JP2012043972A - Charged particle beam lithography apparatus and charged particle beam lithography method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、電子ビームを用いて多重描画する際の描画方法および装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a charged particle beam drawing method, and for example, relates to a drawing method and apparatus used for multiple drawing 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8は、従来の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340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. 8 is a conceptual diagram for explaining the operation of a conventional variable shaping type electron beam drawing apparatus.
The variable shaped electron beam (EB) drawing apparatus operates as follows. In the
かかる電子ビーム描画では、描画パターンを複数回重ねて描画を行う多重描画方式が一般に採用されている。多重描画方式では、チップ領域が仮想分割されたストライプ領域単位で1回目の描画と2回目の描画を行なう場合や、ストライプ領域内の個々のサブフィールド単位で1回目の描画と2回目の描画を交互に行いながら描画動作を進める場合等が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 In such electron beam drawing, a multiple drawing method is generally adopted in which drawing is performed by overlapping drawing patterns a plurality of times. In the multiple drawing method, the first drawing and the second drawing are performed in the stripe area unit in which the chip area is virtually divided, or the first drawing and the second drawing are performed in units of individual subfields in the stripe area. A case has been proposed in which a drawing operation is advanced while performing alternately (see, for example, Patent Document 1).
多重度が大きくなるとその分描画時間が長くかかることになる。昨今のパターンの微細化に伴い、描画時間の短縮化が望まれている。そのため、かかる多重描画を行なう際の描画時間も短縮化することが望まれている。 As the multiplicity increases, the drawing time increases accordingly. With recent miniaturization of patterns, it is desired to shorten the drawing time. Therefore, it is desired to shorten the drawing time when performing such multiple drawing.
上述したように、描画時間の短縮化が望まれている中、例えば、上述したようにストライプ領域単位で1回目の描画と2回目の描画を行なうと、1回目の描画分のステージ走行距離と2回目の描画分のステージ走行距離が少なくとも必要となる。さらに、1回目の描画と2回目の描画を同一方向で行う(FWD:フォワード−FWD:フォワード)とすると、さらに、1回目の描画の終了後、2回目の描画を行うためにステージ位置を戻すことになりその分のステージ走行距離が必要となる。よって、ストライプ領域の長さをLとすると、FWD−FWD方式で3L、1回目の描画と2回目の描画を逆方向で行う(FWD:フォワード−BWD:バックワード)方式で2Lのステージ走行が生じる。かかるステージ走行距離の長さが描画時間の遅延につながるといった問題があった。また、多重描画を行う際には、1回目の描画と2回目の描画とでSF位置を少しずらして設定する場合がある。かかる場合に、上述したように個々のSF単位で1回目の描画と2回目の描画を交互に行いながら描画動作を進める場合、1番目のSFの1回目の描画と2回目の描画が終了後、2番目のSFを描画する際に、描画方向に対して反対方向に偏向位置を戻すことになる。ステージが連続移動する場合、SFの位置によってはステージの移動によりかかる2番目のSFが偏向可能範囲から外れてしまう場合も起り得る。 As described above, while it is desired to shorten the drawing time, for example, if the first drawing and the second drawing are performed in units of stripe areas as described above, the stage travel distance for the first drawing At least the stage travel distance for the second drawing is required. Further, if the first drawing and the second drawing are performed in the same direction (FWD: forward-FWD: forward), the stage position is returned to perform the second drawing after the first drawing is completed. Therefore, the stage travel distance is required. Therefore, if the length of the stripe region is L, 3L in the FWD-FWD method, the first drawing and the second drawing are performed in the reverse direction (FWD: forward-BWD: backward), and 2L stage travel is performed. Arise. There is a problem that the length of the stage travel distance leads to a delay in drawing time. In addition, when performing multiple drawing, the SF position may be set slightly shifted between the first drawing and the second drawing. In such a case, as described above, when the drawing operation is performed while alternately performing the first drawing and the second drawing for each SF unit, after the first drawing and the second drawing of the first SF are completed. When drawing the second SF, the deflection position is returned in the direction opposite to the drawing direction. When the stage continuously moves, depending on the position of the SF, the second SF may be out of the deflectable range due to the movement of the stage.
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、多重描画する場合の描画時間の低減を図ることを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to overcome the above-described problems and reduce the drawing time when multiple drawing is performed.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
描画対象となる試料を載置し、描画の際に連続移動するステージと、
多重描画する際の第1回目の描画用として試料の描画領域をメッシュ状の複数のサブフィールド領域に分割し、第2回目の描画用として改めて試料の描画領域をメッシュ状の複数のサブフィールド領域に分割する分割部と、
少なくともステージの移動方向と直交する方向に並ぶ複数のサブフィールド領域で構成されるサブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返すように描画動作を制御する制御部と、
ステージが所定の方向に連続移動している状態で、荷電粒子ビームを用いて、サブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す描画部と、
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 stage on which a sample to be drawn is placed and continuously moved during drawing,
The drawing area of the sample is divided into a plurality of mesh-like subfield areas for the first drawing when performing multiple drawing, and the drawing area of the sample is again divided into a plurality of mesh-like subfield areas for the second drawing. A dividing unit to be divided into
Control for controlling the drawing operation so as to alternately repeat the first drawing and the second drawing for each subfield region group composed of a plurality of subfield regions arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the stage. And
With the stage continuously moving in a predetermined direction, using a charged particle beam, a drawing unit that alternately repeats the first drawing and the second drawing for each subfield region group;
It is provided with.
かかる構成により、ステージが戻らなくとも1回の走行の中で多重描画が可能となる。よって、ステージ走行距離を短くできる。また、サブフィールド領域群の設定の仕方により、偏向位置を戻すことを無くすことができる。 With such a configuration, multiple drawing can be performed in one run even if the stage does not return. Therefore, the stage travel distance can be shortened. Moreover, it is possible to eliminate the return of the deflection position depending on how the subfield region group is set.
また、描画部は、
各サブフィールド領域に位置合わせするように荷電粒子ビームを偏向する第1の偏向器と、
位置合わせされたサブフィールド領域内の所望の位置に荷電粒子ビームを偏向する第2の偏向器と、
を有し、
描画部は、サブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返しながら、試料の描画領域を第1の偏向器で偏向可能な幅で短冊状に仮想分割されたストライプ領域内を多重描画し、
サブフィールド領域群として、各ストライプ領域内のステージの移動方向と直交する方向に並ぶサブフィールド領域列を用いると好適である。
The drawing unit
A first deflector that deflects the charged particle beam to align with each subfield region;
A second deflector for deflecting the charged particle beam to a desired position within the aligned subfield region;
Have
The drawing unit virtually divides the drawing region of the sample into strips with a width that can be deflected by the first deflector while alternately repeating the first drawing and the second drawing for each subfield region group. Multiple drawing in the striped area,
As the subfield region group, it is preferable to use a subfield region row arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the stage in each stripe region.
或いは、描画部は、
各サブフィールド領域に位置合わせするように荷電粒子ビームを偏向する第1の偏向器と、
位置合わせされたサブフィールド領域内の所望の位置に荷電粒子ビームを偏向する第2の偏向器と、
を有し、
描画部は、サブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返しながら、試料の描画領域を第1の偏向器で偏向可能な幅で短冊状に仮想分割されたストライプ領域内を多重描画し、
サブフィールド領域群として、各ストライプ領域内のステージの移動方向と直交する方向に並ぶサブフィールド領域列を複数組み合わせた複数のサブフィールド領域列を用いるようにしても好適である。
Alternatively, the drawing unit
A first deflector that deflects the charged particle beam to align with each subfield region;
A second deflector for deflecting the charged particle beam to a desired position within the aligned subfield region;
Have
The drawing unit virtually divides the drawing region of the sample into strips with a width that can be deflected by the first deflector while alternately repeating the first drawing and the second drawing for each subfield region group. Multiple drawing in the striped area,
As the subfield region group, a plurality of subfield region sequences obtained by combining a plurality of subfield region sequences arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the stage in each stripe region may be used.
或いは、描画部は、
各サブフィールド領域に位置合わせするように荷電粒子ビームを偏向する第1の偏向器と、
位置合わせされたサブフィールド領域内の所望の位置に荷電粒子ビームを偏向する第2の偏向器と、
を有し、
描画部は、サブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返しながら、試料の描画領域を第1の偏向器で偏向可能な幅で短冊状に仮想分割されたストライプ領域内を多重描画し、
サブフィールド領域群として、各ストライプ領域内のステージの移動方向と直交する方向に並ぶ各サブフィールド領域列の一部を複数組み合わせた複数のサブフィールド領域列の一部を用いるようにしても好適である。
Alternatively, the drawing unit
A first deflector that deflects the charged particle beam to align with each subfield region;
A second deflector for deflecting the charged particle beam to a desired position within the aligned subfield region;
Have
The drawing unit virtually divides the drawing region of the sample into strips with a width that can be deflected by the first deflector while alternately repeating the first drawing and the second drawing for each subfield region group. Multiple drawing in the striped area,
As a subfield region group, a part of a plurality of subfield region columns obtained by combining a plurality of subfield region columns arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the stage in each stripe region may be used. is there.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
多重描画する際の第1回目の描画用として試料の描画領域をメッシュ状の複数のサブフィールド領域に分割し、第2回目の描画用として改めて試料の描画領域をメッシュ状の複数のサブフィールド領域に分割する工程と、
描画対象となる試料を載置し、描画の際に連続移動するステージが所定の方向に連続移動している状態で、荷電粒子ビームを用いて、少なくともステージの移動方向と直交する方向に並ぶ複数のサブフィールド領域で構成されるサブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す工程と、
を備えたことを特徴とする。
The charged particle beam drawing method of one embodiment of the present invention includes:
The drawing area of the sample is divided into a plurality of mesh-like subfield areas for the first drawing when performing multiple drawing, and the drawing area of the sample is again divided into a plurality of mesh-like subfield areas for the second drawing. Dividing the process into
A plurality of specimens placed on a drawing target and arranged in a direction at least perpendicular to the moving direction of the stage using a charged particle beam in a state in which a stage that continuously moves during drawing is continuously moving in a predetermined direction. A step of alternately repeating the first drawing and the second drawing for each subfield region group composed of subfield regions;
It is provided with.
本発明によれば、多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the drawing time even when multiple drawing is performed.
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、主偏向器208及び副偏向器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。
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、メモリ111、制御回路120、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140,142を有している。制御計算機ユニット110、メモリ111、制御回路120、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140,142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、SF分割部112、順序制御部114、及び描画データ処理部116が配置されている。SF分割部112、順序制御部114、及び描画データ処理部116は、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。SF分割部112、順序制御部114、及び描画データ処理部116に入出力される情報および演算中の情報はメモリ111にその都度格納される。特に、描画データ処理部116は、データ処理量が膨大となり得るため、図示しない複数のCPUと複数のメモリ等で構成されると好適である。
In the
記憶装置140には、レイアウトデータ(描画データ)となるチップデータが装置外部から入力され、格納される。チップは複数の図形パターンにより構成される。
Chip data serving as layout data (drawing data) is input from the outside of the apparatus and stored 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、主偏向器208と副偏向器209の主副2段の多段偏向器を用いているが、3段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。
Here, FIG. 1 shows a configuration necessary for explaining the first embodiment. The
図2は、実施の形態1における描画手順を説明するための概念図である。描画装置100では、試料101の描画領域が短冊状の複数のストライプ領域20,22に仮想分割される。図2では、例えば、チップ領域10で示す1つのチップが試料101上に描画される場合を示している。もちろん、複数のチップが試料101上に描画される場合であっても構わない。かかるストライプ領域20,22の幅は、主偏向器208で偏向可能な幅よりも若干小さい幅で分割される。多重描画では、1回目の描画と2回目の描画との間でストライプ領域20,22を若干ずらして描画する場合がある。図2の例では、1回目の描画用のストライプ領域20と2回目の描画用のストライプ領域22とを示している。ずらすことでストライプ領域間及びストライプ領域内のSF間でもパターンつなぎ精度を向上させることができる。試料101に描画する場合には、XYステージ105を例えばx方向に連続移動させる。このように連続移動させながら、1つのストライプ領域20,22上を電子ビーム200が照射する。XYステージ105のX方向の移動は、連続移動とし、同時に主偏向器208で電子ビーム200のショット位置もステージ移動に追従させる。また、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。また、パターンの密な領域では描画可能な相対的にゆっくりな速度で、粗な領域では相対的に速い速度で、といった可変速でXYステージ105を移動させることで、さらに、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20,22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20,22の描画動作を行なう。各ストライプ領域20,22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 conceptual diagram for explaining a drawing procedure according to the first embodiment. In the
まず、SF分割工程として、SF分割部112は、多重描画する際の第1回目の描画用として試料101の描画領域をメッシュ状の複数のサブフィールド(SF)領域30に分割し、第2回目の描画用として改めて試料101の描画領域をメッシュ状の複数のサブフィールド(SF)領域40に分割する。
First, as the SF dividing step, the
図3は、実施の形態1におけるSFレイヤを説明するための概念図である。描画する際にはストライプ領域20毎に進めていくので、第1回目の描画用の各ストライプ領域20には、メッシュ状に配置された複数のSF領域30で層(レイヤ)を構成する第1回目の描画用のSFレイヤが形成される。第2回目の描画用の各ストライプ領域22にも、同様に複数のSF領域40で層(レイヤ)を構成する第2回目の描画用のSFレイヤが形成される。図3では、第1回目の描画用のSFレイヤと第2回目の描画用のSFレイヤがy方向にSFサイズよりも小さい寸法c1、x方向にSFサイズよりも小さい寸法c2だけそれぞれずらして配置される。例えば、2回描画(多重度N=2)の場合にSFサイズの1/2ずつx,y方向にずらす。ずらすことでストライプ領域間及びストライプ領域内のSF間でもパターンつなぎ精度を向上させることができる。また、各ストライプ領域20,22のy方向の分割幅(分割高さ)hは、主偏向器208で偏向可能な主偏向幅Dより小さく構成される。ここでは、ずらして配置された第1回目の描画用のストライプ領域20と第2回目の描画用のストライプ領域22の両方を偏向可能範囲内に納める。すなわち、D≧h+c1で構成される。かかる寸法に制御することでXYステージ105をx方向に向かって連続移動させながら第1回目の描画用のストライプ領域20と第2回目の描画用のストライプ領域22の両方を描画可能にすることができる。言い換えれば、XYステージ105を戻さなくとも1回の描画分の走行で第1回目の描画用のストライプ領域20と第2回目の描画用のストライプ領域22の両方を描画可能にすることができる。
FIG. 3 is a conceptual diagram for explaining the SF layer in the first embodiment. When drawing, the process proceeds for each
また、描画データ処理部116は、記憶装置140から描画データを所定の領域毎に順次、読み出し、それぞれ複数段のデータ処理を行ってショットデータを生成する。その際、各SF領域にパターンを展開させて、SF毎のショットデータを生成する。生成されたショットデータは順次記憶装置142に一時的に格納される。
The drawing
そして、以下、各ストライプについて、順序制御部114で制御されたSF順序に従って描画が行なわれる。
Then, for each stripe, drawing is performed according to the SF order controlled by the
図4は、実施の形態1における描画順序の一例を示す図である。図4の例において、順序制御部114は、各ストライプについて、XYステージ105の移動方向(x方向)と直交する方向(y方向)に並ぶ複数のSF領域で構成されるSF領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返すように描画動作を制御する。ここでの制御内容は、図4(a)に示すように、まず、第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の1列目について、左下のSF領域30からy方向に向かって順に描画する。そして、対象ストライプ領域20におけるSFレイヤ1層目の1列目がすべて描画された後、今度は、図4(b)に示すように、第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の1列目について、左下のSF領域40からy方向に向かって順に描画する。そして、対象ストライプ領域22におけるSFレイヤ2層目の1列目がすべて描画された後、今度は、図4(c)に示すように、第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の2列目について、左下のSF領域30からy方向に向かって順に描画する。そして、対象ストライプ領域20におけるSFレイヤ1層目の2列目がすべて描画された後、今度は、図4(d)に示すように、第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の2列目について、左下のSF領域40からy方向に向かって順に描画する。同様に、SF列単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返し、図4(e)に示すように、1つのストライプ領域20,22を描画する。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the drawing order in the first embodiment. In the example of FIG. 4, the
そして、描画工程として、描画部150は、XYステージ105がx方向(所定の方向)に連続移動している状態で、電子ビーム200を用いて、図4に示したようにSF列単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す。具体的には、以下のように動作する。
Then, as a drawing process, the
電子銃201(放出部)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。偏向器205によって、かかる第2のアパーチャ206上での第1のアパーチャ像は偏向制御され、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に制御された主偏向器208及び副偏向器209によって偏向され、連続的に移動するXYステージ105に配置された試料101の所望する位置に照射される。図1では、位置偏向に、主副2段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器208でストライプ領域を仮想分割した小領域となるサブフィールド(SF)の基準位置にステージ移動に追従しながら該当ショットの電子ビーム200を偏向し、副偏向器209でSF内の各照射位置にかかる該当ショットのビームを偏向すればよい。その際、偏向制御回路120は、設定されたSF描画順序で該当するショットデータを記憶装置142から順次読み出し、主偏向器208と副偏向器209の偏向位置を制御する。
The
以上のような描画順序で描画動作を進めれば、XYステージ105の位置を戻すことなく、1回の描画分の走行で連続して1回目の描画と2回目の描画を行うことができる。そのため、1回目の描画と2回目の描画にそれぞれストライプ長さ分のステージ走行が必要であった従来に比べてXYステージ105が走行する距離を少なくとも略半分にできる。1回目の描画と2回目の描画をFWD−BWD方式で行う従来の場合と比べると、本実施の形態では上述したように、XYステージ105が走行する距離を略半分にできる。さらに、1回目の描画と2回目の描画をFWD−FWD方式で行う場合と比べると、本実施の形態ではXYステージ105が走行する距離を略1/3にできる。ここで、1回目の描画と2回目の描画をFWD−BWD方式で行う従来の場合に、それぞれステージの速度を2倍にすることは困難なので、結果として、ステージ走行距離が長い分描画時間が増大することになる。これに対して、実施の形態1では、走行距離を少なくとも略半分にできるので、多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。
If the drawing operation proceeds in the drawing order as described above, the first drawing and the second drawing can be performed continuously by running for one drawing without returning the position of the
図5は、実施の形態1によって描画する場合とSF単位で交互に描画する場合とを比較した概念図である。図5(a)に示すように、SF単位で交互に描画する場合、第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の1番目のSF(1A)を描画した後、描画方向に対して偏向位置を進めて第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の1番目のSF(2A)を描画する。その際、主偏向器208の偏向角度は、偏向位置を進めるので小さくなる。次に、第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の1番目のSF(2A)を描画した後、描画方向に対して偏向位置を戻して第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の2番目のSF(1B)を描画する。その際、主偏向器208の偏向角度は、偏向位置を戻すので大きくなる。すなわち、主偏向器208での振り幅が大きくなる。同様にして、第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の2番目のSF(1B)を描画した後、描画方向に対して偏向位置を進めて第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の2番目のSF(2B)を描画する。次に、第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の2番目のSF(2B)を描画した後、描画方向に対して偏向位置を戻して第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の3番目のSF(1C)を描画する。以上のようにして順次描画を進めていくことになる。ここで、主偏向器208は、連続移動するXYステージ105の進行に追従しながら該当SF領域に偏向位置を合わせていくことになるが、主偏向器208の偏向可能範囲(主偏向領域)は限られている。例えばパターンが密な領域21を描画した後では偏向する角度θが主偏向器208の偏向可能範囲限界付近まで到達してしまう場合があり得る。例えば、第2回目の描画用のSFレイヤのSF(例えば2B)を描画するための偏向位置が仮に主偏向器208の偏向可能範囲限界付近まで到達してしまった場合、次に描画する予定の第1回目の描画用のSFレイヤのSF(例えば1C)を描画するために偏向位置を戻したくても偏向可能範囲を超えてしまっており偏向できない場合も起こりえる。すなわち主偏向器208の偏向角度をθ1からθ2へ大きくできない場合も起こりえる。かかる場合に第1回目の描画用のSFレイヤのSF(例えば1C)を描画するためにはステージ位置を戻さなければならなくなる。
FIG. 5 is a conceptual diagram comparing the case of drawing according to
これに対して、実施の形態1のようにSF列単位で描画すると、図5(b)に示すように、偏向位置を戻すことがない。すなわち、第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の1番目のSF(1A)を描画した後、同じSF列のSF(1B)、SF(1C)、SF(1D)、・・・と同じSF列のすべてのSF領域の描画を行う。よって、その際の主偏向器208の偏向角度は、ステージ追従分だけ大きくなるだけである。次に、第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の1番目のSF(2A)を描画した後、同じSF列のSF(2B)、SF(2C)、SF(2D)、・・・と同じSF列のすべてのSF領域の描画を行う。よって、例えば、第2回目の描画用のSFレイヤのSF(例えば2B)を描画するための偏向位置が仮に主偏向器208の偏向可能範囲限界付近まで到達してしまった場合でも以降の同じSF列のSF(2C)、SF(2D)、・・・を描画するためにはXYステージ105を停止或いは主偏向器208の偏向可能範囲限界を超えない速度に減速すればよい。よって、ステージ位置を戻す必要がない。よって、その分の描画時間を短縮できる。
On the other hand, when drawing is performed in units of SF rows as in the first embodiment, the deflection position is not returned as shown in FIG. That is, after drawing the first SF (1A) of the first drawing SF layer (first layer), SF (1B), SF (1C), SF (1D) of the same SF row,. Draw all SF areas in the same SF row as Therefore, the deflection angle of the
ここで、上述した例では、2回描画(多重度N=2)の場合を一例として示したが、3回描画以上(多重度N≧3)であっても構わないことは言うまでもない。いずれにしてもSF列単位で描画することで描画時間を短縮できる。 Here, in the above-described example, the case of drawing twice (multiplicity N = 2) is shown as an example, but it goes without saying that the drawing may be three times or more (multiplicity N ≧ 3). In any case, drawing time can be shortened by drawing in units of SF columns.
実施の形態2.
実施の形態1では、1つのSF列で構成されるSF群を単位として、第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す構成を説明したがこれに限るものではない。実施の形態2では、複数のSF列で構成されるSF群を単位として、第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す構成を説明する。描画装置の構成は、図1と同様である。また、以下に説明する内容以外の内容については実施の形態1と同様である。
Although the first embodiment has described the configuration in which the first drawing and the second drawing are alternately repeated in units of SF groups formed by one SF row, the present invention is not limited to this. In the second embodiment, a configuration will be described in which the first drawing and the second drawing are alternately repeated with an SF group including a plurality of SF rows as a unit. The configuration of the drawing apparatus is the same as in FIG. The contents other than those described below are the same as those in the first embodiment.
図6は、実施の形態2における描画順序の一例を示す図である。図6の例において、順序制御部114は、各ストライプについて、XYステージ105の移動方向(x方向)と直交する方向(y方向)に並ぶ複数のSF領域で構成されるSF列を複数まとめたSF領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返すように描画動作を制御する。ここでの制御内容は、図6(a)に示すように、まず、第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の1列目について左下のSF領域30からy方向に向かって順に描画し、続いて2列目について左下のSF領域30からy方向に向かって順に描画する。そして、図6(b)に示すように対象ストライプ領域20におけるSFレイヤ1層目の1,2列目がすべて描画された後、今度は、図6(c)に示すように、第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の1列目について左下のSF領域40からy方向に向かって順に描画し、続いて2列目について左下のSF領域40からy方向に向かって順に描画する。そして、図6(d)に示すように対象ストライプ領域22におけるSFレイヤ2層目の1,2列目がすべて描画された後、今度は、図6(e)に示すように、第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の3,4列目について同様に順に描画する。そして、対象ストライプ領域20におけるSFレイヤ1層目の3,4列目がすべて描画された後、今度は、図6(f)に示すように、第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の3,4列目について同様に順に描画する。同様に、2つのSF列をSF領域群としてSF領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返し、図6(g)に示すように、1つのストライプ領域20,22を描画する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a drawing order according to the second embodiment. In the example of FIG. 6, the
図6の例では2つのSF列を、第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返すSF領域群としているが、主偏向器208の偏向可能範囲内であれば3つ以上のSF列をSF領域群としてもよい。
In the example of FIG. 6, the two SF rows are set as SF region groups that alternately repeat the first drawing and the second drawing. However, if the main SF is within the deflectable range of the
そして、描画工程として、描画部150は、XYステージ105がx方向(所定の方向)に連続移動している状態で、電子ビーム200を用いて、図6に示したように複数のSF列単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す。
As a drawing process, the
以上のように、実施の形態2における描画順序で描画動作を進めれば、XYステージ105の位置を戻すことなく、連続して1回目の描画と2回目の描画を行うことができる。よって、多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。
As described above, if the drawing operation is advanced in the drawing order in the second embodiment, the first drawing and the second drawing can be continuously performed without returning the position of the
実施の形態3.
実施の形態1,2では、該当SF列のすべてのSF領域がSF群に含まれたがこれに限るものではない。実施の形態3では、複数のSF列の一部で構成されるSF群を単位として、第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す構成を説明する。描画装置の構成は、図1と同様である。また、以下に説明する内容以外の内容については実施の形態1と同様である。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments, all the SF areas of the corresponding SF row are included in the SF group, but the present invention is not limited to this. In the third embodiment, a description will be given of a configuration in which the first drawing and the second drawing are alternately repeated with an SF group including a part of a plurality of SF rows as a unit. The configuration of the drawing apparatus is the same as in FIG. The contents other than those described below are the same as those in the first embodiment.
図7は、実施の形態3における描画順序の一例を示す図である。図7の例において、順序制御部114は、各ストライプについて、XYステージ105の移動方向(x方向)と直交する方向(y方向)に並ぶ複数のSF領域で構成されるSF列の一部を複数まとめたSF領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返すように描画動作を制御する。このように各SF領域列の一部を複数組み合わせた複数のSF領域列の一部をSF領域群単位として用いる。ここでの制御内容は、図7(a)に示すように、まず、第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の1列目について左下のSF領域30からy方向に向かってk番目(kはSF列を構成するSF数よりも小さい値とする)まで順に描画し、続いて図7(b)に示すように2列目について左下のSF領域30からy方向に向かってk番目まで順に描画する。そして、対象ストライプ領域20におけるSFレイヤ1層目の1,2列目のk番目までのSF領域30がすべて描画された後、今度は、図7(c)に示すように、第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の1列目について左下のSF領域40からy方向に向かってk番目まで順に描画し、続いて図7(d)に示すように2列目について左下のSF領域40からy方向に向かってk番目まで順に描画する。そして、対象ストライプ領域22におけるSFレイヤ2層目の1,2列目のk番目までのSF領域40がすべて描画された後、今度は、図7(e)に示すように、第1回目の描画用のSFレイヤ(1層目)の1,2列目のk+1番目のSF領域30から2k番目のSF領域30までについて同様に順に描画する。そして、対象ストライプ領域20におけるSFレイヤ1層目の1,2列目のk+1番目から2k番目のSF領域30がすべて描画された後、今度は、図7(f)に示すように、第2回目の描画用のSFレイヤ(2層目)の1,2列目のk+1番目から2k番目のSF領域40について同様に順に描画する。同様に、2つのSF列のそれぞれk個のSF領域をSF領域群としてSF領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返し、図7(h)に示すように、1つのストライプ領域20,22を描画する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a drawing order according to the third embodiment. In the example of FIG. 7, the
図7の例では2つのSF列のそれぞれ2個のSF領域をSF領域群としてを、第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返すSF領域群としているが、主偏向器208の偏向可能範囲内であれば3つ以上のSF列のそれぞれ2個のSF領域をSF領域群としてもよい。同様に、3つ以上のSF列のそれぞれ3個以上のSF領域をSF領域群としてもよい。
In the example of FIG. 7, the two SF regions in each of the two SF columns are used as the SF region group, and the SF region group in which the first drawing and the second drawing are alternately repeated is the
そして、描画工程として、描画部150は、XYステージ105がx方向(所定の方向)に連続移動している状態で、電子ビーム200を用いて、図7に示したように複数のSF列の一部のSF領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す。
Then, as a drawing process, the
以上のように、実施の形態3における描画順序で描画動作を進めても、XYステージ105の位置を戻すことなく、連続して1回目の描画と2回目の描画を行うことができる。よって、多重描画する場合でも描画時間の低減を図ることができる。
As described above, even if the drawing operation is advanced in the drawing order in the third embodiment, the first drawing and the second drawing can be performed continuously without returning the position of the
ここで、図示しないが、各SFを描画する際には、各SF位置のずれをSF単位で算出して各SF位置のずれを補正することが行われる。かかる場合の各SF位置のずれをSF単位で算出するには時間がかかる。実施の形態3の構成のように隣接する近くのSF群を1つにまとめて描画する場合には、全てのSF位置のずれを算出せずともSF群のうちの1つの位置ずれを算出すればSF群内は同じ補正値で援用しても誤差を小さくできる。 Here, although not shown, when each SF is drawn, the deviation of each SF position is corrected by calculating the deviation of each SF position in units of SF. In such a case, it takes time to calculate the deviation of each SF position in SF units. When the adjacent SF groups adjacent to each other are drawn together as in the configuration of the third embodiment, the positional deviation of one of the SF groups can be calculated without calculating the deviation of all the SF positions. For example, the error in the SF group can be reduced by using the same correction value.
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及び方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all charged particle beam writing apparatuses and 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 チップ領域
20,22 ストライプ領域
21 領域
30,40 SF領域
100 描画装置
101,340 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機ユニット
111 メモリ
112 SF分割部
114 順序制御部
116 描画データ処理部
120 偏向制御回路
140,142 記憶装置
150 描画部
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 偏向器
206,420 第2のアパーチャ
207 対物レンズ
208 主偏向器
209 副偏向器
330 電子線
411 開口
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
10
Claims (5)
多重描画する際の第1回目の描画用として前記試料の描画領域をメッシュ状の複数のサブフィールド領域に分割し、第2回目の描画用として改めて前記試料の描画領域をメッシュ状の複数のサブフィールド領域に分割する分割部と、
少なくとも前記ステージの移動方向と直交する方向に並ぶ複数のサブフィールド領域で構成されるサブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返すように描画動作を制御する制御部と、
前記ステージが所定の方向に連続移動している状態で、前記サブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A stage on which a sample to be drawn is placed and continuously moved during drawing,
The drawing area of the sample is divided into a plurality of mesh-like subfield areas for the first drawing when performing multiple drawing, and the drawing area of the sample is newly divided into a plurality of mesh-like sub-fields for the second drawing. A division section for dividing the field area;
The drawing operation is controlled so that the first drawing and the second drawing are alternately repeated at least in units of subfield regions composed of a plurality of subfield regions arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the stage. A control unit;
A drawing unit that alternately repeats the first drawing and the second drawing in units of the subfield regions in a state where the stage is continuously moving in a predetermined direction;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
各サブフィールド領域に位置合わせするように前記荷電粒子ビームを偏向する第1の偏向器と、
位置合わせされたサブフィールド領域内の所望の位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第2の偏向器と、
を有し、
前記描画部は、前記サブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返しながら、前記試料の描画領域を前記第1の偏向器で偏向可能な幅で短冊状に仮想分割されたストライプ領域内を多重描画し、
前記サブフィールド領域群として、各ストライプ領域内の前記ステージの移動方向と直交する方向に並ぶサブフィールド領域列を用い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。 The drawing unit
A first deflector for deflecting the charged particle beam to align with each subfield region;
A second deflector for deflecting the charged particle beam to a desired position within the aligned subfield region;
Have
The drawing unit is a strip having a width that can deflect the drawing region of the sample by the first deflector while alternately repeating the first drawing and the second drawing in units of the subfield region group. Multiple drawing in the stripe area virtually divided into
2. The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein a subfield region row arranged in a direction orthogonal to a moving direction of the stage in each stripe region is used as the subfield region group.
各サブフィールド領域に位置合わせするように前記荷電粒子ビームを偏向する第1の偏向器と、
位置合わせされたサブフィールド領域内の所望の位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第2の偏向器と、
を有し、
前記描画部は、前記サブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返しながら、前記試料の描画領域を前記第1の偏向器で偏向可能な幅で短冊状に仮想分割されたストライプ領域内を多重描画し、
前記サブフィールド領域群として、各ストライプ領域内の前記ステージの移動方向と直交する方向に並ぶサブフィールド領域列を複数組み合わせた複数のサブフィールド領域列を用い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。 The drawing unit
A first deflector for deflecting the charged particle beam to align with each subfield region;
A second deflector for deflecting the charged particle beam to a desired position within the aligned subfield region;
Have
The drawing unit is a strip having a width that can deflect the drawing region of the sample by the first deflector while alternately repeating the first drawing and the second drawing in units of the subfield region group. Multiple drawing in the stripe area virtually divided into
2. The charge according to claim 1, wherein a plurality of subfield region rows in which a plurality of subfield region rows arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the stage in each stripe region are combined are used as the subfield region group. Particle beam drawing device.
各サブフィールド領域に位置合わせするように前記荷電粒子ビームを偏向する第1の偏向器と、
位置合わせされたサブフィールド領域内の所望の位置に前記荷電粒子ビームを偏向する第2の偏向器と、
を有し、
前記描画部は、前記サブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返しながら、前記試料の描画領域を前記第1の偏向器で偏向可能な幅で短冊状に仮想分割されたストライプ領域内を多重描画し、
前記サブフィールド領域群として、各ストライプ領域内の前記ステージの移動方向と直交する方向に並ぶ各サブフィールド領域列の一部を複数組み合わせた複数のサブフィールド領域列の一部を用い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。 The drawing unit
A first deflector for deflecting the charged particle beam to align with each subfield region;
A second deflector for deflecting the charged particle beam to a desired position within the aligned subfield region;
Have
The drawing unit is a strip having a width that can deflect the drawing region of the sample by the first deflector while alternately repeating the first drawing and the second drawing in units of the subfield region group. Multiple drawing in the stripe area virtually divided into
As the subfield region group, a part of a plurality of subfield region columns obtained by combining a plurality of subfield region columns arranged in a direction orthogonal to the moving direction of the stage in each stripe region is used. The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1.
描画対象となる試料を載置し、描画の際に連続移動するステージが所定の方向に連続移動している状態で、荷電粒子ビームを用いて、少なくとも前記ステージの移動方向と直交する方向に並ぶ複数のサブフィールド領域で構成されるサブフィールド領域群単位で第1回目の描画と第2回目の描画とを交互に繰り返す工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。 The drawing area of the sample is divided into a plurality of mesh-like subfield areas for the first drawing when performing multiple drawing, and the drawing area of the sample is newly divided into a plurality of mesh-like sub-fields for the second drawing. Dividing into field areas;
A sample to be drawn is placed, and the stage that moves continuously during writing is continuously moved in a predetermined direction, and is arranged in a direction at least orthogonal to the moving direction of the stage using a charged particle beam. A step of alternately repeating the first drawing and the second drawing for each subfield region group composed of a plurality of subfield regions;
A charged particle beam drawing method comprising:
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