JP2004079646A - 露光方法、露光装置および露光データ処理方法 - Google Patents
露光方法、露光装置および露光データ処理方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】可変成形型電子ビーム露光装置および露光方法におけるビームXY差を抑制して精度の高い露光を行うこと。
【解決手段】相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置において、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類するデータ処理部1gと、データ処理部1gによって分類されたX方向パターン群とY方向パターン群とを用いた露光に合わせて基板を略90°回転させる回転部1fとを備えるものでもある。
【選択図】 図1
【解決手段】相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置において、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類するデータ処理部1gと、データ処理部1gによって分類されたX方向パターン群とY方向パターン群とを用いた露光に合わせて基板を略90°回転させる回転部1fとを備えるものでもある。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置、露光方法および露光データ処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
まず、可変成形型電子ビーム露光装置の露光ビームの形成方法について、図5の模式図に基づき説明する。電子ビーム光源1aから発せられた電子ビームは、第1アパーチャ1bを通って矩形ビームとなり、偏向電極1cで偏向されて、第2アパーチャ1dの一部を通り、最終的に試料上に照射されて矩形ビーム1eとなる。
【0003】
このとき、試料上に露光される矩形ビーム1eのサイズは、第1アパーチャ1bを通ったビームが、第2アパーチャ1dのどの部分(角)に照射されるかによって決定される。すなわち、偏向電極1cによるビームの偏向量がビームサイズを決めることになる。
【0004】
次に、露光ビームのビームサイズ調整方法について、図6の模式図に基づき説明する。ビームサイズの調整方法には、いくつかの種類があるが、基本的に上記説明のように形成された矩形ビームをステージ上などに形成された基準マークをスキャンさせることで行う。ここでは、ナイフエッジ法と呼ばれる代表的なビーム調整方法について説明する。
【0005】
例えば、試料上1μm□のビームを形成したい場合、図6に示す矩形ビーム2aを、シリコンなどで形成された基準マーク2bに対して、X方向およびY方向にスキャンさせ、基準マークの下部に設置したファラデーカップ2cで電子ビームを検出し、電子強度波形を得ることで、ビームサイズを測定する。
【0006】
測定した結果、X方向およびY方向のビームサイズが1μmになるように、図5に示す偏向電極1cに偏向補正量を加えて調整を行う。
【0007】
以上、簡単に可変成形型電子ビーム露光装置でのビームサイズ形成方法とその調整方法について説明したが、可変成形型電子ビーム露光方法ではその原理上、最終的に試料上に形成されるビームのX方向とY方向のビームサイズに生ずる誤差、いわゆるビームXY差の問題がある。ビームXY差を生ずる要因としては、
1)上記、偏向電極の特性および偏向電極に掛かる電圧の誤差
2)第1アパーチャおよび第2アパーチャのビーム形成部のコンタミネーション
3)上記、ビームサイズ調整に使用する基準マークの形成精度、コンタミネーション
4)上記ビームサイズ調整時の測定誤差
などが挙げられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記で説明したビームのXY差は、試料上に露光すべきX方向とY方向の混在したパターンの線幅均一性に影響を与えるため、非常にパターン線幅均一性が要求されるデバイスパターンの露光などでは大きな問題となる。
【0009】
例えば、デバイスパターンのゲート層では、ゲート線幅がトランジスタの動作速度を決めるため、ゲート線幅を高精度に形成しなければならない。よって、ゲート線幅がX方向とY方向とで混在する場合、電子ビームのXY差が、直接トランジスタの動作速度のバラツキにつながるため、ビームXY差の低減が非常に大きな課題となる。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光方法において、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類する工程と、X方向パターン群とY方向パターン群とのうちいずれか一方のパターン群を用いて基板に露光を行う工程と、基板を略90°回転させた後、X方向パターン群とY方向パターン群とのうち他方のパターン群を用いて基板に露光を行う工程とを備えている。
【0011】
また、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置において、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類するデータ処理手段と、データ処理手段によって分類されたX方向パターン群とY方向パターン群とを用いた露光に合わせて基板を略90°回転させる回転手段とを備えるものでもある。
【0012】
また、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置において、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とを外部から読み込むデータ入力手段と、データ入力手段によって入力されたX方向パターン群とY方向パターン群とを用いた露光に合わせて基板を略90°回転させる回転手段とを備えるものでもある。
【0013】
また、上記露光装置におけるデータ入力手段で読み込むデータを生成する露光データ処理方法においては、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類する方法でもある。
【0014】
このような本発明では、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類しており、最初の露光ではXY方向パターン群のいずれか一方を用いてパターンを形成し、次の露光では基板を略90°回転させて他方のパターン群のデータを用いてパターン形成するため、電子ビームの照射面形状としてはXY方向の一方を基準としたもののみを用いることができ、電子ビーム成形におけるXY差を抑制した精度の高い露光を行うことができるようになる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。本発明では次のような考え方を用いている。ビームのXY差は、矩形ビームを形成する限り発生し得る要素のため避けられない。そこで、非常に高精度な線幅均一性を要するパターンは、X方向またはY方向という一方向のビームのみで露光するようにする。そのためには、例えばX方向の線幅精度が必要なパターンを露光した後、試料を略90°回転させ、本来Y方向の線幅精度が必要なパターンをX方向にクリティカルなパターンとして露光する。
【0016】
試料を90°回転させる方法としては、例えば次のような方法が考えられる。
(1)露光装置にステージが略90°回転する機構を持たせ、一方向で露光した後、ステージを略90°回転させる。
(2)ステージ上に載置されるカセットに試料を装填する露光方法の場合、一方向で露光した後、カセットをステージ上から一旦搬出し、カセットを略90°回転させた後、ステージ上に再度カセットを載置する。
(3)ステージ上に載置されるカセットに試料を装填する露光方法の場合、一方向で露光した後、カセットをステージ上から一旦搬出し、さらにカセットから試料を搬出した後、試料を略90°回転させて再度カセットに装填し、カセットをステージ上に載置する。
【0017】
ここで、上記において本来X方向またはY方向の線幅均一性が必要なパターンの分類は、矩形パターンの短い方向を基準に選択することとする。これは、実際のデバイスパターンの露光を鑑みたもので、例えばゲート層の場合、トランジスタゲートを形成するパターンは、全てパターンの短い方の線幅均一性が求められるためである。
【0018】
図1は、本実施形態に係る露光装置(可変成形型電子ビーム露光装置)を説明する模式図である。電子ビーム光源1aから発せられた電子ビームは、第1アパーチャ1bを通って矩形ビームとなり、偏向電極1cで偏向されて、第2アパーチャ1dの一部を通り、最終的に基板等の試料上に照射されて矩形ビーム1eとなる。
【0019】
このとき、試料上に露光される矩形ビーム1eの照射面形状のサイズは、第1アパーチャ1bを通ったビームが、第2アパーチャ1dのどの部分(角)に照射されるかによって決定される。すなわち、偏向電極1cによるビームの偏向量がビームサイズを決めることになる。
【0020】
また、本実施形態の露光装置では、上記(1)〜(3)のうちいずれかの方法で試料を略90°回転させる回転部1fと、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類するデータ処理部1gとを備えている。
【0021】
さらには、試料を略90°回転させた後で、その試料の位置を検出するためのマーク検出部1hおよび回転後の位置を補正する位置補正部1iも備えている。なお、図1に示す構成ではデータ処理部1gを露光装置内に備える例を示しているが、このデータ処理部1gの代わりに、X方向パターン群とY方向パターン群とを外部の装置から得るデータ入力部を備えている構成であってもよい。
【0022】
この場合、外部のコンピュータ等から成る情報処理装置で、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類するデータ処理方法を例えばプログラムによって実現し、この処理によって得たX方向パターン群とY方向パターン群とをデータ入力部によって入力するようにする。これによって露光装置の処理負荷を軽減できるようになる。
【0023】
次に、図2のフローチャートに沿って本実施形態に係る露光方法を説明する。なお、以下の説明で図2に示されない符号は図1を参照するものとする。
【0024】
先ず、露光データ(A)を、矩形パターンのX方向の方が短いパターン群(A1)と、Y方向の方が短いパターン群(A2)に分類する(ステップS1)。露光データ(A)に属する全ての矩形パターンは、通常データフォーマット上でX方向およびY方向の長さの情報を有しているため、パターンを分類する方法としては、露光データ(A)の全ての矩形パターンについて、データ処理部1gもしくは外部のデータ処理装置を用いて、矩形パターンの持つXおよびY方向の長さの情報を識別させればよい。
【0025】
次に、X方向の方が短いパターン群(A1)を、試料上に露光する(ステップS2)。この露光を行った後、試料を略90°回転させる(ステップS3)。回転の方法は、上記説明した(1)〜(3)のうちいずれかを用いる。
【0026】
次いで、ステップS1で得た、Y方向の方が短いパターン群(A2)を露光データ上で90°回転させ(ステップS4)、パターン群(A3)を得る。その後、パターン群(A3)を試料上に露光する(ステップS5)。
【0027】
なお、上記ステップS3で試料を略90°回転させる際、回転位置誤差を精度よく補正するため、試料上または試料を載置する冶具(カセット等)にあらかじめ基準マークを形成しておき、試料回転後には基準マーク位置をマーク検出部1hで検出して、この検出結果に基づき回転前の位置に対して直交度および試料の歪など、位置補正部1iによって補正を加えるようにする。
【0028】
以下、具体的な実施例に沿って本発明を説明する。
【0029】
【実施例】
<実施例1>
図3(a)は本実施例で用いた露光パターンである。本実施例では、可変成形型電子ビーム露光装置を用いて、フォトマスク基板上にパターン形成した。図3(a)の中で、「→ ←」で挟んだ部分が線幅形成精度が要求される部分とし、所望とされる線幅はフォトマスク上0.5μmである。
【0030】
まず、リファレンスデータを得るため、図3(a)のパターンを可変成形型電子ビーム露光装置を用いて通常の露光方法でフォトマスク基板上に露光し、プロセス現像後の線幅をCD−SEM(測長走査型電子顕微鏡)を用いて測定した。結果、「→ ←」で示した 0.5μm幅ターゲットの部分について、X方向に相当する部分の平均線幅は 0.505μm、Y方向に相当する部分の平均線幅は 0.495μmとなり、XY差として 0.01μmの線幅均一性誤差を確認した。
【0031】
次に、本発明を用いて露光を実施した。まず、図3(a)の各々のパターンについて、パターンサイズの短い方向を基準として、図3(b)および図3(c)のようなパターン群に分類した。図3(b)はX方向にサイズが短いパターン群、図3(c)はY方向にサイズが短いパターン群である。
【0032】
はじめに、図3(b)のパターン群を露光した。次に、基板を略90°回転させた。基板はもともとカセットにセットしてステージ上に載置していたため、基板を一旦カセットから抜き出し、基板を略90°回転させた後、再度カセットに基板をセットした。
【0033】
基板を略90°回転させた後は、回転前の状態に対して露光位置を精度よく補正するため、あらかじめ基板上の4隅に形成しておいた十字型基準マークを電子ビームで検出するマーク検出部1h(図1参照)で検出し、直交度および試料歪などを位置補正部1i(図1参照)で補正して、露光装置に位置補正データをセットした。
【0034】
次に、図3(c)で得たY方向にサイズが短いパターン群について、データ上で90°回転させ、図3(d)のようなX方向にサイズが短いパターン群を得た。得られたパターン群である図3(d)をフォトマスク基板上に露光し、プロセス現像後の線幅をCD−SEMを用いて測定した。
【0035】
その結果、図3(a)の→ ←で示した 0.5μm幅ターゲットの部分について、X方向に相当する部分の平均線幅は 0.505μm、Y方向に相当する部分の平均線幅は 0.503μmとなり、XY差としては 0.002μmの線幅均一性誤差を確認した。
【0036】
よって、リファレンスデータの XY差 0.01μmに対して、本発明を用いることでXY差 0.002μmとなり、 0.008μmの XY差を改善することが出来た。
【0037】
<実施例2>
図4(a)は本実施例で用いた露光パターンである。本実施例では、可変成形型電子ビーム露光装置を用いて、シリコン基板上にパターン形成した。図4(a)の中で、「→ ←」で挟んだ部分が線幅形成精度が要求される部分とし、所望とされる線幅は シリコン基板上0.1μmである。
【0038】
まず、リファレンスデータを得るため、図4(a)のパターンを可変成形型電子ビーム露光装置を用いて通常の露光方法でシリコン基板上に露光し、プロセス現像後の線幅をCD−SEMを用いて測定した。結果、「→ ←」で示した 0.1μm幅ターゲットの部分について、X方向に相当する部分の平均線幅は 0.108μm、Y方向に相当する部分の平均線幅は 0.101μmとなり、XY差として 0.007μmの線幅均一性誤差を確認した。
【0039】
次に、本発明方法を用いて実施した。まず図4(a)の各々のパターンについて、パターンサイズの短い方向を基準として、図4(b)および図4(c)のようなパターン群に分類した。図4(b)はY方向にサイズが短いパターン群、図4(c)はX方向にサイズが短いパターン群である。
【0040】
はじめに、図4(b)のパターン群を露光した。次に、基板を略90°回転させた。基板はもともとカセットにセットしてステージ上に載置していたため、カセット毎略90°回転させた。カセットを略90°回転させた後は、回転前の状態に対して露光位置を精度よく補正するため、あらかじめカセット上の4隅に形成してある十字型基準マークを電子ビームで検出するマーク検出部1h(図1参照)により検出し、直交度およびカセット歪などを位置補正部1i(図1参照)で補正して、露光装置に位置補正データをセットした。
【0041】
次に、図4(c)で得たX方向にサイズが短いパターン群について、データ上で90°回転させ、図4(d)のようなY方向にサイズが短いパターン群を得た。得られたパターン群である図4(d)をシリコン基板上に露光し、プロセス現像後の線幅をCD−SEMを用いて測定した。
【0042】
その結果、図4(a)の「→ ←」で示した 0.1μm幅ターゲットの部分について、X方向に相当する部分の平均線幅は 0.108μm、Y方向に相当する部分の平均線幅は 0.107μmとなり、XY差としては 0.001μmの線幅均一性誤差を確認した。
【0043】
よって、リファレンスデータのXY差 0.007μmに対して、本発明を用いることでXY差 0.001μmとなり、 0.006μmのXY差を改善することが出来た。
【0044】
以上、実施例に基づいて本発明の内容を説明したが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。実施例では露光する基板として、フォトマスク基板およびシリコン基板を用いたが、その他の基板を適用することももちろん可能である。また、実施例では基板をカセットに載置させたが、ステージ上に直接基板をセットすることも可能とする。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば可変成形型電子ビームのX方向とY方向とで生じるビーム差を抑制でき、線幅均一性の誤差を低減させて精度の高い露光を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る露光装置を説明する模式図である。
【図2】本実施形態に係る露光方法を説明するフローチャートである。
【図3】実施例1を説明する模式図である。
【図4】実施例2を説明する模式図である。
【図5】可変成形型電子ビーム露光装置を説明する模式図である。
【図6】ビームサイズの調整方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
1a…電子ビーム光源、1b…第1アパーチャ、1c…偏向電極、1d…第2アパーチャ、1e…矩形ビーム、1f…回転部、1g…データ処理部、1h…マーク検出部、1i…位置補正部、2a…矩形ビーム、2b…基準マーク、2c…ファラデーカップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置、露光方法および露光データ処理方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
まず、可変成形型電子ビーム露光装置の露光ビームの形成方法について、図5の模式図に基づき説明する。電子ビーム光源1aから発せられた電子ビームは、第1アパーチャ1bを通って矩形ビームとなり、偏向電極1cで偏向されて、第2アパーチャ1dの一部を通り、最終的に試料上に照射されて矩形ビーム1eとなる。
【0003】
このとき、試料上に露光される矩形ビーム1eのサイズは、第1アパーチャ1bを通ったビームが、第2アパーチャ1dのどの部分(角)に照射されるかによって決定される。すなわち、偏向電極1cによるビームの偏向量がビームサイズを決めることになる。
【0004】
次に、露光ビームのビームサイズ調整方法について、図6の模式図に基づき説明する。ビームサイズの調整方法には、いくつかの種類があるが、基本的に上記説明のように形成された矩形ビームをステージ上などに形成された基準マークをスキャンさせることで行う。ここでは、ナイフエッジ法と呼ばれる代表的なビーム調整方法について説明する。
【0005】
例えば、試料上1μm□のビームを形成したい場合、図6に示す矩形ビーム2aを、シリコンなどで形成された基準マーク2bに対して、X方向およびY方向にスキャンさせ、基準マークの下部に設置したファラデーカップ2cで電子ビームを検出し、電子強度波形を得ることで、ビームサイズを測定する。
【0006】
測定した結果、X方向およびY方向のビームサイズが1μmになるように、図5に示す偏向電極1cに偏向補正量を加えて調整を行う。
【0007】
以上、簡単に可変成形型電子ビーム露光装置でのビームサイズ形成方法とその調整方法について説明したが、可変成形型電子ビーム露光方法ではその原理上、最終的に試料上に形成されるビームのX方向とY方向のビームサイズに生ずる誤差、いわゆるビームXY差の問題がある。ビームXY差を生ずる要因としては、
1)上記、偏向電極の特性および偏向電極に掛かる電圧の誤差
2)第1アパーチャおよび第2アパーチャのビーム形成部のコンタミネーション
3)上記、ビームサイズ調整に使用する基準マークの形成精度、コンタミネーション
4)上記ビームサイズ調整時の測定誤差
などが挙げられる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記で説明したビームのXY差は、試料上に露光すべきX方向とY方向の混在したパターンの線幅均一性に影響を与えるため、非常にパターン線幅均一性が要求されるデバイスパターンの露光などでは大きな問題となる。
【0009】
例えば、デバイスパターンのゲート層では、ゲート線幅がトランジスタの動作速度を決めるため、ゲート線幅を高精度に形成しなければならない。よって、ゲート線幅がX方向とY方向とで混在する場合、電子ビームのXY差が、直接トランジスタの動作速度のバラツキにつながるため、ビームXY差の低減が非常に大きな課題となる。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光方法において、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類する工程と、X方向パターン群とY方向パターン群とのうちいずれか一方のパターン群を用いて基板に露光を行う工程と、基板を略90°回転させた後、X方向パターン群とY方向パターン群とのうち他方のパターン群を用いて基板に露光を行う工程とを備えている。
【0011】
また、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置において、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類するデータ処理手段と、データ処理手段によって分類されたX方向パターン群とY方向パターン群とを用いた露光に合わせて基板を略90°回転させる回転手段とを備えるものでもある。
【0012】
また、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置において、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とを外部から読み込むデータ入力手段と、データ入力手段によって入力されたX方向パターン群とY方向パターン群とを用いた露光に合わせて基板を略90°回転させる回転手段とを備えるものでもある。
【0013】
また、上記露光装置におけるデータ入力手段で読み込むデータを生成する露光データ処理方法においては、相直交するXY方向に沿った露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類する方法でもある。
【0014】
このような本発明では、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類しており、最初の露光ではXY方向パターン群のいずれか一方を用いてパターンを形成し、次の露光では基板を略90°回転させて他方のパターン群のデータを用いてパターン形成するため、電子ビームの照射面形状としてはXY方向の一方を基準としたもののみを用いることができ、電子ビーム成形におけるXY差を抑制した精度の高い露光を行うことができるようになる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。本発明では次のような考え方を用いている。ビームのXY差は、矩形ビームを形成する限り発生し得る要素のため避けられない。そこで、非常に高精度な線幅均一性を要するパターンは、X方向またはY方向という一方向のビームのみで露光するようにする。そのためには、例えばX方向の線幅精度が必要なパターンを露光した後、試料を略90°回転させ、本来Y方向の線幅精度が必要なパターンをX方向にクリティカルなパターンとして露光する。
【0016】
試料を90°回転させる方法としては、例えば次のような方法が考えられる。
(1)露光装置にステージが略90°回転する機構を持たせ、一方向で露光した後、ステージを略90°回転させる。
(2)ステージ上に載置されるカセットに試料を装填する露光方法の場合、一方向で露光した後、カセットをステージ上から一旦搬出し、カセットを略90°回転させた後、ステージ上に再度カセットを載置する。
(3)ステージ上に載置されるカセットに試料を装填する露光方法の場合、一方向で露光した後、カセットをステージ上から一旦搬出し、さらにカセットから試料を搬出した後、試料を略90°回転させて再度カセットに装填し、カセットをステージ上に載置する。
【0017】
ここで、上記において本来X方向またはY方向の線幅均一性が必要なパターンの分類は、矩形パターンの短い方向を基準に選択することとする。これは、実際のデバイスパターンの露光を鑑みたもので、例えばゲート層の場合、トランジスタゲートを形成するパターンは、全てパターンの短い方の線幅均一性が求められるためである。
【0018】
図1は、本実施形態に係る露光装置(可変成形型電子ビーム露光装置)を説明する模式図である。電子ビーム光源1aから発せられた電子ビームは、第1アパーチャ1bを通って矩形ビームとなり、偏向電極1cで偏向されて、第2アパーチャ1dの一部を通り、最終的に基板等の試料上に照射されて矩形ビーム1eとなる。
【0019】
このとき、試料上に露光される矩形ビーム1eの照射面形状のサイズは、第1アパーチャ1bを通ったビームが、第2アパーチャ1dのどの部分(角)に照射されるかによって決定される。すなわち、偏向電極1cによるビームの偏向量がビームサイズを決めることになる。
【0020】
また、本実施形態の露光装置では、上記(1)〜(3)のうちいずれかの方法で試料を略90°回転させる回転部1fと、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類するデータ処理部1gとを備えている。
【0021】
さらには、試料を略90°回転させた後で、その試料の位置を検出するためのマーク検出部1hおよび回転後の位置を補正する位置補正部1iも備えている。なお、図1に示す構成ではデータ処理部1gを露光装置内に備える例を示しているが、このデータ処理部1gの代わりに、X方向パターン群とY方向パターン群とを外部の装置から得るデータ入力部を備えている構成であってもよい。
【0022】
この場合、外部のコンピュータ等から成る情報処理装置で、露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類するデータ処理方法を例えばプログラムによって実現し、この処理によって得たX方向パターン群とY方向パターン群とをデータ入力部によって入力するようにする。これによって露光装置の処理負荷を軽減できるようになる。
【0023】
次に、図2のフローチャートに沿って本実施形態に係る露光方法を説明する。なお、以下の説明で図2に示されない符号は図1を参照するものとする。
【0024】
先ず、露光データ(A)を、矩形パターンのX方向の方が短いパターン群(A1)と、Y方向の方が短いパターン群(A2)に分類する(ステップS1)。露光データ(A)に属する全ての矩形パターンは、通常データフォーマット上でX方向およびY方向の長さの情報を有しているため、パターンを分類する方法としては、露光データ(A)の全ての矩形パターンについて、データ処理部1gもしくは外部のデータ処理装置を用いて、矩形パターンの持つXおよびY方向の長さの情報を識別させればよい。
【0025】
次に、X方向の方が短いパターン群(A1)を、試料上に露光する(ステップS2)。この露光を行った後、試料を略90°回転させる(ステップS3)。回転の方法は、上記説明した(1)〜(3)のうちいずれかを用いる。
【0026】
次いで、ステップS1で得た、Y方向の方が短いパターン群(A2)を露光データ上で90°回転させ(ステップS4)、パターン群(A3)を得る。その後、パターン群(A3)を試料上に露光する(ステップS5)。
【0027】
なお、上記ステップS3で試料を略90°回転させる際、回転位置誤差を精度よく補正するため、試料上または試料を載置する冶具(カセット等)にあらかじめ基準マークを形成しておき、試料回転後には基準マーク位置をマーク検出部1hで検出して、この検出結果に基づき回転前の位置に対して直交度および試料の歪など、位置補正部1iによって補正を加えるようにする。
【0028】
以下、具体的な実施例に沿って本発明を説明する。
【0029】
【実施例】
<実施例1>
図3(a)は本実施例で用いた露光パターンである。本実施例では、可変成形型電子ビーム露光装置を用いて、フォトマスク基板上にパターン形成した。図3(a)の中で、「→ ←」で挟んだ部分が線幅形成精度が要求される部分とし、所望とされる線幅はフォトマスク上0.5μmである。
【0030】
まず、リファレンスデータを得るため、図3(a)のパターンを可変成形型電子ビーム露光装置を用いて通常の露光方法でフォトマスク基板上に露光し、プロセス現像後の線幅をCD−SEM(測長走査型電子顕微鏡)を用いて測定した。結果、「→ ←」で示した 0.5μm幅ターゲットの部分について、X方向に相当する部分の平均線幅は 0.505μm、Y方向に相当する部分の平均線幅は 0.495μmとなり、XY差として 0.01μmの線幅均一性誤差を確認した。
【0031】
次に、本発明を用いて露光を実施した。まず、図3(a)の各々のパターンについて、パターンサイズの短い方向を基準として、図3(b)および図3(c)のようなパターン群に分類した。図3(b)はX方向にサイズが短いパターン群、図3(c)はY方向にサイズが短いパターン群である。
【0032】
はじめに、図3(b)のパターン群を露光した。次に、基板を略90°回転させた。基板はもともとカセットにセットしてステージ上に載置していたため、基板を一旦カセットから抜き出し、基板を略90°回転させた後、再度カセットに基板をセットした。
【0033】
基板を略90°回転させた後は、回転前の状態に対して露光位置を精度よく補正するため、あらかじめ基板上の4隅に形成しておいた十字型基準マークを電子ビームで検出するマーク検出部1h(図1参照)で検出し、直交度および試料歪などを位置補正部1i(図1参照)で補正して、露光装置に位置補正データをセットした。
【0034】
次に、図3(c)で得たY方向にサイズが短いパターン群について、データ上で90°回転させ、図3(d)のようなX方向にサイズが短いパターン群を得た。得られたパターン群である図3(d)をフォトマスク基板上に露光し、プロセス現像後の線幅をCD−SEMを用いて測定した。
【0035】
その結果、図3(a)の→ ←で示した 0.5μm幅ターゲットの部分について、X方向に相当する部分の平均線幅は 0.505μm、Y方向に相当する部分の平均線幅は 0.503μmとなり、XY差としては 0.002μmの線幅均一性誤差を確認した。
【0036】
よって、リファレンスデータの XY差 0.01μmに対して、本発明を用いることでXY差 0.002μmとなり、 0.008μmの XY差を改善することが出来た。
【0037】
<実施例2>
図4(a)は本実施例で用いた露光パターンである。本実施例では、可変成形型電子ビーム露光装置を用いて、シリコン基板上にパターン形成した。図4(a)の中で、「→ ←」で挟んだ部分が線幅形成精度が要求される部分とし、所望とされる線幅は シリコン基板上0.1μmである。
【0038】
まず、リファレンスデータを得るため、図4(a)のパターンを可変成形型電子ビーム露光装置を用いて通常の露光方法でシリコン基板上に露光し、プロセス現像後の線幅をCD−SEMを用いて測定した。結果、「→ ←」で示した 0.1μm幅ターゲットの部分について、X方向に相当する部分の平均線幅は 0.108μm、Y方向に相当する部分の平均線幅は 0.101μmとなり、XY差として 0.007μmの線幅均一性誤差を確認した。
【0039】
次に、本発明方法を用いて実施した。まず図4(a)の各々のパターンについて、パターンサイズの短い方向を基準として、図4(b)および図4(c)のようなパターン群に分類した。図4(b)はY方向にサイズが短いパターン群、図4(c)はX方向にサイズが短いパターン群である。
【0040】
はじめに、図4(b)のパターン群を露光した。次に、基板を略90°回転させた。基板はもともとカセットにセットしてステージ上に載置していたため、カセット毎略90°回転させた。カセットを略90°回転させた後は、回転前の状態に対して露光位置を精度よく補正するため、あらかじめカセット上の4隅に形成してある十字型基準マークを電子ビームで検出するマーク検出部1h(図1参照)により検出し、直交度およびカセット歪などを位置補正部1i(図1参照)で補正して、露光装置に位置補正データをセットした。
【0041】
次に、図4(c)で得たX方向にサイズが短いパターン群について、データ上で90°回転させ、図4(d)のようなY方向にサイズが短いパターン群を得た。得られたパターン群である図4(d)をシリコン基板上に露光し、プロセス現像後の線幅をCD−SEMを用いて測定した。
【0042】
その結果、図4(a)の「→ ←」で示した 0.1μm幅ターゲットの部分について、X方向に相当する部分の平均線幅は 0.108μm、Y方向に相当する部分の平均線幅は 0.107μmとなり、XY差としては 0.001μmの線幅均一性誤差を確認した。
【0043】
よって、リファレンスデータのXY差 0.007μmに対して、本発明を用いることでXY差 0.001μmとなり、 0.006μmのXY差を改善することが出来た。
【0044】
以上、実施例に基づいて本発明の内容を説明したが、本発明の範囲は実施例に限定されるものではない。実施例では露光する基板として、フォトマスク基板およびシリコン基板を用いたが、その他の基板を適用することももちろん可能である。また、実施例では基板をカセットに載置させたが、ステージ上に直接基板をセットすることも可能とする。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば可変成形型電子ビームのX方向とY方向とで生じるビーム差を抑制でき、線幅均一性の誤差を低減させて精度の高い露光を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態に係る露光装置を説明する模式図である。
【図2】本実施形態に係る露光方法を説明するフローチャートである。
【図3】実施例1を説明する模式図である。
【図4】実施例2を説明する模式図である。
【図5】可変成形型電子ビーム露光装置を説明する模式図である。
【図6】ビームサイズの調整方法を説明する模式図である。
【符号の説明】
1a…電子ビーム光源、1b…第1アパーチャ、1c…偏向電極、1d…第2アパーチャ、1e…矩形ビーム、1f…回転部、1g…データ処理部、1h…マーク検出部、1i…位置補正部、2a…矩形ビーム、2b…基準マーク、2c…ファラデーカップ
Claims (6)
- 相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光方法において、
前記露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類する工程と、
前記X方向パターン群と前記Y方向パターン群とのうちいずれか一方のパターン群を用いて基板に露光を行う工程と、
前記基板を略90°回転させた後、前記X方向パターン群と前記Y方向パターン群とのうち他方のパターン群を用いて基板に露光を行う工程と
を備えることを特徴とする露光方法。 - 相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置において、
前記露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類するデータ処理手段と、
前記データ処理手段によって分類されたX方向パターン群とY方向パターン群とを用いた露光に合わせて前記基板を略90°回転させる回転手段と
を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記回転手段は、前記基板を載置するステージを回転させる機構を備える
ことを特徴とする請求項2記載の露光装置。 - 相直交するXY方向に沿った露光パターンデータを用いて略矩形の照射面形状を有する電子ビームを成形し、基板に露光を行う露光装置において、
前記露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とを外部から読み込むデータ入力手段と、
前記データ入力手段によって入力されたX方向パターン群とY方向パターン群とを用いた露光に合わせて前記基板を略90°回転させる回転手段と
を備えることを特徴とする露光装置。 - 前記回転手段は、前記基板を載置するステージを回転させる機構を備える
ことを特徴とする請求項4記載の露光装置。 - 請求項4記載の露光装置におけるデータ入力手段で読み込むデータを生成する露光データ処理方法において、
相直交するXY方向に沿った露光パターンデータをX方向に沿ったX方向パターン群とY方向に沿ったY方向パターン群とに分類する
ことを特徴とする露光データ処理方法。
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JP2002235391A JP2004079646A (ja) | 2002-08-13 | 2002-08-13 | 露光方法、露光装置および露光データ処理方法 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2011171465A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Nuflare Technology Inc | 露光用マスクの製造方法 |
JP2017517882A (ja) * | 2014-06-13 | 2017-06-29 | インテル・コーポレーション | 電子ビームのユニバーサルカッタ |
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- 2002-08-13 JP JP2002235391A patent/JP2004079646A/ja active Pending
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US10216087B2 (en) | 2014-06-13 | 2019-02-26 | Intel Corporation | Ebeam universal cutter |
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