TW201931421A - 孔徑的校準方法及多帶電粒子束描繪裝置 - Google Patents
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Abstract
本實施形態之孔徑的校準方法，具備：使用遮沒孔徑陣列，來切換多射束的各射束的ON／OFF之工程；及使用檢測器，檢測在平台上之射束電流之工程。將前述多射束當中一部分的射束設為ON，而掃描前述遮沒孔徑陣列，基於前述檢測器所做的前述射束電流的檢測結果與前述遮沒孔徑陣列的位置來作成電流量對映。切換設為ON之射束，對每一ON射束作成前述電流量對映。基於前述每一ON射束的電流量對映，調整前述遮沒孔徑陣列的位置。
Description
本發明有關孔徑的校準方法及多帶電粒子束描繪裝置。
隨著LSI的高度積體化，對於半導體元件要求之電路線寬正逐年微細化。為了對半導體元件形成期望的電路圖樣，會採用下述手法，即，利用縮小投影型曝光裝置，將形成於石英上之高精度的原圖圖樣(光罩，或特別是用於步進機或掃描機者亦稱為倍縮光罩)縮小轉印至晶圓上。高精度的原圖圖樣，係藉由電子束描繪裝置來描繪，運用所謂的電子束微影技術。
使用了多射束的描繪裝置，相較於以一道電子束描繪的情形，能夠一口氣照射較多的射束，故能使產出大幅提升。多射束描繪裝置的一種形態亦即使用了遮沒孔徑陣列之多射束描繪裝置中，例如，是將從1個電子槍放出的電子束通過帶有複數個開口的成形孔徑陣列來形成多射束(複數個電子束)。多射束會通過遮沒孔徑陣列的各個相對應之遮沒器內。
遮沒孔徑陣列具備用來將射束予以個別偏向之電極對、及於其間供射束通過用的開口，將電極對(遮沒器)的一方以接地電位固定而將另一方切換成接地電位及其以外的電位，藉此各自個別地進行通過的電子束之遮沒偏向。藉由遮沒器而被偏向的電子束會受遮蔽，未被偏向的電子束會照射至試料上。
以往的多射束描繪裝置中，由於將孔徑安裝於裝置時之高度方向的位置偏離、傾斜度、變形等，藉由成形孔徑陣列而形成之多射束當中的一部分射束會變得不通過遮沒孔徑陣列的開口，而有應在試料面上成像的射束陣列的一部分可能缺損之問題。
使用了多射束的描繪裝置，相較於以一道電子束描繪的情形，能夠一口氣照射較多的射束，故能使產出大幅提升。多射束描繪裝置的一種形態亦即使用了遮沒孔徑陣列之多射束描繪裝置中，例如，是將從1個電子槍放出的電子束通過帶有複數個開口的成形孔徑陣列來形成多射束(複數個電子束)。多射束會通過遮沒孔徑陣列的各個相對應之遮沒器內。
遮沒孔徑陣列具備用來將射束予以個別偏向之電極對、及於其間供射束通過用的開口，將電極對(遮沒器)的一方以接地電位固定而將另一方切換成接地電位及其以外的電位，藉此各自個別地進行通過的電子束之遮沒偏向。藉由遮沒器而被偏向的電子束會受遮蔽，未被偏向的電子束會照射至試料上。
以往的多射束描繪裝置中，由於將孔徑安裝於裝置時之高度方向的位置偏離、傾斜度、變形等，藉由成形孔徑陣列而形成之多射束當中的一部分射束會變得不通過遮沒孔徑陣列的開口，而有應在試料面上成像的射束陣列的一部分可能缺損之問題。
本發明提供一種進行遮沒孔徑陣列的校準(對位)以使多射束通過遮沒孔徑陣列的開口之孔徑的校準方法及多帶電粒子束描繪裝置。
依本發明的一個態樣之孔徑的校準方法，具備：放出帶電粒子束之工程；及前述帶電粒子束通過成形孔徑陣列的複數個開口，藉此形成多射束之工程；及使用配置於遮沒孔徑陣列之複數個遮沒器，進行遮沒偏向之工程，該遮沒偏向是切換前述多射束當中各自相對應之射束的ON／OFF；及使用設於可載置基板的平台上之檢測器，檢測該在平台上之射束電流之工程；將前述多射束當中一部分的射束設為ON，而掃描前述遮沒孔徑陣列，基於前述檢測器所做的前述射束電流的檢測結果與前述遮沒孔徑陣列的位置來作成電流量對映，切換設為ON之射束，對每一ON射束作成前述電流量對映，基於前述每一ON射束的電流量對映，調整前述遮沒孔徑陣列的位置。
依本發明的一個態樣之孔徑的校準方法，具備：放出帶電粒子束之工程；及前述帶電粒子束通過成形孔徑陣列的複數個開口，藉此形成多射束之工程；及使用配置於遮沒孔徑陣列之複數個遮沒器，進行遮沒偏向之工程，該遮沒偏向是切換前述多射束當中各自相對應之射束的ON／OFF；及使用設於可載置基板的平台上之檢測器，檢測該在平台上之射束電流之工程；將前述多射束當中一部分的射束設為ON，而掃描前述遮沒孔徑陣列，基於前述檢測器所做的前述射束電流的檢測結果與前述遮沒孔徑陣列的位置來作成電流量對映，切換設為ON之射束，對每一ON射束作成前述電流量對映，基於前述每一ON射束的電流量對映，調整前述遮沒孔徑陣列的位置。
以下，基於圖面說明本發明之實施形態。實施形態中，說明使用了電子束作為帶電粒子束的一例之構成。但，帶電粒子束不限於電子束，也可以是離子束等。
圖1所示之描繪裝置1，具備：描繪部10，對光罩或晶圓等對象物照射電子束以描繪期望的圖樣；及控制部60，控制描繪部10所做的描繪動作。描繪部10，為具有電子束鏡筒12與描繪室30之多射束描繪裝置的一例。
在電子束鏡筒12內，配置有電子槍14、照明透鏡16、成形孔徑陣列18、遮沒孔徑陣列20、偏向器22、限制孔徑構件24、及對物透鏡26。在描繪室30內配置XY平台32。在XY平台32，配置有XY平台32的位置測定用之鏡34、描繪對象之基板36亦即光罩底板(mask blanks)、及檢測照射至XY平台32的射束的射束電流之檢測器F。檢測器F例如能夠使用法拉第杯。
遮沒孔徑陣列20，安裝於移動部40。移動部40中，例如能夠使用生成6自由度的運動(前後、左右、上下、滾轉(roll)、俯仰(pitch)及偏航(yaw)的運動)之運動基台(motion base)。藉由移動部40，能夠調整遮沒孔徑陣列20的X方向、Y方向、Z方向的位置或傾斜度等。
如圖2所示，在成形孔徑陣列18，有縱m列×橫n列(m，n≧2)的開口(第1開口)18A以規定之排列間距形成。各開口18A均以相同尺寸形狀的矩形來形成。開口18A的形狀亦可是圓形。電子束B的一部分各自通過該些複數個開口18A，藉此形成多射束MB。
遮沒孔徑陣列20，設於成形孔徑陣列18的下方，形成有和成形孔徑陣列18的各開口18A相對應之開口(第2開口)20A。開口20A的排列間距，比開口18A的排列間距還窄。在各開口20A，配置由成對的2個電極的組所構成之遮沒器(圖示略)。遮沒器的一方以接地電位被固定，將另一方切換成接地電位及其他電位。通過各開口20A的電子束，藉由被施加於遮沒器之電壓而各自獨立地受到偏向。像這樣，複數個遮沒器，係對通過了成形孔徑陣列18的複數個開口18A的多射束MB當中分別相對應的射束進行遮沒偏向。
控制部60，具有控制計算機62、偏向控制電路64、移動控制電路66、透鏡控制電路68及平台位置檢測器70。偏向控制電路64，連接至遮沒孔徑陣列20及偏向器22。移動控制電路66，連接至移動部40。
描繪部10中，藉由照明透鏡16及對物透鏡26而構成電子光學系統。從電子槍14(放出部)放出的電子束B，會藉由照明透鏡16而收斂，而在形成於限制孔徑構件24之中心的孔形成交叉點(crossover)，對成形孔徑陣列18全體做照明。
電子束B分別通過成形孔徑陣列18的複數個開口18A，藉此形成多射束MB。多射束MB會通過遮沒孔徑陣列20的各個相對應之遮沒器內。多射束MB的各射束，會帶有角度而朝向形成於限制孔徑構件24之中心的孔行進。是故，多射束MB全體的射束徑及多射束MB的射束間距，會從通過成形孔徑陣列18時開始漸漸變小。
多射束MB，會比藉由成形孔徑陣列18而形成的射束間距還窄之間距通過遮沒孔徑陣列20。通過了遮沒孔徑陣列20的多射束MB，朝向形成於限制孔徑構件24之中心的孔行進。此處，藉由遮沒孔徑陣列20的遮沒器而被偏向的電子束，其位置會偏離限制孔徑構件24之中心的孔，而被限制孔徑構件24遮蔽。另一方面，未受到遮沒孔徑陣列20的遮沒器偏向的電子束，會通過限制孔徑構件24的中心的孔。
像這樣，限制孔徑構件24，是將藉由遮沒孔徑陣列20的遮沒器而被偏向成為射束OFF狀態之各射束加以遮蔽。然後，從成為射束ON開始至成為射束OFF為止通過了限制孔徑構件24的射束，便成為1次份的擊發的射束。
通過了限制孔徑構件24的多射束MB，藉由對物透鏡26而被合焦，成為期望縮小率的圖樣像。通過了限制孔徑構件24的各射束(多射束全體)，會藉由偏向器22朝同方向被一齊偏向，照射至各射束於基板36上各自之照射位置。
另，圖1例子中，偏向器22是配置於比限制孔徑構件24還位於光路的下游側，但亦可配置於上游側。
當XY平台32在連續移動時，射束的照射位置會受到偏向器22控制，以便追隨XY平台32的移動。XY平台32的位置，是從平台位置檢測器70將雷射朝向鏡34照射，利用其反射光來測定。XY平台32的移動是藉由未圖示之平台控制部來進行。
控制計算機62，從記憶裝置(圖示略)讀出描繪資料，實施複數段的資料變換處理，生成裝置固有的擊發資料。擊發資料中，定義著各擊發的照射量及照射位置座標等。
控制計算機62，依據擊發資料將各擊發的照射量輸出至偏向控制電路64。偏向控制電路64，將輸入的照射量除以電流密度來求出照射時間t。然後，偏向控制電路64，當進行相對應之擊發時，係對遮沒孔徑陣列20的相對應之遮沒器施加偏向電壓，使得遮沒器僅於照射時間t成為射束ON。
此外，控制計算機62，將偏向位置資料輸出至偏向控制電路64，使得各射束被偏向至擊發資料所示之位置(座標)。偏向控制電路64演算偏向量，對偏向器22施加偏向電壓。藉此，該次被擊發之多射束MB會受到一齊偏向。
控制計算機62，從檢測器F取得電流檢測結果。
若由於遮沒孔徑陣列20的安裝誤差等，而藉由成形孔徑陣列18形成之多射束MB當中的一部分射束變得不通過開口20A，則應成像於基板36上之射束陣列的一部分會缺損。本實施形態中，藉由移動部40調整遮沒孔徑陣列20的位置或姿勢，進行校準(對位)以使多射束MB通過開口20A。
於遮沒孔徑陣列20之校準時，首先，僅將多射束MB當中的一部分射束設為ON，其餘的射束設為OFF。然後，使用移動部40，使遮沒孔徑陣列20於XY方向移動，隨時以檢測器F檢測射束電流。
藉由使遮沒孔徑陣列20移動，相對地，射束SB會以於XY方向掃描開口20A之方式移動。圖3(a)(b)係著眼於1道的射束SB，為此射束SB以於XY方向掃描開口20A之方式移動的樣子的模型圖。遮沒孔徑陣列20之移動，與藉由檢測器F之電流檢測係交互進行。如此一來，便作成如圖4所示般，相對於遮沒孔徑陣列20的XY座標而言之電流量的等高線對映(電流量對映)。電流量對映的愈中央側電流量愈高，愈周緣側電流量愈低。
一面切換設為ON之射束，一面作成這樣的電流量對映。例如，如圖5(a)～(i)所示依序切換ON射束區域(圖中斜線部分)。此處，揭示多射束MB由16×16道的射束所構成，9處的ON射束區域分別由4道的射束所構成之例子。圖5(a)(c)(g)(i)中，將正方形狀的多射束的四隅設為ON射束區域。圖5(b)(d)(f)(h)中，將正方形狀的多射束的四邊的邊緣部的(邊方向的)中央部設為ON射束區域。圖5(e)中，將正方形狀的多射束的中心部設為ON射束區域。
各ON射束區域的射束道數不限定於4道，只要是能夠以檢測器F檢測射束電流之道數即可。此外，ON射束區域的數量不限定於9處，可為8處以下，亦可為10處以上。若將圖5(a)～(i)所示9處選定作為ON射束區域，則容易藉由後述的處理來檢測遮沒孔徑陣列20的位置偏離。
把將ON射束區域設為如圖5(a)～(i)所示者時作成的電流量對映，如圖6所示般，配合ON射束區域的位置而排列。例如，圖6的左上的電流量對映，為將ON射束區域設為如圖5(a)所示者時作成的電流量對映。當遮沒孔徑陣列20的校準為理想狀態的情形下，如圖6所示，不論著眼於哪一電流量對映，等高線的最高地點(亮度的重心)相對於XY座標都會位於中央。
如圖7(a)所示，當遮沒孔徑陣列20比理想位置還靠近成形孔徑陣列18的情形下，如圖7(b)所示，於將多射束MB當中周緣側的射束設為ON的情形下之電流量對映中，等高線的最高地點會趨近中央的電流量對映。
如圖8(a)所示，當遮沒孔徑陣列20比理想位置還遠離成形孔徑陣列18的情形下，如圖8(b)所示，於將多射束MB當中周緣側的射束設為ON的情形下之電流量對映中，等高線的最高地點會遠離中央的電流量對映。
本實施形態中，是使用移動部40挪動遮沒孔徑陣列20，以使全部的電流量對映中，等高線的最高地點會位於對映中心。例如，當得到如圖7(b)所示般的電流量對映的情形下，便使遮沒孔徑陣列20下降。當得到如圖8(b)所示般的電流量對映的情形下，便使遮沒孔徑陣列20上昇。
如圖9(a)所示，當遮沒孔徑陣列20傾斜的情形下，電流量對映會成為如圖9(b)所示般者。也就是說，當將多射束MB當中X方向的中央側的射束設為ON的情形下，等高線的最高地點會位於中央。另一方面，當將多射束MB當中X方向的端部側的射束設為ON的情形下，等高線的最高地點會朝X方向偏移。由等高線的最高地點的偏移量求出遮沒孔徑陣列20的傾斜角，便能藉由移動部40修正遮沒孔徑陣列20的傾斜度。
如圖10所示，當各電流量對映的等高線的最高地點從中央朝同一方向一致地偏離的情形下，基於距中央的偏離量，藉由移動部40將遮沒孔徑陣列20朝X方向及／或Y方向移動。
圖11為說明遮沒孔徑陣列20的校準方法的流程圖。
多射束MB當中，僅將特定的區域設為ON(步驟S1)。移動控制電路66控制移動部40，使遮沒孔徑陣列20朝X方向及Y方向移動(步驟S2)。如此一來，各射束會以於XY方向掃描開口20A之方式移動。每當使遮沒孔徑陣列20移動微小的距離，便以檢測器F檢測射束電流。
控制計算機62，基於檢測器F的檢測結果、及遮沒孔徑陣列20的移動量，作成電流量對映(步驟S3)。控制計算機62，由電流量對映，算出示意射束位置之亮度的重心(步驟S4)。
切換ON射束區域而反覆進行步驟S2～S4之處理。在全部的ON射束區域之處理完畢後(步驟S5_Yes)，控制計算機62，將每一ON射束區域的射束位置做多項式擬合，算出以遮沒孔徑陣列20位於理想位置的狀態作為基準之射束位置的倍率(步驟S6)。例如，當得到如圖7(b)所示般的電流量對映的情形下，算出之倍率會變得比基準值還小。另一方面，當得到如圖8(b)所示般的電流量對映的情形下，算出之倍率會變得比基準值還大。
當步驟S6中算出的倍率脫離規定的範圍的情形下，判定必須做遮沒孔徑陣列20之移動(步驟S7_Yes)，基於算出的倍率將遮沒孔徑陣列20朝Z方向移動(步驟S8)。
遮沒孔徑陣列20的Z方向移動量，是使用事先取得的調整係數來決定。例如，測定當將遮沒孔徑陣列20實際挪動恰好ΔZ的情形下之倍率的變化量ΔM，而事先取得調整係數ΔZ／ΔM。步驟S8中的遮沒孔徑陣列20的移動量，是由ΔZ／ΔM×(欲修正之倍率)來決定。
調整係數ΔZ／ΔM，亦可從照明透鏡16的收斂角藉由計算求出。
此外，檢測如上述般有無遮沒孔徑陣列20的傾斜或XY方向偏離，挪動遮沒孔徑陣列20以修正檢測出的傾斜度或XY方向偏離。遮沒孔徑陣列20移動後，再度執行步驟S1～S7之處理。
像這樣，按照本實施形態，能夠一面切換ON射束區域一面掃描遮沒孔徑陣列20，由得到的電流量對映來檢測遮沒孔徑陣列20的位置或姿勢之偏離。生成6自由度的運動之移動部40挪動遮沒孔徑陣列20，來修正檢測出的位置或姿勢之偏離，藉此，藉由成形孔徑陣列18形成之多射束MB(多射束的全部射束)便會通過開口20A，成像於基板36上之射束陣列的形狀成為良好。
上述實施形態中，由於成形孔徑陣列18的開口18A的位置誤差、或照明透鏡16、對物透鏡26的像差等之影響，如圖12所示，各電流量對映的亮度的重心會有錯落的情況。這樣的情形下，計算各電流量對映的亮度的重心與電流量對映的中心之偏離量，而將遮沒孔徑陣列20移動恰好偏離量的平均值。
遮沒孔徑陣列20移動後，仍然有亮度的重心與對映中心之偏離量大的電流量對映的情形下，亦可設定成在製品實際描繪中不使用和此電流量對映相對應之區域的射束。
上述實施形態中，雖說明了檢測器F使用法拉第杯，僅將規定的區域的射束設為ON，而檢測ON射束的射束電流之構成，但亦可將檢測器F藉由使多射束當中至少1道的射束通過之檢查孔徑、及檢測通過了檢查孔徑的射束的射束電流之電流檢測器來構成。電流檢測器的檢測結果會通知至控制計算機62。
在此情形下，將全部的射束設為ON，使用偏向器22，將多射束在檢查孔徑上於XY方向掃描，檢測通過了檢查孔徑之射束射束電流。控制計算機62，將藉由電流檢測器檢測出的射束電流變換成亮度，基於偏向器22的偏向量來作成射束圖像。當藉由成形孔徑陣列18形成之多射束MB的全部射束通過開口20A的情形下，作成如圖13所示般的射束圖像。
使用移動部40，使遮沒孔徑陣列20於XY方向移動。每當將遮沒孔徑陣列20移動規定的距離，便進行藉由多射束之檢查孔徑的掃描、射束電流的檢測及射束圖像的作成。
當遮沒孔徑陣列20處於理想狀態的情形下，配合遮沒孔徑陣列20的XY方向的位置來將射束圖像排列，便成為圖14所示般者。
如圖15(a)所示，當藉由成形孔徑陣列18形成之多射束MB的X方向的射束間距比遮沒孔徑陣列20的開口間距還大的情形下，會得到如圖15(b)所示般的射束圖像。控制計算機62，基於射束圖像的特徵，控制遮沒孔徑陣列20的位置或姿勢、透鏡像差等。
上述實施形態中雖說明了藉由移動部40來調整遮沒孔徑陣列20的位置或姿勢之例子，但亦可調整成形孔徑陣列18的位置或姿勢。
另，本發明並不限定於上述實施形態本身，於實施階段中在不脫離其要旨的範圍內能夠將構成要素變形而予具體化。此外，藉由將上述實施形態中揭示之複數個構成要素予以適當組合，能夠形成種種發明。例如，亦可將實施形態所示之全部構成要素中刪除數個構成要素。又，亦可將不同實施形態之間的構成要素予以適當組合。
圖1所示之描繪裝置1，具備：描繪部10，對光罩或晶圓等對象物照射電子束以描繪期望的圖樣；及控制部60，控制描繪部10所做的描繪動作。描繪部10，為具有電子束鏡筒12與描繪室30之多射束描繪裝置的一例。
在電子束鏡筒12內，配置有電子槍14、照明透鏡16、成形孔徑陣列18、遮沒孔徑陣列20、偏向器22、限制孔徑構件24、及對物透鏡26。在描繪室30內配置XY平台32。在XY平台32，配置有XY平台32的位置測定用之鏡34、描繪對象之基板36亦即光罩底板(mask blanks)、及檢測照射至XY平台32的射束的射束電流之檢測器F。檢測器F例如能夠使用法拉第杯。
遮沒孔徑陣列20，安裝於移動部40。移動部40中，例如能夠使用生成6自由度的運動(前後、左右、上下、滾轉(roll)、俯仰(pitch)及偏航(yaw)的運動)之運動基台(motion base)。藉由移動部40，能夠調整遮沒孔徑陣列20的X方向、Y方向、Z方向的位置或傾斜度等。
如圖2所示，在成形孔徑陣列18，有縱m列×橫n列(m，n≧2)的開口(第1開口)18A以規定之排列間距形成。各開口18A均以相同尺寸形狀的矩形來形成。開口18A的形狀亦可是圓形。電子束B的一部分各自通過該些複數個開口18A，藉此形成多射束MB。
遮沒孔徑陣列20，設於成形孔徑陣列18的下方，形成有和成形孔徑陣列18的各開口18A相對應之開口(第2開口)20A。開口20A的排列間距，比開口18A的排列間距還窄。在各開口20A，配置由成對的2個電極的組所構成之遮沒器(圖示略)。遮沒器的一方以接地電位被固定，將另一方切換成接地電位及其他電位。通過各開口20A的電子束，藉由被施加於遮沒器之電壓而各自獨立地受到偏向。像這樣，複數個遮沒器，係對通過了成形孔徑陣列18的複數個開口18A的多射束MB當中分別相對應的射束進行遮沒偏向。
控制部60，具有控制計算機62、偏向控制電路64、移動控制電路66、透鏡控制電路68及平台位置檢測器70。偏向控制電路64，連接至遮沒孔徑陣列20及偏向器22。移動控制電路66，連接至移動部40。
描繪部10中，藉由照明透鏡16及對物透鏡26而構成電子光學系統。從電子槍14(放出部)放出的電子束B，會藉由照明透鏡16而收斂，而在形成於限制孔徑構件24之中心的孔形成交叉點(crossover)，對成形孔徑陣列18全體做照明。
電子束B分別通過成形孔徑陣列18的複數個開口18A，藉此形成多射束MB。多射束MB會通過遮沒孔徑陣列20的各個相對應之遮沒器內。多射束MB的各射束，會帶有角度而朝向形成於限制孔徑構件24之中心的孔行進。是故，多射束MB全體的射束徑及多射束MB的射束間距，會從通過成形孔徑陣列18時開始漸漸變小。
多射束MB，會比藉由成形孔徑陣列18而形成的射束間距還窄之間距通過遮沒孔徑陣列20。通過了遮沒孔徑陣列20的多射束MB，朝向形成於限制孔徑構件24之中心的孔行進。此處，藉由遮沒孔徑陣列20的遮沒器而被偏向的電子束，其位置會偏離限制孔徑構件24之中心的孔，而被限制孔徑構件24遮蔽。另一方面，未受到遮沒孔徑陣列20的遮沒器偏向的電子束，會通過限制孔徑構件24的中心的孔。
像這樣，限制孔徑構件24，是將藉由遮沒孔徑陣列20的遮沒器而被偏向成為射束OFF狀態之各射束加以遮蔽。然後，從成為射束ON開始至成為射束OFF為止通過了限制孔徑構件24的射束，便成為1次份的擊發的射束。
通過了限制孔徑構件24的多射束MB，藉由對物透鏡26而被合焦，成為期望縮小率的圖樣像。通過了限制孔徑構件24的各射束(多射束全體)，會藉由偏向器22朝同方向被一齊偏向，照射至各射束於基板36上各自之照射位置。
另，圖1例子中，偏向器22是配置於比限制孔徑構件24還位於光路的下游側，但亦可配置於上游側。
當XY平台32在連續移動時，射束的照射位置會受到偏向器22控制，以便追隨XY平台32的移動。XY平台32的位置，是從平台位置檢測器70將雷射朝向鏡34照射，利用其反射光來測定。XY平台32的移動是藉由未圖示之平台控制部來進行。
控制計算機62，從記憶裝置(圖示略)讀出描繪資料，實施複數段的資料變換處理，生成裝置固有的擊發資料。擊發資料中，定義著各擊發的照射量及照射位置座標等。
控制計算機62，依據擊發資料將各擊發的照射量輸出至偏向控制電路64。偏向控制電路64，將輸入的照射量除以電流密度來求出照射時間t。然後，偏向控制電路64，當進行相對應之擊發時，係對遮沒孔徑陣列20的相對應之遮沒器施加偏向電壓，使得遮沒器僅於照射時間t成為射束ON。
此外，控制計算機62，將偏向位置資料輸出至偏向控制電路64，使得各射束被偏向至擊發資料所示之位置(座標)。偏向控制電路64演算偏向量，對偏向器22施加偏向電壓。藉此，該次被擊發之多射束MB會受到一齊偏向。
控制計算機62，從檢測器F取得電流檢測結果。
若由於遮沒孔徑陣列20的安裝誤差等，而藉由成形孔徑陣列18形成之多射束MB當中的一部分射束變得不通過開口20A，則應成像於基板36上之射束陣列的一部分會缺損。本實施形態中，藉由移動部40調整遮沒孔徑陣列20的位置或姿勢，進行校準(對位)以使多射束MB通過開口20A。
於遮沒孔徑陣列20之校準時，首先，僅將多射束MB當中的一部分射束設為ON，其餘的射束設為OFF。然後，使用移動部40，使遮沒孔徑陣列20於XY方向移動，隨時以檢測器F檢測射束電流。
藉由使遮沒孔徑陣列20移動，相對地，射束SB會以於XY方向掃描開口20A之方式移動。圖3(a)(b)係著眼於1道的射束SB，為此射束SB以於XY方向掃描開口20A之方式移動的樣子的模型圖。遮沒孔徑陣列20之移動，與藉由檢測器F之電流檢測係交互進行。如此一來，便作成如圖4所示般，相對於遮沒孔徑陣列20的XY座標而言之電流量的等高線對映(電流量對映)。電流量對映的愈中央側電流量愈高，愈周緣側電流量愈低。
一面切換設為ON之射束，一面作成這樣的電流量對映。例如，如圖5(a)～(i)所示依序切換ON射束區域(圖中斜線部分)。此處，揭示多射束MB由16×16道的射束所構成，9處的ON射束區域分別由4道的射束所構成之例子。圖5(a)(c)(g)(i)中，將正方形狀的多射束的四隅設為ON射束區域。圖5(b)(d)(f)(h)中，將正方形狀的多射束的四邊的邊緣部的(邊方向的)中央部設為ON射束區域。圖5(e)中，將正方形狀的多射束的中心部設為ON射束區域。
各ON射束區域的射束道數不限定於4道，只要是能夠以檢測器F檢測射束電流之道數即可。此外，ON射束區域的數量不限定於9處，可為8處以下，亦可為10處以上。若將圖5(a)～(i)所示9處選定作為ON射束區域，則容易藉由後述的處理來檢測遮沒孔徑陣列20的位置偏離。
把將ON射束區域設為如圖5(a)～(i)所示者時作成的電流量對映，如圖6所示般，配合ON射束區域的位置而排列。例如，圖6的左上的電流量對映，為將ON射束區域設為如圖5(a)所示者時作成的電流量對映。當遮沒孔徑陣列20的校準為理想狀態的情形下，如圖6所示，不論著眼於哪一電流量對映，等高線的最高地點(亮度的重心)相對於XY座標都會位於中央。
如圖7(a)所示，當遮沒孔徑陣列20比理想位置還靠近成形孔徑陣列18的情形下，如圖7(b)所示，於將多射束MB當中周緣側的射束設為ON的情形下之電流量對映中，等高線的最高地點會趨近中央的電流量對映。
如圖8(a)所示，當遮沒孔徑陣列20比理想位置還遠離成形孔徑陣列18的情形下，如圖8(b)所示，於將多射束MB當中周緣側的射束設為ON的情形下之電流量對映中，等高線的最高地點會遠離中央的電流量對映。
本實施形態中，是使用移動部40挪動遮沒孔徑陣列20，以使全部的電流量對映中，等高線的最高地點會位於對映中心。例如，當得到如圖7(b)所示般的電流量對映的情形下，便使遮沒孔徑陣列20下降。當得到如圖8(b)所示般的電流量對映的情形下，便使遮沒孔徑陣列20上昇。
如圖9(a)所示，當遮沒孔徑陣列20傾斜的情形下，電流量對映會成為如圖9(b)所示般者。也就是說，當將多射束MB當中X方向的中央側的射束設為ON的情形下，等高線的最高地點會位於中央。另一方面，當將多射束MB當中X方向的端部側的射束設為ON的情形下，等高線的最高地點會朝X方向偏移。由等高線的最高地點的偏移量求出遮沒孔徑陣列20的傾斜角，便能藉由移動部40修正遮沒孔徑陣列20的傾斜度。
如圖10所示，當各電流量對映的等高線的最高地點從中央朝同一方向一致地偏離的情形下，基於距中央的偏離量，藉由移動部40將遮沒孔徑陣列20朝X方向及／或Y方向移動。
圖11為說明遮沒孔徑陣列20的校準方法的流程圖。
多射束MB當中，僅將特定的區域設為ON(步驟S1)。移動控制電路66控制移動部40，使遮沒孔徑陣列20朝X方向及Y方向移動(步驟S2)。如此一來，各射束會以於XY方向掃描開口20A之方式移動。每當使遮沒孔徑陣列20移動微小的距離，便以檢測器F檢測射束電流。
控制計算機62，基於檢測器F的檢測結果、及遮沒孔徑陣列20的移動量，作成電流量對映(步驟S3)。控制計算機62，由電流量對映，算出示意射束位置之亮度的重心(步驟S4)。
切換ON射束區域而反覆進行步驟S2～S4之處理。在全部的ON射束區域之處理完畢後(步驟S5_Yes)，控制計算機62，將每一ON射束區域的射束位置做多項式擬合，算出以遮沒孔徑陣列20位於理想位置的狀態作為基準之射束位置的倍率(步驟S6)。例如，當得到如圖7(b)所示般的電流量對映的情形下，算出之倍率會變得比基準值還小。另一方面，當得到如圖8(b)所示般的電流量對映的情形下，算出之倍率會變得比基準值還大。
當步驟S6中算出的倍率脫離規定的範圍的情形下，判定必須做遮沒孔徑陣列20之移動(步驟S7_Yes)，基於算出的倍率將遮沒孔徑陣列20朝Z方向移動(步驟S8)。
遮沒孔徑陣列20的Z方向移動量，是使用事先取得的調整係數來決定。例如，測定當將遮沒孔徑陣列20實際挪動恰好ΔZ的情形下之倍率的變化量ΔM，而事先取得調整係數ΔZ／ΔM。步驟S8中的遮沒孔徑陣列20的移動量，是由ΔZ／ΔM×(欲修正之倍率)來決定。
調整係數ΔZ／ΔM，亦可從照明透鏡16的收斂角藉由計算求出。
此外，檢測如上述般有無遮沒孔徑陣列20的傾斜或XY方向偏離，挪動遮沒孔徑陣列20以修正檢測出的傾斜度或XY方向偏離。遮沒孔徑陣列20移動後，再度執行步驟S1～S7之處理。
像這樣，按照本實施形態，能夠一面切換ON射束區域一面掃描遮沒孔徑陣列20，由得到的電流量對映來檢測遮沒孔徑陣列20的位置或姿勢之偏離。生成6自由度的運動之移動部40挪動遮沒孔徑陣列20，來修正檢測出的位置或姿勢之偏離，藉此，藉由成形孔徑陣列18形成之多射束MB(多射束的全部射束)便會通過開口20A，成像於基板36上之射束陣列的形狀成為良好。
上述實施形態中，由於成形孔徑陣列18的開口18A的位置誤差、或照明透鏡16、對物透鏡26的像差等之影響，如圖12所示，各電流量對映的亮度的重心會有錯落的情況。這樣的情形下，計算各電流量對映的亮度的重心與電流量對映的中心之偏離量，而將遮沒孔徑陣列20移動恰好偏離量的平均值。
遮沒孔徑陣列20移動後，仍然有亮度的重心與對映中心之偏離量大的電流量對映的情形下，亦可設定成在製品實際描繪中不使用和此電流量對映相對應之區域的射束。
上述實施形態中，雖說明了檢測器F使用法拉第杯，僅將規定的區域的射束設為ON，而檢測ON射束的射束電流之構成，但亦可將檢測器F藉由使多射束當中至少1道的射束通過之檢查孔徑、及檢測通過了檢查孔徑的射束的射束電流之電流檢測器來構成。電流檢測器的檢測結果會通知至控制計算機62。
在此情形下，將全部的射束設為ON，使用偏向器22，將多射束在檢查孔徑上於XY方向掃描，檢測通過了檢查孔徑之射束射束電流。控制計算機62，將藉由電流檢測器檢測出的射束電流變換成亮度，基於偏向器22的偏向量來作成射束圖像。當藉由成形孔徑陣列18形成之多射束MB的全部射束通過開口20A的情形下，作成如圖13所示般的射束圖像。
使用移動部40，使遮沒孔徑陣列20於XY方向移動。每當將遮沒孔徑陣列20移動規定的距離，便進行藉由多射束之檢查孔徑的掃描、射束電流的檢測及射束圖像的作成。
當遮沒孔徑陣列20處於理想狀態的情形下，配合遮沒孔徑陣列20的XY方向的位置來將射束圖像排列，便成為圖14所示般者。
如圖15(a)所示，當藉由成形孔徑陣列18形成之多射束MB的X方向的射束間距比遮沒孔徑陣列20的開口間距還大的情形下，會得到如圖15(b)所示般的射束圖像。控制計算機62，基於射束圖像的特徵，控制遮沒孔徑陣列20的位置或姿勢、透鏡像差等。
上述實施形態中雖說明了藉由移動部40來調整遮沒孔徑陣列20的位置或姿勢之例子，但亦可調整成形孔徑陣列18的位置或姿勢。
另，本發明並不限定於上述實施形態本身，於實施階段中在不脫離其要旨的範圍內能夠將構成要素變形而予具體化。此外，藉由將上述實施形態中揭示之複數個構成要素予以適當組合，能夠形成種種發明。例如，亦可將實施形態所示之全部構成要素中刪除數個構成要素。又，亦可將不同實施形態之間的構成要素予以適當組合。
1‧‧‧描繪裝置
10‧‧‧描繪部
12‧‧‧電子束鏡筒
14‧‧‧電子槍
16‧‧‧照明透鏡
18‧‧‧成形孔徑陣列
18A‧‧‧開口
20‧‧‧遮沒孔徑陣列
20A‧‧‧開口
22‧‧‧偏向器
24‧‧‧限制孔徑構件
26‧‧‧對物透鏡
30‧‧‧描繪室
32‧‧‧XY平台
34‧‧‧鏡
36‧‧‧基板
40‧‧‧移動部
60‧‧‧控制部
62‧‧‧控制計算機
64‧‧‧偏向控制電路
66‧‧‧移動控制電路
68‧‧‧透鏡控制電路
70‧‧‧平台位置檢測器
B‧‧‧電子束
F‧‧‧檢測器
MB‧‧‧多射束
圖1為依本發明實施形態之多帶電粒子束描繪裝置的概略圖。
圖2為成形孔徑陣列的模型圖。
圖3(a)、圖3(b)為在遮沒孔徑陣列上之射束掃描例示意圖。
圖4為電流檢測結果的例子示意圖。
圖5(a)～圖5(i)為ON射束區域的例子示意圖。
圖6為當遮沒孔徑陣列的校準為理想狀態的情形下之電流檢測結果的例子示意圖。
圖7(a)當遮沒孔徑陣列的高度方向的位置偏離的情形下之描繪裝置的模型圖，圖7(b)為電流檢測結果的例子示意圖。
圖8(a)當遮沒孔徑陣列的高度方向的位置偏離的情形下之描繪裝置的模型圖，圖8(b)為電流檢測結果的例子示意圖。
圖9(a)為被傾斜安裝的遮沒孔徑陣列的模型圖，圖9(b)的電流檢測結果的例子示意圖。
圖10為電流檢測結果的例子示意圖。
圖11為說明依實施形態之校準方法的流程圖。
圖12為電流檢測結果的例子示意圖。
圖13為射束圖像的例子示意圖。
圖14為當遮沒孔徑陣列的校準為理想狀態的情形下之射束圖像的例子示意圖。
圖15(a)為描繪裝置的模型圖，圖15(b)為射束圖像的例子示意圖。
Claims (14)
- 一種孔徑的校準方法，具備： 放出帶電粒子束之工程；及 前述帶電粒子束通過成形孔徑陣列的複數個開口，藉此形成多射束之工程；及 使用配置於遮沒孔徑陣列之複數個遮沒器，進行遮沒偏向之工程，該遮沒偏向是切換前述多射束當中各自相對應之射束的ON／OFF；及 使用設於可載置基板的平台上之檢測器，檢測在該平台上之射束電流之工程； 將前述多射束當中一部分的射束設為ON，而掃描前述遮沒孔徑陣列，基於前述檢測器所做的前述射束電流的檢測結果與前述遮沒孔徑陣列的位置來作成電流量對映， 切換設為ON之射束，對每一ON射束作成前述電流量對映， 基於前述每一ON射束的電流量對映，調整前述遮沒孔徑陣列的位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之孔徑的校準方法，其中，由前述每一ON射束的電流量對映算出射束位置的倍率，基於前述倍率使前述遮沒孔徑陣列朝Z方向移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之孔徑的校準方法，其中，當前述每一ON射束的電流量對映的等高線的最高地點從對映中央朝同一方向偏離的情形下，基於距對映中央的偏離量來使前述遮沒孔徑陣列朝X方向及／或Y方向移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之孔徑的校準方法，其中，基於前述每一ON射束的電流量對映的等高線的最高地點的位置，調整前述遮沒孔徑陣列的傾斜度。
- 如申請專利範圍第1項所述之孔徑的校準方法，其中，基於前述每一ON射束的電流量對映的亮度的重心與該電流量對映的中心之偏離量的平均值，來使前述遮沒孔徑陣列移動。
- 如申請專利範圍第1項所述之孔徑的校準方法，其中，將正方形狀的前述多射束的中心部、四隅、及四邊的邊緣部的中央部設為ON射束區域。
- 一種孔徑的校準方法，係 放出帶電粒子束之工程；及 前述帶電粒子束通過成形孔徑陣列的複數個開口，藉此形成多射束之工程；及 在設於可載置基板的平台上，而僅使前述多射束當中一部分的射束通過之檢查孔徑上，將前述多射束偏向而掃描，檢測通過了前述檢查孔徑的射束的射束電流，基於檢測出的射束電流與前述多射束的偏向量而作成射束圖像之工程； 掃描切換前述多射束的各射束的ON／OFF的遮沒孔徑陣列，對前述遮沒孔徑陣列的每一位置作成前述射束圖像， 基於前述遮沒孔徑陣列的每一位置的射束圖像，調整前述遮沒孔徑陣列的位置。
- 一種多帶電粒子束描繪裝置，具備： 平台，可載置基板；及 放出部，放出帶電粒子束；及 成形孔徑陣列，形成有複數個開口，在包含前述複數個開口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通過前述複數個開口，藉此形成多射束；及 遮沒孔徑陣列，配置有複數個遮沒器，該複數個遮沒器進行切換前述多射束當中各自相對應之射束的ON／OFF之遮沒偏向；及 檢測器，設於前述平台上，檢測在該平台上之射束電流；及 移動部，使前述遮沒孔徑陣列移動；及 控制部，進行前述複數個遮沒器及前述移動部之控制，從前述檢測器取得前述射束電流的檢測結果； 前述控制部， 將前述多射束當中一部分的射束設為ON，而掃描前述遮沒孔徑陣列，基於前述檢測器所做的前述射束電流的檢測結果與前述遮沒孔徑陣列的位置來作成電流量對映， 切換設為ON之射束，對每一ON射束作成前述電流量對映， 基於前述每一ON射束的電流量對映來控制前述移動部，調整前述遮沒孔徑陣列的位置。
- 如申請專利範圍第8項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述控制部，由前述每一ON射束的電流量對映算出射束位置的倍率，基於前述倍率使前述遮沒孔徑陣列朝Z方向移動。
- 如申請專利範圍第8項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述控制部，當前述每一ON射束的電流量對映的等高線的最高地點從對映中央朝同一方向偏離的情形下，基於距對映中央的偏離量來使前述遮沒孔徑陣列朝X方向及／或Y方向移動。
- 如申請專利範圍第8項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述控制部，基於前述每一ON射束的電流量對映的等高線的最高地點的位置，調整前述遮沒孔徑陣列的傾斜度。
- 如申請專利範圍第8項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述控制部，基於前述每一ON射束的電流量對映的亮度的重心與該電流量對映的中心之偏離量的平均值，來使前述遮沒孔徑陣列移動。
- 如申請專利範圍第8項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，將正方形狀的前述多射束的中心部、四隅、及四邊的邊緣部的中央部設為ON射束區域。
- 如申請專利範圍第8項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述移動部，可將前述遮沒孔徑陣列以6自由度移動。
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