TW201624524A - 多重帶電粒子束的射束位置測定方法及多重帶電粒子束描繪裝置 - Google Patents

多重帶電粒子束的射束位置測定方法及多重帶電粒子束描繪裝置 Download PDF

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Abstract

本發明一態樣之多重帶電粒子束的射束位置測定方法，其特徵為：取得必要的射束道數以使多重帶電粒子束之電流量的測定重現性成為容許值內，設定被多重帶電粒子束全體照射之照射區域中，與所需的尺寸精度值相應之複數個測定點，對複數個測定點中的每一測定點，設定由多重帶電粒子束當中該射束道數的複數個射束所造成的包含測定點在內之射束區域，對於每一測定點，利用相對應之射束區域的複數個射束，測定該測定點的位置。

Description

多重帶電粒子束的射束位置測定方法及多重帶電粒子束描繪裝置
本申請案為以2014年9月19日向日本國特許廳申請之日本專利申請案(特願2014-191659)為基礎而主張優先權之申請案。該日本專利申請案中記載之所有內容，納入於本申請案中。
本發明係多重帶電粒子束的射束位置測定方法及多重帶電粒子束描繪裝置，例如有關測定多射束描繪的射束位置之方法。
近年來隨著LSI的高度積體化，半導體裝置之電路線寬更加持續地微細化。作為形成用來將電路圖樣形成至該些半導體裝置之曝光用光罩(亦稱為倍縮光罩)的方法，會使用具有優良解析性之電子束(EB：Electron beam)描繪技術。
舉例來說，有使用多射束的描繪裝置。相較於以一道電子束描繪的情形，藉由使用多射束，能夠一口氣(一次的擊發)照射較多的射束，故能使產能大幅提升。這樣的多射束方式之描繪裝置中，例如會使從電子槍放出的電子束通過具有複數個孔之光罩而形成多射束，然後各自受到遮沒控制，未被遮蔽的各射束則被光學系統縮小，並藉由偏向器被偏向而照射至試料上的所需位置。
此處，多射束的射束位置會對描繪尺寸帶來直接影響，因此正確地掌握多射束的射束位置，對於維持多射束描繪的尺寸精度來說十分重要。然而，多射束描繪中使用之每一道射束的電流量很小，訊號強度很小，因此在每一射束的測定中測定精度會變低，而有難以高精度地測定多射束的射束位置之問題。因此，依此手法難以正確地掌握多射束的射束位置。此外，構成多射束之射束的道數非常多，因此若欲掌握多射束全體的位置，會有測定需花費時間之問題。
另，關於多射束技術，有人揭示一種當測定主/副2段的偏向靈敏度時，係以複數個射束所造成的小射束(beamlet)來掃描射束間距之周期構造的標記(mark)，藉此測定位置之技術(例如參照日本特開2006-245096號公報)。
本發明一態樣之多重帶電粒子束的射束位置 測定方法，其特徵為：取得必要的射束道數以使多重帶電粒子束之電流量的測定重現性成為容許值內，設定被多重帶電粒子束全體照射之照射區域中，與所需的尺寸精度值相應之複數個測定點，對複數個測定點中的每一測定點，設定由多重帶電粒子束當中該射束道數的複數個射束所造成的包含測定點在內之射束區域，對於每一測定點，利用相對應之射束區域的複數個射束，測定該測定點的位置。
本發明一態樣之多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：平台，係載置試料且可連續移動；放出部，放出帶電粒子束；孔徑構件，形成有複數個開口部，在包含複數個開口部全體之區域受到帶電粒子束的照射，帶電粒子束的一部分分別通過複數個開口部，藉此形成多射束；遮沒板，配置有複數個遮沒器，對於通過孔徑構件的複數個開口部的多射束當中分別相對應的射束進行遮沒偏向；限制孔徑構件，將藉由複數個遮沒器而偏向成為射束OFF狀態之各射束予以遮蔽；取得部，由至少一個電路所構成，取得必要的射束道數以使多射束之電流量的測定重現性成為容許值內； 測定點設定部，由至少一個電路所構成，設定被多重帶電粒子束全體照射之照射區域中，與所需的尺寸精度值相應之複數個測定點；射束區域設定部，由至少一個電路所構成，對前述複數個測定點中的每一測定點，設定由多重帶電粒子束當中該射束道數的複數個射束所造成的包含測定點在內之射束區域；測定部，由至少一個電路所構成，對於每一測定點，利用相對應之射束區域的複數個射束，測定該測定點的位置。
20‧‧‧多射束
21‧‧‧射束
22‧‧‧孔
24、26‧‧‧電極
25‧‧‧通過孔
30‧‧‧描繪區域
32‧‧‧條紋區域
34‧‧‧照射區域
36、40‧‧‧射束區域
38‧‧‧分割區域
41‧‧‧控制電路
47‧‧‧個別遮沒機構
50‧‧‧描繪資料處理部
52‧‧‧描繪控制部
60‧‧‧測定部
62‧‧‧3σ分布作成部
64‧‧‧min射束道數演算部
66‧‧‧max失真測定部
68‧‧‧分割數演算部
70‧‧‧設定部
72‧‧‧設定部
74‧‧‧測定部
76‧‧‧差分演算部
78‧‧‧判定部
80‧‧‧分割數變更部
82‧‧‧設定部
84‧‧‧設定部
86‧‧‧判定部
100‧‧‧描繪裝置
101‧‧‧試料
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧平台
106‧‧‧Z平台
107‧‧‧XY平台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
120‧‧‧偏向控制電路
132‧‧‧DAC放大器單元
134‧‧‧線圈控制電路
136‧‧‧透鏡控制電路
138‧‧‧放大器
139‧‧‧平台位置檢測器
140、142‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200‧‧‧電子束
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧孔徑構件
204‧‧‧遮沒板
205‧‧‧縮小透鏡
206‧‧‧限制孔徑構件
207‧‧‧對物透鏡
209‧‧‧偏向器
210‧‧‧鏡
211‧‧‧像散線圈
212‧‧‧檢測器
圖1為實施形態1中描繪裝置的構成示意概念圖。
圖2為實施形態1中孔徑構件的構成示意概念圖。
圖3為實施形態1之遮沒板的一部分示意俯視概念圖。
圖4為實施形態1中描繪動作的一例說明用概念圖。
圖5為實施形態1中多射束的射束位置測定方法的主要工程示意流程圖。
圖6為實施形態1中3σ分布的一例示意圖。
圖7為實施形態1中測定最大失真之射束群的一例示意圖。
圖8為實施形態1中測定點的一例示意圖。
圖9為實施形態1中射束區域的一例示意圖。
圖10A及圖10B為實施形態1中用來說明射束掃描之圖。
圖11為實施形態1中運用了多射束的射束位置測定手法之像散調整方法的主要工程示意流程圖。
圖12A至圖12C為實施形態1中用來說明多射束的像散調整方式之圖。
實施形態1.
以下，實施形態1中，說明一種多重帶電粒子束的射束位置測定方法及裝置，其滿足必要的測定精度與必要的尺寸精度，同時可在更短時間內測定多射束的射束位置。
此外，以下，實施形態1中，作為帶電粒子束的一例，係說明使用了電子束之構成。但，帶電粒子束並非限於電子束，也可以是離子束等使用了帶電粒子的射束。
圖1為實施形態1中描繪裝置的構成示意概念圖。圖1中，描繪裝置100具備描繪部150與控制部160。描繪裝置100為多重帶電粒子束描繪裝置之一例。描繪部150具備電子鏡筒102與描繪室103。在電子鏡筒102內，配置有電子槍201、照明透鏡202、孔徑構件203、遮沒板204、縮小透鏡205、限制孔徑構件206、對 物透鏡207、偏向器209、像散線圈211、及檢測器212。在描繪室103內配置有平台105。在平台105上，配置有於描繪時成為描繪對象基板的遮罩等試料101。試料101係包括製造半導體裝置時的曝光用光罩、或製造出半導體裝置的半導體基板(矽晶圓)等。此外，試料101包括已塗布阻劑，但尚未受到任何描繪之光罩底板(mask blanks)。在平台105上還配置平台105位置測定用的鏡(mirror)210。平台105，具有可於x、y方向這樣的水平方向移動之XY平台107與可於z方向這樣的垂直方向移動之Z平台106。圖1例子中，在XY平台107上配置Z平台106。
控制部160，具有控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路120、數位/類比變換(DAC)放大器單元132、線圈控制電路134、透鏡控制電路136、放大器138、平台位置檢測器139、及磁碟裝置等記憶裝置140，142。控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路120、線圈控制電路134、透鏡控制電路136、放大器138、平台位置檢測器139、及記憶裝置140，142，是透過未圖示之匯流排相互連接。描繪資料從外部輸入並存儲於記憶裝置140(記憶部)。在偏向控制電路120連接有DAC放大器單元132。DAC放大器單元132連接至偏向器209。線圈控制電路134連接至像散線圈211。透鏡控制電路136連接至對物透鏡207。放大器138連接至檢測器212。
在控制計算機110內，配置有描繪資料處理部50、描繪控制部52、測定部60、3σ分布作成部62、最小(min)射束道數演算部64、最大(max)失真測定部66、分割數演算部68、設定部70、設定部72、測定部74、差分演算部76、判定部78、分割數變更部80、設定部82、設定部84、及判定部86。
描繪資料處理部50、描繪控制部52、測定部60、3σ分布作成部62、最小(min)射束道數演算部64、最大(max)失真測定部66、分割數演算部68、設定部70、設定部72、測定部74、差分演算部76、判定部78、分割數變更部80、設定部82、設定部84、及判定部86這些一連串的「~部」，是藉由至少一個電子電路、至少一個電腦、至少一個處理器、至少一個電路基板、或至少一個半導體裝置等這類至少一個電路所構成並執行。對於描繪資料處理部50、描繪控制部52、測定部60、3σ分布作成部62、最小(min)射束道數演算部64、最大(max)失真測定部66、分割數演算部68、設定部70、設定部72、測定部74、差分演算部76、判定部78、分割數變更部80、設定部82、設定部84、及判定部86輸出入之資訊及演算中的資訊，會隨時存儲於記憶體112。當描繪資料處理部50、描繪控制部52、測定部60、3σ分布作成部62、最小(min)射束道數演算部64、最大(max)失真測定部66、分割數演算部68、設定部70、設定部72、測定部74、差分演算部76、判定部78、分割數變更部80、 設定部82、設定部84、及判定部86的至少一者是由軟體所構成的情形下，會配置CPU或GPU這類計算機。
此處，圖1中記載了用以說明實施形態1所必須之構成。對描繪裝置100而言，通常也可具備必要的其他構造。
圖2為實施形態1中孔徑構件的構成示意概念圖。圖2中，在孔徑構件203，有縱(y方向)m列×橫(x方向)n列(m，n≧2)的孔(開口部)22以規定之排列間距(pitch)形成為矩陣狀。圖2中，例如於縱橫(x，y方向)形成512×512列的孔22。各孔22均形成為相同尺寸形狀的矩形。或者是相同外徑的圓形亦可。電子束200的一部分分別通過該些複數個孔22，藉此會形成多射束20。在此，雖然舉例於縱橫(x，y方向)均配置了2列以上的孔22，但並不限於此。舉例來說，亦可為在縱橫(x，y方向)的其中一方有複數列，而另一方僅有1列。此外，孔22的排列方式，亦不限於如圖2般配置成縱橫為格子狀之情形。舉例來說，縱方向(y方向)第k段的列及第k+1段的列的孔，彼此亦可於橫方向(x方向)錯開尺寸a而配置。同樣地，縱方向(y方向)第k+1段的列及第k+2段的列的孔，彼此亦可於橫方向(x方向)錯開尺寸b而配置。
圖3為實施形態1之遮沒板的一部分示意俯視概念圖。
另，圖3中，沒有記載成令電極24，26與控制電路 41的位置關係一致。遮沒板204，如圖3所示，在和圖2所示孔徑構件203的各孔22相對應之位置，有供多射束的各個射束通過用之通過孔25(開口部)開口。又，在各通過孔25的鄰近位置，包夾著該通過孔25而分別配置有遮沒偏向用之電極24，26的群組(遮沒器：遮沒偏向器)。此外，在各通過孔25的鄰近，配置有各通過孔25用之例如對電極24施加偏向電壓之控制電路41(邏輯電路)。各射束用的2個電極24，26的另一方(例如電極26)被接地連接。此外，各控制電路41，連接至控制訊號用之例如10位元的平行配線。各控制電路41，除了例如10位元的平行配線以外，還連接至時脈訊號線及電源用的配線。時脈訊號線及電源用的配線亦可流用平行配線的一部分配線。對於構成多射束之各個射束的每一者，構成由電極24，26及控制電路41所組成之個別遮沒機構47。從偏向控制電路120輸出各控制電路41用之控制訊號。在各控制電路41內，配置有未圖示之移位暫存器，例如n×m道多射束的1列份的控制電路內的移位暫存器係串聯連接。又，例如n×m道的多射束的1列份的控制訊號是以序列方式被發送，例如各射束的控制訊號係藉由n次的時脈訊號而被存儲於相對應之控制電路41。
通過各通過孔的電子束20，會分別獨立地藉由施加於該成對之2個電極24、26的電壓而被偏向。藉由該偏向而受到遮沒控制。將多射束當中的相對應射束分別予以遮沒偏向。像這樣，複數個遮沒器，係對通過孔徑 構件203的複數個孔22(開口部)的多射束當中分別對應的射束進行遮沒偏向。
圖4為實施形態1中描繪動作的一例說明用概念圖。如圖4所示，試料101的描繪區域30，例如朝向y方向以規定寬度被假想分割成長條狀的複數個條紋區域32。該各條紋區域32便成為描繪單位區域。首先，使XY平台105移動，調整以使得一次的多射束20照射所能夠照射之照射區域34位於第1個條紋區域32的左端或更左側之位置，開始描繪。在描繪第1個條紋區域32時，例如使XY平台105朝-x方向移動，藉此便相對地朝x方向進行描繪。令XY平台105以規定速度例如連續移動。第1個條紋區域32描繪結束後，使平台位置朝-y方向移動，調整以使得照射區域34相對地於y方向位於第2個條紋區域32的右端或更右側之位置，這次則使XY平台105例如朝x方向移動，藉此朝向-x方向進行相同描繪。在第3個條紋區域32朝x方向描繪、在第4個條紋區域32朝-x方向描繪，像這樣一面交互地改變方向一面描繪，藉此能夠縮短描繪時間。但，並不限於該一面交互改變方向一面描繪之情形，在描繪各條紋區域32時，亦可朝同方向進行描繪。1次的擊發當中，藉由因通過孔徑構件203的各孔22而形成之多射束，最大會一口氣形成與各孔22相同數量之複數個擊發圖樣。
描繪處理係如下述般實施。首先，描繪資料處理部50，從記憶裝置140讀出描繪資料，實施複數段 的資料變換處理，生成擊發資料。擊發資料，係對每一像素生成，演算出描繪時間(照射時間)。例如當不對對象像素形成圖樣的情形下，沒有射束照射，故定義為描繪時間零或無射束照射之識別碼。在此，事先設定好多射束一次的擊發當中的最大描繪時間T(最大曝光時間)。實際照射之各射束的照射時間，較佳是和算出的圖樣的面積密度成比例來求出。此外，最終算出之各射束的照射時間，較佳是訂為和藉由照射量來對未圖示之鄰近效應(proximity effect)、霧化效應(fogging effect)、負載效應(loading effect)等引發尺寸變動之現象的尺寸變動量予以修正後之修正後照射量相當之時間。故，實際照射之各射束的照射時間，可能依每一射束有所不同。各射束的描繪時間(照射時間)，會演算成為最大描繪時間T內的值。此外，描繪資料處理部50，將演算出之各像素的照射時間資料，對多射束的每一擊發，生成依多射束的各射束的排列順序並排之照射時間排列資料，以作為欲描繪該像素之射束用資料，並存儲於記憶裝置142。
偏向控制電路130，從記憶裝置142讀出照射時間排列資料(擊發資料)，生成將多射束予以偏向之偏向量資料。描繪控制部52，對驅動偏向控制電路130及描繪部150之未圖示控制電路，輸出用來實施描繪處理之控制訊號。接收該訊號，開始描繪處理。然後，描繪部150，利用多射束，對試料101描繪所需的圖樣。具體而言係如下述般動作。
從電子槍201(放出部)放出之電子束200，會藉由照明透鏡202而近乎垂直地對孔徑構件203全體做照明。在孔徑構件203，形成有矩形的複數個孔(開口部)，電子束200係對包含所有複數個孔22之區域做照明。照射至複數個孔22的位置之電子束200的各一部分，會分別通過該孔徑構件203的複數個孔22，藉此形成例如矩形形狀的複數個電子束(多射束)20a~e。該多射束20a~e會通過遮沒板204的各個相對應之遮沒器(第1偏向器：個別遮沒機構)內。該遮沒器，會分別將個別通過的電子束20予以偏向(進行遮沒偏向)，使其僅在演算出之描繪時間(照射時間)的期間成為射束ON，除此以外則成為射束OFF。
通過了遮沒板204的多射束20a~e，會藉由縮小透鏡205而被縮小，朝向形成於限制孔徑構件206之中心的孔行進。此處，藉由遮沒板204的遮沒器而被偏向成為射束OFF的電子束20，其位置會偏離限制孔徑構件206(遮沒孔徑構件)中心的孔，而被限制孔徑構件206遮蔽。另一方面，未受到遮沒板204的遮沒器偏向、或被偏向成為射束ON的電子束20，會如圖1所示般通過限制孔徑構件206的中心的孔。藉由該個別遮沒機構的ON/OFF，來進行遮沒控制，控制射束的ON/OFF。像這樣，限制孔徑構件206，是將藉由個別遮沒機構而被偏向成為射束OFF狀態之各射束加以遮蔽。然後，藉由從成為射束ON開始至成為射束OFF為止所形成之通過了限制 孔徑構件206的射束，形成1次份的擊發的射束。通過了限制孔徑構件206的多射束20，會藉由對物透鏡207而合焦，成為所需之縮小率的圖樣像，然後藉由偏向器209，通過了限制孔徑構件206的各射束(多射束20全體)朝同方向統一被偏向，照射至各射束於試料101上各自之描繪位置(照射位置)。此外，當XY平台105例如在連續移動時，射束的描繪位置(照射位置)會藉由偏向器208而受到追蹤(tracking)控制，以便追隨XY平台105的移動。一次所照射之多射束20，理想上會成為以孔徑構件203的複數個孔的排列間距乘上上述所需之縮小率而得之間距而並排。描繪裝置100係以一面挪移描繪位置一面依序持續照射擊發射束之方式來進行描繪動作，當描繪所需的圖樣時，因應圖樣不同，必要之射束會藉由遮沒控制而被控制成射束ON。
此處，如上述般，構成多射束之各射束位置會對描繪尺寸帶來直接影響，因此正確地掌握多射束的射束位置，對於維持多射束描繪的尺寸精度來說十分重要。然而，多射束描繪中使用之每一道射束的電流量很小，訊號強度很小，因此在每一射束的測定中測定精度會變低，而難以高精度地測定各射束的位置。假設針對各射束分別增加測定次數N，例如求出平方平均值，藉此減低使得測定值不規則地上下振動之白噪訊(white noise)，即使如此也僅止於N倍的改善，改善效果有限。此外，構成多射束之射束的道數非常多，因此若欲掌握多射束全體的位 置，會有測定需花費時間之問題。又，若多射束的射束道數，則增加的量會讓測定時間增大。鑑此，實施形態1中，是將滿足必要的測定精度之射束數的射束群視為一個射束，而在滿足必要的尺寸精度之數量的測定點測定射束位置。然後，在得到的各測定點由射束位置來掌握多射束的位置。以下具體說明之。
圖5為實施形態1中多射束的射束位置測定方法的主要工程示意流程圖。圖5中，實施形態1中多射束的射束位置測定方法，係實施3σ測定工程(S102)、最小射束道數取得工程(S104)、最大失真量測定工程(S106)、分割數演算工程(S108)、測定點設定工程(S110)、射束區域設定工程(S130)、詳細失真測定工程(S132)、差分(△失真量差)演算工程(S133)、判定工程(S134)、分割數變更工程(S136)這一連串工程。
作為3σ測定工程(S102)，測定部60一面將射束道數設為可變，一面對於各射束道數將該射束道數訂為一個射束群而在標記108上掃描，並以檢測器212檢測反射電子或2次電子。藉此，測定各射束群的電流量。可使用偏向器209將射束群統一偏向，藉此進行射束群的掃描。射束群，係使用多射束當中鄰接的複數個射束。可以射束群的照射區域形狀會成為矩形之方式來選擇構成射束群之複數個射束。例如，多射束當中，使用中心射束與其周圍的複數個射束。檢測器212的輸出，是藉由放大器 138將類比訊號變換成數位訊號後，被放大而輸出至測定部60。當將射束道數設為可變時，對於各射束道數，進行k次(例如100次)同樣的掃描來進行電流量的測定。然後，3σ分布作成部62，對於各射束道數，演算k次的測定結果(電流量的測定結果)的離散性的分布(常態分布)中的3σ(σ：標準差，平均值±3σ為包含約99.7%的測定結果之離散性)的值。接著，3σ分布作成部62，作成每種射束道數的3σ分布。
圖6為實施形態1中3σ分布的一例示意圖。圖6中，縱軸表示3σ的值、橫軸表示射束道數。如圖3所示，隨著增加射束道數，3σ(離散性)變小，最終會收斂。像這樣，可知若依靠一道射束則測定誤差大而測定精度低，但射束道數變多則測定精度會改善。
作為最小射束道數取得工程(S104)，min射束道數演算部64，利用3σ分布，取得必要的射束道數，以使示意多射束之電流量的測定重現性之3σ成為容許值內。此處，只要取得min射束道數即可。min射束道數更佳，但並不限於min射束道數。至少為min射束道數以上即可。像這樣，電流量的測定重現性，是利用測定了複數次的電流量而成之電流量分布的3σ之值來判定。如此一來，便能取得滿足測定精度之用來測定射束的位置偏差量(失真量)所必需之射束道數。
作為最大失真量測定工程(S106)，max失真測定部66，測定被多射束全體照射之照射區域的形狀 的最大失真量。多射束全體的照射區域的形狀的最大失真量，是利用對照射區域的四隅位置與中央位置照射之各自的min射束道數的各射束群來測定。
圖7為實施形態1中測定最大失真之射束群的一例示意圖。圖7中，被多射束全體照射之照射區域34的設計上的形狀(理想的形狀：實線)為矩形。但，由於射束照射位置發生偏差，照射區域34的形狀(虛線)發生失真。最大失真是在照射區域34的四隅位置發生。因此，測定在該四隅的射束的位置偏差量(失真量)。此外，在中央位置不易發生射束的位置偏差，或偏差小，因此測定在中央位置的射束位置，並將其與設計上的位置對位，藉此便能高精度地調整四隅的測定結果與設計位置之間的相對位置關係。故，能夠高精度地測定四隅的位置偏差量。四隅的射束群，是由包含四隅的射束在內之min射束道數的射束群所構成，圖7中射束群的區域以射束區域36表示。測定手法，是以在各位置的射束群在標記108上掃描，然後以檢測器212檢測反射電子或2次電子。藉此，測定各射束群的位置。各射束群的位置，係使用各個被檢測出射束群之射束區域36的重心位置。故，針對設計上的四隅的位置亦使用相對應的重心位置，來演算距設計上的四隅的位置之位置偏差量即可。圖7例子中，在左下位置的位置偏差量以x1，y1、在右下位置的位置偏差量以x2，y2、在左上位置的位置偏差量以x3，y3、而在右上位置的位置偏差量以x4，y4表示。
藉此，對於x方向與y方向，能夠測定各自的最大失真量。
實施形態1中，欲高速地測定多射束的位置。故，會在必要最小限度的位置進行測定。為此，會取得必要的測定點。
作為分割數演算工程(S108)，分割數演算部68，係演算將照射區域的形狀的最大失真量除以所需的尺寸精度值而得之值A，作為分割數。若最大失真量例如為5nm，描繪精度所求之尺寸精度例如為0.2nm，則A=5/0.2=25，將分割數訂為25即可。藉此，將被多射束全體照射之照射區域34以25×25予以分割即可。實施形態1中，像這樣因應最大失真量來設定區域分割數。若在被分割的複數個分割區域能夠各自測定射束位置，理論上便能獲得滿足描繪精度之多射束的位置測定結果。
作為測定點設定工程(S110)，設定部70，設定被多射束全體照射之照射區域34中，與所需的尺寸精度值相應之複數個測定點。設定部70，具有未圖示之分割處理部，利用該分割處理部，藉由得到的分割數將照射區域34分割成複數個分割區域。
圖8為實施形態1中測定點的一例示意圖。圖8中，揭示照射區域34被演算出的分割數分割而成之矩形的複數個分割區域38。接下來，設定部70，具有未圖示之重心演算部，利用該重心演算部，演算複數個分割區域38各者的重心位置。然後，設定部70，設定位於複 數個分割區域38各者的重心位置或最接近之射束21的位置，作為測定點。藉此，理論上便能獲得滿足描繪精度之多射束的複數個測定點。
作為射束區域設定工程(S130)，設定部72，對複數個測定點中的每一測定點，設定由多射束當中min射束道數的複數個射束(射束群)所造成的包含測定點在內之射束區域。
圖9為實施形態1中射束區域的一例示意圖。如上述般，為了獲得測定重現性，必需要上述min射束道數的射束群。故，設定部72，對每一測定點，設定射束區域40，該射束區域40是藉由以測定點的射束21為重心位置之周圍的射束所構成。此時，如圖9所示，即使射束區域40彼此(射束區域40a與射束區域40b)有一部分重疊的情形亦無妨。換言之，當測定射束區域40的位置時，亦可重複使用其他射束區域40的位置測定使用過之射束。此外，當測定多射束的位置的情形下，可以以使得射束區域40成為於x、y方向盡可能同數量的射束並排之矩形的方式來選擇各射束。
作為詳細失真測定工程(S132)，測定部74，對每一測定點，利用相對應之射束區域40的複數個射束(射束群)在標記108上掃描，藉此測定該測定點的位置。
圖10A及圖10B為實施形態1中用來說明射束掃描之圖。
如圖10A所示，測定手法，是以各射束區域40的射束群在標記108上掃描，然後以檢測器212檢測反射電子或2次電子。檢測器212的輸出，是藉由放大器138將類比訊號變換成數位訊號後，被放大而輸出至測定部74。檢測結果，如圖10B所示，每當射束群的各列到達標記108上，檢測值會階段性地上昇，每當從標記108上脫離，檢測值會階段性地減少。另，標記108，可形成為尺寸比射束區域40尺寸還大。藉此，能夠不遺漏即使掃描也打不到標記108之射束。藉由該掃描所做的檢測，測定各射束群的位置。各射束群的位置，係使用各個被檢測出射束群之區域的重心位置。測定點的射束21，會與射束區域40的重心位置對合，故藉由該測定，便能測定複數個測定點的射束21的位置。又，測定部74具有未圖示之失真量演算部，藉由該失真量演算部，演算複數個測定點距離相對應的設計上的位置之位置偏差量(失真量)。
作為差分(△失真量差)演算工程(S133)，差分演算部76，利用得到的所有測定點之失真量，分別演算鄰接的測定點間之失真量的差△S(△失真量差)。
作為判定工程(S134)，判定部78，判定所有鄰接的測定點間之失真量的差△S(△失真量差)是否為閾值S’內。作為閾值，合適是使用上述所需的尺寸精度值。當所有鄰接的測定點間之△失真量差為閾值內的情形下，將各測定點中測定出的失真量的資料輸出至記憶裝置 142。當所有鄰接的測定點間之△失真量差不為閾值內的情形下，進入分割數變更工程(S136)。如上述般，若利用將照射區域的形狀的最大失真量除以所需的尺寸精度值而得之值作為分割數而得的複數個分割區域38中的複數個測定點，理論上便能測定滿足描繪精度之多射束的位置。然而，一部分的△失真量差也可能發生不符理論之情形。當發生該結果的情形下，並未得到滿足描繪精度的尺寸精度，故必須重新評估分割數。
作為分割數變更工程(S136)，分割數變更部80，當所有鄰接的測定點間之失真量的差不為閾值內的情形下，會利用將不為閾值內之失真量的差除以所需的尺寸精度值而得之值B，來變更分割數。若值B為包含小數點之值，可無條件進位成整數。具體而言，只要將分割數乘上值B而得之值訂為新的分割數即可。值B為比1還大的整數值，故分割數的值會變大。換言，能夠使分割區域變細。然後，回到測定點設定工程(S110)，反覆測定點設定工程(S110)至判定工程(S134)為止的各工程，直到判定工程(S134)中所有鄰接的測定點間之△失真量差成為閾值內為止。通常，只要反覆1次，便會滿足判定工程(S134)。如以上所述，便能以必要最低限度數量的測定點來測定滿足描繪精度之多射束的位置。故，能夠縮短描繪時間。利用複數個測定點中的射束位置資料(x、y)，以多項式近似，藉此便能求出照射區域34內的各射束位置。然後，由在各測定點的射束位置，便能得 到多射束的照射位置形狀(照射靈敏度)或/及藉由孔徑構件203而形成之多射束形狀。
按照以上這樣的實施形態1，能夠滿足必要的測定精度與必要的尺寸精度，同時高速地測定多射束的射束位置。
然後利用得到的多射束的位置(失真資料)，針對各射束例如調整照射量，便能修正多射束的描繪位置的位置偏差。位置偏差修正的手法可使用如同習知般之手法。
另，詳細失真測定工程(S132)中，若令平台105移動讓標記108移動至測定點的位置來測定，便能測定在各測定點的位置偏差量。此外，若令平台105移動而使標記108成為多射束的中心位置來測定，便能測定和偏向器108所造成的偏向靈敏度相關之位置偏差量。
此外，上述例子中，射束區域設定工程(S130)中，是說明以使得射束區域40成為於x、y方向盡可能同數量的射束並排之矩形的方式來選擇各射束之情形，但並不限於此。例如，若以射束群於x方向掃描標記108上的情形下，藉由減少x方向的射束列數量，並將y方向的射束列數量增加該減少的數量，便能在同時期中增加位於標記108上之射束數。故，能夠增大同時檢測到的電流量。同樣地，若於y方向掃描的情形下，藉由減少y方向的射束列數量，並將x方向的射束列數量增加該減少的數量，便能在同時期中增加位於標記108上之射束數。 故，能夠增大同時檢測到的電流量。像這樣，只要在重心位置配置測定點之射束21，則亦可藉由掃描方向等來變更構成射束群的射束。
此外，如上述般，例如利用必要最低限度的射束數的射束群，藉由在必要最低限度數量的測定點之位置測定，便能測定滿足描繪精度之多射束的位置，因此利用此技術，還能高精度地進行像散調整。以下，說明進行描繪裝置100的像散調整之手法。
圖11為實施形態1中運用了多射束的射束位置測定手法之像散調整方法的主要工程示意流程圖。圖11中，運用了實施形態1中多射束的射束位置測定手法之像散調整方法，係實施3σ測定工程(S102)、最小射束道數取得工程(S104)、最大失真量測定工程(S106)、分割數演算工程(S108)、測定點設定工程(S110)、像散線圈值設定工程(S120)、對焦透鏡值設定工程(S122)、射束區域設定工程(S130)、詳細失真測定工程(S132)、差分(△失真量差)演算工程(S133)、判定工程(S134)、分割數變更工程(S136)、判定工程(S140)這一連串工程。例如，除了在測定點設定工程(S110)與射束區域設定工程(S130)之間追加了像散線圈值設定工程(S120)、對焦透鏡值設定工程(S122)這點，以及在判定工程(S134)之後追加了判定工程(S140)這點以外，餘與圖5相同。追加像散線圈值設定工程(S120)、以及對焦透鏡值設定工程 (S122)之位置，可在射束區域設定工程(S130)與詳細失真測定工程(S132)之間。或是，亦可在測定點設定工程(S110)之前。
從3σ測定工程(S102)至測定點設定工程(S110)為止之各工程的內容如同上述。
作為像散線圈值設定工程(S120)，設定部82，在線圈控制電路134設定對像散線圈211激磁之激磁值(像散線圈值)。激磁值，如後述般，係可變地設定為事先設定好的範圍內之複數個值。此處，設定複數個值的1個(例如最小的值)。
作為對焦透鏡值設定工程(S122)，設定部84，在透鏡控制電路136設定對對物透鏡207激磁之激磁值(透鏡值)。激磁值，如後述般，係可變地設定為事先設定好的範圍內之複數個值。例如，安排焦點位置會成為-Z側之激磁值1與會成為+Z側之激磁值2，此處是設定激磁值1。
從射束區域設定工程(S130)至分割數變更工程(S136)為止之各工程的內容如同上述。故，反覆包含像散線圈值設定工程(S120)與對焦透鏡值設定工程(S122)在內之從測定點設定工程(S110)至判定工程(S134)為止的各工程，直到判定工程(S134)中所有鄰接的測定點間之△失真量差成為閾值內為止。其後，回到對焦透鏡值設定工程(S122)，設定部84，在透鏡控制電路136設定對對物透鏡207激磁之複數個激磁值中下一 個激磁值(透鏡值)。此處，設定激磁值2。然後，實施射束區域設定工程(S130)與詳細失真測定工程(S132)。
如以上這樣，便能得到當像散線圈值被設定為某值時之，在設定成焦點位置會成為-Z側之激磁值1的狀態下的多射束的照射位置形狀、及在設定成焦點位置會成為+Z側之激磁值2的狀態下的多射束的照射位置形狀。
作為判定工程(S140)，判定部86演算像散量，判定像散量是否比閾值還小。
當像散量未比閾值還小的情形下，回到像散線圈值設定工程(S120)，反覆像散線圈值設定工程(S120)至判定工程(S140)為止之各工程，直到判定工程(S140)中像散量成為比閾值還小為止。
圖12A至圖12C為實施形態1中用來說明多射束的像散調整方式之圖。如圖12A所示，在1次的像散線圈值的設定中，能夠得到在設定成焦點位置會成為-Z側之激磁值1的狀態下的多射束的照射位置34a的形狀、及在設定成焦點位置會成為+Z側之激磁值2的狀態下的多射束的照射位置34b的形狀。照射位置34a例如為相較於x方向而言於y方向較長之矩形，照射位置34b例如為相較於y方向而言於x方向較長之矩形。在像散線圈值不合適的狀態下，如圖12A所示，照射位置34a的形狀與照射位置34b的形狀會成為不一致。另一方面，在像散線圈 值成為合適的值的狀態下，如圖12B所示，照射位置34a的形狀與照射位置34b的形狀會一致，或更趨近一致。像散，如圖12C所示，合適是調整成x方向的偏差量與y方向的偏差量之差成為最小的情形下之像散線圈值。
此處，判定工程(S134)中暫且設定分割數及測定點而使得所有鄰接的測定點間之△失真量差成為閾值內後，即使於像散線圈值設定工程(S120)、及對焦透鏡值設定工程(S122)中變更設定值，推定△失真量差仍會收斂在閾值內。故，判定工程(S134)中暫且設定分割數及測定點而使得所有鄰接的測定點間之△失真量差成為閾值內後的反覆工程中，亦可省略△失真量差演算工程(S133)、判定工程(S134)、及分割數變更工程(S136)。
如以上這樣，便能以可測定出滿足描繪精度之多射束的位置的必要最低限度數量的測定點來進行像散調整。故，能夠縮短調整時間。
以上已參照具體例說明了實施形態。但，本發明並非由該些具體例所限定。例如，針對測定點的數量，以及分割數，並不限於最小值。亦可比最小值還增大。例如，當將照射區域34內的各射束位置以3次以上的多項式近似的情形下，未知的係數會成為10個以上，故必需要10處以上的測定值。在此情形下，即使分割數的最小值未滿10的情形下，仍可以10以上的分割數來設定測定點。
此外，針對裝置構成或控制手法等對於本發明說明非直接必要之部分等雖省略記載，但能夠適當選擇使用必要之裝置構成或控制手法。例如，有關控制描繪裝置100之控制部構成雖省略其記載，但當然可適當選擇使用必要之控制部構造。
其他具備本發明之要素，且所屬技術領域者可適當變更設計之所有多重帶電粒子束的射束位置測定方法及多重帶電粒子束描繪裝置，均包含於本發明之範圍。

Claims (10)

  1. 一種多重帶電粒子束的射束位置測定方法，其特徵為：取得必要的射束道數以使多重帶電粒子束之電流量的測定重現性成為容許值內，設定被多重帶電粒子束全體照射之照射區域中，與所需的尺寸精度值相應之複數個測定點，對前述複數個測定點中的每一測定點，設定由前述多重帶電粒子束當中前述射束道數的複數個射束所造成的包含前述測定點在內之射束區域，對於每一測定點，利用相對應之射束區域的複數個射束，測定該測定點的位置。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，演算將前述照射區域的形狀的最大失真量除以前述所需的尺寸精度值而得之值，以作為分割數，設定前述複數個測定點，係將前述照射區域以前述分割數分割成複數個分割區域，演算分割出的前述複數個分割區域的各重心位置，以作為前述複數個測定點。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，前述電流量的測定重現性，是利用測定了複數次的電流量而成之電流量分布的3σ之值來判定。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，前述照 射區域的形狀的最大失真量，是利用前述照射區域的四隅位置與中央位置來測定。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，判定所有鄰接的測定點間之失真量的差是否為閾值內，當所有鄰接的測定點間之失真量的差不為前述閾值內的情形下，利用將不為前述閾值內之失真量的差除以前述所需的尺寸精度值而得之值，來變更前述分割數。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，一面令射束道數可變，一面對於各射束道數將該射束道數訂為一個射束群，而測定各射束群的電流量。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中，測定前述各射束群的電流量時，對每一射束群，測定複數次的電流量。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，對每一射束群，演算測定出的電流量分布的3σ之值。
  9. 一種多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：平台，係載置試料且可連續移動；放出部，放出帶電粒子束；孔徑構件，形成有複數個開口部，在包含前述複數個開口部全體之區域受到前述帶電粒子束的照射，前述帶電粒子束的一部分分別通過前述複數個開口部，藉此形成多重射束；遮沒板，配置有複數個遮沒器，對於通過前述孔徑構 件的複數個開口部的多射束當中分別相對應的射束進行遮沒偏向；遮沒孔徑構件，將藉由前述複數個遮沒器而偏向成為射束OFF狀態之各射束加以遮蔽；取得部，由至少一個電路所構成，取得必要的射束道數以使多射束之電流量的測定重現性成為容許值內；測定點設定部，由前述至少一個電路所構成，設定被多重帶電粒子束全體照射之照射區域中，與所需的尺寸精度值相應之複數個測定點；射束區域設定部，由前述至少一個電路所構成，對前述複數個測定點中的每一測定點，設定由前述多重帶電粒子束當中前述射束道數的複數個射束所造成的包含前述測定點在內之射束區域；測定部，由前述至少一個電路所構成，對於每一測定點，利用相對應之射束區域的複數個射束，測定該測定點的位置。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之裝置，其中，更具備分割數演算部，由前述至少一個電路所構成，演算將前述照射區域的形狀的最大失真量除以前述所需的尺寸精度值而得之值，以作為分割數，前述測定點設定部，係將前述照射區域以前述分割數分割成複數個分割區域，演算分割出的前述複數個分割區域的各重心位置，以 作為前述複數個測定點。
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