JP2007073795A - 電子線描画装置の描画異常検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は電子線描画装置の描画異常検出方法に関し、描画材料表面のゴミ等による描画異常検出が可能な検出方法を提供することを目的としている。
【解決手段】 電子線で描画材料表面を描画する電子線描画方法において、描画データの描画と同期しながら描画中吸収電流測定を行ない、描画中吸収電流量の変化のあった場所の座標位置及び／又は図形を記憶・表示することように構成される。レジストの表面にゴミ等が付着している場合には、その点の吸収電流が小さくなるので、電子線の描画異常を検出することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子線描画装置の描画異常検出方法に関する。

電子線描画装置は、所定の形状（一般的には矩形が多い）の電子線を材料に当てて、材料表面に形成されたレジストに照射し、特定のパターンを作る装置である。この種の装置で、描画異常を検出する場合、描画前後の吸収電流やエミッション電流の測定結果を基に描画異常を描画ブロック（特定範囲）で検出するようになっている。

図７は従来の描画異常検出フローを示す図である。先ず、エミッション電流を測定する（Ｓ１）。ここでエミッション電流とは、電子線源から出射される電流のことである。エミッション電流がＯＫの場合には、次に進み照射電流を確認する（Ｓ２）。ここで、照射電流とは材料に照射される電流のことである。ステップＳ１でエミッション電流が異常の場合には、描画異常と判定する（Ｓ３）。ステップＳ２で照射電流がＯＫの場合には、特定範囲の描画を行なう（Ｓ４）。ステップＳ２で、照射電流が異常の場合には、描画異常と判定する（Ｓ３）。

従来のこの種の装置としては、電子ビームの照射電流を直接測定する構成として以下のような技術が知られている。先ず、電子ビームを基体に照射する前に、電子ビーム経路に挿入された直接電子検出手段を用いて検出された検出信号が電流信号から電圧信号に変換され、照射電流量検出制御部で増幅された後、平均化処理される。平均化処理された信号は、量子化された直接照射電流量情報を記憶手段に記憶する。照射電流量検出制御部は、直接照射電流量情報を単位変換処理した後、表示手段に調整値が視覚化される。この調整値を表示手段で確認しながら目的の値になるように電子ビーム照射調整手段を調整する。照射電流量検出制御部は、調整後の直接照射電流量情報に基づき電子銃制御部からの制御により電子銃からの電子ビームの照射電流量を制御する。これにより、照射電流量を直接測定する（例えば特許文献１参照）。
特開２００４−８６９３５号公報（段落００１０、図１）

従来の材料ホルダ構造と図２の（ａ）に示す描画材料構造では、材料の材質が絶縁性のものである場合、描画中吸収電流の測定が不可能であるという問題がある。図において、２０は描画材料、２１は該描画材料１５に堆積されたレジストである。描画材料１５が絶縁体である場合、電流が流れないので、吸収電流の測定が不可能である。材料材質が半導体又は導電性の場合でも、材料と材料ホルダ間のショットキーなどの影響により、効率よく描画中吸収電流を測定することができない。

従来、電子線描画装置の描画異常の検出方法は、描画前後の吸収電流やエミッション電流の測定結果を基に描画異常を描画ブロック（特定範囲）で検出しているために、描画材料表面のゴミ等による描画異常を検出することができなかった。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、描画材料表面のゴミ等による描画異常検出が可能な検出方法を提供することを目的としている。

（１）請求項１記載の発明は、電子線で描画材料表面を描画する電子線描画方法において、
描画データの描画と同期（ビームブランキングのタイミングを含む）しながら描画中吸収電流測定を行ない、描画中吸収電流量の変化のあった場所の座標位置及び／又は図形を記憶・表示することを特徴とする。
（２）請求項２記載の発明は、前記描画材料として、描画材料表面に導電性膜を堆積してからフォトレジストを塗布した２層構造又は描画材料表面に絶縁性膜、導電性膜を堆積してからフォトレジストを塗布した３層構造とすることを特徴とする。
（３）請求項３記載の発明は、前記描画材料の導電性膜に電流検出用針を接触させ、吸収電流を流すようにしたことを特徴とする。
（４）請求項４記載の発明は、前記描画材料を保持する材料ホルダであって、描画材料に上方向の付勢力を与え、該材料ホルダの上面に設けた上面規制用蓋で前記描画材料を規制し、該材料ホルダに電流計を接続して吸収電流を測定するようにしたことを特徴とする。

（１）請求項１記載の発明によれば、描画中吸収電流の変化を検出することにより、当該レジストにゴミがついた場合等の異常箇所の座標位置及び／又は図形を記憶することで、描画材料中の異常箇所を記憶することができるのでユーザにとって、描画材料の管理に資することができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、２層又は３層の階層構造とし、これら層の中に導電性膜を設けたので、吸収電流を効率よく収集することができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、電流検出用針を用いることで、吸収電流を効率よく収集することができる。
（４）請求項４記載の発明によれば、材料ホルダと接地間に電流計を接続することで、吸収電流を効率よく測定することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明で用いる電子線描画装置の構成例を示す図である。図において、１は電子線を発生する電子線源、２は該電子線源１より発生された電子線である。３は電子線２の光軸に沿って配置されるコンデンサレンズ、４は該コンデンサレンズ３の下に配置されたアライナ、５はアライナ４の下に配置されたコンデンサレンズ、６は該コンデンサレンズ５の内側に配置されたビームブランカ、７は該コンデンサレンズ５の下に配置されたアライナ、８はアライナ７の下に配置されたアパーチャ、９はアパーチャ８の下に配置されたアライナである。

１０はアライナ９の下に配置された対物レンズ、１１は該対物レンズ１０の内側に配置された偏向器である。１２はその上に描画材料を載置する材料ステージ、１３は材料ホルダ、１４は材料ホルダ１３の上部に設けられた上面規制蓋、１５は材料ホルダ１３の内部に保持される描画材料、１６は上面規制用蓋１４と接地間の間に配置された吸収電流測定用の電流計である。このように構成された装置の動作を概説すれば、以下の通りである。

電子線源１から発生された電子線２はコンデンサレンズ等のレンズ系を通ってアパーチャ８に達する。該アパーチャ８で所定の形状に波形成形された電子線は、対物レンズ１０により描画材料１５上に照射される。この時、目的とするパターンを描画するために、該電子線は、偏向器１１により偏向を受ける。従って、描画材料１５上には所定のパターンが形成されていくことになる。

この時、描画中の吸収電流は上面規制用蓋１４と接続される電流計１６により、描画材料上の所定の位置における電流が測定される。なお、図では電流計１６と接続されるための接続点を上面規制用蓋１４としたが、材料ホルダ１３と上面規制用蓋１４とは電気的に接続されているので、材料ホルダ１３から吸収電流を取り出すようにしてもよい。このような描画中の吸収電流は、電流計１６で検出されるが、この電流計の測定値が異常な値を示した時には、制御装置（図示せず）は、その時のビーム位置の座標値及び／又は図形を記憶手段（図示せず）に記憶させておく。

そして、描画材料１５の描画が終了した後、オペレータは、前記記憶手段に記憶されているデータを読み出す。これにより、異常描画が行われた部分の座標位置と、図形を図示しない表示装置に表示して、異常状態を把握することができる。

このように、本発明によれば、描画中吸収電流の変化を検出することにより、当該レジストにゴミがついた場合等の異常箇所の座標位置及び／又は図形を記憶することで、描画材料中の異常箇所を記憶することができるのでユーザにとって、描画材料の管理に資することができる。

図２は描画材料構造を示す図である。（ａ）は従来の構造、（ｂ）は本発明に係る２層構造、（ｃ）本発明に係る３層構造である。（ｂ），（ｃ）において、（ａ）と同じものは同じ符号を付して示す。（ｂ）において、２２は描画材料１５とレジスト２１の間に形成された導電性膜である。一方、（ｃ）において、２３は描画材料１５と導電性膜２２との間に形成された絶縁性膜である。この図の（ｂ）と（ｃ）によれば、描画材料１５の上に導電性膜を形成することにより、レジスト２１に照射された電流の内の吸収電流を効率よく収集することができる。

図３は材料ホルダの構成例を示す図である。図１，図２と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、１３は材料ホルダ、１５は該材料ホルダ１３に保持される描画材料である。１４は材料ホルダ１３の上部に設けられた上面規制用蓋である。１３ａは描画材料１５の下面に取り付けられた材料押さえ用スプリングである。材料押さえ用スプリング１３ａは、描画材料１５に対して常時上向きになるように付勢力を与えているので、描画材料１５は上面規制用蓋１４に当接し、描画材料１５の表面を常に平面になるように規制している。

Ｑ部分の拡大図Ｑ’において、描画材料１５は、図２に示したように、絶縁性膜２３、導電性膜２２及びレジスト２１からなる３層構造をしている。２５は上面規制用蓋１４と電気的に接続され、導電性膜２２に差し込まれた電流検出用針である。該電流検出用針２５は上面規制用蓋１４と固着されている。図では、電流検出用針２５を拡大して示しているが、実際の針はごく小さなものである。この電流検出用針２５は、精度よく導電性膜に達するようにレジスト２１の膜厚によって変えると共に、ＳＴＭ等で使用されている高精度のものを用いる。

このように、本発明によれば、電流検出用針を用いることで、吸収電流を効率よく収集することができる。また、材料ホルダ１３と接地間に電流計１６を接続することで、吸収電流を効率よく測定することができる。

図４は本発明による描画異常検出フローを示す図である。先ず、エミッション電流を検出する（Ｓ１）。エミッション電流が異常（Ｎ．Ｇ．）の場合には、描画異常と判断し（Ｓ２）、その異常場所を記憶する（Ｓ３）。電子ビームが描画している描画材料上の座標は、図示しない制御装置が絶えず確認しているので、エミッション電流が異常の場合の位置は制御装置で把握することができる。

ステップＳ１でエミッション電流が正常であった場合には、照射電流を確認する（Ｓ４）。ここで、照射電流が異常であった場合には、描画異常と判断し（Ｓ２）、異常場所を記憶する（Ｓ３）。照射電流が正常であった場合には、特定範囲の描画を行なう（Ｓ５）。この特定範囲の描画を行っている時には、前述した吸収電流測定方法を用いて、常時吸収電流が測定されている（Ｓ６）。

ここで、吸収電流が正常であるか異常であるかを前記した制御装置が常時観察している（Ｓ７）。吸収電流が異常の場合には、描画異常と判定し（Ｓ２）、当該異常場所の記憶を行ない（Ｓ３）、次の描画動作を実行する。ここで、吸収電流の異常について説明する。吸収電流は、描画材料に吸収される電流のことであるので、レジストの表面にゴミが付着していた場合には、ゴミにさえぎられて吸収電流は小さくなる。この吸収電流の低下により、異常を検出することができる。

このように、本発明によれば、描画材料描画中に異常が発生した場合に、その異常場所の座標値を制御装置内に記憶させておくことにより、描画材料中の異常場所を記憶することができるのでユーザにとって、描画材料の管理に資することができる。

なお、上述の説明では、異常箇所を座標位置情報として記憶する場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、描画中の図形情報も併せて記憶させるようにすることができる。

図５は描画正常時の各信号とスキャンの説明図である。（ａ）は描画水平方向データ、（ｂ）は描画垂直方向データ、（ｃ）はビームブランキング信号、（ｄ）は描画中吸収電流信号である。スキャンのＡが描画水平方向データのＡに相当し、スキャンのＢが描画水平方向データのＢに、スキャンのＣが描画水平方向データのＣにそれぞれ相当している。水平方向データを切り換える時には、（ｃ）に示すようにビームブランキング信号でスキャンの間をブランキングにする。描画中には、（ｄ）に示すように描画中吸収電流信号が流れ、ビームブランキング時には、描画中吸収電流は流れない。

図６は描画異常時の各信号とスキャンの説明図である。Ｃのスキャン時に、ゴミ３０が付着していた場合には、吸収電流は（ｄ）に示すように小さくなる（点Ｄ）。このゴミ３０により吸収電流が低下したことを制御装置が検出すると、その時の異常箇所の座標位置及び／又は図形を記憶することで、レジストにゴミが付着した場合等の異常箇所を記憶させることができる。ユーザは、あとで記憶手段に記憶された異常箇所のデータを読み出し、描画材料の当該部分のみを切りとって廃棄し、残りの正常な描画部分については、使用する等の対策をとることができる。

上述の実施の形態例では、電子線描画装置に本発明を適用した場合を例にとったが、本発明はこれに限るものではなく、他の種類の装置、例えばイオンビーム描画装置等にも同様に適用することができる。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
・描画データと同期して吸収電流測定が可能になり、描画中に描画異常検出が可能になった。
・描画材料表面を積層構造にすることと、材料ホルダに小さな針を取り付けることにより、描画中の吸収電流を効率よく検出することが可能になった。
・描画中の吸収電流が効率よく検出することが可能になったことにより、描画データと同期して吸収電流測定が可能になった。

本発明で用いる電子線描画装置の構成例を示す図である。 描画材料構造を示す図である。 材料ホルダの構成例を示す図である。 本発明による描画異常検出フローを示す図である。 描画正常時の各信号とスキャンの説明図である。 描画異常時の各信号とスキャンの説明図である。 従来の描画異常検出フローを示す図である。

符号の説明

１ 電子線源
２ 電子線
３ コンデンサレンズ
４ アライナ
５ コンデンサレンズ
６ ビームブランカ
７ アライナ
８ アパーチャ
９ アライナ
１０ 対物レンズ
１１ 偏向器
１２ 材料ステージ
１３ 材料ホルダ
１４ 上面規制用蓋
１５ 描画材料
１６ 電流計

Claims (4)

1. 電子線で描画材料表面を描画する電子線描画方法において、
   描画データの描画と同期しながら描画中吸収電流測定を行ない、
   描画中吸収電流量の変化のあった場所の座標位置及び／又は図形を記憶・表示することを特徴とする電子線描画装置の描画異常検出方法。
2. 前記描画材料として、描画材料表面に導電性膜を堆積してからフォトレジストを塗布した２層構造又は描画材料表面に絶縁性膜、導電性膜を堆積してからフォトレジストを塗布した３層構造とすることを特徴とする請求項１記載の電子線描画装置の描画異常検出方法。
3. 前記描画材料の導電性膜に電流検出用針を接触させ、吸収電流を流すようにしたことを特徴とする請求項２記載の電子線描画装置の描画異常検出方法。
4. 前記描画材料を保持する材料ホルダであって、描画材料に上方向の付勢力を与え、該材料ホルダの上面に設けた上面規制用蓋で前記描画材料を規制し、該材料ホルダに電流計を接続して吸収電流を測定するようにしたことを特徴とする請求項２記載の電子線描画装置の描画異常検出方法。

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