TWI735936B - 多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法 - Google Patents

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Abstract

本實施形態有關多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法。 本實施形態之多帶電粒子束描繪裝置，具備：資料分配部，將基板的描繪區域假想分割成複數個區塊，而使包含至少1個圖形的單元，基於用來修正基板的撓曲所造成的位置誤差之修正資料來移動配置位置，而分配至前述複數個區塊；及複數個位元對映資料生成部，將前述區塊假想分割成網目狀，生成對各網目區域指派照射量而成之位元對映資料；及擊發資料生成部，使用前述位元對映資料來生成擊發資料，將該擊發資料轉送給遮沒板。前述複數個位元對映資料生成部，生成前述描繪區域以和描繪行進方向相異的方向被假想分割而成的複數個分割區域當中各自相異的分割區域之位元對映資料。

Description

多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法
本發明有關多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法。
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板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)。多射束會通過遮沒板的各個相對應之遮沒器內。各遮沒器，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。 多射束描繪裝置中，將描繪區域假想分割成塊狀，對各區塊分配單元階層的描繪資料。然後，將各區塊以網目狀進一步假想分割，將從單元階層的描繪資料展開之圖形指派至網目區域。從配置於各網目區域之圖形的面積密度，決定每一網目區域的照射量，生成對各網目區域指派照射量而成之位元對映資料。多射束描繪裝置，以並列化而成的複數個計算機進行各區塊的處理，生成位元對映資料。 由於載置於平台上之描繪對象的基板的撓曲等，會發生描繪位置的誤差。將此誤差的修正所伴隨之單元的移動量納入考量，各計算機生成位元對映資料的區域，會比區塊區域還大。因此，對應於鄰接的區塊之位元對映資料生成區域彼此會有重疊的部分。 例如，設想第1～第4計算機進行圖7(a)所示區塊B1～B4的位元對映資料之生成的情形。第1計算機，如圖7(b)所示，生成包含區塊B1之區域R1的位元對映資料。第2計算機，如圖7(c)所示，生成包含區塊B2之區域R2的位元對映資料。第3計算機，如圖7(d)所示，生成包含區塊B3之區域R3的位元對映資料。 在第1計算機所致之位元對映資料生成區域R1、與第2計算機所致之位元對映資料生成區域R2，會有以圖7(e)的斜線部分所示之重疊區域D1。在重疊區域D1，會藉由第1計算機與第2計算機而重複進行位元對映資料生成之計算。 在第1計算機所致之位元對映資料生成區域R1、與第3計算機所致之位元對映資料生成區域R3，會有以圖7(f)的斜線部分所示之重疊區域D2。在重疊區域D2，會藉由第1計算機與第3計算機而重複進行位元對映資料生成之計算。如圖7(e)(f)所示，第1計算機所致之位元對映資料生成區域R1，於x方向及y方向各者，包含與其他計算機所致之位元對映資料生成區域的重疊。 像這樣在複數個計算機之間的位元對映資料生成演算的重複，會妨礙處理資料量的削減。
本發明提供一種能夠削減處理資料量，提升描繪處理的產出之多帶電粒子束描繪裝置及多帶電粒子束描繪方法。 依本發明一態樣之多帶電粒子束描繪裝置，具備：可移動的平台，載置描繪對象的基板；及放出部，放出帶電粒子束；及成形孔徑陣列基板，形成有複數個開口部，前述帶電粒子束通過前述複數個開口部，藉此形成多射束；及遮沒板，具有進行前述多射束的各射束的遮沒偏向之複數個遮沒器；及第1記憶部，記憶包含描繪的圖形的圖形種類及配置座標之描繪資料；及第2記憶部，記憶用來修正包含前述基板的撓曲在內的因素所造成的描繪位置的誤差之修正資料；及單元資料分配部，將前述基板的描繪區域假想分割成複數個區塊，讀出前述描繪資料，將前述修正資料納入考量，而將包含至少1個圖形的單元分配至前述複數個區塊；及複數個位元對映資料生成部，將前述區塊假想分割成網目狀，從配置於各網目區域的圖形的面積密度算出每一網目區域的照射量，而生成對各網目區域指派照射量而成之位元對映資料；及擊發資料生成部，使用藉由前述複數個位元對映資料生成部而生成的前述位元對映資料，生成規範各射束的照射時間之擊發資料，將該擊發資料轉送給前述遮沒板；前述單元資料分配部，將前述描繪區域以和描繪行進方向相異的方向的分割線做假想分割而生成複數個分割區域，前述複數個位元對映資料生成部，各自生成相異的前述分割區域的位元對映資料。
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為本實施形態之描繪裝置的概略構成圖。描繪裝置，具備控制部1與描繪部2。描繪裝置，為多帶電粒子束描繪裝置之一例。描繪部2，具備電子鏡筒20與描繪室30。在電子鏡筒20內，配置有電子槍21、照明透鏡22、成形孔徑陣列基板23、遮沒板24、縮小透鏡25、限制孔徑構件26、對物透鏡27、及偏向器28。縮小透鏡25及對物透鏡27均由電磁透鏡所構成，藉由縮小透鏡25及對物透鏡27來構成縮小光學系統。 在描繪室30內配置XY平台32。在XY平台32上，載置描繪對象之基板40。基板40，為製造半導體裝置時的曝光用光罩、供製造半導體裝置的半導體基板(矽晶圓)、或塗布有阻劑但尚未被描繪任何東西的光罩底板(mask blanks)等。 控制部1，具備磁碟裝置等的記憶裝置10、11，單元資料分配部12，複數個位元對映資料生成部13(13_1～13_M)，及擊發資料生成部14。複數個位元對映資料生成部13，在單元資料分配部12與擊發資料生成部14之間並列地設置。單元資料分配部12、複數個位元對映資料生成部13、及擊發資料生成部14，分別由包含電子電路之計算機(電腦)等的個別的硬體所構成。例如，位元對映資料生成部13_1～13_M，分別包含1個CPU。單元資料分配部12與各位元對映資料生成部13透過匯流排或網路而連接。此外，各位元對映資料生成部13與擊發資料生成部14透過匯流排或網路而連接。 圖1中，記載了用以說明本實施形態所必須之構成。描繪裝置的動作所必要之其他周知的構成係省略圖示。 在成形孔徑陣列基板23，有m行n列(m，n≧2)的孔(開口部)以規定之排列間距形成為矩陣狀。各孔均形成為相同尺寸形狀的矩形或圓形。 從電子槍21放出之電子束B，會藉由照明透鏡22而近乎垂直地對成形孔徑陣列基板23全體做照明。電子束B分別通過成形孔徑陣列基板23的複數個孔，藉此形成m行n列的電子束(多射束)MB。 在遮沒板24，配合成形孔徑構件基板23的各孔的配置位置而形成有通過孔。在各通過孔，分別配置有成對的2個電極的組(遮沒器：遮沒偏向器)。在各射束用的2個電極的一方，配置施加電壓之放大器，另一方被接地。通過各通過孔的電子束，會分別獨立地藉由施加於成對的2個電極之電壓而被偏向。藉由此電子束的偏向，各射束受到遮沒控制。 通過了遮沒板24的多射束MB，會藉由縮小透鏡25而被縮小，朝向形成於限制孔徑構件26之中心的孔行進。藉由遮沒板24的遮沒器而被偏向了的電子束，其位置會偏離限制孔徑構件26的中心的孔，而被限制孔徑構件26遮蔽。另一方面，未受到遮沒器偏向的電子束，會通過限制孔徑構件26的中心的孔。 像這樣，限制孔徑構件26，是將藉由遮沒器而被偏向成為射束OFF狀態之各射束予以遮蔽。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26的射束，形成1次份的擊發的射束。 通過了限制孔徑構件26的多射束MB，會藉由對物透鏡27而合焦，成為期望之縮小率的圖樣像，然後藉由偏向器28統一被偏向，照射至基板40。例如，當XY平台32在連續移動時，射束的照射位置會受到偏向器28控制，以便追隨XY平台32的移動。 一次所照射之多射束MB，理想上會成為以成形孔徑陣列基板23的複數個孔的排列間距乘上上述期望之縮小率而得之間距而並排。描繪裝置，係以連續依序逐漸照射擊發射束之逐線掃瞄(raster scan)方式來進行描繪動作，當描繪期望的圖樣時，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。 如圖2所示，基板40的描繪區域50，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52。各條紋區域52便成為描繪單位區域。例如，使XY平台32移動，調整以使得一次的多射束MB照射所能夠照射之照射區域位於第1個條紋區域52的左端，開始描繪。使XY平台32朝-x方向移動，藉此便能夠相對地往x方向進行描繪。 第1個條紋區域52的描繪結束後，使平台位置朝-y方向移動，調整以使得照射區域位於第2個條紋區域52的右端，開始描繪。然後，使XY平台32例如朝x方向移動，藉此朝向-x方向進行描繪。 在第3個條紋區域52朝x方向描繪，在第4個條紋區域52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，並不限於一面交互改變方向一面描繪之情形，在描繪各條紋區域52時，亦可設計成朝向同方向進行描繪。 多射束描繪中，是將描繪區域50以射束尺寸予以網目狀地假想分割。然後，對於有圖形圖樣存在的網目照射射束，對於沒有存在的網目不照射射束，藉此描繪圖樣。但，當圖形圖樣的端部位於網目內的情形等下，會藉由調整照射量來控制圖形圖樣的端部的位置。 照射量是藉由多射束的各射束的照射時間來控制。規範照射的射束的照射位置、照射時間及順序之射束控制資料亦即擊發資料，是藉由擊發資料生成部14而生成，被送至遮沒板24。遮沒板24的各遮沒器，基於擊發資料進行各射束的遮沒控制，調整照射量(照射時間)。 接著，說明擊發資料的生成方法。 在記憶裝置10存放有描繪資料。描繪資料，例如定義有圖形圖樣的配置座標、圖形種類、及圖形尺寸等。描繪資料被階層化，例如包含圖形階層、及含有至少1個圖形的單元階層。 記憶裝置11中，存放有用來修正包含基板40的撓曲在內的因素所造成的描繪位置的誤差之修正資料。修正資料，包含將基板40的面內的位置誤差予以近似之多項式資料、及用來修正多項式中無法完全修正的殘留錯誤之對映資料。 單元資料分配部12，將描繪區域50假想分割成塊狀。例如，如圖3所示，假想分割成於x方向(描繪行進方向)有M個，於和x方向正交的y方向有N個區塊並排(M、N≧2)。例如，將描繪區域50於y方向以上述的條紋區域52的寬幅做假想分割，將各條紋區域於x方向以規定的寬幅做假想分割，而得到複數個區塊。 單元資料分配部12，例如將描繪區域50假想分割成沿著x方向有和位元對映資料生成部13的數量為同數量的區塊並排。在此情形下，x方向的區塊數M，成為位元對映資料生成部13的數量。 單元資料分配部12，從記憶裝置10讀出描繪資料，將單元(單元階層的描繪資料)分配至區塊。此處，單元資料分配部12，從記憶裝置11讀出修正資料，將多項式修正及對映修正所造成的移動量(位置修正量)加到單元配置座標，而將單元分配至區塊。 單元資料分配部12，將被分配至區塊的單元資訊，轉送給和該區塊相對應的位元對映資料生成部13。 例如，設想如圖4所示，將描繪區域假想分割成於x方向有M個、於y方向有N個區塊B1 ～BNM 的情形。單元資料分配部12，將區塊B1 、BM+1 、B2M+1 、・・・B(N-1)M+1 當中，和描繪對象的條紋中包含的區塊相對應之區域的單元資訊轉送給位元對映資料生成部13_1。單元資料分配部12，將區塊B2 、BM+2 、B2M+2 、・・・B(N-1)M+2 當中，和描繪對象的條紋中包含的區塊相對應之區域的單元資訊轉送給位元對映資料生成部13_2。同樣地，單元資料分配部12，將區塊BM 、B2M 、B3M 、・・・BNM 當中，和描繪對象的條紋中包含的區塊相對應之區域的單元資訊轉送給位元對映資料生成部13_M。 位元對映資料生成部13，將各區塊以網目狀進一步假想分割，將從單元資料展開之圖形指派至網目區域。位元對映資料生成部13，從配置於各網目區域之圖形的面積密度，決定每一網目區域的照射量，生成對各網目區域指派照射量而成之位元對映資料。 如圖5所示，當單元的基準點位於區塊的端部的情形下，單元的一部分會從區塊溢出。因此，1個位元對映資料生成部13生成位元對映資料的區域的寬幅，是訂為區塊的寬幅加上單元尺寸所造成的溢出範圍而成者。 圖6(a)(b)揭示位元對映資料生成部13_1、13_2所致之位元對映資料生成區域(分割區域)的例子。位元對映資料生成部13_1所致之位元對映資料生成區域的+x側的端部，和位元對映資料生成部13_2所致之位元對映資料生成區域的-x側的端部重疊。但，於y方向則沒有和其他計算機所致之位元對映資料生成區域的重疊，而能夠削減在位元對映資料生成部13間重複的處理資料量。 此外，圖7(b)～(d)所示之位元對映資料生成區域R1～R3，附加了修正基板的撓曲所造成的描繪位置的誤差時之單元移動量，因此x方向的寬幅大。另一方面，本實施形態中，將多項式修正及對映修正所致之移動量(位置修正量)加到單元配置座標，而將單元分配至區塊，因此僅需考量單元尺寸所造成的溢出範圍，能夠減小1個位元對映資料生成部13處理的位元對映資料生成區域的x方向的寬幅。因此，能夠削減在x方向的位元對映資料生成部13間的位元對映資料生成區域的重疊，而削減在位元對映資料生成部13間重複的處理資料量。 複數個位元對映資料生成部13(13_1～13_M)，將生成的位元對映資料轉送給擊發資料生成部14。擊發資料生成部14，使用位元對映資料，生成擊發資料，將擊發資料轉送給遮沒板24。 如上述般，本實施形態中，將描繪區域50於和描繪行進方向(x方向)正交的方向假想分割成複數個分割區域，而將1個分割區域以1個位元對映資料生成部13來處理，因此在相異的位元對映資料生成部13間，位元對映資料生成區域在y方向不會重疊，能夠削減處理資料量。 此外，將多項式修正及對映修正所致之移動量(位置修正量)加到單元配置座標，而將單元分配至區塊，因此，能夠削減在x方向的位元對映資料生成部13間的位元對映資料生成區域的重疊，而削減在位元對映資料生成部13間重複的處理資料量。 藉此，能夠減低保持計算資料的緩衝記憶體的容量、或位元對映資料生成部13與擊發資料生成部14之間的資料轉送量，而使描繪處理的產出提升。 單元資料分配部12，亦可算出修正資料的多項式(例如3次函數或4次函數)當中相當於0次項及1次項之移動(平行移動、旋轉)量而將區塊區域移動後，再將單元做分配。藉此，能夠減小覆蓋晶片的區塊的範圍，進一步削減處理資料量。 上述實施形態中，雖限定為將描繪區域50以和描繪行進方向(x方向)正交的方向的分割線做假想分割而生成複數個分割區域的例子，但不限定於正交方向，而能夠以和描繪行進方向相異的方向來假想分割成複數個分割區域。 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:控制部 2:描繪部 10、11:記憶裝置 12:單元資料分配部 13(13_1…13_M):位元對映資料生成部 14:擊發資料生成部 20:電子鏡筒 21:電子槍 22:照明透鏡 23:成形孔徑陣列基板 24:遮沒板 25:縮小透鏡 26:限制孔徑構件 27:對物透鏡 28:偏向器 30:描繪室 32:XY平台 40:基板 50:描繪區域 52:條紋區域 B:電子束 D1～D2:重疊區域 MB:多射束 R1～R3:位元對映資料生成區域
圖1為依本發明實施形態之描繪裝置的概略圖。 圖2為描繪動作的例子說明圖。 圖3為將描繪區域假想分割成塊狀的例子示意圖。 圖4為各位元對映資料生成部的資料處理區域說明圖。 圖5為單元從區塊溢出的例子示意圖。 圖6(a)、圖6(b)為位元對映資料生成區域的例子示意圖。 圖7(a)～圖7(f)為比較例所致之資料處理說明圖。
1:控制部
2:描繪部
10、11:記憶裝置
12:單元資料分配部
13(13_1…13_M):位元對映資料生成部
14:擊發資料生成部
20:電子鏡筒
21:電子槍
22:照明透鏡
23:成形孔徑陣列基板
24:遮沒板
25:縮小透鏡
26:限制孔徑構件
27:對物透鏡
28:偏向器
30:描繪室
32:XY平台
40:基板
B:電子束
MB:多射束

Claims (12)

  1. 一種多帶電粒子束描繪裝置，具備： 可移動的平台，載置描繪對象的基板；及 放出部，放出帶電粒子束；及 成形孔徑陣列基板，形成有複數個開口部，前述帶電粒子束通過前述複數個開口部，藉此形成多射束；及 遮沒板，具有進行前述多射束的各射束的遮沒偏向之複數個遮沒器；及 第1記憶部，記憶包含描繪的圖形的圖形種類及配置座標之描繪資料；及 第2記憶部，記憶用來修正包含前述基板的撓曲在內的因素所造成的描繪位置的誤差之修正資料；及 單元資料分配部，將前述基板的描繪區域假想分割成複數個區塊，讀出前述描繪資料，將前述修正資料納入考量，而將包含至少1個圖形的單元分配至前述複數個區塊；及 複數個位元對映資料生成部，將前述區塊假想分割成網目狀，從配置於各網目區域的圖形的面積密度算出每一網目區域的照射量，而生成對各網目區域指派照射量而成之位元對映資料；及 擊發資料生成部，使用藉由前述複數個位元對映資料生成部而生成的前述位元對映資料，生成規範各射束的照射時間之擊發資料，將該擊發資料轉送給前述遮沒板； 前述單元資料分配部，將前述描繪區域以和描繪行進方向相異的方向的分割線做假想分割而生成複數個分割區域， 前述複數個位元對映資料生成部，各自生成相異的前述分割區域的位元對映資料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述單元資料分配部，將前述描繪區域假想分割成和前述位元對映資料生成部同數量的前述分割區域。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述單元資料分配部，將前述描繪區域以和描繪行進方向正交的方向的分割線做假想分割，而生成和前述位元對映資料生成部同數量的前述分割區域。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，第1位元對映資料生成部生成位元對映資料之第1分割區域、與第2位元對映資料生成部生成位元對映資料之第2分割區域，描繪行進方向的端部以基於前述單元的尺寸之寬幅重疊。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述單元資料分配部，基於前述修正資料將前述區塊移動，而將單元分配至移動後的區塊。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之多帶電粒子束描繪裝置，其中，前述單元資料分配部，基於前述修正資料將前述單元的配置位置移動，而將單元分配至前述區塊。
  7. 一種多帶電粒子束描繪方法，係將帶電粒子束所造成的多射束照射至基板來進行描繪之多帶電粒子束描繪方法，具備： 從第1記憶部讀出包含描繪的圖形的圖形種類及配置座標之描繪資料，從第2記憶部讀出用來修正包含前述基板的撓曲在內的因素所造成的描繪位置的誤差之修正資料之工程；及 將前述基板的描繪區域假想分割成複數個區塊，而將包含至少1個前述圖形的單元分配至前述複數個區塊之工程；及 使用複數個位元對映資料生成部，將前述區塊假想分割成網目狀，從配置於各網目區域的圖形的面積密度算出每一網目區域的照射量，而生成對各網目區域指派照射量而成之位元對映資料之工程；及 使用藉由前述複數個位元對映資料生成部而生成的前述位元對映資料，生成規範各射束的照射時間之擊發資料之工程；及 將前述擊發資料轉送給具有和前述多射束的各射束相對應的複數個遮沒器之遮沒板之工程；及 前述複數個遮沒器基於前述擊發資料，進行相對應的射束的遮沒偏向之工程； 將前述單元基於前述修正資料而分配至前述複數個區塊， 將前述描繪區域以和描繪行進方向相異的方向的分割線做假想分割而生成複數個分割區域， 前述複數個位元對映資料生成部，各自生成相異的前述分割區域的位元對映資料。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之多帶電粒子束描繪方法，其中，將前述描繪區域假想分割成和前述位元對映資料生成部同數量的前述分割區域。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之多帶電粒子束描繪方法，其中，將前述描繪區域以和描繪行進方向正交的方向的分割線做假想分割，而生成和前述位元對映資料生成部同數量的前述分割區域。
  10. 如申請專利範圍第7項所述之多帶電粒子束描繪方法，其中，第1位元對映資料生成部生成位元對映資料之第1分割區域、與第2位元對映資料生成部生成位元對映資料之第2分割區域，描繪行進方向的端部以基於前述單元的尺寸之寬幅重疊。
  11. 如申請專利範圍第7項所述之多帶電粒子束描繪方法，其中，基於前述修正資料將前述區塊移動，而將單元分配至移動後的區塊。
  12. 如申請專利範圍第7項所述之多帶電粒子束描繪方法，其中，基於前述修正資料將前述單元的配置位置移動，而將單元分配至前述區塊。
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