TW202209394A - 帶電粒子束描繪方法及帶電粒子束描繪裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種高精度地修正帶電現象所造成的射束照射位置偏離之帶電粒子束描繪方法及帶電粒子束描繪裝置。 帶電粒子束描繪方法，具備：將前述基板的描繪區域以規定的網目尺寸予以假想分割，算出示意每一網目區域的圖樣的配置比例之圖樣密度分布之工程；運用前述圖樣密度分布算出劑量分布之工程；運用前述圖樣密度分布及前述劑量分布算出照射量分布之工程；算出霧化帶電粒子量分布之工程；算出直接帶電所造成的帶電量分布及霧化帶電所造成的帶電量分布之工程；算出基於前述直接帶電所造成的帶電量分布及前述霧化帶電所造成的帶電量分布之描繪位置的位置偏離量之工程；運用前述位置偏離量，修正照射位置之工程；及使得前述基板的表面的電位比電位規定構件的下面的電位還高，而將前述帶電粒子束照射至前述修正後的照射位置之工程。

Description

帶電粒子束描繪方法及帶電粒子束描繪裝置
本發明有關帶電粒子束描繪方法及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。 當對光罩等基板照射電子束的情形下，會因先前已照射的電子束使得照射位置或其周圍帶電，導致照射位置偏離。以往，作為消弭此射束照射位置偏離之方法的1種，已知有在基板上形成帶電防止膜(CDL：Charge Dissipation Layer)，來防止基板表面的帶電之方法。但，此帶電防止膜，基本上具有酸的特性，因此當在基板上塗布有化學增幅型阻劑(chemical amplification photoresist)的情形下等並不適合。此外，為了形成帶電防止膜必須設置新的設備，會導致製造成本更加增大。因此，渴望無需使用帶電防止膜而進行帶電效應修正(CEC：Charging Effect Correction)。 基板表面的帶電，有照射的電子束所造成之直接帶電、及在描繪室內散射的電子撒落至基板之霧化帶電、及由於射束往基板照射而產生的低能量的2次電子撒落至基板之低能量霧化帶電。目前正在研討將進行動態對焦的電極設為正電位，以免將2次電子送回基板表面，來減低霧化帶電的影響之方法。但，若將進行動態對焦的電極設為正電位，則侵入鏡柱內的2次電子會增加，而成為污染的因素，或電子會被封閉在磁場透鏡的磁場中而形成強的負的空間電位，對電子束軌道造成影響，其結果會有使描繪精度劣化之問題。
本發明的待解問題在於提供一種高精度地修正帶電現象所造成的射束照射位置偏離之帶電粒子束描繪方法及帶電粒子束描繪裝置。 按照本發明的一態樣之帶電粒子束描繪方法，係藉由偏向器使帶電粒子束偏向，藉由對物透鏡合焦，而對平台上的基板描繪圖樣之帶電粒子束描繪方法，具備：將前述基板的描繪區域以規定的網目尺寸予以假想分割，算出示意每一網目區域的前述圖樣的配置比例之圖樣密度分布之工程；運用前述圖樣密度分布算出示意每一網目區域的劑量之劑量分布之工程；運用前述圖樣密度分布及前述劑量分布，算出照射至前述基板之前述帶電粒子束的照射量分布之工程；將霧化帶電粒子的分布函數與前述照射量分布做摺積積分，藉此算出霧化帶電粒子量分布之工程；運用前述圖樣密度分布、前述劑量分布及前述照射量分布，算出直接帶電所造成的帶電量分布，而運用前述霧化帶電粒子量分布算出霧化帶電所造成的帶電量分布之工程；算出基於前述直接帶電所造成的帶電量分布及前述霧化帶電所造成的帶電量分布之描繪位置的位置偏離量之工程；運用前述位置偏離量，修正照射位置之工程；及以前述基板的表面的電位，比配置於和前述基板相向的位置之電位規定構件的下面的電位還高之方式，對前述基板及前述電位規定構件的至少其中一方施加規定的電壓而形成電場，而將前述帶電粒子束照射至前述修正後的照射位置之工程。 按照本發明的一態樣之帶電粒子束描繪裝置，係藉由偏向器使帶電粒子束偏向，藉由對物透鏡合焦，而對平台上的基板描繪圖樣之帶電粒子束描繪裝置，具備：放出部，放出前述帶電粒子束；圖樣密度分布算出部，將前述基板的描繪區域以網目狀予以假想分割，算出示意每一網目區域的前述圖樣的配置比例之圖樣密度分布；劑量分布算出部，運用前述圖樣密度分布算出示意每一網目區域的劑量之劑量分布；照射量分布算出部，運用前述圖樣密度分布及前述劑量分布，算出從前述放出部放出而照射至前述基板之前述帶電粒子束的照射量分布；霧化帶電粒子量分布算出部，將霧化帶電粒子的分布函數與前述照射量分布做摺積積分，藉此算出霧化帶電粒子量分布；帶電量分布算出部，運用前述圖樣密度分布、前述劑量分布及前述照射量分布，算出直接帶電所造成的帶電量分布，而運用前述霧化帶電粒子量分布算出霧化帶電所造成的帶電量分布；位置偏離量分布算出部，算出基於前述直接帶電所造成的帶電量分布及前述霧化帶電所造成的帶電量分布之各描繪位置的位置偏離量；修正部，運用前述位置偏離量，修正照射位置；電位規定構件，配置於和前述基板相向的位置，被控制成規定的電位；電壓控制電路，以前述基板的表面的電位比前述電位規定構件的下面的電位還高之方式對前述基板及前述電位規定構件的至少其中一方施加規定的電壓，而形成從前述基板朝向前述對物透鏡的方向的電場；及描繪部，在形成了前述電場的狀態下，將前述帶電粒子束照射至前述修正後的照射位置。 按照本發明，能夠高精度地修正帶電現象所造成的射束照射位置偏離。
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為實施形態之描繪裝置的概略構成圖。圖1所示描繪裝置100，具備描繪部W及控制部C。描繪裝置100，為電子束描繪裝置之一例。描繪部W，具有電子鏡筒1與描繪室14。在電子鏡筒1內，配置有電子槍5、照明透鏡7、第1孔徑8、投影透鏡9、成形偏向器10、第2孔徑11、對物透鏡12、對物偏向器13、靜電透鏡15、及電位規定構件16。 在描繪室14內配置XY平台3。在XY平台3上，配置有作為描繪對象之基板2。基板2中，包括用於半導體製造的曝光之光罩或形成半導體裝置之半導體晶圓等。此外，欲被描繪之光罩中，包括尚未受到任何描繪之光罩底板(mask blanks)。當被描繪時，在基板上會形成有因電子束而感光之阻劑層。在XY平台3上，在和供配置基板2的位置相異之位置，係配置平台位置測定用的鏡4。 此外，在XY平台3上，在和供基板2配置的位置相異之位置，設有校正用的標記M。例如標記M為金屬製的十字形狀，以電子束掃描標記M，以檢測器(圖示略)檢測來自標記M的反射電子，而進行對焦調整、位置調整、偏向形狀修正係數的調整等。 控制部C，具有控制計算機110，120、平台位置檢測部45、平台控制部46、偏向控制電路130、記憶體142、磁碟裝置等的記憶裝置21，140、電壓控制電路150等。偏向控制電路130，連接至成形偏向器10，對物偏向器13。 電壓控制電路150，連接至平台3、及以和基板相向之方式配置的電位規定構件16的至少其中一方。電壓控制電路150，能夠控制對載置於平台3上的基板2施加之電壓。 例如，如圖2所示，在平台3上，設有用來將基板2設為規定的電位之帶有導電性的框狀的護罩H。護罩H，覆蓋基板2的周緣部，作用在於遮蔽因基板側面帶電而產生的電場以免照射電子束受影響。從護罩H的下面有銷延伸出，此銷接觸基板2。電壓控制電路150，能夠透過此護罩H對基板2施加期望的電壓。 此外，電壓控制電路150，能夠對以和基板相向之方式配置的電位規定構件16施加期望的電壓。電位規定構件16，為導電性的構件，隔著規定的間隙設於基板2正上方。例如，電位規定構件16，亦可以是為了減低來自描繪室頂板的反射電子再入射至基板而設置之反射電子防止板。此外，電位規定構件16，亦可以是為了防止對物透鏡的激磁所造成的熱藉由輻射而傳至基板之熱屏障。或是，電位規定構件16，亦可以是構成電子光學系統的最下段的靜電透鏡之電極、或用來保持電極之構造材。 控制計算機110，具有描繪控制部30、圖樣密度分布算出部31、劑量分布算出部32、照射量分布算出部33、霧化電子量分布算出部34、帶電量分布算出部35、描繪經過時間演算部36、累積時間演算部37、位置偏離量分布算出部38及施加電壓設定部39的功能。控制計算機110的各部，可由包含電子電路、電腦、處理器、電路基板、量子電路、或半導體裝置等之硬體所構成，亦可由軟體所構成。控制計算機110的各部的輸入資料或演算結果，被存放於記憶體142。 控制計算機120，具有擊發資料生成部41及位置偏離修正部42的功能。擊發資料生成部41及位置偏離修正部42，可由軟體構成，亦可由硬體構成。 偏向控制電路130，具有成形偏向器控制部43及對物偏向器控制部44的功能。成形偏向器控制部43及對物偏向器控制部44，可由軟體構成，亦可由硬體構成。 記憶裝置140中，存放定義被描繪的複數個圖形圖樣之描繪資料(佈局資料)。 從電子槍5(放出部)放出之電子束6，會藉由照明透鏡7而對具有矩形的孔之第1孔徑8全體做照明。此處，係將電子束6先成形為矩形。通過了第1孔徑8的第1孔徑像之電子束6，會藉由投影透鏡9而被投影至第2孔徑11上。在第2孔徑11上的第1孔徑像的位置，會藉由受到成形偏向器控制部43控制之成形偏向器10而被偏向，能夠令射束形狀與尺寸變化(可變成形)。 通過了第2孔徑11的第2孔徑像之電子束6，會藉由對物透鏡12而合焦，藉由受到對物偏向器控制部44控制之例如靜電型的偏向器(對物偏向器13)而被偏向，照射至配置成可移動的XY平台3上之基板2的期望位置。XY平台3藉由平台控制部46而受到驅動控制。XY平台3的位置，藉由平台位置檢測部45而受到檢測。在平台位置檢測部45，例如包括對鏡4照射雷射，基於入射光與反射光之干涉來測定位置之雷射測長裝置。靜電透鏡15，和基板2面的凹凸相對應，動態地修正電子束6的焦點位置(動態對焦：dynamic focusing)。 圖3為平台移動的狀況說明用圖。當對基板2描繪的情形下，使XY平台3例如於X方向連續移動。描繪區域在電子束6的可偏向幅度內被假想分割成複數個長條狀的條紋區域(SR)。描繪處理是以條紋區域單位進行。XY平台3的X方向之移動，例如設為連續移動，同時亦令電子束6的擊發位置跟隨平台移動。藉由令其連續移動，能夠縮短描繪時間。 若描繪結束1個條紋區域，將XY平台3朝Y方向步進饋送而於X方向(相反方向)進行下一條紋區域的描繪動作。藉由令各條紋區域的描繪動作以蛇行之方式進行，能夠縮短XY平台3的移動時間。 描繪裝置100中，於處理佈局資料(描繪資料)時，是將描繪區域假想分割成長條狀的複數個圖框(frame)區域，對每一圖框區域進行資料處理。當不進行多重曝光的情形下，通常，圖框區域和條紋區域會成為同一區域。當進行多重曝光的情形下，根據多重度，圖框區域和條紋區域會錯開。像這樣，基板2的描繪區域，被假想分割成作為複數個描繪單位區域之圖框區域(條紋區域)，描繪部W，對每一圖框區域(條紋區域)描繪。 已知若電子束照射至基板2的阻劑層，則會因阻劑帶電效應造成射束照射位置偏離。本實施形態中，於帶電效應修正中，是基於照射至基板2的電子束的照射量分布，與從受到電子束照射的照射域擴散至非照射域之霧化電子的擴散分布來算出霧化電子量分布，運用照射量分布及霧化電子量分布來算出照射域的帶電量分布(直接帶電)與非照射域的帶電量分布(霧化帶電)。然後，由照射域的帶電量分布與非照射域的帶電量分布，算出在基板2上的電子束的位置偏離量分布，而修正射束照射位置。 本發明團隊發現，如圖4a所示，參與帶電的霧化電子當中低能量的2次電子，會受到從電子光學系統往描繪室的洩漏磁場或洩漏電場等的影響而漂移到偏離射束照射位置的場所再帶電，因此擴散分布會脫離電子束的照射域R，使得射束照射位置的修正效果降低。又，本發明團隊發現，如圖4b所示，設計成藉由從基板2朝向電位規定構件16的方向的電場來將低能量的2次電子積極地推回照射域R，藉此便能視同是和照射域R在相同位置帶電之「直接帶電」，而能夠高精度地修正射束的照射位置的偏離。 本實施形態中，為了形成從基板2朝向電位規定構件16的方向的電場，是以基板電位比電位規定構件16的下面的電位還高之方式來對電位規定構件16及/或基板施加電壓。例如，藉由電壓控制電路150，以基板2成為正電位，或電位規定構件16的下面成為負電位之方式施加電壓。 圖5為本實施形態之對於電位規定構件16及/或基板的施加電壓的決定方法說明流程圖。此方法，具有圖樣密度分布演算工程(步驟S100)、劑量分布算出工程(步驟S102)、照射量分布算出工程(步驟S104)、霧化電子量分布算出工程(步驟S106)、帶電量分布算出工程(步驟S108)、位置偏離量分布算出工程(步驟S110)、偏向位置修正工程(步驟S112)、描繪工程(步驟S114)、分析工程(步驟S116)。 圖樣密度分布演算工程(步驟S100)中，圖樣密度分布算出部31，從記憶裝置140讀出評估圖樣的描繪資料，將描繪區域(或圖框區域)以規定的網目尺寸(柵格尺寸)予以網目狀地假想分割，而對每一網目(帶電效應修正網目)區域演算示意描繪資料中定義的圖形圖樣的配置比例之圖樣密度ρ。然後，作成每一網目區域的圖樣密度的分布ρ(x，y)。 劑量分布算出工程(步驟S102)中，劑量分布算出部32，使用圖樣密度分布ρ(x，y)，算出每一網目區域的劑量的分布D(x，y)。劑量的演算中，合適是進行背向散射電子所造成之鄰近效應的修正。劑量D，能夠由以下的式(1)定義。 (1) D=D0 ×{(1+2×η)/(1+2×η×ρ)} 式(1)中，D0 為基準劑量，η為背向散射率。 基準劑量D0 及背向散射率η，藉由描繪裝置100的使用者來設定。背向散射率η，能夠考量電子束6的加速電壓、基板2的阻劑膜厚或基底基板的種類、製程條件(例如PEB條件或顯影條件)等而設定。 照射量分布算出工程(步驟S104)中，照射量分布算出部33，將圖樣密度分布ρ(x，y)的各網目值、與劑量分布D(x，y)的對應網目值予以乘算，藉此算出每一網目區域的照射量分布E(x，y)(亦稱為「照射強度分布」)。 霧化電子量分布算出工程(步驟S106)中，霧化電子量分布算出部34(霧化帶電粒子量分布算出部)，將霧化電子的分布函數g、與步驟S104中算出的照射量分布E=ρD予以摺積積分，藉此算出霧化電子量分布F(霧化帶電粒子量分布)。霧化電子的分布函數g例如能夠使用高斯分布。 分布函數g(x、y)及霧化電子量分布F(x、y)能夠分別由以下式子定義。 (2) g(x，y)=(1/πσ2 )×exp[-{x2 +y2 }/σ2 ] (3) F(x、y)=∫∫g(x，y)E(x’，y’)dx’dy’ 式(2)中，σ為表示霧化電子的影響半徑之常數。 帶電量分布算出工程(步驟S108)中，帶電量分布算出部35，運用照射量分布E、霧化電子量分布F、及伴隨時間經過之帶電衰減量，算出帶電量分布C(x，y)。 首先，算出描繪(照射)了帶電部分之後的經過時間t。描繪經過時間演算部36，針對基板2上的各位置演算從描繪開始時刻(佈局領頭或領頭圖框之描繪開始的時刻)起算直至實際描繪的時刻之經過時間T1(x，y)。例如，當該圖框區域(條紋區域)為第i個的第i圖框區域的情形下，係將從描繪開始位置之描繪開始的描繪開始時刻起算至描繪直至前1個的第i-1圖框區域(條紋區域)的各位置(x，y)之預想時間演算成為經過時間T1(x，y)。 接下來，累積時間演算部37，演算將已描繪結束的描繪單位區域(例如圖框區域、條紋區域)的描繪所花費的描繪時間予以累積而成之累積時間T2。例如，目前，當該圖框區域為第i個的第i圖框區域的情形下，算出將用來描繪第1圖框區域的時間T2(1)、用來描繪第2圖框區域的時間T2(2)、…直至用來描繪第i圖框區域的時間T2(i)予以累積加算而成之加算值。如此一來，便能得到直至該圖框區域之累積時間T2。 此處，當實際描繪目前正在進行處理之該圖框區域內的情形下，直至前1個圖框區域係已完成描繪，故在直至前1個圖框區域內受到電子束6照射之處會成為帶電部分。故，從該圖框區域的累積時間T2減去有帶電部分的直至前1個圖框區域內的各位置(x，y)的描繪經過時間T1(x，y)而成之差分值(T2-T1)，便成為描繪了帶電部分後的經過時間t。 用來求出帶電量分布C(x、y)的函數，包含照射電子所貢獻之直接帶電項、及霧化電子所貢獻之霧化帶電項。直接帶電項及霧化帶電項，各自包含經過時間有貢獻之衰減項、及經過時間無貢獻之靜態項。在各自的衰減項中，會運用剛描繪後的帶電量亦即帶電衰減量、及帶電衰減時間常數，其中帶電衰減量是以描繪後經過了充分時間之後的帶電量作為基準。 首先，假定一用來求出帶電量分布C(x，y)之函數C(E，F，t)。具體而言，係分離成照射電子所貢獻之變數CE (E，t)、及霧化電子所貢獻之變數CF (F，t)。再將各自的變數，分離成經過時間有貢獻之衰減項CET (t)、CFT (t)、及經過時間無貢獻之靜態項CES (E)、CFS (F)。函數C(E，F，t)，由以下的式(4)定義。 (4) C(x，y)=C(E，F，t) =CE (E，t)+CF (F，t) =CES (E)+CET (t)+CFS (F)+CFT (t) 此外，變數CES (E)、CET (t)、CFS (F)、CFT (t)由以下的式(5)(6)(7)(8)定義。 (5) CES (E)=d0 +d1 ×ρ+d2 ×D+d3 ×E (6) CET (t)=κE (ρ)･exp{-t/λE (ρ)} (7) CFS (F)=f1 ×F+f2 ×F2 +f3 ×F3 (8) CFT (t)=κF (ρ)･exp{-t/λF (ρ)} 此處，d0 、d1 、d2 、d3 、f1 、f2 、f3 為常數。 此外，式(6)、(8)中使用之和圖樣密度ρ相依的帶電衰減量κE (ρ)、κF (ρ)，例如能夠由以下的式(9)、(10)近似。此處，式(9)、(10)雖呈2次函數，但並不限於此，可為更高次的函數、亦可為低次的函數。 (9) κE (ρ)=κE0 +κE1 ρ+κE2 ρ2 (10) κF (ρ)=κF0 +κF1 ρ+κF2 ρ2 此處，κE0 、κE1 、κE2 、κF0 、κF1 、κF2 為常數。 又，式(4)中使用之和圖樣密度ρ相依的帶電衰減時間常數λE (ρ)、λF (ρ)，例如能夠由以下的式(11)、(12)近似。此處，式(11)、(12)雖呈2次函數，但並不限於此，可為更高次的函數、亦可為低次的函數。 (11) λE (ρ)=λE0 +λE1 ρ+λE2 ρ2 (12) λF (ρ)=λF0 +λF1 ρ+λF2 ρ2 此處，λE0 、λE1 、λE2 、λF0 、λF1 、λF2 為常數。亦即，帶電量分布C(x，y)能夠由圖6所示般的式子定義。 式(2)、(3)、(5)、(7)、(9)~(12)的各係數，可將實驗結果及/或模擬結果予以擬合(近似)而求出。有關該些係數之資料被存放於記憶裝置21。 位置偏離量分布算出工程(步驟S110)中，位置偏離量分布算出部38(位置偏離量算出部)，演算基於帶電量分布之位置偏離量。具體而言，位置偏離量分布算出部38，對於步驟S108中算出的帶電量分布，將響應函數r(x，y)予以摺積積分，藉此演算帶電量分布C(x，y)的各位置(x，y)的帶電量引起之描繪位置(x，y)的位置偏離量P。 假定一將此帶電量分布C(x，y)變換成位置偏離量分布P(x，y)之響應函數r(x，y)。此處，將在帶電量分布C(x，y)的各位置所示之帶電位置以(x’，y’)表示，將目前正在進行資料處理之該圖框區域(例如第i圖框區域)的射束照射位置以(x，y)表示。這裡，射束的位置偏離，能夠表現成從射束照射位置(x，y)至帶電位置(x’，y’)為止之距離的函數，因此能夠將響應函數記述成如r(x-x’，y-y’)這般。響應函數r(x-x’，y-y’)，只要事先進行實驗，以和實驗結果符合之方式事先求出，或是藉由數值計算事先求出即可。以下，(x，y)表示目前正在進行資料處理之該圖框區域的射束照射位置。 然後，位置偏離量分布算出部38，由該圖框區域的欲描繪之各位置(x，y)的位置偏離量P來作成位置偏離量分布Pi(x，y)(或亦稱為位置偏離量對映Pi(x，y))。演算出的位置偏離量對映Pi(x，y)，被存儲於記憶裝置21，並且被輸出至控制計算機120。 另一方面，在控制計算機120內，擊發資料生成部41，從記憶裝置140讀出描繪資料，進行複數段的資料變換處理，生成描繪裝置100固有的格式的擊發資料。描繪資料中定義之圖形圖樣的尺寸，通常比描繪裝置100在1次的擊發所能形成之擊發尺寸還大。因此，在描繪裝置100內，會將各圖形圖樣分割成複數個擊發圖形(擊發分割)，以便成為描繪裝置100在1次的擊發可形成之尺寸。然後，對每一擊發圖形，將示意圖形種類之圖形代碼、座標、及尺寸這些資料予以定義成為擊發資料。 偏向位置修正工程(步驟S112)(位置偏離修正工程)中，位置偏離修正部42，運用步驟S110中算出的位置偏離量，修正照射位置。此處，是修正各位置的擊發資料。具體而言，是對擊發資料的各位置(x，y)加算將位置偏離量對映Pi(x，y)所示意的位置偏離量予以修正之修正值。修正值，例如合適是使用將位置偏離量對映Pi(x，y)所示意的位置偏離量的正負符號予以顛倒而成之值。藉此，當照射電子束6的情形下，該照射處的座標會被修正，故藉由對物偏向器13而偏向之偏向位置會被修正。擊發資料是以依擊發順序排列之方式定義於資料檔案。 描繪工程(步驟S114)中，在偏向控制電路130內，依擊發順序，成形偏向器控制部43，對每一擊發圖形，由擊發資料中定義的圖形種類及尺寸來演算用來將電子束6可變成形之成形偏向器10的偏向量。此外，對物偏向器控制部44，演算用來將該擊發圖形偏向至所照射的基板2上的位置之對物偏向器13的偏向量。換言之，對物偏向器控制部44(偏向量演算部)，演算將電子束偏向至修正後的照射位置之偏向量。然後，配置於電子鏡筒1內的對物偏向器13，根據演算出的偏向量將電子束偏向，藉此將電子束照射至修正後的照射位置。藉此，描繪部W，便將評估圖樣描繪至基板2的帶電修正後的位置。 圖7a，7b為評估圖樣的例子示意圖。另，圖7a與圖7b中，為更便於瞭解，係各自改變比例尺而示意。圖7a所示測試佈局，是在間距L1為200μmm，各邊長度L2為20mm之柵格(81×81柵格)上描繪了第1陣列盒後，在該測試佈局的中央描繪各邊長度L3為10mm之圖樣密度100%的照射墊，再在和第1陣列盒相同的柵格上描繪第2陣列盒，藉此得到。 如圖7b放大示意般，第1陣列盒例如為各邊長度L4為4μm之正方形的圖樣。此外，第2陣列盒例如為各邊長度L5為14μm，中央以比第1陣列盒還大的尺寸被挖空之框狀的圖樣。分別測定上述描繪出的第1及第2陣列盒的位置，從第2陣列盒的位置減去第1陣列盒的位置，藉此便能測定照射墊的帶電效應所造成的位置偏離。 評估圖樣的描繪，是改變對電位規定構件16及/或基板施加的電壓而進行複數次。藉此，在基板2，便會描繪伴隨帶電效應修正而從描繪時的基板2朝向對物透鏡12(電位規定構件16)的方向的電場的強度相異之複數個評估圖樣。 圖8a示意藉由上述評估圖樣而得到的位置偏離量分布。此處如前述般，低能量的2次電子，會受到從電子光學系統往描繪室的洩漏磁場或洩漏電場等的影響而漂移到偏離射束照射位置的場所再帶電，因此擴散分布會脫離電子束的照射域R(低能量霧化帶電)，使得射束照射位置的修正效果降低。 圖8b示意施加電壓V下的評估圖樣帶電效應修正後的位置偏離量分布。由於低能量霧化帶電的影響，如虛線圍起般，可知在照射區域的邊端發生了修正殘差。此處，分析工程(步驟S116)中，考量低能量霧化電子帶電分布CL(L)。L表示低能量霧化電子量分布。帶電量分布C(x，y)是以式(4)加上CL(L)的形式，而能夠表示成 (13) C(x，y)=C(E，F，t)+CL(L)。 此外，低能量霧化電子量分布L(x，y)及低能量霧化電子分布函數gL(x、y)能夠各自由以下式子定義。 (14) gL(x，y) =(1/πσL2)×exp[-{(x-Δx)2 +(y-Δy)2 }/σL2] (15) L(x、y)=∫∫g(x，y)E(x’，y’)dx’dy’ 此處，Δx、Δy為表示低能量霧化電子由於從電子光學系統往描繪室的洩漏磁場或洩漏電場等的影響而偏離射束照射位置之偏離量的常數。 此外，變數CL(L)由以下式子定義。 (16) CL(L)=l1×L+l2×L2+l3×L3 此處，l1、l2、l3為常數。 對於帶電效應修正後的位置偏離量對映(參照圖8b)，進一步適用由式(13)~(16)表示之從帶電分布算出的追加修正量分布，便能決定使得修正殘差成為最小之l1、l2、l3、Δx、Δy。 圖8c為假定一中心分布偏離之低能量霧化帶電分布，而對於圖8b以使得修正殘差成為最小之方式將l1、l2、l3、Δx、Δy最佳化、追加修正後的位置偏離量分布。其結果，如圖9的施加電壓與Δx之關係所示，求得中心分布偏離量為Δx=200μm、Δy=0μm。 不過，藉由上述結果求得的Δx，雖表示低能量霧化電子的距照射位置之偏離量，惟是對於上述評估圖樣最佳化之值，對於實際的任意的描繪圖樣(製品圖樣)未必會偏離Δx而帶電。具體而言，受到已藉由描繪而帶電的區域所造出的電場的影響，依描繪圖樣不同而會變大或變小。因此，若僅將式(13)納入考量來進行帶電效應修正，在任意的描繪圖樣中會發生修正殘差。 本實施形態中，於分析工程(步驟S116)中，分析評估圖樣的描繪結果，求出施加電壓與描繪圖樣距設計位置的位置偏離量之關係。例如，求得如圖9所示般對基板施加的電壓與位置偏離量Δx之關係。當施加電壓小的情形下，2次電子會因洩漏磁場等的影響而漂移，而在脫離直接帶電區域的位置帶電，因此例如Δx成為1mm~數百μm的值。 若將施加電壓逐漸增大至足夠，則2次電子的帶電位置會趨近直接帶電區域，修正殘差漸漸變小。位置偏離量Δx成為足夠小(例如帶電效應修正網目尺寸的10分之1以下)，例如Δx=0，求出施加電壓：Vset，記憶於記憶裝置21作為施加電壓資訊。 製品圖樣的描繪(實際描繪)中，從記憶裝置140讀出製品圖樣的描繪資料，進行和圖5的步驟S100~S112同樣的處理。 此時，低能量霧化帶電分布的分布中心距照射位置的偏離量總是比帶電效應修正網目還小，能夠實質上視同直接帶電分布，因此對於任意的描繪圖樣(製品圖樣)便能消弭低能量霧化電子所造成的修正殘差。 上述實施形態中，當對基板2施加電壓的情形下，較佳是以標記M也成為相同電位之方式施加電壓。藉此，在基板2上與標記M上，能夠減少對焦或偏向形狀的差分。 另，當標記M與基板2之電位差保持一定，而校正差(對焦差、偏向形狀差等)穩定的情形下，即使不將標記M設為和基板2同電位，只要從描繪結果求出一次該差分，之後將差分反饋來描繪即可。 描繪中，亦可將對電位規定構件16及/或基板施加的電壓設為可變，而將其運用作為動態對焦機能，來進行對焦調整。施加電壓的調整範圍，為帶電傾向不改變之範圍，例如圖9示意圖表中的位置偏離量Δx成為規定值(帶電效應修正網目尺寸)以下例如Δx=0之範圍。 起因於帶電現象之照射位置的偏離，不限於電子束描繪裝置。本發明，能夠適應於藉由電子束等帶電粒子束來檢查圖樣之檢查裝置等運用藉由對瞄準之位置照射帶電粒子束而獲得之結果的帶電粒子束照射裝置。 雖使用特定的態樣來詳細說明了本發明，但所屬技術領域者自當明瞭可不脫離本發明的意圖與範圍而做各式各樣的變更。 本申請案以2020年5月12日申請的日本專利申請案2020-083979為基礎，其全體藉由引用而被援用。
1:電子鏡筒 2:基板 3:XY平台 4:鏡 5:電子槍 6:電子束 7:照明透鏡 8:第1孔徑 9:投影透鏡 10:偏向器 11:第2孔徑 12:對物透鏡 13:偏向器 14:描繪室 15:靜電透鏡 16:電位規定構件 21,140:記憶裝置 30:描繪控制部 31:圖樣密度分布算出部 32:劑量分布算出部 33:照射量分布算出部 34:霧化電子量分布算出部 35:帶電量分布算出部 36:描繪經過時間演算部 37:累積時間演算部 38:位置偏離量分布算出部 39:施加電壓設定部 41:擊發資料生成部 42:位置偏離修正部 43:成形偏向器控制部 44:對物偏向器控制部 45:平台位置檢測部 46:平台控制部 100:描繪裝置 150:電壓控制電路
[圖1]為本發明實施形態之描繪裝置的概略圖。 [圖2]為覆蓋基板周緣的護罩示意圖。 [圖3]為平台移動的狀況說明圖。 [圖4a]為2次電子的漂移示意圖，[圖4b]為2次電子因電場而被推回的狀態模型圖。 [圖5]為同實施形態之施加電壓決定方法說明流程圖。 [圖6]為將帶電量分布一般化而記述之數式示意圖。 [圖7a]，[圖7b]為評估圖樣的例子示意圖。 [圖8a]，[圖8b]，[圖8c]為位置偏離量分布示意圖。 [圖9]為施加電壓與描繪位置偏離量之關係示意圖表。
1:電子鏡筒
2:基板
3:XY平台
4:鏡
5:電子槍
6:電子束
7:照明透鏡
8:第1孔徑
9:投影透鏡
10:偏向器
11:第2孔徑
12:對物透鏡
13:偏向器
14:描繪室
15:靜電透鏡
16:電位規定構件
21,140:記憶裝置
30:描繪控制部
31:圖樣密度分布算出部
32:劑量分布算出部
33:照射量分布算出部
34:霧化電子量分布算出部
35:帶電量分布算出部
36:描繪經過時間演算部
37:累積時間演算部
38:位置偏離量分布算出部
39:施加電壓設定部
41:擊發資料生成部
42:位置偏離修正部
43:成形偏向器控制部
44:對物偏向器控制部
45:平台位置檢測部
46:平台控制部
100:描繪裝置
110,120:控制計算機
130:偏向控制電路
142:記憶體
150:電壓控制電路

Claims (9)

  1. 一種帶電粒子束描繪方法，係藉由偏向器使帶電粒子束偏向，藉由對物透鏡合焦，而對平台上的基板描繪圖樣之帶電粒子束描繪方法，具備： 將前述基板的描繪區域以規定的網目尺寸予以假想分割，算出示意每一網目區域的前述圖樣的配置比例之圖樣密度分布之工程； 運用前述圖樣密度分布算出示意每一網目區域的劑量之劑量分布之工程； 運用前述圖樣密度分布及前述劑量分布，算出照射至前述基板之前述帶電粒子束的照射量分布之工程； 將霧化帶電粒子的分布函數與前述照射量分布做摺積積分，藉此算出霧化帶電粒子量分布之工程； 運用前述圖樣密度分布、前述劑量分布及前述照射量分布，算出直接帶電所造成的帶電量分布，而運用前述霧化帶電粒子量分布算出霧化帶電所造成的帶電量分布之工程； 算出基於前述直接帶電所造成的帶電量分布及前述霧化帶電所造成的帶電量分布之描繪位置的位置偏離量之工程； 運用前述位置偏離量，修正照射位置之工程；及 以前述基板的表面的電位，比配置於和前述基板相向的位置之電位規定構件的下面的電位還高之方式，對前述基板及前述電位規定構件的至少其中一方施加規定的電壓而形成電場，而將前述帶電粒子束照射至前述修正後的照射位置之工程。
  2. 如請求項1記載之帶電粒子束描繪方法，其中，前述電場的大小，是事先藉由電場的大小與前述霧化帶電粒子量分布的分布中心的位置偏離量之關係而求出，會使得前述分布中心的位置偏離量比前述規定的網目尺寸還小。
  3. 如請求項1記載之帶電粒子束描繪方法，其中，將前述基板設為正電位。
  4. 如請求項3記載之帶電粒子束描繪方法，其中，將設於前述平台上的校正用的標記設為和前述基板同電位。
  5. 如請求項1記載之帶電粒子束描繪方法，其中，將前述電位規定構件的下面設為負電位。
  6. 如請求項1記載之帶電粒子束描繪方法，其中，控制對前述基板及前述電位規定構件的至少其中一方施加的電壓，而進行前述帶電粒子束的對焦調整。
  7. 一種帶電粒子束描繪裝置，係藉由偏向器使帶電粒子束偏向，藉由對物透鏡合焦，而對平台上的基板描繪圖樣之帶電粒子束描繪裝置，具備： 放出部，放出前述帶電粒子束； 圖樣密度分布算出部，將前述基板的描繪區域以網目狀予以假想分割，算出示意每一網目區域的前述圖樣的配置比例之圖樣密度分布； 劑量分布算出部，運用前述圖樣密度分布算出示意每一網目區域的劑量之劑量分布； 照射量分布算出部，運用前述圖樣密度分布及前述劑量分布，算出從前述放出部放出而照射至前述基板之前述帶電粒子束的照射量分布； 霧化帶電粒子量分布算出部，將霧化帶電粒子的分布函數與前述照射量分布做摺積積分，藉此算出霧化帶電粒子量分布； 帶電量分布算出部，運用前述圖樣密度分布、前述劑量分布及前述照射量分布，算出直接帶電所造成的帶電量分布，而運用前述霧化帶電粒子量分布算出霧化帶電所造成的帶電量分布； 位置偏離量分布算出部，算出基於前述直接帶電所造成的帶電量分布及前述霧化帶電所造成的帶電量分布之各描繪位置的位置偏離量； 修正部，運用前述位置偏離量，修正照射位置； 電位規定構件，配置於和前述基板相向的位置，被控制成規定的電位； 電壓控制電路，以前述基板的表面的電位比前述電位規定構件的下面的電位還高之方式對前述基板及前述電位規定構件的至少其中一方施加規定的電壓，而形成從前述基板朝向前述對物透鏡的方向的電場；及 描繪部，在形成了前述電場的狀態下，將前述帶電粒子束照射至前述修正後的照射位置。
  8. 如請求項7記載之帶電粒子束描繪裝置，其中，前述電壓控制電路對前述基板施加正電位， 設於前述平台上的校正用的標記被設定成和前述基板同電位。
  9. 如請求項8記載之帶電粒子束描繪裝置，其中，具有：記憶裝置，係記憶使得事先藉由電場的大小與前述霧化帶電粒子量分布的分布中心的位置偏離量之關係而求出的位置偏離量Δx會成為規定值以下之施加電壓，作為施加電壓資訊。
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