DE112009003508T5

DE112009003508T5 - Elektronenstrahl-Lithographiegerät und Elektronenstrahl-Lithographieverfahren

Info

Publication number: DE112009003508T5
Application number: DE112009003508T
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yasuda; Akio Yamada; Tomohiro Sakazaki
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2012-05-31
Also published as: JP5475635B2; US20110226967A1; US8466439B2; JPWO2010109655A1; WO2010109655A1

Abstract

Ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät enthält einen Speicher zum Speichern von Daten über eine Zeichnungsstruktur, denen ein einer Genauigkeit, die für eine auf einer Probe auszubildenden Bauelementstruktur erforderlich ist, entsprechender Rang zugeordnet ist, eine Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit zur Erzeugung von Daten über Teilzeichnungsstrukturen, die durch Unterteilung der Zeichnungsstruktur entsprechend dem Rang erhalten werden, eine Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit zur Bestimmung einer Einpendelwartezeit, bis eine Strahlungsposition eines Elektronenstrahls nach der Ablenkung des Elektronenstrahls einpendelt, entsprechend dem Rang, und eine Steuerung zum Zeichnen der Bauelementstruktur während Einstrahlung des Elektronenstrahls auf der Grundlage der dem Rang entsprechenden Daten über die Teilzeichnungsstrukturen und der dem Rang entsprechenden Einpendelwartezeit.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät und ein Elektronenstrahl-Lithographieverfahren. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät und ein Elektronenstrahl-Lithographieverfahren, welche es durch Einstellen eines Elektronenstrahls entsprechend der Wichtigkeit einer auf einer Probe auszubildenden Bauelementstruktur gestatten, bei Sicherstellung der Zeichnungsgenauigkeit eine hohe Zeichnungsgeschwindigkeit zu erreichen.
Stand der Technik
Zur Verbesserung des Durchsatzes ist ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät mit einer variablen rechteckigen Öffnung oder einer Vielzahl von Lochmaskenstrukturen in einer Lochmaske versehen und überträgt mittels Belichtung durch selektives Verwenden der Öffnung oder der Strukturen durch Strahlablenkung eine gewünschte Struktur auf einen Wafer.
Beispielsweise offenbart die JP-A 2004-88071 als solch ein Lithographiegerät ein Elektronenstrahl-Belichtungsgerät zur Character-Projektionslithographie. Die Character-Projektionslithographie wird wie folgt ausgeführt. Zuerst wird ein Strahl auf einen durch Strahlablenkung aus einer Vielzahl von auf einer Maske angeordneten Schablonenstrukturen, beispielsweise 100 Schablonenstrukturen, ausgewählten Strukturbereich appliziert, beispielsweise einen Bereich von 300 μm × 300 μm, um einen Strahlquerschnitt in die Form einer Schablonenstruktur zu formen. Der Strahl, der durch die Maske gelaufen ist, wird durch einen nachfolgenden Deflektor abgelenkt und zurückgebeugt, auf ein in Abhängigkeit vom elektrooptischen System bestimmtes Verkleinerungsverhältnis verkleinert, beispielsweise 1/10, und auf die Oberfläche einer Probe übertragen. Wenn die Schablonenstruktur entsprechend einer zu übertragenden Bauelementstruktur geeignet vorgesehen sind, wird die Zahl der notwendigen Belichtungen im Vergleich zu dem Fall, bei dem nur eine variable Rechtecköffnung vorgesehen ist, erheblich reduziert und der Durchsatz wird verbessert.
Ferner wurde ein Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgerät vorgeschlagen, das gemeinschaftlich mehrere Säulen (im Folgenden als Säulenzellen bezeichnet) enthält, von denen jede eine kleine Säule eines wie oben beschriebenen Belichtungsgeräts ist und die zur Ausführung einer Parallelbelichtung über einem Wafer angeordnet sind (vergleiche hierzu T. Haraguchi et al., J. Vac. Sci. Technol. 2004, B22, 985). Die Säulenzellen entsprechen jeweils einer Säule eines Einsäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgeräts und wegen des Parallelprozesses vervielfacht das Multisäulengerät als ganzes den Belichtungsdurchsatz um die Zahl der Säulen.
Bei Ausführen der Bestrahlung wird die Ablenkposition eines Elektronenstrahls durch einen Deflektor geändert. Da dem Deflektor ein einem Ablenkbetrag entsprechendes Signal zugeführt wird, gibt es hierbei eine Einpendelwartezeit, bis sich der Elektronenstrahl an der Ablenkposition einpendelt.
Ein Bestrahlungsbereich ist üblicherweise in mehrere Subfelder unterteilt. Ein Ablenkbetrag wird derart festgelegt, dass sich die Ablenkposition durch einen Deflektor in der Nähe des Zentrums eines Subfeldes befindet. An einen Subdeflektor wird eine Bestrahlungsdaten entsprechende Spannung angelegt. Auf diese Weise wird eine Struktur innerhalb des Subfelds gezeichnet. Die Bestrahlung wird durch Reduzierung der Häufigkeit der Ablenkungen durch den Hauptdeflektor, der wie oben beschrieben eine lange Einpendelwartezeit bedingt, mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt.
Als eine Technik zur Reduzierung der Einpendelwartezeit ist aus der JP-A 2004-72123 eine Technik zur Reduzierung einer scheinbaren Einpendelwartezeit auf ungefähr 3 μs bei der Ablenkung durch einen Hauptdeflektor bekannt, durch Erfassen eines Unterschieds zwischen Hauptablenkdaten und einer tatsächlich an den Hauptdeflektor angelegten Spannung und Anlegen dieser Differenz an einen Rückkoppelungsdeflektor.
Wie oben beschrieben, wird der Zeichnungsdurchsatz durch Verwendung von Character-Projektionslithographie oder eines variablen Rechteckstrahls verbessert. Der Durchsatz kann durch gleichzeitige Verwendung mehrerer Säulen weiter verbessert werden.
Selbst wenn nach der Elektronenstrahlablenkung eine Einpendelwartezeit besteht, kann darüber hinaus auch der Gesamtdurchsatz des Arbeitsgangs durch Erhöhen der Größe eines zu applizierenden Strahls durch Verwendung von Character-Projektionslithographie oder eines variablen Rechteckstrahls verbessert werden.
Allerdings nimmt die Streuung von Elektronen im Strahl infolge von Coulomb-Effekten zu, sowie die Größe des Strahls zunimmt, und eine hochgenaue Zeichnung wird zunehmend schwieriger. Demgemäß muss eine Zeichnungsstruktur, die eine hohe Genauigkeit erfordert, mit verringerter Strahlgröße gezeichnet werden. Demgemäß ist die Verarbeitungsgeschwindigkeit nur schwer zu verbessern.
Darüber hinaus gibt es Bauelementstrukturen für verschiedene Anwendungen, wie etwa Gatterteilbereiche von Transistoren und Zwischenverbindungen. Die entsprechenden, für die Bauelementstrukturen erforderlichen Genauigkeiten sind untereinander nicht notwendigerweise gleich. Wenn alle Bauelementstrukturen mit einer Genauigkeit von eine hohe Genauigkeit erfordernden Bauelementstrukturen gezeichnet werden, kann zwar überall eine hochgenaue Zeichnung durchgeführt werden, es wird dann aber andererseits schwierig, die Prozessgeschwindigkeit zu verbessern.
Offenbarung der Erfindung
Angesichts der oben beschriebenen Probleme beim Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät und ein Elektronenstrahl-Lithographieverfahren bereitzustellen, die eine hochgenaue Zeichnung mit hoher Geschwindigkeit ermöglichen, durch Einstellen der Form eines Elektronenstrahls und einer Ablenkeinpendelwartezeit entsprechend dem Grad der Wichtigkeit einer auf einer Probe auszubildenden Bauelementstruktur.
Die oben beschriebene Aufgabe wird gelöst durch ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät, enthaltend einen Speicher zum Speichern von Daten über eine Zeichnungsstruktur, denen ein einer Genauigkeit, die für eine auf einer Probe auszubildenden Bauelementstruktur erforderlich ist, entsprechender Rang zugeordnet ist, eine Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit zur Erzeugung von Daten über Teilzeichnungsstrukturen, die durch Unterteilung der Zeichnungsstruktur entsprechend dem Rang erhalten werden, eine Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit zur Bestimmung einer Einpendelwartezeit, bis eine Strahlungsposition eines Elektronenstrahls nach der Ablenkung des Elektronenstrahls einpendelt, entsprechend dem Rang, und eine Steuerung zum Zeichnen der Bauelementstruktur während Einstrahlung des Elektronenstrahls auf der Grundlage der dem Rang entsprechenden Daten über die Teilzeichnungsstrukturen und der dem Rang entsprechenden Einpendelwartezeit.
Das Elektronenstrahl-Lithographiegerät gemäß dem Ausführungsbeispiel enthält ferner eine Strahlformungseinheit, um den Elektronenstrahl wenigstens in eine Rechteckform zu formen und den Elektronenstrahl durch Auswählen eines Teils einer vorgegebenen Maskenstruktur zu formen, wobei bei Formung des Elektronenstrahls in Rechteckform die Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit wenigstens eines von einer oberen Grenze für eine Langseitenlänge einer jeden Teilzeichnungsstruktur und einer oberen Grenze für einen Flächeninhalt der Teilzeichnungsstruktur auf der Grundlage des Rangs der Zeichnungsstruktur bestimmen kann und die Zeichnungsstruktur gemäß wenigstens einer der oberen Grenzen in Teilzeichnungsstrukturen unterteilen kann, und bei Formung des Elektronenstrahls durch Auswählen eines Teils der vorgegebenen Maskenstruktur die Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit auf der Grundlage des Rangs der Zeichnungsstruktur eine obere Grenze für einen Teilbestrahlungsbereich der Maskenstruktur bestimmen kann und gemäß der oberen Grenze einen Nutzungsbereich der Maskenstruktur bestimmen kann, und die Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit die Einpendelwartezeit auf der Grundlage des Rangs entsprechend einem Ablenkbewegungsbetrag des Elektronenstrahls bestimmen kann.
Beim Elektronenstrahl-Lithographiegerät gemäß dem Ausführungsbeispiel kann die Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit einen Obergrenzenspeicher enthalten, in dem die obere Grenze für jeden der Ränge definiert ist, und die obere Grenze durch Angeben einer dem Rang entsprechende Adresse im Obergrenzenspeicher bestimmen, und die Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit kann einen Wartezeitspeicher enthalten, in dem die Wartezeit für jeden der Ränge definiert ist, und die Einpendelwartezeit durch Angeben einer Adresse eines Speicherbereichs im Wartezeitspeicher entsprechend sowohl dem Rang als auch dem Ablenkbewegungsbetrag des Elektronenstrahls bestimmen.
Bei der vorliegenden Erfindung werden entsprechend einem Rang, der den Grad der Wichtigkeit einer auf einer Probe auszubildenden Bauelementstruktur angibt, Daten über eine Zeichnungsstruktur eingestellt und zudem wird die Einpendelwartezeit nach Ablenkung eingestellt. Für Zeichnungsstrukturen mit hohen Grad an Wichtigkeit wird eine obere Grenze für den Flächeninhalt einer durch Untereilung erhaltenen Zeichnungsstruktur so eingestellt, dass er nicht kleiner ist als ein vorgegebener kleiner Wert, und die Wartezeit nach Ablenkung wird so eingestellt, dass sie eine zum Einpendeln der Position eines Elektronenstrahls erforderliche Zeitdauer ist. Andererseits wird für Zeichnungsstrukturen mit niedrigem Grad an Wichtigkeit eine obere Grenze für den Flächeninhalt einer durch Untereilung erhaltenen Zeichnungsstruktur so eingestellt, dass sie nicht größer ist als ein Wert, der größer ist als die obere Grenze für die Zeichnungsstrukturen mit hohem Grad an Wichtigkeit, und die Wartezeit nach Ablenkung wird so eingestellt, dass sie kürzer ist als die Wartezeit für die Zeichnungsstrukturen mit hohem Grad an Wichtigkeit. Wie oben beschrieben, kann die Prozessgeschwindigkeit bei Gewährleisten der Strukturgenauigkeit dadurch verbessert werden, dass für die Zeichnungsstruktur mit niedrigem Grad an Wichtigkeit der Zeichnungszeitdauer eine höhere Priorität eingeräumt wird als der Zeichnungsgenauigkeit und dass für die Zeichnungsstruktur mit hohem Grad an Wichtigkeit der Zeichnungsgenauigkeit eine höhere Priorität eingeräumt wird als der Zeichnungszeitdauer.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
In der Zeichnung zeigen:
1 den Aufbau eines erfindungsgemäßen Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgeräts,
2 den Aufbau einer der Säulenzellen im Belichtungsgerät von 1,
3 schematisch die Säulenzellensteuerungen im Belichtungsgerät von 1,
4 den Aufbau einer Zeichnungsstruktur-Einstelleinheit,
5A und 5B Darstellungen (Teil 1) zum Erläutern der Unterteilung von Zeichnungsstrukturen entsprechend einem Rang,
6A und 6B ein Beispiel der Datenstruktur einer Zeichnungsstruktur,
7A und 7B den Aufbau eines Obergrenzenspeichers und eines Wartezeitdefinitionsspeichers,
8A bis 8F Darstellungen (Teil 2) zum Erläutern der Unterteilung von Zeichnungsstrukturen entsprechend einem Rang,
9 einen Ablaufplan für einen Zeichnungsstrukturunterteilungsprozess,
10A und 10B Darstellungen zum Erläutern der Auswahl einer Maske entsprechend einem Rang,
11 eine Darstellung zur Erläuterung der Ablenkeinpendelwartezeit,
12 den Aufbau einer Ablenkeinpendelwartezeit-Einstelleinheit und
13 einen Ablaufplan eines Beispiels eines Elektronenstrahl-Lithographieverfahrens.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Zuerst wird der Aufbau eines Elektronenstrahl-Belichtungsgeräts als ein Beispiel eines Elektronenstrahl-Lithographiegeräts beschrieben. Danach wird ein Zeichnungsstrukturrang erläutert, der den Wichtigkeitsgrad einer auf einer Probe auszubildenden Bauelementstruktur angibt. Dann wird die Unterteilung einer Zeichnungsstruktur entsprechend einem Zeichnungsstrukturrang beschrieben. Anschließend wird die Einstellung der Wartezeit für die Ablenkeinpendelung entsprechend einem Zeichnungsstrukturrang beschrieben. Schließlich wird ein Elektronenstrahl-Lithographieverfahren beschrieben.
(Aufbau des Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgeräts)
1 zeigt schematisch den Aufbau des Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgeräts gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
Das Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgerät ist grob in eine Elektronenstrahlsäule 10 und eine Steuerung 20 zum Steuern der Elektronenstrahlsäule 10 unterteilt. Was dabei die Elektronenstrahlsäule 10 betrifft, bilden mehrere äquivalente Säulenzellen 11, beispielsweise 16 äquivalente Säulenzellen, gemeinsam die gesamte Säule. Alle diese Säulenzellen 11 enthalten die gleichen, später beschriebenen Einheiten. Unter den Säulenzellen 11 ist eine Waferbühne 13 angeordnet, auf der beispielsweise ein 300 mm Wafer befestigt ist.
Die Steuerung 20 enthält demgegenüber eine Elektronenkanonen-Hochspannungs-Stromquelle 21, eine Linsenstromquelle 22, Digitalsteuerungen 23, eine Bühnenantriebssteuerung 24 und einen Bühnenpositionssensor 25. Davon liefert die Elektronenkanonen-Hochspannungs-Stromquelle 21 Strom zum Betreiben einer Elektronenkanone einer jeden Säulenzelle 11 in der Elektronenstrahlsäule 10. Die Linsenstromquelle 22 liefert Strom, um die elektromagnetischen Linsen einer jeden Säulenzelle 11 in der Elektronenstrahlsäule 10 zu betreiben. Jede der Digitalsteuerungen 23 ist eine elektrische Schaltung zur Steuerung einer Ablenkausgangsgröße eines jeden Deflektors der entsprechenden Säulenzelle 11 und gibt eine Hochgeschwindigkeits-Ablenkausgangsgröße und dergleichen aus. Die Zahl der bereitzustellenden Digitalsteuerungen 23 ist gleich der Zahl der Säulenzellen 11.
Die Bühnenantriebssteuerung 24 veranlasst, dass sich die Waferbühne 13 basierend auf Positionsinformation vom Bühnenpositionssensor 25 bewegt, so dass ein Elektronenstrahl auf eine gewünschte Position auf den Wafer 12 appliziert werden kann. Die oben beschriebenen Elemente 21 bis 25 werden gemeinsam von einem Gesamtsteuersystem 26 gesteuert, wie etwa einem Arbeitsplatzrechner.
Beim oben beschriebenen Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgerät weisen alle Säulenzellen 11 die gleichen Säulenelemente auf
2 zeigt schematisch den Aufbau einer jeden im Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgerät verwendeten Säulenzelle 11.
Jede Säulenzelle 11 ist grob in eine Belichtungseinheit 100 und eine Säulenzellensteuerung 23 zur Steuerung der Belichtungseinheit 100 unterteilt. Davon enthält die Belichtungseinheit 100 einen Elektronenstrahlerzeugungsabschnitt 130, einen Maskenablenkabschnitt 140 und einen Substratablenkabschnitt 150.
Im Elektronenstrahlerzeugungsabschnitt 130 wird ein in einer Elektronenkanone 101 erzeugter Elektronenstrahl EB der Bündelungswirkung einer ersten elektromagnetischen Linse 102 unterworfen und läuft dann durch eine rechteckige Blendenöffnung 103a einer Strahlformungsmaske 103. Im Ergebnis wird der Elektronenstrahl EB so geformt, dass er einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Der Elektronenstrahl EB wird durch eine zweite elektromagnetische Linse 105 des Maskenablenkabschnitts 140 auf eine Belichtungsmaske 110 abgebildet. Der Elektronenstrahl EB wird zudem durch einen ersten und zweiten elektrostatischen Deflektor 104 und 106 auf eine spezifische, in der Belichtungsmaske 110 ausgebildete Struktur P abgelenkt und der Querschnitt des Elektronenstrahls EB wird in die Gestalt der Struktur P geformt.
Die Belichtungsmaske 110 ist auf einer Maskenbühne 123 in der Elektronenstrahlsäule 10 fixiert, doch ist die Maskenbühne 123 in der horizontalen Ebene beweglich. In dem Fall, dass eine Struktur P verwendet wird, die sich in einem Bereich außerhalb des Ablenkbereichs (Strahlablenkbereich) des ersten und zweiten elektrostatischen Deflektors 104 und 106 befindet, wird die Maskenbühne 123 so bewegt, dass die Struktur P ins Innere des Strahlablenkbereichs gelangen kann.
Über und unter der Belichtungsmaske 110 angeordnete dritte und vierte elektromagnetische Linsen 108 und 111 haben die Aufgabe, den Elektronenstrahl EB durch Einstellung des in die dritte und vierte elektromagnetischen Linse 108 und 111 fließenden Stroms auf ein Substrat abzubilden.
Der durch die Belichtungsmaske 110 hindurch gelaufene Elektronenstrahl EB wird durch die Ablenkwirkung von dritten und vierten elektrostatischen Deflektoren 112 und 113 zur optischen Achse C zurückgebeugt und dann wird die Größe des Elektronenstrahls EB durch eine fünfte elektromagnetische Linse 114 reduziert.
Der Maskenablenkabschnitt 140 enthält eine erste und zweite Korrekturspule 107 und 109, die eine vom ersten bis vierten elektrostatischen Deflektor 104, 106, 112 und 113 erzeugte Strahlablenkaberration korrigieren.
Dann läuft der Elektronenstrahl EB durch eine Blendenöffnung 115a der Abschirmung 115, die zum Teil den Substratablenkabschnitt 150 bildet, und wird durch eine erste und zweite elektromagnetische Projektionslinse 116 und 121 auf ein Substrat projiziert. Auf diese Weise wird ein Bild der Belichtungsmaske 110 in einem bestimmten Verkleinerungsverhältnis von beispielsweise 1/10 auf das Substrat übertragen.
Der Substratablenkabschnitt 150 enthält einen fünften elektrostatischen Deflektor 119 und einen elektromagnetischen Deflektor 120, die den Elektronenstrahl EB so ablenken, dass ein Bild der Struktur der Belichtungsmaske 110 auf eine vorgegebene Position auf das Substrat projiziert wird.
Der Substratablenkabschnitt 150 enthält ferner eine dritte und vierte Korrekturspule 117 und 118, um die Ablenkaberration des Elektronenstrahls EB auf dem Substrat zu korrigieren.
Die Säulenzellensteuerung 23 enthält dagegen eine Elektronenkanonensteuereinheit 202, eine Steuereinheit 203 für das elektrooptische System, eine Maskenablenksteuereinheit 204, eine Maskenbühnensteuereinheit 205, eine Ausblendsteuereinheit 206 und eine Substratablenksteuereinheit 207. Davon steuert die Elektronenkanonensteuereinheit 202 die Elektronenkanone 101 durch Regeln der Beschleunigungsspannung, der Strahlungsbedingungen und dergleichen des Elektronenstrahls EB. Die Steuereinheit 203 für das elektrooptische System regelt Parameter, wie etwa die Beträge der in die elektromagnetischen Linsen 102, 105, 108, 111, 114, 116 und 121 fließenden Ströme, so dass die Vergrößerungen, die Brennpunktpositionen und dergleichen der das elektrooptische System bildenden elektromagnetischen Linsen eingestellt werden. Die Ausblendsteuereinheit 206 regelt die an eine Ausblendelektrode 127 angelegte Spannung, so dass der vor Beginn der Belichtung erzeugte Elektronenstrahl EB auf die Abschirmung 115 abgelenkt wird. Im Ergebnis hindert die Ausblendsteuereinheit 206 den Elektronenstrahl EB daran, vor der Belichtung auf das Substrat appliziert zu werden.
Die Substratablenksteuereinheit 207 steuert die an den fünften elektrostatischen Deflektor 119 angelegte Spannung und den Betrag des in den elektromagnetischen Deflektor 120 fließenden Stroms, so dass der Elektronenstrahl EB auf eine vorgegebene Position auf dem Substrat abgelenkt wird. Die oben beschriebenen Einheiten 202 bis 207 werden gemeinsam vom Gesamtsteuersystem 26 gesteuert, wie etwa einem Arbeitsplatzrechner.
3 ist eine schematische Darstellung von Säulenzellensteuerungen 31 des Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgeräts. Die Säulenzellensteuerungen 31 gehören jeweils den Säulenzellen 11 an und sind über einen Bus 34 an das Gesamtsteuersystem 26 angeschlossen, um das gesamte Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgerät zu steuern. Ein Gesamtspeicher 33 speichert alle Daten, wie etwa Belichtungsdaten, die von den Säulenzellen benötigt werden. Der Gesamtspeicher 33 ist ebenfalls über den Bus 34 an das Gesamtsteuersystem 26 angeschlossen.
Bei dem wie oben beschrieben aufgebauten Multisäulen-Elektronenstrahl-Belichtungsgerät werden vom Gesamtspeicher 33 Belichtungsdaten über eine Struktur, die durch Belichtung auf einen auf einer Waferbühne 13 befestigten Wafer 12 zu übertragen ist, an entsprechende Säulenzellenspeicher 35 der Säulenzellensteuerungen 31 gesendet. Die übertragenen Belichtungsdaten werden in Korrektureinheiten 36 korrigiert und in Belichtungsdaten-Umwandlungseinheiten 37 zur eigentlichen Belichtung benötigte Daten umgewandelt. Auf diese Weise wird auf jeweils den Säulenzellen 11 zugeordneten Bestrahlungsbereichen auf dem Wafer 12 die gleiche Struktur belichtet. Jede der Korrektureinheiten 36 enthält eine Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit 36a und eine Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit 36b, die später beschrieben werden.
(Zeichnungsstrukturränge)
Das oben beschriebene Lithographiegerät wird verwendet, um Bauelementstrukturen auf einer Probe auszubilden. Die Bauelementstrukturen umfassen verschiedene Arten von Strukturen: Gatterstrukturen, Schaltverbindungsstrukturen, Abschirmstrukturen, Kontaktlochstrukturen Stromleitungsstrukturen, Dummystrukturen und dergleichen. Diese Bauelementstrukturen haben verschiedene Funktionen in einem Bauelement. Die für die Bildungspositionen und -größen erforderlichen Genauigkeiten unterscheiden sich zwischen den Bauelementstrukturen.
Da beispielsweise die Position und die Größe einer Gatterstruktur die Bauelementeigenschaften bestimmen, ist für die Gatterstruktur eine hohe Zeichnungsgenauigkeit erforderlich. Auch wenn die tatsächlich ausgebildeten Positionen und Größen einer Stromleitungsstruktur, einer Dummystruktur und dergleichen vom Vorgabewert mehr oder weniger abweichen, hat solch eine Abweichung hingegen lediglich eine geringe Wirkung auf das Leistungsvermögen des Bauelements. Demgemäß muss die Zeichnungsgenauigkeit für solche Bauelementstrukturen nicht hoch sein.
Daher ist der für Bauelementstrukturen erforderliche Genauigkeitsbereich, der von einer hohen Genauigkeit zu einer niedrigen Genauigkeit reicht, in vorgegebene Bereiche unterteilt. Die gleichmäßigen Bereiche werden als Ränge bezeichnet. Beispielsweise umfassen die Ränge drei Ränge: hoher Rang, mittlerer Rang und niedriger Rang. Ein höherer Rang erfordert eine höhere Genauigkeit und gibt an, dass der Grad der Wichtigkeit einer Bauelementstruktur des Ranges höher ist. Solch eine Ranginformation wird verwendet, um den Zeichnungsdurchsatz zu verbessern. Faktporen, die zur Schwierigkeit der Verbesserung des Durchsatzes beitragen, schließen eine kleine Zeichnungsfläche pro Schuss und eine lange Wartezeit bei Strahlablenkung ein. Demgemäß kann der Durchsatz durch Erhöhen der Zeichnungsfläche pro Schuss erhöht werden. In diesem Fall kann allerdings die Genauigkeit abnehmen. Um genau zu sein, die Steigerung der Zeichnungsfläche erhöht infolge von Coulomb-Effekten den Strombetrag, um die Diffusion von Elektronen herbeizuführen, was zu Schwierigkeiten führt, eine gewünschte Zeichnungsstruktur zu erhalten.
Andererseits kann eine Verkürzung der Wartezeit bei Strahlablenkung den Gesamtdurchsatz verbessern, führt aber zur Applikation eines Elektronenstrahls, dessen Position nicht stabil ist. Entsprechend kann die Genauigkeit sinken.
Die oben beschriebenen Durchsatzverbesserungsmaßnahmen können für hochrangige Bauelementstrukturen nicht verwendet werden, weil Genauigkeit für die hochrangigen Bauelementstrukturen oberste Priorität ist. Andererseits ist hohe Genauigkeit für niederrangige Bauelementstrukturen nicht erforderlich und selbst wenn die Zeichnungspositionen und dergleichen einen gewissen Fehler aufweisen, haben solche Fehler nur geringe Auswirkungen auf das Bauelement. Demzufolge werden Durchsatzverbesserungsmaßnahmen für niederrangige Bauelementstrukturen verwendet.
Übrigens scheint das Verhältnis von niederrangigen Bauelementstrukturen zum gesamten herzustellenden Bauelement wenigstens 30% zu betragen, obgleich es vom jeweiligen Bauelement abhängt. Demgemäß kann der Durchsatz durch Durchsatzverbesserungsmaßnahmen nur für niederrangige Bauelementstrukturen verbessert werden, während die erforderliche Gesamtgenauigkeit sichergestellt wird.
(Unterteilung von Zeichnungsstrukturen)
4 zeigt die Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit 36a zur Erzeugung von Bestrahlungsbedingungen in Abhängigkeit von dem Rang einer Zeichnungsstruktur. Der Blockaufbau der Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit 36a umfasst ein Parameterauswahlmodul 42 und ein Strukturunterteilungsmodul 41. Die Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit 36a enthält zudem einen Obergrenzenspeicher 43, der die für eine Zeichnungsstrukturunterteilung nötigen oberen Grenzen speichert, wie etwa Flächeninhaltsobergrenzen.
Gemäß der Ranginformation über eine jede Zeichnungsstruktur berechnet das Parameterauswahlmodul 42 eine obere Grenze und führt die obere Grenze dem Strukturunterteilungsmodul 41 zu.
Das Strukturunterteilungsmodul 41 erhält eine Zeichnungsstruktur und eine obere Grenze zur Strukturunterteilung und erzeugt Teilzeichnungsstrukturen.
Für jede Zeichnungsstruktur wird eine zum Zeichnen nötige Information definiert, wie etwa die Zeichnungsstartposition der zu zeichnenden Struktur, die Größe der Struktur und den Grad der Wichtigkeit der Struktur. Solch eine Information wird im Zeichnungsstrukturspeicher 45 gespeichert.
Die 5A und 5B zeigen Beispiele von Zeichnungsstrukturen, die auf einer Probe auszubildenden Bauelementstrukturen entsprechen. In 5A wird angenommen, dass die Strukturen 51, 52 und 53 jeweils als hochrangig, mittelrangig und niederrangig eingestuft sind. Daten über solche Zeichnungsstrukturen werden im Zeichnungsstrukturspeicher 45 gespeichert. Für eine Zeichnungsstruktur 61, wie sie etwa in 6A gezeigt ist, sind die Zeichnungspositionskoordinatenwerte beispielsweise (X1, Y1). Die Zeichnungsstruktur 61 ist als eine Struktur definiert, deren Ursprung an der Position (X1, Y1) liegt und die Längen Lx und Ly in x- bzw. y-Richtung aufweist. 6B zeigt ein Beispiel einer Datenstruktur für die Zeichnungsstruktur von 6A. Diese Datenstruktur enthält Daten über die Zeichnungsposition und dergleichen und enthält zudem Daten über den Rang.
Im Fall, dass die Bauelementstruktur durch variable Rechteckstrahlbestrahlung gebildet wird, kann eine in einem Speicher gespeicherte Zeichnungsstruktur infolge einer Beschränkung der Bestrahlungsgröße des variablen Rechteckstrahls durch einen variablen Rechteckstrahl nicht in einem Schuss gezeichnet werden. Aus diesem Grund werden Zeichnungsstrukturdaten entsprechend der Größe, die mit dem variablen Rechteckstrahl bestrahlt werden kann, unterteilt. Was das Verfahren für diese Unterteilung betrifft, werden hier drei Regeln diskutiert: (1) eine Regel basierend auf einer oberen Grenze für eine Langseitenlänge eines Rechtecks, (2) eine Regel basierend auf einer oberen Grenze für einen Flächeninhalt eines Rechtecks und (3) eine Regel basierend auf oberen Grenzen für eine Rechtecklangseitenlänge und einen Rechteckflächeninhalt.
(1) Regel basierend auf einer oberen Grenze für eine Langseitenlänge eines Rechtecks
Die oberen Grenzen für eine Langseitenlänge eines Rechtecks werden mit SL(H), SL(M) und SL(L) bezeichnet, wenn die Zeichnungsstrukturränge jeweils hochrangig, mittelrangig und niederrangig sind. Diese oberen Grenzen weisen die folgende Beziehung auf: SL(H) < SL(M) < SL(L).
Bei einer Zeichnungsstruktur hohen Ranges wird die Zeichnungsstruktur derart unterteilt, dass jede Rechtecklangseitelänge SL(H) oder weniger beträgt. Für die Struktur 51 von 5B werden Sx1 und Sy1 derart gewählt, dass von Sx1 und Sy1 das Längere SL(H) oder weniger beträgt.
Gleicherweise wird die Zeichnungsstruktur 52 mittleren Ranges derart in Zeichnungsstrukturen unterteilt, dass jede Rechtecklangseitenlänge SL(M) oder weniger beträgt. Für die Struktur 52 von 5B werden Sx2 und Sy2 derart ausgewählt, dass von Sx2 und Sy2 das Längere SL(M) oder weniger beträgt. Gleicherweise werden bei der Zeichnungsstruktur 53 niedrigen Ranges in 5B Sx3 und Sy3 derart ausgewählt, dass von Sx3 und Sy3 das Längere SL(L) oder weniger beträgt.
Solche oberen Grenzen SL(H), SL(M) und SL(L) werden im Obergrenzenspeicher 43 gespeichert. 7A zeigt ein Beispiel der Datenkonfiguration des Obergrenzenspeichers 43. Wie 7A zeigt, weist ein durch eine der Ranginformation über eine Zeichnungsstruktur entsprechende Adresse bezeichneter Speicherbereich im Obergrenzenspeicher 43 eine definierte, der Ranginformation entsprechende obere Grenze auf. Der Fall hohen Rangs entspricht beispielsweise einer Adresse HL im Obergrenzenspeicher und im durch die Adresse HL angegebenen Bereich wird SL(H) definiert.
Durch wie oben beschriebenes Bestimmen einer dem Rang entsprechenden Adresse im Obergrenzenspeicher 43, entnimmt das Parameterauswahlmodul 42 eine dem Rang entsprechende obere Grenze. Auf der Grundlage der entnommenen oberen Grenze unterteilt das Strukturunterteilungsmodul 41 eine Zeichnungsstruktur, um neue Zeichnungsstrukturdaten zu erzeugen.
Unter Verwendung der oben beschriebenen Regel basierend auf einer Langseitenlängenobergrenze kann der Strombetrag bestimmt werden. Um genau zu sein, bei einer Zeichnungsstruktur niedrigen Rangs wird eine hohe obere Grenze festgesetzt, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern, und bei einer Zeichnungsstruktur hohen Ranges wird eine niedrige obere Grenze festgesetzt, um den Strombetrag zu reduzieren, und folglich werden Auswirkungen von Coulomb-Effekten und dergleichen so reduziert, dass eine hochgenaue Zeichnung ausgeführt werden kann.
(2) Regel basierend auf einer oberen Grenze für einen Flächeninhalt eines Rechtecks
Obere Grenzen für einen Flächeninhalt eines Rechtecks werden mit SA(H), SA(M) und SA(L) bezeichnet, wenn die Zeichnungsstrukturränge jeweils hochrangig, mittelrangig und niederrangig sind. Diese oberen Grenzen weisen die folgende Beziehung auf: SA(H) < SA(M) < SA(L).
Bei einer Zeichnungsstruktur hohen Ranges wird die Zeichnungsstruktur derart unterteilt, dass jeder Rechteckflächeninhalt SA(H) oder weniger beträgt. Für die Struktur 51 von 5B werden Sx1 und Sy1 derart gewählt, dass Sx1 × Sy1 SA(H) oder weniger beträgt.
Gleicherweise wird bei einer Zeichnungsstruktur mittleren Ranges die Zeichnungsstruktur derart unterteilt, dass jeder Rechteckflächeninhalt SA(M) oder weniger beträgt. Für die Struktur 52 von 5B werden Sx2 und Sy2 derart ausgewählt, dass Sx2 × Sy2 SA(M) oder weniger beträgt. Gleicherweise werden bei der Zeichnungsstruktur 53 niedrigen Ranges Sx3 und Sy3 derart ausgewählt, dass Sx3 × Sy3 SA(L) oder weniger beträgt.
Ebenso wie bei den oberen Grenzen für die Langseitenlänge werden im Obergrenzenspeicher 43 auch die oberen Grenzen für den Flächeninhalt gespeichert. Durch Bestimmen einer dem Rang entsprechenden Adresse wird eine obere Grenze ermittelt. Beispielsweise entspricht der Fall hohen Rangs einer Adresse HA im Obergrenzenspeicher 43 und in dem durch die Adresse angegebenen Bereich wird SA(H) definiert.
Das Strukturunterteilungsmodul 41 erhält die vom Parameterauswahlmodul 42 bestimmte Flächeninhaltsobergrenze und eine vom Zeichnungsstrukturspeicher 45 beschaffte Zeichnungsstruktur und unterteilt die Zeichnungsstruktur gemäß der Ranginformation in Zeichnungsstrukturen, die jeweils der Form eines Strahlschusses entsprechen.
Übrigens werden bei hohem Rang Sx1 und Sy1, die erfüllen, dass Sx1 × Sy1 SA(H) oder weniger beträgt, vorzugsweise derart ausgewählt, dass das Verhältnis zwischen Sx1 und Sy1 ungefähr 1:1 beträgt.
Unter Verwendung der oben beschriebenen Regel basierend auf Flächeninhaltsobergrenzen kann der Strombetrag bestimmt werden. Demgemäß wird bei einer Zeichnungsstruktur niedrigen Rangs eine hohe obere Grenze festgesetzt, um die Verarbeitungsgeschwindigkeit zu verbessern, und bei einer Zeichnungsstruktur hohen Ranges wird eine niedrige obere Grenze festgesetzt, um den Strombetrag zu reduzieren, und folglich werden Auswirkungen von Coulomb-Effekten und dergleichen so reduziert, dass eine hochgenaue Zeichnung ausgeführt werden kann.
(3) Regel basierend auf oberen Grenzen für eine Rechtecklangseitenlänge und einen Rechteckflächeninhalt
Wenn eine Regel auf der Grundlage einer Flächeninhaltsobergrenze festgesetzt wird, wird für einen hohen Rang eine kleine obere Grenze festgelegt, weil erwünscht ist, dass der Strombetrag mit zunehmendem Rang abnimmt. Beispielsweise wird eine Flächeninhaltsobergrenze von 0,5 μm² angenommen. Die oben beschriebene Bedingung erfüllende mögliche Teilzeichnungsstrukturen umfassen diverse, wie etwa die in den 8A bis 8C gezeigten. 8A zeigt einen Fall, bei dem ein großer Unterschied zwischen der Länge der Lang- und der Kurzseite eines Rechtecks besteht, d. h. den Fall einer langen, schmalen Struktur. Diese Struktur erfüllt die Regel der Flächeninhaltsabergrenze. Allerdings kann es bei der tatsächlichen Aufstrahlung dieser Struktur zu einer Fehlausrichtung am Übergang zwischen Strukturen kommen, wenn die Struktur in der Richtung der Langseiten der Struktur mit einer Struktur verbunden wird.
Wie oben beschrieben umfassen die Faktoren, die eine Verminderung der Strukturgenauigkeit verursachen, die Größenordnung des Strombetrags und das Verhältnis zwischen den Längen der Lang- und Kurzseite einer Zeichnungsstruktur.
Wenn der Strombetrag ein Anliegen ist, kann eine Struktur gemäß einer Flächeninhaltsobergrenze unterteilt werden. Allerdings kann bei großem Verhältnis zwischen den Längen der Lang- und Kurzseite, d. h. bei einer langen, schmalen Struktur, die Genauigkeit einer Struktur sinken, selbst wenn der Flächeninhalt der Struktur klein ist.
Aus diesem Grund wird eine Struktur gemäß Regeln sowohl für eine Flächeninhaltsobergrenze als auch eine Langseitenlängenobergrenze in Zeichnungsstrukturen unterteilt, die mit hoher Genauigkeit gezeichnet werden können.
Es wird unterstellt, dass Strukturen auf der Grundlage einer Flächeninhaltsobergrenze (beispielsweise eine obere Grenze von 0,5 μm² für hohen Rang) unterteilt sind, so dass die in 8A bis 8C gezeigten Strukturen erhalten werden. In diesem Stadium erfüllen die Strukturen von 8B und 8C die Bedingung für die Flächeninhaltsobergrenze.
Als nächstes werden die gemäß der Flächeninhaltsobergrenze unterteilten Strukturen gemäß einer Langseitenlängenobergrenze (d. h. einer oberen Grenze von 1 μm für hohen Rang) weiter unterteilt. Die Strukturen von 8A bis 8C werden jeweils gemäß der Bedingung für die Langseitenlängenobergrenze in Strukturen unterteilt, wie sie etwa in den 8D bis 8F gezeigt sind. Diese durch Unterteilung erhaltenen Strukturen, wie etwa die in 8D bis 8F gezeigten, erfüllen sowohl die Flächeninhaltsobergrenze als auch die Langseitenlängenobergrenze.
9 ist ein Ablaufplan für einen Prozess zur Unterteilung einer Zeichnungsstruktur unter den Bedingungen der oberen grenzen für eine Rechtecklangseite und einen Rechteckflächeninhalt.
Zuerst wird in Schritt S11 eine Initialisierung ausgeführt. Bei der Initialisierung werden im Obergrenzenspeicher 43 ein Flächeninhaltsobergrenzenparameter SA(Rang) und ein Langseitenlängenobergrenzenparameter SL(Rang) festgelegt.
Als nächstes werden in Schritt S12 dem Strukturunterteilungsmodul 41 und dem Parameterauswahlmodul 42 vom Zeichnungsstrukturspeicher 45 Daten über eine Zeichnungsstruktur zugeführt. Die Zeichnungsstrukturdaten enthalten Informationen wie etwa eine zum Ausbilden einer Zeichnungsstruktur definierte Zeichnungsstartposition einer Struktur, die Größe der Struktur und den Rang, der die Wichtigkeit der Struktur angibt.
Dann wird in Schritt S13 auf den Obergrenzenspeicher 43 durch Angeben einer der in den in Schritt S12 ermittelten Zeichnungsstrukturdaten enthaltenen Zeichnungsstrukturranginformation entsprechenden Adresse zugegriffen.
Anschließend wird in Schritt S14 ein der Ranginformation entsprechender Flächeninhaltsobergrenzenparameter (SA(H), SA(M) oder SA(L) bestimmt. Es wird eine obere Grenze bestimmt, die in einem durch die Adresse im in Schritt S13 abgerufenen Obergrenzenspeicher 43 angegebenen Bereich definiert ist.
Als nächstes werden in Schritt S15 die Zeichnungsstrukturdaten unter Verwendung des Flächeninhaltsobergrenzenparameters unterteilt. Der jeweils zu zeichnende Flächeninhalt verringert sich mit zunehmendem Rang einer Bauelementstruktur. Beispielsweise werden bei der in 5B gezeigten Zeichnungsstruktur Sx1 und Sy1 derart bestimmt, dass Sx1 × Sy1 SA(H) oder weniger beträgt. Obgleich es eine Vielzahl von denkbaren Teilstrukturen gibt, die die Flächeninhaltsobergrenze erfüllen, beträgt das Verhältnis zwischen Lang- und Kurzseite vorzugsweise ungefähr 1:1, wenn eine Teilgröße nur durch die Flächeninhaltsobergrenze bestimmt ist. Übrigens kann bei diesem Prozess, da in einem späteren Stadium eine Langseitenlängenobergrenze bestimmt wird, eine Einteilung in lange, schmale Strukturen ausgeführt werden.
Anschließend wird in Schritt S16 gemäß der Ranginformation ein Langseitenlängenobergrenzenparameter (SL(H), SL(M) oder SL(L) bestimmt. Es wird eine obere Grenze entnommen, die in einem durch die Adresse im in Schritt S13 abgerufenen Obergrenzenspeicher 43 angegebenen Bereich definiert ist.
Als nächstes werden die gemäß der Flächeninhaltsobergrenze unterteilten Zeichnungsstrukturdaten in Schritt S17 unter Verwendung des Langseitenlängenobergrenzenparameters weiter unterteilt.
Dann wird in Schritt S18 die Zeichnung unter den in Schritt S17 erzeugten Bestrahlungsbedingungen ausgeführt.
Anschließend wird in Schritt S19 bestimmt, ob die Zeichnung für alle Zeichnungsstrukturen abgeschlossen ist oder nicht. Wenn die Zeichnung für alle Zeichnungsstrukturen abgeschlossen ist, wird der Prozess beendet.
Anstatt eine Zeichnungsstruktur im Strukturunterteilungsmodul 41 wie oben beschrieben zu unterteilen, kann der Zeichnungsstrukturspeicher 45 übrigens Daten speichern, bei denen eine Zeichnungsstruktur im Vorhinein unterteilt wird, so dass es mit einem variablen Rechteckstrahl gezeichnet werden kann. In diesem Fall wird die Zeichnung gemäß den im Zeichnungsstrukturspeicher 45 gespeicherten Daten ausgeführt.
Als nächstes wird die Zeichnung gemäß Zeichnungsstrukturrang bei einer Character-Projektionslithographie beschrieben, für welche eine Lochmaske angefertigt ist.
10A zeigt Beispiele von Zeichnungsstrukturen, nämlich eine hochrangige Zeichnungsstruktur 72 und eine niederrangige Zeichnungsstruktur 71. 10B zeigt ein Beispiel einer streifenförmigen Lochmaske 73. Hier ist der Fall gezeigt, dass sowohl die hochrangige Zeichnungsstruktur 72 als auch die niederrangige Zeichnungsstruktur 71 lange, schmale Strukturen sind und dass diese Strukturen unter Verwendung der Lochmaske 73 ausgebildet werden können. Für die niederrangige Zeichnungsstruktur 71 ist keine hohe Genauigkeit erforderlich und daher kann die Größe des Strahls erhöht werden. Wie durch den Strahlquerschnitt 74 in 10B angegeben, wird ein ausgewählter Bereich (in 10B durch Schrägstriche angezeigt) so groß eingestellt, dass ein großer Teilbereich der Lochmaske 73 darin eingeschlossen ist. Demgemäß wird der Bereich einer zu zeichnenden Struktur jeweils breit festgelegt. Bei der Struktur 71 von 10A werden Teilbereiche mit Schrägstrichen jeweils unter Verwendung des ausgewählten Teilbereichs der Lochmaske 73 gezeichnet. Für die hochrangige Zeichnungsstruktur 72 ist eine hohe Genauigkeit erforderlich und deshalb kann die Strahlgröße nicht erhöht werden. Wie durch den Strahlquerschnitt 75 in 10B dargestellt, wird demgemäß ein ausgewählter Teilbereich (in 10B durch Gegenschrägstriche angegeben) schmal eingestellt. Auf diese Weise wird die Zeichnung unter Feinunterteilung einer Zeichnungsstruktur ausgeführt. Bei der Struktur 72 von 10A wird ein Teilbereich mit Gegenschrägstrichen unter Verwendung des ausgewählten Teilbereichs der Lochmaske 73 gezeichnet.
In diesem Fall wird wie im Fall des variablen Rechteckstrahls entsprechend einen Rang eine Strahlgröße bestimmt und es wird entsprechend der Größe ein Teil einer Lochmaske ausgewählt. Beispielsweise werden entsprechend dem Rang eine zu wählende Lochmaske und obere Grenzen für die Größe der Lochmaske in x- und y-Richtung bestimmt.
(Einstellung der Wartezeit für die Ablenkungseinstellung)
Als nächstes wird die Auswahl der Wartezeit für die Ablenkungseinstellung in Abhängigkeit vom Rang beschrieben.
11 zeigt eine nach Ablenkung eines Elektronenstrahls erhaltene Elektronenstrahleinstellkurve. In 11 repräsentiert die horizontale Achse die Zeit und die vertikale Achse repräsentiert den Betrag der Änderung der Position eines Strahls. In einem Elektronenstrahl-Lithographiegerät wird nach Ausführung einer Zeichnung durch Schießen eines Elektronenstrahls auf eine vorgegebene Position der Elektronenstrahl so abgelenkt, dass die Position des Strahls zu einer nächsten Schussposition geändert werden kann. Wenn beispielsweise die Position des Strahls unter Verwendung eines Oktopolardeflektors abgelenkt wird, werden die Richtung und der Betrag der Bewegung des Strahls durch Bestimmung der jeweils an acht Elektroden anzulegenden Spannungen bestimmt. 11 ist ein Graph, der eine Situation zeigt, bei der sich der Betrag der Änderung der Position eines Strahls nach Anlegen einer Ablenkspannung an eine Elektrode einpendelt. Wenn eine Bauelementstruktur gezeichnet wird, die eine hohe Genauigkeit erfordert, ist es nötig, zu warten, bis sich der Betrag der Änderung der Strahlposition in der Einstellkurve von 11 einpendelt, beispielsweise bis zum Zeitpunkt t2. Obgleich es eine bestimmte Zeit dauert, bis sich die Strahlposition einpendelt, wird dagegen die Strahlposition auch zu einem früheren Zeitpunkt, wie etwa dem Zeitpunkt t1, in die Umgebung der nächsten Schussposition bewegt. Demgemäß spielt es für Strukturen, die keine hohe Genauigkeit erfordern, keine Rolle, wenn das Zeichnen vor dem Einpendeln gestartet wird. Die Wartezeit für die Ablenkeinpendelung wird zudem entsprechend dem Rang einer Bauelementstruktur eingestellt.
Die Bestimmung der Einpendelwartezeit wird ausgeführt, wenn ein Elektronenstrahl abgelenkt wird, wie etwa der Zeitpunkt, wenn die Hauptablenkung oder die Subablenkung ausgeführt wird, wenn ein variabler Rechteckstrahl gebildet wird oder dergleichen. 12 zeigt in einem Blockdiagramm den Aufbau der Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit 36b.
Die Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit 36b enthält ein Zwischenschuss-Maximaländerungsbetrag-Entnahmemodul 76 und einen Wartezeitdefinitionsspeicher 78.
Der Zwischenschuss-Maximaländerungsbetrag-Entnahmemodul 76 erhält die an jeden Deflektor (Ablenkelektroden) auszugebenden Ablenkdaten, die im Zeichnungsstrukturspeicher 45 gespeichert sind, und entnimmt jedes Mal, wenn Ablenkausgangsgrößen geändert werden, einen Maximaländerungsbetrag, d. h. in jedem Intervall von Schuss zu Schuss. Wenn ein Deflektor acht Elektroden besitzt, umfassen die an jeden Deflektor auszugebenden Ablenkdaten beispielsweise für jede der acht Elektroden festgelegte Ablenkdaten.
Die Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit 36b entnimmt Ranginformation über die vom Zeichnungsstrukturspeicher 45 zugeführte Zeichnungsstruktur und wählt im Wartezeitdefinitionsspeicher 78 einen dem Rang entsprechenden Speicherbereich. Ferner entnimmt die Einpendelartezeit-Bestimmungseinheit 36b einen Zwischenschuss-Maximaländerungsbetrag und entnimmt unter Verwendung dessen Werts (Ablenkbewegungsbetrag eines Elektronenstrahls) davon als Adresse eine Wartezeit aus dem Speicherbereich, der dem rang entspricht.
In 12 wird beispielsweise folgendes angenommen: Der vom Zwischenschuss-Maximaländerungsbetrag-Entnahmemodul 76 entnommene Ablenkbewegungsbetrag ist Dm und der dem Rang entsprechende Speicherbereich ist der Bereich 2. In diesem Fall ist ein der Adresse Dm entsprechender Wert Tw im Speicherbereich 2 die Wartezeit.
7B zeigt ein Beispiel des Datenaufbaus des Wartezeitdefinitionsspeichers 78.
Wie in 7B gezeigt, sind für die Ränge jeweils Speicherbereiche vorgesehen. Durch Bestimmen eines jeden Bereichs unter Verwendung eines Ablenkbewegungsbetrags als Adresse, kann eine dem Rang entsprechende Einpendelwartezeit entnommen werden. Eine dem Rang entsprechende Einpendelwartezeit kann beispielsweise wie folgt entnommen werden: Bei einem Ablenkbewegungsbetrag Dm sind die Einpendelwartezeiten für niedrigen rang, mittleren Rang und hohen Rang 30 ns, 70 ns bzw. 100 ns.
(Beschreibung des Elektronenstrahl-Lithographieverfahrens)
Als nächstes wird ein Elektronenstrahl-Lithographieverfahren im oben beschriebenen Elektronenstrahl-Lithographiegerät beschrieben.
13 ist ein Ablaufplan zur Erläuterung eines Lithographieverfahrens durch ein Elektronenstrahl-Lithographiegerät gemäß diesem Ausführungsbeispiel.
Zuerst werden in Schritt S21 Daten über eine Zeichnungsstruktur ermittelt, welche die einer für die Zeichnungsstruktur erforderlichen Genauigkeit entsprechende Ranginformation enthalten.
Dann werden in Schritt S22 auf der Grundlage der in Schritt S21 erhaltenen Ranginformation eine obere Grenze oder obere Grenzen für die Größe einer Teilzeichenstruktur zur Unterteilung der Zeichnungsstruktur erhalten. Als obere Grenze oder obere Grenzen werden bei einem variablen Rechteckstrahl eine obere Grenze für eine Rechtecklangseitenlänge und eine obere Grenze für einen Rechteckflächeninhalt bestimmt und bei Character-Projektionslithographie wird eine obere Grenze für einen ausgewählten Bereich auf der Lochmaske bestimmt. Unter Verwendung einer der Ranginformation entsprechenden Adresse werden durch Adressierung des Obergrenzenspeichers 43, in dem die entsprechend dem Rang im Vorhinein bestimmten oberen Grenzen aufgeführt sind, die obere Grenze oder die oberen Grenzen entnommen.
Als nächstes werden in Schritt S23 Teilzeichnungsstrukturen innerhalb der in Schritt S22 erhaltenen oberen Grenze oder der oberen Grenzen bestimmt. Beispielsweise werden bei einer oberen Grenze, die eine obere Grenze für den Flächeninhalt eines variablen Rechtecks ist, Teilzeichnungsstrukturen derart bestimmt, dass deren Flächeninhalt kleiner ist als die Flächeninhaltsobergrenze und dass das Verhältnis zwischen der Lang- und Kurzseite ungefähr 1:1 beträgt.
Anschließend wird in Schritt S24 auf der Grundlage von Ranginformation eine Einpendelwartezeit nach Strahlablenkung bestimmt. Gleicherweise wie die obere Grenze wird die Einpendelwartezeit ebenfalls im Vorhinein im Wartezeitdefinitionsspeicher 78 gespeichert. Durch Adressieren des Wartezeitdefinitionsspeichers 78 unter Verwendung einer der Ranginformation entsprechenden Adresse wird eine dem Rang entsprechende Einpendelwartezeit entnommen.
Dann wird in Schritt S25 entsprechend den Teilzeichnungsstrukturen und der Einpendelwartezeit ein Elektronenstrahl auf eine Probe appliziert, um eine Bauelementstruktur zu erzeugen.
Wie oben beschrieben, wird beim Elektronenstrahl-Lithographiegerät und beim Elektronenstrahl-Lithographieverfahren gemäß diesem Ausführungsbeispiel eine Zeichnungsstruktur entsprechend dem Rang der Zeichnungsstruktur unterteilt und eine Ablenkeinpendelwartezeit wird entsprechend dem Rang der Zeichnungsstruktur eingestellt. Beispielsweise bei einem hohen Rang der Zeichnungsstruktur, da eine hochgenaue Zeichnung erforderlich ist, die Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl mit in kleine Strukturen unterteilter Zeichnungsstruktur ausgeführt. Darüber hinaus wird die Einpendelwartezeit nach Ablenkung derart eingestellt, dass eine ausreichende Zeitdauer verstreicht, bevor sich der Elektronenstrahl einpendelt. Andererseits ist bei einem niedrigen Rang der Zeichnungsstruktur keine hochgenaue Zeichnung erforderlich. Demgemäß wird die Bestrahlung mit dem Elektronenstrahl mit in große Strukturen unterteilter Teilzeichnungsstruktur ausgeführt und die Einpendelwartezeit nach Ablenkung derart kurz festgelegt, dass die Bestrahlung ausgeführt wird, wenn der Elektronenstrahl eine Bestrahlungsposition erreicht, selbst bevor sich ein Elektronenstrahl einpendelt. Auf diese Weise wird es möglich, die Erzeugung einer Bauelementstruktur mit hoher Geschwindigkeit mit ausreichender Gesamtgenauigkeit auszuführen.
Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung eine Patentanmeldung ist (auf die Art. 19 des Industrial Technology Enhancement Act Anwendung findet), welche ein Ergebnis der von der japanischen Regierung oder dergleichen in Auftrag gegebenen Forschung (in einem vom den New Energy and industrial Technology Development Organization im Fiskaljahr 2008 in Auftrag gegebenen Projekt namens „Entwicklung umfangreicher Optimierungstechnologien zur Verbesserung des Maskendesigns, der Maskenstrukturierung und der Maskenuntersuchung”) ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004-88071 A [0003]
JP 2004-72123 A [0007]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

T. Haraguchi et al., J. Vac. Sci. Technol. 2004, B22, 985 [0004]

Claims

Elektronenstrahl-Lithographiegerät, enthaltend: einen Speicher zum Speichern von Daten über eine Zeichnungsstruktur, denen ein einer Genauigkeit, die für eine auf einer Probe auszubildenden Bauelementstruktur erforderlich ist, entsprechender Rang zugeordnet ist, eine Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit zur Erzeugung von Daten über Teilzeichnungsstrukturen, die durch Unterteilung der Zeichnungsstruktur entsprechend dem Rang erhalten werden, eine Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit zur Bestimmung einer Einpendelwartezeit, bis eine Strahlungsposition eines Elektronenstrahls nach der Ablenkung des Elektronenstrahls einpendelt, entsprechend dem Rang, und eine Steuerung zum Zeichnen der Bauelementstruktur während Einstrahlung des Elektronenstrahls auf der Grundlage der dem Rang entsprechenden Daten über die Teilzeichnungsstrukturen und der dem Rang entsprechenden Einpendelwartezeit.
Elektronenstrahl-Lithographiegerät nach Anspruch 1, ferner enthaltend: eine Strahlformungseinheit, um den Elektronenstrahl wenigstens in eine Rechteckform zu formen und den Elektronenstrahl durch Auswählen eines Teils einer vorgegebenen Maskenstruktur zu formen, wobei bei Formung des Elektronenstrahls in Rechteckform die Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit wenigstens eines von einer oberen Grenze für eine Langseitenlänge einer jeden Teilzeichnungsstruktur und einer oberen Grenze für einen Flächeninhalt der Teilzeichnungsstruktur auf der Grundlage des Rangs der Zeichnungsstruktur bestimmt und die Zeichnungsstruktur gemäß wenigstens einer der oberen Grenzen in Teilzeichnungsstrukturen unterteilt, und bei Formung des Elektronenstrahls durch Auswählen eines Teils der vorgegebenen Maskenstruktur die Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit auf der Grundlage des Rangs der Zeichnungsstruktur eine obere Grenze für einen Teilbestrahlungsbereich der Maskenstruktur bestimmt und gemäß der oberen Grenze einen Nutzungsbereich der Maskenstruktur bestimmt, und die Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit die Einpendelwartezeit auf der Grundlage des Rangs entsprechend einem Ablenkbewegungsbetrag des Elektronenstrahls bestimmt.
Elektronenstrahl-Lithographiegerät nach Anspruch 2, bei dem die Teilzeichnungsstrukturdaten-Erzeugungseinheit einen Obergrenzenspeicher enthält, in dem die obere Grenze für jeden der Ränge definiert ist, und die obere Grenze durch Angeben einer dem Rang entsprechende Adresse im Obergrenzenspeicher bestimmt, und die Einpendelwartezeit-Bestimmungseinheit einen Wartezeitspeicher enthält, in dem die Wartezeit für jeden der Ränge definiert ist, und die Einpendelwartezeit durch Angeben einer Adresse eines Speicherbereichs im Wartezeitspeicher entsprechend sowohl dem Rang als auch dem Ablenkbewegungsbetrag des Elektronenstrahls bestimmt.
Elektronenstrahl-Lithographiegerät nach Anspruch 3, bei dem die Ränge durch einen vorgegebenen Genauigkeitsbereich in eine Vielzahl von Rängen von niedrigem Rang bis hohem Rang eingeordnet sind, die obere Grenze vom hohen Rang zum niedrigem Rang zunimmt, und die Einpendelwartezeit vom hohen Rang zum niedrigem Rang abnimmt.
Elektronenstrahl-Lithographieverfahren unter Verwendung des Elektronenstrahl-Lithographiegeräts nach einem der Ansprüche 1 bis 4, enthaltend die folgenden Schritte: Erlangen von Daten über eine Zeichnungsstruktur, denen ein einer Genauigkeit, die für eine auf einer Probe auszubildenden Bauelementstruktur erforderlich ist, entsprechender Rang zugeordnet ist, Erlangen einer oberen Grenze für eine Größe einer Teilzeichnungsstruktur auf der Grundlage eines Ranges, wobei die obere Grenze verwendet wird, um Teilzeichnungsstrukturen durch Unterteilen der Zeichnungsstruktur zu erzeugen, Erzeugen von Daten über Teilzeichnungsstrukturen, die der oberen Grenze genügen, Bestimmen einer Einpendelwartezeit nach Ablenkung des Elektronenstrahls auf der Grundlage des Rangs und Einstrahlen des Elektronenstrahls auf die Probe entsprechend den Daten über die Teilzeichnungsstrukturen und die Einpendelwartezeit.