JP2005064041A - 荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】ビームのブランキングによるビームの照射位置の変動を補正し、高精度の描画を可能とする荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法を実現する。
【解決手段】データコントロール部８は描画パターンデータを読み出し、そのパターンデータに含まれているパターン位置データＸｎを位置補正回路１５内の加算器１４に供給し、ショット時間データＴｎを補正テーブル１３に供給する。補正テーブル１３は、供給されたショット時間Ｔｎをアドレスとした電子ビームの照射位置ずれ量ΔＸｎを読み出し、加算器１４に供給する。加算器１４では、パターン位置データＸｎと電子ビームの照射位置ずれ量ΔＸｎとを加算し、加算したデータ（Ｘｎ＋ΔＸｎ）をＤＡ変換増幅器１０を介して位置決め偏向器３に供給する。この結果、電子ビームは、ショット時間に対応して発生した位置ズレが補正され、所定の位置に照射されることになる。
【選択図】 図３
【解決手段】データコントロール部８は描画パターンデータを読み出し、そのパターンデータに含まれているパターン位置データＸｎを位置補正回路１５内の加算器１４に供給し、ショット時間データＴｎを補正テーブル１３に供給する。補正テーブル１３は、供給されたショット時間Ｔｎをアドレスとした電子ビームの照射位置ずれ量ΔＸｎを読み出し、加算器１４に供給する。加算器１４では、パターン位置データＸｎと電子ビームの照射位置ずれ量ΔＸｎとを加算し、加算したデータ（Ｘｎ＋ΔＸｎ）をＤＡ変換増幅器１０を介して位置決め偏向器３に供給する。この結果、電子ビームは、ショット時間に対応して発生した位置ズレが補正され、所定の位置に照射されることになる。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、ＬＳＩ製作のためのマスク材料にパターン等を描画する電子ビーム描画装置などの荷電粒子ビーム描画装置において、ＬＳＩの微細化に伴って要求される描画精度の向上に寄与する荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷電粒子ビーム描画装置の代表的な製品である電子ビーム描画装置は、ＬＳＩの製造過程で使用されるステッパーのマスク作成時に、マスクパターンをマスク材料上に描画するなどの用途や、半導体デバイス製造過程で、半導体ウェハ上に直接パターンを描画するなどの用途に使用されている。
【０００３】
この電子ビーム描画装置における描画動作の概略を可変面積型電子ビーム描画装置を例に説明する。この装置では、電子銃によって発生し加速された電子ビームを第１のアパーチャに照射し、第１のアパーチャ像を第２のアパーチャ上に結像するようにしている。そして、第１のアパーチャの開口像の第２のアパーチャ上の投射位置を第１と第２のアパーチャの間に配置された成形偏向器で変化させることにより、任意の面積の矩形断面を有した電子ビームが成形される。
【０００４】
第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、成形偏向器よりなる光学系により任意の形状に成形された電子ビームは、被描画材料上に投射される。電子ビームの材料上の投射位置は、位置決め偏向器によってパターンデータに応じて決められる。被描画材料は、移動ステージ上に載せられ、移動ステージは、材料のフィールド毎の移動のために移動させられる。なお、この装置の他の光学系としては、ビームを被描画材料上にショットする時間を決めるビームブランキング機構や結像レンズなどの電子レンズが含まれている。
【０００５】
次に、上記した電子光学系の制御系の説明を行なう。制御コンピュータの如き制御コントロール部は、描画データメモリーからのパターンデータをデータコントロール部に転送する。データコントロール部によって作成されたブランキング信号は、ブランキング増幅器を介してブランキング電極に供給される。なお、ブランキング信号におけるビームオンの時間は、材料上にショットする電子ビームのショット時間に応じて決められる。
【０００６】
また、データコントロール部で作成された電子ビームの形状成形信号は、ＤＡ変換増幅器を介して成形偏向器に供給される。更に、データコントロール部で作成された被描画材料上の電子ビームの照射位置信号は、ＤＡ変換増幅器を介して位置決め偏向器に供給される。なお、制御コンピュータは、材料のフィールド毎の移動のために、材料が載せられたステージを制御する。このような構成の動作を次に説明する。
【０００７】
まず、基本的な描画動作について説明する。描画データメモリーに格納されたパターンデータは、逐次読み出され、データコントロール部に供給される。このデータコントロール部からのデータに基づき、成形偏向器、位置決め偏向器は制御される。
【０００８】
この結果、各描画パターンデータに基づき、成形偏向器により電子ビームの断面が単位パターン形状に成形され、その単位パターンが順々に材料上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われる。なお、この時、ブランキング電極へのブランキング信号により、材料への電子ビームのショットに同期して電子ビームのブランキングが実行される。また、材料上の異なったフィールドへの描画の際には、制御コンピュータの制御により、材料が載せられたステージは所定の距離移動させられる。なお、ステージの移動距離は、レーザー測長器により監視されており、測長器からの測長結果に基づき、ステージの位置は正確に制御される。
【０００９】
上記したような電子ビーム描画装置では、被描画材料は、例えば光学的描画装置において使用されるマスク（レチクル）であり、ガラス基板の表面に導電性物質が蒸着され、更にその上に電子ビームの感光材料（レジスト）が塗布されている。
【００１０】
電子ビームはこのレジスト上に照射され、所定の形状のパターンを描画し、電子ビームの照射された部分のレジストを感光する。すなわち、電子ビームの断面の形状を制御しながら矩形や三角形、もしくは台形などの形状の描画を行い、それらの形状の組み合わせでマスク乾板上のレジストに所望のパターンを描画して感光させる。なお、電子ビームの断面形状は、２枚のアパーチャを組み合わせて任意の大きさの矩形とする方式以外に、形状が固定されたマスクを用いる方式が現実に使用されている。
【００１１】
さて、上記したような描画を行う場合、矩形断面に成形された電子ビームの照射位置を検出し、電子ビームの照射位置が規定通りであるかを測定することは重要である。特に、電子ビームの照射位置が規定値からズレていた場合には、パターンの描画精度が悪化する。そのため、ズレがあった場合には、そのズレ量に応じた補正が実行される。この電子ビームの照射位置を測定する従来の方法を図に基づいて説明する。
【００１２】
図１は電子ビームの照射位置を測定することができる電子ビーム描画装置の一例を示している。図中１は電子銃であり、電子銃１の下段には、電子銃１から発生し加速された電子ビームＥＢを偏向しブランキングするためのブランキング電極２が配置されている。
【００１３】
ブランキング電極２の下段には、第１のアパーチャ、成形偏向器、第２のアパーチャより成る電子ビームの断面形状を任意の面積（幅）の矩形とするための光学系が設けられているが、図面上では省略されている。この電子ビーム断面形状成形光学系の下段には、位置決め偏向電極３が設けられ、電子ビームの被描画材料の所定位置に電子ビームを偏向して照射するように構成されている。また、位置決め偏向器３の下段には、ブランキング電極２によって偏向された電子ビームＥＢをブランキングするためのアパーチャ４が設けられている。
【００１４】
アパーチャ４の下段には、アパーチャ４を通過した電子ビームを結像するための結像レンズ系が設けられるが、それは図では省略されている。通常の描画モードでは、結像レンズ系の下段に被描画材料が配置されるが、図１は電子ビームの幅と位置の測定モードとされており、通常被描画材料が配置される位置にナイフエッジ５が配置されている。
【００１５】
ナイフエッジ５は周知のように、直線状の端部を有しており、図１の例では、図面の垂直方向（Ｙ方向）に直線状の端部を有しており、電子ビームＥＢは図面に垂直な方向（Ｘ方向）に位置決め偏向器３によって走査される。ナイフエッジ５の下部にはファラデーカップの如き検出器６が配置されており、検出器６は電子ビームの走査に伴い、ナイフエッジ５により遮蔽されなかった電子ビームを検出する。
【００１６】
次に、上記した電子光学系の制御系の説明を行なう。制御コンピュータの如き装置コントロール部７は、描画データメモリー（図示せず）からのパターンデータをデータコントロール部８に転送する。データコントロール部８によって作成されたブランキング信号は、ブランキング増幅器９を介してブランキング電極２に供給される。
【００１７】
また、データコントロール部８で作成された電子ビームの形状成形信号は、ＤＡ変換増幅器（図示せず）を介して成形偏向器に供給される。更に、データコントロール部８で作成された被描画材料上の電子ビームの照射位置信号は、ＤＡ変換増幅器１０を介して位置決め偏向器３に供給される。検出器６によって検出された信号は、前置増幅器１１を介して信号処理部１２に供給される。このような構成の動作を図２の信号波形図を参照しながら説明する。
【００１８】
まず、装置コントロール部７はデータコントロール部８に、電子ビームの幅と位置の測定モードの実行命令を送る。データコントロール部８は、この実行命令に基づき図２（ａ）に示す如き電子ビームのブランキング信号を発生し、ブランキング増幅器９を介してブランキング電極２に供給する。
【００１９】
ブランキング信号は、図２（ａ）に示すように、電子ビームの測定モードの実行命令が送られる前は、ビームオフ（ＢＥＡＭ ＯＦＦ）の状態とされている。すなわち、ブランキング電極２には所定の電圧が印加され、電子ビームＥＢはブランキング電極２によって、図中点線で示したように所定量偏向され、アパーチャ４によって全て遮蔽された状態とされている。
【００２０】
一方、電子ビームの測定モードの実行命令が出されると、ブランキング信号はビームオン（ＢＥＡＭ ＯＮ）の状態とされる。すなわち、ブランキング電極２に印加される電圧はグランドレベルとされ、電子ビームＥＢはブランキング電極２によって偏向されず直進し、ナイフエッジ５と検出器６よりなる電子ビーム検出部に向かう。
【００２１】
ブランキング信号に基づき、電子ビームがビームオンの状態とされると、装置コントロール部７はデータコントロール部８を制御し、位置決め偏向電極３に図２（ｂ）に示すような走査信号を供給する。この走査信号に基づき、電子ビームＥＢは、紙面に垂直なＹ方向に直線状の端部を有したナイフエッジ５に対し、直線状の端部に垂直なＸ方向（紙面の左右方向）に走査される。
【００２２】
このような電子ビームの走査により、ファラデーカップの如き検出器６から図２（ｃ）の信号が得られる。すなわち、最初電子ビームの全てがナイフエッジ５によって遮蔽されることなく検出器６により、全ビーム電流が検出される。その後、電子ビーム走査することにより、ナイフエッジ６によって徐々にビームが遮蔽されることになり、最後には、ビームの全部がナイフエッジ５によって遮蔽され、検出信号はゼロとなる。
【００２３】
図２（ｃ）に示す検出信号は、前置増幅器１１によって増幅された後、信号処理部１２に供給される。信号処理部１２では、検出信号を図２（ｄ）に示すサンプリング信号により取り込み処理を行なう。信号処理部に取り込まれた検出信号は、１回目の微分処理により、図２（ｅ）の信号を得、更に２回目の微分処理により図２（ｆ）の信号を得る。
【００２４】
この２次微分処理された信号に基づき、図２（ｆ）に示すように、電子ビームＥＢのビーム幅情報と位置情報が得られる。このビーム幅情報と位置情報は、装置コントロール部７に送られる。装置コントロール部７は、設定したＸ方向のビーム幅と、測定されたビーム幅とを比較し、測定ビーム幅が設定ビーム幅より大きい、あるいは小さい場合には、設定ビーム幅となるように、図示していないビーム成形光学系のビーム成形条件を補正する。また、ビーム照射位置がズレていた場合には、そのズレ量に応じて位置決め偏向器５に供給する偏向信号強度を補正する。このようなナイフエッジとファラデーカップ等を用いてビームの位置情報を測定している例として、例えば、特許文献１を参照することができる。
【００２５】
【特許文献１】
特開平７−２２６３６１号公報
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来技術では、電子ビームの成形光学系や位置決め偏向器による電子ビームの照射位置ズレの補正を精度良く行なうことが可能である。しかしながら、従来の測定方法では、電子ビームのブランキングをビームオンの状態を継続させた状態でビーム幅と照射位置の測定を行なっていた。そのため、ブランキング増幅器９の特性が悪くなっていることに気付かず、ビーム幅や照射位置の測定を行なっていた。
【００２７】
また、可変面積型電子ビーム描画装置では、ブランキングがオフのとき、電子ビームはブランキング電極部を何らの影響も受けずに直進し、第１のアパーチャに照射され、第１のアパーチャ像は第２のアパーチャ上に結像される。そして、第１のアパーチャの開口像の第２のアパーチャ上の投射位置を第１と第２のアパーチャの間に配置された成形偏向器で変化させることにより、任意の面積の矩形断面を有した電子ビームを成形するようにしている。
【００２８】
しかしながら、ブランキングがオフのとき（ビームオンの時）、ブランキング電極２の０Ｖのレベルが変化すると、電子ビームがブランキング電極２による僅かな電界により偏向を受け、電子ビームの光軸が僅かに傾斜する。この電子ビームの光軸の僅かな傾斜により、第１のアパーチャ像の第２のアパーチャ上の投射位置がずれ、第２のアパーチャを通過した電子ビームの被描画材料上の位置が変動する。
【００２９】
このような場合、ブランキングがオフのとき（ビームオンの時）、ブランキング電極２の０Ｖのレベルが変化すると、ビームがブランキング電極２による僅かな電界により偏向を受け、被描画材料上で、ビームの位置変動が生じることを見出した。更に、このビーム位置変動の大きさは、電子ビームのショット時間に応じて相違することも見出した。
【００３０】
このように、ブランキングがオフのとき（ビームオンの時）、ブランキング電極２の０Ｖのレベルが変化することにより、本来ブランキング電極部では直進すべき電子ビームが、ブランキング電極によって僅かに偏向を受け、ビーム位置変動が生じる。しかし、それらの変動は僅かであり、従来のＬＳＩの集積度のレベルでは無視することができていた。
【００３１】
しかしながら、ＬＳＩの微細化の進展に伴い、パターンの大きさ（幅）や隣り合ったパターン間の距離が著しく小さくなり、ブランキング電極による僅かな偏向による、ビーム位置変動も描画不良の原因となり、無視できなくなってきた。
【００３２】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目的はビームのブランキングによるビームの照射位置の変動を補正し、高精度の描画を可能とする荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法を実現するにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法は、被描画材料上に任意の断面形状の荷電粒子ビームを所定のショット時間照射し、荷電粒子ビームの照射位置を変えながら、被描画材料に所望のパターンを描画するようにした荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームの各ショット時間に対応した荷電粒子ビームの被描画装置上の照射位置のズレ量が記憶された補正テーブルから、描画すべきパターンデータに含まれているショット時間データに対応した荷電粒子ビームの照射位置ズレ量を読み出し、ビーム照射位置データを読み出したズレ量により補正するようにしたことを特徴としている。
【００３４】
請求項２に記載の発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法は、請求項１の発明に使用される補正テーブルには、ショット時間をアドレスとして荷電粒子ビームの照射位置のズレ量が記憶されており、照射位置のズレ量は、所定形状の荷電粒子ビームを直線状の端部を有したナイフエッジに対して垂直方向に走査し、ナイフエッジを通過した荷電粒子ビームを検出し、荷電粒子ビームの走査に応じて得られた検出信号に基づいて求めるようにしており、荷電粒子ビームの走査の間、荷電粒子ビームをパルス状にビームオンとビームオフの状態を繰り返すブランキング信号によりブランキングし、１回のビームオンの時間をショット時間に対応させたことを特徴としている。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置である電子ビーム描画装置におけるビーム照射位置の検出を行ない、その照射位置ズレの補正を行うための構成の一具体例を図３に示すが、その基本的構成は図１に示した従来装置とほぼ同一である。すなわち、図中１は電子銃であり、電子銃１の下段には、電子銃１から発生し加速された電子ビームＥＢを偏向しブランキングするためのブランキング電極２が配置されている。
【００３６】
ブランキング電極２の下段には、第１のアパーチャ、成形偏向器、第２のアパーチャより成る電子ビームの断面形状を任意の面積（幅）の矩形とするための光学系が設けられているが、図面上では省略されている。この電子ビーム断面形状成形光学系の下段には、位置決め偏向電極３が設けられ、電子ビームの被描画材料の所定位置に電子ビームを偏向して照射するように構成されている。また、位置決め偏向器３の下段には、ブランキング電極２によって偏向された電子ビームＥＢを遮蔽するためのアパーチャ４が設けられている。
【００３７】
アパーチャ４の下段には、アパーチャ４を通過した電子ビームを結像するための結像レンズ系が設けられるが、それは図では省略されている。通常の描画モードでは、結像レンズ系の下段に被描画材料が配置されるが、図３は電子ビームの位置の測定モードとされており、通常被描画材料が配置される位置にナイフエッジ５が配置されている。
【００３８】
ナイフエッジ５は周知のように、直線状の端部を有しており、図３の例では、図面の垂直方向（Ｙ方向）に直線状の端部を有しており、電子ビームＥＢは図面に垂直な方向（Ｘ方向）に位置決め偏向器３によって走査される。ナイフエッジ５の下部にはファラデーカップの如き検出器６が配置されており、検出器６は電子ビームの走査に伴い、ナイフエッジ５により遮蔽されなかった電子ビームを検出する。
【００３９】
次に、上記した電子光学系の制御系の説明を行なう。制御コンピュータの如き制御コントロール部７は、描画データメモリー（図示せず）からのパターンデータをデータコントロール部８に転送する。データコントロール部８によって作成されたブランキング信号は、ブランキング増幅器９を介してブランキング電極２に供給される。
【００４０】
また、データコントロール部８で作成された電子ビームの形状成形信号は、ＤＡ変換増幅器（図示せず）を介して成形偏向器に供給される。更に、データコントロール部８で作成された被描画材料上の電子ビームの照射位置信号は、ＤＡ変換増幅器１０を介して位置決め偏向器３に供給される。検出器６によって検出された信号は、前置増幅器１１を介して信号処理部１２に供給される。
【００４１】
データコントロール部８には、ブランキング電極２による不正な電子ビームの偏向に基づく電子ビームの材料上の位置ズレ分の補正量が記憶されている補正テーブル１３と、パターンデータに含まれるパターン位置と補正テーブル１３からの補正値とを加算処理する加算器１４よりなる位置補正回路１５が備えられている。このような構成の動作を図４の信号波形図を参照しながら説明する。
【００４２】
まず、装置コントロール部７は実描画の開始前に、位置補正回路１５内の補正テーブル１３の作成指令をデータコントロール部８に送る。データコントロール部８は、このテーブル作成指令に基づき、図４（ａ）に示す如き電子ビームのブランキング信号を発生し、ブランキング増幅器９を介してブランキング電極２に供給する。なお、図４（ｂ）は電子ビームＥＢの走査信号、図４（ｃ）は検出器６によって検出された検出信号、図４（ｄ）は信号処理部１２によって信号の取り込み処理を行う場合のサンプリング信号を示している。
【００４３】
ブランキング信号は、図４（ａ）に示すように、補正テーブル１３の作成指令が送られる前は、ビームオフの状態とされている。すなわち、ブランキング電極２には所定の電圧が印加され、電子ビームＥＢはブランキング電極２によって、図中点線で示すように所定量偏向され、アパーチャ４によって全て遮蔽された状態（ビームオフ）とされている。
【００４４】
一方、補正テーブル１３の作成指令が送られると、ビームオンの状態とされる。すなわち、ブランキング電極２に印加される電圧はグランドレベルとされ、電子ビームＥＢはブランキング電極２によって偏向されず直進し、ナイフエッジ５と検出器６よりなる電子ビーム検出部に向かう。この本発明の実施の形態では、電子ビームのブランキング信号は、図４（ｄ）に示すサンプリング信号に同期させてビームオンの状態とビームオフの状態とを繰り返し行なうようにしている。このビームオンの時間は、実描画における電子ビームのショット時間に対応している。
【００４５】
ブランキング信号に基づき、電子ビームがビームオンとオフの繰り返しの状態となると、装置コントロール部７はデータコントロール部８を制御し、位置決め偏向電極３に図４（ｂ）に示すような走査信号を供給する。この走査信号に基づき、電子ビームＥＢは、紙面に垂直なＹ方向に直線状の端部を有したナイフエッジ５に対し、直線状の端部に垂直なＸ方向（紙面の左右方向）に走査される。
【００４６】
このような電子ビームの走査により、ファラデーカップの如き検出器６から図４（ｃ）の信号が得られる。すなわち、検出信号は、図４（ｄ）に示すサンプリング信号に同期してサンプリングされた信号が取り出される。このサンプリングされた検出信号波形から明らかなように、最初電子ビームの全てがナイフエッジ５によって遮蔽されることなく検出器６により、全ビーム電流が検出される。
【００４７】
その後、電子ビームを走査することにより、ナイフエッジ６によって徐々にビームが遮蔽されることになり、サンプリングされた検出信号の強度は徐々に弱くなり、最後には、ビームの全部がナイフエッジ５によって遮蔽され、検出信号はゼロとなる。
【００４８】
図４（ｃ）に示す検出信号は、前置増幅器１１によって増幅された後、信号処理部１２に供給される。信号処理部１２では、検出信号を図４（ｄ）に示すサンプリング信号により取り込み処理を行なう。信号処理部に取り込まれた検出信号は、従来技術と同様に１次と２次の微分処理が信号処理部１２で行なわれ、電子ビームＥＢのビーム幅情報と位置情報が得られる。このビーム幅情報と位置情報は、装置コントロール部７に送られる。
【００４９】
装置コントロール部７は、ビーム照射位置がズレていた場合には、そのズレ量（ここで、ズレ量とは、そのズレ量を補正する値を含む）を補正テーブル１２に記憶させる。この補正テーブル１２は、ショット時間をアドレスとしてそのショット時間（図４（ａ）におけるビームオンの時間）における材料上の電子ビームの照射位置ズレ量が記憶されるような構造となっている。
【００５０】
上記したようなブランキング信号をビームオンとビームオフの繰り返しの信号とし、図５（ａ）〜（ｃ）に示すブランキング信号のように、ビームオンの時間（実描画時のショット時間に対応）を変えて電子ビームの照射位置のズレ量を測定し、補正テーブルの該当するショット時間のアドレスに測定されたそれぞれのズレ量を記憶させる。このようにして、実描画時に使用するショット時間全てに対して電子ビームの照射位置のズレ量を測定し、補正テーブルを完成させる。
【００５１】
なお、必ずしも実描画時に使用するショット時間全てに対して電子ビームの照射位置のズレ量を測定することはなく、飛び飛びのショット時間だけ実際に電子ビームの小視野位置のズレ量を測定し、その間のショット時間におけるズレ量は補間法により決めても良い。
【００５２】
このようにして、補正テーブル１４を完成させた後、被描画材料の実描画を開始する。この場合、電子ビームの光軸上に配置されていたナイフエッジ５、検出器６は取り除かれ、電子ビームＥＢの光軸下には、図示していないが、所望のパターンを描画する被描画材料の描画フィールドが配置される。
【００５３】
この状態で、データコントロール部８は描画パターンデータを読み出し、そのパターンデータに含まれているパターン位置データＸｎを位置補正回路１５内の加算器１４に供給し、ショット時間データＴｎを補正テーブル１３に供給する。補正テーブル１３は、供給されたショット時間Ｔｎをアドレスとした電子ビームの照射位置ずれ量ΔＸｎを読み出し、加算器１４に供給する。
【００５４】
加算器１４では、パターン位置データＸｎと電子ビームの照射位置ずれ量ΔＸｎとを加算し、加算したデータ（Ｘｎ＋ΔＸｎ）をＤＡ変換増幅器１０を介して位置決め偏向器３に供給する。この結果、電子ビームは、ショット時間に対応して発生した位置ズレが補正され、所定の位置に照射されることになる。
【００５５】
なお、装置コントロール部７では、ショット時間ごとに位置補正回路１５に位置補正データをセットすると共に、ショット時間ごとで位置ズレが規定値より大きくなった時には、オペレータにブランキング増幅器９の調整もしくは交換のメッセージを発するようにも構成されている。
【００５６】
図６は本発明の他の実施の形態を示している。前記した実施の形態では、ナイフエッジを横切ってビームを走査し、検出されたビームの幅の中心位置をビームの照射位置とした。この実施の形態では、被描画材料２０上に設けられたマークＭの位置を検出することにより、ビームの照射位置ズレを測定するようにしている。
【００５７】
従来のマーク検出では、ビームのパターンデータとビームのスキャンデータの両者を準備し、２つのデータに基づいてマーク位置の検出を行なっていた。すなわち、２つのデータにより、ビームを十字状のマークＭをＸ方向とＹ方向に走査し、この走査によってマーク部分から発生した２次電子や反射電子を検出し、検出信号波形に基づいて、マークＭの中心位置を求めていた。
【００５８】
図６に示した実施の形態では、ビームのパターンデータとビームのスキャンデータの両者を準備することなく、パターンでスキャンするデータを作り、ＤＡ変換増幅器１０を動作させる。スキャンは、ショット時間を変えて位置誤差を位置補正回路１５の補正テーブル１３に記憶させる。
【００５９】
このように、スキャンデータをパターンとして準備し、描画の途中でマーク検出を行うことにより、実描画とマーク検出に差がなくなり、精度の高い描画を行なうことができる。なお、この実施の形態では、マーク部分でビームを走査することによって発生した２次電子あるいは反射電子を検出器２１で検出するようにしており、２次電子検出器あるいは反射電子検出器２１からの検出信号が前置増幅器１１を介して信号処理部１２に供給される。
【００６０】
以上本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されない。例えば、可変面積型電子ビーム描画装置を例に説明したが、本発明は被描画材料に細く絞った電子ビームを照射するようにした電子ビーム描画装置にも適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法は、被描画材料上に任意の断面形状の荷電粒子ビームを所定のショット時間照射し、荷電粒子ビームの照射位置を変えながら、被描画材料に所望のパターンを描画するようにした荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームの各ショット時間に対応した荷電粒子ビームの被描画装置上の照射位置のズレ量が記憶された補正テーブルから、描画すべきパターンデータに含まれているショット時間データに対応した荷電粒子ビームの照射位置ズレ量を読み出し、ビーム照射位置データを読み出したズレ量により補正するようにしたことを特徴としている。
【００６２】
このように、請求項１に記載のビームの照射位置補正方法は、ショット時間に応じた荷電粒子ビームの照射位置ズレ量を読み出し、そのズレ量に基づいてビームの照射位置の補正を行なうようにしたので、高い精度で位置補正を行なうことができ、ＬＳＩの集積度の向上にも対応できるものである。
【００６３】
請求項２に記載の発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法は、請求項１の発明に使用される補正テーブルには、ショット時間をアドレスとして荷電粒子ビームの照射位置のズレ量が記憶されており、照射位置のズレ量は、所定形状の荷電粒子ビームを直線状の端部を有したナイフエッジに対して垂直方向に走査し、ナイフエッジを通過した荷電粒子ビームを検出し、荷電粒子ビームの走査に応じて得られた検出信号に基づいて求めるようにしており、荷電粒子ビームの走査の間、荷電粒子ビームをパルス状にビームオンとビームオフの状態を繰り返すブランキング信号によりブランキングし、１回のビームオンの時間をショット時間に対応させたことを特徴としている。
【００６４】
このように、ビームの照射位置のズレ量を測定するために、ナイフエッジを横切ってビームを走査する際、ビームをショット時間に対応した早い周期でオン・オフしたので、実描画時に近い条件でビームの照射位置の測定を行なうことができ、位置補正の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電子ビーム描画装置の一例を示す図である。
【図２】従来のビーム照射位置の測定のための各信号波形を示す図である。
【図３】本発明に基づくビームの照射位置補正方法を実施するための構成の一例を示す図である。
【図４】本発明に基づくビームの照射位置補正方法を実施するための各信号波形を示す図である。
【図５】本発明に基づくビームの照射位置補正方法を実施するためのブランキング信号を示す図である。
【図６】本発明に基づくビームの照射位置補正方法を実施するための他の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 電子銃
２ ブランキング電極
３ 偏向電極
４ アパーチャ
５ ナイフエッジ
６ 検出器
７ 装置コントロール部
８ データコントロール部
９ ブランキング増幅器
１０ ＤＡ変換増幅器
１１ 前置増幅器
１２ 信号処理部
１３ 補正テーブル
１４ 加算器
１５ 位置補正回路
【発明の属する分野】
本発明は、ＬＳＩ製作のためのマスク材料にパターン等を描画する電子ビーム描画装置などの荷電粒子ビーム描画装置において、ＬＳＩの微細化に伴って要求される描画精度の向上に寄与する荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷電粒子ビーム描画装置の代表的な製品である電子ビーム描画装置は、ＬＳＩの製造過程で使用されるステッパーのマスク作成時に、マスクパターンをマスク材料上に描画するなどの用途や、半導体デバイス製造過程で、半導体ウェハ上に直接パターンを描画するなどの用途に使用されている。
【０００３】
この電子ビーム描画装置における描画動作の概略を可変面積型電子ビーム描画装置を例に説明する。この装置では、電子銃によって発生し加速された電子ビームを第１のアパーチャに照射し、第１のアパーチャ像を第２のアパーチャ上に結像するようにしている。そして、第１のアパーチャの開口像の第２のアパーチャ上の投射位置を第１と第２のアパーチャの間に配置された成形偏向器で変化させることにより、任意の面積の矩形断面を有した電子ビームが成形される。
【０００４】
第１のアパーチャ、第２のアパーチャ、成形偏向器よりなる光学系により任意の形状に成形された電子ビームは、被描画材料上に投射される。電子ビームの材料上の投射位置は、位置決め偏向器によってパターンデータに応じて決められる。被描画材料は、移動ステージ上に載せられ、移動ステージは、材料のフィールド毎の移動のために移動させられる。なお、この装置の他の光学系としては、ビームを被描画材料上にショットする時間を決めるビームブランキング機構や結像レンズなどの電子レンズが含まれている。
【０００５】
次に、上記した電子光学系の制御系の説明を行なう。制御コンピュータの如き制御コントロール部は、描画データメモリーからのパターンデータをデータコントロール部に転送する。データコントロール部によって作成されたブランキング信号は、ブランキング増幅器を介してブランキング電極に供給される。なお、ブランキング信号におけるビームオンの時間は、材料上にショットする電子ビームのショット時間に応じて決められる。
【０００６】
また、データコントロール部で作成された電子ビームの形状成形信号は、ＤＡ変換増幅器を介して成形偏向器に供給される。更に、データコントロール部で作成された被描画材料上の電子ビームの照射位置信号は、ＤＡ変換増幅器を介して位置決め偏向器に供給される。なお、制御コンピュータは、材料のフィールド毎の移動のために、材料が載せられたステージを制御する。このような構成の動作を次に説明する。
【０００７】
まず、基本的な描画動作について説明する。描画データメモリーに格納されたパターンデータは、逐次読み出され、データコントロール部に供給される。このデータコントロール部からのデータに基づき、成形偏向器、位置決め偏向器は制御される。
【０００８】
この結果、各描画パターンデータに基づき、成形偏向器により電子ビームの断面が単位パターン形状に成形され、その単位パターンが順々に材料上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われる。なお、この時、ブランキング電極へのブランキング信号により、材料への電子ビームのショットに同期して電子ビームのブランキングが実行される。また、材料上の異なったフィールドへの描画の際には、制御コンピュータの制御により、材料が載せられたステージは所定の距離移動させられる。なお、ステージの移動距離は、レーザー測長器により監視されており、測長器からの測長結果に基づき、ステージの位置は正確に制御される。
【０００９】
上記したような電子ビーム描画装置では、被描画材料は、例えば光学的描画装置において使用されるマスク（レチクル）であり、ガラス基板の表面に導電性物質が蒸着され、更にその上に電子ビームの感光材料（レジスト）が塗布されている。
【００１０】
電子ビームはこのレジスト上に照射され、所定の形状のパターンを描画し、電子ビームの照射された部分のレジストを感光する。すなわち、電子ビームの断面の形状を制御しながら矩形や三角形、もしくは台形などの形状の描画を行い、それらの形状の組み合わせでマスク乾板上のレジストに所望のパターンを描画して感光させる。なお、電子ビームの断面形状は、２枚のアパーチャを組み合わせて任意の大きさの矩形とする方式以外に、形状が固定されたマスクを用いる方式が現実に使用されている。
【００１１】
さて、上記したような描画を行う場合、矩形断面に成形された電子ビームの照射位置を検出し、電子ビームの照射位置が規定通りであるかを測定することは重要である。特に、電子ビームの照射位置が規定値からズレていた場合には、パターンの描画精度が悪化する。そのため、ズレがあった場合には、そのズレ量に応じた補正が実行される。この電子ビームの照射位置を測定する従来の方法を図に基づいて説明する。
【００１２】
図１は電子ビームの照射位置を測定することができる電子ビーム描画装置の一例を示している。図中１は電子銃であり、電子銃１の下段には、電子銃１から発生し加速された電子ビームＥＢを偏向しブランキングするためのブランキング電極２が配置されている。
【００１３】
ブランキング電極２の下段には、第１のアパーチャ、成形偏向器、第２のアパーチャより成る電子ビームの断面形状を任意の面積（幅）の矩形とするための光学系が設けられているが、図面上では省略されている。この電子ビーム断面形状成形光学系の下段には、位置決め偏向電極３が設けられ、電子ビームの被描画材料の所定位置に電子ビームを偏向して照射するように構成されている。また、位置決め偏向器３の下段には、ブランキング電極２によって偏向された電子ビームＥＢをブランキングするためのアパーチャ４が設けられている。
【００１４】
アパーチャ４の下段には、アパーチャ４を通過した電子ビームを結像するための結像レンズ系が設けられるが、それは図では省略されている。通常の描画モードでは、結像レンズ系の下段に被描画材料が配置されるが、図１は電子ビームの幅と位置の測定モードとされており、通常被描画材料が配置される位置にナイフエッジ５が配置されている。
【００１５】
ナイフエッジ５は周知のように、直線状の端部を有しており、図１の例では、図面の垂直方向（Ｙ方向）に直線状の端部を有しており、電子ビームＥＢは図面に垂直な方向（Ｘ方向）に位置決め偏向器３によって走査される。ナイフエッジ５の下部にはファラデーカップの如き検出器６が配置されており、検出器６は電子ビームの走査に伴い、ナイフエッジ５により遮蔽されなかった電子ビームを検出する。
【００１６】
次に、上記した電子光学系の制御系の説明を行なう。制御コンピュータの如き装置コントロール部７は、描画データメモリー（図示せず）からのパターンデータをデータコントロール部８に転送する。データコントロール部８によって作成されたブランキング信号は、ブランキング増幅器９を介してブランキング電極２に供給される。
【００１７】
また、データコントロール部８で作成された電子ビームの形状成形信号は、ＤＡ変換増幅器（図示せず）を介して成形偏向器に供給される。更に、データコントロール部８で作成された被描画材料上の電子ビームの照射位置信号は、ＤＡ変換増幅器１０を介して位置決め偏向器３に供給される。検出器６によって検出された信号は、前置増幅器１１を介して信号処理部１２に供給される。このような構成の動作を図２の信号波形図を参照しながら説明する。
【００１８】
まず、装置コントロール部７はデータコントロール部８に、電子ビームの幅と位置の測定モードの実行命令を送る。データコントロール部８は、この実行命令に基づき図２（ａ）に示す如き電子ビームのブランキング信号を発生し、ブランキング増幅器９を介してブランキング電極２に供給する。
【００１９】
ブランキング信号は、図２（ａ）に示すように、電子ビームの測定モードの実行命令が送られる前は、ビームオフ（ＢＥＡＭ ＯＦＦ）の状態とされている。すなわち、ブランキング電極２には所定の電圧が印加され、電子ビームＥＢはブランキング電極２によって、図中点線で示したように所定量偏向され、アパーチャ４によって全て遮蔽された状態とされている。
【００２０】
一方、電子ビームの測定モードの実行命令が出されると、ブランキング信号はビームオン（ＢＥＡＭ ＯＮ）の状態とされる。すなわち、ブランキング電極２に印加される電圧はグランドレベルとされ、電子ビームＥＢはブランキング電極２によって偏向されず直進し、ナイフエッジ５と検出器６よりなる電子ビーム検出部に向かう。
【００２１】
ブランキング信号に基づき、電子ビームがビームオンの状態とされると、装置コントロール部７はデータコントロール部８を制御し、位置決め偏向電極３に図２（ｂ）に示すような走査信号を供給する。この走査信号に基づき、電子ビームＥＢは、紙面に垂直なＹ方向に直線状の端部を有したナイフエッジ５に対し、直線状の端部に垂直なＸ方向（紙面の左右方向）に走査される。
【００２２】
このような電子ビームの走査により、ファラデーカップの如き検出器６から図２（ｃ）の信号が得られる。すなわち、最初電子ビームの全てがナイフエッジ５によって遮蔽されることなく検出器６により、全ビーム電流が検出される。その後、電子ビーム走査することにより、ナイフエッジ６によって徐々にビームが遮蔽されることになり、最後には、ビームの全部がナイフエッジ５によって遮蔽され、検出信号はゼロとなる。
【００２３】
図２（ｃ）に示す検出信号は、前置増幅器１１によって増幅された後、信号処理部１２に供給される。信号処理部１２では、検出信号を図２（ｄ）に示すサンプリング信号により取り込み処理を行なう。信号処理部に取り込まれた検出信号は、１回目の微分処理により、図２（ｅ）の信号を得、更に２回目の微分処理により図２（ｆ）の信号を得る。
【００２４】
この２次微分処理された信号に基づき、図２（ｆ）に示すように、電子ビームＥＢのビーム幅情報と位置情報が得られる。このビーム幅情報と位置情報は、装置コントロール部７に送られる。装置コントロール部７は、設定したＸ方向のビーム幅と、測定されたビーム幅とを比較し、測定ビーム幅が設定ビーム幅より大きい、あるいは小さい場合には、設定ビーム幅となるように、図示していないビーム成形光学系のビーム成形条件を補正する。また、ビーム照射位置がズレていた場合には、そのズレ量に応じて位置決め偏向器５に供給する偏向信号強度を補正する。このようなナイフエッジとファラデーカップ等を用いてビームの位置情報を測定している例として、例えば、特許文献１を参照することができる。
【００２５】
【特許文献１】
特開平７−２２６３６１号公報
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来技術では、電子ビームの成形光学系や位置決め偏向器による電子ビームの照射位置ズレの補正を精度良く行なうことが可能である。しかしながら、従来の測定方法では、電子ビームのブランキングをビームオンの状態を継続させた状態でビーム幅と照射位置の測定を行なっていた。そのため、ブランキング増幅器９の特性が悪くなっていることに気付かず、ビーム幅や照射位置の測定を行なっていた。
【００２７】
また、可変面積型電子ビーム描画装置では、ブランキングがオフのとき、電子ビームはブランキング電極部を何らの影響も受けずに直進し、第１のアパーチャに照射され、第１のアパーチャ像は第２のアパーチャ上に結像される。そして、第１のアパーチャの開口像の第２のアパーチャ上の投射位置を第１と第２のアパーチャの間に配置された成形偏向器で変化させることにより、任意の面積の矩形断面を有した電子ビームを成形するようにしている。
【００２８】
しかしながら、ブランキングがオフのとき（ビームオンの時）、ブランキング電極２の０Ｖのレベルが変化すると、電子ビームがブランキング電極２による僅かな電界により偏向を受け、電子ビームの光軸が僅かに傾斜する。この電子ビームの光軸の僅かな傾斜により、第１のアパーチャ像の第２のアパーチャ上の投射位置がずれ、第２のアパーチャを通過した電子ビームの被描画材料上の位置が変動する。
【００２９】
このような場合、ブランキングがオフのとき（ビームオンの時）、ブランキング電極２の０Ｖのレベルが変化すると、ビームがブランキング電極２による僅かな電界により偏向を受け、被描画材料上で、ビームの位置変動が生じることを見出した。更に、このビーム位置変動の大きさは、電子ビームのショット時間に応じて相違することも見出した。
【００３０】
このように、ブランキングがオフのとき（ビームオンの時）、ブランキング電極２の０Ｖのレベルが変化することにより、本来ブランキング電極部では直進すべき電子ビームが、ブランキング電極によって僅かに偏向を受け、ビーム位置変動が生じる。しかし、それらの変動は僅かであり、従来のＬＳＩの集積度のレベルでは無視することができていた。
【００３１】
しかしながら、ＬＳＩの微細化の進展に伴い、パターンの大きさ（幅）や隣り合ったパターン間の距離が著しく小さくなり、ブランキング電極による僅かな偏向による、ビーム位置変動も描画不良の原因となり、無視できなくなってきた。
【００３２】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目的はビームのブランキングによるビームの照射位置の変動を補正し、高精度の描画を可能とする荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法を実現するにある。
【００３３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法は、被描画材料上に任意の断面形状の荷電粒子ビームを所定のショット時間照射し、荷電粒子ビームの照射位置を変えながら、被描画材料に所望のパターンを描画するようにした荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームの各ショット時間に対応した荷電粒子ビームの被描画装置上の照射位置のズレ量が記憶された補正テーブルから、描画すべきパターンデータに含まれているショット時間データに対応した荷電粒子ビームの照射位置ズレ量を読み出し、ビーム照射位置データを読み出したズレ量により補正するようにしたことを特徴としている。
【００３４】
請求項２に記載の発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法は、請求項１の発明に使用される補正テーブルには、ショット時間をアドレスとして荷電粒子ビームの照射位置のズレ量が記憶されており、照射位置のズレ量は、所定形状の荷電粒子ビームを直線状の端部を有したナイフエッジに対して垂直方向に走査し、ナイフエッジを通過した荷電粒子ビームを検出し、荷電粒子ビームの走査に応じて得られた検出信号に基づいて求めるようにしており、荷電粒子ビームの走査の間、荷電粒子ビームをパルス状にビームオンとビームオフの状態を繰り返すブランキング信号によりブランキングし、１回のビームオンの時間をショット時間に対応させたことを特徴としている。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置である電子ビーム描画装置におけるビーム照射位置の検出を行ない、その照射位置ズレの補正を行うための構成の一具体例を図３に示すが、その基本的構成は図１に示した従来装置とほぼ同一である。すなわち、図中１は電子銃であり、電子銃１の下段には、電子銃１から発生し加速された電子ビームＥＢを偏向しブランキングするためのブランキング電極２が配置されている。
【００３６】
ブランキング電極２の下段には、第１のアパーチャ、成形偏向器、第２のアパーチャより成る電子ビームの断面形状を任意の面積（幅）の矩形とするための光学系が設けられているが、図面上では省略されている。この電子ビーム断面形状成形光学系の下段には、位置決め偏向電極３が設けられ、電子ビームの被描画材料の所定位置に電子ビームを偏向して照射するように構成されている。また、位置決め偏向器３の下段には、ブランキング電極２によって偏向された電子ビームＥＢを遮蔽するためのアパーチャ４が設けられている。
【００３７】
アパーチャ４の下段には、アパーチャ４を通過した電子ビームを結像するための結像レンズ系が設けられるが、それは図では省略されている。通常の描画モードでは、結像レンズ系の下段に被描画材料が配置されるが、図３は電子ビームの位置の測定モードとされており、通常被描画材料が配置される位置にナイフエッジ５が配置されている。
【００３８】
ナイフエッジ５は周知のように、直線状の端部を有しており、図３の例では、図面の垂直方向（Ｙ方向）に直線状の端部を有しており、電子ビームＥＢは図面に垂直な方向（Ｘ方向）に位置決め偏向器３によって走査される。ナイフエッジ５の下部にはファラデーカップの如き検出器６が配置されており、検出器６は電子ビームの走査に伴い、ナイフエッジ５により遮蔽されなかった電子ビームを検出する。
【００３９】
次に、上記した電子光学系の制御系の説明を行なう。制御コンピュータの如き制御コントロール部７は、描画データメモリー（図示せず）からのパターンデータをデータコントロール部８に転送する。データコントロール部８によって作成されたブランキング信号は、ブランキング増幅器９を介してブランキング電極２に供給される。
【００４０】
また、データコントロール部８で作成された電子ビームの形状成形信号は、ＤＡ変換増幅器（図示せず）を介して成形偏向器に供給される。更に、データコントロール部８で作成された被描画材料上の電子ビームの照射位置信号は、ＤＡ変換増幅器１０を介して位置決め偏向器３に供給される。検出器６によって検出された信号は、前置増幅器１１を介して信号処理部１２に供給される。
【００４１】
データコントロール部８には、ブランキング電極２による不正な電子ビームの偏向に基づく電子ビームの材料上の位置ズレ分の補正量が記憶されている補正テーブル１３と、パターンデータに含まれるパターン位置と補正テーブル１３からの補正値とを加算処理する加算器１４よりなる位置補正回路１５が備えられている。このような構成の動作を図４の信号波形図を参照しながら説明する。
【００４２】
まず、装置コントロール部７は実描画の開始前に、位置補正回路１５内の補正テーブル１３の作成指令をデータコントロール部８に送る。データコントロール部８は、このテーブル作成指令に基づき、図４（ａ）に示す如き電子ビームのブランキング信号を発生し、ブランキング増幅器９を介してブランキング電極２に供給する。なお、図４（ｂ）は電子ビームＥＢの走査信号、図４（ｃ）は検出器６によって検出された検出信号、図４（ｄ）は信号処理部１２によって信号の取り込み処理を行う場合のサンプリング信号を示している。
【００４３】
ブランキング信号は、図４（ａ）に示すように、補正テーブル１３の作成指令が送られる前は、ビームオフの状態とされている。すなわち、ブランキング電極２には所定の電圧が印加され、電子ビームＥＢはブランキング電極２によって、図中点線で示すように所定量偏向され、アパーチャ４によって全て遮蔽された状態（ビームオフ）とされている。
【００４４】
一方、補正テーブル１３の作成指令が送られると、ビームオンの状態とされる。すなわち、ブランキング電極２に印加される電圧はグランドレベルとされ、電子ビームＥＢはブランキング電極２によって偏向されず直進し、ナイフエッジ５と検出器６よりなる電子ビーム検出部に向かう。この本発明の実施の形態では、電子ビームのブランキング信号は、図４（ｄ）に示すサンプリング信号に同期させてビームオンの状態とビームオフの状態とを繰り返し行なうようにしている。このビームオンの時間は、実描画における電子ビームのショット時間に対応している。
【００４５】
ブランキング信号に基づき、電子ビームがビームオンとオフの繰り返しの状態となると、装置コントロール部７はデータコントロール部８を制御し、位置決め偏向電極３に図４（ｂ）に示すような走査信号を供給する。この走査信号に基づき、電子ビームＥＢは、紙面に垂直なＹ方向に直線状の端部を有したナイフエッジ５に対し、直線状の端部に垂直なＸ方向（紙面の左右方向）に走査される。
【００４６】
このような電子ビームの走査により、ファラデーカップの如き検出器６から図４（ｃ）の信号が得られる。すなわち、検出信号は、図４（ｄ）に示すサンプリング信号に同期してサンプリングされた信号が取り出される。このサンプリングされた検出信号波形から明らかなように、最初電子ビームの全てがナイフエッジ５によって遮蔽されることなく検出器６により、全ビーム電流が検出される。
【００４７】
その後、電子ビームを走査することにより、ナイフエッジ６によって徐々にビームが遮蔽されることになり、サンプリングされた検出信号の強度は徐々に弱くなり、最後には、ビームの全部がナイフエッジ５によって遮蔽され、検出信号はゼロとなる。
【００４８】
図４（ｃ）に示す検出信号は、前置増幅器１１によって増幅された後、信号処理部１２に供給される。信号処理部１２では、検出信号を図４（ｄ）に示すサンプリング信号により取り込み処理を行なう。信号処理部に取り込まれた検出信号は、従来技術と同様に１次と２次の微分処理が信号処理部１２で行なわれ、電子ビームＥＢのビーム幅情報と位置情報が得られる。このビーム幅情報と位置情報は、装置コントロール部７に送られる。
【００４９】
装置コントロール部７は、ビーム照射位置がズレていた場合には、そのズレ量（ここで、ズレ量とは、そのズレ量を補正する値を含む）を補正テーブル１２に記憶させる。この補正テーブル１２は、ショット時間をアドレスとしてそのショット時間（図４（ａ）におけるビームオンの時間）における材料上の電子ビームの照射位置ズレ量が記憶されるような構造となっている。
【００５０】
上記したようなブランキング信号をビームオンとビームオフの繰り返しの信号とし、図５（ａ）〜（ｃ）に示すブランキング信号のように、ビームオンの時間（実描画時のショット時間に対応）を変えて電子ビームの照射位置のズレ量を測定し、補正テーブルの該当するショット時間のアドレスに測定されたそれぞれのズレ量を記憶させる。このようにして、実描画時に使用するショット時間全てに対して電子ビームの照射位置のズレ量を測定し、補正テーブルを完成させる。
【００５１】
なお、必ずしも実描画時に使用するショット時間全てに対して電子ビームの照射位置のズレ量を測定することはなく、飛び飛びのショット時間だけ実際に電子ビームの小視野位置のズレ量を測定し、その間のショット時間におけるズレ量は補間法により決めても良い。
【００５２】
このようにして、補正テーブル１４を完成させた後、被描画材料の実描画を開始する。この場合、電子ビームの光軸上に配置されていたナイフエッジ５、検出器６は取り除かれ、電子ビームＥＢの光軸下には、図示していないが、所望のパターンを描画する被描画材料の描画フィールドが配置される。
【００５３】
この状態で、データコントロール部８は描画パターンデータを読み出し、そのパターンデータに含まれているパターン位置データＸｎを位置補正回路１５内の加算器１４に供給し、ショット時間データＴｎを補正テーブル１３に供給する。補正テーブル１３は、供給されたショット時間Ｔｎをアドレスとした電子ビームの照射位置ずれ量ΔＸｎを読み出し、加算器１４に供給する。
【００５４】
加算器１４では、パターン位置データＸｎと電子ビームの照射位置ずれ量ΔＸｎとを加算し、加算したデータ（Ｘｎ＋ΔＸｎ）をＤＡ変換増幅器１０を介して位置決め偏向器３に供給する。この結果、電子ビームは、ショット時間に対応して発生した位置ズレが補正され、所定の位置に照射されることになる。
【００５５】
なお、装置コントロール部７では、ショット時間ごとに位置補正回路１５に位置補正データをセットすると共に、ショット時間ごとで位置ズレが規定値より大きくなった時には、オペレータにブランキング増幅器９の調整もしくは交換のメッセージを発するようにも構成されている。
【００５６】
図６は本発明の他の実施の形態を示している。前記した実施の形態では、ナイフエッジを横切ってビームを走査し、検出されたビームの幅の中心位置をビームの照射位置とした。この実施の形態では、被描画材料２０上に設けられたマークＭの位置を検出することにより、ビームの照射位置ズレを測定するようにしている。
【００５７】
従来のマーク検出では、ビームのパターンデータとビームのスキャンデータの両者を準備し、２つのデータに基づいてマーク位置の検出を行なっていた。すなわち、２つのデータにより、ビームを十字状のマークＭをＸ方向とＹ方向に走査し、この走査によってマーク部分から発生した２次電子や反射電子を検出し、検出信号波形に基づいて、マークＭの中心位置を求めていた。
【００５８】
図６に示した実施の形態では、ビームのパターンデータとビームのスキャンデータの両者を準備することなく、パターンでスキャンするデータを作り、ＤＡ変換増幅器１０を動作させる。スキャンは、ショット時間を変えて位置誤差を位置補正回路１５の補正テーブル１３に記憶させる。
【００５９】
このように、スキャンデータをパターンとして準備し、描画の途中でマーク検出を行うことにより、実描画とマーク検出に差がなくなり、精度の高い描画を行なうことができる。なお、この実施の形態では、マーク部分でビームを走査することによって発生した２次電子あるいは反射電子を検出器２１で検出するようにしており、２次電子検出器あるいは反射電子検出器２１からの検出信号が前置増幅器１１を介して信号処理部１２に供給される。
【００６０】
以上本発明の一実施形態を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されない。例えば、可変面積型電子ビーム描画装置を例に説明したが、本発明は被描画材料に細く絞った電子ビームを照射するようにした電子ビーム描画装置にも適用することができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法は、被描画材料上に任意の断面形状の荷電粒子ビームを所定のショット時間照射し、荷電粒子ビームの照射位置を変えながら、被描画材料に所望のパターンを描画するようにした荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームの各ショット時間に対応した荷電粒子ビームの被描画装置上の照射位置のズレ量が記憶された補正テーブルから、描画すべきパターンデータに含まれているショット時間データに対応した荷電粒子ビームの照射位置ズレ量を読み出し、ビーム照射位置データを読み出したズレ量により補正するようにしたことを特徴としている。
【００６２】
このように、請求項１に記載のビームの照射位置補正方法は、ショット時間に応じた荷電粒子ビームの照射位置ズレ量を読み出し、そのズレ量に基づいてビームの照射位置の補正を行なうようにしたので、高い精度で位置補正を行なうことができ、ＬＳＩの集積度の向上にも対応できるものである。
【００６３】
請求項２に記載の発明に基づく荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法は、請求項１の発明に使用される補正テーブルには、ショット時間をアドレスとして荷電粒子ビームの照射位置のズレ量が記憶されており、照射位置のズレ量は、所定形状の荷電粒子ビームを直線状の端部を有したナイフエッジに対して垂直方向に走査し、ナイフエッジを通過した荷電粒子ビームを検出し、荷電粒子ビームの走査に応じて得られた検出信号に基づいて求めるようにしており、荷電粒子ビームの走査の間、荷電粒子ビームをパルス状にビームオンとビームオフの状態を繰り返すブランキング信号によりブランキングし、１回のビームオンの時間をショット時間に対応させたことを特徴としている。
【００６４】
このように、ビームの照射位置のズレ量を測定するために、ナイフエッジを横切ってビームを走査する際、ビームをショット時間に対応した早い周期でオン・オフしたので、実描画時に近い条件でビームの照射位置の測定を行なうことができ、位置補正の精度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電子ビーム描画装置の一例を示す図である。
【図２】従来のビーム照射位置の測定のための各信号波形を示す図である。
【図３】本発明に基づくビームの照射位置補正方法を実施するための構成の一例を示す図である。
【図４】本発明に基づくビームの照射位置補正方法を実施するための各信号波形を示す図である。
【図５】本発明に基づくビームの照射位置補正方法を実施するためのブランキング信号を示す図である。
【図６】本発明に基づくビームの照射位置補正方法を実施するための他の構成の一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 電子銃
２ ブランキング電極
３ 偏向電極
４ アパーチャ
５ ナイフエッジ
６ 検出器
７ 装置コントロール部
８ データコントロール部
９ ブランキング増幅器
１０ ＤＡ変換増幅器
１１ 前置増幅器
１２ 信号処理部
１３ 補正テーブル
１４ 加算器
１５ 位置補正回路
Claims (5)
- 被描画材料上に任意の断面形状の荷電粒子ビームを所定のショット時間照射し、荷電粒子ビームの照射位置を変えながら、被描画材料に所望のパターンを描画するようにした荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームの各ショット時間に対応した荷電粒子ビームの被描画装置上の照射位置のズレ量が記憶された補正テーブルから、描画すべきパターンデータに含まれているショット時間データに対応した荷電粒子ビームの照射位置ズレ量を読み出し、ビーム照射位置データを読み出したズレ量により補正するようにした荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法。
- 補正テーブルは、ショット時間をアドレスとして荷電粒子ビームの照射位置のズレ量が記憶されており、照射位置のズレ量は、所定形状の荷電粒子ビームを直線状の端部を有したナイフエッジに対して垂直方向に走査し、ナイフエッジを通過した荷電粒子ビームを検出し、荷電粒子ビームの走査に応じて得られた検出信号に基づいて求めるようにしており、荷電粒子ビームの走査の間、荷電粒子ビームをパルス状にビームオンとビームオフの状態を繰り返すブランキング信号によりブランキングし、１回のビームオンの時間をショット時間に対応させたことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法。
- 荷電粒子ビームの断面形状は、荷電粒子ビーム源によって発生し加速された荷電粒子ビームを第１のアパーチャに照射し、第１のアパーチャ像を第２のアパーチャ上に結像させ、更に、第１のアパーチャの開口像の第２のアパーチャ上の投射位置を第１と第２のアパーチャの間に配置された成形偏向器で変化させることにより、任意の面積の矩形断面を有した荷電粒子ビームを成形するようにした請求項１〜２の何れかに記載の荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法。
- 荷電粒子ビームの断面形状は、固定形状のマスクを透過させることによって決められる請求項１〜２の何れかに記載の荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法。
- 補正テーブルは、ショット時間をアドレスとして荷電粒子ビームの照射位置のズレ量が記憶されており、照射位置のズレ量は、被描画材料上のマークをパターンでスキャンすること、すなわち、所定の大きさのパターンによってマークを横切る細長いパターンを描画し、細長いパターンの描画を単位パターンのショット時間を変えて必要回数行ない、この描画によって発生した信号を検出し、検出信号に基づいて求めるようにしたことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法。
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- 2003-08-13 JP JP2003207428A patent/JP2005064041A/ja not_active Withdrawn
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