TWI623015B - Exposure device and exposure method - Google Patents

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TWI623015B TW105123376A TW105123376A TWI623015B TW I623015 B TWI623015 B TW I623015B TW 105123376 A TW105123376 A TW 105123376A TW 105123376 A TW105123376 A TW 105123376A TW I623015 B TWI623015 B TW I623015B
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Abstract

本發明所欲解決的問題是要使用複數條帶電粒子束,減低各射束的照射時序誤差來形成複雜且微細的圖案。 本發明的解決手段是提供一種曝光裝置,其在試料上曝光出圖案,該曝光裝置具備:複數個遮沒電極,其對應於複數條帶電粒子束而設置,且響應輸入電壓來分別切換是否要將對應的帶電粒子束照射至試料上;照射控制部,其輸出切換訊號,該切換訊號是用來切換要被供給至複數個遮沒電極的各者之遮沒電壓;及,量測部,其針對複數個遮沒電極的各者,量測自切換訊號的變化至遮沒電壓的變化為止之延遲量。

Description

曝光裝置及曝光方法
本發明關於曝光裝置及曝光方法。
先前已知有一種互補微影(complementary lithography)技術,是針對以光束曝光技術所形成的線寬數十nm程度的單純線形圖案,使用曝光技術來進行加工,以形成微細的配線圖案,其中該曝光技術使用電子束等的帶電粒子束(例如參照專利文獻1、2)。又,亦已知有一種多束曝光技術,其使用複數條帶電粒子束(例如參照專利文獻3、4)。 專利文獻1:日本特開2013-16744號公報。 專利文獻2:日本特開2013-157547號公報。 專利文獻3:美國專利第7276714號公報。 專利文獻4:日本特開2013-93566號公報。
(發明所欲解決的問題) 在先前技術中,使用多束曝光技術時,也就是對複數條帶電粒子束的ON/OFF狀態進行個別切換來對圖案進行曝光時,要對各帶電粒子束照射至試料的時序進行量測並進行調整是很困難的。然而,實際上,根據製造製程上的偏差等,在用來切換是否照射帶電粒子束之遮沒電極和配線的尺寸精準度及配置精準度等方面會產生構裝誤差。隨著配線圖案的微細化,這種構裝誤差的影響也變得更明顯,會使各射束的照射時序出現偏差,而成為曝光位置和曝光量的誤差的重要原因。
(用於解決問題的手段) 本發明的第1態樣中,提供一種曝光裝置,其在試料上曝光出圖案,該曝光裝置具備:複數個遮沒電極,其對應於複數條帶電粒子束而設置,且響應輸入電壓來分別切換是否要將對應的帶電粒子束照射至試料上;照射控制部,其輸出切換訊號,該切換訊號是用來切換要被供給至複數個遮沒電極的各者之遮沒電壓;及,量測部,其針對複數個遮沒電極的各者,量測自切換訊號的變化至遮沒電壓的變化為止之延遲量。
量測部,可具有:基準電壓發生部,其發生基準電壓;及,延遲量檢測部,其針對複數個遮沒電極的各者,檢測自切換訊號的變化至遮沒電壓到達基準電壓為止之延遲量。
基準電壓發生部,可發生依序變更的基準電壓;延遲量檢測部,可針對複數個遮沒電極的各者,響應於基準電壓已被變更的情形,而檢測自切換訊號的變化至遮沒電壓到達基準電壓為止之延遲量。
照射控制部,可具有:時序調整部,其個別地調整與複數個遮沒電極的各者相對之切換訊號的輸出時序。
時序調整部,可針對複數個遮沒電極的各者,以使遮沒電壓在預定的時序到達預定的閾值電壓的方式,來個別地調整切換訊號的輸出時序。
本發明亦可具備:複數個驅動電路,其對應於複數個遮沒電極而設置,且分別輸出對應於切換訊號之遮沒電壓,其中該切換訊號是與各遮沒電極相對之切換訊號。
複數個驅動電路,可具有:時間調整部,其個別地調整複數個驅動電路的各者所輸出之遮沒電壓的過渡時間。
本發明的第2態樣中,提供一種方法,其是用於曝光裝置之方法,該曝光裝置在試料上曝光出圖案,該方法具備以下階段:照射控制階段,其輸出切換訊號,該切換訊號是用來切換要被供給至複數個遮沒電極的各者之遮沒電壓,該等複數個遮沒電極是對應於複數條帶電粒子束而設置,且響應輸入電壓來分別切換是否要將對應的帶電粒子束照射至試料上;及,量測階段,其針對複數個遮沒電極的各者,量測自切換訊號的變化至遮沒電壓的變化為止之延遲量。
量測階段,可具有:基準電壓發生階段,其發生基準電壓;及,檢測階段,其針對複數個遮沒電極的各者,檢測自切換訊號的變化至遮沒電壓到達基準電壓為止之延遲量。
基準電壓產生階段,可發生依序變更的基準電壓;檢測階段,可針對複數個遮沒電極的各者,響應於基準電壓已被變更的情形,而檢測自切換訊號的變化至遮沒電壓到達基準電壓為止之延遲量。
本發明亦可進一步具備:調整階段,其針對複數個遮沒電極的各者,調整遮沒電壓變成預定的閾值電壓之時間。
調整階段,可具有時序調整階段,其針對複數個遮沒電極的各者,個別地調整切換訊號的輸出時序。
曝光裝置,可具備:複數個驅動電路,其對應於複數個遮沒電極而設置,且分別輸出對應於切換訊號之遮沒電壓,其中該切換訊號是與各遮沒電極相對之切換訊號;並且,調整階段,可具有:時間調整階段,其針對複數個遮沒電極的各者,個別地調整複數個驅動電路的各者所輸出之遮沒電壓的過渡時間。
此外,上述發明說明,並未列舉出本發明的全部必要特徵。又,該等特徵群的子組合也能成為發明。
以下,透過發明的實施型態來說明本發明,但以下的實施型態並非用來限定申請專利範圍的發明。又,在發明的解決手段中,不一定需要有實施型態中所說明的特徵的全部組合。
第1圖表示本實施型態的曝光裝置100的構成例。曝光裝置100,將帶電粒子束照射至與試料上的線形圖案對應的位置,以對該線形圖案進行曝光,其中該試料是基於預定的格線(grid)而以不同線寬和不同節距來形成,且該帶電粒子束具有對應於該格線的照射區域。曝光裝置100,具備:平台部110、檢測部114、柱體部120、CPU(中央處理單元)130及曝光控制部140。
平台部110,載置試料10並使其移動。此處,試料10,可為以半導體、玻璃及/或陶瓷等所形成的基板,作為一例,是以矽等所形成的半導體晶圓。試料10,是在表面以金屬等的導電體形成有線形圖案之基板。本實施型態的曝光裝置100,為了切斷該線形圖案來進行微細加工(形成電極、配線及/或通孔等),而對形成於該線形圖案上的光阻進行曝光。
平台部110,搭載試料10,並使該試料10在第1圖所示的XY平面上移動。平台部110,可為XY平台,亦可在XY平台上更組合Z平台、旋轉平台及傾斜平台的其中一種以上。
平台部110,將已形成於試料10上的線形圖案的長側方向,作為預定的方向來移動。平台部110,以線形圖案的長側方向與平台的移動方向大約呈平行的方式,來搭載試料10,其中上述平台的移動方向例如為X方向或Y方向。本實施型態的平台部110,在第1圖中,是說明以下的例子:一種在X方向和Y方向上移動的XY平台,且以線形圖案的長側方向與X方向大約呈平行的方式來搭載試料10。
檢測部114,檢測出平台部110的位置。檢測部114,作為一例,是以雷射光照射移動的平台並檢測出反射光的方式來檢測該平台的位置。檢測部114,較佳為以大約1nm以下的精確度來檢測出平台的位置。
柱體部120,將具有電子和離子之帶電粒子束,照射至已被載置於平台部110上的試料10。本實施型態中,是說明柱體部120照射電子束的例子。本實施型態的柱體部120,是發生複數條帶電粒子束之射束發生部,該等複數條帶電粒子束在已被形成於試料10上的線形圖案的寬度方向上的照射位置不同。柱體部120,具有:電子槍20、光圈板30、射束形狀變形部40、孔陣列(aperture array)50、遮沒(blanking)部60、擋板70及偏向部80。
電子槍20,利用電場或熱能來放射電子,並對該放射出來的電子施加預定的電場,以向第1圖中成為-Z方向之試料10的方向上加速,而作為電子束輸出。電子槍20,可施加預定的加速電壓(作為一例,為50keV),並輸出電子束。電子槍20,可被設置於:自與XY平面平行之試料10的表面算起,與Z軸平行之垂線上。
光圈板30,被設置於電子槍20和試料10之間,並遮蔽電子槍20所放射的電子束的一部分。光圈板30,作為一例,具有圓形的開口32,藉由該開口32來遮蔽電子束的一部分,並使殘餘的電子束通過。開口32的中心,可被形成為與連結電子槍20與試料10之垂線相交。亦即,光圈板30,使自電子槍放射出來的電子束之中的位於預定放射角度以內的電子束通過。
射束形狀變形部40,被設置於光圈板30和試料10之間,使通過光圈板30後的電子束的約呈圓形的剖面形狀變形。射束形狀變形部40,例如可為靜電四極電極等的電子透鏡,其使電子束的剖面形狀變形成卵圓形等的向一方向延伸之剖面形狀。射束形狀變形部40,在第1圖的例子中,使電子束的剖面形狀變形成向與Y軸平行的方向延伸的剖面形狀。
孔陣列50,被設置於射束形狀變形部40與試料10之間,遮蔽由射束形狀變形部40所變形後之電子束的剖面形狀中的一部分。孔陣列50,具有朝一方向排列的複數個開口52,藉由該複數個開口52來遮蔽電子束的一部分並使殘餘部分通過。
複數個開口52,在第1圖的例子中,是在與Y軸平行的方向上隔開預定的間隔來排列,並且以自電子束形成複數條電子束的方式來切出,其中被分成複數條電子束前的上述電子束的剖面形狀是在與Y軸平行的方向上延伸。孔陣列50,使輸入的電子束成為與複數個開口52對應之陣列狀電子束群(在本實施型態稱為陣列射束)並加以輸出。
遮沒部60,被設置於孔陣列50和試料10之間,切換是否要使孔陣列50所輸出的複數條帶電粒子束的各者照射至試料10上。亦即,遮沒部60,分別切換是否要使陣列射束的各者偏向到與試料10的方向不同的方向上。遮沒部60,對應於陣列射束的各者,而具有:複數個開口62,其排列在一方向上;及,複數個遮沒電極64,其施加電場於該複數個開口62內。
複數個開口62,在第1圖的例子中,是在與Y軸平行的方向上隔開預定的間隔來排列,並個別地使陣列射束的各者通過。例如,在沒有電壓被供給至遮沒電極64的情況下,在對應的開口62內不會產生要對電子束施加的電場,因此入射至該開口62的電子束不會偏向,而朝向試料10的方向通過(成為射束ON(開啟)狀態)。又,在有電壓被供給至遮沒電極64的情況下,在對應的開口62內產生電場,因此入射至該開口62的電子束被偏向至朝向與通過試料10的方向不同之方向(成為射束OFF(關閉)狀態)。
擋板70,被設置於遮沒部60和試料10之間,遮蔽掉由遮沒部60所偏向的電子束。擋板70,具有開口72。開口72,可具有在一方向上延伸之約卵圓形或約長方形的形狀,且開口72的中心可被形成為與連結電子槍20和試料10之直線相交。開口72,在第1圖的例子中,具有在與Y軸平行的方向上延伸的形狀。
開口72,使未被遮沒部60偏向而通過的電子束通過,且阻止由遮沒部60所偏向的電子束的前進。亦即,柱體部120,藉由組合遮沒部60和擋板70,並控制被供給至遮沒電極64的電壓,便能夠切換是(射束ON狀態)否(射束OFF狀態)要將陣列射束中所含的各條電子束照射至試料10上(進行遮沒動作)。
偏向部80,被設置於擋板70和試料10之間,使複數條帶電粒子束偏向,以調整要照射至試料10上之陣列射束的照射位置。偏向部80,可具有偏向器來使陣列射束偏向以調整該陣列射束的照射位置,其中該偏向器將與輸入的驅動訊號對應之電場施加至通過的電子束,以使該電子束偏向。又,偏向部80,亦可具有一或複數個電磁線圈,以對陣列射束施加磁場來調整該陣列射束的照射位置。
以上的本實施型態的柱體部120,產生被配列於預定方向上的複數條電子束,並切換是否要將各條電子束分別照射至試料10上。在柱體部120中,複數條電子束的配列方向,是藉由以下各者來決定:射束形狀變形部40使射束剖面形狀變形的方向、孔陣列50的複數個開口52的配列方向、遮沒部60的複數個開口62及對應之遮沒電極64的配列方向等。
柱體部120,若使這些方向與線形圖案的寬度方向大約一致,且上述線形圖案的寬度方向與平台部110的移動方向正交,則平台部110會以使該移動方向與試料10上的線形圖案的長側方向大約一致的方式來搭載試料10,因此會在該線形圖案的寬度方向上發生照射位置不同的複數條電子束。在本實施型態中,是說明下述的例子:柱體部120,照射出朝Y方向配列的陣列射束,該Y方向相對於與X方向大約平行的線形圖案為垂直方向。
CPU130,控制曝光裝置100全體的動作。CPU130,可具有輸入終端的功能,該輸入終端輸入來自使用者的操作指示。CPU130,可為電腦或工作站等。CPU130,連接至曝光控制部140,對應於使用者的輸入來控制曝光裝置100的曝光動作。CPU130,作為一例,經由匯流排132而分別與曝光控制部140所具有的各部連接,並傳接控制訊號等。
曝光控制部140,連接至平台部110和柱體部120,對應於自CPU130接收而來的控制訊號等,控制平台部110和柱體部120以執行試料10的曝光動作。又,曝光控制部140,可經由匯流排132而與外部記憶部90連接,並傳接被記憶於外部記憶部90中之圖案的資料等。作為上述的替代方案,外部記憶部90,亦可直接連接至CPU130。作為上述的替代方案,曝光控制部140,亦可在內部具有記憶圖案資料等之記憶部。曝光控制部140,具有:記憶部150、選擇部160、照射控制部170、偏向量決定部180及掃瞄控制部190。
記憶部150,分別記憶住裁切圖案與通孔圖案,其中該裁切圖案是曝光裝置100為了切斷已被形成於試料10處的線形圖案而加以曝光之圖案,該通孔圖案是曝光裝置100為了在試料10處形成通孔而加以曝光之圖案。記憶部150,例如自外部記憶部90接收裁切圖案和通孔圖案的資訊並加以記憶。又,記憶部150,亦可經由CPU130來接收由使用者所輸入之裁切圖案和通孔圖案的資訊。
又,記憶部150,記憶住試料10的配置資訊與已被形成於試料10上的線形圖案的配置資訊。記憶部150,可在進入曝光動作前,將預先測量到的測量結果作為配置資訊來加以記憶。記憶部150,例如將試料10的縮率(製造製程所造成的變形誤差)、(由搬運等所造成的)旋轉誤差、基板等的歪曲、及高度分布等的會成為定位誤差的重要原因的資訊,作為試料10的配置資訊來加以記憶。
又,記憶部150,將有關於陣列射束的照射位置與線形圖案的位置之間的位置偏差的資訊,作為線形圖案的配置資訊來加以記憶。記憶部150,針對試料10的配置資訊和線形圖案的配置資訊,較佳是將藉由量測已被載置於平台部110上的試料10而取得的資訊作為配置資訊。作為上述的替代方案,記憶部150,亦可記憶試料10的過去的測量結果、或是同批的其他試料的測量結果等。
選擇部160,連接至記憶部150,讀取裁切圖案和通孔圖案的資訊,並判別線形圖案上的長側方向中的照射位置之指定。選擇部160,在線形圖案上的長側方向的被指定的照射位置中,自柱體部120所發生的複數條帶電粒子束之中選擇應該對試料10照射的至少一條帶電粒子束。選擇部160,基於裁切圖案和通孔圖案的資訊,從陣列射束之中選擇應該要進行照射的電子束,並將選擇結果供給至照射控制部170。
照射控制部170,連接至選擇部160,並接收選擇部160的選擇結果。照射控制部170,針對選擇部160所選擇出的至少一條帶電粒子束,發生對ON/OFF狀態進行切換之訊號,並設定於驅動電路172。驅動電路172,接收來自照射控制部170之切換訊號,並將用來進行射束遮沒之偏向電壓(遮沒電壓)供給至遮沒部60的遮沒電極64。關於由照射控制部170所進行之電子束的ON狀態/OFF狀態的切換、及驅動電路172輸出至遮沒電極64上之遮沒電壓之間的關係,將在後面使用圖式來加以說明。
偏向量決定部180,連接至記憶部150,讀取試料10的配置資訊和線形圖案的配置資訊,並對應試料10的位置誤差和陣列射束的照射位置誤差的資訊,算出應該對陣列射束的照射位置進行調整的調整量,且決定與該調整量對應的偏向量。偏向量決定部180,連接至柱體部120,並基於所決定的偏向量來調整陣列射束的照射位置。偏向量決定部180,經由偏向部驅動電路182,將控制訊號供給至偏向部80,其中該控制訊號是用來使陣列射束對應所決定的偏向量而偏向。此處,偏向部驅動電路182,將對應於由偏向量決定部180所輸出的偏向量之控制訊號,轉換成要輸入至偏向部80的驅動訊號。
掃瞄控制部190,連接至平台部110,使複數條帶電粒子束的照射位置沿著線形圖案的長側方向來進行掃瞄。本實施型態中的掃瞄控制部190,是藉由使搭載試料10之平台部110大約與X方向平行地來移動,而使陣列射束沿著線形圖案的長側方向進行掃瞄。掃瞄控制部190,經由平台驅動電路192供給用來使平台部110移動的控制訊號。平台驅動電路192,將對應於由掃瞄控制部190所輸出之移動方向和移動量的控制訊號,轉換成平台部110的對應驅動訊號。
掃瞄控制部190,連接至檢測部114,並接收平台部110的平台位置的檢測結果。掃瞄控制部190,可基於檢測結果,取得平台部110實際移動過的移動量和平台的位置誤差(亦即,移動誤差)等,並回授(反饋,feedback)至平台部110的移動控制。又,掃瞄控制部190,可連接至偏向量決定部180,並對應由於平台部110所造成之試料10的移動誤差來調整帶電粒子束的通過路徑。
又,掃瞄控制部190,分別連接至選擇部160和照射控制部170,並將平台部110的位置資訊供給至選擇部160和照射控制部170。照射控制部170,基於平台部110的位置資訊,取得要將陣列射束照射至試料10的線形圖案上的時序。
又,掃瞄控制部190,亦使陣列射束的照射位置在線形圖案的寬度方向上移動,而以使試料10的表面上的預定區域成為陣列射束的可照射區域的方式來進行掃瞄。使用第2圖來說明掃瞄控制部190使陣列射束進行掃描的一例。
以下表示可照射區域200的一例,該可照射區域200是由本實施型態的曝光裝置100使陣列射束進行掃描,而形成在試料10的一部分表面上。第2圖表示與XY面大約平行之試料10的表面,並以fw來表示複數條電子束的全體射束寬度,上述複數條電子束排列於曝光裝置100所照射之陣列射束的Y方向(線形圖案的寬度方向)上。此處,射束寬度fw,作為一例,為大約30μm。
掃瞄控制部190,在維持帶電粒子束的通過路徑的狀態下,藉由平台部110使試料10朝向線形圖案的長側方向移動。第2圖表示掃瞄控制部190使平台部110向-X方向移動的例子。藉此,陣列射束的照射位置210朝向+X方向掃瞄過試料10的表面上,該陣列射束使條狀區域220成為電子束的可照射區域。亦即,掃瞄控制部190,使平台部110在X方向上僅移動預定距離,而使第1框位232成為可照射區域。此處,第1框位232,作為一例,具有30μm×30mm的面積。
繼而,掃瞄控制部190,使平台部110朝向-Y方向僅移動陣列射束的射束寬度fw,繼而,以使前一次朝-X方向僅移動過預定距離的平台部110移回原位的方式,來朝+X方向移動。藉此,陣列射束的照射位置210,朝向-X方向掃瞄過與第1框位232不同之試料10的表面上,而使第2框位234成為可照射區域,該第2框位234與第1框位232具有大約相同的面積且在+Y方向上與第1框位232相鄰。同樣地,掃瞄控制部190,使平台部110朝向-Y方向僅移動陣列射束的射束寬度fw,然後再次使平台部110朝-X方向僅移動該預定距離,而使第3框位236成為可照射區域。
如此,掃瞄控制部190,在線形圖案的長側方向也就是X方向中,使平台部110往復動作,而使試料10的表面中的預定區域成為陣列射束的可照射區域200。此處,掃瞄控制部190,作為一例,使30×30mm的正方形區域成為可照射區域。
此外,本實施型態中,雖然說明了掃瞄控制部190藉由使平台部110往復動作而使正方形區域成為陣列射束的可照射區域200,但並不限定於此實施型態,掃瞄控制部190,亦可將陣列射束的照射方向偏向來進行掃瞄。在此情況下,掃瞄控制部190,可將與掃瞄的距離對應的偏向量供給至偏向量決定部180,來使陣列射束進行掃描。又,雖然說明了掃瞄控制部190將陣列射束的可照射區域200形成為矩形的形狀,但並不限定於此實施型態,亦可將藉由陣列射束的掃瞄而形成的預定區域作為陣列射束的可照射區域200。
以上的本實施型態的曝光裝置100,是在線形圖案的長側方向也就是X方向中,一邊使平台部110往復動作,一邊照射與線形圖案上的照射位置對應之陣列射束,來對試料10進行曝光。亦即,曝光裝置100,針對陣列射束的可照射區域200內的線形圖案,將帶電粒子束照射至與應該要形成的裁切圖案和通孔圖案對應之曝光位置來加以曝光。關於曝光裝置100的曝光動作,使用第3圖來加以說明。
第3圖表示本實施型態的曝光裝置100的動作流程。本實施型態中,說明曝光裝置100藉由執行自S300至S370的處理,而在試料10表面的線形圖案處對裁切圖案進行曝光的例子。
首先,平台部110,載置試料10,該試料10形成有線形圖案且塗佈有光阻(S300)。繼而,曝光裝置100,取得所載置的試料10的配置資訊和線形圖案的配置資訊(S310)。曝光裝置100,將所取得的配置資訊記憶於記憶部150中。
曝光裝置100,作為一例,藉由觀察已設置在試料10上的複數個定位標誌,來取得試料10的配置資訊及/或線形圖案的配置資訊。在此情況下,曝光裝置100,可將電子束照射至該定位標誌,並且自藉由檢測出二次電子或反射電子等而得到之試料10的表面影像,檢測出該定位標誌的位置與電子束的照射位置,而取得線形圖案的配置資訊等。
又,曝光裝置100,亦可將雷射光等照射至該定位標誌,並藉由檢測出反射光或散射光來取得試料10的配置資訊等。如此,在曝光裝置100要藉由測量來取得試料10的配置資訊和線形圖案的配置資訊的情況下,曝光裝置100,可進一步具備檢測二次電子或反射電子等之檢測部、雷射光照射裝置、及光檢測部等。
繼而,掃瞄控制部190,以使陣列射束的照射位置位於應該要曝光的框位的開始點的方式,使平台部110移動到與該開始點對應的位置(S320)。掃瞄控制部190,在要使平台部110朝+X方向移動(使陣列射束的照射位置朝-X方向移動)來對框位進行曝光的情況下,將該框位的+X方向側的端部作為框位的開始點。如此,平台部110,搭載試料10並使該試料10相對於射束發生部進行相對移動。
又,掃瞄控制部190在使平台部110朝-X方向移動(使陣列射束的照射位置朝+X方向移動)來對框位進行曝光的情況下,將該框位的-X方向側的端部作為框位的開始點。掃瞄控制部190,在線形圖案的長側方向也就是X方向中,要針對每個框位使平台部110往復動作的情況下,會對應該往復動作,將-X方向的端部和+X方向的端部交替切換來作為該框位的開始點。
掃瞄控制部190,在曝光動作的開始階段中,可將框位的開始點作為預定的位置。掃瞄控制部190,作為一例,將位於最偏-Y方向側之框位的-X方向側的端部作為框位的開始點。
繼而,選擇部160,自記憶部150取得應該要曝光之框位內的裁切圖案的資訊(S330)。第4圖表示應該要形成於試料10上的裁切圖案的資訊的一例。裁切圖案的資訊,可具有以矩形來表示之裁切圖案的大小和位置的資料。第4圖表示將裁切圖案的2邊長度和預定部分(-X方向側和-Y方向側的頂點,在圖中為左下的頂點)的座標作為裁切圖案的資料的例子。
更具體而言,將第1圖案410的裁切圖案資料的{(位置), 大小}表示成{(Xc1, Yc1), Sx1, Sy1}。同樣地,將第2圖案420的裁切圖案資料的{(位置), 大小}表示成{(Xc2, Yc2), Sx2, Sy2},並將第3圖案430的裁切圖案資料的{(位置), 大小}表示成{(Xc3, Yc3), Sx3, Sy3}。
此外,第4圖的X方向,與裁切圖案的重疊對象也就是線形圖案的長側方向大約一致。又,第4圖中,作為用於線形圖案和裁切圖案的設計之格線400,而以虛線來表示在Y方向分別間隔g來排列且與X方向平行的複數條線段。例如,間隔g為格線寬度,且該格線寬度g與線形圖案的短側方向(Y方向)的線寬最小值大約相等。又,在線形圖案具有複數種類的線寬的情況下,複數種線寬,均採用格線寬度g的n倍之數值(此處,n為1以上的自然數)。又,相鄰線形圖案在Y方向的圖案間隔,是採用格線寬度g的m倍之數值(此處,m為1以上的自然數)。
同樣地,裁切圖案在Y方向的長度和Y方向的圖案間隔,是採用格線寬度g的(1倍以上的)自然數倍之數值。例如,第1圖案410的Y方向的長度大約等於4g,第2圖案420的Y方向的長度大約等於2g,又,第1圖案410和第2圖案420的Y方向的圖案間隔大約等於2g。又,第4圖的例子,表示裁切圖案的Y座標被設計成在格線400上大約相等的例子。如此,本實施型態的裁切圖案和線形圖案,是被作成Y座標以格線400的座標值作為基準來加以設計的圖案。
第5圖表示本實施型態的掃瞄控制部190將陣列射束的照射位置移動至框位的開始點(框位的-X方向側的端部)之情況的一例。亦即,第5圖是表示已被形成於試料表面上的線形圖案402與陣列射束500的照射位置的位置關係的一例的XY平面圖。又,第5圖,亦為表示線形圖案402與第4圖所示之裁切圖案之間的位置關係的一例的XY平面圖。
第5圖的例子,表示以下的情況:1個框位具有4條線形圖案,各線形圖案402的線寬及相鄰線形圖案402之間的間隔,均大約等於格線400的格線寬度g。又,在圖中,第1圖案410,是自最上部同時裁切2條線形圖案402而成之圖案,第2圖案420,是裁切最下部的線形圖案402而成之圖案,第3圖案430,是同時裁切中央2條線形圖案402而成之圖案。
又,第5圖中,說明陣列射束500具有自B1至B8的合計8條電子束的例子。陣列射束500,將電子束照射至試料10上的複數個照射區域502的各者。電子束B1至B8之線形圖案的寬度方向(亦即,Y方向)的射束寬度,分別具有與格線寬度g大約相等的射束寬度。又,電子束B1至B8在試料10上的各個照射位置,在Y方向中被配列成分別偏離格線寬度g,合計具有大約8g的寬度,而在框位內針對具有大約8g的寬度之範圍進行曝光。亦即,陣列射束500,在Y方向中,具有該陣列射束500所具有的電子束個數乘以格線寬度g而得之數值的射束寬度,且對所具有的Y方向的寬度大約等於該射束寬度之框位進行曝光。
此處,柱體部120,在複數條電子束的照射位置能夠分別偏離格線寬度g而配列成一列的情況下,可將排列成該一列的陣列射束500照射至試料10上。作為上述的替代方案,柱體部120,亦可將複數條電子束的照射位置具有複數列之陣列射束500,照射至試料10上。
第5圖表示以下的例子:陣列射束500在線形圖案的長側方向上間隔δ來分隔開排列,且具有2列的電子束。又,被包含於各列之複數條電子束的照射位置,以與格線寬度g大約相等的距離來分隔開,而配列於線形圖案的寬度方向上。因此,具有電子束B1、B3、B5及B7之奇數編號的電子束的列(稱為第1列),合計具有大約7g的Y方向寬度。同樣地,具有偶數編號的電子束的列(稱為第2列),亦合計具有大約7g的Y方向寬度。
又,在掃瞄控制部190將陣列射束500的照射位置移動至框位的開始點之階段S320中,複數條電子束的照射位置,被分別配置於對應的格線間。第5圖表示以下的例子:自-Y方向側算起配置於第1號的電子束B1的照射位置,位於自-Y方向側算起的第1條與第2條格線之間,同樣地,自-Y方向側算起配置於第n號的電子束Bn的照射位置,位於自-Y方向側算起的第n條與第n+1條格線之間。
如以上所述,為了對以格線400的座標值為基準來設計的裁切圖案進行曝光,掃瞄控制部190,使陣列射束500的照射位置移動至基於該格線400的位置。藉此,掃瞄控制部190,藉由使具有n個電子束之陣列射束500的照射位置在線形圖案的長側方向上進行掃瞄,便能夠對框位進行曝光,該框位具有自對應之第1條至第n+1條格線之間的n×g的寬度。
繼而,選擇部160,選擇要用於曝光之帶電粒子束(S340)。選擇部160,可基於自掃瞄控制部190接收到的陣列射束的照射位置的資訊,來判斷應該要曝光的裁切圖案。裁切圖案的Y座標,被設計成在格線400上大約相等,因此選擇部160例如藉由一邊將陣列射束500的照射位置在線形圖案的長側方向上進行掃瞄,一邊照射電子束B5至B8的4條電子束,便能夠對具有4g的寬度之第1圖案410進行曝光。
亦即,選擇部160,為了對第1圖案410進行曝光,選擇自電子束B5至B8的4條作為要用於曝光的電子束。然後,電子束B5對第1圖案410的一部分圖案418進行曝光,電子束B6對第1圖案410的一部分圖案416進行曝光,電子束B7對第1圖案410的一部分圖案414進行曝光,電子束B8對第1圖案410的一部分圖案412進行曝光。
此處,選擇部160,能夠對應裁切圖案的Y座標的值,來選擇要用於曝光的電子束。例如,選擇部160,對應於第2圖案420的Y座標的值位於自-Y方向側算起的第1條與第3條之間的情形,而選擇使該區域成為照射位置之電子束B1和B2。又,選擇部160,對應於第3圖案430的Y座標的值位於自-Y方向側算起的第3條與第7條之間的情形,而選擇使該區域成為照射位置之電子束B3至B6。
藉此,電子束B1對第2圖案420的一部分圖案422進行曝光,而電子束B2對第2圖案420的一部分圖案424進行曝光。又,電子束B3對第3圖案430的一部分圖案432進行曝光,電子束B4對第3圖案430的一部分圖案434進行曝光,電子束B5對第3圖案430的一部分圖案436進行曝光,電子束B6對第3圖案430的一部分圖案438進行曝光。
又,選擇部160,檢測出應該要照射所選擇的電子束的照射位置。選擇部160,將應該要對應裁切圖案來照射的照射位置,作為被指定的照射位置來加以檢測。選擇部160,對應於複數條帶電粒子束的照射位置經過線形圖案的長側方向中的預定基準位置後的經過時間,來檢測出被指定的照射位置。
第5圖表示在線形圖案的長側方向中,預先決定第1基準位置和第2基準位置的2個基準位置之例子。亦即,將第1基準位置和第2基準位置之間的區域作為曝光範圍,選擇部160,對應於陣列射束500的照射位置經過第1基準位置後的經過時間,來分別檢測出複數條電子束的被指定的照射位置。
除此之外,在線形圖案的長側方向中,亦可預先決定3個以上的基準位置。亦即,將1個框位分割成複數個曝光範圍,選擇部160,可針對每個曝光範圍分別檢測出複數條電子束的被指定的照射位置。在此情況下,選擇部160,對應於複數條帶電粒子束的照射位置在線形圖案的長側方向中的複數個基準位置之中的最後經過的基準位置、及經過該基準位置後的經過時間,來檢測出被指定的照射位置。關於由選擇部160所進行的電子束之選擇與照射位置之檢測,使用第6圖和第7圖來加以說明。
第6圖表示本實施型態的選擇部160的一例。選擇部160,包含:資料轉換電路162、射束選擇電路164及經過時間運算電路166。
資料轉換電路162,自記憶部150取得裁切圖案資料,並將該裁切圖案資料轉換成關於試料10上的線形圖案的配置的座標系。資料轉換電路162,例如自記憶部150取得(Xci, Yci), Sxi, Syi(i=1、2、3、…)來作為裁切圖案資料,並轉換成試料10上的座標系的曝光資料(Xcbi, Ycbi), Sxbi, Sybi(i=1、2、3、…)。此處,裁切圖案資料的Y座標的值Yci、Syi是格線寬度g的整數倍數值,因此轉換後的Ycbi、Sybi也會成為離散的數值。
此外,資料轉換電路162所執行的資料轉換,是用來校正當將試料10裝載至平台部110上時所發生的旋轉誤差、及由於試料10經過蝕刻或成膜等的元件製造製程所導致之試料10的變形誤差等。亦即,若平台部110的精準度和製造製程的精準度夠高,則該校正例如會成為下述資料轉換:針對距離進行10ppm程度以下之校正,且針對角度進行1mrad程度以下之校正。
例如,在圖案寬度Sxi、Syi為數十~一百nm的情況下,即便執行該資料轉換也不會產生0.1nm以上的變化。亦即,在此情況下,若將0.1nm以下捨去來進行處理,則將成立Sxi=Sxbi、Syi=Sybi。因此,在試料10處發生的旋轉誤差和變形誤差等在預定範圍內的情況下,選擇部160,亦可省略資料轉換電路162的有關於Sxi、Syi之資料轉換。
射束選擇電路164,基於曝光資料(Xcb, Ycb), Sxb, Syb來選擇要用於曝光之電子束。例如,在第5圖所示之格線400的Y方向座標是自-Y方向側算起為Yc1,Yc2,…,Yc8的情況下,射束選擇電路164,選擇電子束B1來作為要用於座標Yc1至Yc2之範圍的曝光之電子束。亦即,射束選擇電路164,針對位於由座標Ycb至Ycb+Syb之裁切圖案,選擇與該座標範圍對應之電子束來作為要用於曝光之電子束B1,B2,…,Bn。
經過時間運算電路166,針對射束選擇電路164所選擇的電子束B1至Bn的各者,檢測出要將電子束切換至ON狀態或OFF狀態的時序。經過時間運算電路166,基於曝光資料的X座標來檢測出該時序,並且作為一例,是作為經過時間來加以輸出。此處,所謂經過時間,是指將陣列射束500通過基準位置的時間作為起點,直到陣列射束所含的各電子束被設成ON狀態或OFF狀態為止的時間。
掃瞄控制部190,使陣列射束500在線形圖案的長側方向也就是+X方向或-X方向上進行掃瞄。在裁切圖案是以曝光資料(Xcb, Ycb), Sxb, Syb來表示,且掃瞄控制部190使陣列射束500在+X方向上進行掃瞄的情況下,在X軸座標中對應之電子束的照射位置到達Xcb的位置的時間點,將該電子束設為ON狀態,並將到達Xcb+Sxb的位置的時間點設為OFF狀態,藉此便能夠使該電子束在該裁切圖案的圖案區域內進行曝光。亦即,經過時間運算電路166,將自陣列射束500通過曝光範圍的-X側的第1基準位置的時間點算起,到將電子束切換至ON狀態和OFF狀態為止的時間,作為經過時間來加以檢測。
另一方面,在掃瞄控制部190使陣列射束500在-X方向上進行掃瞄的情況下,在X軸座標中對應之電子束的照射位置到達Xcb+Sxb的位置的時間點將該電子束設為ON狀態,並將到達Xcb的位置的時間點設為OFF狀態,藉此便能夠使該電子束在該裁切圖案的圖案區域內進行曝光。在此情況下,經過時間運算電路166,將自陣列射束500通過曝光範圍的+X側的第2基準位置的時間點算起,到將電子束切換至ON狀態和OFF狀態為止的時間,作為經過時間來加以檢測。
又,經過時間運算電路166,在框位內被設定了複數個基準位置的情況下,可將自複數個基準位置之中的最後通過基準位置之時間點算起,到將電子束切換至ON狀態和OFF狀態為止的時間,作為經過時間來加以檢測。經過時間運算電路166,作為一例,對應於掃瞄控制部190使陣列射束500在線形圖案的長側方向上進行掃瞄的速度,來算出經過時間。在此情況下,掃瞄控制部190,較佳為一邊使陣列射束500在框位內連續移動一邊進行曝光,且在線形圖案的長側方向上進行掃瞄的情況下,可藉由讓陣列射束500的速度V至少不會成為0,而是使速度V平滑變化的方式來加以控制。
若掃瞄控制部190使陣列射束500在+X方向上進行掃瞄,且將第1基準位置的X座標設為S,應該要曝光之裁切圖案的圖案開始位置設為Xcb,圖案的寬度(X軸方向的圖案寬度)設為Sxb,則經過時間運算電路166能夠藉由以下關係式來算出直到將電子束設為ON狀態為止的經過時間(DLa)。此外,經過時間運算電路166,亦可自掃瞄控制部190接收速度V的資訊。 (數學式1) DLa = (Xcb-S)/V
又,經過時間運算電路166,能夠藉由以下關係式來算出直到在圖案結束位置Xcb+Sxb中將電子束設為OFF狀態為止的經過時間(DLb)。 (數學式2) DLb = (Xcb+Sxb-S)/V
經過時間運算電路166,針對射束選擇電路164所選擇的電子束B1、B2、…、Bn的各者,算出直到將電子束設成ON狀態為止的經過時間來作為DL1a、DL2a、…、Dlna。又,經過時間運算電路166,算出直到將電子束設成OFF狀態為止的經過時間來作為DL1b、DL2b、…、DLnb。
如以上所述,射束選擇電路164和經過時間運算電路166,對應於應該要曝光的裁切圖案,分別執行應該要曝光的電子束之選擇與經過時間之檢測。選擇部160,將射束選擇電路164的選擇結果和經過時間運算電路166的檢測結果,供給至照射控制部170。
繼而,曝光控制部140,一邊使陣列射束500對照射位置進行掃描,一邊控制帶電粒子束的照射(S350)。亦即,掃瞄控制部190,使平台部110移動而使陣列射束500以速度V來對照射位置進行掃描,並基於檢測部114的位置檢測結果,將陣列射束500的照射位置,供給至照射控制部170。照射控制部170,對應於陣列射束500的照射位置與經過時間,為了控制被選擇之電子束的照射,而發生用來切換射束的ON狀態/OFF狀態之訊號,並設定至驅動電路172。驅動電路172,接收來自照射控制部170之被選擇到的電子束的ON狀態/OFF狀態之切換訊號,並將用來進行射束遮沒之遮沒電壓供給至遮沒部60中的對應的遮沒電極64。
第7圖表示用來切換射束的ON狀態/OFF狀態之訊號的時序圖的一例。第7圖,例如表示針對電子束B1至B8之遮沒動作的時序,該電子束B1至B8是用來對第5圖所示之曝光範圍的裁切圖案進行曝光。第7圖的橫軸表示時間。
第7圖所示的8個控制訊號,是與電子束B1至B8對應之遮沒動作的時序訊號的一例。亦即,照射控制部170,在該訊號位準為高(high)狀態的情況下,將與該高狀態的訊號位準對應之遮沒電壓供給至遮沒電極64,而使對應的電子束偏向,因此會將該電子束設為射束關閉(OFF)狀態。又,照射控制部170,在該訊號位準為低(low)狀態的情況下,對應於該低狀態的訊號位準,將供給至遮沒電極64之遮沒電壓設為0V而使電子束通過,因此會將該電子束設為射束開啟(ON)狀態。
此處,在時間軸中,以T1來表示的時間點,是表示具有電子束B2、B4、B6及B8之第2列通過第1基準位置的時間點。又,以T2來表示的時間點,是表示具有電子束B1、B3、B5及B7之第1列通過第1基準位置的時間點。亦即,T2-T1=δ/V。
第7圖中以B1和B2來表示的訊號,是要使用電子束B1和B2來對第5圖所示的裁切圖案的第2圖案420進行曝光之時序訊號。亦即,基於第2圖案420的裁切圖案資料,選擇部160,選擇電子束B1和B2並檢測出經過時間。並且,將照射控制部170對應於經過時間而產生遮沒動作之時序訊號B1和B2的例子表示於第7圖。
照射控制部170,在電子束B1的照射位置通過第1基準位置的時間點T2之後經過了經過時間DL1a的時間點T4中,將該電子束B1自OFF狀態切換成ON狀態。然後,照射控制部170,在時間點T2之後經過了經過時間DL1b的時間點T6中,將該電子束B1自ON狀態切換成OFF狀態。
又,照射控制部170,在電子束B2的照射位置通過第1基準位置的時間點T1之後經過了經過時間DL2a的時間點T3中,將該電子束B2自OFF狀態切換成ON狀態。然後,照射控制部170,在時間點T1之後經過了經過時間DL2b的時間點T5中,將該電子束B2自ON狀態切換成OFF狀態。
如此,照射控制部170,能夠對應於選擇部160的選擇結果和經過時間、及藉由掃瞄控制部190而被掃瞄的照射位置的位置資訊,來產生用於控制電子束的照射之時序訊號。並且,藉由使遮沒電極64基於照射控制部170所產生的時序訊號來進行動作,柱體部120能夠將裁切圖案的第2圖案420曝光於試料10上。
同樣地,照射控制部170,產生被選擇部160所選擇的電子束B3至B8之控制訊號,並將第1圖案410和第3圖案430曝光於試料10上。如以上所述,本實施型態的照射控制部170,基於自照射位置通過基準位置之時間點算起的經過時間,來對電子束的ON狀態和OFF狀態之切換動作加以控制。因此,自第1基準位置至第2基準位置為止之間的曝光範圍的長度,有時會根據對經過時間進行計數之時脈的位元數來加以規定。
此處,時脈的最小週期,可對應於預定的位置解析度和平台速度來加以設定。例如,在曝光位置的資料級距為0.125nm的情況下,若將位置解析度設為其一半的0.0625nm,並將平台的最大移動速度設為50mm/sec,則時脈的週期被要求為最小1.25ns。此處,若將時脈計數器的計數位元數設為12位元(=4096),則能夠計數到約5μs為止的經過時間。此經過時間內,平台在最大移動速度50mm/sec下會移動0.25μm。
如此,本實施型態的曝光裝置100,能夠基於時脈週期而預先設計曝光範圍的長度。並且,曝光裝置100,藉由設置複數個基準位置,並基於自各基準位置的經過時間來控制電子束之照射,便能夠對具有比該曝光範圍更長的曝光範圍之框位進行曝光。
亦即,曝光控制部140,針對1個框位中所包含的全部曝光範圍,使陣列射束500對照射位置進行掃描,並在每通過一個基準位置時便基於自該基準位置算起的經過時間來控制電子束的照射。亦即,曝光控制部140,針對第5圖的例子所示之自第1基準位置至第2基準位置為止的曝光範圍,藉由一邊使陣列射束500對照射位置進行掃描一邊控制複數條電子束的照射來進行曝光。
並且,在該框位中存在其他基準位置的情況下,曝光控制部140,繼續進行該框位之曝光(S360:否),並為了要對自第2基準位置至第3基準位置為止的下一個曝光範圍進行曝光,而回到選擇帶電粒子束之階段S340。曝光控制部140,重覆S340至S350的動作,直到該框位中不再有陣列射束500的照射位置要通過之基準位置為止。此外,在掃瞄控制部190對曝光範圍進行掃瞄的期間,該曝光範圍是自陣列射束500的照射位置剛通過之基準位置到下一個基準位置為止之範圍,選擇部160,可執行與延續於該下一個基準位置之後之下一個曝光範圍對應之電子束的選擇與經過時間的檢測。藉此,曝光控制部140,能夠在連續的時間中對相鄰的曝光範圍進行曝光。
曝光控制部140,在該框位中不存在其他基準位置的情況下,結束該框位之曝光(S360:是)。並且,在存在下一個應該要進行曝光之框位的情況下(S370:否),回到S320,使陣列射束500的照射位置移動至下一個框位的開始點,並執行該下一個框位的曝光。曝光控制部140,重複S320至S360的動作直到沒有應該要進行曝光的框位為止。曝光控制部140,在沒有應該要進行曝光的框位的情況下,結束該框位的曝光(S370:是)。
如以上所述,本實施型態的曝光裝置100,將陣列射束的可照射區域200分割成框位,針對每個框位一邊在線形圖案的長側方向上使陣列射束對照射位置進行掃描,一邊反覆進行對複數條電子束的照射加以控制的曝光動作,來對該可照射區域200進行曝光。曝光裝置100,藉由利用平台部110使試料10移動,便能夠在試料10的表面上形成不同的複數個可照射區域200,因此亦能夠以1個柱體部120來對已被形成於試料10的表面上的全部線形圖案進行曝光。
第8圖表示已被形成於試料10的表面上的線形圖案802的一例。本實施型態的曝光裝置100,執行第3圖所說明過的動作,對已被形成於這樣的線形圖案802上之光阻中的以裁切圖案810來表示的區域進行曝光。藉由該曝光,便能夠除去裁切圖案810的區域之光阻,因此會使位於該裁切圖案之線形圖案802露出,能夠對該露出的線形圖案802進行蝕刻而形成微細的配線圖案等。
第9圖表示已被形成於試料10的表面上的微細配線圖案900的一例。根據本實施型態的曝光裝置100,便能夠藉由對預先形成有線形圖案之試料10進行曝光,而形成更微細的配線圖案900。例如,第8圖所示之線形圖案802,因為是單純的線與空隙(line and space)圖案,因此藉由使用光束曝光技術等,便能夠以大約10nm程度的線寬和線間隔來加以形成。並且,藉由採用本實施型態的使用電子束之曝光裝置100,便能夠對該線形圖案802進行加工,因此能夠形成(例如閘極電極等之)僅靠光束曝光技術無法執行的微細配線圖案900。又,藉由以光束曝光技術等來執行線形圖案802的形成,能夠減低直到形成微細配線圖案900為止的總加工時間。
又,因為是基於線形圖案802之設計中所使用的格線來配置裁切圖案的座標和陣列射束500的照射位置,因此曝光控制部140不需要作複雜的回授控制,便能夠以簡便的控制動作來執行微細的曝光。此外,在以上說明中,是將本實施型態的曝光裝置100作為使用電子束之電子束曝光裝置來進行說明,但實施型態並不限定於此,也同樣能夠應用於使用各種帶電粒子束之曝光裝置。又,雖然是以裁切圖案的曝光為例來進行說明,但並不限定於此例,也同樣能夠應用於通孔圖案的曝光。
在以上的本實施型態的曝光裝置100中,說明了對形成有大約相同的線寬和線間隔之線形圖案之試料10進行曝光。作為上述的替代方案,曝光裝置100,亦可對形成有不同線寬和不同線間隔之線形圖案之試料10進行曝光。在基於格線而形成這樣不同線寬和不同線間隔之線形圖案的情況下,曝光裝置100,能夠對應於該格線而曝光至線形圖案的被指定的照射位置。
第10圖表示形成有不同線寬和不同線間隔之線形圖案之試料10的一例。圖中表示試料10具有第1部分、第2部分及第3部分,且各部分中形成有不同線寬和不同線間隔之線形圖案之例子。如此,即便是在1個試料中形成有複數種類之線形圖案的情況下,各者的線形圖案,仍然為使用共通的格線來設計。
在本例中,第1部分的線形圖案802,其線寬和線間隔為g;第2部分的線形圖案804,其線寬為2g,線間隔為g;第3部分的線形圖案806,其線寬為3g,線間隔為2g。
如此,若線形圖案的寬度和間隔不同,則與各者的線形圖案對應之裁切圖案810、820、830的大小也會分別相異。在本例中,由於線形圖案的各者是基於相同格線800來設計,因此各者的裁切圖案的Y座標,如關於第4圖和第5圖所說明過的,能夠以該格線800的離散座標來表示。本實施型態的曝光裝置100,是使電子束的照射位置與間隔g的格線對應,因此即便是這樣的不同線寬度和線間隔之裁切圖案,也能夠進行曝光。
第11圖表示將本實施型態的電子束的照射區域502,對應於格線800來進行配置之例子。亦即,第11圖,是表示如關於第5圖所說明過的以下例子:自-Y方向側數起配置於第n個之電子束Bn的照射區域,位於自-Y方向側數起的第n條與第n+1條格線之間。藉此,例如在裁切圖案位於第k條與第l(小寫L)條格線之間的情況下,曝光裝置100,能夠藉由使用第k條至第(l-1)條之電子束,來對該裁切圖案進行曝光。
亦即,在此情況下,選擇部160,對應於被指定的照射位置中的線形圖案的寬度,來選擇複數條帶電粒子束之中的在寬度方向上連續的至少1條帶電粒子束。選擇部160,例如對應於第1部分的線形圖案802的線寬g,為了對裁切該線形圖案802之線寬2g的裁切圖案進行曝光,而在陣列射束之中選擇排列於寬度方向上的2條電子束。
又,選擇部160,例如對應於第2部分的線形圖案804的線寬2g,為了對裁切該線形圖案804之線寬3g的裁切圖案820進行曝光,而在陣列射束之中選擇排列於寬度方向上的3條電子束。同樣地,選擇部160,對應於第3部分的線形圖案806的線寬3g,為了對裁切該線形圖案806之線寬4g的裁切圖案832進行曝光,而在陣列射束之中選擇排列於寬度方向上的4條電子束。如此,選擇部160,對應於m×g的線寬,而選擇(m+1)條電子束。
又,選擇部160,如關於第6圖和第7圖所說明過的,決定與所選擇的電子束對應之經過時間並分別檢測出照射位置。藉此,曝光控制部140,藉由一邊使陣列射束500對照射位置進行掃描一邊控制電子束的照射,便能夠分別對裁切圖案810、820及830進行曝光。此外,在第11圖中的例子中,曝光裝置100亦可使與電子束數n對應之射束寬度n×g的陣列射束進行掃描,而在具有與該射束寬度n×g相當之框位寬度的各框位中,對試料10進行曝光。藉此,本實施型態的曝光裝置100,即便在試料10上形成有不同線寬和不同間隔之線形圖案,藉由與照射位置對應來選擇適當的電子束,仍然能夠將所對應的裁切圖案加以曝光。
第12圖表示本實施型態的遮沒部60的一例。遮沒部60,具有:複數個開口62、第1遮沒電極64a、第2遮沒電極64b、共通電極66及電極配線68。
複數個開口62,使複數條帶電粒子束的各者個別地通過。亦即,複數個開口62,較佳是在遮沒部60中設置有與作為陣列射束來輸出的複數條電子束對應的數量。複數個開口62,在與線形圖案的長側方向對應之方向也就是X方向中,偏離開來配置了複數個第1開口62a和複數個第2開口62b。複數個第1開口62a,被朝-X方向側偏離,並排列於Y方向,例如被形成為與第5圖中的電子束B1、B3、B5及B7對應。複數個第2開口62b,被朝+X方向側偏離,並排列於Y方向,例如被形成為與第5圖中的電子束B0、B2、B4及B6對應。
第1遮沒電極64a,被設置於第1開口62a中的與共通電極66相反之一側的壁面。第2遮沒電極64b,被設置於第2開口62b中的與共通電極66相反之一側的壁面。共通電極66,在X方向中,被設置於第1開口62a和第2開口62b之間的壁面,是第1開口62a和第2開口62b共通的電極。又,共通電極66,可被分別設置於排列於Y方向上之複數個開口62中的相鄰開口62之間。
電極配線68,連接第1遮沒電極64a和第2遮沒電極64b的各者與對應的驅動電路172。驅動電路172,接收照射控制部170的切換訊號,將遮沒電壓供給至第1遮沒電極64a或第2遮沒電極64b,以分別切換電子束的ON狀態和OFF狀態,其中該切換訊號會對應選擇部160所作的選擇而變化。
如以上所述,遮沒部60,具有在Y方向上排列成2列的複數個開口62,因此能夠以共通電極66來分離複數個開口62的各者,並使該複數個開口62在Y座標方向中以沒有縫隙或是相互有重疊到的方式來連續配置。並且,照射控制部170,能夠將分別切換電子束的ON狀態和OFF狀態之電壓,分別供給至與複數個開口62的各者對應之遮沒電極,而個別地加以控制,且能夠藉由通過2個以上的開口62之2條以上的電子束,來形成在照射區域的Y座標方向上為連續之陣列射束。亦即,曝光裝置100,藉由這樣的陣列射束的1次掃瞄,能夠在試料10上照射到一框位,其中該框位是將在Y座標中連續的2條以上的電子束照射範圍作為框位寬度,並在X軸方向中延伸。
以上的本實施型態的遮沒部60,是說明了其具有在Y方向上排列成2列之複數個開口62,但作為上述的替代方案,遮沒部60,亦可具有在Y方向上排列成3列以上之複數個開口62。即便在此情況下,柱體部120,能夠以共通電極66來分離複數個開口62的各者,並使該複數個開口62在Y座標中的配置情形成為連續的配置,而能夠針對每個框位使陣列射束進行掃描來對試料10的表面進行曝光。此外,在上述例子中,雖然是表示出設置於各列的複數個開口62a和複數個開口62b被平行配列於Y方向之例子,但複數個開口62a和複數個開口62b,亦可被配列於使各個開口相對於X方向分別錯開之位置,例如相對於Y方向來斜向配置等。
第13圖表示由驅動電路172所輸出之遮沒電壓的輸出波形。在本圖中,表示被供給至與電子束B1和B2對應之2個遮沒電極64的遮沒電壓。圖中的縱軸表示遮沒電壓的大小,橫軸表示時間。
如先前已說明過的,曝光裝置100,一邊使陣列射束沿第2圖的框位進行掃瞄,一邊基於第7圖已例示過一例的時序圖來切換各電子束的ON狀態和OFF狀態。亦即,例如在對第5圖的第2圖案420進行曝光的情況下,曝光裝置100,使陣列射束沿著第5圖之曝光範圍的線方向進行掃瞄。針對選擇部160所選擇出的電子束B1和B2的各者,照射控制部170,在第7圖中以T4和T6來表示的時間點、以及以T3和T5來表示的時間點中,輸出用來切換射束狀態的切換訊號。此外,在本例中,因為使電子束B2通過的開口62b在X方向上比使電子束B1通過的開口62a更早通過,因此會讓切換訊號的時序提早相對應的份量。
照射控制部170,將這些切換訊號輸出至驅動電路172,該驅動電路172連接至與電子束B1和B2對應之遮沒電極。驅動電路172,接收切換訊號的變化(與電子束的ON狀態/OFF狀態之切換對應之訊號的變化),而改變要供給至遮沒電極之遮沒電壓。與電子束B1和B2對應之遮沒電極,對應於自驅動電路172供給而來的遮沒電壓的變化來改變電子束的前進方向,以分別切換是否要將電子束B1和B2照射至試料上,來對第5圖的第2圖案420進行曝光。
此處,為了實際切換射束狀態,在照射控制部170輸出遮沒電壓的切換訊號後,驅動電路172必須對應於切換訊號而輸出遮沒電壓,以將遮沒電極64的遮沒電壓設定成使電子束成為OFF狀態的電壓、或是讓遮沒電壓回到0V,因此在遮沒電極64的各者中,會發生與遮沒電壓的遷移相關之過渡時間。本圖針對這種與遮沒電壓的遷移相關之過渡時間加以具體說明。
在縱軸的遮沒電壓中,以Voff來表示的電壓值,是在射束OFF狀態中被供給至遮沒電極64的電壓值。一旦Voff被供給至遮沒電極64,電子束便會對應於Voff而被偏向,而由擋板70阻止電子束的前進(射束OFF狀態)。又,以縱軸的0V來表示的電壓值,是在射束ON狀態中被供給至遮沒電極64的電壓值。一旦0V被供給至遮沒電極64,電子束便不會受到由遮沒電極64所造成的偏向,而通過擋板70的開口72 (射束ON狀態)。
以縱軸的Vth來表示的電壓值,是在對電子束OFF狀態與電子束ON狀態進行切換的邊界中,被供給至遮沒電極64的閾值電壓。亦即,當遮沒電極64的電壓值為0V~Vth時,電子束的至少其中一部分通過擋板70的開口72。當遮沒電極64的電壓值為Vth~Voff時,電子束完全偏離擋板70的開口72,而不會通過開口72。
如本圖所示,電子束B1的切換訊號,在電子束B1的照射位置通過第1基準位的時間點T2之後又經過了時間DL1a的時間點T4中,由照射控制部170將其自OFF狀態改變成ON狀態。然而,被供給至遮沒電極64的遮沒電壓,會因為與遮沒電壓的遷移相關的過渡時間而發生延遲。電子束B1的遮沒電壓,從T4的時間點開始下降,並在T8的時間點跨越閾值電壓Vth。電子束B1,在T8的時間點中,至少有一部分開始通過擋板70的開口72。並且,電子束B1,在T8的時間點之後被照射至試料上,而成為射束ON的狀態。
又,電子束B1的切換訊號,在時間點T2之後又經過了時間DL1b的時間點T6中,由照射控制部170將其自ON狀態改變成OFF狀態。電子束B1的遮沒電壓,從T6的時間點開始上升,並在T10的時間點跨越閾值電壓Vth。電子束B1,在T10的時間點之後成為射束OFF的狀態。
另一方面,電子束B2的切換訊號,在電子束B2的照射位置通過第1基準位的時間點T1之後又經過了時間DL2a的時間點T3中,由照射控制部170將其自OFF狀態改變成ON狀態。電子束B2的遮沒電壓,從T3的時間點開始下降,並在T7的時間點跨越閾值電壓Vth。電子束B2,在T7的時間點之後成為射束ON的狀態。
進一步,電子束B2的切換訊號,在時間點T1之後又經過了時間DL2b的時間點T5中,由照射控制部170將其自ON狀態改變成OFF狀態。電子束B2的遮沒電壓,從T5的時間點開始上升,並在T9的時間點跨越閾值電壓Vth。電子束B2,在T9的時間點之後成為射束OFF的狀態。
亦即,電子束B1,在自射束OFF狀態切換到ON狀態的時序中發生了T8-T4的時間延遲,並在自射束ON狀態切換到OFF狀態的時序中發生了T10-T6的時間延遲。又,電子束B2,在自射束OFF狀態切換到ON狀態的時序中發生了T7-T3的時間延遲,並在自射束ON狀態切換到OFF狀態的時序中發生了T9-T5的時間延遲。此處,針對自射束OFF狀態切換到ON狀態時的上述時間延遲,將其稱為下降時間,並針對自射束ON狀態切換到OFF狀態時的上述時間延遲,將其稱為上升時間。
本實施型態的曝光裝置100中,下降時間和上升時間的數值分別例如為約5ns。並且,該下降時間和上升時間,會對屬於陣列射束中的電子束造成ON/OFF狀態之切換時序的延遲,而對曝光圖案的射束照射位置產生最大0.5nm程度的誤差,並對射束照射量產生最大5%程度的誤差。
又,這些下降時間和上升時間的數值,在屬於陣列射束中的各電子束中可能會有偏差。原因在於,驅動電路172所驅動的承載大小在複數個遮沒電極64的各者中有所不同。亦即,具有第12圖之構造的遮沒部60,由於製造步驟中所產生的製程性因素,會在各遮沒電極64的下列因素中存在偏差:遮沒電極64、共通電極66和電極配線68的成品尺寸、以及電極間和配線間的間隔。根據這些偏差,也會造成驅動電路172所要驅動之負載的電阻值和電容值在各遮沒電極64中發生差異。
第14圖表示本實施型態的曝光裝置100的構成例。本圖中針對與在其他圖式所記載之構成要素進行相同動作之構成要素附加上相同符號,並省略詳細的說明。本圖所示之構成例,與第1圖所示之曝光裝置100的一部分對應。本實施型態的曝光裝置100具有以下功能:針對屬於陣列射束中的各電子束,量測與射束狀態的切換相對之遮沒電壓的經時變化。又,本實施型態的曝光裝置100具有以下功能:即便在驅動電路172所要驅動的負載中存在有偏差,仍然可針對遮沒電極64的各者,調整使遮沒電壓到達規定閾值電壓的時間。曝光裝置100,在遮沒部60、複數個驅動電路172及照射控制部170之外,還具備量測部1100。
量測部1100,一方面與照射控制部170連接,取得用來切換各電子束的ON狀態/OFF狀態之切換訊號。量測部1100,另一方面,經由中繼端子69,與遮沒電極64的各者在電性上相接。中繼端子69,存在於遮沒電極64與驅動電路172的輸出處之間。量測部1100,自中繼端子69取得被施加於遮沒電極64之遮沒電壓。
量測部1100,以將自照射控制部170取得之對電子束的ON狀態/OFF狀態進行切換之訊號(切換訊號)的變化作為觸發條件,針對遮沒電極64的各者,量測自切換訊號的變化到遮沒電壓的變化為止的延遲量。又,量測部1100,以量測到的延遲量作為基礎,決定遮沒電壓到達閾值電壓為止的時間,亦即下降時間和上升時間。
照射控制部170,具有時序調整部1710。時序調整部1710,針對遮沒電極64的各者,個別地調整照射控制部170所輸出之切換訊號的輸出時序。複數個驅動電路172的各者,具有時間調整部1720。時間調整部1720,對複數個驅動電路172的各者所輸出之遮沒電壓的過渡時間進行個別地調整。
第15圖表示量測部1100的構成例。量測部1100,具有:基準電壓發生部1120、1或複數個比較部1140、及1或複數個延遲量檢測部1160。基準電壓發生部1120,發生用來與遮沒電壓進行比較之基準電壓。基準電壓發生部1120,可將遮沒電壓的變化範圍內的任意電壓值作為基準電壓來加以發生。作為一例,基準電壓發生部1120,可將射束OFF狀態與射束ON狀態切換的邊界之閾值電壓作為基準電壓來加以發生。基準電壓發生部1120,將基準電壓供給至複數個比較部1140。複數個比較部1140,連接至基準電壓發生部1120和複數個中繼端子69,其中該等中繼端子69連接至遮沒部60內的複數個遮沒電極64。複數個比較部1140,分別比較被施加至對應的遮沒電極64中之遮沒電壓值與自基準電壓發生部1120取得之基準電壓值,並將與兩者的差值對應之電壓值輸出至延遲量檢測部1160。
複數個延遲量檢測部1160的各者,自對應之比較部1140取得與遮沒電壓和基準電壓的差值對應之電壓值。又,複數個延遲量檢測部1160的各者,自照射控制部170取得用來切換對應之電子束的ON狀態/OFF狀態之切換訊號。複數個延遲量檢測部1160的各者,檢測自針對對應之電子束的狀態進行切換之切換訊號的變化(亦即,將電子束自OFF狀態切換至ON狀態、以及自ON狀態切換至OFF狀態之切換訊號的變化)之後,到遮沒電壓與基準電壓的差值得絕對值例如進入20mV(相對於遮沒電壓範圍5V,將其256(=28 )等分後之與1最低有效位元(LSB,Least Significant Bit)相當的電壓值)以內為止的時間。
又,延遲量檢測部1160,針對切換訊號的變化以後之遮沒電壓與基準電壓的差值之電壓值,例如亦可以1ns為間隔來進行取樣,並在時間上相鄰之2次取樣點處,針對直到差值之電壓值得正負符號逆轉為止的時間進行檢測。藉此,延遲量檢測部1160,可檢測:自照射控制部170的輸出也就是切換訊號伴隨著電子束從OFF狀態切換至ON狀態;以及,自ON狀態切換至OFF狀態而產生變化之後,直到遮沒電壓到達基準電壓發生部1120所供給之基準電壓為止所需要的時間,亦即延遲量。
此外,延遲量檢測部1160所檢測到的延遲量,包含由中繼端子69至量測部1100為止的配線所造成之訊號的時間延遲、以及由量測部1100的內部電路所造成之訊號的時間延遲。針對遮沒電極64的各者,曝光裝置100的製造者,能夠針對自中繼端子69到量測部1100為止的配線粗細和配線配置間隔、以及量測部1100的內部電路進行設計與製作,使得上述由中繼端子69至量測部1100為止的配線所造成之時間延遲、以及由量測部1100的內部電路所造成之時間延遲,相對於自照射控制部170的切換訊號的變化至遮沒電壓的變化止的延遲量為足夠小。藉此,延遲量檢測部1160,針對遮沒電極64的各者,可檢測自切換訊號的變化至遮沒電壓到達基準電壓為止之延遲量。
量測部1100,藉由改變基準電壓的數值並反覆進行上述延遲量檢測,能夠量測出自切換訊號的變化後的時間與遮沒電壓的數值間的關係,亦即過渡波形。量測部1100,能夠以如此量測到的過渡波形作為基礎,來檢測自切換訊號的變化至達到規定的遮沒電壓也就是閾值電壓為止的時間,並決定下降時間和上升時間。
第16圖表示針對遮沒電極64的各者,對遮沒電壓的過渡波形進行量測之量測流程的一例。本量測流程,具備以下階段:照射控制階段,其輸出用來切換遮沒電壓之切換訊號,該遮沒電壓被供給至複數個遮沒電極的各者,且該等複數個遮沒電極是對應於複數條帶電粒子束而設置,以分別切換是否要響應輸入電壓而將對應的帶電粒子束照射至試料上;及,量測階段,其針對上述複數個遮沒電極,量測自切換訊號的變化起到遮沒電極的變化為止的延遲量。量測部,針對遮沒電極64的各者,藉由執行自S1600至S1670的處理,來量測遮沒電壓的過渡波形。
以下使用本圖,來說明由量測部1100所進行之遮沒電壓的過渡波形的量測流程。首先,基準電壓發生部1120,發生0V的基準電壓值(S1600)。接著,照射控制部170,將用來切換電子束的ON狀態和OFF狀態之切換訊號,輸出至與量測對象之電子束相對之驅動電路172。在此同時,照射控制部170,將切換訊號的變化輸出至量測部1100中與該驅動電路172對應之延遲量檢測部1160。延遲量檢測部1160在接到此切換訊號的變化後,啟動量測計時器(S1610)。
進一步,延遲量檢測部1160,自比較部1140取得遮沒電壓與基準電壓的差值之電壓。作為一例,延遲量檢測部1160,當差值之電壓的絕對值大於規定值Δ(例如,Δ=20mV)時,讓計時器持續前進,然後當差值之電壓的絕對值進入到規定值Δ以內時,便停止計時器(S1620~1640)。藉此,延遲量檢測部1160,檢測出自切換訊號的變化至遮沒電極的值達到基準電壓的值為止的時間,亦即延遲量。作為檢測階段的處理的一例,延遲量檢測部1160,記錄下計時器停止時之基準電壓的值與計時器所示之時間(S1650)。
接著,基準電壓發生部1120,使基準電壓增加δ(S1660)。若基準電壓的值未滿遮沒電壓的最大值Voff,則量測部1100使處理前進至步驟S1610,並針對新的基準電壓進行自S1610至S1660為止的處理(S1670:是)。另一方面,若在S1670中新的基準電壓大於遮沒電壓的最大值Voff,則結束量測流程(S1670:否)。
亦即,本量測流程,具備:基準電壓產生階段,其發生依序變更的基準電壓;檢測階段,其針對複數個遮沒電極的各者,響應於基準電壓被變更過的情形,而檢測自切換訊號的變化至遮沒電壓達到基準電壓為止之延遲量。量測流程結束後,在步驟S1650所記錄到的,基準電壓與自切換訊號的變化至遮沒電壓的值達到基準電壓值為止的時間(亦即,延遲量)的關係,便表示自切換訊號的變化以後之遮沒電壓的過渡波形。量測部1100,針對與屬於陣列射束之複數條電子束中的各者對應之遮沒電極64的各者,執行自S1600至S1670的處理,以藉此針對複數個遮沒電極64的各者,量測自切換訊號的變化以後之遮沒電壓的過渡波形。
量測部1100,根據所量測到的過渡波形到跨越預先決定之閾值電壓為止的延遲量,來決定遮沒電壓的下降時間和上升時間。又,量測部1100,亦可將預先決定的閾值電壓作為基準電壓發生部1120的基準電壓來加以發生,並直接量測遮沒電壓到達閾值電壓為止的延遲量,來決定遮沒電壓的下降時間和上升時間。
此外,量測部1100,可一邊讓曝光裝置100輸出電子束並對電子束執行遮沒動作,一邊執行本量測流程,亦可在未輸出電子束的狀態下執行本量測流程。若是後者,曝光裝置100,便能夠在未輸出電子束的狀態下,針對複數個遮沒電極64的各者,預先決定過渡波形以及下降時間和上升時間。
根據以上處理,曝光裝置100,即便在驅動電路172要驅動之遮沒電極的負載中存在偏差,仍然可將量測部1100的量測結果作為基礎來藉由時序調整部1710調整要輸出切換訊號的時序,並藉由時間調整部1720調整遮沒電壓成為規定閾值電壓為止的時間。
此處,時序調整部1710,具有以下功能:針對經過時間運算電路166(參照第6圖)已算出的經過時間,對各電子束以及電子束的下降時間和電子束的上升時間的各者來加上和減去偏離(offset)時間,以校正經過時間。藉此,時序調整部1710,可針對複數個遮沒電極64的各者來個別地調整照射控制部170所輸出之切換訊號的輸出時序。
又,時間調整部1720,藉由被組裝進複數個驅動電路172的各者中,且改變驅動電路172的驅動能力,來改變驅動電路172所供給之遮沒電壓的變化速度,亦即過渡時間。
第17圖表示曝光裝置100的時序調整部1710和時間調整部1720的調整流程之一例。本調整流程,是針對複數個遮沒電極的各者,對遮沒電壓到達規定的閾值電壓之時間(亦即,遮沒電壓的過渡時間)進行調整之調整階段之一例。曝光裝置100,藉由執行自S1700至S1750的處理,針對屬於陣列射束的全部電子束,以將驅動電路172所驅動之負載的偏差也加進考量的方式,對照射控制部170所輸出之切換訊號的輸出時序進行個別地調整,以作為時序調整階段之一例,並個別地調整驅動電路172所供給之遮沒電壓的過渡時間,以作為時間調整階段之一例。前半的自S1710至S1730的處理,是藉由時間調整部1720來調整遮沒電壓的過渡時間之處理流程,而後半的S1740的處理,是藉由時序調整部1710來調整照射控制部170所輸出之切換訊號的輸出時序之處理流程。
本調整流程,進行以下步驟:依序選擇調整對象之電子束(S1700),針對被選擇到的各電子束調整遮沒電壓的過渡時間(S1710至S1730),並調整切換訊號的輸出時序(S1740)。
首先,對本調整流程前半之S1710至S1730的處理加以說明。根據CPU130的指令,量測部1100和時間調整部1720,一邊依序變更時間調整部1720的時間調整條件(S1710),一邊例如根據第16圖所示之量測流程,來量測相對於各時間調整條件之遮沒電壓的過渡波形(S1720)。然後,量測部1100,自過渡波形算出遮沒電壓的過渡時間。根據CPU130的指令,量測部1100和時間調整部1720,當過渡時間與預先決定的規定值不是一致或大約一致(在預定的誤差範圍內可以呈現一致)時(S1730:否),一邊變更時間調整條件一邊重覆S1710~S1730。並且,量測部1100,若過渡時間與規定值等同於一致(S1730:是),則將與該狀態中的時間調整條件對應之設定值設定至驅動電路172的時間調整部1720中。
在上述內容中,驅動電路172作為一例,採用將複數個開關電路並聯連接的構成,其中該等複數個開關電路具有被賦加過權重之不同驅動能力。作為一例,可利用與時間調整條件相當之7位元的數位值,自具有7種不同驅動能力之開關電路(亦即,例如依序讓驅動能力逐次成為前一個開關電路之2倍的7個開關電路)中,選擇要使用之開關電路的組合。根據CPU的指令,時間調整部1720,利用7位元的數位值來指定各開關電路的選擇與否,藉此,針對將被選擇出之各開關電路的驅動能力合計起來的驅動能力,便能夠以128階段來加以設定。
接下來,對本調整流程後半的S1740的處理加以說明。此部分是對照射控制部170所輸出之切換訊號的輸出時序進行調整之時序調整階段的處理之一例。根據CPU130的指令,照射控制部170中所含之時序調整部1710,藉由調整切換訊號的時序,來調整要將遮沒電壓施加至複數個遮沒電極之時序。
接著,CPU130,判斷是否已經對屬於陣列射束的全部電子束完成調整(S1750)。若尚未完成(S1750:否),則改變調整對象之電子束(S1700),並重覆自S1710至S1740為止的調整。並且,CPU130,若已經對屬於陣列射束的全部電子束完成調整(S1750:是),則結束整個調整流程。
第18圖關於第17圖之自S1710至S1730中的遮沒電壓的過渡時間之調整,其作為一例,針對與電子束B1和電子束B2相對之驅動電路172,表示時間調整部1720的時間調整條件與遮沒電壓的過渡時間的關係。時間調整部1720,根據以本圖的橫軸之時間調整條件來表示的7位元之數位值(0~127)來選擇要輸出遮沒電壓之開關電路。本圖的縱軸表示10-90%過渡時間。10-90%過渡時間,表示遮沒電壓從變化範圍的10%高度變化到90%高度為止所需要的時間。10-90%過渡時間,為表示遮沒電壓的變化速度之指標。10-90%過渡時間,是以量測部1100所量測之遮沒電壓的過渡波形作為基礎來決定。10-90%過渡時間,例如在遮沒電壓的變化範圍為5V的情況下,是表示遮沒電壓從0.5V上升至4.5V為止的時間。此10-90%過渡時間,通常會與遮沒電壓從4.5V下降至0.5V為止的時間大約一致。
電子束B1,藉由將時間調整部1720的時間調整條件設定在40~65的範圍內,能夠將遮沒電壓的10-90%過渡時間設定在約6ns至約3.5ns的範圍內。又,電子束B2,藉由將時間調整部1720的時間調整條件設定在14~24的範圍內,能夠將遮沒電壓的10-90%過渡時間設定在約6ns至約3.5ns的範圍內。關於電子束B1和電子束B2,它們針對相同的10-90%過渡時間(例如過渡時間5.0ns)卻會使得時間調整部1720的時間調整條件不同之原因便在於,驅動電路172所驅動之遮沒電極的負載在電子束B1與B2中不同。
即便在這樣的情況下,若分別適當地設定時間調整部1720的時間調整條件,仍然能夠使相對於電子束B1與B2之過渡時間大約一致。作為一例,若將與電子束B1相對之驅動電路172的時間調整部1720的時間調整條件設成47,則電子束B1的遮沒電壓的10-90%過渡時間成為約5.0ns。又,若將與電子束B2相對之驅動電路172的時間調整部1720的時間調整條件設成17,則電子束B2的遮沒電壓的10-90%過渡時間成為約5.0ns。遮沒電壓的10-90%過渡時間大約一致時,與射束狀態之切換相對之遮沒電壓的過渡波形也會大約一致。亦即,該等遮沒電壓,相對於射束狀態之切換,具有大約一致的下降時間和上升時間。
如以上所述,基於CPU的指令,量測部1100和時間調整部1720,即便驅動電路172所要驅動之負載不同,仍然能夠藉由適當地設定時間調整部1720的時間調整條件,而將遮沒電壓的過渡時間調整至規定值(例如5ns)。
第19圖關於第17圖之S1740中的切換訊號的時序之調整,其為用來說明時序調整部1710之動作之圖。本圖表示針對電子束B1和B2而被供給至遮沒電極64之遮沒電壓之例。本圖的縱軸之遮沒電壓Voff、Vth和0V,分別對應於第13圖所說明過之電壓值。又,本圖的橫軸之時序T1、T2、T3、T4、T5和T6,分別對應於第7圖和第13圖所說明過之時序。
本圖表示以下之例:量測部1100將所測量到之遮沒電壓的下降時間和上升時間列入考量,而由時序調整部1710對電子束之切換訊號的輸出時序進行調整。
當電子束B1自OFF狀態切換至ON狀態時,照射控制部170,在時間點T44輸出切換訊號,該時間點T44是自時間點T2後又經過時間DL1aa的時間點,且該時間點T2為電子束B1的照射位置通過曝光的基準位置的時間點。此處,時間DL1aa,是將經過時間運算電路166所計算出之經過時間DL1a減掉電子束B1的遮沒電壓之下降時間後之經過時間。此遮沒電壓之下降時間,是在量測階段所檢測到之延遲量,亦即與電子束B1相對之自照射控制部170的切換訊號之變化至遮沒電壓到達閾值電壓為止的延遲量。因此,在此下降時間中,包含有自照射控制部170至遮沒電極為止的全部電路與配線所造成之遮沒電壓訊號的時間延遲。根據CPU130的指令,時間調整部1710,自經過時間DL1a減去電子束B1的遮沒電壓之下降時間來進行調整。藉此,如本圖所示,電子束B1的遮沒電壓,在自通過基準位置後又經過DL1a之T4的時間點中成為閾值電壓Vth,而在T4的時間點中切換至射束照射狀態。曝光裝置100,能夠在經過時間DL1a(參照數學式1、2)後啟始電子束B1之照射,其中該經過時間DL1a是由曝光的基準位置、設計圖案的位置與尺寸、以及平台速度所決定。
又,當電子束B1自ON狀態切換至OFF狀態時,照射控制部170,在時間點T66輸出切換訊號,該時間點T66是自時間點T2後又經過時間DL1bb的時間點,且該時間點T2是電子束B1的照射位置通過曝光的基準位置的時間點。此處,時間DL1bb,是將經過時間運算電路166所計算出之經過時間DL1b減掉電子束B1的遮沒電壓之上升時間後之經過時間。此遮沒電壓之上升時間,是在量測階段所檢測到之延遲量,亦即與電子束B1相對之自照射控制部170的切換訊號之變化至遮沒電壓到達閾值電壓為止的延遲量。根據CPU130的指令,時序調整部1710,自經過時間DL1b減去電子束B1的遮沒電壓之上升時間來進行調整。藉此,如本圖所示,電子束B1的遮沒電壓,在自通過基準位置後又經過DL1b之T6的時間點中成為閾值電壓Vth,而在T6的時間點中切換至射束非照射狀態。曝光裝置100,能夠在經過時間DL1b(參照數學式1、2)後結束電子束B1之照射,其中該經過時間DL1b是由曝光的基準位置、設計圖案的位置與尺寸、以及平台速度所決定。
同樣地,當電子束B2自OFF狀態切換至ON狀態時,照射控制部170,在時間點T33輸出切換訊號,該時間點T33是自時間點T1後又經過時間DL2aa的時間點,且該時間點T1為電子束B2的照射位置通過曝光的基準位置的時間點。此處,時間DL2aa,是將經過時間運算電路166所計算出之經過時間DL2a減掉電子束B2的遮沒電壓之下降時間後之經過時間。此遮沒電壓之下降時間,是在量測階段所檢測到之延遲量,亦即與電子束B2相對之自照射控制部170的切換訊號之變化至遮沒電壓到達閾值電壓為止的延遲量。根據CPU130的指令,時序調整部1710,自經過時間DL2a減去電子束B2的遮沒電壓之下降時間來進行調整。藉此,如本圖所示,電子束B2的遮沒電壓,在自通過基準位置後又經過DL2a之T3的時間點中成為閾值電壓Vth,而在T3的時間點中切換至射束照射狀態。曝光裝置100,能夠在經過時間DL2a(參照數學式1、2)後啟始電子束B2之照射,其中該經過時間DL2a是由曝光的基準位置、設計圖案的位置與尺寸、以及平台速度所決定。
又,當電子束B2自ON狀態切換至OFF狀態時,照射控制部170,在時間點T55輸出切換訊號,該時間點T55是自時間點T1後又經過時間DL2bb的時間點,且該時間點T1為電子束B2的照射位置通過曝光的基準位置的時間點。此處,時間DL2bb,是將經過時間運算電路166所計算出之經過時間DL2b減掉電子束B2的遮沒電壓之上升時間後之經過時間。此遮沒電壓之上升時間,是在量測階段所檢測到之延遲量,亦即與電子束B2相對之自照射控制部170的切換訊號之變化至遮沒電壓到達閾值電壓為止的延遲量。根據CPU130的指令,時序調整部1710,自經過時間DL2b減去電子束B2的遮沒電壓之上升時間來進行調整。藉此,如本圖所示,電子束B2的遮沒電壓,在自通過基準位置後又經過DL2b之T5的時間點中成為閾值電壓Vth,而在T5的時間點中切換至射束非照射狀態。曝光裝置100,能夠在經過時間DL2b(參照數學式1、2)後結束電子束B2之照射,其中該經過時間DL2b是由曝光的基準位置、設計圖案的位置與尺寸、以及平台速度所決定。
根據CPU的指令,時序調整部1710,針對複數個遮沒電極64的各者,可將下降時間和上升時間作為經過時間之校正量來接收設定,而個別地調整照射控制部170所輸出之切換訊號的輸出時序。藉此,曝光裝置100,針對遮沒電極64的各者,即便在下降時間和上升時間具有偏差的情況下,仍然能夠以遵循設計的寬度來使電子束照射至試料上之作為目標的位置。
在上述內容中,曝光裝置100,針對與屬於陣列射束之全部電子束相對之驅動電路172,亦可將時間調整部1720的時間調整條件都調整成相同的過渡時間。此時,屬於陣列射束之全部電子束的遮沒電壓,會具有大約相同的下降時間。又,屬於陣列射束之全部電子束的遮沒電壓,會具有大約相同的上升時間。藉此,在執行過第17圖所示之整個調整流程後,時序調整部1710,針對屬於陣列射束之全部電子束,只需要具有與將電子束自OFF狀態切換至ON狀態時之經過時間相對之一個時序調整值、以及與將電子束自ON狀態切換至OFF狀態時之經過時間相對之一個時序調整值即可。曝光裝置100,如此便能夠節省要用來決定時序調整部1710的調整值之勞力,並可節約時序調整部1710的調整值之記憶容量。
第20圖表示以下之例:應用了第17圖所示之整個調整流程後,被供給至電子束B1和B2之遮沒電極64之遮沒電壓的時間變化。本圖的縱軸和橫軸分別表示與第13圖和第19圖的縱軸和橫軸相同的內容。在本圖的縱軸上以箭頭來指示之電壓值、以及在本圖的橫軸上以箭頭來指示之時序T1、T2、T3、T4、T5和T6,分別指示與第13圖和第19圖中用相同記號來表示之電壓值和時序相同之內容。
應用過整個調整流程後,電子束B1和電子束B2,在遮沒電壓的下降側,會在時序調整部1710中應用相同的切換訊號之輸出時序之調整值。亦即,電子束B1和電子束B2的照射位置,若在通過各自的曝光的基準位置的時間點T2和T1之後,又再經過了相同的經過時間(例如DLaa)後之時序中輸出切換時序,則電子束B1和電子束B2能夠分別在T4和T3的時間點中達到閾值電壓,而啟始射束之照射。
又,電子束B1和電子束B2,在遮沒電壓的上升側,亦會在時序調整部1710中應用相同的切換訊號之輸出時序之調整值。電子束B1和電子束B2的照射位置,若在通過各自的曝光的基準位置的時間點T2和T1之後,又再經過了相同的經過時間(例如DLbb)後之時序中輸出切換時序,則電子束B1和電子束B2能夠分別在T6和T5的時間點中達到閾值電壓,而結束射束之照射。
以上,使用實施型態來說明過了本發明,但本發明的技術性範圍並不限定於上述實施型態中所記載的範圍。對本案所屬技術領域中具有通常知識者而言,明顯可知將可對上述實施型態施加多種變更或改良。從本案的申請專利範圍可明顯了解到,施加這樣的變更或改良後的型態亦被包含於本發明的技術性範圍中。
例如,第17圖所示之調整流程,可在曝光裝置100輸出電子束的情況下,實際上一邊對電子束進行遮沒一邊來執行,亦可在未輸出電子束的狀態下來執行。若是後者,曝光裝置100,針對複數個遮沒電極64的各者,能夠在已將遮沒電壓的過渡時間與切換訊號之輸出時序調整完畢的狀態下輸出電子束。
又,曝光裝置100,亦可在啟始以第3圖的動作流程來表示之曝光動作前,先執行第17圖所示之調整流程。藉此,曝光裝置100,針對屬於陣列射束的全部電子束,能夠在已將遮沒電壓的過渡時間與切換訊號之輸出時序調整過的狀態下啟始曝光動作。
進一步,曝光裝置100,在以反覆進行以第3圖的動作流程來表示之整體曝光動作(自第3圖的開始至結束)的方式來加以運用時,亦可在將第3圖的曝光動作整體執行了預定次數後、或是執行了預定期間後,於下個曝光動作開始之前執行第17圖所示之調整流程。藉此,曝光裝置100,針對屬於陣列射束的全部電子束,能夠定期地調整遮沒電壓的過渡時間與切換訊號之輸出時序。
曝光裝置100,可藉由對被定期調整之時序調整部1710和時間調整部1720的各調整條件檢測其經時變化,而定期監控搭載於柱體部120之遮沒電極64的狀態。與此調整條件的經時變化相關之監控資訊,可被用來作為監視曝光裝置100的運用狀態之資訊。亦即,曝光裝置100或是管理者,可在遮沒電壓的過渡時間與切換訊號的輸出時序未出現重大變化時,判斷在含有遮沒電極64之遮沒部60的運用狀態上沒有發生重大變化。另一方面,曝光裝置100或是管理者,可在遮沒電壓的過渡時間與切換訊號的輸出時序出現一定程序以上之變化時,判斷在含有遮沒電極64之遮沒部60中發生了某種變化,而暫時停止曝光並檢修裝置。如此,曝光裝置100或是管理者,可將這些監控資訊利用來保障曝光裝置100的操作信賴性。又,曝光裝置100,在以上之處理的各階段中,亦可被構成為由CPU130以外的例如量測部100來發出處理指令,以取代由CPU130發出處理指令的情況。
應注意到的是,申請專利範圍、說明書和圖式中所表示之裝置、系統、程式以及方法中的動作、手法、步驟和階段等的各處理的執行順序,只要未特別明確標示「在此之前」、「先進行」等,且未將先前之處理的輸出用於後續之處理,則能夠以任意順序來實現。即便關於申請專利範圍、說明書和圖式中的動作流程,為了方便而使用「首先」、「繼而」等用語來進行說明,但並不意味著必須以此順序來實施。
10‧‧‧試料
20‧‧‧電子槍
30‧‧‧光圈板
32‧‧‧開口
40‧‧‧射束形狀變形部
50‧‧‧孔陣列
52‧‧‧開口
60‧‧‧遮沒部
62‧‧‧開口
62a‧‧‧第1開口
62b‧‧‧第2開口
64‧‧‧遮沒電極
64a‧‧‧第1遮沒電極
64b‧‧‧第2遮沒電極
66‧‧‧共通電極
68‧‧‧電極配線
69‧‧‧中繼端子
70‧‧‧擋板
72‧‧‧開口
80‧‧‧偏向部
90‧‧‧外部記憶部
100‧‧‧曝光裝置
110‧‧‧平台部
114‧‧‧檢測部
120‧‧‧柱體部
130‧‧‧CPU
132‧‧‧匯流排
140‧‧‧曝光控制部
150‧‧‧記憶部
160‧‧‧選擇部
162‧‧‧資料轉換電路
164‧‧‧射束選擇電路
166‧‧‧經過時間運算電路
168‧‧‧曝光量調整電路
170‧‧‧照射控制部
172‧‧‧驅動電路
180‧‧‧偏向量決定部
182‧‧‧偏向部驅動電路
190‧‧‧掃瞄控制部
192‧‧‧平台驅動電路
200‧‧‧可照射區域
210‧‧‧照射位置
220‧‧‧條狀區域
232‧‧‧第1框位
234‧‧‧第2框位
236‧‧‧第3框位
S300‧‧‧階段
S310‧‧‧階段
S320‧‧‧階段
S330‧‧‧階段
S340‧‧‧階段
S350‧‧‧階段
S360‧‧‧階段
S370‧‧‧階段
400‧‧‧格線
402‧‧‧線形圖案
410‧‧‧第1圖案
412‧‧‧圖案
414‧‧‧圖案
416‧‧‧圖案
418‧‧‧圖案
420‧‧‧第2圖案
422‧‧‧圖案
424‧‧‧圖案
430‧‧‧第3圖案
432‧‧‧圖案
434‧‧‧圖案
436‧‧‧圖案
438‧‧‧圖案
500‧‧‧陣列射束
502‧‧‧照射區域
800‧‧‧格線
802‧‧‧線形圖案
804‧‧‧線形圖案
806‧‧‧線形圖案
810‧‧‧裁切圖案
820‧‧‧裁切圖案
830‧‧‧裁切圖案
832‧‧‧裁切圖案
900‧‧‧配線圖案
1100‧‧‧量測部
1120‧‧‧基準電壓發生部
1140‧‧‧比較部
1160‧‧‧延遲量檢測部
1710‧‧‧時序調整部
1720‧‧‧時間調整部
S1600‧‧‧階段
S1610‧‧‧階段
S1620‧‧‧階段
S1630‧‧‧階段
S1640‧‧‧階段
S1650‧‧‧階段
S1660‧‧‧階段
S1670‧‧‧階段
S1700‧‧‧階段
S1710‧‧‧階段
S1720‧‧‧階段
S1730‧‧‧階段
S1740‧‧‧階段
S1750‧‧‧階段
第1圖表示本實施型態的曝光裝置100的構成例。 第2圖表示本實施型態的曝光裝置100使陣列射束進行掃描,而形成在試料10的一部分表面上的可照射區域200的一例。 第3圖表示本實施型態的曝光裝置100的動作流程。 第4圖表示應該要形成於試料10上的裁切圖案的資訊的一例。 第5圖表示本實施型態的掃瞄控制部190將陣列射束的照射位置移動到框位的開始點之情況的一例。 第6圖表示本實施型態的選擇部160的一例。 第7圖表示本實施型態的曝光控制部140供給至遮沒電極64之控制訊號的時序圖的一例。 第8圖表示已形成於試料10的表面上的線形圖案802的一例。 第9圖表示已形成於試料10的表面上的配線圖案900的一例。 第10圖表示已形成有不同線寬和不同線間隔之線形圖案之試料10的一例。 第11圖表示將本實施型態的電子束的照射區域502與格線800對應來進行配置的例子。 第12圖表示本實施型態的遮沒部60的一例。 第13圖表示被供給至遮沒電極64之遮沒電壓的一例。 第14圖表示本實施型態的曝光裝置100的構成例。 第15圖表示本實施型態的量測部1100的構成例。 第16圖表示本實施型態的遮沒電壓波形的量測流程的一例。 第17圖表示本實施型態的曝光裝置100的調整流程的一例。 第18圖表示相對於電子束B1和電子束B2之時間調整部1720的時間調整條件與遮沒電壓的過渡時間的關係的一例。 第19圖表示應用過本實施型態的時序調整部1710的調整後之遮沒電壓的一例。 第20圖表示應用過本實施型態的時序調整部1710和時間調整部1720的調整後之遮沒電壓的一例。
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Claims (9)

  1. 一種曝光裝置,其在試料上曝光出圖案,該曝光裝置具備:複數個遮沒電極,其對應於複數條帶電粒子束而設置,且響應輸入電壓來分別切換是否要將對應的帶電粒子束照射至試料上;照射控制部,其輸出切換訊號,該切換訊號是用來切換要被供給至前述複數個遮沒電極的各者之遮沒電壓;及,量測部,其針對前述複數個遮沒電極的各者,量測自切換訊號的變化至遮沒電壓的變化為止之延遲量;其中,前述量測部,具有:基準電壓發生部,其發生基準電壓,並依序變更前述基準電壓;及,延遲量檢測部,其針對前述複數個遮沒電極的各者,響應於前述基準電壓已被變更的情形,檢測自前述切換訊號的變化至前述遮沒電壓到達前述基準電壓為止之前述延遲量。
  2. 如請求項1所述之曝光裝置,其中,前述照射控制部,具有:時序調整部,其個別地調整與前述複數個遮沒電極的各者相對之前述切換訊號的輸出時序。
  3. 如請求項2所述之曝光裝置,其中,前述時序調整部,針對前述複數個遮沒電極的各者,以使前述遮沒電壓在預定的時序到達預定的閾值電壓的方式,來個別地調整前述切換訊號的輸出時序。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之曝光裝置,其中,具備:複數個驅動電路,其對應於前述複數個遮沒電極而設置,且分別輸出對應於切換訊號之遮沒電壓,其中該切換訊號是與各遮沒電極相對之切換訊號。
  5. 如請求項4所述之曝光裝置,其中,前述複數個驅動電路,具有:時間調整部,其個別地調整前述複數個驅動電路的各者所輸出之遮沒電壓的過渡時間。
  6. 一種方法,其是用於曝光裝置之方法,該曝光裝置在試料上曝光出圖案,該方法具備以下階段:照射控制階段,其輸出切換訊號,該切換訊號是用來切換要被供給至複數個遮沒電極的各者之遮沒電壓,該等複數個遮沒電極是對應於複數條帶電粒子束而設置,且響應輸入電壓來分別切換是否要將對應的帶電粒子束照射至試料上;及,量測階段,其針對前述複數個遮沒電極的各者,量測自切換訊號的變化至遮沒電壓的變化為止之延遲量;其中,前述量測階段,具有:基準電壓發生階段,其發生基準電壓,並依序變更前述基準電壓;及,檢測階段,其針對前述複數個遮沒電極的各者,響應於前述基準電壓已被變更的情形,檢測自前述切換訊號的變化至前述遮沒電壓到達前述基準電壓為止之前述延遲量。
  7. 如請求項6所述之方法,其中,進一步具備:調整階段,其針對前述複數個遮沒電極的各者,調整前述遮沒電壓變成預定的閾值電壓之時間。
  8. 如請求項7所述之方法,其中,前述調整階段,具有:時序調整階段,其針對前述複數個遮沒電極的各者,個別地調整前述切換訊號的輸出時序。
  9. 如請求項7或8所述之方法,其中,前述曝光裝置,具備:複數個驅動電路,其對應於前述複數個遮沒電極而設置,且分別輸出對應於切換訊號之遮沒電壓,其中該切換訊號是與各遮沒電極相對之切換訊號;並且,前述調整階段,具有:時間調整階段,其針對前述複數個遮沒電極的各者,個別地調整前述複數個驅動電路的各者所輸出之遮沒電壓的過渡時間。
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