JP2015216274A - Electron beam irradiation device, mark position detection method, determination method of time for replacement of metal film, and manufacturing method of article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子線の照射装置、マーク位置の検出方法、金属膜の交換時期の判断方法、及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an electron beam irradiation apparatus, a mark position detection method, a metal film replacement time determination method, and an article manufacturing method.
電子線描画装置や走査型電子顕微鏡等の電子線照射装置において、真空チャンバ内に残留しているハイドロカーボン分子やレジストの分解等で生じるハイドロカーボン分子に対して電子線が照射されると、カーボンを主成分とする物質が生成される。この物質は主成分はカーボンであっても有機物として存在することから導電性が低く、絶縁物質とみなせる。これらの絶縁物質はその生成地点の付近で付着する傾向があり、特に電子線が射出する鏡筒の下方に設けられている反射電子検出器に付着しやすい。絶縁物質が付着すると電荷が蓄積されるため、基板に向けて照射する電子線の軌道が不安定になったり、ドリフトが生じたりする現象が知られている。 In an electron beam irradiation device such as an electron beam drawing device or a scanning electron microscope, if an electron beam is irradiated to hydrocarbon molecules remaining in a vacuum chamber or hydrocarbon molecules generated by decomposition of a resist, etc. Is produced as a main component. Since this substance exists as an organic substance even if the main component is carbon, it has low conductivity and can be regarded as an insulating substance. These insulating materials tend to adhere in the vicinity of the generation point, and are particularly likely to adhere to the backscattered electron detector provided below the lens barrel from which the electron beam is emitted. Since an electric charge is accumulated when an insulating material adheres, a phenomenon in which an orbit of an electron beam irradiated toward a substrate becomes unstable or a drift occurs is known.
上記現象は、電子線を用いてレジスト上にパターンを形成するような描画装置において不利な現象である。なぜならば、電子線の軌道ずれが描画パターンの位置ずれやベースライン計測等におけるマークの位置を誤認識してしまうからである。 The above phenomenon is a disadvantageous phenomenon in a drawing apparatus that forms a pattern on a resist using an electron beam. This is because the orbital deviation of the electron beam misrecognizes the position of the mark in the drawing pattern or the baseline measurement.
そこで特許文献1は、被照射物と反射電子検出器との間に間隙を有する導体(アルミニウムのリング内にアルミニウムの細線を十字に形成したもの)を配置して、反射電子検出器への帯電が電子線の軌道に与える影響を低減する技術を開示している。また、特許文献2は、反射電子検出器の不使用時には被照射物と反射電子検出器との間に遮蔽板を配置し、反射電子検出器の使用時には遮蔽板を退避させて反射電子を検出する技術を開示している。
Therefore, in
特許文献1に記載の導体を使用した場合は、設けられている間隙を抜けたハイドロカーボン分子に起因する絶縁物質が反射電子検出器に付着してしまう恐れがある。また、特許文献2に記載の遮蔽板を用いたとしても、遮蔽板の退避中には反射電子検出器に対して、絶縁物質が付着してしまう恐れがある。反射電子検出器に付着した絶縁物質によって電子線の軌道が曲がってしまうことを防ぐため、絶縁物質が多く付着する前に反射電子検出器の交換が必要となる。
When the conductor described in
しかしながら、頻繁に反射電子検出器を交換してしまうと、真空チャンバの大気解放作業や大気解放後の再真空引きが必要となることから、描画装置の稼働時間が大幅に減少してしまう。そのため、同じ反射電子検出器をより長く使用可能な状態とすることが望まれている。 However, if the backscattered electron detector is frequently replaced, it is necessary to release the vacuum chamber to the atmosphere or to re-evacuate after the atmosphere is released, so that the operation time of the drawing apparatus is greatly reduced. Therefore, it is desired to make the same backscattered electron detector usable longer.
そこで本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、従来よりも反射電子検出器への付着速度を遅くすることが可能な電子線の照射装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electron beam irradiation apparatus capable of reducing the rate of adhesion to a backscattered electron detector as compared with the prior art.
本発明に係る電子線の照射装置は、電子線照射により被照射物からでてくる電子を検出する検出器と、前記検出器と前記被照射物の間に金属膜を有するカバーとを備え、前記検出器は、前記金属膜を透過した電子を検出することを特徴とする。 An electron beam irradiation apparatus according to the present invention includes a detector for detecting electrons emitted from an irradiated object by electron beam irradiation, and a cover having a metal film between the detector and the irradiated object, The detector detects electrons transmitted through the metal film.
本発明の電子線の照射装置によれば、従来よりも反射電子検出器への付着速度を遅くすることが可能となる。 According to the electron beam irradiation apparatus of the present invention, it is possible to slow down the adhesion rate to the backscattered electron detector as compared with the prior art.
以下の実施形態に係る電子線の描画装置では、被照射対象物と反射電子検出器(以下、検出器と称す)の検出層との間に、金属薄膜(金属膜)(以下、薄膜と称す)を有するカバーを配置している。薄膜に対して、ハイドロカーボンに起因して生成されたカーボンを主成分とする絶縁物質(以下、絶縁物質と称す)が付着する一方、検出器は金属薄膜を介して電子を検出することが可能であるため、検出器に付着する絶縁物質の付着速度を遅くすることができる。 In an electron beam drawing apparatus according to the following embodiments, a metal thin film (metal film) (hereinafter referred to as a thin film) is provided between an object to be irradiated and a detection layer of a reflected electron detector (hereinafter referred to as a detector). ) Is disposed. Insulating substances mainly composed of carbon generated from hydrocarbons (hereinafter referred to as insulating substances) adhere to the thin film, while the detector can detect electrons through the metal thin film. Therefore, the deposition rate of the insulating material that adheres to the detector can be reduced.
[第1の実施形態]
(描画装置の構成図)
図1に、電子線を用いてウエハ4上(基板上)にパターンを形成する描画装置1を示す。描画装置1は鏡筒2を有しており、鏡筒2は、電子線を射出する電子源3と、電子源3から射出された電子線をウエハ4上に集束する電子光学系5とを有している。さらに、鏡筒2の下方には、ウエハ4上に照射した電子のうち、ウエハ4の表面付近で反射される反射電子(被照射物からでてくる電子)を検出する検出器6を配置している。検出器6は、後述の反射電子の検出方法を鑑みると、2次電子の影響を受けにくい増幅型の検出器であることが好ましい。さらに、増幅型の反射電子検出器の中でも、電子の検出層としてフォトダイオードを備えているものが小型であるため好ましい。
[First Embodiment]
(Configuration diagram of drawing device)
FIG. 1 shows a
ステージ(移動体)7上には、レジスト8が塗布されているウエハ4と、ベースライン(ウエハ4の歪み検出等に用いる光学式センサ28の光軸と電子光学系5の光軸との距離)計測に用いられるマーク9が形成されている基準台10、光学式センサ28がある。本実施形態では、マーク9及びマーク9の周囲の基準台10の上面が反射電子検出の際の被照射物である。さらに、後述のカバー14を交換するための交換台11が載置されている。制御部12が、ステージ7をX、Y、Z軸方向に移動する。検出器6は、鏡筒2内からウエハ4に向けて射出された電子線の反射電子を検出することで、電子線の照射位置を検出する。検出器6とレジスト8との間には、ホルダー13によって支えられたカバー14が配置されている。
On the stage (moving body) 7, the distance between the
鏡筒2の下方部分とステージ7上に載置されている部材は、真空チャンバ20内にあり、真空ポンプ(不図示)が真空チャンバ20の内部を真空雰囲気に維持している。真空チャンバ20と大気チャンバ21との間には、真空チャンバ20内の真空雰囲気を維持するための中間室であるロードロック室22がある。
A member placed on the lower part of the
図2にカバー14の構成を示す。図2(a)はウエハ4側からカバー14を見た図である。リング形状をした導電性金属の保持部(支持部材)15によって薄膜16を保持している。薄膜16の中央には、描画に際して電子線が通過するための穴が形成されている。ホルダー13は各々L字形状であり、カバー14が落下しないように支持している。図2(b)はカバー14の断面図である。薄膜16は保持部15よりも薄く、2つの同形状の保持部15で薄膜16を挟む構造をしている。
FIG. 2 shows the configuration of the
検出器6とウエハ4の表面との間において、検出器6の検出層の表面(検出器の表面)を覆うように薄膜16が配置されることによって、電子線を照射した際に生じる絶縁物質は薄膜16に付着する。これにより、検出器6に付着することを防ぐ役割をしている。
An insulating material generated when the electron beam is irradiated by disposing the
薄膜16は、原子番号30以下の薄膜成形が可能かつ導電性を有する軽金属であることが好ましい。例えばアルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、銅(Cu)等が挙げられ、特にAlが好ましい。薄膜16を透過する電子の数やエネルギーの損失は原子番号と密度に依存し、同じ厚さの薄膜であれば原子番号が小さいほうが薄膜16を透過する電子線のエネルギー損失が小さく、効率良く検出器6に電子を入射させることができるからである。
The
レジスト8に入射する電子線のエネルギーが100keVとすると、反射電子の平均エネルギーは70keV程度となる。例えば、厚さ1μmのAlで形成された薄膜16が検出器6の前面に配置されていたとしても、薄膜16に入射した反射電子数の薄膜16内の透過率は99.9%であり、電子線のエネルギー損失は3%程度で済む。そのため、検出器6による検出精度は十分に維持することが可能である。
If the energy of the electron beam incident on the resist 8 is 100 keV, the average energy of the reflected electrons is about 70 keV. For example, even if the
例えば、薄膜16を透過する電子数が20%程度でも検出器6の信号増幅率を上げれば検出は可能である。この場合、薄膜16がAlならば膜厚22μm、Niならば膜厚7μmで形成することができ、膜厚を厚くすることで薄膜形成工程や形成後の取り扱いが容易になる。
For example, even if the number of electrons passing through the
薄膜16を透過する電子数等は膜厚にも依存するが、少なくとも入射電子数の5%以上、より好ましくは50%以上透過することが好ましい。Alの場合、好ましい膜厚は0.5μm以上25μm以下、より好ましい膜厚は2μm以上14μm以下である。Niの場合、好ましい膜厚は0.5μm以上8μm以下、より好ましい膜厚は2μm以上4μm以下である。
The number of electrons transmitted through the
本実施形態のように、保持部15が検出器6と対面しないように配置される場合は、導電性の金属であればどのような材質でも構わない。なお、カバー14は接地していることが好ましい。
When the holding
カバー14自身に絶縁物質が多く付着してしまうと、カバー14に付着した絶縁物質の帯電による電子軌道のずれが生じてしまい、マーク9の位置の検出精度が低下する恐れがある。そこで、描画装置1はカバー14を交換可能な機構を有している。
If a large amount of insulating material adheres to the
カバー14の交換機構について図3を用いて説明する。図3は交換台11を上から見た図である。図3(a)は交換台11の構成であり、絶縁物質が付着した使用済みカバー14aを押し出すための爪23a、使用済みカバー14aの収納場所24a、新しいカバー14bを挿入するための爪23bと、新しいカバー14bの収納場所24bを有している。なお、使用済みのカバー14aも新しいカバー14bも、前述のカバー14と同じ構成をしている。
The replacement mechanism of the
図3(b)は交換作業開始前の交換台11の図であり、新しいカバー14bが載置されている。この状態で、交換台11及びステージ7はロードロック室22を経て真空チャンバ20内へ運ばれてくる。図3(c)は検出器6に載置されていた使用済みのカバー14aを取り外した後の交換台11の図である。図3(d)は新しいカバー14aをホルダー13に装着した後の交換台11の図である。使用済みのカバー14aはロードロック室22を経て大気チャンバ21や描画装置1の外部で回収される。
FIG. 3B is a diagram of the exchange table 11 before the exchange work is started, and a
図4(a)〜(d)は、交換台11を用いて使用済みのカバー14aを取り外す工程、図4(e)〜(f)は交換台11を用いて新しいカバー14aを装着する工程を示している。図4(a)では制御部12が、交換台11の収納場所24aが鏡筒2の下に来るようにステージ7を移動する。また、ステージ7を上昇して、爪23aをカバー14aと同じ高さにする。図4(b)〜(c)の工程はステージ7を水平方向に移動して使用済みのカバー14aを取り外す過程を示しており、図4(d)では使用済みのカバー14aが収納場所24aに載置された状態を示している。
4A to 4D show a process of removing the used
次に、制御部12は、ホルダー13の横に新しいカバー14bが位置するようにステージ7を移動する。図4(e)〜(g)では、ステージ7を水平方向に移動することで新しいカバー14bを爪23bで押しながらホルダー13に装着する様子を示している。図4(h)は、装着を終了し、ステージ7を下降している様子を示している。
Next, the
以上でカバー14の交換方法に関する説明を終える。なお、交換方法は本実施形態に限らず、真空チャンバ20内を大気解放することなく薄膜16の被照射物側の露出部分を交換できれば他の方法でも構わない。
This completes the description of the method for replacing the
このように、本実施形態では検出器6の使用時も不使用時もカバー14を配置することで、検出器6への絶縁物質の付着速度を遅くすることができる。また、真空チャンバ20の大気解放を経ずにカバー14のみを交換可能な機構であるため、大気解放に伴う稼働時間のロスを低減し、かつマーク9の位置を計測して行うベースラインの決定作業を長期にわたり精度良く行うことができる。
As described above, in this embodiment, the
[第2の実施形態]
カバー14の第2の実施形態を図5に示す。保持部15と同一あるいは類似の材料を用いて、細線17及びを薄膜16の中央を支持する支持部18を設けている。細線17は十字構造に限らず、メッシュ構造でも構わない。これにより、図2(a)に示した薄膜16の中央付近の平面を容易に保持することが可能となる。細線17や支持部18のように薄膜を支持するための部材が検出器6と対面して配置される場合は、これらの部材は反射電子検出の妨げとならない軽金属であることが好ましい。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the
[第3の実施形態]
カバー14の第3の実施形態を図6に示す。図6(a)は、1つの保持部15で2つの薄膜16を支持している形態である。片方の薄膜16に絶縁物質が所定量以上付着した段階で前述の交換台11の爪23a等を用いてホルダー13上で水平方向にずらせば、新しい薄膜16を検出器6の対面位置に前面に配置することができる。
[Third Embodiment]
A third embodiment of the
図6(b)は、円盤状の1つの保持部13で6つの薄膜16を保持している形態である。図1に示したホルダー13とは別の、円形状の部材を保持することが可能なホルダー機構(不図示)によってカバー14を保持している。不図示のギア機構やハンド等を用いてカバー14を回転させることで新しい薄膜16を検出器6の前面に配置することができる。
FIG. 6B shows a form in which six
本実施形態は1つのカバー14が複数の薄膜16を有しているため、1箇所の薄膜16に所定量以上の絶縁物質が付着したとしても、すぐにカバー14を真空チャンバ20の外部まで運び出さずに済むという利点がある。
In the present embodiment, since one
[第4の実施形態]
カバー14の第4の実施形態を図7に示す。本実施形態におけるカバー14は第1の実施形態と同様の薄膜16と保持部15に加え、4か所の開口19を有する導電性の円板30(開口を有する板)とを重ねた構造をしている。図7(b)は図7(a)におけるA−A’の断面図を示している。反射電子を検出する際には、円板30の開口19を通り、さらに開口19よりも下層の薄膜16を透過した電子が検出器6の検出層に到達する。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment of the
本実施形態の場合は前述の他の実施形態に比べて到達する電子数が少なくなるため、検出器6増幅率を上げて検出をする。同じ開口19の位置で所定時間カバー14を使用したら、ハンド(不図示)等を用いて円板30を回転させて薄膜16に対する開口19の位置を変更する。これにより、薄膜16の被照射物側の露出部分を交換することができる。このような構成にすれば、円板30の開口19の位置を徐々にずらしながら、薄膜16の全ての面が絶縁物質によって汚染されるまで同一のカバー14を使用することができる。よって、第1の実施形態に比べて長期間同一のカバー14を使用することが可能となる。
In the case of the present embodiment, since the number of electrons that reach is smaller than in the other embodiments described above, detection is performed by increasing the amplification factor of the detector 6. When the
[第5の実施形態]
カバー14の第5の実施形態を図8に示す。第5の実施形態は、保持部15のレジスト8と対面している側(試料側)の表面に、凹凸構造を形成している点で他の実施形態とは異なる。図8(a)は第1の実施形態のカバー14に凹凸構造を形成した場合、図8(b)は第4の実施形態の円板30の表面に凹凸構造を形成した場合の図である。これらの凹凸構造は、ドライエッチングや機械加工等により形成する。凹凸構造の深さは、例えば、0.1mm以上〜保持部15の厚さの半分以下、より好ましくは0.5mm以上〜保持部15の厚さの半分以下とする。また、凹凸構造のピッチは、深さの1/2以下であることが好ましい。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the
凹凸構造が形成されていると、絶縁物質の多くが凹部に付着し凸部には微少にしか付着しないことが知られている。そのため、保持部15又は円板30の凹部に電荷が蓄積されたとしても、実質的に保持部15又は円板30の表面となる凸部側は無電位とみなすことが可能となる。これにより、パターンを描画する際に照射する電子線の軌道が、保持部15又は円板30に蓄積された電荷に起因してずれることを防ぐことが可能となる。
It is known that when the concavo-convex structure is formed, most of the insulating material adheres to the concave portions and only slightly adheres to the convex portions. Therefore, even if electric charges are accumulated in the concave portion of the holding
そのため、保持部15や円板30が導電性であるとはいえ、絶縁物質が付着することによる電荷の蓄積が気になる場合にはこのような構成にすることが好ましい。特に図5や図8(b)のように、保持部15又は円板30が検出器6と重なるように配置される場合は、保持部15のレジスト8側に本実施形態を適用することで検出器6の中心付近に電荷が蓄積されにくいようにすることが好ましい。これによってカバー14に対する絶縁物質の付着量の許容値を増やすことができ、カバー14の交換回数を低減する効果が得られる。
Therefore, although the holding
[カバーの交換時期の判断方法]
(第1の判断方法)
カバー14の交換時期は、描画装置1の使用期間やウエハ4に対する総照射エネルギー量等から判断することが可能である。しかし、電子線の電流量、加速電圧、レジストの種類、レジストの膜厚、ウエハ4上に形成されたパターン構造等によって絶縁物質の量や絶縁物質の付着量は変化するため、カバー14への絶縁物質の付着速度は一定ではない。そのため、計測結果に基づいてカバー14の交換時期を判断できることが好ましい。
[Judgment method of cover replacement time]
(First judgment method)
The replacement time of the
カバー14の薄膜16への絶縁物質の付着量が所定量に達したかどうかを判断する第1の判断方法について図9を用いて説明する。検出器6フォトダイオードを使用するものとし、電位基準点に対して接地されている。検出器6のフォトダイオードで発生する電流I1を検出する電流計(第2の計測器)25aがある。一方、薄膜16を有するカバー14も電位基準点に対して接地されており、接地配線に流れる電流(接地面とカバーの間に流れる電流)I2を検出する電流計25b(第1の計測器)がある。
A first determination method for determining whether or not the adhesion amount of the insulating material to the
制御部26(判断部)は、電流計25a及び25bに接続されており、これらに計測の指示をしたり、電流値の値からカバー14の交換時期を判断する。なお、以下の計測方法において、カバー14の大部分の面積が薄膜16であることから、電流I2の変化は薄膜16の状態変化に起因するものとみなす。
The control unit 26 (determination unit) is connected to the
薄膜16の表面に蓄積される電荷や検出器6に蓄積される電荷によって電流I1及び電流I2は変化する。電流I1は式(1)で表され、電流式I2は式(2)で表される。
The currents I 1 and I 2 change depending on the charges accumulated on the surface of the
式(1)において、E1はカバー14を透過して検出器6に入射した電子線のエネルギー、E2は検出器6に入射した電子の反射電子によるエネルギー、E3は検出器6に入射した反射電子により生じた2次電子が有するエネルギーを示している。ne’(En)(n=1、2、3)は、各々のエネルギーEnを有する電子の個数を示している。C1は検出器6の検出感度、C2は反射電子係数(カバー14の原子番号に依存する係数)、C3は検出器6による2次電子の放出係数である。
In Equation (1), E 1 is the energy of the electron beam that has passed through the
中括弧[ ]内の第1項は、ウエハ4内で反射され、カバー14を透過して検出器6に入射する電子の総エネルギーを示している。第2項は、検出器6まで到達した反射電子のうち、検出器6上で再び反射された反射電子に起因する総エネルギーを示している。第3項は、検出器6まで到達した反射電子によって検出器6内で生成された2次電子が外部に放出される総エネルギーを示している。
The first term in the curly brackets [] indicates the total energy of electrons that are reflected in the
ここで、式(1)では各項の電流比は、第1項:第2項:第3項=1:0.11:0.0006である。また、ウエハ4に入射した電子のエネルギーが100keVであった場合、反射電子のエネルギーは70keV程度、2次電子のエネルギーは5keV程度である。検出器6の表面に絶縁物質が付着しても検出器6内で再び生じる反射電子はエネルギーが大きいため絶縁物質を透過し外部に放出される。
Here, in Expression (1), the current ratio of each term is 1st term: 2nd term: 3rd term = 1: 0.11: 0.0006. When the energy of electrons incident on the
一方、第3項に示される2次電子はエネルギーの小ささゆえに絶縁物質を透過することができない。よって絶縁物質の付着と共に変化する値は第3項の値のみであるが、前述の各項の比から2次電子の放出量が少なくなったとしても電流値I1の変化への寄与は無視できる程度に小さい。 On the other hand, the secondary electrons shown in the third term cannot pass through the insulating material because of their low energy. Therefore the value that varies with the deposition of insulating material is only the value of the third term, the contribution to be change in the current value I 1 as has decreased the amount of emission of secondary electrons from the ratio of the previous sections ignore As small as possible.
一方、式(2)において、第1項は、ウエハ4からの反射電子であってカバー14に入射した電子のうち、カバー14内で吸収される電子の電流量を示している。ここで、ウエハ4上から放出される2次電子の数及びエネルギーは微少でかつエネルギーも小さいため無視をしている。第2項は、カバー14内に入射した電子のうちカバー14内から放出される2次電子の電流量を示している。カバー14には増幅作用が無いため、吸収される反射電子数と2次電子数が直接、電流I2として検出される。
On the other hand, in Expression (2), the first term represents the amount of current of electrons absorbed in the
ne(E1)は、反射電子のエネルギーE1に対応する反射電子の数を示している。μeはカバー14による電子の吸収率(=吸収される電子数/入射電子数)である。例えば薄膜16が厚さ1μmのAlの場合、μeは約0.1%である。C2’はカバー14による2次電子の放出率(=2次電子数/入射電子数)で、約11%である。ここで、反射電子の吸収率は表面に付着する絶縁物質が増加しても変化しないが、2次電子の放出率は2次電子のエネルギーが小さいため絶縁物質による影響を受けて変化する。そのためカバー14に対して流れる電流I2の変化は主に第2項の変化に依存する。カバー14から放出される2次電子を補うように電流I2が流れるが、薄膜16の表面に付着する絶縁物質が増加するにしたがって2次電子の放出量が減少するため電流I2の値は減少していく。
n e (E 1 ) indicates the number of reflected electrons corresponding to the energy E 1 of the reflected electrons. μ e is the absorption rate of electrons by the cover 14 (= number of absorbed electrons / number of incident electrons). For example, when the
式(1)、式(2)で表される、カバー14の表面への絶縁物質の付着量に対する電流の変化の値を図9(b)に示す。前述の理由から、絶縁物質の付着量に応じて電流I2のみ減少していくため、電流値に閾値を設けておくことによって所定電流値I0に達した段階でカバー14を交換するべきだと制御部26が判断する。
FIG. 9B shows the value of the change in current with respect to the amount of insulating material attached to the surface of the
図10に本実施形態のカバー交換時期の判断方法のフローチャートを示す。本方法は、描画中に常に実行することが可能であり、ウエハ4への描画を開始(S101)後に電流I2の計測を開始(S102)する。電流I2が所定値に達したかどうかを制御部26が判断し(S103)、達したと判断(YES)された場合には描画動作の区切りが良いかどうかを判断する(S104)。
FIG. 10 shows a flowchart of the cover replacement timing determination method of the present embodiment. This method is capable of always performed during rendering, begin drawing on the wafer 4 (S101) starts measuring the current I 2 after (S102) to. Current I 2 is determined by the
例えば、1枚のウエハ4への描画終了時や、同一ロットのウエハへの描画終了時などかどうかである。区切りが良い(YES)と制御部26が判断した場合には、制御部12がステージ7を移動して、前述の方法によりカバー14を交換する。
For example, whether or not drawing on one
なお、電流値の計測は必ずしも常に行う必要は無く、区切りのよいタイミング毎に計測しても構わない。また、電流I2が所定の値に達したかどうかではなく、I2/I1の値が所定の値に達したかどうかで判断しても構わない。比率に基づく判断の場合は、検出器6の信号増幅率に関わらず同一の所定値を用いて判断することができる。 Note that the current value need not always be measured, and may be measured at every well-separated timing. Further, the determination may be made not based on whether or not the current I 2 has reached a predetermined value but whether or not the value of I 2 / I 1 has reached a predetermined value. In the case of determination based on the ratio, determination can be made using the same predetermined value regardless of the signal amplification factor of the detector 6.
以上の方法により、薄膜16への絶縁物質の付着量を適切に判断することが可能となり、所定量の絶縁物質が付着するたびにカバー14を交換することが可能となる。これにより、検出器6の周囲に付着した絶縁物質に起因する描画中の電子線の軌道ずれを抑制することができる。
According to the above method, it is possible to appropriately determine the amount of the insulating material attached to the
(第2の判断方法)
カバー14の交換時期の第2の判断方法では、I2の変化量をより精度良く計測する方法である。その様子を図11に示す。第1の判断方法とカバー14が接地されており、接地配線に流れる電流I2を検出する電流計25bと、さらに可変電源27bを配置している。また基準台10を接地しており、接地配線に流れる電流I3を検出する電流計25cと、可変電源27cを配置している。
(Second determination method)
The second determination method for the replacement time of the
第2の判断方法は、前述の第1の判断方法で無視をしたウエハ4上から放出される2次電子の影響、さらにカバー14から放出された2次電子のうち、再びカバー14に戻る2次電子の影響をすることができる。これらは、低エネルギーである2次電子がカバー14との間の空間の電位の影響を受けて生じる現象である。そのため、空間電位の影響を低減することでカバー14から放出される2次電子をより精度良く計測し、カバー14への絶縁物質の付着度合いを判断することができる。なお、本判断方法は電位操作を伴うため、描画時には行わずにマーク9を照射対象として行うことが好ましい。
In the second determination method, the influence of the secondary electrons emitted from the
マーク9から反射電子及び2次電子(ec)が放出されたり、2次電子が再びマーク9に戻ったりすると、2次電子の数が変化した分だけI3が変化する。可変電源27cを用いて正の電圧を徐々に印加し、周囲の電位を変化させる。これにより、次第に放出された2次電子がカバー14に向かわなくなることから、電流I3の値は所定の値に収束し、カバー14には反射電子のみが入射する。この時点で可変電源27cによる電位変化を終了する。
When reflected electrons and secondary electrons (e c ) are emitted from the mark 9 or the secondary electrons return to the mark 9 again, I 3 changes by the amount corresponding to the change in the number of secondary electrons. A positive voltage is gradually applied using the
一方、可変電源27bを用いて負の電圧を徐々に印加することで、周囲の電位を変化させる。これによりカバー14から放出された2次電子(eb)がカバー14に再び戻ることを防ぐ。計測される電流値I2が所定の値になるまで可変電源27bは電位を変化させた後で、収束したI2をオフセットとして差し引きながら電流I2を計測する。その計測値は式(2)で無視した2次電子の影響を受けることなくカバー14に入射した反射電子の影響のみを鑑みた式(2)で表すことが可能となる。
On the other hand, the surrounding potential is changed by gradually applying a negative voltage using the
可変電源27b、27cを用いてこのような電位操作を行うことで、電流計25a、25bが計測する電流I1、I2が前述と同じ式で正確に表現されることとなる。よって、電流I2の変化から、第1の判断方法よりもより精度良く制御部26はカバー14の交換時期を判断することが可能となる。
By performing such a potential operation using the
[その他の実施形態]
電子線による描画装置を例に挙げて説明したが、本発明は組成情報を反映した反射電子像を取得可能な走査型電子顕微鏡や透過型電子顕微鏡のように、30keV以上のエネルギーを有する電子を検出する検出器を有する装置に適用することが可能である。また、カバー14の交換時期は前述の判断方法でなくとも構わない。例えば、所定のウエハ数を処理する毎、所定の描画時間毎、所定のエネルギー照射毎、所定の稼働時間毎など交換時期を設定しても良い。
[Other Embodiments]
Although an electron beam drawing apparatus has been described as an example, the present invention is not limited to an electron having energy of 30 keV or more, such as a scanning electron microscope or a transmission electron microscope capable of acquiring a reflected electron image reflecting composition information. It is possible to apply to an apparatus having a detector to detect. Moreover, the replacement time of the
[ベースラインの決定方法]
各実施形態に係る電子線の描画において、前述のベースラインを決定する方法を図12に示す。まず、基準台10が電子線光学系5の下方に位置するように制御部12がステージ7を移動させる。その後、マーク9に対して電子線を照射し(S201)、マーク9からの反射電子をカバー14を介して計測することにより、マーク9の位置を検出する。マーク9の位置から電子光学系5の光軸位置を求める(S202)。同様にして基準台10が光学式センサの下方に位置するように制御部12がステージ7を移動させる。光学式センサ28がマーク9に光を照射し(203)、マーク9の位置から光軸位置を求める(S204)。S202とS204の計測結果から、両軸の距離であるベースラインを決定する(S205)。
[How to determine the baseline]
FIG. 12 shows a method for determining the above-mentioned baseline in drawing of an electron beam according to each embodiment. First, the
描画装置1が光学式センサ28を有しない場合は、ベースラインを求める必要は無い。その代わりに、ウエハ4上に形成されているアライメントマーク(不図示)の位置を電子線を照射して計測する。検出器6による反射電子の検出によって、アライメントマークの位置を求めても良い。
When the
本発明に係る被照射物は、前述の各実施形態の場合はベースラインを決定するために用いるマーク等であったが、これに限らず反射電子検出を行いながら電子線が照射される対象物のことを意味する。 The irradiated object according to the present invention is a mark or the like used for determining the baseline in each of the above-described embodiments, but is not limited to this, and is an object irradiated with an electron beam while performing reflected electron detection. Means that.
[物品の製造方法]
本発明の物品(半導体集積回路素子、液晶表示素子、CD−RW、フォトマスク等)の製造方法は、前述の実施形態のステージ装置を用いて基板(ウエハやガラス板等)上にパターンを露光するリソグラフィ工程と、露光された基板を現像する工程とを含む。さらに、他の周知の処理工程(酸化、成膜、蒸着、エッチング、イオン注入、平坦化、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含んでも良い。
[Product Manufacturing Method]
In the manufacturing method of the article (semiconductor integrated circuit element, liquid crystal display element, CD-RW, photomask, etc.) of the present invention, a pattern is exposed on a substrate (wafer, glass plate, etc.) using the stage apparatus of the above-described embodiment. A lithographic step of developing, and a step of developing the exposed substrate. Furthermore, other known processing steps (oxidation, film formation, vapor deposition, etching, ion implantation, planarization, resist peeling, dicing, bonding, packaging, etc.) may be included.
1 描画装置
4 ウエハ
5 電子光学系
9 マーク
10 基準台
14 カバー
15 保持部
16 薄膜
25a、25b 電流計
26 制御部
30 円板
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記検出器と前記被照射物の間に金属膜を有するカバーとを備え、
前記検出器は、前記金属膜を透過した電子を検出することを特徴とする電子線の照射装置。 A detector for detecting electrons emitted from the irradiated object by electron beam irradiation;
A cover having a metal film between the detector and the irradiated object;
The detector detects an electron transmitted through the metal film, and the electron beam irradiation apparatus.
前記計測器の計測値に基づいて、前記金属膜の交換時期を判断する判断部とを有することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の照射装置。 A measuring instrument for measuring a current flowing between the ground plane and the cover;
The irradiation apparatus according to claim 1, further comprising a determination unit that determines a replacement time of the metal film based on a measurement value of the measuring instrument.
前記検出器で生じる電流を計測する第2の計測器を有し、
前記判断部は、前記第1の計測器及び前記第2の計測器による計測値に基づいて前記金属膜の交換時期を判断することを特徴とする請求項10に記載の照射装置。 The measuring instrument for measuring the current flowing between the ground plane and the cover is a first measuring instrument,
A second measuring instrument for measuring the current generated in the detector;
The irradiation device according to claim 10, wherein the determination unit determines a replacement time of the metal film based on measurement values obtained by the first measuring instrument and the second measuring instrument.
前記マークに向けて電子線を照射するステップと、
前記電子線の照射によって前記マークで反射され、金属膜を透過した電子を検出する検出するステップと、
前記検出の結果に基づいて前記マークの位置を取得するステップと、を有することを特徴とするマークの位置の検出方法。 A method for detecting the position of a mark on a moving body in a lithography process in which a pattern is formed by irradiating an electron beam on a substrate,
Irradiating an electron beam toward the mark;
Detecting the electrons reflected by the mark by irradiation of the electron beam and passing through the metal film;
Obtaining the position of the mark based on the result of the detection, and a method for detecting the position of the mark.
前記計測により得られた計測値に基づいて前記金属膜の交換時期を判断するステップとを有することを特徴とする前記金属膜の交換時期の判断方法。 A step of measuring a current flowing between a cover having a metal film and a ground plane, which is disposed between a detector for detecting electrons emitted from the irradiated object by electron beam irradiation and the irradiated object;
And determining the replacement time of the metal film based on the measured value obtained by the measurement.
前記基板を現像する工程とを含むことを特徴とする物品の製造方法。 Irradiating an electron beam using the irradiation apparatus according to any one of claims 1 to 12, and drawing a pattern on a substrate;
And a step of developing the substrate.
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WO2020026545A1 (en) * | 2018-07-30 | 2020-02-06 | ソニー株式会社 | Robot, method for controlling robot, and program |
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- 2014-05-12 JP JP2014098969A patent/JP2015216274A/en active Pending
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