JP2008521254A - 成形ビーム書き込みシステムにおける臨界寸法均一性に対する低周波数エラーソースを排除する方法 - Google Patents

成形ビーム書き込みシステムにおける臨界寸法均一性に対する低周波数エラーソースを排除する方法 Download PDF

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Abstract

基板にフラッシュを生成する方法およびシステム。該方法は、該基板にプリントされるパターンの1つ以上のフィギュアを受け取るステップと、各フィギュアを少なくとも4つの略矩形形状に分解するステップとを含んでいる、該4つの略矩形形状は少なくとも1つの水平境界および少なくとも1つの垂直境界によって分離される。該方法はさらに、各フィギュアの各縁が同一アパーチャの画像であるように略矩形形状ごとにフラッシュを生成するステップを含んでいる。
【選択図】 図3

Description

発明の背景
発明の分野
[0001]本発明の実施形態は、概してリソグラフィおよび電子(または他のエネルギ)ビームカラム、より具体的には可変的成形ビームを使用する書き込み技術に関する。
関連技術の説明
[0002]リソグラフィ(パターン生成)の分野において、パターン生成システムの正確さを増加させることが望ましいことは周知である。このようなパターン生成システムに対する2つの主な適用は、半導体デバイスを形成するために電子ビームリソグラフィと、ウェーハ上へのパターンのダイレクト電子ビーム書き込みとによる半導体製作で使用するマスクを作ることである。
[0003]リソグラフィシステムは、ソースから、このエネルギ形態に感応的な層によってコーティングされた基板へのエネルギ(ビーム)の流れをコントロールすることによってパターンを生成または暴露する。パターン暴露はコントロールされて、フラッシュと普通称される個別ユニットに分けられ、ここでフラッシュとは、暴露シーケンスの1サイクル中に暴露されるパターンの一部である。フラッシュは、ソース、例えば光、電子または他の粒子ビームからのエネルギを選択されたパターンエリア内のコーティングされた基板に到達させることによって発生される。パターンを発生させるために使用されるフラッシュ組成、用量および暴露シーケンス、ひいてはリソグラフィックシステムのコントロールの詳細は概して書き込み戦略として知られている。
[0004]しかしながら、多くの場合、ビームおよび/またはこのビーム生成と関連して使用されるアパーチャは雑音ゆえに長期間ドリフトすることがあるため、パターンと関連したフィギュアの臨界寸法均一性に悪影響を与えることになる。このような悪影響は普通臨界寸法均一性エラーと称されることがある。このようなエラーは、成形電子雑音、アパーチャおよびカラム機械振動に起因する雑音、磁界放射に起因するビーム雑音、ビームドリフト、電子用量のランダムエラーおよびベクトル電子雑音などの多数の要因によって引き起こされることがある。
[0005]ゆっくりと変化する雑音およびドリフトはしばしば、部分的にのみコントロール下にある環境条件に関するため、ドリフトおよび低周波数雑音によって引き起こされる臨界寸法均一性エラーを軽減する書き込み戦略のための方法およびシステムに対する必要性が当分野において存在する。
発明の概要
[0006]本発明の1つ以上の実施形態は、基板にフラッシュを生成する方法を目的としている。該方法は、該基板にプリントされるパターンの1つ以上のフィギュアを受け取るステップと、各フィギュアを少なくとも4つの略矩形形状に分解するステップとを含んでいる。該4つの略矩形形状は少なくとも1つの水平境界および少なくとも1つの垂直境界によって分離される。該方法はさらに、各フィギュアの各縁が同じアパーチャの画像であるように略矩形形状ごとにフラッシュを生成するステップを含んでいる。
[0007]本発明の1つ以上の実施形態はまた、基板上にフラッシュを書き込む装置を目的としている。該装置は、パターンの1つ以上のフィギュアを受け取り、各フィギュアを少なくとも4つの略矩形形状に分解するように構成されたデータ処理システムを含んでいる。該略矩形形状は少なくとも1つの水平境界および少なくとも1つの垂直境界によって分離される。該装置はさらに、該データ処理システムに結合されたフラッシュ生成器を含んでいる。該フラッシュ生成器は、電子ビームカラムの1つ以上の偏向器の動作をコントロールする信号を生成するように構成されている。該装置はさらに、第1のアパーチャおよび第2のアパーチャを有する該電子ビームカラムを含んでいる。該電子ビームカラムは該フラッシュ生成器に結合されている。該電子ビームカラムは、各フィギュアの各縁が該第1のアパーチャの画像であるように該生成信号に応答して略矩形形状ごとにフラッシュを生成するように構成されている。
詳細な説明
[0008]本発明の上記引用された特徴が詳細に理解可能な方途で、上記簡潔に要約された本発明のより特定的な説明が実施形態を参照してなされてもよく、このうちの一部は添付の図面に図示されている。しかしながら、添付の図面は本発明の通常の実施形態のみを図示しており、本発明は他の等しく効果的な実施形態を認めることができるため、この範囲を制限するものとは解釈されるべきではないことに注目すべきである。
[0015]図1は、本発明の1つ以上の実施形態が遂行可能なリソグラフィ(イメージング)システム100のブロック図を図示している。システム100は、データ処理システム102と、フラッシュ生成器109と、電子ビームカラム112と位置決めシステム116とを含んでいる。
[0016]データ処理システム102は、基板118、例えばマスク上に書き込まれるパターンを表すデータを受け取るように構成されている。このようなデータは、MEBES、GSDII、OASISなどの形状記述フォーマットのフィギュアを含むことがある。フィギュアの受け取りに応じて、データ処理システム102は、各フィギュアを少なくとも4つの矩形に分解または変換し、この矩形は少なくとも1つの水平境界(「水平分割境界」)および少なくとも1つの垂直境界(「垂直分割境界」)によって分離される。各矩形は、基板118上にプリント可能なプリミティブ(primitive)として使用されるとみなされる。さらに、各矩形の各辺は内辺または外辺のいずれかとして識別またはマークされる。外辺はフィギュアの縁に対応する辺として定義され、縁は基板118にプリント可能なフィギュアの外部境界として定義される。内辺は、水平分割境界または垂直分割境界のいずれかに対応する辺として定義される。従って、内辺はフィギュアの縁に対応しない。本発明の1つ以上の実施形態が矩形を参照して説明されているが、本発明の他の実施形態は、三角形などの他の幾何学的形状を想定している。
[0017]図4Aは、本発明の一実施形態に従った、4つの矩形つまり410〜440に分解されるフィギュア400の例を図示している。各矩形は4つの辺を有している。しかしながら、これらの辺のうちの2つのみがフィギュア400の縁に対応し、縁はフィギュア400の外部境界として定義されている。例えば、矩形410の辺415および418のみがフィギュア400の縁405および408にそれぞれ対応している。従って、矩形410の辺415および418は外辺として識別されるのに対して、矩形410の辺416および417は内辺として識別される。同様に、矩形440の辺447および449のみがパターンフィギュア400の縁409および411にそれぞれ対応する。従って、矩形440の辺447および449は外辺として識別されるのに対して、矩形440の辺446および445は内辺として識別される。一実施形態において、フィギュア400の縁に対応する2つの辺は相互に隣接している。
[0018]図1を再度参照すると、フラッシュ生成器109は、矩形およびこの矩形と関連した種々の記述子を使用して、電子ビームカラム112、より具体的には(図2に示された)形状偏向器212およびベクトル偏向器216の動作をコントロールする信号(例えば、電圧信号)を生成するように構成されている。各矩形の各辺を内辺または外辺のいずれかであると識別するための辺記述子に加えて、矩形と関連した種々の記述子は、各矩形の垂直サイズおよび水平サイズと、各矩形の垂直オフセットおよび水平オフセットとに関する情報を含むことがある。垂直オフセットはベクトルフィールド内の矩形の底辺の所望の位置として定義される。ベクトルフィールドは、矩形がベクトル偏向器によって位置決め可能な基板上のエリアである。水平オフセットは、ベクトルフィールド内の矩形の左辺の所望の位置として定義される。
[0019]電子ビームカラム112は、フラッシュ生成109によって生成された信号に従って矩形ごとにフラッシュを生成するように構成されている。本発明の実施形態は電子ビームカラムを参照して説明されているが、本発明の他の実施形態は、イオンビームカラム、レーザビームカラム、あるいは当業者によって既知の他のエネルギビームカラムなどの他のタイプのビームカラムの使用を想定している。電子ビームカラム112は図2を参照してより詳細に説明されている。
[0020]位置決めシステム116は、基板118が配置されるステージの位置決めを調整し、位置偏向器が電子ビームカラム112で使用されるならば、このような偏向器を調整するように構成されている。
[0021]図2は、本発明の1つ以上の実施形態と関連した電子ビームカラム200の概略図を図示している。電子ビームカラム200は電子ビームソース204と、照明光学部品205と、上部アパーチャ210と、伝達光学部品215と、形状偏向器212と、下部アパーチャ214と、ベクトル偏向器216と、基板送出光学部品225とを含んでいる。代替実施形態において、電子ビームカラム200はさらに、照明光学部品205と上部アパーチャ210との間に位置決めされたブランカー(blanker)偏向器を含んでいる。さらに別の代替実施形態において、電子ビームカラム200はさらに、基板送出光学部品225と基板118との間に配置された位置偏向器を含んでいる。
[0022]電子ビームソース204は、電子ビーム222を生成するように構成されている。電子ビームソース204は、熱電界放出ソース、熱放出ソースまたは電界放出ソースであってもよい。
[0023]照明光学部品205は、電子ビームソース204が上部アパーチャ210に照射するのを支援するように構成されているのに対して、伝達光学部品215は、上部アパーチャ210を下部アパーチャ214に投影するように構成されている。基板送出光学部品225は、生成されたフラッシュを基板118に投影するように構成されている。上部アパーチャ210および下部アパーチャ214は、電子ビーム222の形状を形成するように構成されている。一実施形態では、各アパーチャは正方形の開口を定義する。
[0024]形状偏向器212およびベクトル偏向器216は、フラッシュ生成器109によって生成された信号に応答して電子ビーム222を成形するように構成されている。より具体的には、形状偏向器212は、上部アパーチャ210の画像や影の下部アパーチャ214への重畳が修正可能であるように電子ビーム222を移動させるように構成されている。下部アパーチャ214を通過する電子ビーム222は、下部アパーチャ214への上部アパーチャ210の画像の重畳の形状を有している。このように、形状偏向器212は、電子ビーム222を成形するように構成されている。ベクトル偏向器216は、成形されたビームを基板118上の所望の場所に移動させるように構成されている。電子ビーム222の移動および成形は、図3を参照して以下のグラフにより詳細に提供される。
[0025]図3は、本発明の1つ以上の実施形態に従ったリソグラフィ(イメージング)システム100の書き込み戦略のフロー図を図示している。ステップ310において、データ処理システム102は、基板118に書き込まれるパターンを表す複数のフィギュアを受け取る。ステップ320において、各フィギュアは少なくとも4つの矩形に分解され、これらの矩形は少なくとも1つの水平分割境界および少なくとも1つの垂直分割境界によって分離される。上述のように、各矩形は、基板118上にプリント可能なプリミティブとして使用されるとみなされる。ステップ330において、データ処理システム102は、矩形と関連した記述子を伴った矩形をフラッシュ生成器109に伝達する。このような記述子は、各矩形の各辺を内辺または外辺のいずれかとして識別するものと、各矩形の垂直サイズおよび水平サイズと、各矩形の垂直オフセットおよび水平オフセットとを含んでいる。
[0026]矩形およびこの関連記述子の受け取り時に、フラッシュ生成器109は、形状偏向器212およびベクトル偏向器216の動作をコントロールする信号を生成する(ステップ340)。ステップ350において、形状偏向器212は、外辺および内辺のインジケータと、各矩形の水平および垂直サイズとに従って電子ビーム222を成形する。これらの記述子が使用されて電子ビーム222を成形する方途が以下より詳細に説明される。
[0027]図示目的で、各矩形(例えば、矩形410、440)の水平サイズはXで表されることがあり、各矩形(例えば、矩形410、440)の垂直サイズはYで表されることがある。矩形の右辺が内辺であれば、電子ビーム222は、下部アパーチャにイメージングされた上部アパーチャの画像の右辺が下部アパーチャの左辺の右までX距離であるように移動される。例えば、矩形410の右辺416は内辺である。従って、電子ビーム222は、投影された画像450の右辺458が図4Bに図示されているように、下部アパーチャ214の左辺474の右までX距離に位置決めされるように成形または移動される。
[0028]他方、矩形の右辺が外辺であれば、電子ビーム222は、下部アパーチャにイメージングされた上部アパーチャの画像の左辺が下部アパーチャの右辺の左までX距離であるように移動される。例えば、矩形440の右辺449は外辺である。従って、電子ビーム222は、投影された画像450の左辺456が図4Bに図示されるように、下部アパーチャ214の右辺478の左までX距離に位置決めされるように移動される。
[0029]矩形の上辺が内辺であれば、電子ビーム222は、下部アパーチャにイメージングされた上部アパーチャの画像の上辺が下部アパーチャの底辺の上Y距離であるように移動される。例えば、矩形440の上辺445は内辺である。従って、電子ビーム222は、投影された画像450の上辺452が図4Bに図示されているように、下部アパーチャ214の底辺476の上Y距離に位置決めされるように移動される。
[0030]矩形の上辺が外辺であれば、電子ビーム222は、下部アパーチャにイメージングされた上部アパーチャの画像の底辺が下部アパーチャの上辺の下Y距離であるように移動される。例えば、矩形410の上辺415は外辺である。従って、電子ビーム222は、投影された画像450の底辺454が図4Bに図示されるように下部アパーチャ214の上辺472の下Y距離に位置決めされるように移動される。
[0031]図3を再度参照すると、ステップ360において、ベクトル偏向器216は水平および垂直オフセットに従って成形された電子ビームを移動させる。矩形の上辺が内辺であれば、成形された電子ビームは垂直オフセットだけ垂直方向に移動される。他方、矩形の上辺が外辺であれば、成形された電子ビームは垂直オフセット(垂直アパーチャサイズ引く垂直サイズ)だけ垂直方向に移動される。いずれの場合も、結果は、矩形の底辺が所望の垂直オフセットで位置決めされるということである。
[0032]矩形の右辺が内辺であれば、成形された電子ビームは水平オフセットだけ水平方向に移動される。他方、矩形の右辺が外辺であれば、成形された電子ビームは水平オフセット(水平アパーチャサイズ引く水平サイズ)だけ水平方向に移動される。いずれの場合も、結果は、矩形の左辺は所望の水平オフセットで位置決めされるということである。
[0033]このように、各矩形と関連した記述子は、基板118上に矩形のフラッシュを生成するために使用される。フラッシュは、各フィギュアの縁が同じアパーチャ、例えば下部アパーチャ214の画像であるように生成される。本発明の1つ以上の実施形態は下部アパーチャ214を参照して説明されているが、本発明の他の実施形態は上部アパーチャ210の使用を想定している。
[0034]本発明の利点の1つは、ドリフト、ならびに、機械振動および磁界放射などの他のゆっくりと変化する雑音ソースによって引き起こされることがある臨界寸法均一性エラーの削減を含んでいる。図5は、本発明の1つ以上の実施形態を使用してプリントされたパターンフィギュア500に対するドリフトの効果を図示している。フィギュア500は、図3を参照して説明された書き込み戦略を使用する4つの矩形を使用してプリントされる。プリントされたフィギュアは垂直分割境界510と、水平分割境界520と、縁530および540とを有している。電子ビームがアパーチャ間でドリフトする場合、分割境界510および520のみが位置を変更させるのに対して、縁530および540は同じままであり、パターンフィギュア500のサイズは不変のままである。一実施形態において、本発明は、異なる矩形が書き込まれる時間は、低周波数雑音およびドリフトソースのレートに対して実質的に短いとしている。
[0035]上記は本発明の実施形態を目的としているが、本発明の他のさらなる実施形態がこの基本的範囲を逸脱することなく考案されてもよく、またこの範囲は請求項によって判断される。
本発明の1つ以上の実施形態に従ったリソグラフィ(イメージング)システムのブロック図を図示している。 本発明の1つ以上の実施形態と関連した電子ビームカラムの概略図を図示している。 本発明の1つ以上の実施形態に従ったリソグラフィ(イメージング)システムの書き込み戦略のフロー図を図示している。 本発明の一実施形態に従った、4つの矩形に分解されるパターンフィギュアの例を図示している。 本発明の1つ以上の実施形態に従った、上部アパーチャを介する下部アパーチャへの画像の投影を図示している。 本発明の1つ以上の実施形態を使用してプリントされたパターンフィギュアに対するドリフトの効果を図示している。
符号の説明
100…リソグラフィシステム、102…データ処理システム、109…フラッシュ生成器、112…ビームカラム、116…位置決めシステム、118…基板、200…電子ビームカラム、204…電子ビームソース、205…照明光学部品、210…上部アパーチャ、212…形状偏向器、214…下部アパーチャ、216…ベクトル偏向器、222…電子ビーム、225…基板送出光学部品、400…フィギュア、410〜440…矩形、405、408、409、411…縁、415、416、417、418、445、446、447、449…辺、450…画像。

Claims (22)

  1. 基板にフラッシュを生成する方法であって、
    前記基板にプリントされるパターンの1つ以上のフィギュアを受け取るステップと、
    各フィギュアを少なくとも4つの略矩形形状に分解するステップであって、前記4つの略矩形形状が少なくとも1つの水平境界および少なくとも1つの垂直境界によって分離されるステップと、
    略矩形形状ごとにフラッシュを生成するステップであって、前記フラッシュが生成されて、各フィギュアの縁が第1のアパーチャの画像であるように各フィギュアを形成するステップと、
    を備える方法。
  2. 前記少なくとも4つの略矩形形状およびこれと関連した情報をフラッシュ生成器に転送するステップをさらに備えており、前記情報が各略矩形形状の各辺を内辺および外辺の一方であると識別するための辺記述子(a side descriptor)と、各略矩形形状の垂直サイズおよび水平サイズと、各略矩形形状の垂直オフセットおよび水平オフセットのうちの少なくとも1つを備えており、内辺がフィギュアの縁に対応しない辺として定義され、外辺がフィギュアの縁に対応する辺として定義される、請求項1に記載の方法。
  3. 形状偏向器およびベクトル偏向器のうちの少なくとも1つの動作をコントロールする信号を生成するステップをさらに備える、請求項1に記載の方法。
  4. 前記フラッシュを生成するステップが、前記略矩形形状と関連した前記情報を使用して略矩形形状ごとに前記フラッシュを生成する工程を備える、請求項2に記載の方法。
  5. 前記アパーチャが下部アパーチャである、請求項1に記載の方法。
  6. 前記アパーチャが上部アパーチャである、請求項1に記載の方法。
  7. 前記フラッシュを生成するステップが、前記略矩形形状の前記辺記述子、前記垂直サイズおよび前記水平サイズのうちの少なくとも1つに従って上部アパーチャの画像が下部アパーチャにイメージングされるように電子ビームを成形する工程を備える、請求項2に記載の方法。
  8. 前記フラッシュを生成するステップが、前記水平オフセットおよび前記垂直オフセットに従って前記成形された電子ビームを移動させる工程を備える、請求項7に記載の方法。
  9. 前記電子ビームを成形するステップが、前記略矩形形状の右辺が内辺として識別される場合に、前記下部アパーチャに投影された前記画像の右辺が前記下部アパーチャの左辺の右まで水平サイズ距離であるように前記電子ビームを移動させる工程を備える、請求項7に記載の方法。
  10. 前記電子ビームを成形するステップが、前記略矩形形状の右辺が外辺として識別される場合に、前記下部アパーチャに投影された前記画像の左辺が前記下部アパーチャの右辺の左まで水平サイズ距離であるように前記電子ビームを移動させる工程を備える、請求項7に記載の方法。
  11. 前記電子ビームを成形するステップが、前記略矩形形状の上辺が内辺として識別される場合に、前記下部アパーチャに投影された前記画像の上辺が前記下部アパーチャの底辺の上垂直サイズ距離であるように前記電子ビームを移動させる工程を備える、請求項7に記載の方法。
  12. 前記電子ビームを成形するステップが、前記略矩形形状の上辺が外辺として識別される場合に、前記下部アパーチャに投影された前記画像の底辺が前記下部アパーチャの上辺の下垂直サイズ距離であるように前記電子ビームを移動させる工程を備える、請求項7に記載の方法。
  13. 前記成形された電子ビームを移動させるステップが、前記略矩形形状の上辺が内辺として識別される場合に、前記成形された電子ビームを前記垂直オフセットだけ垂直に移動させる工程を備える、請求項8に記載の方法。
  14. 前記成形された電子ビームを移動させるステップが、前記略矩形形状の上辺が外辺として識別される場合に、前記成形された電子ビームを前記垂直オフセットから前記下部アパーチャの垂直サイズを引いた分だけ垂直に移動させる工程を備える、請求項8に記載の方法。
  15. 前記成形された電子ビームを移動させるステップが、前記略矩形形状の右辺が内辺として識別される場合に、前記成形された電子ビームを前記水平オフセットの分だけ水平に移動させる工程を備える、請求項8に記載の方法。
  16. 前記成形された電子ビームを移動させるステップが、前記略矩形形状の右辺が外辺として識別される場合に、前記成形された電子ビームを前記水平オフセットから前記下部アパーチャの水平サイズを引いた分だけ水平に移動させる工程を備える、請求項8に記載の方法。
  17. 基板にフラッシュを書き込む装置であって、
    パターンの1つ以上のフィギュアを受け取り、各フィギュアを少なくとも4つの略矩形形状に分解するように構成されているデータ処理システムであって、前記略矩形形状が少なくとも1つの水平境界および少なくとも1つの垂直境界によって分離されるデータ処理システムと、
    前記データ処理システムに結合されたフラッシュ生成器であって、エネルギビームカラムの1つ以上の偏向器の動作をコントロールする信号を生成するように構成されたフラッシュ生成器と、
    第1のアパーチャおよび第2のアパーチャを有するエネルギビームカラムであって、前記フラッシュ生成器に結合され、前記生成された信号に応答して略矩形形状ごとにフラッシュを生成するように構成されており、前記フラッシュが生成されて、各フィギュアの縁が前記第1のアパーチャの画像であるように各フィギュアを形成するエネルギビームカラムと、
    を備える装置。
  18. 前記データ処理システムがさらに、前記少なくとも4つの略矩形形状およびこれと関連した情報を前記フラッシュ生成器に転送するように構成されており、前記情報が、各略矩形形状の各辺を内辺および外辺の一方であると識別する辺記述子と、各略矩形形状の垂直サイズおよび水平サイズと、各略矩形形状の垂直オフセットおよび水平オフセットのうちの少なくとも1つを備えており、内辺がフィギュアの縁に対応しない辺として定義され、外辺がフィギュアの縁に対応する辺として定義される、請求項17に記載の装置。
  19. 前記エネルギビームカラムが、前記辺記述子、前記垂直サイズおよび前記水平サイズのうちの少なくとも1つに従って前記第2のアパーチャの画像が前記第1のアパーチャに投影されるようにエネルギビームを成形するように構成された形状偏向器を備える、請求項18に記載の装置。
  20. 前記エネルギビームカラムが、
    前記辺記述子、前記垂直サイズおよび前記水平サイズのうちの少なくとも1つに従って前記第2のアパーチャの画像が前記第1のアパーチャに投影されるようにエネルギビームを成形するように構成された形状偏向器と、
    前記水平オフセットおよび前記垂直オフセットのうちの少なくとも1つに従って前記成形されたエネルギビームを移動させるように構成されたベクトル偏向器とを備える、請求項18に記載の装置。
  21. 前記第1のアパーチャが下部アパーチャであり、前記第2のアパーチャが上部アパーチャである、請求項17に記載の装置。
  22. 前記エネルギビームカラムが、電子ビームカラム、イオンビームカラムおよびレーザビームカラムからなる群より選択される、請求項17に記載の装置。
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