TW201447958A - 帶電粒子束照射位置的校正程式、帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置、帶電粒子束照射系統、帶電粒子束照射位置的校正方法 - Google Patents

帶電粒子束照射位置的校正程式、帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置、帶電粒子束照射系統、帶電粒子束照射位置的校正方法 Download PDF

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Abstract

本發明的問題在於提供一種帶電粒子束照射位置的校正程式、帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置、帶電粒子束照射系統、帶電粒子束照射位置的校正方法，其可正確地校正帶電粒子束的照射位置，以提高描繪圖案的位置精準度。為了解決此問題，本發明提供一種電子束的照射位置的校正程式，該校正程式使控制部22作為以下手段來發揮功能：電荷密度分布運算手段，其將光阻劑的帶電情況，代換成光阻劑R和遮罩基板M的界面處的面電荷，並運算被代換過的面電荷的電荷密度分布；軌道運算手段，其基於電荷密度分布，運算帶電粒子的軌道；誤差量運算手段，其基於帶電粒子的軌道，運算電子束的照射位置的誤差量；及，照射位置校正量運算手段，其基於誤差量，運算電子束的照射位置的校正量。

Description

帶電粒子束照射位置的校正程式、帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置、帶電粒子束照射系統、帶電粒子束照射位置的校正方法
本發明關於帶電粒子束照射位置的校正程式、帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置、帶電粒子束照射系統、帶電粒子束照射位置的校正方法。
先前，在使用帶電粒子束之微影等的描繪步驟中，會有以下的情況發生：塗佈在被加工體的表面上的光阻劑因帶電粒子束的照射而帶電，且因為此帶電情況使帶電粒子束的軌道歪曲，而在照射位置上產生誤差。因此，這會成為降低要形成在被加工體上的描繪圖案的位置精準度的主要原因。
為了抑制這樣的誤差，例如提案有一種技術，是從描繪圖案來預測被加工體的帶電分布，並將該帶電分布與響應函數(也就是相對於單一個單位帶電量的圖案偏移量)的捲積作為照射位置的誤差量，然後從該誤差量來運算照射位置的校正量(例如專利文獻1)。
但是，在電磁學上，雖然對於電場或電位的重疊定理會成立，但對於空間中的帶電粒子的位置函數，重疊定理無法 成立，因此上述從帶電分布與響應函數的捲積來求出誤差量的運算，有時無法正確地得到其運算結果。
又，也有想到基於所預測到的帶電分布，遵照電磁學來運算帶電粒子束的軌道，並運算照射位置的校正量及誤差量的方法。但此情況下仍有以下問題：隨著帶電粒子束接近被加工體的帶電場所，電場強度會趨近無限大，超出計算機的性能而陷入無法計算的狀態，因此無法運算帶電場所中的誤差量和校正量等。
[先前技術文獻]
(專利文獻)
專利文獻1：日本特開2007-324175號公報。
本發明的問題在於提供一種帶電粒子束照射位置的校正程式、帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置、帶電粒子束照射系統、帶電粒子束照射位置的校正方法，其可正確地校正帶電粒子束的照射位置，以提高描繪圖案的位置精準度。
本發明，根據以下的解決手段來解決前述問題。此外，為了便於理解而附加上與本發明的實施形態對應的符號來進行說明，但並不限定於此。又，附加上符號來進行說明的構成，可對其作適當的改良，又亦能夠以其他構成物來代替至少一部分的構成。
第1發明是一種帶電粒子束照射位置的校正程式， 其校正要被照射到塗佈有光阻劑(R)的被加工體(M)上的帶電粒子束的照射位置，且該校正程式使電腦(22)作為以下手段來發揮功能：電荷密度分布運算手段，其將因前述帶電粒子束的照射所導致的前述光阻劑的帶電情況，代換成前述光阻劑和前述被加工體的界面處的面電荷，並運算被代換過的面電荷的個別網格(A)的電荷密度分布；軌道運算手段，其基於前述電荷密度分布，運算從前述帶電粒子束的發射位置到前述光阻劑的表面為止的帶電粒子的軌道；誤差量運算手段，其基於運算出來的前述軌道，運算前述帶電粒子束的照射位置的誤差量；及，照射位置校正量運算手段，其基於運算出來的前述誤差量，運算前述帶電粒子束的照射位置的校正量。
第2發明是針對第1發明的帶電粒子束射照射位置的校正程式，其中，前述軌道運算手段，僅基於前述電荷密度分布中，由前述帶電粒子束已照射完畢的區域所產生的電荷密度，來運算前述軌道。
第3發明是針對第1發明或第2發明的帶電粒子束射照射位置的校正程式，其中，前述電荷密度分布運算手段，在前述光阻劑(R)被照射複數次帶電粒子束的情況下，製作與各次的照射狀況對應的電荷密度分布。
第4發明是針對第3發明的帶電粒子束射照射位置的校正程式，其中，前述軌道運算手段，基於與照射狀況對應的前述電荷密度分布，來運算與各次的照射狀況對應的前述軌道；前述誤差量運算手段，基於與照射狀況對應的前述軌道，來運算與各次的照射狀況對應的前述誤差量；並且，前述照 射位置校正量運算手段，基於與照射狀況對應的前述誤差量，來運算與各次的照射狀況對應的前述校正量，並將運算出來的前述各個校正量作為前述帶電粒子束的各次的照射位置的校正量。
第5發明是針對在第3發明的帶電粒子束射照射位置的校正程式，其中，前述軌道運算手段，基於與照射狀況對應的前述電荷密度分布，來運算與照射狀況對應的前述軌道；前述誤差量運算手段，基於與照射狀況對應的前述軌道，來運算與照射狀況對應的前述誤差量；並且，前述照射位置校正量運算手段，基於與照射狀況對應的前述誤差量，來運算與照射狀況對應的前述校正量，並將運算出來的各校正量的平均值作為前述帶電粒子束的照射位置的校正量。
第6發明是一種帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置(20)，其具備：記憶部(21)，其記憶有第1發明的帶電粒子束照射位置的校正程式；及，運算部(22)，其從前述記憶部讀出並執行前述校正程式。
第7發明是一種帶電粒子束照射系統(1)，其具備：第6發明的帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置(20)；及，帶電粒子束照射裝置(10)，其照射前述帶電粒子束。
第8發明是一種帶電粒子束照射位置的校正方法，其校正要被照射到塗佈有光阻劑(R)的被加工體(M)上的帶電粒子束的照射位置，且該校正方法具備以下步驟：電荷密度分布運算步驟，其將因前述帶電粒子束的照射所導致的前述光阻劑的帶電情況，代換成前述光阻劑和前述被加工體的界 面處的面電荷，並運算被代換過的面電荷的個別網格的電荷密度分布；軌道運算步驟，其基於前述電荷密度分布，運算從前述帶電粒子束的發射位置到前述光阻劑的表面為止的帶電粒子的軌道；誤差量運算步驟，其基於運算出來的前述軌道，運算前述帶電粒子束的照射位置的誤差量；及，照射位置校正量運算步驟，其基於運算出來的前述誤差量，運算前述帶電粒子束的照射位置的校正量。
若根據本發明，可正確地校正帶電粒子束的照射位置，以提高描繪圖案的位置精準度。
1‧‧‧描繪系統
10‧‧‧電子束照射裝置
11‧‧‧電子槍
12‧‧‧XY平台
13‧‧‧控制部
14‧‧‧記憶部
15‧‧‧偏向部
20‧‧‧校正量運算裝置
21‧‧‧記憶部
22‧‧‧控制部
M‧‧‧遮罩基板
R‧‧‧光阻劑
第1圖是說明實施形態的描繪系統1的構成的圖。
第2圖是說明被記憶於實施形態的校正量運算裝置20中的校正程式的動作的流程圖。
第3圖是說明被塗佈在實施形態的遮罩基板M上的光阻劑R的帶電狀態的圖。
第4圖是表示1次電子的能量與2次電子放出比的關係的圖。
第5圖是表示電子束的發射位置與遮罩基板M上的照射位置的關係的圖。
第6圖是表示藉由校正程式所運算出來的誤差量及校正量的向量的圖。
第7圖是說明藉由校正程式來進行的校正量運算過程的 其他形態的圖。
第8圖是說明在多路徑描繪中，被分割成個別區域(網格)的分割電荷密度圖，與除以路徑數後的分割電荷密度圖的圖。
(第1實施形態)
以下，參照圖式等來說明本發明的實施形態。
第1圖是說明實施形態的描繪系統1的構成的圖。
在第1圖中，將電子束的照射方向設為Z方向，並將與其照射方向垂直的方向分別設為X方向、Y方向。
描繪系統(帶電粒子束照射系統)1，是一種將電子束作為帶電粒子束照射至遮罩基板(被加工體)100上，以在遮罩基板M上描繪出規定圖案來製作光遮罩的裝置。描繪系統1，如第1圖所示，具有：電子束照射裝置10、校正量運算裝置20等。
電子束照射裝置10，具備：電子槍11、XY平台12、控制部13、記憶部14、偏向器15等。
電子槍11，將電子束對著已載置於XY平台12上的遮罩基板M進行照射。本實施形態中，電子槍11，被配置在XY平台12的鉛直上方(+Z方向)，並從該處將電子束對著已載置於XY平台12上的遮罩基板M進行照射。
XY平台12，是載置遮罩基板M並在水平面(XY平面)內移動的工作平台。XY平台12，藉由使載置的遮罩基板M移動，而與偏向器15協同運作，使電子槍11的電子束的照射位置與遮罩基板M的加工位置一致。
控制部13，是整合控制描繪系統1的各部分之控制 電路，例如由CPU(中央處理單元)等所構成。控制部13，藉由適當地讀出並執行記憶於記憶部14中的各種程式，而與前述硬體協同運作來實現本發明的各種機能。
控制部13，基於記憶於記憶部14中的描繪圖案和校正圖(後述)等，一邊驅動控制XY平台12，一邊從電子槍11照射電子束，以在遮罩基板M上形成規定圖案。
記憶部14，是硬碟、半導體記憶體元件等的記憶裝置，其用來記憶電子束照射裝置10的動作所必要的程式、資訊等，其亦記憶如上述的光遮罩的描繪圖案的資訊等。又，記憶部14，與校正量運算裝置20的控制部22(後述)連接，記憶由校正量運算裝置20所輸出的校正圖。
偏向器15，是用來變更從電子槍11照射出來的電子束的偏向角度之機器。
校正量運算裝置20，是運算電子束的照射位置的校 正量並製作校正圖的裝置，其中上述電子束是對著已被塗佈在遮罩基板M上的光阻劑R的表面照射的電子束。此處，一般而言，塗佈有光阻劑的遮罩基板等的被加工體，一旦被照射電子束等的帶電粒子束，則光阻劑會帶電，然後因為此帶電情況會使帶電粒子束的軌道歪曲，而在帶電粒子束的照射位置上產生誤差。因此，這會成為降低要形成在被加工體上的描繪圖案的位置精準度的主要原因。為了防止此帶電情況，雖然已採用將遮罩基板表面的金屬膜接地(earth)的對策等，但此對策無法充分去除光阻劑的表面上所帶電的電荷。
因此，本實施形態的校正量運算裝置20，會預測與光阻劑的帶電情況相當的電荷密度分布，並運算出校正量，其中該校正量是用來校正因帶電的光阻劑而產生的電子束的照射位置的上述誤差。
校正量運算裝置20，具備：記憶部21、控制部22(電腦)等。
記憶部21，是硬碟、半導體記憶體元件等的記憶裝 置，其用來記憶校正量運算裝置20的動作所必要的程式、資訊等。又，記憶部21，記憶有校正程式，該校正程式運算要被照射出來的電子束對於遮罩基板M的照射位置的校正量。
控制部22，是整合控制校正量運算裝置20之控制電路，例如由CPU(中央處理單元)等所構成。控制部22，藉由讀出並執行記憶於記憶部21中的校正程式，而運算從電子槍11照射出來的電子束的照射位置的校正量，並將該運算結果(校正圖)輸出至電子束照射裝置10的記憶部14。
遮罩基板M，是由玻璃等所構成的光遮罩用的基 板，其藉由被照射電子束形成規定圖案而製作成光遮罩。遮罩基板M，在其表面上塗佈有光阻劑R。
光阻劑R，是一種作成薄膜狀，且一旦照射電子束便會使照射場所的藥品抗性變化的電子束光阻劑，作為一例可使用日本Zeon股份有限公司製的ZEP7000等。又，光阻劑R亦可使用化學增幅型光阻劑，作為一例可使用富士film electronics materials股份有限公司製的FEP-171，或是住友化學股份有限公司製的NEB-22等。
又，本發明的技術亦可應用於光阻劑R是2層構造，其中，上層使用帶電防止膜，下層使用電子束光阻劑，且藉由該帶電防止膜仍然無法完全防止光阻劑帶電的情況。帶電防止膜，作為一例，可使用三菱Rayon股份有限公司的aquaSAVE等。
像這樣，本發明可使用各種光阻劑R，而不論其為非化學增幅型或化學增幅型，也不論正型光阻劑或負型光阻劑的種類，且亦可使用在內部構造中含有帶電防止膜的光阻劑。又，除此之外，用於光阻劑R的材料，只要是會因描繪而至少產生些許帶電情況者即可，除此之外並無任何限制。
繼而，說明記憶於校正量運算裝置20中的校正程式的動作。
第2圖是說明被記憶於實施形態的校正量運算裝置20中的校正程式的動作的流程圖。
第3圖是說明被塗佈在實施形態的遮罩基板M上的光阻劑R的帶電狀態的圖。
第3圖(a)是遮罩基板M的側面圖，其表示光阻劑R的帶電狀態。第3圖(b)是將光阻劑R的帶電情況代換成光阻劑R和遮罩基板M的界面處的面電荷的情況的示意圖。第3圖(c)是將第3圖(b)的帶電情況作成平面網格個別的電荷密度的電荷密度分布的平面圖，該電荷密度在高度方向上的位置，如第3圖(b)所示是在光阻劑R和遮罩基板M的界面處。
第4圖是表示1次電子(primary electron)的能量與2次電子(secondary electron)放出比的關係的圖。
第5圖是表示電子束的發射位置與遮罩基板M上的照射位置的關係的圖。
第6圖是表示藉由校正程式所運算出來的誤差量及校正量的向量的圖。
第3圖、第5圖、第6圖中，與第1圖同樣以電子束的照射方向(遮罩基板M的厚度方向)作為Z方向，並將與其照射方向(厚度方向)垂直的方向分別設為X方向、Y方向。
校正量運算裝置20的控制部22，讀入已記憶於記 憶部21中的校正程式，並運算相對於描繪圖案之電子束的照射位置的校正量。
首先，如第2圖所示，在步驟S101中，控制部22，經由電子束照射裝置10的控制部13，從記憶部14輸入描繪圖案的資訊。
然後，在步驟S102中，控制部22，如第3圖(c)所示，基於所輸入的描繪圖案的資訊，藉由後述的方法等，預測運算在照射過電子束的情況下，帶電的光阻劑R的個別網格的電荷密度分布(電荷密度分布運算手段)。本發明的模型中，將如第3圖(a)所示的光阻劑R的帶電情況，代換成如第3圖(b)所示存在於光阻劑R和遮罩基板M的界面處的面電荷。亦即，運算出來的第3圖(c)的電荷密度分布在高度方向上的位置，是在光阻劑R和遮罩基板M的界面處。
此處，預測電荷密度分布的運算手段，例如是根據以下的方法來進行。
一旦電子束入射至試料，便會回應入射電子能量(1次電 子能量)而放出二次電子。此時，若將二次電子數相對於入射電子數的比設為δ s(二次電子放出比)，則如第4圖所示，在δ s<1下，因為二次電子數少於入射電子數，試料(試樣)的照射場所整體而言帶負電。另一方面，在δ s>1下，因為二次電子數多於入射電子數，試料的照射場所整體而言帶正電。
一旦電子束照射到試料，包含反射過的一次電子、二次電子等在內的電子便會被放出至試料外。被放出來的電子會產生以下現象：其與照射裝置內部的鏡筒下部等和試料發生複數次的碰撞，而散射到照射區域以外的周邊，使電子被給予到試料的廣範圍中，此即所謂的霧狀(fogging)現象。
藉由此霧狀現象所導致的多重散射，電子逐漸失去 能量，因此根據入射至試料的電子的能量狀態，會有使試料帶正電或帶負電的不同。
因此，如第4圖所示，為了方便，將在加速電壓附近並使試料帶負電的能量區域作為「負區域I」，在中間能帶中並使試料帶正電的能量區域作為「正區域」，在低能量能帶中並使試料帶負電的能量區域作為「負區域II」，分別計算因各自的區域所產生的帶電分布，並將該等計算結果相加以運算出電荷密度分布。此外，在此假設越靠近照射領域附近，則有越多散射回數較少而帶有高能量(接近加速電壓)的電子入射，負區域I的電子分布在照射領域附近，正區域的電子分布在比負區域I的電子更廣的範圍中，而負區域II的電子分布在又更廣的範圍中。
具體而言，因帶電情況所導致的光阻劑R的電荷密度分 布，可使用以下關係式(1)，藉由圖案面積密度g與高斯函數的捲積來求得。
此處，ρ表示電荷密度，σm1為負區域I的影響範 圍(散射半徑)，κm1為表示因負區域I而導致光阻劑R帶負電的容易程度的係數。同樣地，σp為正區域的影響範圍(散射半徑)，κp為表示因正區域而導致光阻劑R帶正電的容易程度的係數，σm2為負區域II的影響範圍(散射半徑)，κm2為表示因負區域II而導致光阻劑R帶負電的容易程度的係數。又，κm1<0，κp>0，κm2<0，且σm1<σp<σm2。
又，若在上述關係式(1)中使用梯形積分的公式，則可變化成關係式(2)。因此，僅根據面積密度圖內的單一網格Aij(後述)所產生的電荷密度ρ’(分割電荷密度圖)，可由上述關係式 (3)求得。
本實施形態中，光阻劑R，如第3圖(c)所示，是以 將其表面的上下、左右方向各分成4等分，而分割成16格的例子來進行說明，且分割出來的個別網格為正方形的區域A，但在實際上，遮罩基板的表面，是被網格化成多數個格子狀的區域。
被分割出來的光阻劑R的各區域被標記成Aij，並將該各區域Aij的電荷密度標記成ρij[C/m2]。此處，i表示光阻劑R在左右方向的分割數，而j表示光阻劑R在上下方向的分割數。本實施形態中，i=1~4，j=1~4。例如，第3圖(c)的左下區域A為A11，其電荷密度ρ為ρ11。又，右下的區域a為為A41，其電荷密度ρ為ρ41。
在步驟S103中，控制部22，對於各計算對象區域， 並行(同時進行)求出從電子束的發射位置移動到光阻劑R的表面為止的帶電粒子的位置和速度、與帶電粒子在各位置上所受到的電場強度E，並基於該等數值來運算帶電粒子的軌道(軌道運算手段)。基於運算出來的軌道，(誤差量運算手段)可求出光阻劑表面上的帶電粒子束的照射位置誤差(誤差量)。
作為求得電場的方法，具體而言，是根據以下關係式(4)~(6)運算電場的強度Ex、Ey、Ez。
此處，關係式(4)~(6)中的(x,y,z)，如第5圖所示，分別表示X方向、Y方向、Z方向上的帶電粒子的位置r的座標。又，(x0,y0,z0)表示電子束的發射位置r0的座標，(x△,y△,z△)表示相對於r0的位移。ε0表示真空的介電係數。ρ(x’,y’) 為光阻劑R的座標(x’,y’)上的電荷密度。
又，將光阻劑R與遮罩基板M的界面在鉛直方向(Z方向)上的座標設為z=0，並將光阻劑R的表面的座標設為z=zh。
此處，關於上述關係式(4)~(6)中的積分的計算，可 適當的使用數值計算的技巧來對積分作近似。舉例而言，若使用梯形積分公式，可將關係式(4)~(6)變化成以下的關係式(4)’~(6)’。此處，h為網格大小，ρij為第ij號網格的電荷密度。以下的算式，等於設定有一個點電荷，其具有相當於網格的全電荷量的電荷並存在於網格中心，然後將各網格的電荷密度代換成該點電荷的情況。
又，在步驟S103中，控制部22，利用以下的關係 式(7)~(12)求出從電子束的照射位置到光阻劑R的表面(z=zh)為止的帶電粒子的位置r與速度v。
此處，(vx,vy,vz)表示帶電粒子在XYZ的各方向的速度[m/s2]。又，m及q表示帶電粒子的質量[kg]及電荷[C]。此處，對於q，若是電子束的話取負值，而若是離子束的話，根據該離子的種類，正或負的兩種值都有可能。
又，作為利用關係式(7)~(12)來進行運算的初始條 件，t=0[sec]時的帶電粒子的位置為r=r0，亦即在t=0[sec]時的位移量(x△,y△,z△)=(0,0,0)。又，在t=0時的帶電粒子的速度(初始速度)為(vx,vy,vz)=(0,0,-v0)。其中，由於電子束是從電子槍11朝向鉛直下方(-Z方向)的光阻劑R的表面照射，因此帶電粒子在Z方向上的初始速度為-v0。v0，對應照射裝置的加速電壓而設為適當的數值。
又，電子束的發射位置r0在水平面內的座標(x0,y0)，表示要成為照射對象的區域A的中心座標。r0在鉛直方向上的座標z0，為電子槍1距離基板的高度。
又，若電子束的速度接近光速，則可對關係式(4)~(12)的座標系施加勞倫茲轉換來取代原本的座標系。
(數學式4)
若要具體描述步驟S103的內容，首先，控制部22， 對於照射對象且為計算對象的區域A，使用關係式(4)~(6)來運算上述初始條件中的電場。然後，基於所得到的電場，使用關係式(7)~(12)來運算經過微小時間後的粒子的位置與速度。同樣地，求出所得到的位置的電場，並求出再經過微小時間後的粒子的位置與速度。重覆進行此過程，直到粒子的位置到達光阻劑R的表面(z=zh)後，停止反覆計算。此時所算出來的x△、y△為區域A的照射位置的誤差量。步驟S103對各計算對象區域執行上述過程。
根據上述步驟S103，如第6圖(a)所示，運算出來的 誤差量，對於被網格化的光阻劑R的表面的各區域A，能夠以向量來表示光阻劑R的表面上的帶電粒子的誤差位移。此處，各區域A內的誤差量，被近似成與計算出來的區域A的 中心的誤差量相等。
在步驟S104中，控制部22，基於運算出來的誤差量的資料，對光阻劑R的各區域A運算電子束的照射位置的校正量(照射位置校正量運算手段)。具體而言，控制部22，運算在步驟S103中所運算出來的誤差量的向量的反向量。然後，控制部22，如第6圖(b)所示，基於所運算出來的校正量，製作校正向量的分布，以製作校正圖。
繼而，說明描繪系統1的全體動作。
首先，描繪系統1，在電子束的照射前，預先使校正量運算裝置20的控制部22根據上述校正程式來運算校正量，並製作校正圖，其中該校正量用來校正因光阻劑R的帶電情況所導致的電子束的照射位置的誤差。然後，控制部22，將製作出來的校正圖輸出至電子束照射裝置10的記憶部14。
控制部13，從記憶部14讀出自校正量運算裝置20所輸入的校正圖，並一邊驅動控制XY平台12與偏向器15，一邊從電子槍11照射電子束。藉此，描繪系統1，可校正因光阻劑R的帶電情況而歪曲的電子束的照射位置，而在遮罩基板M上正確地形成規定的圖案。
繼而，說明描繪系統1的校正量運算過程的其他形態。
第7圖是說明藉由校正程式來進行的校正量運算過程的其他形態的圖。第7圖(a)是說明分別僅由單一區域(網格)所產生的電荷密度分布，也就是分割電荷密度圖的圖。第7圖(b)是表示光阻劑R的電子束的照射狀態的圖。
第8圖是說明在多路徑描繪中，被分割成個別區域(網格)的分割電荷密度圖，和除以路徑數後的分割電荷密度圖的圖。
描繪系統1，在電子束的照射前，預先使校正量運 算裝置20的控制部22，如第7圖(a)所示，分別製作出各網格區域被單獨描繪出來的情況下的光遮罩全體的分割電荷密度圖，並僅將其中與電子束已照射完畢的區域對應的圖相加，來預測光阻劑R的電荷密度，然後可基於上述方法運算帶電粒子的軌道與誤差量，以運算校正量。
例如，如第7圖(b)所示，在電子束已依序照射過區域A11~A14、A21~A24、A31，且繼而要照射電子束的區域為A32的情況下，控制部22，將預先計算出來的到A11~A31為止的分割電荷密度圖相加，然後再加上區域A32的分割電荷密度圖，以作為用於區域A32的軌道計算的電荷密度分布來運算校正量。
又，運算區域A33時所使用的電荷密度分布，只要將區域A33的分割電荷密度圖加到在區域A32中使用過的電荷密度分布即可。藉由如此運作，描繪系統1，可提高校正量的運算精準度，並減低控制部22的運算負擔。
又，上述例子中，對於計算對象區域(網格)的校正量的運算，是使用直到該區域本身為止的分割電荷密度圖相加所得的結果，但並不限定於此，對於計算對象區域(網格)的校正量的運算，亦可使用到前一個區域為止的分割電荷密度圖相加所得的結果。
又，對於遮罩基板M，應用多路徑描繪，亦即將用 量分割而對相同圖案施加複數次重疊描繪的情況下，在各次的電子束的照射中，照射場所周圍的光阻劑R的帶電狀態於各次中會不相同。因此，描繪系統1，可製作與各次的照射狀況對應的電荷密度分布，並運算與該照射狀況對應的校正量。藉此，描繪系統1，即使在應用多路徑描繪的情況下，仍可在各次中使用不同的校正圖來校正電子束的照射位置，而提高各次的描繪圖案的位置精準度。
具體而言，是以分割電荷密度圖內的電荷密度值除以路徑數，如第8圖所示，製作路徑個別的分割電荷密度圖。然後，與上述情況相同地，對應照射順序來加上分割電荷密度圖來作成電荷密度分布即可。當第1路徑的電子束的照射位置到達最終照射位置(第7圖(b)所示的A44)，再從第2路徑的分割電荷密度圖的區域A11開始加起即可。將上述運算，重覆進行多路徑的次數。
進而，在如上述製作出與照射狀況對應的電荷密度分布來運算校正量的情況下，亦可將運算出來的各次的校正量平均，並以該平均過的校正量來作為各次的電子束的照射時的校正量。藉此，描繪系統1，在應用多路徑描繪的情況下，即使在被限制為僅能使用單一校正圖的情況中，仍然可考慮重疊描繪經歷複數次的狀況來運算電子束的校正量，而提高整體的描繪圖案的位置精準度。
藉由以上說明，本實施形態的描繪系統1，可發揮以下的功效。
(1)本實施形態的描繪系統1，將因電子束的照射而導致 帶電的光阻劑R上的帶電情況，代換成光阻劑R和遮罩基板M的界面處的面電荷，並運算被代換過的面電荷的電荷密度分布。然後，基於該電荷密度分布運算電子束的軌道，並從所得到的軌道求出電子束的照射誤差量，以運算電子束的照射位置的校正量。藉此，描繪系統1，可基於電磁學而運算光阻劑表面上的電場強度，而不會因計算上的電場強度變成無限大而陷入無法計算的狀態。因此，可正確地運算光阻劑R的表面上的電子束的照射位置的校正量，而提高要描繪於遮罩基板M上的圖案的位置精準度。
(2)描繪系統1，在基於由電子束已照射完畢的區域 所產生的電荷密度來運算帶電粒子的軌道的情況下，由於是將與計算對象區域對應的分割電荷密度圖，與已有的計算結果也就是電荷密度分布相加來求出電荷密度分布，因此可提高校正量的運算精準度並減低對於控制部22的運算負擔。
(3)描繪系統1，在對遮罩基板M應用多路徑描繪， 而製作與電子束的照射狀況對應的電荷密度分布的情況下，會對應電子束的照射狀況而適當地運算照射位置的校正量，而在各次中使用不同的校正圖來校正照射位置。藉此，描繪系統1，可提高各次的描繪圖案的位置精準度。
(4)描繪系統1，在製作與照射狀況對應的電荷密度分布來運算校正量的情況下，當將運算出來的各次的校正量平均，並以該平均過的校正量來作為各次的電子束的照射時的校正量時，即使在被限制為僅能使用單一校正圖的情況中，仍然可考慮重疊描繪複數次的狀況來運算電子束的校正量， 而提高整體的描繪圖案的位置精準度。
以上已說明了本發明的實施形態，但本發明並不被 限定於前述的實施形態，而可如後述的變化形態般作各種變化或變更，該等變化或變更亦在本發明的技術性範圍內。又，實施形態中所記載的功效，只是列舉出本發明所產生的最有效的功效，但本發明所造成的功效並不被限定於實施形態中所記載的功效。此外，前述的實施形態與後述的變化形態，亦可適當組合使用，但在此省略其詳細說明。
(變化形態)
(1)實施形態中，說明了使用電子束來作為帶電粒子束的例子，但並不被限定為此例，例如亦可使用離子束來作為帶電粒子束。
(2)實施形態中，說明了將校正程式用於對遮罩基板M照射電子束的情況下的例子，但並不被限定為此例，例如亦可用於對半導體晶圓進行直接描繪的情況。
(3)實施形態中，說明了描繪系統1是預先製作好校正量資料再照射電子束的例子，但亦可一邊照射電子束一邊製作校正量資料。
(4)實施形態中，說明了描繪系統1設置校正量運算 裝置20來運算電子束的照射位置的校正量的例子，但並不被限定為此例。例如亦可將校正程式記憶於電子束照射裝置的記憶部中，並使電子束照射裝置的控制部執行該校正程式，以校正電子束的照射位置。
1‧‧‧描繪系統
10‧‧‧電子束照射裝置
11‧‧‧電子槍
12‧‧‧XY平台
13‧‧‧控制部
14‧‧‧記憶部
15‧‧‧偏向部
20‧‧‧校正量運算裝置
21‧‧‧記憶部
22‧‧‧控制部
M‧‧‧遮罩基板
R‧‧‧光阻劑

Claims (8)

  1. 一種帶電粒子束照射位置的校正程式，其校正要被照射到塗佈有光阻劑的被加工體上的帶電粒子束的照射位置，且該校正程式的特徵在於使電腦作為以下手段來發揮功能：電荷密度分布運算手段，其將因前述帶電粒子束的照射所導致的前述光阻劑的帶電情況，代換成前述光阻劑和前述被加工體的界面處的面電荷，並運算被代換過的面電荷的個別網格的電荷密度分布；軌道運算手段，其基於前述電荷密度分布，運算從前述帶電粒子束的發射位置到前述光阻劑的表面為止的帶電粒子的軌道；誤差量運算手段，其基於運算出來的前述軌道，運算前述帶電粒子束的照射位置的誤差量；及，照射位置校正量運算手段，其基於運算出來的前述誤差量，運算前述帶電粒子束的照射位置的校正量。
  2. 如請求項1所述之帶電粒子束照射位置的校正程式，其中，前述軌道運算手段，僅基於前述電荷密度分布中，由前述帶電粒子束已照射完畢的區域所產生的電荷密度，來運算前述軌道。
  3. 如請求項1或請求項2所述之帶電粒子束照射位置的校正程式，其中，前述電荷密度分布運算手段，在前述光阻劑被照射複數次帶電粒子束的情況下，製作與各次的照射狀況對 應的電荷密度分布。
  4. 如請求項3所述之帶電粒子束照射位置的校正程式，其中，前述軌道運算手段，基於與照射狀況對應的前述電荷密度分布，來運算與各次的照射狀況對應的前述軌道；前述誤差量運算手段，基於與照射狀況對應的前述軌道，來運算與各次的照射狀況對應的前述誤差量；並且，前述照射位置校正量運算手段，基於與照射狀況對應的前述誤差量，來運算與各次的照射狀況對應的前述校正量，並將運算出來的前述各個校正量作為前述帶電粒子束的各次的照射位置的校正量。
  5. 如請求項3所述之帶電粒子束照射位置的校正程式，其中，前述軌道運算手段，基於與照射狀況對應的前述電荷密度分布，來運算與照射狀況對應的前述軌道；前述誤差量運算手段，基於與照射狀況對應的前述軌道，來運算與照射狀況對應的前述誤差量；並且，前述照射位置校正量運算手段，基於與照射狀況對應的前述誤差量，來運算與照射狀況對應的前述校正量，並將運算出來的各校正量的平均值作為前述帶電粒子束的照射位置的校正量。
  6. 一種帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置，其具備：記憶部，其記憶有請求項1所述的帶電粒子束照射位置 的校正程式；及，運算部，其從前述記憶部讀出並執行前述校正程式。
  7. 一種帶電粒子束照射系統，其具備：請求項6所述的帶電粒子束照射位置的校正量運算裝置；及，帶電粒子束照射裝置，其照射前述帶電粒子束。
  8. 一種帶電粒子束照射位置的校正方法，其校正要被照射到塗佈有光阻劑的被加工體上的帶電粒子束的照射位置，且該校正方法具備以下步驟：電荷密度分布運算步驟，其將因前述帶電粒子束的照射所導致的前述光阻劑的帶電情況，代換成前述光阻劑和前述被加工體的界面處的面電荷，並運算被代換過的面電荷的個別網格的電荷密度分布；軌道運算步驟，其基於前述電荷密度分布，運算從前述帶電粒子束的發射位置到前述光阻劑的表面為止的帶電粒子的軌道；誤差量運算步驟，其基於運算出來的前述軌道，運算前述帶電粒子束的照射位置的誤差量；及，照射位置校正量運算步驟，其基於運算出來的前述誤差量，運算前述帶電粒子束的照射位置的校正量。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017081814A1 (ja) 2015-11-13 2017-05-18 技術研究組合次世代３Ｄ積層造形技術総合開発機構 ３次元積層造形装置、３次元積層造形装置の制御方法および３次元積層造形装置の制御プログラム
EP3432342A4 (en) * 2016-03-14 2019-11-20 Nikon Corporation EXPOSURE DEVICE, EXPOSURE METHOD, LITHOGRAPHY METHOD, AND DEVICE MANUFACTURING METHOD
JP6951922B2 (ja) * 2016-09-28 2021-10-20 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビームの位置ずれ補正方法
JP6665809B2 (ja) * 2017-02-24 2020-03-13 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びその調整方法
JP7026575B2 (ja) * 2018-05-22 2022-02-28 株式会社ニューフレアテクノロジー 電子ビーム照射方法、電子ビーム照射装置、及びプログラム
JP7031516B2 (ja) * 2018-07-06 2022-03-08 株式会社ニューフレアテクノロジー 照射量補正量の取得方法、荷電粒子ビーム描画方法、及び荷電粒子ビーム描画装置
CN112840437B (zh) * 2018-11-09 2024-02-23 纽富来科技股份有限公司 带电粒子束描绘装置、带电粒子束描绘方法以及程序
JP7159970B2 (ja) * 2019-05-08 2022-10-25 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置
DE112021002512T5 (de) * 2020-04-27 2023-03-02 Nuflare Technology, Inc. Schreibverfahren für geladenen Partikelstrahl und Einrichtung für Ladungspartikelstrahlschreiben
CN111650635B (zh) * 2020-06-11 2022-10-21 中国航发航空科技股份有限公司 一种电子束焊接束流垂直度验证及找正方法
US11804361B2 (en) 2021-05-18 2023-10-31 Nuflare Technology, Inc. Charged particle beam writing method, charged particle beam writing apparatus, and computer-readable recording medium

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11329224A (ja) * 1998-05-15 1999-11-30 Canon Inc 荷電粒子の軌道計算方法とその装置
JP2001093831A (ja) * 1999-07-21 2001-04-06 Nikon Corp 荷電粒子線露光装置、荷電粒子線露光方法、データ変換方法、半導体装置の製造方法及びそれに用いるマスク
JP2003187175A (ja) * 2001-12-20 2003-07-04 Canon Inc 電子軌道計算装置及び電子軌道計算装置の制御方法及び電子軌道計算装置の制御プログラム及び記憶媒体
US8110814B2 (en) * 2003-10-16 2012-02-07 Alis Corporation Ion sources, systems and methods
JP4641844B2 (ja) * 2005-03-25 2011-03-02 大日本印刷株式会社 電子線照射装置
JP5063035B2 (ja) * 2006-05-30 2012-10-31 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置
JP5480496B2 (ja) * 2008-03-25 2014-04-23 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置
KR101116529B1 (ko) * 2009-03-23 2012-02-28 가부시끼가이샤 도시바 포토마스크, 반도체 장치, 하전 빔 묘화 장치
JP5525936B2 (ja) * 2010-06-30 2014-06-18 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
JP5568419B2 (ja) * 2010-09-06 2014-08-06 株式会社リコー 表面電荷分布の測定方法および表面電荷分布の測定装置

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