JP6780441B2 - Charged particle beam drawing device and charged particle beam drawing method - Google Patents
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Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に関する。 The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a charged particle beam drawing method.
LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅は年々微細化されてきている。半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン(マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。)をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。 With the increasing integration of LSIs, the circuit line width of semiconductor devices has been miniaturized year by year. In order to form a desired circuit pattern on a semiconductor device, a high-precision original image pattern formed on quartz using a reduction projection type exposure device (a mask, or one used especially in a stepper or a scanner is also called a reticle). ) Is reduced and transferred onto the wafer. The high-precision original image pattern is drawn by an electron beam drawing apparatus, and so-called electron beam lithography technology is used.
従来の電子ビーム描画装置は、描画対象の基板が載置されたステージを移動させつつ、ステージ位置に基づいて電子ビームを偏向し、基板の所望の位置に電子ビームを照射してパターンを描画している。 In the conventional electron beam drawing device, while moving the stage on which the substrate to be drawn is placed, the electron beam is deflected based on the stage position, and the electron beam is irradiated to a desired position on the substrate to draw a pattern. ing.
ステージの位置の測定には、レーザ干渉計が用いられている。レーザ干渉計は、偏光ビームスプリッタ、λ/4板、反射鏡などの複数の光学部品を有する。レーザ光は、偏光ビームスプリッタに入射すると、ステージに向かう測定光(測長光)と反射鏡に向かう参照光とに分けられる。ステージで反射した測定光及び反射鏡で反射した参照光は、偏光ビームスプリッタにより合成されて干渉光となる。測定光と参照光との光路差により発生する干渉縞からステージ位置が計測される。 A laser interferometer is used to measure the position of the stage. The laser interferometer has a plurality of optical components such as a polarizing beam splitter, a λ / 4 plate, and a reflector. When the laser light is incident on the polarizing beam splitter, it is divided into measurement light (measurement light) toward the stage and reference light toward the reflector. The measurement light reflected by the stage and the reference light reflected by the reflector are combined by the polarizing beam splitter to become interference light. The stage position is measured from the interference fringes generated by the optical path difference between the measurement light and the reference light.
レーザ光の波長が変動すると、ステージ位置の測定誤差が生じる。そのため、レーザ発振器では、出力を安定させるための制御が行われているが、波長変動を完全に無くすことは極めて困難であった。近年のパターンに微細化に伴い、この誤差が無視できないものとなり、描画精度を低下させるおそれがあった。 When the wavelength of the laser beam fluctuates, a measurement error of the stage position occurs. Therefore, in the laser oscillator, control is performed to stabilize the output, but it is extremely difficult to completely eliminate the wavelength fluctuation. With the recent miniaturization of patterns, this error becomes non-negligible, and there is a risk that the drawing accuracy may be lowered.
本発明は、ステージ位置を精度良く計測し、描画精度の低下を防止することができる荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a charged particle beam drawing apparatus and a charged particle beam drawing method capable of accurately measuring the stage position and preventing a decrease in drawing accuracy.
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置は、試料を載置する移動可能なステージが内部に設置された描画室と、レーザ光を出力するレーザ源と、前記レーザ光を分岐する分岐部と、前記ステージの位置を、前記分岐部により分岐されたレーザ光を用いて計測するレーザ干渉計と、前記レーザ光の波長変動を検出する波長変動検出部と、前記試料に荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する描画部と、前記描画部を制御する描画制御部と、を備え、前記波長変動検出部は、前記分岐部により分岐されたレーザ光を第1レーザ光と第2レーザ光とに分離するビームスプリッタと、前記描画室内に配置された反射鏡と、前記第1レーザ光を第1測定光及び第1参照光に分離し、前記第2レーザ光を第2測定光及び第2参照光に分離する偏光ビームスプリッタと、前記偏光ビームスプリッタと前記反射鏡との間をm回(mは1以上の整数)往復した前記第1測定光と前記第1参照光とを合成した第1合成光を検出して第1ビート信号を出力し、前記偏光ビームスプリッタと前記反射鏡との間をn回(nはmより大きい整数)往復した前記第2測定光と前記第2参照光とを合成した第2合成光を検出して第2ビート信号を出力する検出器と、を有し、前記描画制御部は、前記第1ビート信号と前記第2ビート信号との差分から測長変動を算出し、該測長変動、前記第1測定光と前記第1参照光との光路差、及び前記第2測定光と前記第2参照光との光路差に基づいて前記レーザ光の波長変動係数を算出し、前記波長変動係数を用いて前記レーザ干渉計により計測された前記ステージの位置情報を補正し、補正後のステージ位置情報に基づいて前記描画部を制御することを特徴とするものである。 The charged particle beam drawing apparatus according to one aspect of the present invention includes a drawing chamber in which a movable stage on which a sample is placed is installed, a laser source that outputs laser light, and a branch portion that branches the laser light. , The laser interferometer that measures the position of the stage using the laser light branched by the branch portion, the wavelength fluctuation detection unit that detects the wavelength fluctuation of the laser light, and the sample are irradiated with a charged particle beam. A drawing unit for drawing a pattern and a drawing control unit for controlling the drawing unit are provided, and the wavelength fluctuation detection unit uses the laser light branched by the branching unit as a first laser light and a second laser light. The beam splitter, the reflector arranged in the drawing chamber, and the first laser light are separated into the first measurement light and the first reference light, and the second laser light is separated into the second measurement light and the second measurement light. A first measurement light that reciprocates m times (m is an integer of 1 or more) between the polarized beam splitter and the reflecting mirror, and the first reference light that are combined with the polarized beam splitter that separates the reference light. The second measurement light and the second reference light that detect one composite light, output a first beat signal, and reciprocate between the polarization beam splitter and the reflector n times (n is an integer larger than m). It has a detector that detects the second synthesized light obtained by combining the above and outputs the second beat signal, and the drawing control unit measures the length from the difference between the first beat signal and the second beat signal. The fluctuation is calculated, and the wavelength of the laser light is calculated based on the length measurement fluctuation, the optical path difference between the first measurement light and the first reference light, and the optical path difference between the second measurement light and the second reference light. It is characterized in that a fluctuation coefficient is calculated, the position information of the stage measured by the laser interferometer is corrected by using the wavelength fluctuation coefficient, and the drawing unit is controlled based on the corrected stage position information. It is a thing.
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置において、前記検出器は、前記偏光ビームスプリッタと前記反射鏡との間を1往復した前記第1測定光と前記第1参照光とを合成した前記第1合成光を検出して前記第1ビート信号を出力し、前記偏光ビームスプリッタと前記反射鏡との間を2往復した前記第2測定光と前記第2参照光とを合成した前記第2合成光を検出して前記第2ビート信号を出力することを特徴とする。 In the charged particle beam drawing apparatus according to one aspect of the present invention, the detector synthesizes the first measurement light and the first reference light that make one round trip between the polarization beam splitter and the reflector. The second composition in which the first beat signal is output by detecting the first composite light, and the second measurement light and the second reference light that make two reciprocations between the polarization beam splitter and the reflector are combined. It is characterized in that it detects light and outputs the second beat signal.
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置において、前記ステージは第1方向と、前記第1方向と直交する第2方向とに移動可能であり、前記第1方向におけるステージ位置を計測する第1のレーザ干渉計と、前記第2方向におけるステージ位置を計測する第2のレーザ干渉計とが設けられており、前記レーザ源、前記分岐部、及び前記波長変動検出部は、前記第1のレーザ干渉計と前記第2のレーザ干渉計とのそれぞれに対応して設けられていることを特徴とする。 In the charged particle beam drawing apparatus according to one aspect of the present invention, the stage can move in the first direction and the second direction orthogonal to the first direction, and the stage position in the first direction is measured. The laser interferometer and the second laser interferometer for measuring the stage position in the second direction are provided, and the laser source, the branch portion, and the wavelength fluctuation detection unit are the first laser. It is characterized in that it is provided corresponding to each of the interferometer and the second laser interferometer.
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置は、前記ステージは第1方向と、前記第1方向と直交する第2方向とに移動可能であり、前記第1方向におけるステージ位置を計測する第1のレーザ干渉計と、前記第2方向におけるステージ位置を計測する第2のレーザ干渉計とが設けられており、前記第1のレーザ干渉計及び前記第2のレーザ干渉計は、同一のレーザ源から出力されたレーザ光を用いて計測を行うことを特徴とする。 In the charged particle beam drawing device according to one aspect of the present invention, the stage can move in the first direction and the second direction orthogonal to the first direction, and the stage position in the first direction is measured. The laser interferometer and the second laser interferometer for measuring the stage position in the second direction are provided, and the first laser interferometer and the second laser interferometer are the same laser source. It is characterized in that measurement is performed using the laser beam output from.
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、レーザ源から出力されたレーザ光を分岐する工程と、レーザ干渉計が、分岐されたレーザ光を用いて、描画室内に設置されたステージの位置を計測する工程と、分岐されたレーザ光を第1レーザ光と第2レーザ光とに分離する工程と、偏光ビームスプリッタにより、前記第1レーザ光を第1測定光及び第1参照光に分離し、前記第2レーザ光を第2測定光及び第2参照光に分離する工程と、前記偏光ビームスプリッタと前記描画室内に配置された反射鏡との間をm回(mは1以上の整数)往復した前記第1測定光と前記第1参照光とを合成した第1合成光を検出して第1ビート信号を出力する工程と、前記偏光ビームスプリッタと前記反射鏡との間をn回(nはmより大きい整数)往復した前記第2測定光と前記第2参照光とを合成した第2合成光を検出して第2ビート信号を出力する工程と、前記第1ビート信号と前記第2ビート信号との差分から測長変動を算出し、該測長変動、前記第1測定光と前記第1参照光との光路差、及び前記第2測定光と前記第2参照光との光路差に基づいて前記レーザ光の波長変動係数を算出する工程と、前記波長変動係数を用いて、前記レーザ干渉計により計測された前記ステージの位置情報を補正する工程と、補正後のステージ位置情報に基づいて、前記ステージに載置された試料に荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する工程と、を備えるものである。 The charged particle beam drawing method according to one aspect of the present invention includes a step of branching the laser light output from the laser source and a position of a stage in which the laser interferometer is installed in the drawing room by using the branched laser light. The step of separating the branched laser light into the first laser light and the second laser light, and the step of separating the first laser light into the first measurement light and the first reference light by the polarizing beam splitter. Then, between the step of separating the second laser beam into the second measurement light and the second reference light and the polarizing beam splitter and the reflector arranged in the drawing chamber m times (m is an integer of 1 or more). ) N times between the step of detecting the first synthesized light obtained by combining the reciprocating first measurement light and the first reference light and outputting the first beat signal, and the polarization beam splitter and the reflecting mirror. (N is an integer larger than m) A step of detecting a second synthesized light obtained by combining the reciprocating second measurement light and the second reference light and outputting a second beat signal, and the first beat signal and the above. The length measurement variation is calculated from the difference from the second beat signal, and the length measurement variation, the optical path difference between the first measurement light and the first reference light, and the second measurement light and the second reference light A step of calculating the wavelength fluctuation coefficient of the laser beam based on the optical path difference , a step of correcting the position information of the stage measured by the laser interferometer using the wavelength fluctuation coefficient, and a stage position after correction. Based on the information, the sample placed on the stage is irradiated with a charged particle beam to draw a pattern.
本発明によれば、レーザ波長の変動量を検出して測長誤差を補正するため、ステージ位置を精度良く計測でき、描画精度の低下を防止することができる。 According to the present invention, since the fluctuation amount of the laser wavelength is detected and the length measurement error is corrected, the stage position can be measured with high accuracy and the deterioration of drawing accuracy can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の実施形態に係る電子ビーム描画装置の概略図である。図1に示す描画装置1は、描画対象の基板Wに電子ビームを照射して所望のパターンを描画する描画部2と、描画部2の動作を制御する制御部3とを備えた可変成形型の描画装置である。
FIG. 1 is a schematic view of an electron beam drawing apparatus according to an embodiment of the present invention. The
描画部2は、描画対象となる試料Wを収容する描画室2aと、その描画室2aにつながる光学鏡筒2bとを有している。この光学鏡筒2bは、描画室2aの上面に設けられており、電子ビームを成形及び偏向し、描画室2a内の試料Wに対して照射するものである。描画室2a及び光学鏡筒2bの内部は減圧されて真空状態になっている。
The
描画室2a内には、試料Wを支持するステージ11が設けられている。このステージ11は水平面内で互いに直交するX軸方向及びY軸方向(以下、単にX方向及びY方向という)に移動可能である。ステージ11上には、例えばマスクやブランクなどの試料Wが載置される。描画室2aの外周には、ステージ11の位置を計測する計測部4が設けられている。計測部4の構成については後述する。
A
光学鏡筒2b内には、電子ビームBを出射する電子銃などの出射部21と、電子ビームBを集光する照明レンズ22と、ビーム成形用の第1成形アパーチャ23と、投影レンズ24と、成形偏向器25と、ビーム成形用の第2成形アパーチャ26と、試料W上にビーム焦点を結ぶ対物レンズ27と、試料Wに対するビームショット位置を制御するための副偏向器28及び主偏向器29とが配置されている。
Inside the
描画部2では、電子ビームBが出射部21から出射され、照明レンズ22により第1成形アパーチャ23に照射される。第1成形アパーチャ23は例えば矩形状の開口を有している。電子ビームBが第1成形アパーチャ23を通過すると、その電子ビームの断面形状は矩形状に成形され、投影レンズ24により第2成形アパーチャ26に投影される。投影位置は成形偏向器25により偏向可能であり、投影位置の偏向により電子ビームBの形状と寸法を制御することが可能である。第2成形アパーチャ26を通過した電子ビームBは、その焦点が対物レンズ27によりステージ11上の試料Wに合わされて照射される。このとき、ステージ11上の試料Wに対する電子ビームBのショット位置は副偏向器28及び主偏向器29により偏向される。
In the
制御部3は、描画データを記憶する記憶部3aと、描画データを処理してショットデータを生成するショットデータ生成部3bと、描画部2を制御する描画制御部3cとを備えている。なお、ショットデータ生成部3bや描画制御部3cは、電気回路などのハードウェアにより構成されても良く、また、各機能を実行するプログラムなどのソフトウェアにより構成されても良く、あるいは、それらの両方の組合せにより構成されても良い。
The
描画データは、半導体集積回路の設計者などによって作成された設計データ(レイアウトデータ)が描画装置1に入力可能となるように、描画装置1用のフォーマットに変換されたデータであり、外部装置から記憶部3aに入力されて保存されている。記憶部3aとしては、例えば、磁気ディスク装置や半導体ディスク装置(フラッシュメモリ)などを用いることが可能である。
The drawing data is data converted into a format for the
なお、前述の設計データは、通常、多数の微小なパターン(図形など)を含んでおり、そのデータサイズは大きい。この設計データがそのまま他のフォーマットに変換されると、変換後のデータ量はさらに増大してしまう。このため、描画データでは、データの階層化やパターンのアレイ表示などの方法により、データ量の圧縮化が図られている。このような描画データが、チップ領域の描画パターン、または、同一描画条件である複数のチップ領域を仮想的にマージして一つのチップに見立てた仮想チップ領域の描画パターンなどを規定するデータとなる。 The above-mentioned design data usually includes a large number of minute patterns (figures, etc.), and the data size is large. If this design data is directly converted to another format, the amount of data after conversion will be further increased. For this reason, in drawing data, the amount of data is compressed by a method such as layering the data or displaying an array of patterns. Such drawing data is data that defines a drawing pattern of a chip area, or a drawing pattern of a virtual chip area that is regarded as one chip by virtually merging a plurality of chip areas under the same drawing conditions. ..
ショットデータ生成部3bは、描画データにより規定される描画パターンをストライプ状(短冊状)の複数のストライプ領域(長手方向がX方向であり、短手方向がY方向である)に分割し、さらに、各ストライプ領域を行列状の多数のサブ領域に分割する。ショットデータ生成部3bは、各サブ領域内の図形の形状や大きさ、位置などを決定し、さらに、図形を一回のショットで描画可能な複数の部分領域に分割し、ショットデータを生成する。なお、ストライプ領域の短手方向(Y方向)の長さは電子ビームBを主偏向で偏向可能な長さに設定されている。
The shot
描画制御部3cは、描画パターンを描画する際、ステージ11をストライプ領域の長手方向(X方向)に移動させつつ、電子ビームBを主偏向器29により各サブ領域に位置決めし、副偏向器28によりサブ領域の所定位置にショットして図形を描画する。その後、1つのストライプ領域の描画が完了すると、ステージ11をY方向にステップ移動させてから次のストライプ領域の描画を行い、これを繰り返して試料Wの描画領域の全体に電子ビームBによる描画を行う。なお、描画中には、ステージ11が一方向に連続的に移動しているため、描画原点がステージ11の移動に追従するように、主偏向器29によってサブ領域の描画原点をトラッキングさせている。
When drawing the drawing pattern, the
このように電子ビームBは、副偏向器28と主偏向器29によって偏向され、連続的に移動するステージ11に追従しながら、その照射位置が決められる。ステージ11のX方向の移動を連続的に行うとともに、そのステージ11の移動に電子ビームBのショット位置を追従させることで、描画時間を短縮することができる。
In this way, the electron beam B is deflected by the sub-deflector 28 and the
描画制御部3cは、計側部4により計測されたステージ11の位置情報を用いて、副偏向器28や主偏向器29などの制御、すなわちビーム照射位置の制御を行う。
The
次に、計側部4の構成について説明する。図2に示すように、計側部4は2ヶ所に設けられており、図2中の下側に位置する第1の計側部4は、Y方向におけるステージ11の位置を計測する。また、図2中の左側に位置する第2の計側部4は、X方向におけるステージ11の位置を計測する。これらの第1及び第2の計側部4は同じ構造を有するため、その共通の構造について以下に説明する。
Next, the configuration of the
計側部4は、レーザ源5と、レーザ源5から出射されたレーザ光を分岐する分岐部6と、レーザ光を用いてステージ11までの距離を計測する測長部7と、レーザ光の波長変動を検出する波長変動検出部8とを備える。レーザ光には、例えばヘリウムネオンレーザを用いることができる。分岐部6は例えばハーフミラーを用いることができる。
The
測長部7は、レーザ干渉計70、及びレーザ干渉計70による干渉光を受光する受光部71を有する。受光部71は、例えばフォトダイオードを用いることができる。
The length measuring unit 7 includes a
レーザ源5から出射され、分岐部6で分岐されたレーザ光の一方が、レーザ干渉計70で分割される。レーザ干渉計70で分割されたレーザ光の一方は、ステージ11に進行する。一方、分割されたレーザ光の他方は、レーザ干渉計70内のミラー(図示略)に進行する。これら進行したレーザ光は、それぞれステージ11又はミラーで反射されてレーザ干渉計70に戻り、レーザ干渉計70において干渉する。
One of the laser beams emitted from the
この干渉したレーザ光を受光部71で受光し、光路差により発生する干渉縞が観測される。観測結果は描画制御部3cに通知される。このような計測がX方向及びY方向の両方で行われ、第1の計側部4のレーザ干渉計70とステージ11とのY方向の相対距離、さらに、第2の計側部4のレーザ干渉計70とステージ11とのX方向の相対距離が測定され、それらの相対距離情報からステージ11の位置が把握される。
The interfering laser beam is received by the
レーザ干渉計70は、描画室2aの側面に形成された収容室R1に収容されている。レーザ源5、分岐部6、受光部71等は描画部2の筐体の外部に設けられている。
The
図2及び図3に示すように、波長変動検出部8は、レーザ干渉計80、反射鏡88、及びレーザ干渉計80による干渉光を受光する受光部89を有する。レーザ干渉計80は、描画室2aの側面に形成された収容室R2に収容されている。反射鏡88は描画室2a内のステージ11近傍に配置されている。受光部89は描画部2の筐体の外部に設けられており、例えばフォトダイオードが用いられる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the wavelength
レーザ干渉計80は、分岐部6で分岐されたレーザ光の他方を分割するビームスプリッタ81、偏光ビームスプリッタ(PBS)82、反射鏡83〜85、λ/4板86及び87を有する。
The
レーザ干渉計80は、反射鏡88との間で1往復する1パス方式のレーザ干渉と、2往復する2パス方式のレーザ干渉とを観測する。ビームスプリッタ81で分割された一方のレーザ光L1が1パス用のレーザ光となり、他方のレーザ光L2が2パス用のレーザ光となる。図3では、説明の便宜上、分割されたレーザ光L1、L2が偏光ビームスプリッタ82に入射するところまでを示している。
The
図4に示すように、レーザ光L1は、偏光ビームスプリッタ82の偏光分離面82aにより、測定光(測長光)と参照光とに分離される。参照光は偏光分離面82aで反射する。偏光分離面82aを直進する測定光は、反射鏡85で反射し、偏光分離面82aで反射し、λ/4板87を通過し、反射鏡88に向かって直進する。反射鏡88で反射した測定光は、λ/4板87を通過し、偏光分離面82aを直進する。測定光及び参照光が同軸光軸上に合成する。受光部89が合成光を検出して、ビート信号(第1ビート信号)を出力する。
As shown in FIG. 4, the laser beam L1 is separated into measurement light (length measurement light) and reference light by the
図5に示すように、レーザ光L2は、偏光ビームスプリッタ82の偏光分離面82aにより、測定光と参照光とに分離される。偏光分離面82aで反射した参照光は、反射鏡83、84、偏光分離面82aで順に反射する。
As shown in FIG. 5, the laser beam L2 is separated into the measurement light and the reference light by the
偏光分離面82aを直進する測定光は、反射鏡85で反射し、偏光分離面82aで反射し、λ/4板87を通過し、反射鏡88に向かって直進する。反射鏡88で反射した測定光は、λ/4板87を通過し、偏光分離面82aを直進する。そして、反射鏡83、84で反射し、偏光分離面82aを直進し、λ/4板87を通過し、反射鏡88に向かって直進する。反射鏡88で再度反射した測定光は、λ/4板87を通過し、偏光分離面82aで反射し、反射鏡85で反射し、偏向分離面82aを通過し、測定光及び参照光が同軸光軸上に合成する。受光部89が合成光を検出して、ビート信号(第2ビート信号)を出力する。
The measurement light traveling straight on the
描画制御部3cは、受光部89から出力される第1ビート信号及び第2ビート信号を取得し、2つのビート信号の差分から測長変動Δxを算出する。この測長変動Δxは、レーザ源5から出射されるレーザ光の波長の変動度合いを示すものである。レーザ源5に設定されている発振レーザ光の波長をλ、1パス方式での測定光と参照光との光路差をXa、2パス方式での測定光と参照光との光路差をXbとし、レーザ光の波長の変動度合いを示す波長変動係数kを用いて、測長変動Δxは以下の式で表すことができる。
The
上記の式より、波長変動係数kはk=Δx/(Xb−Xa)となる。Xa及びXbは既知の値であり、描画制御部3cは、受光部89における観測結果から求めたΔxに基づいて、波長変動係数kを(常時)リアルタイムに算出する。描画制御部3cは、第1の計側部4及び第2の計側部4のそれぞれにおける波長変動係数kに基づいて、各レーザ源5から出射されるレーザ光の波長変動を検出し、測長部7で計測されたステージ11のX方向における位置及びY方向における位置情報を補正する。描画制御部3cは、補正後のステージ位置情報を用いて描画部2を制御し、描画処理を行う。
From the above equation, the wavelength coefficient of variation k is k = Δx / (X b− X a ). X a and X b are known values, and the
このように本実施形態によれば、波長変動係数kに基づく補正によりステージ11の位置が精度良く求まり、ビームを所望の位置に照射することができるため、描画精度の低下を防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, the position of the
反射鏡88の位置が変動し、偏光ビームスプリッタ82と反射鏡88との間の距離が変動した場合について考える。反射鏡88の位置がαだけ変動した場合、Δx=k((Xb+4α)−(Xa+2α))=k(Xb−Xa+2α)となる。波長変動係数kはk=Δx/(Xb−Xa+2α)となる。
Consider the case where the position of the
ここでα=1mmと仮定すると、波長変動係数kは0.001995ppmとなる。反射鏡88の位置が1mm変動しても、波長変動係数kの変動量は5×10−12であり、レーザ波長安定性に対して十分小さい値となる。従って、波長変動係数kは、反射鏡88の位置変動の影響を殆ど受けず、レーザ光の波長変動を高精度に検出できる。
Assuming that α = 1 mm, the coefficient of variation k is 0.001995 ppm. Even if the position of the
上記実施形態では、レーザ干渉計80は、反射鏡88との間で1往復する1パス方式のレーザ干渉と、2往復する2パス方式のレーザ干渉とを観測していたが、これに限定されず、反射鏡88との間で3往復以上したレーザ干渉を観測してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、波長変動検出部8の受光部89から出力される第1ビート信号と第2ビート信号との差分から測長変動Δxを算出し、ステージ11の位置情報を補正していたが、さらに、第1ビート信号又は第2ビート信号から描画室2aの変形を測長し、描画室2aの変形量を考慮してステージ11の位置情報を補正してもよい。
In the above embodiment, calculates the length measurement variation Δx from a difference between the first beat signal and a second beat signal output from the
上記実施形態では、第1の計側部4、第2の計側部4のそれぞれにレーザ源5及び波長変動検出部8が設けられる構成について説明したが、1つのレーザ源5から出射されたレーザ光を分岐して第1の計側部4及び第2の計側部4で使用するようにしてもよい。この場合、波長変動検出部8はいずれか一方にのみ設ければよい。
In the above embodiment, the configuration in which the
上記実施形態では、電子ビームを照射する描画装置について説明したが、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームを照射するものであってもよい。また、描画装置は、マルチビーム描画装置であってもよい。 In the above embodiment, the drawing device that irradiates the electron beam has been described, but it may irradiate another charged particle beam such as an ion beam. Further, the drawing device may be a multi-beam drawing device.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 The present invention is not limited to the above embodiment as it is, and at the implementation stage, the components can be modified and embodied within a range that does not deviate from the gist thereof. In addition, various inventions can be formed by an appropriate combination of the plurality of components disclosed in the above-described embodiment. For example, some components may be removed from all the components shown in the embodiments. In addition, components across different embodiments may be combined as appropriate.
1 描画装置
2 描画部
2a 描画室
2b 光学鏡筒
3 制御部
3a 記憶部
3b ショットデータ生成部
3c 描画制御部
4 計側部
5 レーザ源
6 分岐部
7 測長部
8 波長変動検出部
11 ステージ
21 出射部
22 照明レンズ
23 第1成形アパーチャ
24 投影レンズ
25 成形偏向器
26 第2成形アパーチャ
27 対物レンズ
28 副偏向器
29 主偏向器
1 Drawing
Claims (5)
レーザ光を出力するレーザ源と、
前記レーザ光を分岐する分岐部と、
前記ステージの位置を、前記分岐部により分岐されたレーザ光を用いて計測するレーザ干渉計と、
前記レーザ光の波長変動を検出する波長変動検出部と、
前記試料に荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する描画部と、
前記描画部を制御する描画制御部と、
を備え、
前記波長変動検出部は、
前記分岐部により分岐されたレーザ光を第1レーザ光と第2レーザ光とに分離するビームスプリッタと、
前記描画室内に配置された反射鏡と、
前記第1レーザ光を第1測定光及び第1参照光に分離し、前記第2レーザ光を第2測定光及び第2参照光に分離する偏光ビームスプリッタと、
前記偏光ビームスプリッタと前記反射鏡との間をm回(mは1以上の整数)往復した前記第1測定光と前記第1参照光とを合成した第1合成光を検出して第1ビート信号を出力し、前記偏光ビームスプリッタと前記反射鏡との間をn回(nはmより大きい整数)往復した前記第2測定光と前記第2参照光とを合成した第2合成光を検出して第2ビート信号を出力する検出器と、
を有し、
前記描画制御部は、前記第1ビート信号と前記第2ビート信号との差分から測長変動を算出し、該測長変動、前記第1測定光と前記第1参照光との光路差、及び前記第2測定光と前記第2参照光との光路差に基づいて前記レーザ光の波長変動係数を算出し、前記波長変動係数を用いて前記レーザ干渉計により計測された前記ステージの位置情報を補正し、補正後のステージ位置情報に基づいて前記描画部を制御することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A drawing room with a movable stage on which the sample is placed, and a drawing room
A laser source that outputs laser light and
A branch portion that branches the laser beam and
A laser interferometer that measures the position of the stage using the laser beam branched by the branch portion, and
A wavelength fluctuation detection unit that detects the wavelength fluctuation of the laser beam, and
A drawing unit that irradiates the sample with a charged particle beam to draw a pattern,
A drawing control unit that controls the drawing unit,
With
The wavelength fluctuation detection unit is
A beam splitter that separates the laser beam branched by the branching portion into a first laser beam and a second laser beam,
The reflector placed in the drawing room and
A polarization beam splitter that separates the first laser beam into the first measurement light and the first reference light, and separates the second laser beam into the second measurement light and the second reference light.
The first beat is detected by detecting the first composite light that combines the first measurement light and the first reference light that reciprocates m times (m is an integer of 1 or more) between the polarization beam splitter and the reflector. A signal is output, and the second composite light obtained by combining the second measurement light and the second reference light that reciprocates n times (n is an integer larger than m) between the polarization beam splitter and the reflector is detected. And a detector that outputs the second beat signal,
Have,
The drawing control unit calculates the length measurement variation from the difference between the first beat signal and the second beat signal, the length measurement variation, the optical path difference between the first measurement light and the first reference light, and The wavelength fluctuation coefficient of the laser light is calculated based on the optical path difference between the second measurement light and the second reference light, and the position information of the stage measured by the laser interferometer is obtained using the wavelength fluctuation coefficient. A charged particle beam drawing device characterized in that the drawing unit is controlled based on the corrected stage position information.
前記第1方向におけるステージ位置を計測する第1のレーザ干渉計と、前記第2方向におけるステージ位置を計測する第2のレーザ干渉計とが設けられており、
前記レーザ源、前記分岐部、及び前記波長変動検出部は、前記第1のレーザ干渉計と前記第2のレーザ干渉計とのそれぞれに対応して設けられていることを特徴とする請求項1又は2に記載の荷電粒子ビーム描画装置。 The stage is movable in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction.
A first laser interferometer that measures the stage position in the first direction and a second laser interferometer that measures the stage position in the second direction are provided.
Claim 1 is characterized in that the laser source, the branch portion, and the wavelength fluctuation detection unit are provided corresponding to the first laser interferometer and the second laser interferometer, respectively. Or the charged particle beam drawing apparatus according to 2.
前記第1方向におけるステージ位置を計測する第1のレーザ干渉計と、前記第2方向におけるステージ位置を計測する第2のレーザ干渉計とが設けられており、
前記第1のレーザ干渉計及び前記第2のレーザ干渉計は、同一のレーザ源から出力されたレーザ光を用いて計測を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の荷電粒子ビーム描画装置。 The stage is movable in a first direction and a second direction orthogonal to the first direction.
A first laser interferometer that measures the stage position in the first direction and a second laser interferometer that measures the stage position in the second direction are provided.
The charged particle beam drawing according to claim 1 or 2, wherein the first laser interferometer and the second laser interferometer perform measurement using laser light output from the same laser source. apparatus.
レーザ干渉計が、分岐されたレーザ光を用いて、描画室内に設置されたステージの位置を計測する工程と、
分岐されたレーザ光を第1レーザ光と第2レーザ光とに分離する工程と、
偏光ビームスプリッタにより、前記第1レーザ光を第1測定光及び第1参照光に分離し、前記第2レーザ光を第2測定光及び第2参照光に分離する工程と、
前記偏光ビームスプリッタと前記描画室内に配置された反射鏡との間をm回(mは1以上の整数)往復した前記第1測定光と前記第1参照光とを合成した第1合成光を検出して第1ビート信号を出力する工程と、
前記偏光ビームスプリッタと前記反射鏡との間をn回(nはmより大きい整数)往復した前記第2測定光と前記第2参照光とを合成した第2合成光を検出して第2ビート信号を出力する工程と、
前記第1ビート信号と前記第2ビート信号との差分から測長変動を算出し、該測長変動、前記第1測定光と前記第1参照光との光路差、及び前記第2測定光と前記第2参照光との光路差に基づいて前記レーザ光の波長変動係数を算出する工程と、
前記波長変動係数を用いて、前記レーザ干渉計により計測された前記ステージの位置情報を補正する工程と、
補正後のステージ位置情報に基づいて、前記ステージに載置された試料に荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する工程と、
を備える荷電粒子ビーム描画方法。 The process of branching the laser beam output from the laser source and
The process in which the laser interferometer measures the position of the stage installed in the drawing room using the branched laser light, and
The process of separating the branched laser light into the first laser light and the second laser light, and
A step of splitting the first laser beam into a first measurement light and a first reference light by a polarizing beam splitter, and separating the second laser beam into a second measurement light and a second reference light.
The first composite light obtained by combining the first measurement light and the first reference light that reciprocates m times (m is an integer of 1 or more) between the polarization beam splitter and the reflector arranged in the drawing chamber. The process of detecting and outputting the first beat signal,
The second beat is detected by detecting the second composite light obtained by combining the second measurement light and the second reference light that reciprocate n times (n is an integer larger than m) between the polarization beam splitter and the reflector. The process of outputting a signal and
The length measurement variation is calculated from the difference between the first beat signal and the second beat signal, and the length measurement variation, the optical path difference between the first measurement light and the first reference light, and the second measurement light A step of calculating the wavelength coefficient of variation of the laser beam based on the optical path difference from the second reference light, and
A step of correcting the position information of the stage measured by the laser interferometer using the wavelength coefficient of variation, and
Based on the corrected stage position information, the process of irradiating the sample placed on the stage with a charged particle beam to draw a pattern, and
A charged particle beam drawing method comprising.
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