JP2009509328A - リソグラフィシステム、センサ、測定方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本発明は例えば単位時間当たり10ウェハ以上の速度で45nm以下の現代の要求でパターンを転送するのに適した電子ビーム整列センサと適合するリソグラフィシステムの設計を提供する。本発明は本質的に例えば本出願人のWO04/038509号明細書から知られているリソシステム内またはマルチビーム検査ツール内で電子ビームのような投影された荷電粒子ビームの特性を検出するための新しいセンサを含んでいる。新しいセンサはここでは代わりにカメラとして示されているCCD(電荷結合装置)と組み合わされたいわゆるYAG(イットリウム−アルミニウム−ガーネット)材料の形態のシンチレータを具備している。ここで適用されるYAGスクリーンはCe(セリウム)ドープ処理されたガーネットである。荷電粒子ビームが動くときこのようなセンサで発生される信号の測定に基づいて、荷電粒子ビームの特徴は自動化された電子測定及び計算部によって導出される。本発明のシステムでは、公称上、書込みビームは書込みビームツール内で典型的には数百nmから2,5μmの範囲程度の距離にわたってステッピング動作を行うことによってセンサに関して動かされる。ステッピングはビームツールにおいて2つのデフレクタまたは1つのデフレクタおよびウェハ段に電界を与えることにより行われる。ビームはこれにより例えば3つの異なる方向で走査されることができる。このような走査期間中、いわゆるナイフエッジが設けられているビームブロック部はシステムのビーム発生ツールと前記センサとの間の既知の位置に維持される。新しいセンサの好ましい実施形態では、ブロック手段はセンサの表面に固定される。
Claims (37)
- 荷電粒子ビームシステム、特に直接書込みリソグラフィシステムの多量の荷電粒子ビーム(4)の少なくとも1つの特性を測定する方法において、
荷電粒子ビーム(4)は変換器素子(1)を使用して光ビーム(5)へ変換され、その変換において、
前記光ビームを検出するために前記変換器素子(1)と整列して位置されるダイオード、CCDまたはCMOS装置のような感光検出器(3)のアレイを使用し、
前記光ビーム(5)による露光後、前記検出器(3)からの結果的な信号を電子的に読み出し、
前記信号を使用して1以上の荷電粒子ビーム特性の値を決定し、そのために自動化された電子計算器(CU)を使用し、
前記計算された特性値に基づいて、前記荷電粒子ビーム(4)の全て又は複数に対して仕様範囲値から各1以上の特性を補正するように荷電粒子システムを電子的に適合するステップを含んでおり、ビーム特性の決定は、変換器に関して既知の位置に含まれているブロック素子(6)をシフトし、1以上の既知のシフトにより相互に関して荷電粒子ビームをシフトしながら、変換された荷電粒子ビーム(4)から生じる信号に基づいて行われる方法。 - 荷電粒子ブロック素子(6)は前記変換器素子の上部に密接に接近して、特にその上部に位置される前記変換器素子(1)と一体化されて設けられる請求項1記載の方法。
- 前記荷電粒子ビームのスポットサイズは変換器素子の分解能よりも小さい請求項1記載の方法。
- 前記ブロック素子と変換器の一体化された構造の上を通過する光ビームの強度の変化がビーム特性値の決定に使用される請求項1乃至3のいずれか1項記載の方法。
- ナイフエッジが1方向のスポットサイズの値を導出するために前記光強度と組み合わせて使用される請求項1乃至4のいずれか1項記載の方法。
- 2以上、特に3方向のスポットサイズの値はスポット形状を導出するために使用される請求項1乃至5のいずれか1項記載の方法。
- ビーム特性の決定は前記ブロック素子上で一時に一方向で走査される荷電粒子ビームのステッピング進行から生じる複数の信号に基づいて行われる請求項1乃至6のいずれか1項記載の方法。
- ビームはこのような走査期間中、特に時間における予め規定された瞬間にオフとオンに切り換えられる請求項1乃至7のいずれか1項記載の方法。
- “オフ”と“オン”の切換えは走査の開始点に関して一方方向での多数の走査期間中に遅延が段階的に増加される請求項1乃至8のいずれか1項記載の方法。
- パルス期間の変化は予め定められたビームのオン/オフタイミングによる測定を使用して決定される請求項1乃至9のいずれか1項記載の方法。
- 荷電粒子ビームシステム、特に直接書込みリソグラフィシステムの多量の荷電粒子ビーム(4)の特性を測定する方法において、
複数のビーム特性はビームブロック素子と、変換器素子と、電子的に読取可能な光子リセプタ素子と、電子ビームとビーム遮断装置との相対的な運動を実現するためのアクチュエイタと、電子計算装置(CU)とを具備するビーム検出器を使用して導出され、前記特性は少なくとも2つのビーム位置と、前記粒子ビーム上で作用する可能なブランカ装置のタイミング遅延と、ビームスポットサイズと、ビーム電流と、ブランキング素子機能とを含んでいる方法。 - 荷電粒子ビームシステム、少なくともそのビーム発生部には光センサが設けられ、ビーム特性、特にそのブロック素子のパターンを検出するための検出器はターゲット表面を保持し前記検出器を具備する独立して可動な段に関する前記システムの位置を光学的に検出するために使用される請求項1乃至11のいずれか1項記載の方法。
- リソグラフィシステムおよびマルチビーム検査ツールでのように1以上の粒子ビーム(4)の1以上の特性を測定するセンサ(S)において、
センサ(S)は粒子ビーム(4)を光ビーム(5)へ変換するための変換器(1)と、粒子ビーム(4)の入射時に前記変換器(1)により放射される光ビーム(5)を受信し、前記受信された光ビーム(5)からの光を電子信号に変換し電子制御システムによりセンサ(S)から前記信号の読出しを可能にするように構成されている光子リセプタ(2)とを具備していることを特徴とするセンサ。 - ビームブロック素子(6)は前記変換器(1)の表面に設けられている請求項1乃至13のいずれか1項記載のセンサ。
- 各ビームレットに対して別々のブロック素子(6)が設けられ、特に既知の相対的な位置に含まれていることを特徴とする請求項14記載のセンサ。
- ブロック素子(6、6B、6C)は変換器手段(1)の表面に垂直に取られるように鋭いエッジ(E1−E3;C1−C3)が設けられている請求項13記載のセンサ。
- ブロック素子(6、6B、6C)は複数の鋭いエッジ(E1−E3;C1−C3)を設けられている請求項13記載のセンサ。
- ブロック素子(6、6B、6C)は重い材料、好ましくはタングステンから、好ましくは50乃至500nmの範囲の厚さ、特に入来する荷電粒子ビームを十分阻止する程度の厚さであり、他方では焦点外れおよびエッジの粗さの効果を最小にする程度に薄く構成されている請求項13記載のセンサ。
- センサは前記ナイフエッジと前記変換器との間に特に30乃至80nmの範囲の厚さのアルミニウムのような軽金属の薄層を含んでいる請求項13記載のセンサ。
- センサは、六角形で、相互に特に120度の公称値の角度を有する3つの鋭いエッジ(C1−C3)を有する少なくとも1つのブロック素子(6)を含んでいる請求項13記載のセンサ。
- 光学システムは変換器素子(2)と感光検出器(1)との間に含まれている請求項13記載のセンサ。
- 荷電粒子ビームシステム、特に直接書込みリソグラフィシステムの多量の荷電粒子ビーム(4)の特性を測定するセンサ。
- 荷電粒子ビームツールを使用してパターンをターゲット表面に転送するためのリソグラフィシステムにおいて、前記ツールは前記パターンを前記表面に書込むために複数の荷電粒子ビーム(4)を発生することができる請求項1記載の測定方法と請求項13記載のセンサのいずれかが適用されるリソグラフィシステム。
- 荷電粒子ビームツールを使用してパターンをターゲット表面に転送するためのリソグラフィシステムであって、前記ツールは前記パターンを前記表面に書込み、それによって前記パターンを前記システムのブランカ部分によって表面に書込むときに各ビームを別々にオフ及びオンに切換える複数の荷電粒子ビーム(4)を発生することができ、少なくとも書込み動作の前に、前記ターゲット表面から離れた位置に含まれたセンサ(S)を使用する書込みビームの特性を感知することができるリソグラフィシステムにおいて、
センサ(S)は同時に全ての前記書込みビーム(4)を直接検出するためにシステム中に配置され、そのセンサ(S)は各前記粒子ビーム(4)を光ビーム(5)に変換する変換器(1)と、さらにこのような光ビーム(5)を検出し露光するときに電子電荷を発生するためのフォトダイオードのような感光素子のアレイを具備し、そのアレイは読出しの時に補正値信号(COR)を粒子ビームツールおよび/または前記パターンを表す電子データの変更のための前記パターンの制御装置へ提供する計算装置(CU)により少なくとも仮想的に同時に読み出されることを特徴とするリソグラフィシステム。 - センサはさらに前記変換器(1)の上部に含まれるブロック素子(6)を具備している請求項24記載のシステム。
- システムの適合は、
前記荷電粒子ビームシステムにより画像化されるパターンについて電子データ、特に制御データを電子的に変更し、
線幅を変更し、
1以上の荷電粒子ビームの位置を変更するため前記ビームシステムの位置変更手段に電子的に作用するステップの少なくとも1つにより行われる請求項24記載のシステム。 - 計算装置(CU)はセンサ(S)からの情報に基づいて、ターゲット領域の平面に対して好ましくは平行の平面の2方向において粒子ビーム(4)の1以上の位置を補正するための補正値(COR)と、粒子ビーム(4)のガウス分布特性の粒子ビームの強度または電流と、スポット位置及びスポットサイズと、シグマを提供する請求項24記載のシステム。
- 粒子ビーム(4)は前記センサ(S)にわたって走査され、予め定められた位置に予測されるように位置される瞬間にオンに切り換えられ、それによって、書込みビームの位置及びタイミングエラーを決定する請求項24記載のシステム。
- ビーム(4)は予め定められた期間オンに切り換えられ、それによってパルス継続期間の変化エラーを決定する請求項1乃至28のいずれか1項記載のシステム。
- 多重走査がセンサ(S)上で行われる請求項24記載のシステム。
- 荷電粒子ビームは3つの異なる方向でセンサにわたって走査され、好ましくは対応する角度下で平面で相互に分散されている請求項24記載のシステム。
- 荷電粒子ビームはセンサ上で異なる位置で単一方向で多数のステップで走査され、ビームの予測された又は決定されたスポット直径にわたって少なくとも3回シフトされる請求項24記載のシステム。
- ビームスポットの物理的変位とビームをブランクするためのブランク部の時間遅延の両者が測定される請求項24記載のシステム。
- パターンをターゲット表面に転送し、荷電粒子ビームツールを使用し、前記ツールは前記パターンを前記表面上に書込むために複数の荷電粒子ビーム(4)を発生することが可能に構成されているリソグラフィシステム。
- ウェハまたはマスクのようなオブジェクトがマルチビーム荷電粒子ツールにより処理される段を具備し、前記段は電荷粒子ビーム特性を測定するために請求項1乃至34のいずれか1項記載のセンサにより多数のセンサで行われ、前記多数の各センサは一時に前記ツールの全ての荷電粒子ビームを測定するように構成され、前記多数のセンサは処理される前記オブジェクトの近くの種々の位置に相互に離れた距離で分散され、それによってビームツールの較正はウェハの全体的な処理において2度以上可能にされ、したがって全体的な処理を効率的に可能にし、即ち単一のセンサシステムと比較してシステムのスループットの大きな損失がないリソグラフィシステム。
- 処理される前記オブジェクトに関してビームツールが進むトラックに関して少なくとも対応する距離で少なくとも2つのセンサを均等に分配することにより実現される請求項23乃至35のいずれか1項記載のリソグラフィシステム。
- 請求項1記載の方法、請求項13記載のセンサ、請求項24記載のリソグラフィシステムのいずれか1つが適用される請求項35記載のリソグラフィシステム。
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