화 영역이 소정 치수로 메쉬 형상으로 가상 분할된 복수의 메쉬 영역의 메쉬 영역마다, 묘화 데이터로 정의되는 도형 패턴의 피복율을 나타내는 패턴 밀도(ρ(x, y))를 연산한다. 그리고, 메쉬 영역마다의 패턴 밀도의 분포(ρ(x, y))를 작성한다.
도스량 분포(D(x, y)) 산출 공정(S102)으로서, 도스량 분포 산출부(32)는, 패턴 밀도 분포(ρ(x, y))를 이용하여, 메쉬 영역마다의 도스량의 분포(D(x, y))를 산출한다. 도스량의 연산에는, 후방 산란 전자에 의한 근접 효과 보정을 행하면 바람직하다. 도스량(D)은, 식 (1)로 정의할 수 있다.
조사 강도 분포(E(x, y)) 산출 공정(S104)으로서, 조사 강도 산출부(33)는, 패턴 밀도 분포(ρ(x, y))의 각 메쉬값과, 도스량 분포(D(x, y))의 대응 메쉬값을 곱함으로써, 메쉬 영역마다의 조사 강도 분포(E(x, y))를 연산한다. 조사 강도 분포(E(x, y))는, 식 (2)로 정의할 수 있다.
포깅 전자량 분포(F(x, y, σ)) 산출 공정(S106)으로서, 포깅 전자량 분포 산출부(34)(포깅 하전 입자량 분포 연산부)는, 포깅 전자의 분포 함수(g(x, y))와, 상술한 조사 강도 분포(E(x, y)) 산출 공정에 의하여 산출된 조사 강도 분포(E(x, y))를 합성곱 적분함으로써, 포깅 전자량 분포(F(x, y, σ))(포깅 하전 입자량 분포)(=E·g)를 연산한다. 포깅 전자량 분포(F(x, y, σ))는, 식 (4)로 정의할 수 있다.
대전량 분포(C(x, y)) 산출 공정(S109)으로서, 대전량 분포 산출부(35)는, 조사 강도 분포(E(x, y))와, 포깅 전자량 분포(F(x, y, σ))를 이용하여, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태에서의 대전량 분포(C(x, y))를 산출한다. 대전량 분포(C(x, y))는, 식 (5)로 정의할 수 있다. 대전량 분포(C(x, y))의 계산에는, 취득된 대전 파라미터가 이용된다.
위치 이탈량 분포(p(x, y)) 연산 공정(S110)으로서, 위치 이탈량 분포 연산부(36)는, 얻어진 대전량 분포(C(x, y))를 이용하여, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태에서의 대전량에 기인하여 생기는 조사 패턴의 위치 이탈량을 연산한다. 구체적으로는, 위치 이탈량 분포 연산부(36)는, 대전량 분포(C(x, y))의 각 대전량(C)에 응답 함수(r(x, y))를 합성곱 적분함으로써, 대전량 분포(C(x, y))의 각 위치((x, y))의 대전량에 기인한 묘화 위치((x, y))의 위치 이탈량(P)을 연산한다. 이 대전량 분포(C(x, y))를 위치 이탈량 분포(p(x, y))로 변환하는 응답 함수(r(x, y))를 가정한다. 여기에서는, 대전량 분포(C(x, y))의 각 위치에서 표시되는 대전 위치를 (x', y')로 나타내고, 현재, 데이터 처리를 행하고 있는 해당하는 스트라이프 영역의 빔 조사 위치를 (x, y)로 나타낸다. 여기서, 빔의 위치 이탈은, 빔 조사 위치((x, y))로부터 대전 위치((x', y'))까지의 거리의 함수로서 나타낼 수 있으므로, 응답 함수를 r(x-x', y-y')와 같이 기술할 수 있다. 응답 함수(r(x-x’, y-y’))는, 미리 실험을 행하여, 실험 결과와 적합하도록 미리 구해 두면 된다. 이하, 실시 형태 3에서, (x, y)는, 현재, 데이터 처리를 행하고 있는 해당하는 스트라이프 영역의 빔 조사 위치를 나타낸다.
그리고, 위치 이탈량 분포 연산부(36)는, 해당하는 스트라이프 영역의 묘화 하고자 하는 각 위치((x, y))의 위치 이탈량(P)으로부터 위치 이탈량 분포(Pi(x, y))(혹은, 위치 이탈량 맵(Pi(x, y))이라고도 함)를 작성한다. 연산된 위치 이탈량 맵(Pi(x, y))은, 기억 장치(140)에 저장된다.
한편, 샷 데이터 생성부(41)가, 기억 장치(140)로부터 묘화 데이터를 읽어내고, 복수 단의 데이터 변환 처리를 행하여, 묘화 장치(100) 고유의 포맷의 샷 데이터를 생성한다. 묘화 데이터로 정의되는 도형 패턴의 사이즈는, 통상, 묘화 장치(100)가 1 회의 샷으로 형성할 수 있는 샷 사이즈보다 크다. 그 때문에, 묘화 장치(100) 내에서는, 묘화 장치(100)가 1 회의 샷으로 형성 가능한 사이즈가 되도록, 각 도형 패턴을 복수의 샷 도형으로 분할한다. 그리고, 샷마다, 도형 종을 나타내는 도형 코드, 좌표, 및 사이즈라고 하는 데이터를 정의한다.
편향 위치 보정 공정(S112)으로서, 위치 이탈 보정부(42)는, 위치 이탈량을 이용하여, 조사 위치를 보정한다. 여기에서는, 각 위치의 샷 데이터를 보정한다. 구체적으로는, 샷 데이터의 각 위치((x, y))에 위치 이탈량 맵(Pi(x, y))이 나타내는 위치 이탈량을 보정하는 보정값을 가산한다. 보정값은, 예를 들면, 위치 이탈량 맵(Pi(x, y))이 나타내는 위치 이탈량의 음양의 부호를 반대로 한 값을 이용하면 바람직하다. 이에 의하여, 전자 빔(6)이 조사되는 경우에, 그 조사처의 좌표가 보정되므로, 대물 편향기(13)에 의하여 편향되는 편향 위치가 보정되게 된다. 샷 데이터는 샷 순서대로 배열되도록 데이터 파일로 정의된다.
고정 전위 인가 공정(S114)으로서, 전위 인가 회로(48)는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양의 고정 전위가 되도록, 시료(2) 혹은 전극 기판(20)으로 정전압을 인가한다. 여기에서는, 예를 들면, 시료(2)가 어스 접속된 상태에서, 전극 기판(20)으로 양의 전압을 인가한다. 이에 의하여, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장을 형성할 수 있다.
묘화 공정(S116)으로서, 편향 제어 회로(130) 내에서는, 샷 순서대로, 성형 편향기 제어부(43)가, 샷 도형마다, 샷 데이터로 정의된 도형 종 및 사이즈로부터 전자 빔(6)을 가변 성형하기 위한 성형 편향기(10)의 편향량을 연산한다. 동 시기에, 대물 편향기 제어부(44)가, 해당 샷 도형을 조사하는 시료(2) 상의 위치로 편향하기 위한 편향기(13)의 편향량을 연산한다. 바꾸어 말하면, 대물 편향기 제어부(44)가, 보정된 조사 위치로 전자 빔을 편향하는 편향량을 연산한다. 그리고, 전자 경통(1)은, 보정된 조사 위치에 전자 빔을 조사한다. 구체적으로는, 전자 경통(1) 내에 배치된 편향기(13)가, 연산된 편향량에 따라 전자 빔을 편향함으로써, 보정된 조사 위치에 전자 빔을 조사한다. 이에 의하여, 묘화 기구(150)는, 시료(2)에 대하여 전극 기판(20)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태에서, 시료(2)의 대전 보정된 위치에 패턴을 묘화한다.
이상과 같이, 실시 형태 3에 의하면, 전자 빔 묘화에 있어서, 방출된 2 차 전자 등의 시료(2)로의 되돌림을 억제하면서, 대전량에 기인한 전자 빔의 위치 이탈을 보정할 수 있다.
[실시 형태 4]
상술한 각 실시 형태에서는, 싱글 빔을 이용한 묘화 장치에 위치 이탈 보정을 적용한 경우에 대하여 설명했으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시 형태 4에서는, 멀티 빔을 이용한 묘화 장치에 위치 이탈 보정을 적용한 경우에 대하여 설명한다. 예를 들면, 실시 형태 1의 묘화 장치로서, 멀티 빔을 이용한 묘화 장치를 적용해도 바람직하다. 실시 형태 4에서는, 예를 들면, 대전 효과 보정을 적용하는 경우에 대하여 설명한다.
도 27은, 실시 형태 4에 있어서의 묘화 장치의 구성을 나타내는 개념도이다. 도 27에서, 묘화 장치(300)는, 묘화 기구(350)와 제어계 회로(360)를 구비하고 있다. 묘화 장치(300)는, 멀티 전자 빔 묘화 장치의 일예임과 동시에, 멀티 전자 빔 노광 장치의 일예이다. 묘화 기구(350)는, 전자 경통(102)과 묘화실(103)을 구비하고 있다. 전자 경통(102) 내에는, 전자 총(201), 조명 렌즈(202), 성형 애퍼처 어레이 기판(203), 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204), 축소 렌즈(205), 제한 애퍼처 부재(206), 대물 렌즈(207), 및 편향기(208, 209), 전극 기판(220), 및 검출기(226)가 배치되어 있다.
묘화실(103) 내에는, XY 스테이지(105)가 배치된다. XY 스테이지(105) 상에는, 묘화 시에는 묘화 대상 기판이 되는 마스크 등의 시료(101)가 배치된다. 시료(101)에는, 반도체 장치를 제조할 때의 노광용 마스크, 혹은, 반도체 장치가 제조되는 반도체 기판 등이 포함된다. 또한, 시료(101)에는, 레지스트가 도포된, 아직 아무것도 묘화되어 있지 않은 마스크 블랭크스가 포함된다. XY 스테이지(105) 상에는, 추가로, XY 스테이지(105)의 위치 측정용의 미러(210)가 배치된다. 또한, XY 스테이지(105) 상에는, 시료(101)가 배치되는 위치와는 상이한 위치에 마크(224)가 배치된다. 마크(224) 표면은, 시료(101)면과 동일한 높이 위치에 배치된다.
또한, XY 스테이지(105) 상에는, 시료(101)의 외주 부분을 덮는 기판 커버(222)가 배치된다. 기판 커버(222)에는, 시료(101)의 외주 부분을 상방으로부터 레지스트막을 관통하도록 찔러, 레지스트막 하에 배치되는, 예를 들면, 크롬 등으로 형성되는 도전성의 차광막으로 도통하는 복수의 핀이 배치된다.
제어계 회로(360)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), 외부 인터페이스(I/F) 회로(146), 전위 인가 회로(48), 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), 외부 I/F 회로(146), 전위 인가 회로(48), 및 기억 장치(140, 142)는, 도시하지 않은 버스를 통하여 서로 접속되어 있다. 기억 장치(140)에는, 묘화 데이터가 묘화 장치(300)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 통하여 접속되어 있다. 스테이지 위치 측정기(139)는, 레이저 광을 XY 스테이지(105) 상의 미러(210)에 조사하고, 미러(210)로부터의 반사광을 수광한다. 그리고, 이러한 입사광과 반사광의 간섭의 정보를 이용하여 XY 스테이지(105)의 위치를 측정한다.
제어 계산기(110) 내의 구성은, 위치 이탈 보정부(42) 대신에 조사량 변조부(47)(보정 회로의 다른 일예)가 배치된 점 이외에는, 도 22와 같다.
묘화 제어부(30), 패턴 면적 밀도 분포 연산부(31), 도스량 분포 산출부(32), 조사 강도 산출부(33), 포깅 전자량 분포 산출부(34), 대전량 분포 산출부(35), 위치 이탈량 분포 연산부(36), 대전 파라미터 취득부(37), 샷 데이터 생성부(41), 및 조사량 변조부(47)라고 하는 각 부는, 처리 회로를 가지며, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 부는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(별도의 처리 회로)를 이용해도 된다. 묘화 제어부(30), 패턴 면적 밀도 분포 연산부(31), 도스량 분포 산출부(32), 조사 강도 산출부(33), 포깅 전자량 분포 산출부(34), 대전량 분포 산출부(35), 위치 이탈량 분포 연산부(36), 대전 파라미터 취득부(37), 샷 데이터 생성부(41), 및 조사량 변조부(47)에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는, 그때마다 메모리(141)에 기억된다.
여기서, 도 27에서는, 실시 형태 4를 설명함에 있어서 필요한 구성을 기재하고 있다. 묘화 장치(300)에 있어서, 통상, 필요한 그 밖의 구성을 구비하고 있어도 상관없다.
성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, y 방향의 p 열 × x 방향의 q 열(p, q≥2)의 홀이 소정의 배열 피치로 매트릭스 형상으로 형성되어 있다. 예를 들면, 가로 세로(x, y 방향)로 512×512 열의 홀이 형성된다. 각 홀은, 모두 같은 치수 형상의 직사각형으로 형성된다. 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)는, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 매트릭스 형상으로 형성된 복수의 홀에 대응하는 위치에, 멀티 빔의 각각의 빔의 통과용의 통과 홀이 개구된다. 그리고, 각 통과 홀의 근방 위치에, 해당하는 통과 홀을 사이에 두고, 1 단위로서 블랭커라고 하는, 블랭킹 편향용의 제어 전극과 대향 전극의 조가 각각 배치된다. 또한, 각 통과 홀의 근방에는, 제어 전극으로 편향 전압을 인가하는 제어 회로가 배치된다. 대향 전극은 그라운드 접속된다. 각 통과 홀을 통과하는 전자 빔은, 각각 독립적으로 쌍이 되는 제어 전극과 대향 전극의 조로 인가되는 전압에 의하여 편향된다. 이러한 편향에 의하여 블랭킹 제어된다. 멀티 빔 중의 대응 빔을 각각 블랭킹 편향한다. 통과 홀마다 배치되는 제어 전극과 대향 전극의 조와, 그 제어 회로에 의하여, 개별 블랭킹 기구가 구성된다. 이와 같이, 복수의 블랭커가, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 홀을 통과한 멀티 빔 중, 각각 대응하는 빔의 블랭킹 편향을 행한다.
실시 형태 4에서는, 상술한 개별 블랭킹 제어용의 각 제어 회로에 의한 빔 ON/OFF 제어를 이용하여, 각 빔의 블랭킹 제어를 행한다. 실시 형태 4에 있어서의 묘화 동작은, 상술한 바와 같이, 스트라이프 영역마다 진행된다.
전자 총(201)으로부터 방출된 전자 빔(200)은, 조명 렌즈(202)에 의하여 거의 수직으로 성형 애퍼처 어레이 기판(203) 전체를 조명한다. 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에는, 직사각형의 복수의 홀이 형성되며, 전자 빔(200)은, 모든 복수의 홀이 포함되는 영역을 조명한다. 전자 빔(200)으로 조사된 복수의 홀에 의하여 복수의 전자 빔(멀티 빔)(21)이 형성된다. 멀티 빔(21)의 각 빔은, 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 각 홀을 통과하는 전자에 의하여 형성된다. 홀은, 이러한 성형 애퍼처 어레이 기판(203)에 형성되며, 각 홀은, 예를 들면, 직사각형 형상이다. 이러한 멀티 빔(21)은, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 각각 대응하는 블랭커(개별 블랭킹 기구) 내를 통과한다. 이러한 블랭커는, 편향 제어 회로(130) 및 개별 블랭킹 기구의 제어 회로에 의하여 제어되고, 각각, 적어도 개별적으로 통과하는 멀티 빔(21)의 대응 빔을 설정된 묘화 시간(조사 시간)은 빔 ON, OFF의 상태를 유지한다. 바꾸어 말하면, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)는, 멀티 빔의 조사 시간을 제어한다.
블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)를 통과한 멀티 빔(21)은, 축소 렌즈(205)에 의하여 축소되고, 제한 애퍼처 부재(206)에 형성된 중심의 홀을 향하여 나아간다. 여기서, 멀티 빔(21) 중, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 블랭커에 의하여 편향된 빔은, 제한 애퍼처 부재(206)의 중심의 홀로부터 위치가 이탈되고, 제한 애퍼처 부재(206)에 의하여 차폐된다. 한편, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)의 블랭커에 의하여 편향되지 않은 나머지의 빔은, 도 27에 나타내는 바와 같이, 제한 애퍼처 부재(206)의 중심의 홀을 통과한다. 이와 같이, 제한 애퍼처 부재(206)는, 개별 블랭킹 기구에 의하여 빔 OFF의 상태가 되도록 편향된 각 빔을 차폐한다. 그리고, 빔 ON이 되고 나서 빔 OFF가 될 때까지 형성된, 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 각 빔에 의하여, 1 회분의 샷의 각 빔이 형성된다.
제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 멀티 빔(21)은, 대물 렌즈(207)에 의하여 초점이 맞추어져, 원하는 축소율의 패턴상이 되고, 편향기(208) 및 편향기(209)에 의하여 일괄 편향되어, 각 빔의 시료(101) 상의 각각의 조사 위치에 조사된다. 편향기(208)는, DAC 앰프 유닛(134)으로부터의 편향 전압에 의하여 제어된다. 편향기(209)는 DAC 앰프 유닛(132)으로부터의 편향 전압에 의하여 제어된다. 제한 애퍼처 부재(206)를 통과한 각 빔(멀티 빔(21) 전체)은, 편향기(208) 및 편향기(209)에 의하여, 동 방향으로 한꺼번에 편향된다.
또한, 예를 들면, XY 스테이지(105)가 연속 이동하고 있을 때, 빔의 조사 위치가 XY 스테이지(105)의 이동에 추종하도록 편향기(208)에 의하여 제어된다. 한 번에 조사되는 멀티 빔(21)은, 이상적으로는 성형 애퍼처 어레이 기판(203)의 복수의 홀의 배열 피치에, 상술한 원하는 축소율을 곱한 피치로 배열되게 된다. 이와 같이, 전자 경통(102)(컬럼)은, 멀티 빔을 시료(101) 상에 조사한다.
XY 스테이지(105)는 스테이지 제어 기구(138)에 의하여 구동된다. 그리고, XY 스테이지(105)의 위치는, 스테이지 위치 측정기(139)에 의하여 검출된다. 스테이지 위치 측정기(139)에는, 예를 들면, 미러(210)에 레이저를 조사하고, 입사광과 반사광의 레이저 간섭에 기초하여 위치를 측정하는 레이저 측장 장치가 포함된다.
그밖에, 도시하지 않은 정전 렌즈에 의하여, 시료(101)면의 요철에 대응하여, 동적으로 멀티 빔(21)의 초점 위치를 보정해도 된다.
도 28은, 실시 형태 4에 있어서의 멀티 빔의 조사 영역과 묘화 대상 화소와의 일예를 나타내는 도면이다. 도 28에서, 스트라이프 영역(332)은, 예를 들면, 멀티 빔의 빔 사이즈로 메쉬 형상의 복수의 메쉬 영역으로 분할된다. 이러한 각 메쉬 영역이, 묘화 대상 화소(336)가 된다. 묘화 대상 화소(336)의 사이즈는, 빔 사이즈로 한정되는 것은 아니며, 빔 사이즈와는 관계없이 임의의 크기로 구성되는 것이어도 상관없다. 예를 들면, 빔 사이즈의 1/n(n는, 1 이상의 정수)의 사이즈로 구성되어도 상관없다. 도 28의 예에서는, 시료(101)의 묘화 영역이, 예를 들면, y 방향으로, 1 회의 멀티 빔(21)의 조사로 조사 가능한 조사 영역(334)의 사이즈와 실질적으로 같은 폭 사이즈로 복수의 스트라이프 영역(332)으로 분할된 경우를 나타내고 있다. 또한, 스트라이프 영역(332)의 폭은, 이에 한정되는 것은 아니다. 조사 영역(334)의 n 배(n는, 1 이상의 정수)의 사이즈이면 바람직하다. 그리고, 조사 영역(334) 내에, 1 회의 멀티 빔(21)의 샷으로 조사 가능한 복수의 화소(328)가 표시되어 있다. 바꾸어 말하면, 이웃하는 화소(328) 간의 피치가 멀티 빔의 각 빔 간의 피치가 된다. 도 28의 예에서는, 화소(328) 간의 피치는, 멀티 빔의 시료(101)면 상에서의 각 피치이기도 하며, 예를 들면, 화소의 4 배의 크기이다. 화소(328) 간의 피치를 채우는 화소의 그룹에서 1 개의 서브 조사 영역(329)을 구성한다. 도 28의 예에서는, 각 서브 조사 영역(329)은, 4×4 화소로 구성되는 경우를 나타내고 있다.
예를 들면, 편향기(208)에 의하여, 조사 영역(334)이 시료(101) 상의 1 점으로 고정(트래킹 고정)되면, 서브 조사 영역(329) 내의 행 혹은 열을 대응하는 빔이 편향기(209)에 의하여 시프트되면서 각 샷을 행한다. 그리고, 서브 조사 영역(329) 내의 행 혹은 열의 화소(336)군의 조사가 종료되면, 트래킹을 리셋하고, 조사 영역(334)을, 예를 들면, 1 화소(336)분 이탈시켜 다시 고정한다. 그 때, 서브 조사 영역(329)을 담당하는 빔은, 전회의 빔과는 상이한 빔이 이용되도록 제어된다. 이러한 동작을 반복함으로써, 스트라이프 영역(332) 내의 모든 화소(336)가 조사 대상이 된다. 그리고, 필요한 화소(336)에 멀티 빔 중 어느 한 빔을 조사함으로써, 전체적으로 원하는 도형 패턴을 묘화하게 된다.
도 29는, 실시 형태 4에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예의 잔부를 나타내는 플로우차트도이다. 도 29에서, 편향 위치 보정 공정(S112) 대신에 조사량 변조 공정(S113)을 실시하는 점 이외는, 도 24와 같다. 또한, 실시 형태 4에서는, 도 23의 묘화 방법의 요부 공정의 일예의 일부의 플로우차트도를 적용한다.
고정 전위 인가 공정(S90)으로부터 위치 이탈량 분포(p(x, y)) 연산 공정(S110)까지의 각 공정의 내용은, 시료(2)를 시료(101)로 바꿔 읽고, 전극 기판(20)을 전극 기판(220)으로 바꿔 읽음에 있어서, 실시 형태 3과 같다.
실시 형태 3에서는, 위치 이탈을 보정하기 위하여, 샷 데이터로 정의되는 각 샷 도형의 조사 위치를 보정하고, 보정된 위치로 편향하도록 편향량을 연산하였다. 한편, 실시 형태 4에서는, 멀티 빔(21)을 이용하여, 필요한 화소(336)로의 빔 조사의 유무 및 조사량의 조정에 의하여 패턴 형성한다. 또한, 빔 편향은 편향기(208, 209)를 사용하여 멀티 빔 전체에서 일괄 편향한다. 그 때문에, 개별의 빔의 편향 위치를 보정하는 것은 곤란하다. 이에, 실시 형태 4에서는, 대전에 기인하여 위치 이탈되는 화소(336) 및 그 화소(336)의 주변의 화소의 조사량을 변조함으로써, 조사 후에 형성되는 조사 패턴(화소 패턴)의 위치를 보정한다.
여기서, 샷 데이터 생성부(41)는, 각 화소(336)로의 조사 시간을 연산한다. 조사 시간은, 도스량 분포(D(x, y))로 정의되는 도스량을 전류 밀도(J)로 나눔으로써 구할 수 있다.
조사량 변조 공정(S113)으로서, 조사량 변조부(47)는, 위치 이탈량 분포(위치 이탈 맵)가 나타내는 위치 이탈량을 참조하여, 멀티 빔(21)이 조사된 결과, 보정해야 할 조사 위치에 조사 패턴이 형성되도록, 멀티 빔 중 대응 빔이 조사되는 화소(336)와, 그 주변의 화소에 조사하는 각각의 조사량을 변조한다.
도 30 및 도 31은, 실시 형태 4에 있어서의 위치 이탈 보정 방법의 일예를 설명하기 위한 도면이다. 도 30의 예에서는, 좌표 (x, y)의 화소에 조사된 빔(a')이 +x, +y 방향으로 위치 이탈을 일으킨 경우를 나타내고 있다. 이러한 위치 이탈이 생기고 있는 빔(a')에 의하여 형성되는 패턴의 위치 이탈을, 도 31과 같이, 좌표 (x, y)의 화소에 맞는 위치로 보정하려면, 이탈된 분의 조사량을, 이탈된 주위의 화소의 방향과는 반대측의 화소로 분배함으로써 보정할 수 있다. 도 30의 예에서는, 좌표 (x, y+1)의 화소로 이탈된 분의 조사량은, 좌표 (x, y-1)의 화소로 분배되면 된다. 좌표 (x+1, y)의 화소로 이탈된 분의 조사량은, 좌표 (x-1, y)의 화소로 분배되면 된다. 좌표 (x+1, y+1)의 화소로 이탈된 분의 조사량은, 좌표 (x-1, y-1)의 화소로 분배되면 된다.
조사량 변조부(47)는, 해당 화소((x, y))의 빔의 위치 이탈에 의한 이탈된 면적의 비율에 따라, 해당 화소((x, y))의 빔의 변조율과, 해당 화소((x, y))의 주위의 화소((x, y-1)(x-1, y)(x-1, y-1))의 빔의 변조율을 연산한다. 구체적으로는, 조사량 변조부(47)는, 주위의 화소마다 빔 면적 전체로 나눈 이탈된 분의 비율을 연산하여, 해당하는 화소에 조사되는 양으로부터, 상기 분배량과 동일량의 조사량을 취출하여, 중첩된 화소와는 반대측에 위치하는 화소로 할당한다.
도 30의 예에 있어서, 좌표 (x, y+1)의 화소로 이탈된 면적비는, (x 방향 빔 사이즈 - x방향 이탈량) × y 방향 이탈량 / (x 방향 빔 사이즈 × y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다. 따라서, 보정을 위하여 좌표 (x, y-1)의 화소로 분배하기 위한 분배량(U)은, (x 방향 빔 사이즈 - x방향 이탈량) × y 방향 이탈량 / (x 방향 빔 사이즈 × y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다.
도 30의 예에서, 좌표 (x+1, y+1)의 화소로 이탈된 면적비는, x 방향 이탈량 × y 방향 이탈량 / (x 방향 빔 사이즈 × y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다. 따라서, 보정을 위하여 좌표 (x-1, y-1)의 화소로 분배하기 위한 분배량(V)은, x 방향 이탈량 × y 방향 이탈량 / (x 방향 빔 사이즈 × y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다.
도 30의 예에서, 좌표 (x+1, y)의 화소로 이탈된 면적비는, x 방향 이탈량 × (y 방향 빔 사이즈 - y 방향 이탈량) / (x 방향 빔 사이즈 × y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다. 따라서, 보정을 위하여 좌표 (x-1, y)의 화소로 분배하기 위한 분배량(W)은, x 방향 이탈량 ×(y 방향 빔 사이즈 - y 방향 이탈량) / (x 방향 빔 사이즈 × y 방향 빔 사이즈)로 연산할 수 있다.
그 결과, 분배되지 않고 남은 분이 되는, 좌표 (x, y)의 화소의 빔의 변조율(D)은, 1-U-V-W로 연산할 수 있다.
그리고, 조사량 변조부(47)는, 얻어진 변조율을 대응하는 화소의 조사량(조사 시간)을 곱함으로써, 화소(336)의 조사량 변조를 행한다.
고정 전위 인가 공정(S114)으로서, 전위 인가 회로(48)는, 시료(101)에 대하여 전극 기판(220)이 양의 고정 전위가 되도록, 시료(101) 혹은 전극 기판(220)으로 정전압을 인가한다. 여기에서는, 예를 들면, 시료(101)가 어스 접속된 상태에서, 전극 기판(220)으로 양의 전압을 인가한다. 이에 의하여, 시료(101)에 대하여 전극 기판(220)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장을 형성할 수 있다.
묘화 공정(S116)으로서, 전자 경통(102)(컬럼)은, 대상 화소(336)와 해당 화소(336)의 주변의 화소(336)로 각각 변조된 조사량의 빔을 조사한다. 이에 의하여, 묘화 기구(350)는, 시료(101)에 대하여 전극 기판(220)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태에서, 시료(101)의 대전 보정된 위치에 패턴을 묘화한다.
또한, 상술한 예에서는, 전극 기판(220)에는, 전위 인가 회로(48)로부터 양의 전압이 인가되고, 시료(101)가 GND 전위가 되도록, 도시하지 않은 기판 커버(222)의 핀을 통하여 어스 접속된다.
상술한 바와 같이, 전극 기판(220)이 GND 전위가 되도록 어스 접속되고, 시료(101)에는, 기판 커버(222)의 핀을 통하여 전위 인가 회로(48)로부터 음의 전압이 인가되도록 구성해도 된다.
또한, 도 9에서 설명한 것과 마찬가지로, 정전 렌즈(25)의 전계의 영향 범위에 전극 기판(220)과 시료(101)의 사이의 전기장이 포함되지 않는 위치에, 정전 렌즈(25)를 배치해도 된다. 바꾸어 말하면, 전극 기판(220)과 시료(101)의 사이의 전기장에 영향을 주지 않는 정도로 상류에 정전 렌즈(25)를 배치한다. 더 바꾸어 말하면, 정전 렌즈(25)에 의한 전기장이 충분히 감쇠된 위치에 전극 기판(220)이 배치된다. 그리고, 시료(101)면의 요철에 따라, 정전 렌즈(25)로 다이나믹 포커스를 행해도 바람직하다.
또한, 전극 기판(220) 대신에, 상술한 대물 렌즈의 폴 피스(20a), 상술한 도전성의 반사 전자 방지판(20b), 상술한 도전성의 열 실드 기구(20C), 상술한 도전성의 대물 렌즈 보지 부재(20d), 혹은 상술한 도전성의 통 형상 전극(20E)을 이용해도 상관없음은 말할 필요도 없다.
또한, 도 17에서 설명한 바와 같이, 전극 기판(220)과 시료(101)의 사이에, 시료(101)와 동 전위가 되도록 제어된 전극 기판(29)을 배치해도 된다.
이상과 같이, 실시 형태 4에 의하면, 멀티 전자 빔 묘화에 있어서, 방출된 2 차 전자 등의 시료(101)로의 되돌림을 억제하면서, 대전량에 기인한 전자 빔의 위치 이탈을 보정할 수 있다.
[실시 형태 5]
실시 형태 5에서는, 방출된 2 차 전자 등의 시료로의 되돌림을 억제하면서, 멀티 전자 빔의 어레이 형상을 보정하는 구성에 대하여 설명한다. 이하, 특별히 설명하는 점 이외의 내용은, 실시 형태 4와 같다.
도 32는, 실시 형태 5에 있어서의 묘화 장치의 구성의 일예를 나타내는 구성도이다. 도 32에서, 축소 렌즈(205)와 대물 렌즈(207)의 사이에, 4 극자 렌즈(212)를 배치한 점, 및 제어 계산기(110) 내에 추가로 어레이 파라미터 취득부(39)를 배치한 점 이외에는, 도 27과 같다.
묘화 제어부(30), 패턴 면적 밀도 분포 연산부(31), 도스량 분포 산출부(32), 조사 강도 산출부(33), 포깅 전자량 분포 산출부(34), 대전량 분포 산출부(35), 위치 이탈량 분포 연산부(36), 대전 파라미터 취득부(37), 어레이 파라미터 취득부(39), 샷 데이터 생성부(41), 및 조사량 변조부(47)라고 하는 각 부는, 처리 회로를 가지며, 그 처리 회로에는, 전기 회로, 컴퓨터, 프로세서, 회로 기판, 양자 회로, 혹은, 반도체 장치 등이 포함된다. 또한, 각 부는, 공통되는 처리 회로(동일한 처리 회로)를 이용해도 된다. 혹은, 상이한 처리 회로(별도의 처리 회로)를 이용해도 된다. 묘화 제어부(30), 패턴 면적 밀도 분포 연산부(31), 도스량 분포 산출부(32), 조사 강도 산출부(33), 포깅 전자량 분포 산출부(34), 대전량 분포 산출부(35), 위치 이탈량 분포 연산부(36), 대전 파라미터 취득부(37), 어레이 파라미터 취득부(39), 샷 데이터 생성부(41), 및 조사량 변조부(47)에 필요한 입력 데이터 혹은 연산된 결과는, 그때마다 메모리(141)에 기억된다.
4 극자 렌즈(212)는, 4 개의 전극으로 구성되는 정전형의 4 극자 렌즈, 혹은, 각각 코일을 가지는 4 개의 자극으로 구성되는 자계형의 4 극자 렌즈여도 바람직하다.
도 33은, 실시 형태 5에 있어서의 묘화 방법의 요부 공정의 일예를 나타내는 플로우차트도이다. 도 33에서, 실시 형태 5에 있어서의 묘화 방법은, 고정 전위 인가 공정(S90)과, 빔 선택 공정(S120)과, 마크 스캔 공정(S122)과, 어레이 형상 측정 공정(S124)과, 어레이 형상 보정 파라미터 취득 공정(S126)과, 고정 전위 인가 공정(S128)과, 묘화 공정(S129)이라고 하는 일련의 공정을 실시한다.
상술한 바와 같이, 전극 기판(220)과 시료(101)의 사이에 전기장이 형성된 상태에서 구조물이 존재하며, 특히, 구조물이 시료(101)의 일부와 중첩되는 경우, 시료(101) 표면의 전위는 일정한 값으로는 되지 않고, 시료(101)면 상에 전위 분포를 발생시킨다. 이에 의하여, 멀티 빔(21)의 조사 위치에 위치 이탈이 생길 수 있다. 이러한 위치 이탈은, 멀티 빔(21)의 어레이 형상의 왜곡에 기인하여 생기는 것으로서 파악할 수 있다. 이에, 실시 형태 5에서는, 멀티 빔(21)의 어레이 형상의 왜곡을 보정함으로써, 이러한 위치 이탈을 보정한다.
고정 전위 인가 공정(S90)으로서, 전위 인가 회로(48)는, 시료(101)에 대하여 전극 기판(220)이 양전위가 되기 위한 일정한 값으로 설정된 전위를, 시료(101) 혹은 전극 기판(220)으로 인가한다. 여기에서는, 예를 들면, 시료(101)가 어스 접속된 상태에서, 전극 기판(220)으로 양전위를 인가한다. 이에 의하여, 시료(101)에 대하여 전극 기판(220)이 양전위가 되는 전기장을 형성할 수 있다.
빔 선택 공정(S120)으로서, 멀티 빔(21)을 인접하는 복수의 빔마다 복수의 그룹을 설정하여, 사용하는 그룹의 복수의 빔을 선택한다. 예를 들면, 512×512 개의 멀티 빔(21)이 형성되는 경우, 그룹마다, 예를 들면, 32×32 개의 빔군을 설정한다. 빔 수는 적절히 설정하면 된다. 예를 들면, 빔 어레이 영역을 5×5의 그리드로 분할하여, 각 그리드를 조사하는 위치의 빔을 중심으로 각각 그룹을 형성한다.
빔 선택은, 블랭킹 애퍼처 어레이 기구(204)를 이용하여 행한다. 선택하는 빔군을 빔 ON으로, 나머지 빔을 빔 OFF로 설정하면 된다.
마크 스캔 공정(S122)으로서, 우선, 마크(224)의 중심이 편향기(209)의 편향 중심에 위치하도록 XY 스테이지(105)를 이동시킨다. 예를 들면, 마크(224)의 중심이 멀티 빔(21)의 궤도 중심 축에 위치하도록 XY 스테이지(105)를 이동시킨다.
묘화 기구(350)는, 시료(101)에 대하여 전극 기판(220)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태에서, 편향기(209)를 이용하여, 마크 상의 십자 패턴이 선택된 빔군으로 주사(스캔)한다. 그 때, 마크(224)로부터 방출된 2 차 전자를 검출기(226)로 검출한다. 각 위치에서 검출된 정보는, 도시하지 않은 검출 회로를 통하여 제어 계산기(110)로 출력된다.
선택되는 빔군의 그룹을 바꾸면서, 빔 선택 공정(S120)과, 마크 스캔 공정(S122)을 반복한다.
어레이 형상 측정 공정(S124)으로서, 묘화 제어부(30)는, 검출된 복수의 십자 패턴의 각 위치를 산출하고, 고정 전위가 시료(101) 혹은 전극 기판(220)으로 인가된 상태에서의 멀티 빔(21)의 어레이 형상을 측정한다.
도 34는, 실시 형태 5에 있어서의 어레이 형상의 일예를 나타내는 도면이다. 도 34에서는, 설계 상의 각 위치에, 측정된 각 위치(태선)를 중첩하여 나타내고 있다. 시료(101)면 상의 전위 분포에 의하여, 도 34에 나타내는 바와 같이, 멀티 빔(21)의 어레이 형상에 왜곡이 생김을 알 수 있다.
어레이 형상 보정 파라미터 취득 공정(S126)으로서, 어레이 파라미터 취득부(39)(보정 회로의 다른 일예)는, 멀티 빔(21)의 빔 어레이 형상의 이탈을 보정함으로써 멀티 빔(21)의 위치 이탈을 보정한다. 그 때문에, 어레이 파라미터 취득부(39)는, 멀티 빔(21)의 어레이 형상을 설계 상의 어레이 형상(직사각형)으로 보정하기 위한 파라미터를 산출한다. 구체적으로는, 멀티 빔상의 회전량의 회전량과 멀티 빔상의 x, y 방향 신축량의 조정을 행하는 파라미터를 산출한다. 멀티 빔(21)의 어레이 형상의 보정은, 4 극자 렌즈(212)와 대물 렌즈(207)와의 렌즈 작용을 조정함으로써 행해진다. 따라서, 4 극자 렌즈(212)와 대물 렌즈(207)와의 여자값을 보정하기 위한 파라미터를 산출한다.
4 극자 렌즈(212)에서는, 4 개의 전극 중, 예를 들면, x 방향으로 배열되는일방의 대향하는 2 개의 전극의 조( 組 )가 양극(혹은 음극)이 되도록 전압을 인가하고, y 방향으로 배열되는 타방의 대향하는 2 개의 전극의 조가 음극(혹은 양극)이 되도록 전압을 인가함으로써, 빔 어레이 형상의 x, y 방향 사이즈를 조정한다. 빔 어레이가 양극으로 끌어당겨짐으로써, x 방향으로 확장되고, 음극에 의하여 압축됨으로써, y 방향으로 수축된 형상으로 조정된다. 또한, 대물 렌즈(207) 혹은 다른 전자기 렌즈로 상( 像 )의 회전량을 조정한다. 취득된 파라미터는, 도시하지 않은 렌즈 제어 회로로 출력되어 설정된다.
이러한 공정까지가, 묘화 처리의 전 처리로서 실시된다. 이어서, 실제로 패턴을 묘화하기 위한 시료(101)가 XY 스테이지(105)에 배치된다. 그리고, 묘화 처리가 개시된다.
고정 전위 인가 공정(S128)으로서, 전위 인가 회로(48)는, 시료(101)에 대하여 전극 기판(220)이 양전위가 되기 위한 일정한 값으로 설정된 전위를 시료(101) 혹은 전극 기판(220)으로 인가한다. 여기에서는, 예를 들면, 시료(101)가 어스 접속된 상태에서, 전극 기판(220)으로 양전위를 인가한다. 이에 의하여, 시료(101)에 대하여 전극 기판(220)이 양전위가 되는 전기장을 형성할 수 있다.
여기서, 샷 데이터 생성부(41)는, 각 화소(336)로의 조사 시간을 연산한다.
묘화 공정(S129)으로서, 묘화 기구(350)는, 시료(101)에 대하여 전극 기판(220)이 양전위가 되는, 변동하지 않는 고정된 전기장이 형성된 상태에서, 빔 어레이 형상이 보정된 멀티 빔(21)을 이용하여 시료(101)에 패턴을 묘화한다.
이상과 같이, 실시 형태 5에 의하면, 멀티 전자 빔 묘화에 있어서, 방출된 2 차 전자 등의 시료로의 되돌림을 억제하면서, 빔 어레이 형상을 보정함으로써, 멀티 빔(21)의 위치 이탈을 보정할 수 있다.
이상, 구체적인 예를 참조하면서, 실시 형태에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은, 이러한 구체적인 예로 한정되는 것은 아니다.
또한, 장치 구성 또는 제어 수법 등, 본 발명의 설명에 직접 필요하지 않은 부분 등에 대해서는 기재를 생략하였으나, 필요해지는 장치 구성 또는 제어 수법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다. 예를 들면, 묘화 장치(100, 300)를 제어하는 제어부 구성에 대해서는, 기재를 생략하였으나, 필요해지는 제어부 구성을 적절히 선택하여 이용하는 것은 말할 필요도 없다.
그밖에, 본 발명의 요소를 구비하여, 당업자가 적절히 설계 변경할 수 있는 모든 전자 빔 묘화 장치 및 전자 빔 묘화 방법은, 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명의 실시 형태는, 전자 빔 묘화 장치 및 전자 빔 묘화 방법에 따르며, 예를 들면, 멀티 빔 묘화에서 생기는 위치 이탈의 보정 수법에 이용할 수 있다.
1 : 전자 경통
2 : 시료
3 : XY 스테이지
4 : 미러
5 : 전자 총
6 : 전자 빔
7 : 조명 렌즈
8 : 제1 성형 애퍼처 기판
9 : 투영 렌즈
10 : 편향기
11 : 제2 성형 애퍼처 기판
12 : 대물 렌즈
13 : 편향기
14 : 묘화실
15 : 유출구
16 : 유입구
17 : 유로
18 : 마크
19 : 검출기
20 : 전극 기판
21 : 멀티 빔
22 : 기판 커버
20b : 반사 전자 방지판
20C : 열 실드 기구
20d : 대물 렌즈 보지 부재
20E : 통 형상 전극
27 : 균열판
28 : 냉각관
29 : 전극 기판
30 : 묘화 제어부
31 : 패턴 면적 밀도 분포 연산부
32 : 도스량 분포 산출부
33 : 조사 강도 산출부
34 : 포깅 전자량 분포 산출부
35 : 대전량 분포 산출부
36 : 위치 이탈량 분포 연산부
37 : 대전 파라미터 취득부
39 : 어레이 파라미터 취득부
40 : 위치 이탈 보정 맵 작성부
41 : 샷 데이터 생성부
42 : 위치 이탈 보정부
43 : 성형 편향기 제어부
44 : 대물 편향기 제어부
45 : 스테이지 위치 검출 기구
46 : 스테이지 제어 기구
47 : 조사량 변조부
48 : 전위 인가 회로
49 : 정전 렌즈 제어 회로
50 : 편향 감도 측정부
52 : 편향 감도 파라미터 취득부
100 : 묘화 장치
101 : 시료
102 : 전자 경통
103 : 묘화실
105 : XY 스테이지
110 : 제어 계산기
112 : 메모리
130 : 편향 제어 회로
132, 134 : DAC 앰프 유닛
138 : 스테이지 제어 기구
139 : 스테이지 위치 측정기
140, 142 : 기억 장치
141 : 메모리
146 : 외부 I/F 회로
150 : 묘화 기구
160 : 제어계 회로
201 : 전자 총
202 : 조명 렌즈
203 : 성형 애퍼처 어레이 기판
204 : 블랭킹 애퍼처 어레이 기구
205 : 축소 렌즈
206 : 제한 애퍼처 부재
207 : 대물 렌즈
208, 209 : 편향기
210 : 미러
212 : 4 극자 렌즈
220 : 전극 기판
222 : 기판 커버
224 : 마크
226 : 검출기
300 : 묘화 장치
350 : 묘화 기구
360 : 제어계 회로

Claims (12)

  1. 전자 빔을 방출하는 방출원과,
    상기 전자 빔을 이용하여 패턴이 묘화되는 시료를 재치하는 스테이지와,
    상기 스테이지에 상기 시료가 재치된 때에 상기 시료의 상류가 되도록 배치되고, 상기 시료에 대하여 양의 고정 전위로 설정되는 전위 규정 부재와,
    상기 전위 규정 부재가 상기 고정 전위가 되도록 상기 시료 혹은 상기 전위 규정 부재로 전압을 인가하는 전위 인가 회로와,
    상기 전위 규정 부재가 상기 고정 전위의 상태에서, 상기 시료가 전자 빔으로 조사된 경우에 생기는 상기 시료 면 상에서의 상기 전자 빔의 위치 이탈을 보정하는 보정 회로를 구비한 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전위 규정 부재의 상류에만, 묘화 중에 가변하는 전위가 인가되는 전극이 배치되는 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 보정 회로는, 상기 전위 규정 부재가 상기 고정 전위의 상태에서 상기 시료 면에 형성되는 전위 분포에 기인하는 상기 위치 이탈을 보정하는 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전위 분포를 발생시키는 구조물을 더 구비한 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 시료의 표면에는 레지스트가 도포되어 있고,
    상기 보정 회로는, 상기 레지스트의 대전에 기인하는 상기 위치 이탈을 보정하는 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시료는, 멀티 전자 빔으로 조사되고,
    상기 보정 회로는, 상기 멀티 전자 빔의 빔 어레이 형상의 이탈을 보정함으로써 상기 위치 이탈을 보정하는 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 전자 빔을 상기 시료 상으로 편향하는 편향기를 더 구비하고,
    상기 보정 회로는, 상기 전자 빔의 편향 감도를 보정함으로써 상기 위치 이탈을 보정하는 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 시료와 상기 전위 규정 부재와의 사이에 배치되고, 상기 시료와 동 전위로 제어되는 다른 전위 규정 부재를 더 구비한 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    자기장을 발생시키고, 상기 전자 빔을 상기 시료 면에 결상하는 대물 렌즈를 더 구비하고,
    상기 전위 규정 부재는, 상기 대물 렌즈의 내주측에 있어서, 상기 대물 렌즈보다 상기 시료 측의 높이 위치로부터 상기 대물 렌즈의 자기장의 강도가 역치 이하가 되는 높이 위치까지 연장되는 면을 가지는 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 전위 규정 부재로서, 중앙부에 상기 전자 빔이 통과하는 개구부가 형성된 전극 기판이 이용되는 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 전위 규정 부재로서, 상기 전자 빔을 상기 시료 면에 결상하는 대물 렌즈의 폴 피스가 이용되는 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 장치.
  12. 스테이지에 재치된 시료의 상류에 배치된 전위 규정 부재가, 상기 시료에 대하여 양의 고정 전위가 되도록, 상기 시료 혹은 상기 전위 규정 부재로 정전압을 인가하고,
    상기 전위 규정 부재가 상기 고정 전위의 상태에서, 상기 시료가 전자 빔으로 조사된 경우에 생기는 상기 시료 면 상에서의 상기 전자 빔의 위치 이탈을 보정하고,
    상기 전자 빔을 이용하여 상기 시료에 패턴을 묘화하는 것을 특징으로 하는, 전자 빔 묘화 방법.
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