JP2011066054A - Charged particle beam drawing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置に係り、例えば、電子ビームを用いて試料に所定のパターンを描画する描画装置における電子ビームのビームドリフト補正を行なう手法に関する。 The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus, and for example, relates to a technique for correcting beam drift of an electron beam in a drawing apparatus that draws a predetermined pattern on a sample using an electron beam.
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン(レチクル或いはマスクともいう。)が必要となる。ここで、電子線(電子ビーム)描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。 Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is an extremely important process for generating a pattern among semiconductor manufacturing processes. In recent years, with the high integration of LSI, circuit line widths required for semiconductor devices have been reduced year by year. In order to form a desired circuit pattern on these semiconductor devices, a highly accurate original pattern (also referred to as a reticle or a mask) is required. Here, the electron beam (electron beam) drawing technique has an essentially excellent resolution, and is used for producing a high-precision original pattern.
図7は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線(EB:Electron beam)描画装置は以下のように動作する。第1のアパーチャ410には、電子線330を成形するための矩形例えば長方形の開口411が形成されている。また、第2のアパーチャ420には、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口421が形成されている。荷電粒子ソース430から照射され、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向され、第2のアパーチャ420の可変成形開口421の一部を通過して、所定の一方向(例えば、X方向とする)に連続的に移動するステージ上に搭載された試料に照射される。すなわち、第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形開口421との両方を通過できる矩形形状が、X方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料340の描画領域に描画される。第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形開口421との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式(VSB方式)という。
FIG. 7 is a conceptual diagram for explaining the operation of the variable shaped electron beam drawing apparatus.
The variable shaped electron beam (EB) drawing apparatus operates as follows. In the
ここで、例えば、描画開始により照射された上述した電子線が試料に照射することにより反射電子が発生する。発生した反射電子は、試料装置内の光学系や検出器等に衝突し、チャージアップされ、これにより新たな電界が発生する。そして、発生した新たな電界により試料へ偏向される電子線の軌道が変化する。描画時は、かかる要因を一例とする電子線の軌道の変化、すなわち、ビームドリフトが生じる。かかるビームドリフトは、一定ではないため測定せずに予測してこれを補正することが困難である。そこで、従来、ある期間を決めて、その期間経過ごとにビームドリフト量を測定の上、これを補正していた。 Here, for example, reflected electrons are generated by irradiating the sample with the above-described electron beam irradiated at the start of drawing. The generated reflected electrons collide with the optical system and detector in the sample apparatus and are charged up, thereby generating a new electric field. Then, the trajectory of the electron beam deflected to the sample is changed by the generated new electric field. At the time of writing, a change in the trajectory of the electron beam, that is, a beam drift occurs, taking such factors as an example. Such beam drift is not constant and is difficult to predict and correct without measurement. Therefore, conventionally, a certain period is determined, and the beam drift amount is measured and corrected every time the period elapses.
ここで、ドリフト補正に関して、予め設定された期間毎にビームドリフト補正を実施しながら、さらに、温度や気圧など所定の外乱要素の値が所定の変化量生じた場合に、期間経過に関わらずビームドリフト補正を行なう技術が文献に開示されている(例えば、特許文献1参照)。また、ビームドリフト量は、ビーム照射開始直後の初期時に大きく、時間が経過すると共に除々に小さくなっていく傾向があるため、ビームドリフト量が大きい初期時(初期ドリフト時)にはドリフト補正の間隔を狭め、ビームドリフト量が小さくなるにつれてドリフト補正の間隔を長くすることも試みられている(例えば、特許文献2参照)。 Here, with regard to drift correction, while performing beam drift correction for each preset period, and when a predetermined disturbance element value such as temperature and atmospheric pressure occurs with a predetermined amount of change, the beam is not affected regardless of the period. Techniques for performing drift correction are disclosed in the literature (for example, see Patent Document 1). In addition, the beam drift amount is large at the initial stage immediately after the start of beam irradiation, and tends to gradually decrease with time. Therefore, when the beam drift amount is large (at the initial drift), the drift correction interval. It is also attempted to increase the drift correction interval as the beam drift amount decreases (see, for example, Patent Document 2).
ここで、従来のビームドリフト補正は、通常、予め補正を実行する間隔を設定し、かかる予め設定された期間が到来したときだけビームドリフト補正が行なわれていた。しかし、その後、本願発明者のうちの一人も発明者となっている上述した特許文献1で示されるように気温や温度などの外乱に起因してドリフトを引き起こす場合もあることが判明し、かかる外乱要素の値が所定の変化量生じた場合に、期間経過に関わらずビームドリフト補正を行なうことも行なわれた。 Here, in the conventional beam drift correction, an interval for executing the correction is usually set in advance, and the beam drift correction is performed only when the preset period arrives. However, after that, as shown in the above-mentioned Patent Document 1 in which one of the inventors of the present application has also become an inventor, it has been found that it may cause drift due to disturbances such as temperature and temperature. When the value of the disturbance element has a predetermined amount of change, beam drift correction is also performed regardless of the passage of time.
しかし、昨今のパターンの微細化、集積化に伴いビームドリフトに起因よる位置ずれ量をさらに低減させる必要性が生じている。発明者等の鋭意検討の結果、気温や温度などの外乱だけではなく、さらに、予め補正を行うべき時刻を正確に知ることが難しくビームドリフト補正を行なう時期の設定が困難な別の要因が生じたときにもビームドリフト補正を行なった方が高精度な位置に描画ができることを見出した。 However, with the recent miniaturization and integration of patterns, there is a need to further reduce the amount of misalignment due to beam drift. As a result of intensive studies by the inventors, not only disturbances such as air temperature and temperature, but also other factors that make it difficult to accurately know the time to correct in advance and difficult to set the time for performing beam drift correction occur. It was found that even when the beam drift correction was performed, drawing could be performed at a highly accurate position.
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、気温や温度などの外乱要素にかぎらず、予め補正を行うべき時刻を正確に知ることが難しい要素に対してもビームドリフト補正が可能な描画装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention overcomes this problem and can perform beam drift correction for elements that are difficult to know in advance exactly the time to be corrected without being limited to disturbance elements such as temperature and temperature. The purpose is to provide.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを用いて、荷電粒子ビームを偏向させることで試料上の所望する位置にパターンを描画する描画部と、
装置内で他の状態から変化して生じた状態の内容を示す状態情報に基づいて、荷電粒子ビームのビームドリフト量を測定する測定部と、
測定された荷電粒子ビームのビームドリフト量を用いて補正された荷電粒子ビームを偏向させる偏向量を演算する偏向量演算部と、
を備えたことを特徴とする。
A charged particle beam drawing apparatus according to one embodiment of the present invention includes:
A drawing unit that draws a pattern at a desired position on the sample by deflecting the charged particle beam using the charged particle beam;
A measurement unit for measuring the amount of beam drift of the charged particle beam based on state information indicating the content of the state generated by changing from another state in the apparatus;
A deflection amount calculation unit for calculating a deflection amount for deflecting the charged particle beam corrected using the measured beam drift amount of the charged particle beam;
It is provided with.
かかる構成により、装置内で他の状態から変化して生じた状態に基づいて、ビームドリフト補正ができる。よって、設定時期に関わらず、ビームドリフト補正ができる。また、温度や気圧以外の状態変化が生じたときでもビームドリフト補正ができる。 With this configuration, it is possible to correct the beam drift based on a state generated by changing from another state in the apparatus. Therefore, beam drift correction can be performed regardless of the set time. Further, even when a state change other than temperature and atmospheric pressure occurs, beam drift correction can be performed.
また、状態情報が示す状態に他の状態から変化した際に状態情報を入力し、入力された状態情報に基づいてビームドリフトによる偏向量補正が必要かどうかを判定する判定部をさらに備え、
ビームドリフトによる偏向量補正が必要であると判定された場合に、ビームドリフトによる偏向量補正を行なうための動作が実行されると好適である。
In addition, when the state information changes from the other state to the state indicated by the state information, the state information is further input, further comprising a determination unit that determines whether or not the deflection amount correction by the beam drift is necessary based on the input state information,
When it is determined that the deflection amount correction by the beam drift is necessary, it is preferable that an operation for correcting the deflection amount by the beam drift is executed.
また、状態情報は、試料上に描画するパターンの状態を示す情報を含み、
パターンの状態の変化が閾値を超える場合にビームドリフトによる偏向量補正が必要であると判断されると好適である。
The state information includes information indicating the state of the pattern drawn on the sample,
When the change in the pattern state exceeds the threshold value, it is preferable to determine that the deflection amount correction by the beam drift is necessary.
また、状態情報は、ユーザによる人為的な操作により生じた所定の状態を示す情報を含み、
人為的な操作により生じた所定の状態を示す状態情報が入力された場合にビームドリフトによる偏向量補正が必要であると判断されるようにしても好適である。
Further, the state information includes information indicating a predetermined state caused by an artificial operation by the user,
It is also preferable that when state information indicating a predetermined state generated by an artificial operation is input, it is determined that a deflection amount correction by beam drift is necessary.
また、状態情報は、装置の動作によって生じた所定の状態を示す情報を含み、
装置の動作によって生じた所定の状態を示す状態情報が入力された場合にビームドリフトによる偏向量補正が必要であると判断されるようにしても好適である。
The state information includes information indicating a predetermined state generated by the operation of the device,
It is also preferable that when state information indicating a predetermined state generated by the operation of the apparatus is input, it is determined that a deflection amount correction by beam drift is necessary.
本発明によれば、気温や温度などの外乱要素にかぎらず、予め補正を行うべき時刻を正確に知ることが難しい要素に対してもビームドリフト補正ができる。よって、より高精度な位置にパターンを描画できる。 According to the present invention, beam drift correction can be performed not only for disturbance elements such as air temperature and temperature, but also for elements for which it is difficult to accurately know the time to be corrected in advance. Therefore, a pattern can be drawn at a more accurate position.
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。 Hereinafter, in the embodiment, a configuration using an electron beam will be described as an example of a charged particle beam. However, the charged particle beam is not limited to an electron beam, and a beam using charged particles such as an ion beam may be used. Further, a variable shaping type drawing apparatus will be described as an example of the charged particle beam apparatus.
実施の形態1.
図1は、実施の形態1における描画装置の構成を示す概念図である。図1において、描画装置100は、描画部150と制御部160を備えている。描画装置100は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型の描画装置の一例である。描画部150は、電子鏡筒102と描画室103を備えている。電子鏡筒102内には、電子銃201、照明レンズ202、第1のアパーチャ203、投影レンズ204、偏向器205、第2のアパーチャ206、対物レンズ207、偏向器208、および検出器209が配置されている。描画室103内には、XYステージ105が配置される。XYステージ105上には、描画時には描画対象となるマスク等の試料101が配置される。試料101には、半導体装置を製造する際の露光用マスクが含まれる。また、試料101には、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。また、XYステージ105上には、試料101を配置する位置とは異なる位置にマーク152が配置されている。また、XYステージ105上には、試料101を配置する位置とは異なる位置にミラー104が配置されている。また、XYステージ105上の試料101配置位置付近およびXYステージ105内部には温度計108が配置される。また、電子鏡筒102の周辺には気圧計106が配置される。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the
制御部160は、制御計算機ユニット110、偏向制御回路120、検出回路130、磁気ディスク装置等の記憶装置140,142、及びレーザ測長装置300を有する。制御計算機ユニット110、偏向制御回路120、検出回路130、磁気ディスク装置等の記憶装置140,142、及びレーザ測長装置300は、図示しないバスを介して互いに接続されている。
The
制御計算機ユニット110内には、メモリ51、描画データ処理部50、イベント判定部52、実行処理部54、ビームドリフト量測定部56、補正部58、気圧測定部62、温度測定部64、ジョブ(JOB)制御部66、及び描画制御部68が配置される。描画データ処理部50、イベント判定部52、実行処理部54、ビームドリフト量測定部56、補正部58、気圧測定部62、温度測定部64、ジョブ(JOB)制御部66、及び描画制御部68は、それぞれ電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。描画データ処理部50、イベント判定部52、実行処理部54、ビームドリフト量測定部56、補正部58、気圧測定部62、温度測定部64、ジョブ(JOB)制御部66、及び描画制御部68に入出力される情報および演算中の情報はメモリ51にその都度格納される。
In the
偏向制御回路120内には、加算器72,74、位置演算部76、及び偏向量演算部78が配置される。加算器72,74、位置演算部76、及び偏向量演算部78は、それぞれ電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。加算器72,74、位置演算部76、及び偏向量演算部78に入出力される情報および演算中の情報は図示しないメモリにその都度格納される。
In the
記憶装置140には、レイアウトデータとなる描画データが装置外部から入力され、格納される。例えば、チップAのチップデータ、チップBのチップデータ、チップCのチップデータ、・・・が格納される。各チップはパターン形成される。
In the
ここで、図1では、実施の形態1を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、位置偏向用には、偏向器208を用いているが、主副2段の多段偏向器を用いても好適である。
Here, FIG. 1 shows a configuration necessary for explaining the first embodiment. The
まず、描画データ処理部50は、記憶装置140から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行なって、描画装置100用のフォーマットのショットデータを生成する。ショットデータは記憶装置142に格納される。そして、かかるショットデータを用いて描画が行なわれる。
First, the drawing
電子銃201から放出された電子ビーム200は、照明レンズ202により矩形例えば長方形の穴を持つ第1のアパーチャ203全体を照明する。ここで、電子ビーム200をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第1のアパーチャ203を通過した第1のアパーチャ像の電子ビーム200は、投影レンズ204により第2のアパーチャ206上に投影される。かかる第2のアパーチャ206上での第1のアパーチャ像の位置は、偏向器205によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第2のアパーチャ206を通過した第2のアパーチャ像の電子ビーム200は、対物レンズ207により焦点を合わせ、偏向制御回路120により制御された偏向器208により偏向されて、移動可能に配置されたXYステージ105上の試料101の所望する位置に照射される。XYステージ105の位置は、レーザ測長装置300からレーザをミラー104に照射し、ミラー104からの反射光を受光して測長される。
The
図2は、XYステージ移動の様子を説明するための図である。試料101に描画する場合には、XYステージ105を図示していない駆動部によりX方向に連続移動させながら、描画(露光)面を電子ビーム200が偏向可能な短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割された試料101の1つのストライプ領域上を電子ビーム200が照射する。XYステージ105のX方向の移動と同時に電子ビーム200のショット位置もステージ移動に追従させる。そして連続移動させることで描画時間を短縮させることができる。そして、1つのストライプ領域を描画し終わったら、XYステージ105をY方向にステップ送りしてX方向(例えば今度は逆向き)に次のストライプ領域の描画動作を行なう。各ストライプ領域の描画動作を蛇行させるように進めることでXYステージ105の移動時間を短縮することができる。
FIG. 2 is a diagram for explaining the movement of the XY stage. When drawing on the
図3は、図1のXYステージの上面概念図である。図3に示すように、試料101が載置されるXYステージ105上には、電子ビーム200のビームドリフト量を検査するためのマーク152が設けられている。ここでは、温度計108、ミラー104等の図示は省略している。マーク152は、電子ビーム200で走査することで位置を検出しやすいように例えば十字型の形状に形成される。
FIG. 3 is a conceptual top view of the XY stage of FIG. As shown in FIG. 3, a
図4は、実施の形態1における電子ビームのビームドリフト補正方法の工程の要部を示すフローチャート図である。電子ビームのビームドリフト補正は、期間を変更しながら期間経過毎に電子ビームのビームドリフトを補正する期間単位補正工程と、描画装置100内で他の状態から変化した特定の状態(イベント)の発生によって期間経過に関わらず電子ビームのビームドリフトを補正するイベント単位補正工程とを実施する。両者は通常独立して動作するが、後述するように、イベント単位補正工程が実施された場合には、期間単位補正工程における期間設定はリセットされ、最初の期間から実施し直すようにすると好適である。
FIG. 4 is a flowchart showing the main parts of the steps of the electron beam drift correction method according to the first embodiment. In the electron beam drift correction, a period unit correction process for correcting the electron beam beam drift every time a period is changed and a specific state (event) changed from another state in the
図4において、実施の形態1における電子ビームのビームドリフト補正方法は、期間単位補正工程として、リセット工程(S102)と、期間設定工程(S104)と、期間判定工程(S106)と、実行指示工程(S108)と、ドリフト量測定工程(S110)と、ドリフト補正値演算/更新工程(S112)と、描画判定工程(S114)という一連の工程を実施する。また、実施の形態1における電子ビームのビームドリフト補正方法は、イベント単位補正工程として、イベント判定工程(S202)と、実行指示工程(S204)と、ドリフト量測定工程(S206)と、ドリフト補正値演算/更新工程(S208)と、装置運転判定工程(S210)という一連の工程を実施する。 4, the electron beam beam drift correction method according to the first embodiment includes a reset step (S102), a period setting step (S104), a period determination step (S106), and an execution instruction step as the period unit correction process. A series of steps of (S108), a drift amount measurement step (S110), a drift correction value calculation / update step (S112), and a drawing determination step (S114) are performed. The electron beam beam drift correction method according to the first embodiment includes an event determination step (S202), an execution instruction step (S204), a drift amount measurement step (S206), and a drift correction value as event unit correction steps. A series of steps of calculation / update step (S208) and device operation determination step (S210) are performed.
電子ビーム200の照射を開始すると、電子ビームはビームドリフトを起こす。
図5は、ビームドリフトと時間との関係を示す図である。図5に示すように、照射開始直後は、電子ビーム自身が持つ、或いは電子ビーム照射に起因するビームドリフト(初期ドリフト)が生じる。初期ドリフトが生じる初期ドリフト期は、ビームドリフトの変化量が大きく、時間の経過と共に、その変化量が小さくなる傾向がある。図5では、変化量が小さくなった領域を安定期として記載している。
When irradiation with the
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between beam drift and time. As shown in FIG. 5, immediately after the start of irradiation, a beam drift (initial drift) of the electron beam itself or due to electron beam irradiation occurs. In the initial drift period in which the initial drift occurs, the amount of change in the beam drift is large, and the amount of change tends to decrease with time. In FIG. 5, the region where the amount of change is small is described as the stable period.
そこで、実施の形態1では、期間単位補正工程として、ビームドリフトの変化量が大きい照射開始直後、言い換えると描画開始直後は、ドリフト補正を行なう時期の間隔を短くし、時間の経過と共に描画が進むにつれてドリフト補正を行なう時期の間隔を長くする。図5の例では、ドリフト補正ステップ(1)として、期間t1の間隔で3回補正し、その後、ドリフト補正ステップ(2)として、t1より長い期間である期間t2の間隔で4回補正し、その後、ドリフト補正ステップ(3)として、t2より長い期間である期間t3の間隔で3回補正した後、ドリフト補正ステップ(4)として、t3より長い期間である期間t4の間隔で補正する。例えば、ドリフト補正ステップ(1)では、初期のビームドリフトが大きいので補正間隔の期間t1を5分に設定する。ドリフト補正ステップ(2)では、ある程度ビームドリフトが減ってくるので補正間隔の期間t2を10分に設定する。ドリフト補正ステップ(3)では、さらにビームドリフトが減ってくるので補正間隔の期間t3を30分に設定する。ドリフト補正ステップ(4)では、ほとんどビームドリフトがないので補正間隔の期間t4を60分に設定する。ここで、ドリフト補正ステップを何ステップに分けるかは、所望する最適と思われる任意のステップ数で構わない。そして、各ドリフト補正ステップにおける期間tの長さも所望する最適と思われる任意の長さで構わない。同様に、各ドリフト補正ステップにおける補正回数も所望する最適と思われる任意の回数で構わない。 Therefore, in the first embodiment, as a period unit correction step, immediately after the start of irradiation with a large amount of change in beam drift, in other words, immediately after the start of drawing, the interval of the timing for performing drift correction is shortened, and drawing proceeds with the passage of time. Accordingly, the time interval for performing drift correction is lengthened. In the example of FIG. 5, the drift correction step (1) is corrected three times at the interval of the period t1, and then the drift correction step (2) is corrected four times at the interval of the period t2, which is a period longer than t1. Thereafter, as a drift correction step (3), correction is performed three times at an interval of a period t3 that is a period longer than t2, and then, as a drift correction step (4), correction is performed at an interval of a period t4 that is a period longer than t3. For example, in the drift correction step (1), since the initial beam drift is large, the correction interval period t1 is set to 5 minutes. In the drift correction step (2), since the beam drift is reduced to some extent, the correction interval period t2 is set to 10 minutes. In the drift correction step (3), since the beam drift further decreases, the correction interval period t3 is set to 30 minutes. In the drift correction step (4), since there is almost no beam drift, the correction interval period t4 is set to 60 minutes. Here, the number of steps of the drift correction step may be any number of steps that seems to be optimum. In addition, the length of the period t in each drift correction step may be an arbitrary length considered to be optimum. Similarly, the number of corrections in each drift correction step may be any desired number that seems to be optimal.
まず、期間単位補正工程のフローについて説明する。 First, the flow of the period unit correction process will be described.
S(ステップ)102において、リセット工程(S102)として、実行処理部54は、ドリフト補正を行なう時期の間隔(期間)を初期化する。 In S (step) 102, as the reset step (S102), the execution processing unit 54 initializes an interval (period) of timing for performing drift correction.
期間設定工程(S104)として、実行処理部54は、描画開始と共に、或いは描画開始前に予め定義された最初のドリフト補正ステップにおける補正期間を設定する。すなわち、図5の例では、補正期間t1を設定する。 As the period setting step (S104), the execution processing unit 54 sets a correction period in the first drift correction step that is defined in advance when drawing is started or before drawing is started. That is, in the example of FIG. 5, the correction period t1 is set.
期間判定工程(S106)として、実行処理部54は、前回のドリフト補正を実行したときからの経過時間が設定された補正期間に到達したかどうかを判定する。まだ、到達していない場合には期間判定工程(S106)の先頭に戻る。到達した場合にはS108に進む。 As the period determination step (S106), the execution processing unit 54 determines whether or not the elapsed time from when the previous drift correction was performed has reached the set correction period. If not yet reached, the process returns to the beginning of the period determination step (S106). If reached, the process proceeds to S108.
実行指示工程(S108)として、実行処理部54は、ビームドリフト補正のための動作を実行(開始)するように実行指示(コマンド)を出力して、各制御回路に動作させる。 As the execution instruction step (S108), the execution processing unit 54 outputs an execution instruction (command) so as to execute (start) an operation for beam drift correction, and causes each control circuit to operate.
ドリフト量測定工程(S110)として、描画装置100は、実行指示を受けて、描画動作を中止し、試料101とは別にXYステージ105上に設置されたビームキャリブレーション用のマーク152が対物レンズ207の中心位置に合うようにXYステージ105を移動させる。そして、マーク152の十字を電子ビーム200で走査して、マーク152からの反射電子を検出器209で検出し、検出回路130で増幅し、デジタルデータに変換した上で、測定データをビームドリフト量測定部56に出力する。ビームドリフト量測定部56は、入力された測定データから電子ビーム200のドリフト量を測定する。
In the drift amount measurement step (S110), the
図6は、実施の形態1におけるマークの位置の測定の仕方について説明するための図である。図6に示すように、XYステージ105を移動させることでマーク152を所望する偏向領域10内の各位置に移動させる。例えば、偏向器208で偏向可能な領域を偏向領域10として設定すればよい。そして、偏向器208で偏向領域10内の各位置に電子ビーム200を偏向してマーク152上を走査してマーク位置を計測し、各位置において設定された偏向位置との残差を電子ビーム200のドリフト量として求める。ここでは、例えば、所定の偏向領域10内を5点×5点の合計25箇所で行なう。主副2段偏向を行なう場合には、さらに、偏向領域10を副偏向器で偏向可能はサブフィールド(SF)に分割して、各SFの基準位置(例えば中心)に主偏向器で位置を調整したうえで、副偏向器でSF内の各位置に電子ビーム200を偏向してマーク152上を走査してマーク位置を計測し、各位置において設定された偏向位置との残差を電子ビーム200のドリフト量として求めればよい。
FIG. 6 is a diagram for explaining how to measure the mark position in the first embodiment. As shown in FIG. 6, by moving the
ドリフト補正値演算/更新工程(S112)として、補正値演算部58は、ビームドリフト量測定部56により測定されたドリフト量に基づいて、ドリフト補正用の補正値を演算する。そして、補正部の一例となる加算器72に出力し、補正値を更新する。加算器72にて、ショットデータから得られる元々の設計値のデータと補正値のデータとを加算して合成し、設計データを書き換えることによりビームドリフトを補正する。そして、補正された設計データとレーザ測長装置300により測定され、位置演算部76により演算されたXYステージ105の位置データとを用いて偏向量演算部78は、偏向電圧に相当する偏向量を演算し、偏向量信号を出力し、図示しないアンプでアナログデータに変化し増幅後、偏向器208に偏向電圧として印加する。かかる電圧に基づいて偏向器208は、電子ビーム200を偏向させることになる。以上のようにして、測定された電子ビームのビームドリフト量を用いて電子ビームを偏向させる偏向量が補正される。
In the drift correction value calculation / update step (S112), the correction
描画判定工程(S114)として、実行処理部54は、描画処理が終了したかどうかを判定し、まだ、終了していなければS104に戻り、描画が終了していればフローを終了する。そして、描画処理の間、S104からS114を繰り返す。その際、期間設定工程(S104)では、図5で説明したように、該当する期間をその都度設定し、時間の経過と共に描画が進むにつれてドリフト補正を行なう時期の間隔を長くする。 As the drawing determination step (S114), the execution processing unit 54 determines whether or not the drawing process has been completed. If the drawing process has not been completed, the process returns to S104, and if the drawing has been completed, the flow ends. Then, S104 to S114 are repeated during the drawing process. At that time, in the period setting step (S104), as described with reference to FIG. 5, the corresponding period is set each time, and the interval of the timing for performing the drift correction is increased as the drawing progresses with the passage of time.
ここで、ビームドリフトが生じる要因は上述したように期間経過だけではなく、その他の予め補正を行うべき時刻を正確に知ることが難しくビームドリフト補正を行なう時期の設定が困難なある状態変化でも生じる。よって、実施の形態1では、かかる期間単位補正工程だけではなく、イベント単位補正工程を実施する。 Here, the cause of the beam drift is not only the time period as described above, but also other state changes in which it is difficult to accurately know the time to be corrected in advance and it is difficult to set the timing for performing the beam drift correction. . Therefore, in the first embodiment, not only the period unit correction step but also the event unit correction step is performed.
ここで、例えば、温度が変化した状態、気圧が変化した状態、描画するパターンの内容が変化した状態、ビームの照射時間が変化した状態、ユーザによる人為的な操作により描画動作を一時停止した状態、描画中に他の基板を搬送するために一時描画を停止した状態、及び描画前に行なわれる前処理時の状態等になった後に描画を行なうとビームドリフトに起因した位置誤差が生じ得ることを発明者等は見出した。パターンの内容が変化した状態として、例えば、パターンのパターン密度が変化した状態等が挙げられる。そこで、実施の形態1では、これらの状態をイベントとして検知して、これらの状態に他の状態から変化した際に、ビームドリフト補正を行なうようにする。 Here, for example, a state in which the temperature has changed, a state in which the atmospheric pressure has changed, a state in which the content of the pattern to be drawn has changed, a state in which the irradiation time of the beam has changed, or a state in which the drawing operation has been paused by an artificial operation by the user Position errors caused by beam drift may occur when drawing is performed after temporary drawing is stopped in order to transport another substrate during drawing, or when pre-processing is performed before drawing. The inventors found. Examples of the state in which the pattern content has changed include a state in which the pattern density of the pattern has changed. Therefore, in the first embodiment, these states are detected as events, and beam drift correction is performed when these states are changed from other states.
例えば、温度測定部64が温度計108のデータを入力して、温度を常時或いは定期的に測定し、温度情報をイベント情報(状態情報)の1つとしてイベント判定部52に出力する。同様に、気圧測定部62が気圧計106のデータを入力して、気圧を常時或いは定期的に測定し、気圧情報をイベント情報(状態情報)の1つとしてイベント判定部52に出力する。例えば、5〜10分の間隔で出力する。
For example, the
また、JOB制御部66は、描画装置100に与えられたジョブ内容を制御し、例えば、上述した前処理や搬送処理やユーザによる人為的な操作を制御する。そこで、JOB制御部66は、前処理動作を行なった際、描画中に他の基板を搬送するために描画を一時停止する動作を行なった際、および、ユーザによる人為的な操作により描画動作を一時停止する動作を行なった際に、その都度、各動作によって生じた状態を示す情報をイベント情報(状態情報)の1つとしてイベント判定部52に出力する。
Further, the JOB control unit 66 controls the contents of the job given to the
また、描画制御部68は、試料101を描画する際に描画データ処理部50や偏向制御回路120や描画部150等を制御して、描画処理自体を制御する。そのために、描画データから描画されるパターンのパターン密度や各ショットの照射時間等のショット情報を取得する。そこで、描画制御部68は、パターン密度の状態や照射時間の状態の情報をイベント情報(状態情報)の1つとしてイベント判定部52に出力する。例えば、これらの情報は常時或いは定期的に出力する。例えば、0.1〜1sの間隔で出力する。
Further, the
以上のようにして、イベント判定部52は、期間経過ではなく、その他の時期が予測しにくい状態変化を検知する。
As described above, the
イベント判定工程(S202)として、イベント判定部52は、上述したイベント情報が入力されると、入力されたイベント情報に基づいてビームドリフトによる偏向量補正が必要かどうかを判定する。具体的には、以下のように判定する。例えば、温度、気圧、パターン密度、および照射時間については、それぞれの閾値を予め設定しておき、所定の期間内での変化量がそれぞれ閾値を超えたかどうかを判定する。一方、前処理動作、描画中に他の基板を搬送するための描画の一時停止、及び、ユーザによる人為的な操作による描画動作の一時停止については、いずれかのイベント情報が入力された時点でビームドリフトによる偏向量補正が必要と判定する。そして、イベント判定部52からビームドリフトによる偏向量補正が必要であることを示す情報(信号)を実行処理部54に出力する。
As the event determination step (S202), when the event information described above is input, the
実行指示工程(S204)として、実行処理部54は、イベント判定部52からビームドリフトによる偏向量補正が必要であることを示す情報を入力すると、ビームドリフト補正のための動作を実行(開始)するように実行指示(コマンド)を出力して、各制御回路に動作させる。
As the execution instruction step (S204), the execution processing unit 54 executes (starts) the operation for correcting the beam drift when the information indicating that the deflection amount correction by the beam drift is necessary is input from the
次にドリフト量測定工程(S206)を実施する。ドリフト量測定工程(S206)の内容はドリフト量測定工程(S110)と同様である。 Next, a drift amount measurement step (S206) is performed. The content of the drift amount measurement step (S206) is the same as that of the drift amount measurement step (S110).
次にドリフト補正値演算/更新工程(S208)を実施する。ドリフト補正値演算/更新工程(S208)の内容はドリフト補正値演算/更新工程(S112)と同様である。ドリフト補正値演算/更新工程(S208)後は、さらに、リセット工程(S102)に進み、実行処理部54は、ドリフト補正を行なう時期の間隔(期間)を初期化する。これにより、イベント発生後の期間単位補正工程における期間が最初の期間に戻る。イベントが発生した場合には、ドリフト量が大きい可能性が高いので、期間を短くすることでこまめに補正できる。その結果、前回のドリフト補正を実施したときと次に実施したときの間のドリフト量を小さくできる。 Next, a drift correction value calculation / update step (S208) is performed. The contents of the drift correction value calculation / update step (S208) are the same as those of the drift correction value calculation / update step (S112). After the drift correction value calculation / update step (S208), the process further proceeds to the reset step (S102), and the execution processing unit 54 initializes an interval (period) for performing drift correction. Thereby, the period in the period unit correction process after the occurrence of the event returns to the first period. When an event occurs, there is a high possibility that the drift amount is large, so it can be corrected frequently by shortening the period. As a result, the amount of drift between when the previous drift correction is performed and when it is performed next can be reduced.
装置運転判定工程(S210)として、実行処理部54は、描画装置100が運転中かどうかを判定する。描画処理を開始するに前処理を実施するので、イベントが発生し得る。よって、ここでは、イベント単位補正工程では、描画装置100が運転中かどうかを判定する。そして、運転中である場合には、フローチャートのスタート時点に戻る。
As the apparatus operation determination step (S210), the execution processing unit 54 determines whether or not the
以上のようにして、イベント発生をトリガとして設定時期に関わりなくドリフト補正を行なうことができる。 As described above, drift correction can be performed regardless of the set time with the occurrence of an event as a trigger.
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置100を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used. For example, although the description of the control unit configuration for controlling the
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置、荷電粒子ビームのビームドリフト補正方法及び荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all charged particle beam drawing apparatuses, charged particle beam beam drift correction methods, and charged particle beam drawing methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention. .
10 偏向領域
50 描画データ処理部
51 メモリ
52 イベント判定部
54 実行処理部
56 ビームドリフト量測定部
58 補正値演算部
62 気圧測定部
64 温度測定部
66 JOB制御部
68 描画制御部
72 加算器
76 位置演算部
78 偏向量演算部
100 描画装置
101,340 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
104 ミラー
105 XYステージ
106 気圧計
108 温度計
110 制御計算機ユニット
120 偏向制御回路
130 検出回路
140,142 記憶装置
150 描画部
152 マーク
160 制御部
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203,410 第1のアパーチャ
204 投影レンズ
205,208 偏向器
206,420 第2のアパーチャ
207 対物レンズ
209 検出器
300 レーザ測長装置
330 電子線
411 開口
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
DESCRIPTION OF
Claims (5)
装置内で他の状態から変化して生じた状態の内容を示す状態情報に基づいて、前記荷電粒子ビームのビームドリフト量を測定する測定部と、
測定された前記荷電粒子ビームのビームドリフト量を用いて補正された前記荷電粒子ビームを偏向させる偏向量を演算する偏向量演算部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A drawing unit that draws a pattern at a desired position on the sample by deflecting the charged particle beam using a charged particle beam;
A measurement unit for measuring a beam drift amount of the charged particle beam based on state information indicating contents of a state generated by changing from another state in the apparatus;
A deflection amount calculation unit for calculating a deflection amount for deflecting the charged particle beam corrected using the measured beam drift amount of the charged particle beam;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
前記ビームドリフトによる偏向量補正が必要であると判定された場合に、前記ビームドリフトによる偏向量補正を行なうための動作が実行される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。 A determination unit that inputs the state information when the state information is changed to a state indicated by the state information and determines whether or not a deflection amount correction by beam drift is necessary based on the input state information;
2. The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein an operation for correcting the deflection amount by the beam drift is executed when it is determined that the deflection amount correction by the beam drift is necessary.
前記パターンの状態の変化が閾値を超える場合に前記ビームドリフトによる偏向量補正が必要であると判断されることを特徴とする請求項2記載の荷電粒子ビーム描画装置。 The state information includes information indicating a state of a pattern drawn on the sample,
3. The charged particle beam drawing apparatus according to claim 2, wherein when the change in the pattern state exceeds a threshold value, it is determined that the deflection amount correction by the beam drift is necessary.
前記人為的な操作により生じた所定の状態を示す状態情報が入力された場合に前記ビームドリフトによる偏向量補正が必要であると判断されることを特徴とする請求項2又は3記載の荷電粒子ビーム描画装置。 The state information includes information indicating a predetermined state caused by an artificial operation by the user,
4. The charged particle according to claim 2, wherein it is determined that a deflection amount correction by the beam drift is necessary when state information indicating a predetermined state caused by the artificial operation is input. Beam drawing device.
前記装置の動作によって生じた所定の状態を示す状態情報が入力された場合に前記ビームドリフトによる偏向量補正が必要であると判断されることを特徴とする請求項2〜4いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。 The state information includes information indicating a predetermined state caused by the operation of the device,
The charge according to any one of claims 2 to 4, wherein when the state information indicating a predetermined state generated by the operation of the apparatus is input, it is determined that the deflection amount correction by the beam drift is necessary. Particle beam drawing device.
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