JP2013165121A - Drawing device, generating method, program and method for manufacturing article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置に関する。 The present invention relates to a drawing apparatus that performs drawing on a substrate with a charged particle beam.
基板上で荷電粒子線を偏向(ラスタースキャン)することで基板にパターンを描画(転写)する荷電粒子線描画装置が知られている。このような荷電粒子線描画装置を用いて、例えば、線幅48nmの孤立パターンを描画する場合には、図16に示すように、基板上の描画領域を複数のピクセル(ピクセルサイズ=16nm)に分割する。そして、偏向器によって荷電粒子線をX軸方向に偏向しながら、ブランカーを用いて、パターン部分に対応するピクセルでは荷電粒子線を照射(ON)し、それ以外のピクセルでは荷電粒子線を遮断(OFF)するように制御する。また、荷電粒子線のX軸方向への偏向が終了すると、荷電粒子線をY軸方向にステップさせる。このように、荷電粒子線描画装置は、荷電粒子線のX方向への偏向とY軸方向へのステップとを繰り返しながら、荷電粒子線のON/OFFを制御することで基板にパターンを描画する。各ピクセルにおける荷電粒子線のON/OFFの制御に関する技術については、従来から提案されている(特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art There is known a charged particle beam drawing apparatus that draws (transfers) a pattern on a substrate by deflecting (raster scanning) the charged particle beam on the substrate. For example, when drawing an isolated pattern with a line width of 48 nm using such a charged particle beam drawing apparatus, the drawing region on the substrate is divided into a plurality of pixels (pixel size = 16 nm) as shown in FIG. To divide. Then, while deflecting the charged particle beam in the X-axis direction by the deflector, using the blanker, the charged particle beam is irradiated (ON) in the pixel corresponding to the pattern portion, and the charged particle beam is blocked in the other pixels ( OFF). When the deflection of the charged particle beam in the X-axis direction is completed, the charged particle beam is stepped in the Y-axis direction. As described above, the charged particle beam drawing apparatus draws a pattern on the substrate by controlling ON / OFF of the charged particle beam while repeating the deflection of the charged particle beam in the X direction and the step in the Y axis direction. . A technique related to ON / OFF control of a charged particle beam in each pixel has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、近年では、荷電粒子線描画装置で描画すべきパターンの最小線幅が小さくなってきているため、従来技術では、要求されるパターンの描画精度を満たすことが難しくなってきている。 However, in recent years, since the minimum line width of a pattern to be drawn by a charged particle beam drawing apparatus has become smaller, it has become difficult to satisfy the required pattern drawing accuracy in the prior art.
例えば、基板上の描画領域をピクセルサイズ11nmのピクセルに分割し、線幅22nmの孤立パターンを描画する場合を考える。この際、図17に示すように、孤立パターンを2つのピクセルで描画する(即ち、孤立パターンがピクセルを規定するグリッド上に配置されている)場合には、かかる2つのピクセルのそれぞれに照射される荷電粒子線の照射量(ドーズ量)は等しくなる。一方、図18に示すように、孤立パターンがグリッド上に配置されておらず、孤立パターンをピクセルサイズ以下の位置で(即ち、3つのピクセルで)描画する場合もある。以下では、ピクセル中心間の位置をサブピクセル位置と称する。 For example, consider a case where a drawing region on a substrate is divided into pixels having a pixel size of 11 nm and an isolated pattern having a line width of 22 nm is drawn. At this time, as shown in FIG. 17, when an isolated pattern is drawn with two pixels (that is, the isolated pattern is arranged on a grid defining the pixels), each of the two pixels is irradiated. Irradiation amount (dose amount) of charged particle beams becomes equal. On the other hand, as shown in FIG. 18, the isolated pattern is not arranged on the grid, and the isolated pattern may be drawn at a position equal to or smaller than the pixel size (that is, with three pixels). Hereinafter, the position between the pixel centers is referred to as a sub-pixel position.
図18において、Y軸に直交する1つの行Y0に着目する。パターンの左エッジが位置するピクセルPLにおいてパターンが占める面積比をαとし、パターンの右エッジが位置するピクセルPRにおいてパターンが占める面積比をβとする。図19は、孤立パターンを2つのピクセルで描画する場合(図17)において、各ピクセルに設定される照射量(ここでは、「1」とする)と、基板上の荷電粒子線の強度(強度分布)との関係を示す図である。図20は、孤立パターンを3つのピクセルで描画する場合(図18)において、各ピクセルに設定される照射量と、基板上の荷電粒子線の強度(強度分布)との関係を示す図である。図20に示すように、ピクセルPMに設定される照射量1に対して、ピクセルPLの照射量はαに設定され、ピクセルPRの照射量はβに設定される。
In FIG. 18, attention is paid to one row Y0 orthogonal to the Y axis. The area ratio occupied by the pattern in the pixel PL where the left edge of the pattern is located is α, and the area ratio occupied by the pattern in the pixel PR where the right edge of the pattern is located is β. FIG. 19 shows an irradiation amount (here, “1”) set for each pixel and the intensity (intensity) of the charged particle beam on the substrate when an isolated pattern is drawn with two pixels (FIG. 17). It is a figure which shows the relationship with distribution. FIG. 20 is a diagram showing the relationship between the dose set for each pixel and the intensity (intensity distribution) of the charged particle beam on the substrate when an isolated pattern is drawn with three pixels (FIG. 18). . As shown in FIG. 20, with respect to the
図19において、ピクセルPL及びRLのそれぞれに対して荷電粒子線を照射したとき(照射量1)に基板上に形成される強度分布をIL及びIRとする。また、強度分布ILと強度分布IRとを積算したプロファイルをIとする。プロファイルIは、各ピクセルに照射される荷電粒子線の強度の積分値に相当する。露光しきい値Thは、レジストが感光する荷電粒子線の強度のレベルであり、レジストの感度特性から予め決まる値である。露光しきい値Thに基づいて、パターンが所望の線幅で描画されるように、荷電粒子線の照射量が調整されている。レジストの感度特性は、露光しきい値Thの近傍で非線形な特性を示すが、ここでは、簡易的に、露光しきい値Thのみで基板に描画されるパターンの線幅(形状)が決定するものとする。従って、プロファイルIと露光しきい値Thとの交点である左エッジ及び右エッジから、左エッジと右エッジとの間の差をパターンの線幅CD、左エッジと右エッジとの中点をパターンの位置(中心位置)Posとして求めることができる。 In FIG. 19, IL and IR are intensity distributions formed on the substrate when each of the pixels PL and RL is irradiated with a charged particle beam (irradiation amount 1). A profile obtained by integrating the intensity distribution IL and the intensity distribution IR is defined as I. Profile I corresponds to an integral value of the intensity of the charged particle beam irradiated to each pixel. The exposure threshold Th is the intensity level of the charged particle beam that the resist sensitizes, and is a value determined in advance from the sensitivity characteristics of the resist. Based on the exposure threshold Th, the irradiation amount of the charged particle beam is adjusted so that the pattern is drawn with a desired line width. The sensitivity characteristic of the resist shows a non-linear characteristic in the vicinity of the exposure threshold Th. Here, the line width (shape) of the pattern drawn on the substrate is simply determined only by the exposure threshold Th. Shall. Accordingly, the difference between the left edge and the right edge from the left edge and the right edge, which are the intersections of the profile I and the exposure threshold Th, is the pattern line width CD, and the midpoint between the left edge and the right edge is the pattern. The position (center position) Pos can be obtained.
図21(a)及び(b)のそれぞれは、線幅22nmの孤立パターンに対して、ピクセルサイズが11nm、荷電粒子線の半値幅が25nmである場合の任意のサブピクセル位置におけるパターンの線幅及び位置誤差を示す図である。図21(a)及び(b)を参照するに、ピクセルサイズ以下の孤立パターンの位置によって、パターンの線幅に関しては最大で0.9nm、パターンの位置誤差に関しては最大で0.67nmの誤差が生じていることがわかる。 Each of FIGS. 21A and 21B shows the line width of a pattern at an arbitrary subpixel position when the pixel size is 11 nm and the half-value width of the charged particle beam is 25 nm with respect to an isolated pattern having a line width of 22 nm. It is a figure which shows a position error. Referring to FIGS. 21A and 21B, depending on the position of an isolated pattern having a pixel size or less, an error of 0.9 nm at maximum with respect to the line width of the pattern and an error of 0.67 nm at maximum with respect to the position error of the pattern. You can see that it has occurred.
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、目標パターンの描画に有利な描画装置を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the related art, and an object of the present invention is to provide a drawing apparatus that is advantageous for drawing a target pattern.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての描画装置は、荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、描画データを生成する生成部と、前記生成部で生成された描画データに基づいて前記荷電粒子線を生成する荷電粒子光学系と、を有し、前記生成部は、幅を有する目標パターンに対応する複数のピクセルを設定し、前記複数のピクセルのうち前記目標パターンの端部に対応するピクセルとそれ以外のピクセルとでは異なる予め設定された強度の荷電粒子線を前記複数のピクセルに与えた場合に前記基板上で得られる前記荷電粒子線の強度分布に基づいて、前記幅に対応した強度分布が前記基板上で得られるように前記予め設定された強度分布を調整することにより、前記描画データを生成する、ことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a drawing apparatus according to one aspect of the present invention is a drawing apparatus that performs drawing on a substrate with a charged particle beam, the generation unit generating drawing data, and the generation unit A charged particle optical system that generates the charged particle beam based on drawing data, and the generation unit sets a plurality of pixels corresponding to a target pattern having a width, and the target among the plurality of pixels Based on the intensity distribution of the charged particle beam obtained on the substrate when a charged particle beam having a preset intensity different between the pixel corresponding to the edge of the pattern and the other pixels is applied to the plurality of pixels. The drawing data is generated by adjusting the preset intensity distribution so that an intensity distribution corresponding to the width is obtained on the substrate.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects and other aspects of the present invention will become apparent from the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、目標パターンの描画に有利な描画装置を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the drawing apparatus advantageous for drawing of a target pattern can be provided, for example.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in each figure, the same reference number is attached | subjected about the same member and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の一側面としての描画装置100の構成を示す図である。描画装置100は、荷電粒子線(電子線)を用いて基板にパターンを描画するリソグラフィ装置である。描画装置100は、後述するように、描画データに基づいて荷電粒子線を生成する荷電粒子光学系として、ビーム整形光学系2、コリメータレンズ4、アパーチャーアレイ5、静電レンズアレイ6、ブランカーアレイ7及び縮小電子光学系8などを有する。描画装置100は、シングル荷電粒子線方式の描画装置(1つの荷電粒子線で描画を行う描画装置)であってもよいし、マルチ荷電粒子線方式の描画装置(複数の荷電粒子線で描画が行う描画装置)であってもよい。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
図1において、電子源1から放射される荷電粒子線は、ビーム整形光学系2を介して、電子源1の像SIを形成する。像SIからの荷電粒子線は、コリメータレンズ4を介して、略平行な荷電粒子線となり、アパーチャーアレイ5を照明する。
In FIG. 1, the charged particle beam emitted from the
アパーチャーアレイ5は、複数の開口を有し、電子源1からの荷電粒子線を複数の荷電粒子線に分割する。アパーチャーアレイ5で分割された複数の荷電粒子線は、複数の静電レンズを含む静電レンズアレイ6を介して、像SIの中間像を形成する。像SIの中間像が形成される位置(中間像面)には、複数のブランカー(例えば、静電型の偏向器)で構成されるブランカーアレイ7が配置されている。
The
中間像面の下流には、2段の磁気タブレットレンズ81及び82で構成された縮小電子光学系8が配置され、複数の中間像が基板9に投影される。この際、ブランカーアレイ7で偏向された荷電粒子線は、ブランキングアパーチャBAによって遮断されるため、基板9には照射されない。また、ブランカーアレイ7で偏向されていない荷電粒子線は、ブランキングアパーチャBAによって遮断されないため、基板9に照射される。
A reduction electron
磁気タブレットレンズ82には、複数の荷電粒子線を同時に所望の位置(X方向又はY方向)に偏向するための偏向器10及び複数の荷電粒子線のフォーカスを同時に調整するフォーカスコイル12が配置されている。基板ステージ13は、基板9を保持して移動するステージである。基板ステージ13は、本実施形態では、光軸と直交するX方向及びY方向に移動可能である。基板ステージ13には、基板9を吸着(固着)するための静電チャック15や半導体検出器14が配置されている。半導体検出器14は、荷電粒子線の形状(径)を検出するための検出器であって、例えば、荷電粒子線の入射側にナイフエッジを有する。
The
図2は、描画装置100の制御系CLの構成を示す図である。制御系CLは、ブランカーアレイ制御部21と、偏向器制御部22と、検出処理部23と、フォーカス制御部24と、ステージ制御部25と、主制御部26と、生成部27とを含む。ブランカーアレイ制御部21は、ブランカーアレイ7を構成する複数のブランカーを個別に制御する。偏向器制御部22は、偏向器10を制御する。検出処理部23は、半導体検出器14からの信号を処理する。フォーカス制御部24は、フォーカスコイル12の焦点距離を調整することによって、縮小電子光学系8の焦点位置を制御する。ステージ制御部25は、基板ステージ13の位置を測定するレーザ干渉計の測定結果に基づいて、基板ステージ13(の駆動)を制御する。主制御部26は、ブランカーアレイ制御部21、偏向器制御部22、検出処理部23、フォーカス制御部24及びステージ制御部25を統括的に制御し、描画装置100の全体を管理する。生成部27は、基板9に描画すべき目標パターンを描画するための描画データを生成する。
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of the control system CL of the
図3を参照して、描画装置100の描画処理について説明する。主制御部26は、生成部27から入力される描画データに基づいて、荷電粒子線を制御して基板9に目標パターンを描画する描画処理を行う。具体的には、主制御部26は、偏向器制御部22を介して偏向器10を制御して複数の荷電粒子線を偏向させる。この際、主制御部26は、ブランカーアレイ制御部21を介して、荷電粒子線を照射すべきピクセルに応じた指令値に基づいて、ブランカーアレイ7を構成するブランカーを個別に動作(ON又はOFF)させる。各荷電粒子線は、図3に示すように、基板9の上の対応する要素領域EFをラスタースキャンする。各荷電粒子線の要素領域EFは、2次元的に隣接するように設定されている。従って、荷電粒子線が同時に照射される複数の要素領域EFで構成されるサブフィールドSFに荷電粒子線が照射される。主制御部26は、1つのサブフィールドSFの描画(露光)が終了すると、次のサブフィールドSFを描画するために、偏向器制御部22を介して偏向器10を制御して複数の荷電粒子線を偏向させる。このとき、偏向器10の偏向によってサブフィールドが変わるため、各荷電粒子線が縮小電子光学系8を介して縮小投影される際の収差も変わる。
The drawing process of the
本実施形態では、生成部27は、目標パターンの両方の端部(両端)に一定成分のパターン(補助パターン)を付加して描画データを生成する。従って、生成部27は、描画データを生成する際に、目標パターンの両端に付加する一定成分のパターン、即ち、補助パターンを決定する。図4を参照して、目標パターンの両端に付加する補助パターンの決定について説明する。
In the present embodiment, the
S102では、目標パターンの両端に複数の補助パターンのそれぞれを付加した複数の付加パターンを設定する。S104では、S102で設定した複数の付加パターンのそれぞれについて、かかる付加パターンを描画するために必要となるプロファイル(基板9の上における荷電粒子線の強度分布)を生成する。 In S102, a plurality of additional patterns are set by adding each of the plurality of auxiliary patterns to both ends of the target pattern. In S104, for each of the plurality of additional patterns set in S102, a profile (intensity distribution of the charged particle beam on the substrate 9) necessary for drawing the additional pattern is generated.
具体的には、S102及びS104では、図5に示すように、複数のピクセルのうち、目標パターンの両端に位置するピクセルに一定成分の補助パターンを付加した付加パターンを設定する。ここで、補助パターンとして付加する一定成分の割合には、例えば、図20で説明したαやβなどのように、各ピクセルにおいてパターンが占める面積比(占有率)、即ち、パターンの線幅を用いることができる。また、補助パターンとして付加する一定成分(即ち、補助パターンの線幅)は、荷電粒子線による描画単位であるピクセルの幅よりも小さいものとする。図5に示すように、本実施形態では、目標パターンの左エッジ及び右エッジのそれぞれが位置するピクセルPL及びPRに付加する補助パターンの一定成分は、いずれもγとしている。従って、S102では、複数の一定成分γの補助パターンのそれぞれを付加した複数の付加パターンが設定される。そして、S104では、複数の一定成分γの補助パターンのそれぞれを付加した複数の付加パターンのそれぞれに対して、荷電粒子線を照射した場合のプロファイルIを生成する。例えば、各ピクセルのドーズ量に荷電粒子線の強度を畳み込むことによって、複数の付加パターンのそれぞれに対応する複数のプロファイルIが生成される。 Specifically, in S102 and S104, as shown in FIG. 5, an additional pattern is set by adding a fixed component auxiliary pattern to pixels located at both ends of the target pattern among a plurality of pixels. Here, the ratio of the constant component added as the auxiliary pattern is, for example, the ratio of the area occupied by the pattern in each pixel (occupancy ratio), that is, the line width of the pattern, such as α and β described in FIG. Can be used. Further, it is assumed that a certain component added as an auxiliary pattern (that is, the line width of the auxiliary pattern) is smaller than the width of a pixel which is a drawing unit by the charged particle beam. As shown in FIG. 5, in this embodiment, the constant component of the auxiliary pattern added to the pixels PL and PR where the left edge and the right edge of the target pattern are respectively positioned is γ. Accordingly, in S102, a plurality of additional patterns obtained by adding each of the plurality of auxiliary components of the constant component γ are set. In S104, a profile I is generated when a charged particle beam is irradiated to each of a plurality of additional patterns obtained by adding each of a plurality of auxiliary patterns of a certain component γ. For example, by convolving the intensity of the charged particle beam with the dose amount of each pixel, a plurality of profiles I corresponding to the plurality of additional patterns are generated.
S106では、S104で生成した複数のプロファイルIのそれぞれについて、各ピクセルに入射する荷電粒子線の強度を調整する。S108では、S106で荷電粒子線の強度が調整された複数のプロファイルI’のそれぞれについて、かかるプロファイルI’から基板9の上に描画されるパターン(第2パターン)の線幅CD及び位置Posを算出する。 In S106, the intensity of the charged particle beam incident on each pixel is adjusted for each of the plurality of profiles I generated in S104. In S108, the line width CD and position Pos of the pattern (second pattern) drawn on the substrate 9 from the profile I ′ for each of the plurality of profiles I ′ whose charged particle beam intensity is adjusted in S106. calculate.
図5に示すように、本実施形態では、目標パターンに一定成分γの補助パターンを付加するため、補助パターンを付加していない場合(即ち、目標パターンのみの場合)と比較して、トータルのプロファイルIは増大する。従って、プロファイルIから補助パターンを付加していない場合と同一の露光しきい値Thを用いてパターンの線幅を算出すると、算出されるパターンの線幅は目標パターンの線幅よりも大きくなる。そこで、S106では、プロファイルIがプロファイルI’となるように、各ピクセルに入射する荷電粒子線の強度を調整する。例えば、目標パターンに対応する基板9の上の位置に照射される荷電粒子線の強度が低下するようにプロファイルIを調整してプロファイルI’を生成する。 As shown in FIG. 5, in the present embodiment, since the auxiliary pattern of the constant component γ is added to the target pattern, the total pattern is compared with the case where the auxiliary pattern is not added (that is, only the target pattern). Profile I increases. Accordingly, when the line width of the pattern is calculated from the profile I using the same exposure threshold Th as when no auxiliary pattern is added, the line width of the calculated pattern becomes larger than the line width of the target pattern. Therefore, in S106, the intensity of the charged particle beam incident on each pixel is adjusted so that the profile I becomes the profile I '. For example, the profile I 'is generated by adjusting the profile I so that the intensity of the charged particle beam irradiated to the position on the substrate 9 corresponding to the target pattern is lowered.
各ピクセルに入射する荷電粒子線の強度の調整の一例を説明する。例えば、図5において、目標パターンに付加する補助パターンの一定成分γを0.1とする。この場合、付加パターンを描画するために各ピクセルに設定される荷電粒子線の強度(ドーズ量)は、ピクセルPLからピクセルPRに向かって順に、0.1、1、1、0.1となる。一方、目標パターンを描画するために各ピクセルに設定される荷電粒子線の強度は1、1であり、その合計値(総ドーズ量)は2となる。そこで、本実施形態では、目標パターンを描画するために必要となる総ドーズ量と等しくなるように、付加パターンを描画するために各ピクセルに設定された荷電粒子線の強度を調整する。例えば、本実施形態では、付加パターンを描画するために各ピクセルに設定された荷電粒子線の強度の合計値は2.2(=γ+1+1+γ)となるため、各ピクセルにおける荷電粒子線の強度を一律にM=2/2.2=2/(2+2γ)=1/(1+γ)倍する。 An example of adjusting the intensity of the charged particle beam incident on each pixel will be described. For example, in FIG. 5, the constant component γ of the auxiliary pattern added to the target pattern is set to 0.1. In this case, the intensity (dose amount) of the charged particle beam set for each pixel for drawing the additional pattern is 0.1, 1, 1, 0.1 in order from the pixel PL to the pixel PR. . On the other hand, the intensity of the charged particle beam set in each pixel for drawing the target pattern is 1 and 1, and the total value (total dose) is 2. Therefore, in the present embodiment, the intensity of the charged particle beam set for each pixel is adjusted to draw the additional pattern so as to be equal to the total dose required to draw the target pattern. For example, in this embodiment, since the total value of the charged particle beam intensity set for each pixel to draw the additional pattern is 2.2 (= γ + 1 + 1 + γ), the charged particle beam intensity in each pixel is uniform. M = 2 / 2.2 = 2 / (2 + 2γ) = 1 / (1 + γ) times.
但し、上述したように、総ドーズ量が等しく(一定となる)なるように、各ピクセルにおける荷電粒子線の強度を調整してプロファイルI’を生成したとしても、基板9に描画されるパターンの線幅が目標パターンの線幅となるとは限らない。従って、上述した倍率Mを初期値として複数の倍率(比率)を設定し、それぞれの倍率を用いてプロファイルI’を生成しながら、基板9に描画されるパターンの線幅が目標パターンの線幅となるような倍率を決定していくことが好ましい。 However, as described above, even if the profile I ′ is generated by adjusting the intensity of the charged particle beam in each pixel so that the total dose amount becomes equal (constant), the pattern drawn on the substrate 9 The line width is not necessarily the line width of the target pattern. Accordingly, a plurality of magnifications (ratio) are set with the magnification M described above as an initial value, and the line width of the pattern drawn on the substrate 9 is the line width of the target pattern while generating the profile I ′ using each magnification. It is preferable to determine a magnification such that
プロファイルI’から基板9の上に描画されるパターンの線幅CD及び位置Posを算出する際には、まず、プロファイルI’と露光しきい値Thとの交点である左エッジ及び右エッジを求める。そして、左エッジと右エッジとの間の差をパターンの線幅CD、左エッジと右エッジとの中点をパターンの位置(中心位置)Posとして算出する。 When calculating the line width CD and the position Pos of the pattern drawn on the substrate 9 from the profile I ′, first, the left edge and the right edge that are the intersections of the profile I ′ and the exposure threshold Th are obtained. . Then, the difference between the left edge and the right edge is calculated as the line width CD of the pattern, and the midpoint between the left edge and the right edge is calculated as the pattern position (center position) Pos.
図6は、目標パターンの両端にある一定成分γの補助パターンを付加した付加パターンに対して、ピクセルサイズ以下の位置に対する左エッジ及び右エッジの位置、及び、左エッジ及び右エッジの位置と理想位置との位置ずれを示す図である。図6では、左エッジ及び右エッジずれの差分が線幅誤差に相当し、位置ずれの中点が位置誤差に相当する。 FIG. 6 shows the positions of the left edge and the right edge, the positions of the left edge and the right edge, and the ideal positions with respect to the position equal to or smaller than the pixel size with respect to the additional pattern to which the auxiliary pattern of the constant component γ is added at both ends of the target pattern. It is a figure which shows position shift with a position. In FIG. 6, the difference between the left edge and right edge deviation corresponds to a line width error, and the midpoint of the position deviation corresponds to a position error.
図7は、補助パターンの一定成分γを5%から35%とした場合に、S108で算出されるパターンのピクセルサイズ以下の位置における線幅及び位置誤差を示す図である。図7を参照するに、補助パターンの一定成分γ(の値)によって、ピクセルサイズ以下の位置におけるパターンの線幅及び位置誤差が異なっていることがわかる。 FIG. 7 is a diagram showing a line width and a position error at a position equal to or smaller than the pixel size of the pattern calculated in S108 when the constant component γ of the auxiliary pattern is 5% to 35%. Referring to FIG. 7, it can be seen that the line width and the position error of the pattern at the position equal to or smaller than the pixel size differ depending on the constant component γ (value) of the auxiliary pattern.
S110では、複数のプロファイルI’から算出されたパターンの線幅CD及び位置Posに基づいて、補助パターンとして目標パターンに付加する一定成分γ(即ち、一定成分の補助パターン)を決定する。例えば、複数のプロファイルI’から算出されたパターンの線幅CD及び位置Posと目標パターンの線幅及び位置との差分が許容範囲内であるパターンを特定する。そして、特定したパターンに対応する付加パターンに付加された補助パターン(の一定成分γ)を、目標パターンに付加する補助パターン(の一定成分)として決定する。 In S110, based on the line width CD and position Pos of the pattern calculated from the plurality of profiles I ', a fixed component γ (that is, a fixed component auxiliary pattern) to be added to the target pattern as an auxiliary pattern is determined. For example, a pattern in which the difference between the line width CD and position Pos of the pattern calculated from the plurality of profiles I ′ and the line width and position of the target pattern is within an allowable range is specified. Then, the auxiliary pattern (the constant component γ) added to the additional pattern corresponding to the specified pattern is determined as the auxiliary pattern (the constant component) added to the target pattern.
このように、本実施形態では、目標パターンに対応する複数のピクセルを設定し、複数のピクセルにおける荷電粒子線の強度分布に基づいて、目標パターンの幅に対応した強度分布が基板上で得られるように予め設定された強度分布を調整する。ここで、複数のピクセルにおける荷電粒子線の強度分布とは、目標パターンの端部に対応するピクセルとそれ以外のピクセルとでは異なる予め設定された強度の荷電粒子線を上述した複数のピクセルに与えた場合に得られる荷電粒子線の強度分布である。 As described above, in this embodiment, a plurality of pixels corresponding to the target pattern are set, and an intensity distribution corresponding to the width of the target pattern is obtained on the substrate based on the intensity distribution of the charged particle beam at the plurality of pixels. Thus, the preset intensity distribution is adjusted. Here, the charged particle beam intensity distribution in a plurality of pixels refers to a charged particle beam having a preset intensity that is different between the pixel corresponding to the end of the target pattern and the other pixels, to the plurality of pixels described above. It is the intensity distribution of the charged particle beam obtained in this case.
図8は、図7に示すピクセルサイズ以下のパターン位置におけるパターンの線幅誤差及び位置誤差のそれぞれを、補助パターンの一定成分γの割合ごとにレンジで示した図である。図8では、パターンの線幅誤差に関する要求精度(許容範囲)をCD_Th、パターンの位置誤差に関する要求精度(許容範囲)をPos_Thで示している。この場合、パターンの線幅誤差及び位置誤差の要求精度を同時に満たす補助パターンの一定成分γとして、15%又は20%を選択することができる。換言すれば、目標パターンに付加する補助パターンの一定成分として、15%又は20%が決定される。 FIG. 8 is a diagram showing the line width error and the position error of the pattern at the pattern position equal to or smaller than the pixel size shown in FIG. 7 in the range for each ratio of the constant component γ of the auxiliary pattern. In FIG. 8, the required accuracy (allowable range) for the line width error of the pattern is indicated by CD_Th, and the required accuracy (allowable range) for the pattern position error is indicated by Pos_Th. In this case, 15% or 20% can be selected as the fixed component γ of the auxiliary pattern that simultaneously satisfies the required accuracy of the line width error and the position error of the pattern. In other words, 15% or 20% is determined as the fixed component of the auxiliary pattern added to the target pattern.
また、図9に示すように、パターンの線幅誤差に関する要求精度CD_Thと同程度に、パターンの位置誤差に関する要求精度Pos_Thが厳しい場合もある。この場合、補助パターンの一定成分γを15%とすると、パターンの位置誤差の要求精度Pos_Thが満たされなくなる。従って、パターンの線幅誤差及び位置誤差の要求精度を同時に満たす補助パターンの一定成分γとして、20%を選択することになる。 Further, as shown in FIG. 9, the required accuracy Pos_Th for the pattern position error may be as severe as the required accuracy CD_Th for the pattern line width error. In this case, if the constant component γ of the auxiliary pattern is 15%, the required accuracy Pos_Th of the pattern position error is not satisfied. Accordingly, 20% is selected as the constant component γ of the auxiliary pattern that simultaneously satisfies the required accuracy of the line width error and the position error of the pattern.
このように、補助パターンの決定においては、パターンの線幅誤差及び位置誤差の要求精度を同時に満たすように、補助パターンとして目標パターンに付加する一定成分γの割合を決定すればよい。そして、生成部27は、目標パターンの両端にS110で決定した一定成分の補助パターンを付加したパターン及びその強度分布(即ち、S106で調整した荷電粒子線の強度(強度分布))を表すデータを描画データとして生成する。
As described above, in determining the auxiliary pattern, the ratio of the constant component γ to be added to the target pattern as the auxiliary pattern may be determined so as to satisfy the required accuracy of the line width error and the position error of the pattern simultaneously. Then, the
また、描画装置100がマルチ荷電粒子線方式の描画装置である場合には、基板9に描画を行う複数の荷電粒子線のそれぞれの径が異なっていることもある。このような場合には、図10に示すように、複数の荷電粒子線のそれぞれについて(即ち、荷電粒子線の径ごとに)、補助パターンの一定成分γの割合を決定してもよい。
When the
S202では、半導体検出器14を用いて、複数の荷電粒子線のそれぞれの径を検出する。S204では、S202で検出した複数の荷電粒子線の径から、1つの径の荷電粒子線、即ち、1つの荷電粒子線を対象荷電粒子線として選択する。
In S202, the respective diameters of the plurality of charged particle beams are detected using the
S206では、S204で選択した対象荷電粒子線に対して、S102と同様に、目標パターンの両端に複数の補助パターンのそれぞれを付加した複数の付加パターンを設定する。 In S206, a plurality of additional patterns obtained by adding each of a plurality of auxiliary patterns to both ends of the target pattern are set for the target charged particle beam selected in S204, as in S102.
S208では、S104と同様に、S206で設定した複数の付加パターンのそれぞれについて、かかる付加パターンを描画するために必要となるプロファイル(基板9の上における荷電粒子線の強度分布)を生成する。 In S208, similarly to S104, for each of the plurality of additional patterns set in S206, a profile (intensity distribution of the charged particle beam on the substrate 9) necessary for drawing the additional pattern is generated.
S210では、S106と同様に、S208で生成した複数のプロファイルのそれぞれについて、各ピクセルに入射する荷電粒子線の強度を調整する。 In S210, as in S106, the intensity of the charged particle beam incident on each pixel is adjusted for each of the plurality of profiles generated in S208.
S212では、S108と同様に、S210で荷電粒子線の強度が調整された複数のプロファイルのそれぞれについて、かかるプロファイルから基板9の上に描画されるパターンの線幅及び位置を算出する。 In S212, as in S108, the line width and position of the pattern drawn on the substrate 9 are calculated from each of the plurality of profiles whose charged particle beam intensity is adjusted in S210.
S214では、S204で選択した対象荷電粒子線に対して、S110と同様に、S212で算出したパターンの線幅及び位置に基づいて、補助パターンとして目標パターンに付加する一定成分γ(即ち、一定成分の補助パターン)を決定する。 In S214, for the target charged particle beam selected in S204, as in S110, based on the line width and position of the pattern calculated in S212, a constant component γ (that is, a constant component) to be added to the target pattern as an auxiliary pattern. The auxiliary pattern).
S216では、S202で検出した複数の荷電粒子線の全ての径について、対象荷電粒子線として選択したかどうかを判定する。複数の荷電粒子線の全ての径について、対象荷電粒子線として選択していない場合には、S204に移行して、次の径の荷電粒子線を対象荷電粒子線として選択する。また、複数の荷電粒子線の全ての径について、対象荷電粒子線として選択している場合には、処理を終了する。 In S216, it is determined whether or not all the diameters of the plurality of charged particle beams detected in S202 are selected as target charged particle beams. If all the diameters of the plurality of charged particle beams are not selected as the target charged particle beam, the process proceeds to S204, and the charged particle beam having the next diameter is selected as the target charged particle beam. If all the diameters of the plurality of charged particle beams are selected as target charged particle beams, the process is terminated.
このように、マルチ荷電粒子線方式の描画装置では、各荷電粒子線の径に応じて補助パターンを決定するとよい。これにより、荷電粒子線の径の変動による描画誤差を低減することが可能となり、描画精度の向上に有利となる。 As described above, in the multi-charged particle beam type drawing apparatus, the auxiliary pattern may be determined according to the diameter of each charged particle beam. This makes it possible to reduce drawing errors due to fluctuations in the diameter of the charged particle beam, which is advantageous for improving drawing accuracy.
図11は、荷電粒子線の径がR1、R2及びR3のそれぞれに対して、補助パターンとして付加した複数の一定成分γの割合に対する線幅誤差及び位置誤差を示す図である。図11では、ピクセルサイズ以下のパターン位置におけるパターンの線幅誤差及び位置誤差のそれぞれを、補助パターンの一定成分γの割合ごとにレンジで示している。図11を参照するに、荷電粒子線の径によって、サブピクセル位置でのパターンの線幅誤差及び位置誤差が異なっていることがわかる。例えば、荷電粒子線の径がR1である場合には、補助パターンの一定成分γが15%のときに、パターンの線幅誤差は最小となるが、パターンの位置誤差は大きくなる。また、荷電粒子線の径がR2である場合には、補助パターンの一定成分γが20%のときに、パターンの線幅誤差及び位置誤差が極小値となる。図11において、パターンの線幅誤差に関する要求精度をCD_Th、パターンの位置誤差に関する要求精度をPos_Thで示す。この場合、パターンの線幅誤差及び位置誤差の要求精度を同時に満たす補助パターンの一定成分γは、荷電粒子線の径がR1である場合には25%、荷電粒子線の径がR2である場合には20%、荷電粒子線の径がR3である場合には15%である。 FIG. 11 is a diagram showing a line width error and a position error with respect to a ratio of a plurality of constant components γ added as auxiliary patterns with respect to charged particle beam diameters R1, R2, and R3. In FIG. 11, each of the line width error and the position error of the pattern at the pattern position equal to or smaller than the pixel size is shown as a range for each ratio of the constant component γ of the auxiliary pattern. Referring to FIG. 11, it can be seen that the line width error and the position error of the pattern at the subpixel position differ depending on the diameter of the charged particle beam. For example, when the diameter of the charged particle beam is R1, when the auxiliary component has a constant component γ of 15%, the pattern line width error is minimized, but the pattern position error is large. When the diameter of the charged particle beam is R2, when the auxiliary component has a constant component γ of 20%, the line width error and the position error of the pattern are minimum values. In FIG. 11, the required accuracy regarding the line width error of the pattern is indicated by CD_Th, and the required accuracy regarding the position error of the pattern is indicated by Pos_Th. In this case, the constant component γ of the auxiliary pattern that simultaneously satisfies the required accuracy of the line width error and the position error of the pattern is 25% when the diameter of the charged particle beam is R1, and the diameter of the charged particle beam is R2. 20%, and 15% when the diameter of the charged particle beam is R3.
ここで、図12を参照して、各ピクセルの荷電粒子線の強度を調整する(S106)際に用いられる倍率Mの決定について説明する。S302では、1つの補助パターン(ある一定成分の補助パターン)に対して、各ピクセルの荷電粒子線の強度を調整するための複数の倍率(比率)を設定する。 Here, with reference to FIG. 12, the determination of the magnification M used when adjusting the intensity of the charged particle beam of each pixel (S106) will be described. In S302, a plurality of magnifications (ratio) for adjusting the intensity of the charged particle beam of each pixel are set for one auxiliary pattern (auxiliary pattern of a certain component).
S304では、上述した補助パターンを付加した付加パターンに対応するプロファイルに対して、S302で設定した複数の倍率のそれぞれを用いて荷電粒子線の強度を調整して、複数のプロファイルを生成する。例えば、複数の倍率としてM1、M2及びM3が設定された場合、それぞれの倍率を用いて各ピクセルでの荷電粒子線の強度を調整し、3つのプロファイルI1、I2及びI3を生成する。 In S304, with respect to the profile corresponding to the additional pattern to which the auxiliary pattern described above is added, the plurality of profiles are generated by adjusting the intensity of the charged particle beam using each of the multiple magnifications set in S302. For example, when M1, M2, and M3 are set as a plurality of magnifications, the intensity of the charged particle beam at each pixel is adjusted using each magnification to generate three profiles I1, I2, and I3.
S306では、S304で生成した複数のプロファイルのそれぞれについて、かかるプロファイルから基板9の上に描画されるパターンの線幅及び位置を算出する。S308では、S306で算出したパターンの線幅及び位置に基づいて、S302で設定された複数の倍率から各ピクセルの荷電粒子線の強度を調整する(S106)際に用いられる倍率Mを決定する。 In S306, for each of the plurality of profiles generated in S304, the line width and position of the pattern drawn on the substrate 9 are calculated from the profiles. In S308, based on the line width and position of the pattern calculated in S306, the magnification M used when adjusting the intensity of the charged particle beam of each pixel from the multiple magnifications set in S302 (S106) is determined.
図13は、S304で生成されるプロファイルI1、I2及びI3のそれぞれに対して、同一の露光しきい値Thを用いてサブピクセル位置でのパターンの線幅を算出した結果を示す図である。ここでは、着目線幅(22nm)に対して、ピクセルサイズ以下の位置におけるパターンの線幅が、22nmに対して最大線幅と最小線幅が中心振り分けになるように調整する。従って、各ピクセルの荷電粒子線の強度を調整する際に用いられる倍率Mとして、倍率M2(プロファイルI2)が選択される。これにより、パターンの任意のサブピクセル位置における線幅誤差を最小限に抑えることができる。 FIG. 13 is a diagram illustrating a result of calculating the line width of the pattern at the sub-pixel position using the same exposure threshold Th for each of the profiles I1, I2, and I3 generated in S304. Here, with respect to the line width of interest (22 nm), the line width of the pattern at a position equal to or smaller than the pixel size is adjusted so that the maximum line width and the minimum line width are centered with respect to 22 nm. Accordingly, the magnification M2 (profile I2) is selected as the magnification M used when adjusting the intensity of the charged particle beam of each pixel. Thereby, a line width error at an arbitrary sub-pixel position of the pattern can be minimized.
以下、本実施形態(即ち、目標パターンの両端に一定成分の補助パターンを付加して描画データを生成する場合)の効果を定性的に説明する。 Hereinafter, the effect of this embodiment (that is, the case where drawing data is generated by adding auxiliary patterns of a certain component to both ends of the target pattern) will be qualitatively described.
まず、目標パターンの両端に一定成分の補助パターンを付加しない場合に、サブピクセル位置で系統誤差が発生するメカニズムを説明する。例えば、2つのピクセルでパターンを描画する場合に対し、図14に示すように、パターンをずらして3つのピクセルでパターンを描画する場合は、各ピクセルに対応する強度分布を積算したプロファイルは、IからIsubに変化する。このように、2つのピクセルでプロファイルを生成する場合には、左右のエッジの相互作用(インタラクション)を無視することができない。図14に領域Aで示すように、左エッジ付近のピクセルでの強度分布ILが大きいため、サブピクセル位置ずれに伴って左エッジの強度が減少することによる右エッジへの影響を無視することができない。左エッジの強度がLy減少することに伴う右エッジの強度の減少分dLyと、右エッジそのものの強度の増加分dRyとが、右エッジ付近で相殺される。従って、右エッジの強度はRyだけ増加するだけに留まり、右エッジの位置ずれRxが左エッジの位置ずれLxに比べて鈍感となる。その結果、パターンの線幅誤差及び位置誤差が大きくなる。 First, a mechanism for generating a systematic error at a subpixel position when an auxiliary pattern having a certain component is not added to both ends of the target pattern will be described. For example, when a pattern is drawn with two pixels, as shown in FIG. 14, when a pattern is drawn with three pixels shifted as shown in FIG. 14, the profile obtained by integrating the intensity distribution corresponding to each pixel is I Changes from Isub to Isub. Thus, when generating a profile with two pixels, the interaction (interaction) of the left and right edges cannot be ignored. As shown by region A in FIG. 14, since the intensity distribution IL at the pixels near the left edge is large, the influence on the right edge due to the decrease in the intensity of the left edge due to the subpixel positional shift may be ignored. Can not. The decrease dLy in the intensity of the right edge due to the decrease in the intensity of the left edge Ly cancels out the increase dRy in the intensity of the right edge itself in the vicinity of the right edge. Therefore, the intensity of the right edge only increases by Ry, and the right edge positional deviation Rx is less sensitive than the left edge positional deviation Lx. As a result, the pattern line width error and position error increase.
一方、目標パターンの両端に一定成分の補助パターンを付加した場合には、図15に示すように、補助パターンを付加したパターンをサブピクセル位置ずらししたときに、左右のエッジの相互作用(インタラクション)を抑える効果がある。この場合、図15に領域Bで示すように、左エッジ付近のピクセルでの強度分布ILが小さい。この状態において、補助パターンを付加したパターンをサブピクセル位置ずらすと、左エッジの強度がLy減少することに伴う右エッジの強度の減少分が小さいため、右エッジで相殺されていた分が緩和される。従って、左エッジの強度の減少分Lyと右エッジの強度の増加分Ryがほぼ一致し、右エッジの位置ずれRxと左エッジの位置ずれLxが同程度となる。その結果、パターンの線幅誤差及び位置誤差が小さくなる。 On the other hand, when an auxiliary pattern having a constant component is added to both ends of the target pattern, as shown in FIG. 15, when the pattern to which the auxiliary pattern is added is shifted by the subpixel position, the interaction between the left and right edges (interaction) There is an effect to suppress. In this case, as indicated by region B in FIG. 15, the intensity distribution IL at the pixels near the left edge is small. In this state, if the pattern to which the auxiliary pattern is added is shifted by the sub-pixel position, the decrease in the intensity of the right edge due to the decrease in the intensity of the left edge is small, so the amount offset by the right edge is relaxed. The Therefore, the left edge intensity decrease Ly and the right edge intensity increase Ry substantially coincide with each other, and the right edge positional deviation Rx and the left edge positional deviation Lx are approximately the same. As a result, the line width error and position error of the pattern are reduced.
本実施形態の描画装置100によれば、基板9に描画されるパターンの線幅誤差及び位置誤差を低減することができる。従って、描画装置100は、優れた描画精度を実現し、高いスループットで経済性よく高品位なデバイス(半導体集積回路素子、液晶表示素子等)などの物品を提供することができる。ここで、デバイスなどの物品は、描画装置100を用いてレジスト(感光剤)が塗布された基板(ウエハ、ガラスプレート等)にパターンを描画する工程と、パターンが描画された基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を経ることにより製造される。
According to the
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、荷電粒子線を用いた描画装置だけではなく、イオンビームを用いた描画装置にも適用することができる。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. For example, the present invention can be applied not only to a drawing apparatus using a charged particle beam but also to a drawing apparatus using an ion beam.
Claims (8)
描画データを生成する生成部と、
前記生成部で生成された描画データに基づいて前記荷電粒子線を生成する荷電粒子光学系と、を有し、
前記生成部は、
幅を有する目標パターンに対応する複数のピクセルを設定し、
前記複数のピクセルのうち前記目標パターンの端部に対応するピクセルとそれ以外のピクセルとでは異なる予め設定された強度の荷電粒子線を前記複数のピクセルに与えた場合に前記基板上で得られる前記荷電粒子線の強度分布に基づいて、前記幅に対応した強度分布が前記基板上で得られるように前記予め設定された強度分布を調整することにより、前記描画データを生成する、
ことを特徴とする描画装置。 A drawing apparatus for drawing on a substrate with a charged particle beam,
A generator for generating drawing data;
A charged particle optical system that generates the charged particle beam based on the drawing data generated by the generation unit, and
The generator is
Set multiple pixels corresponding to the target pattern with width,
Among the plurality of pixels, the pixel corresponding to the end portion of the target pattern and the other particles are obtained on the substrate when charged particle beams having different preset intensities are applied to the plurality of pixels. Based on the intensity distribution of the charged particle beam, the drawing data is generated by adjusting the preset intensity distribution so that an intensity distribution corresponding to the width is obtained on the substrate.
A drawing apparatus characterized by that.
前記生成部は、前記複数の荷電粒子線それぞれの前記基板上での強度分布に基づいて、前記描画データを生成する、ことを特徴とする請求項1乃至4のうちいずれか1項に記載の描画装置。 The drawing apparatus performs drawing on the substrate with a plurality of charged particle beams,
5. The generation unit according to claim 1, wherein the generation unit generates the drawing data based on an intensity distribution on the substrate of each of the plurality of charged particle beams. 6. Drawing device.
幅を有する目標パターンに対応する複数のピクセルを設定するステップと、
前記複数のピクセルのうち前記目標パターンの端部に対応するピクセルとそれ以外のピクセルとでは異なる予め設定された強度の荷電粒子線を前記複数のピクセルに与えた場合に前記基板上で得られる前記荷電粒子線の強度分布に基づいて、前記幅に対応した強度分布が前記基板上で得られるように前記予め設定された強度を調整することにより、前記描画データを生成するステップと、
を有することを特徴とする生成方法。 A generation method for generating the drawing data used in a drawing apparatus for drawing on a substrate with a charged particle beam generated by a charged particle optical system based on the drawing data,
Setting a plurality of pixels corresponding to a target pattern having a width;
Among the plurality of pixels, the pixel corresponding to the end portion of the target pattern and the other particles are obtained on the substrate when charged particle beams having different preset intensities are applied to the plurality of pixels. Generating the drawing data by adjusting the preset intensity so that an intensity distribution corresponding to the width is obtained on the substrate based on an intensity distribution of a charged particle beam;
A generation method characterized by comprising:
前記ステップで描画を行われた前記基板を現像するステップと、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 Drawing on a substrate using the drawing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Developing the substrate on which the drawing has been performed in the step;
A method for producing an article comprising:
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