TW201630026A - 多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法 - Google Patents

多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法 Download PDF

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Abstract

本發明一態樣之多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：加權係數演算部，對作為多重帶電粒子束的每1個射束的照射單位區域之每一像素，演算對將該像素做多重描繪的複數個相異射束的照射量予以加權之複數個加權係數；照射量演算部，對每一像素，演算使用複數個加權係數當中相對應的加權係數而被加權之複數個相異射束的照射量；及描繪部，使用多重帶電粒子束對試料描繪圖樣，而使各個照射量受到加權的複數個相異射束照射至相對應之像素。

Description

多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法
本發明係多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法，例如有關藉由照射量的調變來修正多射束描繪當中因射束的位置錯位所引起之圖樣的位置錯位、尺寸錯位之方法。
肩負半導體裝置微細化發展的微影技術，在半導體製程當中是唯一生成圖樣的極重要製程。近年來隨著LSI的高度積體化，對於半導體裝置要求之電路線寬正逐年微細化。當中，電子線(電子束)描繪技術在本質上具有優良的解析性，對光罩底板(blanks)等使用電子線來描繪光罩圖樣係行之已久。
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下，藉由使用多射束，能夠一次照射較多的射束，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，如此光罩像被縮小並藉 由偏向器被偏向而照射至試料上的所需位置。
在此，多射束描繪中，可能會發生光學系統的失真、形成多射束的孔徑陣列與設計值之偏差、及/或因庫侖效應等引起射束的位置錯位。若構成多射束之射束發生位置錯位，則描繪出的圖樣亦會有發生位置錯位、尺寸錯位這樣的問題。故，理想是對於因被發生了位置錯位的射束照射而形成之圖樣的位置錯位、尺寸錯位予以修正。例如，有人提出，對於光學失真所致之位置錯位，演算包含失真量之擊發位置，並因應位於以該包含失真量之擊發位置為前提而構成的區域內之圖樣的面積密度，以調整對該擊發位置照射之射束的劑量(例如參照日本特開2014-007379號公報)。
然而，以往未能建立一種對於因被發生了位置錯位的射束照射而形成之圖樣的位置錯位、尺寸錯位予以修正用之足夠有效的手法。
本發明之實施形態，提供一種多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法，可對於因被包含發生了位置錯位的射束在內之多射束照射而形成之圖樣的位置錯位、尺寸錯位予以修正。
本發明一態樣之多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：加權係數演算部，由至少一個電路所構成，對作為多 重帶電粒子束的每1個射束的照射單位區域之每一像素，演算對將該像素做多重描繪的複數個相異射束的照射量予以加權之複數個加權係數；照射量演算部，由前述至少一個電路所構成，對每一像素，演算使用複數個加權係數當中相對應的加權係數而被加權之複數個相異射束的照射量；及描繪部，使用多重帶電粒子束對試料描繪圖樣，而使各個照射量受到加權的複數個相異射束照射至相對應之像素。
本發明一態樣之多重帶電粒子束描繪方法，其特徵為：對作為多重帶電粒子束的每1個射束的照射單位區域之每一像素，演算對將該像素做多重描繪的複數個相異射束的照射量予以加權之複數個加權係數，對每一像素，演算使用複數個加權係數當中相對應的加權係數而被加權之複數個相異射束的照射量，使用多重帶電粒子束對試料描繪圖樣，而使各個照射量受到加權的複數個相異射束照射至相對應之像素。
10‧‧‧像素
12‧‧‧照射像素
14‧‧‧照射位置
20、20a~20e‧‧‧多射束
22‧‧‧孔
24‧‧‧控制電極
25‧‧‧通過孔
26‧‧‧相向電極
30‧‧‧薄膜區域
31‧‧‧基板
32‧‧‧外周區域
33‧‧‧支撐台
34‧‧‧照射區域
35‧‧‧條紋區域
41、43‧‧‧控制電路
47‧‧‧個別遮沒機構
50‧‧‧位置錯位資料取得部
52‧‧‧補償設定部
54‧‧‧權重係數演算部
55‧‧‧照射量演算部
56‧‧‧判定部
57‧‧‧ρ演算部
58‧‧‧資料處理部
60‧‧‧描繪控制部
100‧‧‧描繪裝置
101‧‧‧試料
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧XY平台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
130‧‧‧偏向控制電路
139‧‧‧平台位置檢測器
140、142、144‧‧‧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‧‧‧成形孔徑陣列構件
204‧‧‧遮沒孔徑陣列構件
205‧‧‧縮小透鏡
206‧‧‧限制孔徑構件
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧偏向器
210‧‧‧鏡
圖1為實施形態1中描繪裝置的構成示意概念圖。
圖2A與圖2B為實施形態1中成形孔徑陣列構件的構成示意概念圖。
圖3為實施形態1中遮沒孔徑陣列構件的構成示意截 面圖。
圖4為實施形態1中遮沒孔徑陣列構件的薄膜(membrane)區域內的構成的一部分示意俯視概念圖。
圖5A至圖5C為實施形態1中描繪動作的一例說明用概念圖。
圖6為實施形態1之描繪方法的主要工程示意流程圖。
圖7為實施形態1中照射位置的位置錯位之一例示意圖。
圖8A至8D為實施形態1的比較例中各道次的照射量的模擬結果之一例示意圖。
圖9A至9D為實施形態1中各道次的照射量的模擬結果之一例示意圖。
圖10A與圖10B為實施形態1及比較例中的位置錯位量的模擬結果之一例示意圖。
圖11A與圖11B為實施形態1及比較例中的圖樣的線寬尺寸錯位量的模擬結果之一例示意圖。
圖12為實施形態2中描繪裝置的構成示意概念圖。
圖13為實施形態2之描繪方法的主要工程示意流程圖。
圖14A至圖14D為實施形態2中的1個道次的照射量的模擬結果之一例示意圖。
圖15A至圖15D為實施形態2中將補償值設定為可變的情形下的位置錯位量的模擬結果之一例示意圖。
圖16A至圖16D為實施形態2中將補償值設定為可變的情形下的圖樣的線寬尺寸錯位量的模擬結果之一例示意圖。
以下，實施形態中，說明一種多重帶電粒子束描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法，可對於因被包含發生了位置錯位的射束在內之多射束照射而形成之圖樣的位置錯位、尺寸錯位予以修正。
以下在實施形態中，作為帶電粒子束的一例，係以使用了電子束之構成來做說明。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。
實施形態1.
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、成形孔徑陣列構件203、遮沒孔徑陣列構件204、縮小透鏡205、限制孔徑構件206、對物透鏡207、及偏向器208。在描繪室103內配置有XY平台105。在XY平台105上，配置有於描繪時成為描繪對象基板的光罩底板等試料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。在XY平台105上還配置XY平台105位置測定用的鏡(mirror)210。
控制部160具有控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、平台位置檢測器139及磁碟裝置等記憶裝置140，142，144。控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、平台位置檢測器139及記憶裝置140，142，144係透過未圖示之匯流排而彼此連接。描繪資料從外部輸入並存儲於記憶裝置140(記憶部)。
在控制計算機110內，配置有位置錯位資料取得部50、權重係數演算部54、照射量演算部55、圖樣面積密度ρ演算部57、資料處理部58、及描繪控制部60。位置錯位資料取得部50、權重係數演算部54、照射量演算部55、圖樣面積密度ρ演算部57、資料處理部58、及描繪控制部60這些一連串的「~部」，是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而執行。對於位置錯位資料取得部50、權重係數演算部54、照射量演算部55、圖樣面積密度ρ演算部57、資料處理部58、及描繪控制部60輸出入之資訊及演算中之資訊，會隨時存儲於記憶體112。
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2A與圖2B為實施形態1中成形孔徑陣列構件的 構成示意概念圖。圖2A中，在成形孔徑陣列構件203，有縱(y方向)m列×橫(x方向)n列(m，n≧2)的孔(開口部)22以規定之編排間距形成為矩陣狀。圖2A中，例如形成512×8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。在此，舉例於y方向的各列，分別在x方向形成從A至H的8個孔22。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。除此以外，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的編排方式，亦不限於如圖2A般配置成縱橫為格子狀之情形。如圖2B所示，舉例來說，縱方向(y方向)第1段的列及第2段的列的孔，彼此可於橫方向(x方向)錯開尺寸a而配置。同樣地，縱方向(y方向)第2段的列及第3段的列的孔，彼此也可於橫方向(x方向)錯開尺寸b而配置。
圖3為實施形態1中遮沒孔徑陣列構件的構成示意截面圖。
圖4為實施形態1中遮沒孔徑陣列構件的薄膜(membrane)區域內的構成的一部分示意俯視概念圖。另，圖3及圖4中，沒有記載成令控制電極24與相向電極26與控制電路41，43的位置關係一致。遮沒孔徑陣列構件204，如圖3所示，是在支撐台33上配置由矽等所構成之半導體基板31。基板31的中央部，例如從背面側 被切削成較薄，而被加工成較薄的膜厚h之薄膜(membrane)區域30(第1區域)。圍繞薄膜區域30之周圍，成為較厚的膜厚H之外周區域32(第2區域)。薄膜區域30的上面與外周區域32的上面，是形成為同一高度位置或實質上同一高度位置。基板31，是藉由外周區域32的背面而被保持於支撐台33上。支撐台33的中央部係開口，薄膜區域30的位置，位於支撐台33的開口之區域。
在薄膜區域30，於和圖2A及圖2B所示之成形孔徑陣列構件203的各孔22相對應之位置，有供多射束(多重帶電粒子束)的各個射束通過用之通過孔25(例如25a~25c)(開口部)開口。又，在薄膜區域30上，如圖3及圖4所示，於各通過孔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控制電極24(例如24a~24c)及相向電極26(例如26a~26c)的組合(遮沒器：遮沒偏向器)。此外，在薄膜區域30上的各通過孔25的鄰近，配置有對各通過孔25用的控制電極24施加偏向電壓之控制電路41(例如41a~41b)(邏輯電路)。各射束用的相向電極26被接地連接。
此外，如圖4所示，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，除了控制用之例如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。對於構成多重射束之各個射束的 每一者，構成由控制電極24及相向電極26及控制電路41所組成之個別遮沒機構47(例如47a~47c)。此外，圖3例子中，控制電極24及相向電極26及控制電路41是配置於基板31的膜厚較薄之薄膜區域30。但，並不限於此。
通過各通過孔25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。換言之，控制電極24及相向電極26的組合，會將通過成形孔徑陣列構件203的複數個孔22(開口部)之多重射束當中的相對應射束分別予以遮沒偏向。
接著說明描繪裝置100中描繪部150的動作。從電子槍201(放出部)放出之電子束200，會藉由照明透鏡202而近乎垂直地對成形孔徑陣列構件203全體做照明。在成形孔徑陣列構件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。照射至複數個孔的位置之電子束200的各一部分，會分別通過該成形孔徑陣列構件203的複數個孔，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會通過遮沒孔徑陣列構件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之電子束20予以偏向(進行遮沒偏向)。
通過了遮沒孔徑陣列構件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，藉由遮沒孔徑陣列構件204的遮沒器而被偏向的電子束20，其位置會偏離限制孔徑構件206的中心的孔，而被限制孔徑構件206遮蔽。另一方面，未受到遮沒孔徑陣列構件204的遮沒器偏向的電子束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，對每一射束，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208，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上各自之照射位置。此外，例如當XY平台105在連續移動時，射束的照射位置會受到偏向器208控制，以便追隨(追蹤)XY平台105的移動。XY平台105的位置，是從平台位置檢測器139將雷射朝向XY平台105上的鏡210照射，利用其反射光來測定。一次所照射之多射束20，理想上會成為以成形孔徑陣列構件203的複數個孔的編排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，是以逐線掃瞄(raster scan)方式進行描繪動作，即，在各次的追蹤動作中一面跟隨XY平台105的移動一面將作為擊發射束之 多射束20藉由偏向器208所致之射束偏向位置的移動而連續地依序照射至一個個像素。當描繪所需的圖樣時，因應圖樣不同必要的射束會藉由遮沒控制而被控制成射束ON。
圖5A至圖5C為實施形態1中描繪動作的一例說明用概念圖。如圖5A所示，試料101的描繪區域31，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35。該各條紋區域35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35的左端或更左側之位置，開始描繪。在描繪第1個條紋區域35時，例如使XY平台105朝-x方向移動，藉此便相對地朝x方向逐一進行描繪。令XY平台105以規定速度例如連續移動。實施形態1中，當描繪各條紋區域35時，如圖5B所示，例如一面朝y方向挪移位置一面進行多重描繪。圖5B例子中，揭示多重度(multiplicity)為4(N=4)的情形。多重描繪中的各道次(pass)(各次的描繪處理)中，於y方向一面將位置挪移條紋y方向寬度(或稱「條紋高度」)/N一面進行描繪。
此外，各條紋區域，被假想分割成複數個網目區域(像素)。圖5C例子中，揭示將被複數個像素10分割的條紋區域35當中的一部分訂為1次擊發的照射區域34之情形。像素10的尺寸，例如較佳為射束尺寸、或其以下的尺寸。例如較佳是訂為10nm左右的尺寸。像素，成為 多射束的每1個射束的照射單位區域。圖5C例子中，揭示以4×4的多射束做1次擊發時之4×4的照射像素12作為一例。1次的擊發當中，藉由因通過成形孔徑陣列構件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。故，即使以多射束20照射，於每一道次照射同一位置的射束也會相異。換言之，成形孔徑陣列構件203的縱(y方向)m列×橫(x方向)n列(m，n≧2)的孔22當中，於每一道次藉由皆為相異的孔22而成形之射束會照射至同一位置。此處，揭示當描繪1個條紋區域35時，各道次份亦連續描繪之情形，但並不限於此。亦可設計成第1道次(N=1st)的所有條紋區域35的描繪結束後，進行第2道次(N=2nd)的所有條紋區域35的描繪，像這樣於每一道次進行所有條紋區域35的描繪。
當以多射束20描繪試料101時，在追蹤動作中一面跟隨XY平台105的例如往X方向之移動一面將作為擊發射束之多射束20藉由偏向器208所致之射束偏向位置的移動而連續地依序照射至一個個像素。又，多射束的哪個射束會照射試料101上的哪個像素，是由描繪序列(sequence)來決定。利用在多射束的x，y方向各自相鄰射束間的射束間距，試料101面上的於x，y方向分別相鄰射束間的射束間距(x方向)×射束間距(y方向)的區域係由n×n像素的區域(副間距區域)所構成。圖5C例子中，4×4像素10的區域成為副間距區域。例如，在1 次的追蹤動作中，當XY平台105朝-X方向僅移動射束間距(x方向)的情形下，於x方向或y方向(或斜方向)藉由1個射束一面偏移照射位置一面描繪n像素。同一n×n像素的區域內的其他n像素，在下次的追蹤動作中藉由和上述射束相異之射束同樣地描繪n像素。
像這樣在n次的追蹤動作中藉由各自相異之射束來逐次描繪n像素，藉此描繪1個n×n像素的區域內的所有像素。針對多射束的照射區域內的其他n×n像素的區域，亦在同時期實施同樣的動作，同樣地描繪。將該描繪動作例如以條紋區域單位反覆，藉此將同一像素做多重描繪。此時，如上述般於每一道次挪移位置，藉此利用相異射束將同一像素做多重描繪。
在此，多射束20，於每一射束對於試料面101上的照射位置可能發生不同量的位置錯位。故，當做多重描繪的情形下，即使對同一像素照射射束的情形下，因於每一道次使用的射束相異，故例如若以同一照射量照射，則位置錯位量亦會於每一道次相異。鑑此，實施形態1中，因應每一射束的位置錯位量的差異，於每一道次對使用於同一像素之射束的照射量進行加權。
圖6為實施形態1之描繪方法的主要工程示意流程圖。圖6中，實施權重係數演算工程(S104)、各道次的照射量演算工程(S106)、描繪工程(S112)這一連串的工程。
圖7為實施形態1中照射位置的位置錯位之一例示意 圖。在實施描繪處理前，事先測定當在試料101面上照射多射束時之每一像素的位置錯位量。只要將塗布有未圖示阻劑的測定用基板配置於平台105上，照射多射束，測定其照射位置14即可。循著事先設定好的描繪序列，描繪和照射區域34同等尺寸的測定區域內的所有像素10。然後，只要將測定用基板上的測定區域內的所有像素10的射束照射位置14例如利用位置計測裝置予以測定即可。另，若將1個測定區域內的所有像素10循著描繪序列全部描繪完，則會難以測定每一像素的位置錯位量，故只要設定複數個測定區域，針對各測定區域以可測定照射後的像素位置之程度予以拉開距離並照射多射束即可。然後，只要調整在測定區域間照射之像素，將複數個測定區域的照射像素予以合成，而視為是描繪了測定區域內的所有像素10而成之物即可。只要求出設計上的像素位置10與測定出的照射位置14之差，便能測定每一射束的位置錯位量。
實際上，由於是描繪條紋區域35，故只要在條紋區域35中選定測定區域，針對欲做多重描繪的各道次的條紋區域35份的所有像素10，推定負責照射之射束的位置錯位量即可。或是，亦可將條紋區域35份的所有像素10做多重描繪，測定各像素的每一道次的射束的位置錯位量。
然後，位置錯位資料取得部50從描繪裝置100外部輸入該獲得的位置錯位資料，存儲於記憶裝置144。圖7 例子中，揭示第n道次中對座標(xi，yj)的像素10照射之射束的照射位置14，於x方向發生了△xn,i,j位置錯位量的位置錯位，於y方向發生了△yn,i,j位置錯位量的位置錯位之情形。故，係發生向量△rn,i,j的位置錯位。實施形態1中，是利用運用了該作為位置錯位量之向量△rn,i,j的加權函數，演算加權係數。
作為權重係數演算工程(S104)，權重係數演算部54(加權係數演算部)，對作為多射束20的每1個射束的照射單位區域之每一像素10，演算對將該像素10做多重描繪的複數個相異射束的照射量予以加權之複數個加權係數。如上述般，試料101的條紋區域35，被分割成複數個像素10。又，當循著事先設定好的描繪序列做多重描繪的情形下，可知道各道次中照射各像素10的射束是多射束當中的哪個射束。權重係數演算部54，對每一像素(i，j)，從記憶裝置144讀出多重度N的多重描繪中各道次的負責射束的位置錯位量△rn,i,j之資料，並解以下式(1)所示之加權函數，演算對各道次的負責射束之加權係數wn,i,j。複數個道次的各加權係數wn,i,j，是藉由相對於所有道次的複數個相異射束的位置錯位量△rn,i,j的和而言之該射束的位置錯位量△rn,i,j的反比來演算。
另，每一像素的多重描繪中各道次的射束用的加權係 數wn,i,j的和，如以下式(2)所示般會成為1。
由式(1)可知，各道次的射束當中，位置錯位量愈小的射束則加權係數wn,i,j的值愈變大，反之位置錯位量愈大的射束則加權係數wn,i,j的值愈變小。作為各道次的照射量演算工程(S106)，照射量演算部55，對每一像素10演算利用全道次用的複數個加權係數當中相對應的加權係數wn,i,j被加權而成之全道次用的複數個相異射束的照射量Dn,i,j。首先，ρ演算部57，從記憶裝置140讀出描繪資料，利用描繪資料中定義的圖樣，演算各條紋區域35內的所有像素的圖樣面積密度ρ。在此，照射至各像素的基準照射量D0係事先設定。實際上照射至各像素之射束的照射量，較佳是和算出的圖樣的面積密度ρ成比例來求出。例如，對各像素的照射量Dtotal,i,j，能夠藉由ρD0來求出。除此以外，對各像素的照射量，較佳是訂為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。故，實際照射之對各像素的照射量Dtotal,i,j，在每一像素可能相異。每一像素的照射量Dtotal,i,j，為多重描繪的各道次中的照射量之合計。故，該照射量Dtotal,i,j係被分配給多重描繪的各道次。欲算出此時的多重描繪的各道次的照射量Dn,i,j，可使用上述加權係數wn,i,j。對於 座標(i，j)的像素之多重描繪的第n道次的射束的照射量Dn,i,j，是由下式(3)所定義。例如，對每一條紋區域，演算多重描繪的各道次的射束的照射量Dn,i,j。像這樣，照射量演算部55，對多重描繪的每一道次，將多重描繪的全道次份的照射量合計合成的照射量Dtotal,i,j(合計照射量)乘上相對應之道次的加權係數wn,i,j，藉此演算進行該道次的描繪之射束的照射量Dn,i,j。
(3)D n,i,j =w n,i,j ．D total,i,j
作為描繪工程(S112)，描繪部150，使用多射束對試料101描繪圖樣，而使各個被加權的照射量Dn,i,j的複數個相異射束照射至相對應之像素。首先，資料處理部58，將照射量Dn,i,j變換成照射時間後，依照循著描繪序列之擊發順序重新排列。然後，重新排列後的照射時間排列資料，會輸出至偏向控制電路130。
偏向控制電路130，對於每一擊發，對各控制電路41輸出照射時間排列資料。然後，在描繪控制部60的控制之下，描繪部150對於各射束的每一擊發，實施該照射時間之描繪。描繪部150的動作如上所述。
實施形態1中，藉由調整進行多重描繪時的各道次的照射量，來減低該像素的位置錯位。照射量Dn,i,j，若是所使用的射束的位置錯位量愈小之射束，則會照射更多的照射量。反之，若是所使用的射束的位置錯位量愈大之射束，則會止於更少的照射量。藉此，能夠使多重描繪後形成於各像素之圖樣的位置錯位量減低。
圖8A至8D為實施形態1的比較例中各道次的照射量的模擬結果之一例示意圖。圖8A至圖8D例子中，揭示進行多重度N=4的多重描繪時的照射量之一例。在此，實施了下述模擬，即，當將80nm(x方向尺寸)×200nm(y方向尺寸)的評估圖樣藉由多射束做多重描繪的情形下，求出每一道次的各像素的照射量。圖8A至圖8D的比較例中，揭示運用了下述手法之情形，即，不進行道次間的照射量調整，而是在同一道次內將照射量分配至周圍的像素，藉此修正位置錯位。圖8A中揭示第1道次的照射量。圖8B中揭示第2道次的照射量。圖8C中揭示第3道次的照射量。圖8D中揭示第4道次的照射量。如圖8A至圖8D所示，各道次的最大照射量，收斂於0.25~0.4之間，道次間的照射量差小。另，係揭示將照射量標準化後之值。
圖9A至9D為實施形態1中各道次的照射量的模擬結果之一例示意圖。圖9A至圖9D例子中，如同圖8A至圖8D的比較例般，揭示進行多重度N=4的多重描繪時的照射量之一例。在此，實施了下述模擬，即，當將80nm(x方向尺寸)×200nm(y方向尺寸)的評估圖樣藉由多射束做多重描繪的情形下，求出每一道次的各像素的照射量。圖9A至圖9D的比較例中，如上述般揭示進行了道次間的照射量的調整之情形。在此，反過來並未進行在同一道次內將照射量分配至周圍的像素。
圖9A中揭示第1道次的照射量。圖9B中揭示第2 道次的照射量。圖9C中揭示第3道次的照射量。圖9D中揭示第4道次的照射量。如圖9A至圖9D所示，可知第3道次的最大照射量，比其他道次來得大。另，係揭示將照射量標準化後之值。
圖10A與圖10B為實施形態1及比較例中的位置錯位量的模擬結果之一例示意圖。圖10A與圖10B中，縱軸表示評估圖樣的左端(X方向端部)的位置錯位量，橫軸表示y方向的位置。圖10A中，揭示比較例中的位置錯位量的模擬結果之一例。圖10B中，揭示實施形態1中的位置錯位量的模擬結果之一例。將圖10A與圖10B比較可知，藉由進行道次間的照射量的調整來修正位置錯位之情形，相較於藉由在同一道次內將照射量分配至周圍的像素來修正位置錯位之情形而言，能將位置錯位量減小。
圖11A與圖11B為實施形態1及比較例中的圖樣的線寬尺寸錯位量的模擬結果之一例示意圖。圖11A與圖11B中，縱軸表示評估圖樣的線寬尺寸錯位量△CD，橫軸表示y方向的位置。圖11A中，揭示比較例中的△CD的模擬結果之一例。圖11B中，揭示實施形態1中的△CD的模擬結果之一例。圖樣係複數個射束照射像素銜接而形成。將圖11A與圖11B比較可知，藉由進行道次間的照射量的調整來修正位置錯位之情形，相較於藉由在同一道次內將照射量分配至周圍的像素來修正位置錯位之情形而言，能將最終形成之圖樣的尺寸錯位量△CD減小。
如以上這樣，按照實施形態1，能夠對於因被包含發 生了位置錯位的射束在內之多射束20照射而形成之圖樣的位置錯位、及尺寸錯位予以修正。故，能夠進行高精度的描繪。
實施形態2.
實施形態1中，揭示了藉由每一道次的相異射束的位置錯位量之反比來對每一道次的射束的照射量進行加權之情形，但實施形態1中，對於位置錯位量較小的射束而言照射量可能有偏頗的情形。為了避免阻劑受熱(resist heating)等的影響，1次的擊發的射束照射量有限制。多重描繪中，當對於1個道次用的射束照射量的比例顯著變大的情形下，也可能會超出該1次的擊發的射束照射量的限制值。鑑此，實施形態2中，說明以該限制值以內的照射量來調整之手法。
圖12為實施形態2中描繪裝置的構成示意概念圖。圖12中，除了在控制計算機110內追加了補償設定部52、及判定部56這點以外，係和圖1相同。位置錯位資料取得部50、補償設定部52、權重係數演算部54、照射量演算部55、判定部56、ρ演算部57、資料處理部58、及描繪控制部60這些一連串的「~部」，是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而執行。對於位置錯位資料取得部50、補償設定部52、權重係數演算部54、照射量演算部55、判定部56、 ρ演算部57、資料處理部58、及描繪控制部60輸出入之資訊及演算中之資訊，會隨時存儲於記憶體112。
圖13為實施形態2之描繪方法的主要工程示意流程圖。
圖13中，除了在權重係數演算工程(S104)之前追加了補償設定工程(S102)，在各道次的照射量演算工程(S106)與描繪工程(S112)之間追加了判定工程(S110)這點以外，係和圖6相同。另，除以下說明的點以外之內容，均與實施形態1相同。
作為補償設定工程(S102)，補償設定部52，設定作為將射束的位置錯位量予以補償的向量之補償值△roffset。補償值△roffset，較佳是訂為比射束尺寸還小的值。特別是，更佳是設定為射束尺寸的1/2以下。另，可事先備妥相異的複數個補償值△roffset。又，如後述般補償值△roffset可被再設定，故可從較小的補償值△roffset開始依順設定。
作為權重係數演算工程(S104)，權重係數演算部54(加權係數演算部)，對作為多射束20的每1個射束的照射單位區域之每一像素10，利用偏移值△roffset，演算對將該像素10做多重描繪的複數個相異射束的照射量予以加權之複數個加權係數。如上述般，權重係數演算部54，對每一像素(i，j)，從記憶裝置144讀出多重度N的多重描繪中各道次的負責射束的位置錯位量△rn,i,j之資料，並解以下式(4)所示之加權函數，演算對各道次的 負責射束之加權係數wn,i,j。複數個道次的各加權係數wn,i,j，是藉由相對於所有道次的複數個相異射束的位置錯位量△rn,i,j的和與補償值△roffset之和而言，該射束的位置錯位量△rn,i,j與補償值△roffset之和的反比而演算。
另，每一像素的多重描繪中各道次的射束用的加權係數wn,i,j的和，如式(2)所示般會成為1，這點是相同的。
由式(4)可知，各道次的射束當中，位置錯位量愈小的射束則加權係數wn,i,j的值愈變大，反之位置錯位量愈大的射束則加權係數wn,i,j的值愈變小。但，加權係數wn,i,j的值的差異能夠比不使用補償值△roffset的情形下還減小。各道次的照射量演算工程(S106)，和實施形態1相同。
作為判定工程(S110)，判定部56，判定演算出的多重描繪的各道次的射束的照射量Dn,i,j是否超出最大照射量Dmax。多重描繪的各道次中照射之最大照射量Dmax係事先設定。當未超出的情形下，進入描繪工程(S112)。當超出的情形下，回到補償設定工程(S102)。然後，在補償設定工程(S102)中變更補償值△roffset，再度反覆權重係數演算工程(S104)至判定工程 (S110)為止的各工程。也就是說，反覆補償設定工程(S102)至判定工程(S110)為止的各工程，直到使得判定工程(S110)中照射量Dn,i,j變得不超出最大照射量Dmax為止。藉此，補償值△roffset被設定成使得所有道次的複數個相異射束的照射量Dn,i,j不超出最大照射量Dmax。描繪工程(S112)的內容和實施形態1相同。
圖14A至圖14D為實施形態2中的1個道次的照射量的模擬結果之一例示意圖。圖14A至圖14D的例子中，揭示針對圖9A至圖9D的第3道次中的照射量，令補償值△roffset可變的情形下之照射量變化。其他的評估條件和圖9A至圖9D相同。圖14A中，揭示補償值△roffset為0.1的情形。圖14B中，揭示補償值△roffset為0.5的情形。圖14C中，揭示補償值△roffset為1.0的情形。圖14D中，揭示補償值△roffset為5.0的情形。如圖14A至圖14D所示，可知隨著將補償值△roffset增大，第3道次的照射量會變小。換言之，可知對於位置錯位量最小的1個射束之相關度(加權)會變小。
圖15A至圖15D為實施形態2中將補償值設定為可變的情形下的位置錯位量的模擬結果之一例示意圖。圖15A至圖15D中，縱軸表示評估圖樣的左端(x方向端部)的位置錯位量，橫軸表示y方向的位置。圖15A中，揭示補償值△roffset為0.1的情形。圖15B中，揭示補償值△roffset為0.5的情形。圖15C中，揭示補償值△roffset為1.0的情形。圖15D中，揭示補償值△roffset為5.0的情 形。將圖15A至圖15D為止比較，可知隨著將補償值△roffset增大，位置錯位量會變大。換言之，位置錯位修正的效果會變小。
圖16A至圖16D為實施形態2中將補償值設定為可變的情形下的圖樣的線寬尺寸錯位量的模擬結果之一例示意圖。圖16A至圖16D中，縱軸表示評估圖樣的線寬尺寸錯位量△CD，橫軸表示y方向的位置。圖16A中，揭示補償值△roffset為0.1的情形。圖16B中，揭示補償值△roffset為0.5的情形。圖16C中，揭示補償值△roffset為1.0的情形。圖16D中，揭示補償值△roffset為5.0的情形。將圖16A至圖16D為止比較，可知隨著將補償值△roffset增大，尺寸錯位量△CD會變大。換言之，尺寸錯位量修正的效果會變小。
故，在各道次的射束的照射量Dn,i,j不超出限制值(最大照射量Dmax)的範圍內，較佳是調整成較小的補償值△roffset。
如以上這樣，按照實施形態2，能夠對於因被包含發生了位置錯位的射束在內之多射束20照射而形成之圖樣的位置錯位、及尺寸錯位，以不超出限制值(最大照射量Dmax)之照射量予以修正。故，相較於實施形態1能做更實效性的修正。
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。
此外，上述例子中，揭示輸入10位元的控制訊號以 供各控制電路41的控制用之情形，但位元數可適當設定。例如亦可使用2位元、或3位元~9位元的控制訊號。另，亦可使用11位元以上的控制訊號。
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描繪裝置及多重帶電粒子束描繪方法，均包含於本發明之範圍。
雖已說明了本發明的幾個實施形態，但該些實施形態僅是提出作為例子，並非意圖限定發明範圍。該些新穎之實施形態，可以其他各種形態來實施，在不脫離發明要旨之範圍內，能夠進行各種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形，均包含於發明範圍或要旨當中，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。
50‧‧‧位置錯位資料取得部
54‧‧‧權重係數演算部
55‧‧‧照射量演算部
57‧‧‧ρ演算部
58‧‧‧資料處理部
60‧‧‧描繪控制部
100‧‧‧描繪裝置
101‧‧‧試料
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧XY平台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
130‧‧‧偏向控制電路
139‧‧‧平台位置檢測器
140、142、144‧‧‧記憶裝置
150‧‧‧描繪部
160‧‧‧控制部
200‧‧‧電子束
20a~20e‧‧‧多射束
201‧‧‧電子槍
202‧‧‧照明透鏡
203‧‧‧成形孔徑陣列構件
204‧‧‧遮沒孔徑陣列構件
205‧‧‧縮小透鏡
206‧‧‧限制孔徑構件
207‧‧‧對物透鏡
208‧‧‧偏向器
210‧‧‧鏡

Claims (5)

  1. 一種多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：加權係數演算部，對作為多重帶電粒子束的每1個射束的照射單位區域之每一像素，演算對將該像素做多重描繪的複數個相異射束的照射量予以加權之複數個加權係數；照射量演算部，對每一前述像素，演算使用前述複數個加權係數當中相對應的加權係數而被加權之前述複數個相異射束的照射量；及描繪部，使用多重帶電粒子束對試料描繪圖樣，而使各個照射量受到加權的前述複數個相異射束照射至相對應之像素。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，前述複數個加權係數的各加權係數，是藉由相對於前述複數個相異射束的位置錯位量的和而言，該射束的位置錯位量的反比而演算。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之裝置，其中，前述複數個加權係數的各加權係數，是藉由相對於前述複數個相異射束的位置錯位量的和與補償值之和而言，該射束的位置錯位量與前述補償值之和的反比而演算。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之裝置，其中，前述多重描繪的各道次中照射之最大照射量係事先設定，以前述複數個相異射束的照射量不超出前述最大照射 量的方式來設定前述補償值。
  5. 一種多重帶電粒子束描繪方法，其特徵為：對作為多重帶電粒子束的每1個射束的照射單位區域之每一像素，演算對將該像素做多重描繪的複數個相異射束的照射量予以加權之複數個加權係數，對每一前述像素，演算使用前述複數個加權係數當中相對應的加權係數而被加權之前述複數個相異射束的照射量，使用多重帶電粒子束對試料描繪圖樣，而使各個照射量受到加權的前述複數個相異射束照射至相對應之像素。
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