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TWI525661B - The method of obtaining the time of settling - Google Patents

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TWI525661B
TWI525661B TW103105851A TW103105851A TWI525661B TW I525661 B TWI525661 B TW I525661B TW 103105851 A TW103105851 A TW 103105851A TW 103105851 A TW103105851 A TW 103105851A TW I525661 B TWI525661 B TW I525661B
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particle beam
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TW103105851A
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Inventor
西村理恵子
酒井道宏
Original Assignee
紐富來科技股份有限公司
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Description

安定時間之取得方法
本發明係關於安定時間(settling time)之取得方法，例如，進行電子束描繪裝置之電子束的成形偏向的偏向用放大器之安定時間之取得方法。
承擔半導體裝置的細微化進展的微影術技術在半導體製程之中是唯一的產生圖案之極為重要的製程。近年來，伴隨著LSI的高集積化，半導體裝置所要求的電路寬幅年年細微化。為了要往這些半導體裝置形成所要的電路圖案，高精度的原畫圖案(也稱為光罩原版(reticle)或遮罩(mask))是必要的。在此，電子線(電子束)描繪技術在本質上具有優異的解像性，用於高精度的原畫圖案的生產。
圖10係供說明可變成形型電子線描繪裝置的動作之用的概念圖。可變成形型電子線(EB：Electron beam)描繪裝置，如以下所述地動作。於第1孔口(aperture)410，被形成供成形電子線330之用的矩形開口411。此外，於第2孔口420，被形成使通過第1孔口410的開口411之電子線330成形為所要的矩形形狀之用的可變成形開口 421。由荷電粒子源430照射，通過第1孔口410的開口411的電子線330，藉由偏向器偏向，通過第2孔口420的可變成形開口421的一部分，被照射在搭載於在特定之一方向(例如為X方向)連續地移動的載物台上的試料340。亦即，可以通過第1孔口410的開口411與第2孔口420的可變成形開口421雙方的矩形形狀，被描繪於搭載在X方向上連續移動的載物台上的試料340的描繪區域。把通過第1孔口410的開口411與第2孔口420的可變成形開口421雙方，作成任意形狀的方式稱為可變成形方式(VSB方式)。
在描繪裝置，使電子線等荷電粒子束以偏向器偏向而進行描繪，於相關的粒子束偏向使用DAC(數位類比轉換器)放大器。作為使用這樣的DAC放大器的粒子束偏向的任務，例如可以舉出粒子束照射的形狀或尺寸的控制，照射位置的控制，以及粒子束的遮沒(blanking)。為了進行粒子束偏向，必須要供使設定的移動量無誤差地偏向而設定必要的DAC放大器的安定時間。安定時間不足的話會在偏向移動量產生誤差。此外，安定時間太長的話會使生產率劣化。因此，在不產生誤差的範圍儘可能地設定在短的安定時間是被期望的。
在此，伴隨著近年來以半導體裝置為代表的電路圖案的高精度化以及細微化的進展，於電子束描繪裝置，也要求高精度及高生產率。從前，使用位置測定器，測定描繪位置，在能夠以位置測定器測定的範圍不產生位置偏移的 方式設定安定時間等(例如，參照日本特開2010-74039號公報)，針對進行照射位置的控制之粒子束偏向，安定時間的最佳化受到矚目。然而，伴隨著高精度及高生產率，偏向區域及成形粒子束之最大照射尺寸也進行著細微化。此外，由於圖案的細微化使得圖形尺寸的細微化也同樣進行著。因此，從前不太受到矚目的成形偏向，特別是變更圖形尺寸時的安定時間的最佳化以及正確化開始受到要求。
本發明提供取得變更圖形尺寸的成形偏向之適切的安定時間的方法。
本發明之一態樣之安定時間取得方法，特徵為使用第1與第2成形孔口，以及使通過第1與第2成形孔口間的荷電粒子束偏向的偏向器成形的至少1次照射之荷電粒子束所導致的基準圖案描繪於1個以上的試料上，使用第1與第2成形孔口與偏向器，使根據被成形為尺寸不同的第1與第2圖案的2次照射的荷電粒子束的組合所導致的解像後的圖案寬幅尺寸成為與設計上基準圖案相同的評估圖案，使針對第2次照射的粒子束成形控制偏向器的DAC(數位類比轉換器)放大器的安定時間為可變同時於各安定時間描繪於試料上，測定基準圖案的圖案寬幅尺寸， 測定各安定時間之評估圖案的圖案寬幅尺寸，於各安定時間，算出基準圖案的圖案寬幅尺寸與評估圖案的圖案寬幅尺寸的差分，取得差分成為閾值以下的DAC放大器的安定時間。
本發明之其他態樣之安定時間取得方法，特徵為使用第1與第2成形孔口，以及使通過第1與第2成形孔口間的荷電粒子束偏向的偏向器被成形為第1圖案寬幅尺寸的圖案的1次照射之荷電粒子束所導致的基準圖案描繪於1個以上的試料上，使用第1與第2成形孔口與偏向器，把藉由被成形為未滿解像極限的第2圖案寬幅尺寸的圖案之第1次照射的荷電粒子束，與被成形為第1圖案寬幅尺寸的圖案之第2次照射的荷電粒子束之重合所構成的評估圖案，使針對第2次照射的粒子束成形控制偏向器的DAC(數位類比轉換器)放大器的安定時間為可變的同時，於各安定時間描繪於試料上，測定基準圖案的圖案寬幅尺寸，測定各安定時間之評估圖案的圖案寬幅尺寸，於各安定時間，算出基準圖案的圖案寬幅尺寸與評估圖案的圖案寬幅尺寸的差分，取得差分成為閾值以下的DAC放大器的安定時間。
20‧‧‧條紋區域
50‧‧‧基準圖案
52,54‧‧‧圖案
60‧‧‧評估圖案
100‧‧‧描繪裝置
101‧‧‧試料
102‧‧‧電子鏡筒
103‧‧‧描繪室
105‧‧‧XY載物台
110‧‧‧控制計算機
112‧‧‧記憶體
114‧‧‧描繪資料處理部
116‧‧‧描繪控制部
120‧‧‧偏向控制電路
122‧‧‧控制電路
130‧‧‧DAC(數位類比轉換器)放大器
140,142‧‧‧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‧‧‧第1孔口
204‧‧‧投影透鏡
205‧‧‧偏向器
206‧‧‧第2孔口
207‧‧‧物鏡
208‧‧‧主偏向器
209‧‧‧副偏向器
212‧‧‧遮沒(blanking)偏向器
214‧‧‧遮沒孔口
圖1係顯示實施形態1之描繪裝置的構成之概念圖。
圖2係供說明實施形態1之各區域的概念圖。
圖3A與圖3B係顯示供取得實施形態1之尺寸變更量小時之最適當的安定時間之用的基準圖案與評估圖案之一例之圖。
圖4A與圖4B係顯示供取得實施形態1之尺寸變更量大時之最適當的安定時間之用的基準圖案與評估圖案之一例之圖。
圖5係顯示實施形態1之安定時間之取得方法的重要步驟之一部分之流程圖。
圖6係顯示實施形態1之安定時間之取得方法的重要步驟之其餘部分之流程圖。
圖7係顯示實施形態1之描繪區域與圖案排列之一例之圖。
圖8係顯示實施形態1之差分與安定時間之關係之圖之一例。
圖9係顯示實施形態1之安定時間與偏向量(尺寸移動量)之關係之圖之一例。
圖10係供說明可變成形型電子線描繪裝置的動作之用的概念圖。
以下，在實施形態，說明取得變更圖形尺寸的成形偏向之適切的安定時間的手法。
此外，在實施形態，作為荷電粒子束之一例，說明使 用電子束之構成。但是，荷電粒子束，不限於電子束，亦可為使用離子束等荷電粒子的粒子束。此外，作為荷電粒子束裝置之一例，說明可變成形型之描繪裝置。
(實施型態1)
圖1係顯示實施形態1之描繪裝置的構成之概念圖。於圖1，描繪裝置100，具備描繪部150與控制部160。描繪裝置100，為荷電粒子束描繪裝置之一例。特別是，可變成形型描繪裝置之一例。描繪部150，具備電子鏡筒102與描繪室103。電子鏡筒102內，被配置電子槍201、照明透鏡202、遮沒(blanking)偏向器212、遮沒孔口214、第1孔口203、投影透鏡204、偏向器205、第2孔口206、物鏡207、主偏向器208及副偏向器209。於描繪室103內，被配置XY載物台105。於XY載物台105上，被配置描繪時成為描繪對象的遮罩等之試料101。於試料101，包含製造半導體裝置時之曝光用遮罩。此外，於試料101，在玻璃基板上被形成鉻(Cr)等之遮光膜，於遮光膜上被塗布光阻的仍然未被描繪任何東西的遮罩胚料(blanks)。
控制部160，具有控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路120、控制電路122、DAC(數位類比轉換器)放大器130、及磁碟裝置等記憶裝置140,142。控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路120、控制電路122、及記憶裝置140,142，透過未圖示的匯流排連接著。
於控制計算機110內，被配置描繪資料處理部114，及描繪控制部116。描繪資料處理部114，及描繪控制部116之機能，亦可以電路等硬體來構成，亦可以實行這些機能的程式等軟體來構成。或者，藉由硬體與軟體的組合來構成。被輸出輸入描繪資料處理部114及描繪控制部116的資訊及演算中的資訊每次都被收容於記憶體112。
在此，圖1記載著說明實施型態1所必要的構成。對描繪裝置100來說，通常，亦可具備其他必要的構成。例如，於位置偏向用途，使用主偏向器208與副偏向器209之主副2段之多段偏向器，但藉由1段偏向器或3段以上之多段偏向器進行位置偏向的場合亦可。此外，於描繪裝置100，亦可被連接著滑鼠或鍵盤等輸入裝置、監視器裝置、及外部界面電路等。
此外，成行偏向用的偏向器205，例如以偏向於x方向與y方向的方式，例如藉由4極以上的電極構成。DAC放大器130，分別設於各電極用。
圖2係供說明實施形態1之各區域的概念圖。於圖2，試料101的描繪區域10，以主偏向器208之可能偏向寬幅，例如朝向y方向短冊狀地被假想分割為複數條紋區域20。此外，各條紋區域20，以副偏向器209之可能偏向尺寸，網目狀地被假想分割為複數次場(sub-field)(SF)30(小區域)。接著，各SF30之各照射位置被描繪成為照射圖形的圖案52,54。
由偏向控制電路120對未圖示的遮沒(blanking)控制 用的DAC放大器，輸出遮沒(blanking)控制用的數位訊號。接著，遮沒控制用的DAC放大器，把數位訊號變換為類比訊號，使其放大後作為偏向電壓，施加於遮沒偏向器212。藉由相關的偏向電壓使電子束200偏向，形成各照射的粒子束。
由偏向控制電路120對成形偏向控制用的DAC放大器130，輸出成形偏向控制用的數位訊號。接著，在成形偏向控制用的DAC放大器130，把數位訊號變換為類比訊號，使其放大後作為偏向電壓，施加於成形偏向用的偏向器205。藉由相關的偏向電壓使通過第1孔口203的電子束200偏向，藉由使通過第2孔口206，形成使圖形種類及圖形尺寸為可變的各照射的粒子束。
由偏向控制電路120對未圖示的主偏向位置控制用的DAC放大器，輸出主偏向控制用的數位訊號。接著，在主偏向位置控制用的DAC放大器，把數位訊號變換為類比訊號，使其放大後作為偏向電壓，施加於主偏向器208。藉由相關的偏向電壓使電子束200偏向，各照射之粒子束被偏向往被假想分割為網目狀的特定的次場(SF)30的基準位置。
由偏向控制電路120對未圖示的副偏向位置控制用的DAC放大器，輸出副偏向控制用的數位訊號。接著，在副偏向位置控制用的DAC放大器，把數位訊號變換為類比訊號，使其放大後作為偏向電壓，施加於副偏向器209。藉由相關的偏向電壓使電子束200偏向，各照射之 粒子束被偏向往被假想分割為網目狀的特定的次場(SF)內的各照射位置。
在描繪裝置100，使用偏向器205與第1孔口203及第2孔口206，變更電子束200的圖形尺寸，同時對各條紋區域20進行描繪處理。被成形的電子束200，使用位置控制用的複數段偏向器，藉由往試料上偏向而進行描繪。在此，作為一例，使用主偏向器208及副偏向器209之所謂2段偏向器。XY載物台105例如朝向-x方向連續移動，同時針對第1條紋區域20朝向x方向進行描繪。接著，第1條紋區域20之描繪結束後，朝向相同方向，或者反方向進行第2條紋區域20的描繪。以下，同樣地進行第3條以下的條紋區域20的描繪。接著，主偏向器208，以追隨XY載物台105的移動的方式，使電子束200依序偏向往SF30之基準位置A。此外，副偏向器209，由各SF30之基準位置A使電子束200偏向往被照射於該SF30內之束的各照射位置。如此，主偏向器208及副偏向器209，具有尺寸不同的偏向區域。接著，SF30，成為相關的複數段偏向器的偏向區域之中的最小偏向區域。
在實施型態1，針對於束成形之際以變更圖形尺寸的方式偏向電子束200的偏向器205用的DAC放大器130所應該設定的最適當的安定時間的手法，在以下說明重點。安定時間隨著束之偏向量(移動量)變大而跟著變長。因此，配合最大尺寸變更量而把安定時間相同地設定的話，在比其更小的尺寸變更會花費不必要的時間。伴隨著 近來圖案的細微化所致之圖形尺寸的細微化，成形的圖形種類也增加了矩形。接著，於各照射變更各矩形的尺寸也跟著變多。因此，配合尺寸的變更量(束之移動量)，於各次照射，藉著變更為被最佳化的安定時間可以節省無謂的安定時間。在此，在實施形態1，針對配合於尺寸的變更量(束之移動量)，取得最適切的的安定時間的手法進行說明。
圖3A與圖3B係顯示供取得實施形態1之尺寸變更量小時之最適當的安定時間之用的基準圖案與評估圖案之一例之圖。在圖3A顯示基準圖案50。在圖3B顯示評估圖案60。
於圖3A，基準圖案50，藉由鄰接的2次照射之電子束200的組合而構成。鄰接的2照射之電子束200，被成形為尺寸都為N1/2之相同圖案寬幅尺寸(第1圖案寬幅尺寸之一例)之圖案52,54。第1次照射描繪圖案52。第2次照射描繪圖案54。因此，基準圖案50成為圖案寬幅尺寸N1(=N1/2+N1/2)的圖案。在基準圖案50，在成形的粒子束的第1次照射與第2次照射間並沒有尺寸變更，所以針對第2次照射的成形偏向不需要由第1次照射移動粒子束。
於圖3B，評估圖案60，藉由鄰接的2照射之電子束200的組合而構成。鄰接的2照射之電子束200之中的第1次照射，被成形為尺寸與N1/2(第1圖案寬幅尺寸之一例)在大小上只相互偏差了未滿尺寸測定器的測定極限的 尺寸R1之N1/2+R1的圖案寬幅尺寸(第2圖案寬幅尺寸之一例)之圖案62。第2次照射，被成形為N1/2-R1之圖案寬幅尺寸(第3圖案寬幅尺寸之一例)之圖案64。因此，評估圖案60，解像後的圖案寬幅尺寸，在設計上成為與基準圖案50相同尺寸N1(=(N1/2+R1)+(N1/2-R1))的圖案。在評估圖案60，在成形的粒子束的第1次照射與第2次照射間產生尺寸變更，所以針對第2次照射的成形偏向必須要由第1次照射進行2R1的量之粒子束移動。因此，必須要粒子束偏向量(移動量)2R1的量之安定時間。
尺寸R1，是未滿尺寸測定器的測定極限的尺寸，所以被認為是實測的基準圖案50之解像後的圖案寬幅尺寸Ls與評估圖案60之解像後的圖案寬幅尺寸Ls’，只要排除掉相關於評估圖案60的第2次照射的粒子束成形的依存於安定時間的誤差的話，就成為設計上相同的尺寸N1。進而，基準圖案50與評圖圖案60，照射順序也相同，所以可抵消伴隨著位置偏向的位置誤差。於基準圖案50假設產生了位置偏向的偏差，也因為於評估圖案60也同樣產生位置偏向的偏差所以可相互抵消。
作為尺寸N1，例如適合使用描繪裝置100的最大照射尺寸。但是不以此為限。只要是能夠以尺寸測定器測定的尺寸即可。尺寸R1，以滿足0<R1≦0.1．N1為適切。尺寸R1，例如為1nm的場合，即使成形利得(gain)偏移有10%也因為尺寸偏差為0.2nm的緣故可以忽視對線寬幅的影響。
圖4A與圖4B係顯示供取得實施形態1之尺寸變更量大時之最適當的安定時間之用的基準圖案與評估圖案之一例之圖。在圖4A顯示基準圖案51。在圖4B顯示評估圖案61。
於圖4A，基準圖案51，藉由1次照射之電子束200的組合而構成。1次照射之電子束200，被成形為尺寸N2之圖案寬幅尺寸(第1圖案寬幅尺寸之另一例)之圖案51。因而，以1次照射描繪圖案51。
於圖4B，評估圖案61，藉由2次照射之電子束200的重合而構成。2次照射的電子束200之中的第1次照射，被成形為未滿電子束200的解像極限的尺寸R2之圖案寬幅尺寸(第2圖案寬幅尺寸之一例)之圖案63。第2次照射，與基準圖案51相同被成形為N2之圖案寬幅尺寸(第3圖案寬幅尺寸之另一例)之圖案65。第1次照射描繪圖案63。第2次照射描繪圖案65。圖案63的尺寸R2，為未滿電子束200的解像極限的尺寸，所以評估圖案61成為在設計上與基準圖案51相同之圖案寬幅尺寸N2之圖案。以圖案63重疊於圖案65的端部位置的方式描繪的話，即使未滿解像極限，作為粒子束模糊也有影響到尺寸的可能性。因此，為了排出對尺寸的影響，圖案63，以重疊於圖案65的中央部的位置的方式描繪為適切。在評估圖案61，在成形的粒子束的第1次照射與第2次照射間產生尺寸變更，所以針對第2次照射的成形偏向必須要由第1次照射進行(N2-R2)的量之粒子束移動。因此，必須 要粒子束偏向量(移動量)(N2-R2)的量之安定時間。
尺寸R2，是未滿電子束的解像極限的尺寸，所以被認為是實測的基準圖案51之尺寸LL與評估圖案60之尺寸LL’，只要排除掉相關於評估圖案61的第2次照射的粒子束成形的依存於安定時間的誤差的話，就成為相同。進而，如稍後所述，基準圖案51與評圖圖案61，藉由描繪於各描繪對象SF30內的相同位置，所以可抵消伴隨著位置偏向的位置誤差。於基準圖案51假設產生了位置偏向的偏差(副偏向誤差)，也因為於評估圖案61也同樣產生位置偏向的偏差(副偏向誤差)所以可相互抵消。
作為尺寸N2，例如適合使用描繪裝置100的最大照射尺寸。但是不以此為限。只要是能夠以尺寸測定器測定的尺寸即可。尺寸R2只要比0大而未滿電子束的解像極限即可。尺寸R2例如使用1nm。
圖5係顯示實施形態1之安定時間之取得方法的重要步驟之流程圖。圖6係顯示實施形態1之安定時間之取得方法的重要步驟之其餘部分之流程圖。在實施型態1，針對x方向與y方向，進行取得以圖3A與圖3B所示的基準圖案50與評估圖案60之小偏向量(移動量)(短範圍)之安定時間，以及取得以圖4A與圖4B所示的基準圖案51與評估圖案61之大偏向量(移動量)(長範圍)之安定時間。僅針對x方向與y方向之一方取得安定時間的場合也沒有問題。
於方向設定步驟(S102)，描繪控制部116，設定x方 向(第1方向)，以及與x方向正交的y方向(第2方向)之中的一方作為測定對象的圖案寬幅的方向。在此，例如設定為x方向。
於安定時間初期設定步驟(S104)，描繪控制部116，設定短範圍的安定時間ts的初期值(t1)。在實施型態1，相關於短範圍的基準圖案50之第1次照射之圖案52的成形偏向，以及評估圖案60的第1次照射的圖案62的成形偏向的安定時間設定為充分長的時間。接著，針對評估圖案60的第2次照射的圖案64的成形偏向，設定安定時間ts的初期值。
於基準圖案描繪步驟(S106)，把使用第1與第2成形孔口203,206，與偏向器205成形的2次照射之電子束導致的基準圖案50描繪於1個以上之試料101上。
為了描繪基準圖案50，描繪資料處理部114，由記憶裝置140讀出照射範圍用的基準圖案資料，進行複數段之資料變換處理產生裝置固有的照射資料。於基準圖案資料，被定義圖3A所示的基準圖案50。描繪資料處理部114，為了實際進行描繪，產生第1次照射的照射圖形之圖案52與第2次照射的照射圖形之圖案54，於各個照射圖形產生照射資料。於照射資料，例如被定義圖形種類、圖形尺寸、及照射位置等圖形資料。其他，定義了因應於照射量之照射時間。產生的照射資料被收容於記憶裝置142。
圖7係顯示實施形態1之描繪區域與圖案排列之一例 之圖。在基準圖案描繪步驟(S106)，於圖7所示的試料101的區域A，根據2次照射之電子束描繪基準圖案50。在此，於編號1,2所示的位置依照編號1,2之順序描繪圖案52,54。
偏向控制電路120，把照射資料由記憶裝置142讀出，因應於被定義於照射資料的成形資料，於各個照射圖形，因應於圖形種類與圖形尺寸產生成形資料。成形資料，被輸出至DAC放大器130。此外，偏向控制電路120，因應於被定義於照射資料的照射時間，於各個照射圖形，產生遮沒(blanking)資料，往未圖示的遮沒用之DAC放大器輸出。此外，偏向控制電路120，因應於被定義於照射資料的位置座標，產生主偏向位置資料與副偏向位置資料，把主偏向位置資料輸出至未圖示的主位置控制用的DAC放大器。把副偏向位置資料輸出至未圖示的副位置控制用的DAC放大器。根據來自被描繪控制部116控制的控制電路122與被偏向控制電路120控制的各DAC放大器的訊號，描繪部150，使用電子束200，把該圖形圖案描繪於試料100。具體而言，係如下所述地動作。
由電子槍201(放出部)放出的電子束200，通過遮沒(blanking)偏向器212內時藉由藉著來自遮沒用的DAC放大器的偏向訊號而被控制的遮沒偏向器212，在粒子束打開(ON)的狀態下，以通過遮沒孔口214的方式被控制，在粒子束關閉(OFF)的狀態下，粒子束全體以遮沒孔口214 遮蔽的方式使其偏向。由粒子束關閉的狀態成為粒子束打開(ON)，其後成為粒子束關閉(OFF)為止通過遮沒孔口214的電子束200成為1次之電子束的照射。遮沒偏向器212，控制通過的電子束200的方向，交互產生粒子束打開(ON)狀態與粒子束關閉(OFF)狀態。例如，在粒子束打開的狀態不施加電壓，在粒子束關閉時對遮沒偏向器212施加電壓即可。成為在相關的各照射的照射時間調整每一次被照射於試料101的電子束200之照射量。
如以上所述藉由通過遮沒偏向器212與遮沒孔口214產生的各照射之電子束200，藉由照明透鏡202來照明具有矩形孔穴的第1成形孔口203全體。在此，首先把電子束200成形為矩形。接著，通過第1成形孔口203的第1孔口像之電子束200，藉由投影透鏡204投影於第2成形孔口206上。藉由偏向器205，在相關的第2成形孔口206上的第1孔口像被偏向控制，可以改變粒子束形狀與尺寸(進行可變成形)。相關的可變成形於各次照射中進行，在描繪實際的製品試料時通常於每次照射成形為不同的粒子束形狀與尺寸。但是，在此，被成形為基準圖案之各次照射圖形與評估圖案之各次照射圖形之中的成為描繪對象的照射圖形。接著，通過第2成形孔口206的第2孔口像之電子束200，藉由物鏡207對準焦點，藉由主偏向器208及副偏向器209偏向，而被照射於配置在XY載物台105的試料101的所要的位置。在圖1，顯示在位置偏向上使用主副2段之多段偏向。在相關的場合，以主偏向 器208使該照射之電子束200偏向至SF30的基準位置，以副偏向器209使相關之該照射之電子束偏向至SF內之各照射位置即可。藉著反覆相關的動作，連接各照射的照射圖形，描繪基準圖案或評估圖案。
於評估圖案描繪步驟(S108)，讓使用第1與第2成形孔口203,206，以及偏向器205成形的2次照射的電子束所導致的評估圖案60，針對第2次照射之電子束成形使DAC放大器130之安定時間為可變同時於各安定時間描繪於試料101上。
為了描繪評估圖案60，描繪資料處理部114，由記憶裝置140讀出短範圍用的評估圖案資料，進行複數段之資料變換處理產生裝置固有的照射資料。於評估圖案資料，被定義圖3B所示的評估圖案60。描繪資料處理部114，為了實際進行描繪，產生第1次照射的照射圖形之圖案62與第2次照射的照射圖形之圖案64，於各個照射圖形產生照射資料。於照射資料，例如被定義圖形種類、圖形尺寸、及照射位置等圖形資料。其他，定義了因應於照射量之照射時間。產生的照射資料被收容於記憶裝置142。
在評估圖案描繪步驟(S108)，於圖7所示的試料101的區域A，根據2次照射之電子束描繪評估圖案60。在此，於編號3,4所示的位置依照編號3,4之順序描繪圖案62,64。第2次照射的安定時間為t1之評估圖案60，被描繪於由以結束描繪的基準圖案50之位置起在x方向上多少有些偏離的位置。偏離的距離只要離開可以進行圖案寬 幅的尺寸測定的程度即可。
於判定步驟(S110)，描繪控制部116，判定評估圖案60的第2次照射的安定時間ts是否比容許時間tk還要大。安定時間ts比容許時間tk還要大的場合，進行到長範圍用的安定時間初期設定步驟(S114)。安定時間ts沒有比容許時間tk還要大的場合，進行到安定時間變更步驟(S112)。在此，顯示使安定時間ts徐徐變大的場合，但是亦可為徐徐變小的場合。相關的場合，於判定步驟(S110)，描繪控制部116，只要判定評估圖案60的第2次照射的安定時間ts是否比容許時間tk還要小即可。
於安定時間變更步驟(S112)，描繪控制部116，把評估圖案60的第2次照射的安定時間ts由t1變更為t2。接著，回到基準圖案描繪步驟(S106)，直到評估圖案60的第2次照射的安定時間ts變得比容許時間tk更大為止，反覆進行由基準圖案描繪步驟(S106)到安定時間變更步驟(S112)為止之各步驟。
使評估圖案60的第2次照射的安定時間ts為可變同時反覆進行描繪時，如圖7之區域A所示，基準圖案50，以與到目前為止所描繪的圖案不重疊的方式，例如在y方向上挪動位置而進行描繪。接著，評估圖案60也同樣，以與到目前為止所描繪的圖案不重疊的方式，例如在y方向上挪動位置而進行描繪。顯示於圖7的區域A的號碼，顯示基準圖案50的第2次照射與評估圖案60的第2次照射的描繪順序。評估圖案60之2次照射的圖案 62,64，與基準圖案50之2次照射的圖案52,54，總是以照射順序相同的方式反覆進行描繪。因此，可以抵消伴隨著位置偏向的位置誤差。
於安定時間初期設定步驟(S114)，描繪控制部116，設定長範圍的安定時間tL的初期值(t1)。在實施型態1，相關於長範圍的基準圖案51之成形偏向，以及評估圖案61的第1次照射的圖案63的成形偏向的安定時間設定為充分長的時間。接著，針對評估圖案61的第2次照射的圖案65的成形偏向，設定安定時間tL的初期值。
於基準圖案描繪步驟(S116)，把使用第1與第2成形孔口203,206，與偏向器205成形的1次照射之電子束導致的基準圖案51描繪於1個以上之試料101上。
為了描繪基準圖案51，描繪資料處理部114，由記憶裝置140讀出長範圍用的基準圖案資料，進行複數段之資料變換處理產生裝置固有的照射資料。於基準圖案資料，被定義圖4A所示的基準圖案51。描繪資料處理部114，為了實際進行描繪，產生第1次照射的照射圖形之圖案51，產生照射資料。於照射資料，例如被定義圖形種類、圖形尺寸、及照射位置等圖形資料。其他，定義了因應於照射量之照射時間。產生的照射資料被收容於記憶裝置142。
在基準圖案描繪步驟(S116)，於圖7所示的試料101的區域C，根據1次照射之電子束描繪基準圖案51。在此，於編號1,2...所示的位置依照編號1,2...之順序描繪基 準圖案51。基準圖案51，以與到目前為止所描繪的圖案不重疊的方式，於某個SF30a內，例如在y方向上挪動位置而反覆進行描繪。
於評估圖案描繪步驟(S118)，讓使用第1與第2成形孔口203,206，以及偏向器205成形的2次照射的電子束所導致的評估圖案61，針對第2次照射之電子束成形使DAC放大器130之安定時間為可變同時於各安定時間描繪於試料101上。
為了描繪評估圖案61，描繪資料處理部114，由記憶裝置140讀出長範圍用的評估圖案資料，進行複數段之資料變換處理產生裝置固有的照射資料。於評估圖案資料，被定義圖4B所示的評估圖案61。描繪資料處理部114，為了實際進行描繪，產生第1次照射的照射圖形之圖案63與第2次照射的照射圖形之圖案65，於各個照射圖形產生照射資料。於照射資料，例如被定義圖形種類、圖形尺寸、及照射位置等圖形資料。其他，定義了因應於照射量之照射時間。產生的照射資料被收容於記憶裝置142。
在評估圖案描繪步驟(S118)，於圖7所示的試料101的區域C，根據2次照射之電子束描繪評估圖案61。在此，於編號1,2...所示的位置依照編號1,2...之順序描繪圖案63,65。第2次照射的安定時間為t1之評估圖案61，在不同於基準圖案51描繪的SF30a之SF30b，被描繪在與對應的基準圖案51被描繪的位置相同的位置。換句話說，於各評估圖案61的第2次照射的安定時間，被描繪 對應的基準圖案51。藉由以基準圖案51與評估圖案61配合SF30內的描繪位置，可以抵消測定線寬幅時之副偏向誤差。
於判定步驟(S120)，描繪控制部116，判定評估圖案61的第2次照射的安定時間tL是否比容許時間tk還要大。安定時間tL比容許時間tk還要大的場合，進行到顯影步驟(S130)。安定時間tL沒有比容許時間tk還要大的場合，進行到安定時間變更步驟(S122)。在此，顯示使安定時間tL徐徐變大的場合，但是亦可為徐徐變小的場合。相關的場合，於判定步驟(S120)，描繪控制部116，只要判定評估圖案60的第2次照射的安定時間tL是否比容許時間tk還要小即可。
於安定時間變更步驟(S122)，描繪控制部116，把評估圖案60的第2次照射的安定時間tL由t1變更為t2。接著，回到評估圖案描繪步驟(S118)，直到評估圖案60的第2次照射的安定時間tL變得比容許時間tk更大為止，反覆進行由評估圖案描繪步驟(S118)到安定時間變更步驟(S122)為止之各步驟。
如以上所述，把成為測定對象的圖案寬幅的方向在x方向之至少1次照射的電子束200導致的短範圍的基準圖案50以及長範圍的基準圖案51描繪於1個以上的試料上。與此同時，使根據被成形為尺寸不同的2個圖案的2次照射的電子束的組合所導致的解像後的圖案寬幅尺寸成為與設計上基準圖案50相同的短範圍的評估圖案60，針 對第2次的電子束成形使安定時間為可變同時於各安定時間描繪於試料上。進而，使根據被成形為尺寸不同的2個圖案的2次照射的電子束的組合所導致的解像後的圖案寬幅尺寸成為與設計上基準圖案51相同的長範圍的評估圖案61，針對第2次的電子束成形使安定時間為可變同時於各安定時間描繪於試料上。
於判定步驟(S124)，描繪控制部116，針對x,y兩方向判定是否結束描繪。針對x,y兩方向描繪結束的場合進行到顯影步驟(S130)。針對x,y兩方向描繪尚未結束的場合進行到方向變更步驟(S126)。
於方向變更步驟(S126)，描繪控制部116，設定x方向(第1方向)，以及與y方向(第2方向)之另一方作為測定對象的圖案寬幅的方向。在此，例如，變更為y方向。接著，回到安定時間初期設定步驟(S104)，反覆進行安定時間初期設定步驟(S104)起直到判定步驟(S124)。
在此，成為測定對象的圖案寬幅的方向成為y方向的場合，與x方向的場合相較基準圖案50,51與評估圖案60,61的方向旋轉90度。接著，在短範圍的場合，如圖7之區域B所示，以在y方向排列第1次照射與第2次照射的方式描繪基準圖案50與評估圖案60。此外，使評估圖案60的第2次照射的安定時間ts為可變同時反覆進行描繪時，如圖7之區域B所示，基準圖案50，以與到目前為止所描繪的圖案不重疊的方式，例如在x方向上挪動位置而進行描繪。接著，評估圖案60也同樣，以與到目前 為止所描繪的圖案不重疊的方式，例如在x方向上挪動位置而進行描繪。顯示於圖7的區域B的號碼，顯示基準圖案50的第2次照射與評估圖案60的第2次照射的描繪順序。評估圖案60之2次照射的圖案62,64，與基準圖案50之2次照射的圖案52,54，總是以照射順序相同的方式反覆進行描繪。因此，可以抵消伴隨著位置偏向的位置誤差。
在長範圍的場合，於圖7所示的試料101的區域D，根據1次照射之電子束描繪基準圖案51。在此，於編號1,2...所示的位置依照編號1,2...之順序描繪基準圖案51。基準圖案51，以與到目前為止所描繪的圖案不重疊的方式，於某個SF30c內，例如在x方向上挪動位置而反覆進行描繪。此外，於圖7所示的試料101的區域D，根據2次照射之電子束描繪評估圖案61。在此，於編號1,2...所示的位置依照編號1,2...之順序描繪圖案62,64。第2次照射的安定時間為t1之評估圖案61，在不同於基準圖案51描繪的SF30c之SF30d，被描繪在與對應的基準圖案51被描繪的位置相同的位置。換句話說，於各評估圖案61的第2次照射的安定時間，被描繪對應的基準圖案51。藉由以基準圖案51與評估圖案61配合SF30內的描繪位置，可以抵消測定線寬幅時之副偏向誤差。
如以上所述，把成為測定對象的圖案寬幅的方向在y方向之至少1次照射的電子束200導致的短範圍的基準圖案50以及長範圍的基準圖案51描繪於1個以上的試料 上。與此同時，使根據被成形為尺寸不同的2個圖案的2次照射的電子束的組合所導致的解像後的圖案寬幅尺寸成為與設計上基準圖案50相同的短範圍的評估圖案60，針對第2次的電子束成形使安定時間為可變同時於各安定時間描繪於試料上。進而，使根據被成形為尺寸不同的2個圖案的2次照射的電子束的組合所導致的解像後的圖案寬幅尺寸成為與設計上基準圖案51相同的長範圍的評估圖案61，針對第2次的電子束成形使安定時間為可變同時於各安定時間描繪於試料上。
於顯影步驟(S130)，顯影被描繪的試料101。
於蝕刻步驟(S132)，以被顯影的光阻圖案為遮罩，蝕刻露出的遮光膜。蝕刻後，當然是藉由灰化等除去光阻圖案。藉此，藉由遮光膜形成被形成圖案的試料101。
於基準圖案測定步驟(S140)，使用尺寸測定器，測定短範圍之x方向的基準圖案50之圖案寬幅尺寸Lsx。
於評估圖案測定步驟(S142)，使用尺寸測定器，測定短範圍之x方向的評估圖案60之圖案寬幅尺寸Lsx’。
於差分演算步驟(S144)，算出測定的安定時間ts之基準圖案50的圖案寬幅尺寸Lsx與評估圖案60的圖案寬幅尺寸Lsx’之差分△Lsx。
於各安定時間ts反覆進行基準圖案測定步驟(S140)至差分演算步驟(S144)為止之各步驟。藉此，取得各安定時間ts之基準圖案50的圖案寬幅尺寸Lsx與評估圖案60的圖案寬幅尺寸Lsx’之差分△Lsx。
於安定時間取得步驟(S146)，於各安定時間ts之差分△Lsx之內，取得差分△Lsx成為閾值以下的DAC放大器130的安定時間ts。
於基準圖案測定步驟(S240)，使用尺寸測定器，測定短範圍之y方向的基準圖案50之圖案寬幅尺寸Lsy。
於評估圖案測定步驟(S242)，使用尺寸測定器，測定短範圍之y方向的評估圖案60之圖案寬幅尺寸Lsy’。
於差分演算步驟(S244)，算出測定的安定時間ts之基準圖案50的圖案寬幅尺寸Lsy與評估圖案60的圖案寬幅尺寸Lsy’之差分△Lsy。
於各安定時間ts反覆進行基準圖案測定步驟(S240)至差分演算步驟(S244)為止之各步驟。藉此，取得各安定時間ts之基準圖案50的圖案寬幅尺寸Lsy與評估圖案60的圖案寬幅尺寸Lsy’之差分△Lsy。
於安定時間取得步驟(S246)，於各安定時間ts之差分△Lsy之內，取得差分△Lsy成為閾值以下的DAC放大器130的安定時間ts。
於基準圖案測定步驟(S340)，使用尺寸測定器，測定長範圍之x方向的基準圖案51之圖案寬幅尺寸LLX。
於評估圖案測定步驟(S342)，使用尺寸測定器，測定長範圍之x方向的評估圖案61之圖案寬幅尺寸LLX’。
於差分演算步驟(S344)，算出測定的安定時間tL之基準圖案51的圖案寬幅尺寸LLX與評估圖案61的圖案寬幅尺寸LLX’之差分△LLX。
於各安定時間tL反覆進行基準圖案測定步驟(S340)至差分演算步驟(S344)為止之各步驟。藉此，取得各安定時間tL之基準圖案51的圖案寬幅尺寸LLX與評估圖案61的圖案寬幅尺寸LLX’之差分△LLX。
於安定時間取得步驟(S346)，於各安定時間tL之差分△LLX之內，取得差分△LLX成為閾值以下的DAC放大器130的安定時間tL。
於基準圖案測定步驟(S440)，使用尺寸測定器，測定長範圍之y方向的基準圖案51之圖案寬幅尺寸LLY。
於評估圖案測定步驟(S442)，使用尺寸測定器，測定長範圍之y方向的評估圖案61之圖案寬幅尺寸LLY’。
於差分演算步驟(S444)，算出測定的安定時間tL之基準圖案51的圖案寬幅尺寸LLY與評估圖案61的圖案寬幅尺寸LLY’之差分△LLY。
於各安定時間tL反覆進行基準圖案測定步驟(S440)至差分演算步驟(S444)為止之各步驟。藉此，取得各安定時間tL之基準圖案51的圖案寬幅尺寸LLY與評估圖案61的圖案寬幅尺寸LLY’之差分△LLY。
於安定時間取得步驟(S446)，於各安定時間tL之差分△LLY之內，取得差分△LLY成為閾值以下的DAC放大器130的安定時間tL。
圖8係顯示實施形態1之差分與安定時間之關係之圖之一例。於圖8，縱軸顯示差分。橫軸顯示安定時間。在圖8，例如針對x方向的圖案寬幅尺寸，於各安定時間顯 示短範圍之差分△LSX與長範圍之差分△LLX。針對y方向之圖案寬幅尺寸當然也可以得到顯示差分與安定時間的關係之未圖示之圖。使安定時間變長的話，短範圍之差分△LSX徐徐變小。同樣地，長範圍的差分△LLX徐徐變小。接著，均低於閾值△Lth。長範圍之一方移動量大所以必要的安定時間也有必要變長。因此，如圖8所示與短範圍的差分△LSX相比，長範圍的差分△LLX，直到低於閾值△Lth為止的安定時間會花很長的時間。
如以上所述，可以取得短範圍的x方向寬幅的安定時間ts與y方向寬幅的安定時間ts，與長範圍的x方向寬幅的安定時間tL與y方向寬幅的安定時間tL。
如以上所述，根據實施型態1的話，可以取得變更圖形尺寸的成形偏向之短範圍(移動2R1)之適切的安定時間。同樣地，根據實施型態1的話，可以取得變更圖形尺寸的成形偏向之長範圍(移動N2-R2)之適切的安定時間。
在實施型態1，x方向的尺寸變更與y方向的尺寸變更，因應於尺寸設定於統一的安定時間。因此，選擇短範圍的x方向寬幅的安定時間ts與y方向寬幅的安定時間ts之一方。同樣地，選擇長範圍的x方向寬幅的安定時間tL與y方向寬幅的安定時間tL之一方。
作為安定時間ts選擇步驟(S250)，選擇短範圍的x方向寬幅的安定時間ts與y方向寬幅的安定時間ts之中較長的一方。藉此，可以排出起因於安定時間ts的外形誤差。
作為安定時間tL選擇步驟(S450)，選擇長範圍的x方向寬幅的安定時間tL與y方向寬幅的安定時間tL之中較長的一方。藉此，可以排出起因於安定時間tL的外形誤差。
於配適(fitting)步驟(S500)，把所得到的短範圍之安定時間ts與長範圍之安定時間tL進行配適(近似)，求出安定時間與偏向量(尺寸移動量)之關係式。
圖9係顯示實施形態1之安定時間與偏向量(尺寸移動量)之關係之圖之一例。於圖9，縱軸顯示安定時間，橫軸顯示偏向量(尺寸移動量)。演算以直線連接尺寸移動小的短範圍之安定時間ts與尺寸移動量大的長範圍的安定時間tL的1次比例函數式。接著，所得到的關係式，或者關係式的係數，被設定於偏向控制電路120。藉此，在描繪實際的製品時，可以於每次照射求出因應於尺寸變更時的尺寸移動量之安定時間。
如以上所述，根據實施型態1的話，可以取得變更圖形尺寸的成形偏向之適切的安定時間。接著，於每次照射，藉由使成形偏向的安定時間為可變，可以縮短描繪時間。
以上，參照具體例說明了實施型態。但是，本發明並不以這些具體例為限定。
此外，裝置構成或控制手法等，針對本發明之說明並非直接必要的部分省略了記載，但是可以適當選擇使用必要的裝置構成或控制手法。例如，針對控制描繪裝置100 的控制部構成，省略了記載，但是當然可以適當選擇使用必要的控制部構成。
其他，具備本發明的要素，熟悉該項技藝者會適當變更設計的所有的荷電粒子束描繪裝置及方法，以及安定時間的取得方法，也都包含於本發明的範圍。
說明了本發明的幾個實施形態，但這些實施形態只是提示作為例子之用，並未意圖限定發明的範圍。這些新穎的實施形態，能夠以其他種種形態來實施，在不逸脫發明要旨的範圍，可以進行種種的省略、置換、變更。這些實施形態或者其變形，包含於發明的範圍或是要旨，同時包含於申請專利範圍所記載的發明以及其均等的範圍。

Claims (10)

  1. 一種安定時間之取得方法，其特徵為具有：使用第1與第2成形孔口，以及使通過前述第1與第2成形孔口間的荷電粒子束偏向的偏向器成形的至少1次照射之荷電粒子束所導致的基準圖案描繪於1個以上的試料上的步驟，使用前述第1與第2成形孔口與前述偏向器，使根據被成形為尺寸不同的第1與第2圖案的2次照射的荷電粒子束的組合所導致的解像後的圖案寬幅尺寸成為與設計上前述基準圖案相同的評估圖案，使針對第2次的粒子束成形控制前述偏向器的DAC(數位類比轉換器)放大器的安定時間為可變同時於各安定時間描繪於前述試料上的步驟，測定前述基準圖案的圖案寬幅尺寸的步驟，測定各安定時間之前述評估圖案的圖案寬幅尺寸的步驟，於各安定時間，算出前述基準圖案的圖案寬幅尺寸與前述評估圖案的圖案寬幅尺寸的差分的步驟，以及取得前述差分成為閾值以下的前述DAC放大器的安定時間之步驟。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中進而具備：成為測定對象的圖案寬幅的方向成為第1方向的前述基準圖案，與成為測定對象的圖案寬幅的方向成為與前述第1方向正交的第2方向的前述基準圖案，分別被描繪，成為測定對象的圖案寬幅的方向成為前述第1方向的 前述評估圖案，與成為測定對象的圖案寬幅的方向成為前述第2方向的前述評估圖案，於各段安定時間分別被描繪，針對前述第1與第2方向，測定前述基準圖案的圖案寬幅尺寸，針對前述第1與第2方向，測定各段安定時間之前述評估圖案的圖案寬幅尺寸，針對前述第1與第2方向，分別於各段安定時間，算出前述差分，針對前述第1與第2方向，分別取得前述DAC放大器的安定時間，選擇針對前述第1方向取得的前述DAC放大器的安定時間，與針對前述第2方向取得的前述DAC放大器的安定時間之中比較長者的步驟。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中前述基準圖案，藉由被成形為相同第1圖案寬幅尺寸的圖案的鄰接的2次照射的荷電粒子束之組合而構成，前述評估圖案，係藉由成形為與前述第1圖案寬幅尺寸只有未滿尺寸測定器之測定限度的大小偏離的第2與第3圖案寬幅尺寸的圖案之鄰接的2次照射的荷電粒子束之組合而構成。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，其中前述基準圖案，藉由被成形為第1圖案寬幅尺寸的圖案的1次照射的荷電粒子束所構成， 前述評估圖案，係藉由成形為未滿解像極限的第2圖案寬幅尺寸的圖案之第1次照射的荷電粒子束，以及被成形為前述第1圖案寬幅尺寸的圖案之第2次照射的荷電粒子束之重疊所構成。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，其中作為成為測定對象的圖案寬幅的方向，設定第1方向、及與第1方向正交的第2方向之中的一方。
  6. 如申請專利範圍第5項之方法，其中設定前述評估圖案的第2次之粒子束成形之用的安定時間的第1值。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中藉由成為測定對象的圖案寬幅的方向成為前述第1方向的前述基準圖案排列於前述第1方向的相同尺寸的2次照射之荷電粒子束的組合來描繪，針對前述評估圖案的第2次照射的粒子束成形控制前述偏向器的前述DAC放大器的安定時間被設定於前述第1值的狀態下，成為測定對象的圖案寬幅的方向成為前述第1方向的前述評估圖案被描繪。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中供前述評估圖案之第2次照射的粒子束成形之用的安定時間被設定於前述第1值的狀態下被描繪前述評估圖案後，使供前述評估圖案的第2次照射的粒子束成形之用的安定時間由前述第1值變更為第2值。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中 前述基準圖案之第1次照射的粒子束成形之用的安定時間與前述評估圖案之第1次照射的粒子束成形之粒子束成形之用的安定時間，被設定為比前述第1值更充分大之值。
  10. 一種安定時間之取得方法，其特徵為具有：使用第1與第2成形孔口，以及使通過前述第1與第2成形孔口間的荷電粒子束偏向的偏向器被成形為第1圖案寬幅尺寸的圖案的1次照射之荷電粒子束所導致的基準圖案描繪於1個以上的試料上的步驟，使用前述第1與第2成形孔口與前述偏向器，把藉由被成形為未滿解像極限的第2圖案寬幅尺寸的圖案之第1次照射的荷電粒子束，與被成形為前述第1圖案寬幅尺寸的圖案之第2次照射的荷電粒子束之重合所構成的評估圖案，使針對第2次的粒子束成形控制前述偏向器的DAC(數位類比轉換器)放大器的安定時間為可變的同時，於各安定時間描繪於前述試料上的步驟，測定前述基準圖案的圖案寬幅尺寸的步驟，測定各段安定時間之前述評估圖案的圖案寬幅尺寸的步驟，於各段安定時間，算出前述基準圖案的圖案寬幅尺寸與前述評估圖案的圖案寬幅尺寸的差分的步驟，以及取得前述差分成為閾值以下的前述DAC放大器的安定時間之步驟。
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