JP2004144885A - Method for correcting laser beam and laser drawing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体素子製造用のフォトマスク等の製造をするためのレーザービームを照射して所望のパターンを描画するレーザー描画に利用されるレーザービームの補正方法及びそれを用いたレーザー描画方法に係り、特に各レーザービーム間の寸法のばらつきに起因する描画パターンの寸法精度の低下を回避するレーザービーム補正方法及び描画方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より、半導体ウェハープロセスに使用されるフォトマスクの製造に、レーザー光によりマスクブランクを描画する装置が利用されている。通常マスクは、ガラス等の基板に実寸の半導体LSIのパターンが多面付けされているか、マスクブランクに原寸の4倍、もしくは5倍のパターンが描画されているものを指し、後者をレチクルという。近年の微細化に伴い、マスクは殆どがレチクルタイプである。レーザー光による描画装置は電子ビームを利用したフォトマスク製造に対して、レーザー光を用いるもので、真空装置がいらないなど装置が簡素であり、またマルチビームを用いることで、描画時間が電子ビームに比べて短いなどのメリットがある。
【0003】
マルチビームを用いるために、通常は発生装置より出力されたレーザー光を複数本のレーザービームに分割する。その後これらを光学系で平行光線とし、マスクブランク上に各レーザービームを同時に走査、露光することで、描画時間を短くしている。露光の方法としては、まずマスクブランクを縦軸、横軸に移動できるステージに固定しておく。そしてある一定の距離で前記の複数本のレーザービームを同時に走査し、マスクブランク上に露光する。この一定の距離で走査し、露光したパターンを基本単位とする。そして、基本単位を照射した後に、マスクブランクを移動する。なお、マスクブランクは、通常マスクブランクを照射した領域にパターンが接するようにステージを移動する。そして再び同様にしてレーザービームを走査し基本単位を照射した後、マスクブランクを移動する。このようにレーザービームの走査とマスクブランクの移動により単位毎の照射を繰り返すことによって多面付けし、マスクブランク全体の描画を終える。従ってマスクブランクでは基本単位が繰り返され、この周期をもって描画されることになる。
【0004】
ビームを走査する方法としては、回転ミラーを用いる方法や、音響光学素子を用いるものがある。これらのミラーや素子を通った後にf−Θレンズや、リダクションレンズを通過し平行光などの処理後、マスクブランク上に露光される。
【0005】
しかし以上のようなマスク描画によって次のような問題点が起こる。すなわち、各ビーム毎の光学強度のばらつきやレンズやミラーなどの光学系部品の影響に起因し、マスクブランク上では各レーザービームによって露光されたパターンの寸法にバラツキが発生してしまう。
【0006】
複数のレーザービームを用いて描画する描画装置は、このようなビーム間の寸法のばらつきを回避するため、各レーザービームの光学強度を測定し、これを均一にすることで、ビーム間の寸法ばらつきを低減している。光学系の劣化や、AOM(Acousto−Optic Modulator音響光学変調器・・・・光学強度の調整などに利用されている)の安定性の問題から、定期的にビーム間の強度を調整してばらつきをなくすことが必要である。
【0007】
各ビームの光学強度は、フォトダイオードの電流値として換算され、AOMに印可する出力を変更することで調整される。
【0008】
レーザー描画機によるパターン寸法はパターンのエッジを形成するビームに依存している。ビームの光学強度が強ければ寸法は大きくなり、弱ければ小さくなる。
したがって、両端のエッジを同じビームで描画するパターンにおいては、寸法は特定のビームに依存することになる。
【0009】
図5は、各ビームの光学強度分布のグラフと、各ビームでそれぞれ描画したパターンの寸法を模式的に示したグラフである。図は、ビームをフォトダイオードの感光部に照射した状態をあらわし、縦軸はビームの光学強度、横軸はフォトダイオードの感光部に沿った座標値を表す。(a)は通常の分布を表し、ノーマルドーズに相当する強度の寸法幅はaで、フォトダイオードの電流はIaで示した。ノーマルドーズは、通常の分布で設計どおりの寸法ができるドーズ量である。図(b)はフォーカスが異なる場合で、ノーマルドーズに相当する強度の幅はbで、フォトダイオードの電流はIbで示した。この場合、強度幅bは、通常状態の幅aより小さな値である。図(c)はスポットの形状が異なる場合で、ノーマルドーズに相当する強度の幅はcで、フォトダイオードの電流はIcで示した。この場合、強度幅cは、通常状態の幅aより小さな値である。図(d)は散乱光がある場合で、ノーマルドーズに相当する強度の幅はdで、フォトダイオードの電流はIdで示した。この場合、強度幅dは、通常状態の幅aより小さな値である。なお、フォトダイオードの電流Ia、Ib、Ic、Idは全て同じ値であって、光学強度は一定に揃えている。これからわかるように、ビームによりスポットサイズ、スポット形状、FOCUS、散乱光などの違いが存在し、このため光学強度の分布と寸法の分布は一致していない。
【0010】
すなわち、ビームの光学強度を一定に揃えても各ビームに依存するパターン寸法のばらつきは一定にはなっていない。これは、上記のような光学強度以外の寸法変動要因の補正を行っていないためである。このため各ビーム間の寸法ばらつきが存在し、寸法精度の低下を招いていた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたもので、各ビームの寸法変動要因に補正を行うことにより、寸法精度を低下させないレーザービームの補正方法および描画方法を提供することを課題とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明はかかる課題を解決するものであり、請求項1の発明は、マスクブランクに、相異なる複数のレーザービームを決められた距離で走査して露光し、これを一単位パターンとして走査方向及びそれに垂直方向に繰り返し描画して多面付けするレーザー描画に利用されるレーザービームの補正方法において、前記一単位パターンと、これに隣接する一本のレーザービームの描画によりなるパターンとの、前記垂直方向の合計設計幅をWとし、前記垂直方向の設計幅をWとしたテストパターンをマスクブランク上に描画し、テストパターンの設計幅Wと、描画されたテストパターンの幅との差から、テストパターンの幅端部を描画したレーザービームの光学強度を補正することを特徴とするレーザービームの補正方法としたものである。
【0013】
請求項2の発明は、マスクブランクに、相異なる複数のレーザービームを決められた距離で走査して露光し、これを一単位パターンとして走査方向及びそれに垂直方向に繰り返し描画して多面付けし、さらに一単位パターンの位置を変え重ねて描画し多面付けするレーザー描画方法において、レーザービームの光学強度を請求項1に記載の補正方法によって補正することを特徴とするレーザー描画方法としたものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
本願発明のレーザービームの補正方法では、マスクブランクに、相異なる複数のレーザービームを決められた距離で走査して露光し、これを一単位パターンとして走査方向及びそれに垂直方向に繰り返し描画して多面付けするレーザー描画に利用されるレーザービームについて、このビームの補正をする。ここで、前記一単位パターンと、これに隣接する一本のレーザービームの描画によりなるパターンとの、前記垂直方向の合計設計幅をWとする。そして前記垂直方向の設計幅をWとしたテストパターンをマスクブランク上に描画し、描画されたテストパターンの幅から、テストパターンの幅端部を描画したレーザービームの光学強度を補正するものである。
【0015】
またこの補正方法として、前記のテストパターンの設計幅Wと、描画されたマスクブランク上のテストパターンの幅と比較してその差から、テストパターンの幅端部を描画したレーザービームの光学強度を補正するものである。
【0016】
また本願発明レーザービーム描画方法は、以上のようにして相異なる複数のレーザービームの光学強度を補正し、マスクブランクに、相異なる複数のレーザービームを決められた距離で走査して露光し、これを一単位パターンとして走査方向及びそれに垂直方向に繰り返し描画して多面付けし、さらに一単位パターンの位置を変え重ねて描画し多面付けするレーザー描画方法である。
【0017】
本願発明に係るレーザー描画方法では、例えば、各ビームの光学強度をフォトダイオードを用いて均一に調整したのち、本願発明の補正方法で各ビームの光学系による寸法変動量を求め、光学強度のOFFSETとしていれ、マスクブランクに露光、描画する。
【0018】
本願発明に係る各ビームの光学系による寸法変動量を測定する方法の一例を説明する。まず前記一単位パターンとこれに隣接する一本のレーザービームの描画によりなるパターンとの前記垂直方向の合計設計幅をWとする。そして前記垂直方向の設計幅をWとしたテストパターンをマスクブランク上に描画することによって、テストパターンの両端を露光するビームを1種類の同一のものにし、マスクブランクに描画したその寸法を測定する。これを全てのビームに関して同様に実施し、各ビームによる設計寸法からのずれを光学系による寸法変動量とする。
【0019】
これに必要なテストパターンのレイアウトの例を図1に示す。複数のレーザービームによる描画は、所定の距離で走査(走査長)した一単位パターンを繰り返して描画するので、マルチビーム描画の場合は、周期的に同一ビームが繰り替えされる。図1(a)は描画された一単位パターンに、次の単位パターンの一部分が接した状態を模式的に示した図である。相異なるビームはn本で、ビームの名称を順に1からnまで割り振り、ビーム1、2、3、・・・・nとしたものである。よってビームnに次の単位パターンのビーム1が接している。図(b)は一つのテストパターンを示しており、走査方向に垂直方向の幅が、一単位パターンの幅に一つのビーム(この場合はビーム1)のパターンの幅を合計した値(上記W)で、走査方向の長さが前記の走査長より長いテストパターンを模式的に示した図である。この場合、テストパターンの両端はビーム1で描画される。図(c)は、走査方向に垂直方向の幅が(b)と同じで、走査方向の長さも同じであるが、(b)のテストパターンに対しパターンの位置を1ビームの幅だけ走査方向に垂直方向にずらして設計したテストパターンを、模式的に示した図である。この場合、テストパターンの両端はビーム2で描画される。同様にして、同じ大きさのテストパターンを走査方向と垂直方向に位置を1ビームの幅だけずらして設計することによって、テストパターンの幅両端部を描画するビームが、ビーム3、4、5、・・・・nとなるように設計することができる。
【0020】
以上のようなテストパターンの幅の設計寸法は、ビーム間隔をMとし、両端のビームが同じになるために必要なビームの数をN((一単位パターンを描画するビーム数)+1)とすると、M×N(=W)で求められる。例えば、ビーム間隔を100nmとすると、ビーム数が32本の場合、3.3μmの線幅をもつパターンならば、両側のエッジは同一のビームで露光される。
【0021】
このようにして左右のエッジが同一のビームになるようにレイアウトされたパターンを描画すると描画後の寸法は、エッジを描画したビームに依存した値になる。そして、これらの描画後のテストパターンの幅の設計値にたいする変動を、テストパターンの幅両端を描画したビームの寸法変動量として求められる。
【0022】
レーザービームの光学強度と、露光部分の寸法には、光学強度を強くすることで、露光部分寸法を大きくでき、また弱くすることで露光部分寸法を小さくすることができる関係が有る。したがって、各ビームがもつ寸法変動量は、個個のビームの光学強度を調整することで、補正することができる。
【0023】
なお、テストパターンの幅は走査方向にもばらつきがあり、したがってその値は走査方向の平均値を採用したほうが好ましい。
【0024】
また、上記の例ではテストパターンの描画は一回のみとしたが、これを複数回重ね書きしても良い。この場合、走査方向にずらして重ね書きすれば、走査方向のばらつきが平均化され、計測した幅の値を平均化せず、直接利用できる。
【0025】
次に、本発明のレーザー描画方法の一例を示す。
図4は、各ビームの光学強度が寸法からの算出されたOFFSETを考慮しない状態で、各ビームの光学強度と各ビームによってエッジを描画されたパターンの寸法の関係を示したものである。光学強度は寸法に影響を与えるため、光学強度の分布と寸法の分布はほぼ一致している。光学強度の分布のばらつきが大きく、また、寸法の分布もばらつきが大きくなっている。
【0026】
図3は、図4の状態から各ビームの光学強度が同一になるようにAOMに印可する出力を調整した状態で、その時の各ビームによってエッジを描画されたテストパターンの寸法を示す。光学強度は図4に比べてほぼ一定であるが、光学強度の分布と寸法の分布は一致していなく、ばらつきている。
光学強度のばらつきをRANGE/MEANで1.9%までほぼ同一に調整した状態で、寸法の分布はばらつきが、21nm存在している。
【0027】
図2は、図3の状態から各ビームの寸法のばらつきが、光学強度で相殺されるように、各ビームのAOMに印可する出力を寸法から算出されたOFFSET値で補正した状態で、各ビームによってエッジを描画されたテストパターンの寸法を示したものである。
光学強度はOFFSETをいれた分、RANGE/MEANで10.8%ばらついている。しかし、寸法の分布のばらつきは、RANGEで8nmと低減されている。
【0028】
以上の例で光学強度に個別にOFFSETをいれることにより寸法ばらつきが改善するのは、次のような理由である。
光学強度が同じでも、ビームによりスポットサイズ、スポット形状、FOCUS、散乱光などの違いが存在する。前述(従来の技術)したように、これらの違いが寸法ばらつきの要因になっていると考えられる。
【0029】
すなわち、ビームによりスポットサイズ、スポット形状、FOCUS、散乱光などの違いによる寸法変動量を、光学強度を調整することで逆に寸法変動を起こすことで相殺し、寸法ばらつきを低減することができる。その結果、ビーム間の光学強度はばらつくことになるが、寸法のばらつきは改善され、描画するパターンの寸法精度を低下させずに、レーザー描画できる。
【0030】
なお、光学強度はOFFSET分ばらついていることが重要で、ただのばらつきは寸法変動を招く。したがって、光学強度は一度、一定になるように調整後、OFFSET分をいれてばらつかせることが必要である。
【0031】
また、各ビームのOFFSET分は光学系に依存しており、光学系の変動がない限り、OFFSET量は固定値として用いることができる。しかし、定期的に光学系の変動ないかの確認は必要である。
【0032】
【実施例】
以下に本発明の実施例を具体的に説明する。
レーザー描画装置として、ALTA3500(ETEC社製)を用いた。各ビームのテストパターンよりなるテストマスクを設計し、描画データを作成した。測定したテストパターンは、図1のようにエッジ部分のビームがずれるように設定した。
【0033】
レーザー光用のレジストを成膜したマスクブランクを前記装置に設置し、前記描画データで、同じビームによる4回の露光により重ねて描画した。その後現像し、作成したマスクの線パターンの走査方向における寸法のばらつきの分布を以下に示した。
【0034】
図2は、光学強度の分布と各ビームの寸法の分布である。
図では32種類の線パターン(図1のBEAM1〜32)について、光学強度の線グラフはフォトダイオードで検出した電流値で、寸法のばらつきの線グラフは全体の平均からのずれで示している。
【0035】
各線パターン(BEAM1〜32)のばらつきは、光学強度にOFFSETをいれた場合の強度のばらつきは R/Mで10.8%あるが、線パターン(BEAM)間の平均寸法の差は、8nmと小さい。
【0036】
<比較例1>
図3は本発明のレーザービーム描画方法の比較例で、各ビームの光学強度を調整し同一に合わせた場合の線パターン(BEAM)間の平均寸法である。
【0037】
各線パターン(BEAM1〜32)のばらつきは、光学強度を同一に合わせた場合の強度のばらつきはR/Mで1.9%程度であり小さいが、線パターン(BEAM)間の平均寸法の差は、21nmと大きい。
【0038】
<比較例2>
図4は本発明のレーザービーム描画方法の比較例で、各ビームの光学強度に寸法からフィードバックしたOFFSETが入っていない状態で、強度がばらついている場合の線パターン(BEAM)間の平均寸法である。
【0039】
各ビームの光学強度のばらつきは、R/Mで13.6%と大きく、線パターン(BEAM1〜32)間の平均寸法の差も、33nmと大きい。
【0040】
【発明の効果】
請求項1のレーザービームの補正方法によれば、複数のビームのそれぞれのビームが寸法に及ぼす影響を個別に評価することができるため、各ビームの光学強度の補正値を算出することができる。
【0041】
請求項2に係るレーザー描画方法によれば、異なるビームによって露光されたパターン間の寸法ばらつきを低減できることにより、描画パターンの寸法精度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の補正方法に係る各ビームのテストパターンの実施例を模式的に示した説明図である。
【図2】本発明の補正方法の実施例で、ビームの光学強度を補正した状態の、各ビームの光学強度のばらつきおよび寸法の分布を、線グラフに示した図である。
【図3】従来の、ビームが同一に調整された状態の、各ビームの光学強度のばらつきおよび寸法の分布を、線グラフに示した図である。
【図4】従来の、光学強度が同一に調整される前の各ビームの光学強度がばらついている状態の、各ビームの光学強度のばらつきおよび寸法の分布を、線グラフに示した図である。
【図5】各ビームの光学強度分布のグラフと、各ビームでそれぞれ描画したパターンの寸法を模式的に示したグラフである。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for correcting a laser beam used for laser writing for irradiating a laser beam for manufacturing a photomask or the like for manufacturing a semiconductor element to draw a desired pattern, and a laser writing method using the same. In particular, the present invention relates to a laser beam correction method and a drawing method for avoiding a decrease in dimensional accuracy of a drawing pattern due to a dimensional variation between laser beams.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an apparatus that draws a mask blank with a laser beam has been used for manufacturing a photomask used in a semiconductor wafer process. Usually, a mask refers to a substrate made of glass or the like on which multiple patterns of an actual semiconductor LSI are multi-faced or a mask blank having a pattern four times or five times the original size is drawn. The latter is called a reticle. With recent miniaturization, most masks are of the reticle type. The laser beam drawing apparatus uses laser light for photomask production using an electron beam, and the apparatus is simple, for example, a vacuum device is not required.By using a multi-beam, the drawing time is reduced to the electron beam. There are merits such as shorter.
[0003]
In order to use a multi-beam, the laser beam output from the generator is usually divided into a plurality of laser beams. Thereafter, these are collimated by an optical system, and each laser beam is simultaneously scanned and exposed on the mask blank, thereby shortening the drawing time. As an exposure method, first, the mask blank is fixed on a stage that can move in the vertical and horizontal axes. Then, the plurality of laser beams are simultaneously scanned at a certain distance to expose the mask blank. A pattern scanned and exposed at this fixed distance is used as a basic unit. Then, after irradiating the basic unit, the mask blank is moved. The stage of the mask blank is usually moved so that the pattern comes into contact with the area irradiated with the mask blank. Then, the laser beam is scanned again to irradiate the basic unit, and then the mask blank is moved. As described above, the irradiation of each unit is repeated by the scanning of the laser beam and the movement of the mask blank, thereby forming a plurality of surfaces, thereby completing the drawing of the entire mask blank. Therefore, in the mask blank, the basic unit is repeated, and the image is drawn with this cycle.
[0004]
As a method of scanning a beam, there are a method using a rotating mirror and a method using an acousto-optic element. After passing through these mirrors and elements, it passes through an f-Θ lens or a reduction lens, and is subjected to processing such as parallel light, and is then exposed on a mask blank.
[0005]
However, the following problems occur due to the above mask drawing. That is, the dimensions of the pattern exposed by each laser beam vary on the mask blank due to the variation of the optical intensity of each beam and the influence of optical components such as lenses and mirrors.
[0006]
A drawing apparatus that draws using a plurality of laser beams measures the optical intensity of each laser beam and makes it uniform, in order to avoid such a dimensional variation between the beams, so that dimensional variations between the beams can be obtained. Has been reduced. Due to the deterioration of the optical system and the stability of the AOM (Acousto-Optical Modulator acousto-optic modulator, which is used for adjusting the optical intensity, etc.), the intensity between the beams is periodically adjusted to vary. Need to be eliminated.
[0007]
The optical intensity of each beam is converted as a current value of a photodiode, and is adjusted by changing an output applied to the AOM.
[0008]
The pattern size by a laser writer depends on the beam forming the edge of the pattern. The dimensions increase as the optical intensity of the beam increases, and decrease as the optical intensity of the beam decreases.
Therefore, in a pattern in which both edges are drawn with the same beam, the size depends on the specific beam.
[0009]
FIG. 5 is a graph schematically showing a graph of an optical intensity distribution of each beam and a dimension of a pattern drawn by each beam. The figure shows a state in which the beam is irradiated on the photosensitive portion of the photodiode, the vertical axis represents the optical intensity of the beam, and the horizontal axis represents coordinate values along the photosensitive portion of the photodiode. (A) represents a normal distribution, in which the dimension width of the intensity corresponding to the normal dose is represented by a, and the current of the photodiode is represented by Ia. The normal dose is a dose amount at which the dimensions can be designed as designed with a normal distribution. FIG. 7B shows the case where the focus is different. The width of the intensity corresponding to the normal dose is represented by b, and the current of the photodiode is represented by Ib. In this case, the intensity width b is smaller than the width a in the normal state. FIG. 9C shows the case where the spot shapes are different. The width of the intensity corresponding to the normal dose is indicated by c, and the current of the photodiode is indicated by Ic. In this case, the intensity width c is a value smaller than the width a in the normal state. FIG. 4D shows the case where there is scattered light. The width of the intensity corresponding to the normal dose is d, and the current of the photodiode is Id. In this case, the intensity width d is a value smaller than the width a in the normal state. The currents Ia, Ib, Ic, Id of the photodiodes are all the same, and the optical intensities are kept constant. As can be seen, there are differences in the spot size, spot shape, FOCUS, scattered light, etc., depending on the beam, so that the distribution of the optical intensity does not match the distribution of the dimensions.
[0010]
That is, even if the optical intensities of the beams are made constant, the variation in the pattern size depending on each beam is not constant. This is because the dimensional variation factors other than the optical intensity described above are not corrected. For this reason, there is dimensional variation between the beams, leading to a reduction in dimensional accuracy.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a laser beam correction method and a drawing method that do not reduce the dimensional accuracy by correcting a dimensional variation factor of each beam. .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is to solve such a problem, and the invention of
[0013]
The invention of
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In the method of correcting a laser beam according to the present invention, a mask blank is exposed by scanning a plurality of different laser beams at a predetermined distance, and is repeatedly drawn in a scanning direction and a vertical direction as one unit pattern to form a multi-plane. This beam is corrected for the laser beam used for laser writing to be attached. Here, the total design width in the vertical direction of the one unit pattern and the pattern formed by drawing one adjacent laser beam is W. Then, a test pattern having the vertical design width W is drawn on the mask blank, and the optical intensity of the laser beam drawn at the width end of the test pattern is corrected based on the drawn test pattern width. .
[0015]
Further, as a correction method, the optical intensity of the laser beam that has drawn the width end of the test pattern is determined from the difference between the design width W of the test pattern and the width of the test pattern on the drawn mask blank. It is to be corrected.
[0016]
The laser beam writing method of the present invention corrects the optical intensities of a plurality of different laser beams as described above, and scans and exposes a plurality of different laser beams at a predetermined distance on a mask blank. Are repeatedly drawn in the scanning direction and the direction perpendicular thereto as one unit pattern to form a multi-surface, and furthermore, the position of the one unit pattern is changed and drawn to form a multi-surface.
[0017]
In the laser writing method according to the present invention, for example, after uniformly adjusting the optical intensity of each beam using a photodiode, the amount of dimensional variation of each beam by the optical system is obtained by the correction method of the present invention, and the OFFSET of the optical intensity is obtained. And expose and draw on the mask blank.
[0018]
An example of the method for measuring the dimensional variation of each beam by the optical system according to the present invention will be described. First, the total design width in the vertical direction of the one unit pattern and the pattern formed by drawing one adjacent laser beam is defined as W. Then, a test pattern having the vertical design width of W is drawn on the mask blank, so that the same type of beam is used to expose both ends of the test pattern, and the dimensions drawn on the mask blank are measured. . This is similarly performed for all the beams, and the deviation from the design dimension due to each beam is defined as the amount of dimensional variation due to the optical system.
[0019]
FIG. 1 shows an example of a test pattern layout necessary for this. In drawing with a plurality of laser beams, one unit pattern scanned (scanned length) at a predetermined distance is repeatedly drawn, so that in the case of multi-beam drawing, the same beam is periodically repeated. FIG. 1A is a diagram schematically illustrating a state in which a part of the next unit pattern is in contact with one drawn unit pattern. There are n different beams, and the names of the beams are assigned in order from 1 to n, and beams 1, 2, 3,... Therefore, the
[0020]
The design dimensions of the width of the test pattern as described above are as follows, where the beam interval is M, and the number of beams necessary for the beams at both ends to be the same is N ((number of beams for writing one unit pattern) +1). , M × N (= W). For example, assuming that the beam interval is 100 nm, when the number of beams is 32 and the pattern has a line width of 3.3 μm, both edges are exposed by the same beam.
[0021]
When a pattern laid out so that the left and right edges become the same beam in this manner is drawn, the dimension after drawing becomes a value depending on the beam on which the edge is drawn. Then, the variation of the width of the test pattern with respect to the design value after the writing is obtained as the dimensional variation of the beam that has drawn the both ends of the width of the test pattern.
[0022]
There is a relationship between the optical intensity of the laser beam and the dimension of the exposed portion that can be increased by increasing the optical intensity and reduced by decreasing the optical intensity. Therefore, the dimensional variation amount of each beam can be corrected by adjusting the optical intensity of each beam.
[0023]
Note that the width of the test pattern also varies in the scanning direction, and therefore, it is preferable to use an average value in the scanning direction for the value.
[0024]
In the above example, the test pattern is drawn only once, but it may be overwritten a plurality of times. In this case, if the overwriting is performed while being shifted in the scanning direction, the variation in the scanning direction is averaged, and the measured width value can be directly used without averaging.
[0025]
Next, an example of the laser writing method of the present invention will be described.
FIG. 4 shows the relationship between the optical intensity of each beam and the size of a pattern on which an edge is drawn by each beam without considering the OFFSET calculated from the dimensions of the optical intensity of each beam. Since the optical intensity affects the dimensions, the distribution of the optical intensity and the distribution of the dimensions are almost the same. The dispersion of the optical intensity is large, and the distribution of the dimensions is also large.
[0026]
FIG. 3 shows the dimensions of the test pattern in which the edge is drawn by each beam at the time when the output applied to the AOM is adjusted so that the optical intensity of each beam becomes the same from the state of FIG. Although the optical intensity is almost constant as compared with FIG. 4, the distribution of the optical intensity does not coincide with the distribution of the dimensions, but varies.
In a state where the dispersion of the optical intensity is adjusted to be almost the same by RANGE / MEAN up to 1.9%, the dispersion of the dimension has a dispersion of 21 nm.
[0027]
FIG. 2 shows a state in which the output applied to the AOM of each beam is corrected with the OFFSET value calculated from the dimension so that the variation in the size of each beam is offset by the optical intensity from the state of FIG. 3 shows the dimensions of the test pattern on which the edge is drawn.
The optical intensity varies by 10.8% in RANGE / MEAN due to the addition of OFFSET. However, the dispersion of the size distribution is reduced to 8 nm by RANGE.
[0028]
The reason why the dimensional variation is improved by individually setting OFFSET in the optical intensity in the above example is as follows.
Even if the optical intensities are the same, there are differences in spot size, spot shape, FOCUS, scattered light, etc. depending on the beam. As described above (prior art), it is considered that these differences cause dimensional variations.
[0029]
In other words, dimensional variations due to differences in spot size, spot shape, FOCUS, scattered light, etc., depending on the beam can be offset by adjusting the optical intensity and conversely causing dimensional variations to reduce dimensional variations. As a result, the optical intensity between the beams varies, but the dimensional variation is improved, and laser drawing can be performed without lowering the dimensional accuracy of the pattern to be drawn.
[0030]
It is important that the optical intensity varies by OFFSET, and a mere variation causes a dimensional change. Therefore, it is necessary to adjust the optical intensity once so as to be constant, and then to vary the optical intensity by adding an offset.
[0031]
Further, the OFFSET amount of each beam depends on the optical system, and the OFFSET amount can be used as a fixed value as long as the optical system does not change. However, it is necessary to periodically check whether the optical system has changed.
[0032]
【Example】
Examples of the present invention will be specifically described below.
ALTA3500 (manufactured by ETEC) was used as a laser drawing apparatus. A test mask consisting of a test pattern for each beam was designed, and writing data was created. The measured test pattern was set so that the beam at the edge portion was shifted as shown in FIG.
[0033]
A mask blank on which a resist for laser light was formed was set in the above apparatus, and the drawing data was overlapped and drawn by four exposures using the same beam. The distribution of dimensional variations in the scanning direction of the line pattern of the developed and created mask is shown below.
[0034]
FIG. 2 shows a distribution of optical intensity and a distribution of dimensions of each beam.
In the figure, for 32 types of line patterns (
[0035]
The variation of each line pattern (BEAM1 to 32) is 10.8% in R / M when the optical intensity is OFFSET, but the average size difference between the line patterns (BEAM) is 8 nm. small.
[0036]
<Comparative Example 1>
FIG. 3 shows a comparative example of the laser beam writing method of the present invention, and shows the average dimension between line patterns (BEAM) when the optical intensities of the respective beams are adjusted to be the same.
[0037]
The variation in the line patterns (
[0038]
<Comparative Example 2>
FIG. 4 shows a comparative example of the laser beam writing method according to the present invention, in which the optical intensity of each beam does not include the OFFSET fed back from the dimensions, and the average size between line patterns (BEAM) when the intensity varies. is there.
[0039]
The variation in the optical intensity of each beam is as large as 13.6% in R / M, and the difference in the average size between the line patterns (
[0040]
【The invention's effect】
According to the laser beam correction method of the present invention, the influence of each of the plurality of beams on the dimensions can be individually evaluated, so that the correction value of the optical intensity of each beam can be calculated.
[0041]
According to the laser writing method according to the second aspect, dimensional variation between patterns exposed by different beams can be reduced, thereby improving the dimensional accuracy of the drawn pattern.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an embodiment of a test pattern of each beam according to the correction method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing, in a line graph, a variation in optical intensity of each beam and a distribution of dimensions in a state where the optical intensity of the beam is corrected in the embodiment of the correction method of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing, in a line graph, a conventional variation in optical intensity and a distribution of dimensions of each beam in a state where the beams are adjusted to be the same.
FIG. 4 is a diagram showing, in a line graph, a conventional variation in optical intensity of each beam and a distribution of dimensions in a state where the optical intensity of each beam before the optical intensity is adjusted to be the same is varied. .
FIG. 5 is a graph schematically showing a graph of an optical intensity distribution of each beam and a dimension of a pattern drawn by each beam.
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