JP2018133494A - Evaluation method of charged particle beam drawing apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置の評価方法に関する。 The present invention relates to a method for evaluating a charged particle beam drawing apparatus.
LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅は年々微細化されてきている。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、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン(マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。)をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。 With the high integration of LSI, the circuit line width of a semiconductor device has been reduced year by year. In order to form a desired circuit pattern on a semiconductor device, a reduction projection type exposure apparatus is used to form a high-precision original pattern pattern formed on quartz (a mask, or a pattern used particularly in a stepper or scanner is also called a reticle). )) Is reduced and transferred onto the wafer. A high-precision original pattern is drawn by an electron beam drawing apparatus, and so-called electron beam lithography technology is used.
電子ビーム描画装置は、電子ビームを偏向器で偏向させて描画を行う。偏向器によるビーム偏向の役割には、例えばビームショットの形状やサイズの制御、ショット位置の制御、ビームのブランキングがある。DAC(デジタルアナログコンバータ)アンプからの出力電圧で偏向器を駆動する際には、その負荷に応じた出力電圧のセトリング時間(整定時間)が必要になる。ここで、セトリング時間が足りないと、電子ビームの偏向移動量に誤差が生じ、描画精度を低下させる。一方、セトリング時間が長すぎると、スループットが低下する。そのため、描画精度が低下しない範囲で、できるだけ短いセトリング時間を設定することが望ましい。 The electron beam drawing apparatus performs drawing by deflecting an electron beam with a deflector. The role of beam deflection by the deflector includes, for example, control of the shape and size of the beam shot, control of the shot position, and blanking of the beam. When the deflector is driven with an output voltage from a DAC (digital analog converter) amplifier, settling time (settling time) of the output voltage corresponding to the load is required. Here, if the settling time is insufficient, an error occurs in the deflection movement amount of the electron beam, and the drawing accuracy is lowered. On the other hand, if the settling time is too long, the throughput decreases. For this reason, it is desirable to set a settling time as short as possible within a range where the drawing accuracy does not deteriorate.
従来、評価用のマスクに対し、セトリング時間を変えながら複数の評価パターンを描画すると共に、セトリング時間を十分長くして基準パターンを描画し、評価パターンの寸法測定結果と、基準パターンの寸法測定結果とを比較して、最適セトリング時間を決定していた。評価パターンと基準パターンとの描画位置が離れていると、プロセス起因の寸法変動が生じ得るため、基準パターンは、セトリング時間の異なる複数の評価パターンの各々の近傍に描画されていた。各セトリング時間を評価するにあたり、評価パターンの寸法と、これに対応する基準パターンの寸法とを測定する必要があるため、最適セトリング時間の決定に時間がかかっていた。 Conventionally, a plurality of evaluation patterns are drawn on the evaluation mask while changing the settling time, and the reference pattern is drawn with a sufficiently long settling time, and the dimension measurement result of the evaluation pattern and the dimension measurement result of the reference pattern To determine the optimal settling time. If the evaluation pattern and the reference pattern are separated from each other, the process-induced dimensional variation may occur. Therefore, the reference pattern is drawn in the vicinity of each of the plurality of evaluation patterns having different settling times. In order to evaluate each settling time, it is necessary to measure the dimension of the evaluation pattern and the dimension of the reference pattern corresponding to this, so that it takes time to determine the optimum settling time.
本発明は、好適なセトリング時間を効率良く求めることができる荷電粒子ビーム描画装置の評価方法を提供することを課題とする。 It is an object of the present invention to provide a method for evaluating a charged particle beam drawing apparatus capable of efficiently obtaining a suitable settling time.
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の評価方法は、DACアンプにより制御される偏向器を用いて荷電粒子ビームを偏向させて基板にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置の評価方法であって、評価対象パターン部及び基準パターン部が交互に複数配置されたライン状の評価パターンを描画する工程を、前記DACアンプのセトリング時間を可変にしながらセトリング時間毎に行って、複数の前記評価パターンを描画し、前記複数の評価パターンのラフネスを測定し、測定されたラフネスに基づいて前記DACアンプのセトリング時間を決定する。 An evaluation method for a charged particle beam drawing apparatus according to an aspect of the present invention is an evaluation method for a charged particle beam drawing apparatus that draws a pattern on a substrate by deflecting the charged particle beam using a deflector controlled by a DAC amplifier. The step of drawing a line-shaped evaluation pattern in which a plurality of evaluation target pattern portions and reference pattern portions are alternately arranged is performed for each settling time while varying the settling time of the DAC amplifier, and a plurality of the evaluation patterns , The roughness of the plurality of evaluation patterns is measured, and the settling time of the DAC amplifier is determined based on the measured roughness.
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の評価方法において、前記DACアンプは、ショット形状を制御する第1成形偏向器に接続されており、前記評価対象パターン部及び前記基準パターン部は、複数種の形状の図形を組み合わせたパターンであり、前記評価対象パターン部を描画する際は、ショット毎にショット形状を変え、前記基準パターン部を描画する際は、同じショット形状を連続してショットする。 In the evaluation method of the charged particle beam drawing apparatus according to one aspect of the present invention, the DAC amplifier is connected to a first shaping deflector that controls a shot shape, and the evaluation target pattern portion and the reference pattern portion include a plurality of the evaluation target pattern portions. This pattern is a combination of figures of various shapes. When drawing the evaluation target pattern portion, the shot shape is changed for each shot, and when drawing the reference pattern portion, the same shot shape is shot continuously. .
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の評価方法において、前記評価対象パターン部及び前記基準パターン部は、矩形及び/又は直角三角形の組み合わせ方が異なる複数の矩形パターンを含む。 In the evaluation method of the charged particle beam drawing apparatus according to one aspect of the present invention, the evaluation object pattern portion and the reference pattern portion include a plurality of rectangular patterns in which rectangles and / or right triangles are combined in different ways.
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の評価方法において、前記DACアンプは、ショットサイズを制御する第2偏向器に接続されており、前記評価対象パターン部は、複数のサイズの異なる矩形を組み合わせた矩形パターンであり、前記評価対象パターン部を描画する際は、ショット毎にショットサイズを変え、前記評価対象パターン部は、1個の矩形からなる矩形パターン、又は複数の同サイズの矩形を組み合わせた矩形パターンであり、前記基準パターン部を描画する際は、同じショットサイズを連続してショットする。 In the evaluation method of the charged particle beam drawing apparatus according to an aspect of the present invention, the DAC amplifier is connected to a second deflector that controls a shot size, and the evaluation target pattern unit includes a plurality of rectangles having different sizes. When drawing the evaluation target pattern part, the shot size is changed for each shot, and the evaluation target pattern part is a rectangular pattern composed of one rectangle or a plurality of rectangles of the same size. When the reference pattern portion is drawn, the same shot size is shot continuously.
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の評価方法において、前記DACアンプは、基板上の荷電粒子ビームの照射位置を制御する対物偏向器に接続されており、前記評価対象パターン部及び前記基準パターン部は、同サイズの複数の矩形を組み合わせたパターンであり、前記評価対象パターン部を描画する際は、前記DACアンプに評価対象のセトリング時間を設定し、前記基準パターン部を描画する際は、前記評価対象のセトリング時間より長いセトリング時間を設定する。 In the evaluation method of the charged particle beam drawing apparatus according to an aspect of the present invention, the DAC amplifier is connected to an objective deflector that controls an irradiation position of the charged particle beam on the substrate, and the evaluation target pattern unit and the reference The pattern part is a pattern in which a plurality of rectangles of the same size are combined. When the evaluation target pattern part is drawn, the settling time of the evaluation target is set in the DAC amplifier, and the reference pattern part is drawn. A settling time longer than the settling time of the evaluation target is set.
本発明によれば、好適なセトリング時間を効率良く求めることができる。 According to the present invention, a suitable settling time can be obtained efficiently.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態に係る電子ビーム描画装置の概略図である。図1に示す電子ビーム描画装置100は、描画部150と制御部160を備えた可変成形型の描画装置である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic view of an electron beam drawing apparatus according to the first embodiment of the present invention. An electron
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、ブランカ212、ブランキングアパーチャ214、第1成形アパーチャ203、投影レンズ204、第1成形偏向器220、第2成形偏向器222、第2成形アパーチャ206、対物レンズ207、主偏向器232(第1対物偏向器)、副偏向器230(第2対物偏向器)、及び副副偏向器234(第3対物偏向器)が配置されている。
The
第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222は、円周状に等間隔に配置された8対(16個)の電極を備えており、対向する電極間に電圧を印加することにより電子ビームを偏向させるように構成されている。
The
描画室103内には、XYステージ105が配置されている。XYステージ105上には、描画対象基板となる、レジストが塗布されたマスク(レチクル)、半導体ウェーハ等の試料101が配置される。
An
制御部160は、制御計算機110、偏向制御回路120、デジタルアナログ変換(DAC)ユニット130、132、134、136、137、138、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140を有している。制御計算機110、偏向制御回路120、及び記憶装置140は、バスを介して互いに接続されている。また、偏向制御回路120とDACユニット130、132、134、136〜138とは、バスを介して互いに接続されている。
The
制御計算機110は、ショットデータ生成部112、メモリ114、及びセトリング時間設定部116を有する。ショットデータ生成部112及びセトリング時間設定部116は、ハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアで構成してもよい。
The
偏向制御回路120は、偏向量演算部122、偏向信号生成部124、及びメモリ126を有する。偏向量演算部122及び偏向信号生成部124はハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアで構成してもよい。偏向量演算部122及び偏向信号生成部124の入出力データや演算中のデータはメモリ126に適宜格納される。
The
DACユニット130は、偏向制御回路120から出力されたブランキング信号をデジタルアナログ変換し、増幅して、ブランカ212に印加される偏向電圧を出力する。
The
DACユニット132は、偏向制御回路120から出力された第1成形偏向信号をデジタルアナログ変換し、増幅して、第1成形偏向器220に印加される偏向電圧を出力する。
The
DACユニット134は、偏向制御回路120から出力された第2成形偏向信号をデジタルアナログ変換し、増幅して、第2成形偏向器222に印加される偏向電圧を出力する。
The
DACユニット136は、偏向制御回路120から出力された副偏向データ信号をデジタルアナログ変換し、増幅して、副偏向器230に印加される偏向電圧を出力する。
The
DACユニット137は、偏向制御回路ユニット120から出力された主偏向データ信号をデジタルアナログ変換し、増幅して、主偏向器232に印加される偏向電圧を出力する。
The
DACユニット138は、偏向制御回路120から出力された副副偏向データ信号をデジタルアナログ変換し、増幅して、副副偏向器234に印加される偏向電圧を出力する。
The
記憶装置140(記憶部)には、複数の図形パターンから構成される描画データ(レイアウトデータ)が外部から入力され、格納されている。 The storage device 140 (storage unit) stores drawing data (layout data) composed of a plurality of graphic patterns from the outside.
電子鏡筒102内に設けられた電子銃201(放出部)から放出された電子ビーム200は、ブランカ212(ブランキング偏向器)内を通過する際にブランカ212によって、ビームオンの状態では、ブランキングアパーチャ214を通過するように制御され、ビームオフの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ214で遮蔽されるように偏向される。ビームオフの状態からビームオンとなり、その後ビームオフになるまでにブランキングアパーチャ214を通過した電子ビーム200が1回の電子ビームのショットとなる。
The
ブランカ212は、通過する電子ビーム200の向きを制御して、ビームオンの状態とビームオフの状態とを交互に生成させる。例えば、ビームオンの状態ではブランカ212に偏向電圧が印加されず、ビームオフの際にブランカ212に偏向電圧が印加される。各ショットの照射時間により、試料101に照射される電子ビーム200のショットあたりの照射量が調整されることになる。
The blanker 212 controls the direction of the passing
ブランカ212とブランキングアパーチャ214を通過することによって生成された各ショットの電子ビーム200は、照明レンズ202により、矩形の開口32(図2参照)を有する第1成形アパーチャ203全体に照射される。第1成形アパーチャ203の開口32を通過することで、電子ビーム200は矩形に成形される。
The
第1成形アパーチャ203を通過した第1アパーチャ像の電子ビーム200は、投影レンズ204により、開口34(図2参照)を有した第2成形アパーチャ206上に投影される。その際、第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222によって、第2成形アパーチャ206上に投影される第1アパーチャ像は偏向制御され、後述の図3の通り、開口34を通過する電子ビームの形状と寸法を変化させる(可変成形を行う)ことができる。
The
第2成形アパーチャ206の開口34を通過した第2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、主偏向器232、副偏向器230、及び副副偏向器234によって3段偏向され、連続的に移動するXYステージ105上に配置された試料101の目標位置に照射される。
The
図2は、第1成形アパーチャ203及び第2成形アパーチャ206によるビーム成形を説明するための概略的な斜視図である。第1成形アパーチャ203には、電子ビーム200を成形するための矩形(長方形又は正方形)の開口32が形成されている。
FIG. 2 is a schematic perspective view for explaining beam shaping by the
また、第2成形アパーチャ206には、第1成形アパーチャ203の開口32を通過した電子ビーム200を所望の形状に成形するための可変成形開口34が形成されている。可変成形開口34は、後述の図3の通り、開口32の一辺に対して平行な辺34a、34eと、直交する辺34b、34hと、開口32の一辺に対して45度又は135度をなす辺34c、34d、34f、34gとが組み合わされた形状を有する。
The
可変成形開口34の形状について詳述すると、辺34c、34d同士が直交し、辺34f、34g同士が直交する。辺34f、34dの一端同士が辺34eによって接続されている。辺34aの両端に、辺34b、34hの一端側が直交状に連なり、辺34b、34hの他端側がそれぞれ辺34c、34gの一端に連なっている。可変成形開口34は、辺34c〜34gによって囲まれた六角形状部と、辺34a、34b、34hによって囲まれ該六角形状部に連なる四角形状部とを共有した八角形状である。
The shape of the
電子銃201から照射され、第1成形アパーチャ203の開口32を通過した電子ビーム200は、第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222により偏向され、可変成形開口34を通過し、所望の寸法及び形状の電子ビームとなる。第2成形アパーチャ206の可変成形開口34の一部を通過した所望の寸法及び形状の電子ビームが、所定の一方向(例えば、X方向とする)に連続的に移動するXYステージ105上に搭載された試料101に照射される。すなわち、第1成形アパーチャ203の開口32と第2成形アパーチャ206の可変成形開口34との両方を通過できるビーム形状が、X方向に連続的に移動するXYステージ105上に搭載された試料101の描画領域に描画される。
The
図2の例では、第1成形アパーチャ203の開口32を通過することでまず矩形に成形され、次いで、第2成形アパーチャ206の可変成形開口34の135度の辺34cを含む領域に照射される。その結果、開口32で成形された矩形の電子ビームのうち、可変成形開口34の135度の辺34cよりも可変成形開口34の内側に照射された電子ビームのみが、第2成形アパーチャ206で遮断されずに可変成形開口34を通過する。これにより、電子ビーム200は、ビーム軸心方向と垂直な断面形状が直角二等辺三角形となるように成形され、直角二等辺三角形のショットビーム36が試料101上に照射される。
In the example of FIG. 2, the rectangular shape is first formed by passing through the
図3は、第1成形アパーチャ203の開口32を通過した第1アパーチャ像50と、第2成形アパーチャ206の可変成形開口34との重なり位置の例を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view illustrating an example of an overlapping position between the
電子ビーム200を矩形に成形する場合、第1アパーチャ像50は、第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222によって偏向されて、#1で示す位置に照射される。可変成形開口34を通過する斜線部分が成形された像となる。
When the
左下に直角の角が位置する直角二等辺三角形に電子ビーム200を成形する場合、第1アパーチャ像50は、第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222によって偏向されて、辺34cの途中の#2で示す位置に照射される。可変成形開口34を通過する斜線部分が成形された像となる。
When the
右下に直角の角が位置する直角二等辺三角形に電子ビーム200を成形する場合、第1アパーチャ像50は、第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222によって偏向されて、辺34gの途中の#3で示す位置に照射される。可変成形開口34を通過する斜線部分が成形された像となる。
When the
右上に直角の角が位置する直角二等辺三角形に電子ビーム200を成形する場合、第1アパーチャ像50は、第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222によって偏向されて、辺34fの途中の#4で示す位置に照射される。可変成形開口34を通過する斜線部分が成形された像となる。
When the
左上に直角の角が位置する直角二等辺三角形に電子ビーム200を成形する場合、第1アパーチャ像50は、第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222によって偏向されて、辺34dの途中の#5で示す位置に照射される。可変成形開口34を通過する斜線部分が成形された像となる。
When the
図4(a)、(b)及び図5(a)、(b)に示すように、第1アパーチャ像50の可変成形開口34を通過する部分の大きさを変えることで、矩形又は相似形の直角二等辺三角形状を保持したまま像(ショット)の寸法が変化する。図4(a)では第1アパーチャ像50と可変成形開口34との重なりを小さくすることにより小寸法の矩形像を形成している。図4(b)では、第1アパーチャ像50と可変成形開口34との重なりを大きくすることにより大寸法の矩形像を形成している。図5(a)では第1アパーチャ像50と可変成形開口34との重なりを小さくすることにより小寸法の直角二等辺三角形の像を形成している。図5(b)では第1アパーチャ像50と可変成形開口34との重なりを大きくすることにより大寸法の直角二等辺三角形の像を形成している。
As shown in FIGS. 4 (a), 4 (b) and 5 (a), 5 (b), by changing the size of the portion of the
このように、第2成形アパーチャ206上での第1アパーチャ像50の照射位置(偏向位置)を変えることで、電子ビーム200を所望のサイズの5種類の図形(矩形及び4種類の直角二等辺三角形)に成形することができる。本実施形態では、第1成形偏向器220によりショット形状が制御され、第2成形偏向器222によりショットサイズが制御される。
As described above, by changing the irradiation position (deflection position) of the
図6は、描画領域を説明するための概略図である。図6において、試料101の描画領域10は、主偏向器232の偏向可能幅で、例えばy方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域20に仮想分割される。また、各ストライプ領域20は、副偏向器230の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のサブフィールド(SF)30に仮想分割される。そして、各SF30は、副副偏向器234の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のアンダーサブフィールド(USF:ここでは第3の偏向領域を意味するTertiary
Firldの略語を用いて「TF」とする。)40に仮想分割される。そして、各TF40の各ショット位置42にショット図形が描画される。各SF内のTF分割数は、TFの熱拡散計算によって描画動作が律速しない程度の数が望ましい。例えば、縦横10個以下が好ましく、より好ましくは縦横5個以下である
FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a drawing area. In FIG. 6, the drawing
The abbreviation for Field is used as “TF”. ) 40 is virtually divided. A shot figure is drawn at each shot
成形された電子ビーム200で試料101に描画する際、まず、主偏向器232が、ショットされるSF30の基準位置に、成形された電子ビーム200を偏向する。XYステージ105は移動しているため、主偏向器232はXYステージ105の移動に追従するように電子ビーム200を偏向する。そして、副偏向器230が当該SF30の基準位置から、当該SF30内のショットされるTF40の基準位置に、成形された電子ビーム200を偏向する。そして、副副偏向器234により偏向された電子ビーム200が、TF40内の各位置に照射される。
When drawing on the
このような描画動作を行うにあたり、まず、ショットデータ生成部112が記憶装置140から描画データ(パターンデータ)を読み出し、複数段のデータ変換処理を行って装置固有のショットデータを生成する。描画データには、複数の図形パターンの形状及び位置が定義されている
In performing such a drawing operation, first, the shot
ショットデータ生成部112は、描画データに定義された図形パターンを、1回のビームのショットで照射できる最大ショットサイズで分割し、ショット図形を生成する。図形パターンの分割後、ショットデータ生成部112は、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種、図形サイズ、照射位置、照射時間等が定義される。ショットデータに含まれる“図形種”により第1成形偏向器220の偏向量が制御され、“図形サイズ”により第2成形偏向器222の偏向量が制御される。
The shot
ショットデータ生成部112は、各ショットデータを、当該ショット図形が配置されるTF40に割り振る。また、ショットデータ生成部112は、SF30毎に、当該SF内の複数のTFの描画順序を設定する。生成されたショットデータはメモリ114に格納される。
The shot
セトリング時間設定部116は、DACユニット130、132、134、136〜138の各々のセトリング時間を設定し、偏向制御回路120に通知する。
The settling
偏向制御回路120は、メモリ114に格納されたショットデータを制御計算機110から受け取る。偏向量演算部122は、入力されたショットデータを用いて、ブランカ212、第1成形偏向器220、第2成形偏向器222、主偏向器232、副偏向器230、及び副副偏向器234における各偏向量を演算する。
The
偏向信号生成部124は、ブランカ212における偏向量からブランキング信号を生成し、DACユニット130へ出力する。偏向信号生成部124は、第1成形偏向器220における偏向量から第1成形偏向信号を生成し、DACユニット132へ出力する。偏向信号生成部124は、第2成形偏向器222における偏向量から第2成形偏向信号を生成し、DACユニット134へ出力する。
The deflection
偏向信号生成部124は、主偏向器232における偏向量から主偏向データ信号を生成し、DACユニット137へ出力する。偏向信号生成部124は、副偏向器230における偏向量から副偏向データ信号を生成し、DACユニット136へ出力する。偏向信号生成部124は、副副偏向器234における偏向量から副副偏向データ信号を生成し、DACユニット138へ出力する。
The
また、偏向制御回路120は、セトリング時間設定部116から通知されたセトリング時間になるように、DACユニット130、132、134、136〜138に対し、制御信号を出力する。
In addition, the
DACユニット130、132、134、136〜138が、偏向制御回路120から出力された信号に基づいて偏向電圧を生成し、対応する偏向器の各電極に印加する。
The
本実施形態では、試料101としての評価用基板をXYステージ105上に載置し、以下に示す評価パターンを描画し、DACユニット132の最適セトリング時間を求める。
In this embodiment, an evaluation substrate as the
本実施形態に係る最適セトリング時間の算出方法の説明に先立ち、比較例による最適セトリング時間の算出方法について説明する。図7は比較例による評価パターン310及び基準パターン320を示す。評価パターン310及び基準パターン320は、図3の#3と#5の直角二等辺三角形を交互に配置したラインパターンである。図7に示す例では、各図形に、ショット順にS1、S2、S3・・・という符号を付している。基準パターン320は評価パターン310の近傍に描画される。
Prior to the description of the method for calculating the optimum settling time according to the present embodiment, the method for calculating the optimum settling time according to the comparative example will be described. FIG. 7 shows an
#3の直角二等辺三角形と、#5の直角二等辺三角形とを、図中左端から右側へ向かって交互にショットすることで評価パターン310が描画される。第1成形偏向器220は、1ショット毎にショット形状を変更する。このとき、DACユニット132には評価対象のセトリング時間が設定されている。
The
一方、基準パターン320は、図中左端から右側へ向かって#3の直角二等辺三角形を連続してショットした後、左端に戻り、続いて#5の直角二等辺三角形を連続してショットする。#3の直角二等辺三角形を連続してショットしている間、及び#5の直角二等辺三角形を連続してショットしている間は、第1成形偏向器220はショット形状を変更しない。
On the other hand, the
基準パターン320は、同じ形状を連続してショットする。以下、同じ形状を連続してショットするように、形状に基づいてショット順序を並び替えてショットを行うことを「ソートON」という。一方、評価パターン310のように、形状によらず端から順にショットすることを「ソートOFF」という。
The
評価したいセトリング時間毎に、評価パターン310を描画し、さらにその近傍に基準パターン320を描画する。評価パターン310と基準パターン320が描画された基板を現像してレジストパターンを形成し、レジストパターンを下層の遮光膜に転写し、遮光膜パターンの寸法を測定する。評価パターンと基準パターンとの寸法誤差が所定値以下となる範囲で、最も短いセトリング時間を最適セトリング時間とする。しかし、この比較例による手法は、評価したいセトリング時間毎に、評価パターン310及び基準パターン320を描画し、各々の寸法を測定するため、最適セトリング時間を求めるのに時間がかかる。
For each settling time to be evaluated, an
そこで、本実施形態では、図8に示すように、ソートOFFで描画する第1パターン部410と、ソートONで描画する第2パターン部420とを交互に配置・連結したライン状の評価パターン400を描画する。例えば、第1パターン部410及び第2パターン部420は、それぞれ、図3の#3の直角二等辺三角形と、#5の直角二等辺三角形とを組み合わせた矩形状のパターンである。図7と同様に、図8においても、各図形に、ショット順にS1、S2、S3・・・という符号を付している。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 8, a
図9(a)〜(e)を用いて評価パターン900の描画方法を説明する。図9(a)に示すように、#3の直角二等辺三角形をショットし、次に#5の直角二等辺三角形をショットして、1つ目の第1パターン部410を描画する。続いて、図9(b)に示すように、1つ目の第1パターン部410から所定間隔を空けた位置に、#3の直角二等辺三角形をショットし、次に#5の直角二等辺三角形をショットして、2つ目の第1パターン部410を描画する。
A method for drawing the evaluation pattern 900 will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 9A, a # 3 right isosceles triangle is shot, and then a # 5 right isosceles triangle is shot to draw the first
これを繰り返し、図9(c)に示すように、所定間隔を空けて、複数の第1パターン部410を描画する。複数の第1パターン部410の描画では、#3の直角二等辺三角形と、#5の直角二等辺三角形とが交互にショットされる。このとき、DACユニット132には評価対象のセトリング時間が設定されている。
By repeating this, as shown in FIG. 9C, a plurality of
次に、図9(d)に示すように、第1パターン部410間(と図中右端の第1パターン部410の右側)に、#5の直角二等辺三角形をショットする。
Next, as shown in FIG. 9D, a # 5 right isosceles triangle is shot between the first pattern portions 410 (and the right side of the
続いて、図9(e)に示すように、第1パターン部410間(及び図中右端の第1パターン部410の右側)に、#3の直角二等辺三角形を順にショットする。このようにして、ソートOFFで描画する第1パターン部410(評価対象パターン部)と、ソートONで描画する第2パターン部420(基準パターン部)とを交互に配置・連結した、ライン状の評価パターン400が描画される。
Subsequently, as shown in FIG. 9E, the # 3 right-angled isosceles triangle is sequentially shot between the first pattern portions 410 (and on the right side of the
このような評価パターン400を、評価したいセトリング時間毎に描画する。セトリング時間が異なる複数の評価パターン400が描画された基板を現像して、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして下層の遮光膜(例えばクロム膜)をエッチングし、遮光膜パターンを形成する。図10(a)はセトリング時間が足りている場合の遮光膜パターンの平面図であり、図10(b)はセトリング時間が不足している場合の遮光膜パターンの平面図である。図10(a)(b)に示すように、セトリング時間が不足している場合、ラフネス(LER:Line Edge Roughness)が悪化する。
Such an
セトリング時間が異なる複数の遮光膜パターンのラフネスを測定し、ラフネスが所定値以下となる遮光膜パターンのセトリング時間のうち、最も短いセトリング時間を最適セトリング時間として算出する。 The roughness of a plurality of light shielding film patterns having different settling times is measured, and the shortest settling time among the settling times of the light shielding film patterns having the roughness below a predetermined value is calculated as the optimum settling time.
本実施形態によれば、セトリング時間毎に1本の評価パターン400を描画し、ラフネスを測定すればよい。比較例のように、セトリング時間毎に、評価パターン310と基準パターン320との2本のパターンを描画して寸法測定する方法と比較して、DACユニット132の最適セトリング時間を効率良く求めることができる。
According to the present embodiment, one
上記実施形態において、ラフネスのポジションを空間周波数でフーリエ変換し、ショット周期のピークで、セトリング時間が足りているか否かを判定してもよい。この方法により、寸法測定点数を削減することができる。 In the above embodiment, the roughness position may be Fourier-transformed at the spatial frequency, and it may be determined whether the settling time is sufficient at the peak of the shot period. By this method, the number of dimension measurement points can be reduced.
上記実施形態では、第1パターン部410と第2パターン部420とを1個ずつ交互に配置していたが、n個(nは2以上の整数)ずつ交互に配置してもよい。
In the above embodiment, the
上記実施形態では、第1パターン部410を描画した後に第2パターン部420を描画する例について説明したが、第2パターン部420を描画した後に第1パターン部410を描画してもよい。
In the above embodiment, the example in which the
[第2の実施形態]
上記第1の実施形態では、#3の直角二等辺三角形と#5の直角二等辺三角形とを組み合わせて矩形状の第1パターン部410及び第2パターン部420を描画する例について説明したが、矩形パターンを作成するための図形の組合せはこれに限定されない。例えば、矩形パターンの描画には、図11(a)〜(g)に示すような7種類の組合せが考えられる。
[Second Embodiment]
In the first embodiment, the example in which the rectangular
本実施形態では、図12に示すように、図形の組合せが異なる矩形パターンR1〜R7と、#1の矩形のみによる参照用の矩形パターンR8とを、ソートOFFで描画した第1パターン部510(評価パターン部)と、ソートONで描画した第2パターン部520(基準パターン部)とを交互に配置・連結し、ライン状の評価パターン500を形成する。矩形パターンR1〜R7は、それぞれ図11(a)〜(g)に対応している。第1パターン部510及び第2パターン部520の各図形に、ショット順にS1、S2、S3・・・という符号を付している
In the present embodiment, as shown in FIG. 12, a first pattern unit 510 (drawn by sorting OFF a rectangular pattern R1 to R7 having a different combination of figures and a reference rectangular pattern R8 using only the # 1 rectangle. The evaluation pattern portion) and the second pattern portion 520 (reference pattern portion) drawn by sorting ON are alternately arranged and connected to form a
このような評価パターン500を、評価したいセトリング時間毎に描画する。セトリング時間が異なる複数の評価パターン500が描画された基板を現像して、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして下層の遮光膜をエッチングし、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンのラフネスを測定し、ラフネスが所定値以下となる遮光膜パターンのセトリング時間のうち、最も短いセトリング時間を最適セトリング時間として算出することができる。
Such an
本実施形態では、1本の評価パターンに図形の組合せが異なる複数の矩形パターンR1〜R7が含まれているため、図形の組合せ毎に評価パターンを描画する必要がなく、DACユニット132の最適セトリング時間を効率良く求めることができる。
In this embodiment, since a plurality of rectangular patterns R1 to R7 having different graphic combinations are included in one evaluation pattern, there is no need to draw an evaluation pattern for each graphic combination, and the optimum settling of the
また、遮光膜パターンのエッジポジションから、どの図形の組合せでラフネスが悪化するかを検出できる。 Further, it is possible to detect which figure combination causes roughness deterioration from the edge position of the light shielding film pattern.
[第3の実施形態]
上記第1、第2の実施形態では、第1成形偏向器220に接続されたDACユニット132の最適セトリング時間を求める方法について説明したが、本実施形態ではショットサイズを制御する第2成形偏向器222に接続されたDACユニット134の最適セトリング時間を求める方法について説明する。
[Third Embodiment]
In the first and second embodiments, the method for obtaining the optimum settling time of the
本実施形態では、図13(a)に示すように、図形種を#1の矩形とし、サイズの異なる2つの矩形を組み合わせた第1パターン部610(評価対象パターン部)と、同じサイズの2つの矩形を組み合わせた第2パターン部620(基準パターン部)とを交互に配置・連結したライン状の評価パターン600Aを描画する。複数の第1パターン部610の描画では、ショット毎にショットサイズが変更される。図中、各図形に、ショット順にS1、S2、S3・・・という符号を付している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 13A, the first pattern portion 610 (evaluation target pattern portion) in which the figure type is a rectangle of # 1 and two rectangles having different sizes are combined and 2 of the same size are used. A line-shaped
例えば、高さ120nmの矩形をショットし、次に高さ130nmの矩形をショットして、1つ目の第1パターン部610を描画する。所定間隔を空けて複数の第1パターン部610を描画する。このとき、DACユニット134には評価対象のセトリング時間が設定されている。
For example, a rectangle having a height of 120 nm is shot, and then a rectangle having a height of 130 nm is shot to draw the first
次に、第1パターン部610間(及び図中右端の第1パターン部610の右側)に、高さ125nmの2つの矩形をショットして、第2パターン部620を描画する。これにより、サイズの異なる2つの矩形を組み合わせた第1パターン部610と、同じサイズの2つの矩形を組み合わせた第2パターン部620とを交互に配置・連結したライン状の評価パターン600Aが描画される。
Next, two rectangles with a height of 125 nm are shot between the first pattern portions 610 (and on the right side of the
さらに、図13(b)に示すように、図形種を#1の矩形とし、サイズの異なる2つの矩形を含む第3パターン部630(評価対象パターン部)と、1つの矩形からなる第4パターン部640(基準パターン部)とを交互に配置・連結したライン状の評価パターン600Bを描画する。図中、各図形に、ショット順にS1、S2、S3・・・という符号を付している。第3パターン部630の2つの矩形のうち一方は、第4パターン部640の矩形と同じサイズである。第3パターン部630の2つの矩形のうち他方は、一方の矩形の領域内に収まっている。
Further, as shown in FIG. 13B, the graphic type is the rectangle of # 1, the third pattern portion 630 (evaluation target pattern portion) including two rectangles having different sizes, and the fourth pattern composed of one rectangle. A line-shaped
例えば、高さ100nmの矩形(S1)をショットし、次にこの矩形(S1)に重なるように高さ250nmの矩形(S2)をショットして、1つ目の第3パターン部630を描画する。所定間隔を空けて複数の第3パターン部630を描画する。このとき、DACユニット134には評価対象のセトリング時間が設定されている。
For example, a rectangle (S1) with a height of 100 nm is shot, and then a rectangle (S2) with a height of 250 nm is shot so as to overlap the rectangle (S1), thereby drawing the first
次に、第3パターン部630間(及び図中右端の第3パターン部630の右側)に、高さ250nmの矩形をショットして、第4パターン部640を描画する。これにより、サイズの異なる2つの矩形を含む第3パターン部630と、1つの矩形からなる第4パターン部640とを交互に配置・連結したライン状の評価パターン600Bが描画される。
Next, a rectangle having a height of 250 nm is shot between the third pattern portions 630 (and on the right side of the
評価パターン600Aでは、第1パターン部610における2つの矩形のサイズの差は10nmであり、第2成形偏向器222の偏向量の変化は小さい。一方、評価パターン600Bでは、第3パターン部630における2つの矩形のサイズの差は150nmであり、第2成形偏向器222の偏向量の変化は大きい。
In the
このような評価パターン600A、600Bを、評価したいセトリング時間毎に描画する。セトリング時間が異なる複数の評価パターン600A、600Bが描画された基板を現像して、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして下層の遮光膜をエッチングし、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンのラフネスを測定し、ラフネスが所定値以下となる遮光膜パターンのセトリング時間のうち、最も短いセトリング時間を最適セトリング時間として算出することができる。
本実施形態では、1本の評価パターンにサイズの異なる図形を含むパターン部と、同じサイズの図形を組み合わせたパターン部(又は1つの矩形からなるパターン部)とが含まれているため、図形サイズ毎に評価パターンを描画する必要がなく、DACユニット134の最適セトリング時間を効率良く求めることができる。
In the present embodiment, since a pattern part including figures of different sizes in one evaluation pattern and a pattern part (or a pattern part made up of one rectangle) combining figures of the same size are included, the figure size There is no need to draw an evaluation pattern every time, and the optimum settling time of the
第1パターン部610及び第2パターン部620を構成する矩形は2個でなく、3個以上であってもよい。第1パターン部610を構成する複数の矩形はそれぞれサイズが異なり、第2パターン部620を構成する複数の矩形は同サイズとなる。
The number of rectangles constituting the
[第4の実施形態]
本実施形態では、TF40(図6参照)内のショット位置を制御する副副偏向器234に接続されたDACユニット138の最適セトリング時間を求める方法について説明する。
[Fourth Embodiment]
In the present embodiment, a method for obtaining the optimum settling time of the
本実施形態では、図14(a)に示すように、図形種を#1の矩形とし、同じサイズの矩形をマトリクス状に組み合わせ、DACユニット138に評価したいセトリング時間を設定して描画した第1パターン部710(評価対象パターン部)と、十分長いセトリング時間をDACユニット138に設定して描画した第2パターン部720(基準パターン部)とを交互に配置・連結したライン状の評価パターン700Aを形成する。図中、第1パターン部710及び第2パターン部720において、各図形に、ショット順にS1、S2、S3・・・という符号を付している。
In the present embodiment, as shown in FIG. 14A, the graphic type is a rectangle of # 1, the same size rectangles are combined in a matrix, and the settling time to be evaluated by the
第1パターン部710及び第2パターン部720では、1番目の矩形(S1)のショット後、y方向(図中上方向)に間隔を空けて、2番目の矩形(S2)をショットする。1番目の矩形と2番目の矩形との間に3番目及び4番目の矩形(S3、S4)をショットする。このようなy方向に並ぶ4個の矩形のショットを、x方向に位置をずらしながら行う。副副偏向器234が、各矩形のショット位置を変更する。
In the
図14(b)に示すように、評価パターン700Aよりも矩形1個あたりのサイズを大きくした評価パターン700Bをさらに描画してもよい。評価パターン700Bは、DACユニット138に評価したいセトリング時間を設定して描画した第3パターン部730と、十分長いセトリング時間をDACユニット138に設定して描画した第4パターン部740とを交互に配置・連結したライン状のパターンである。
As shown in FIG. 14B, an
例えば、第1パターン部710及び第2パターン部720では、1つの矩形の高さ(y方向の長さ)が100nmである。一方、第3パターン部730及び第2パターン部740では、1つの矩形の高さ(y方向の長さ)が150nmである。第2パターン部720及び第4パターン部740を描画する際にDACユニット138に設定されるセトリング時間は例えば400nsecである。
For example, in the
このような評価パターン700A、700Bを、評価したいセトリング時間毎に描画する。セトリング時間が異なる複数の評価パターン700A、700Bが描画された基板を現像して、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして下層の遮光膜をエッチングし、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンのラフネスを測定し、ラフネスが所定値以下となる遮光膜パターンのセトリング時間のうち、最も短いセトリング時間を最適セトリング時間として算出することができる。
同様の手法を用いることで、主偏向器232に接続されたDACユニット137の最適セトリング時間や、副偏向器230に接続されたDACユニット136の最適セトリング時間を算出することができる。
By using the same method, the optimal settling time of the
上述の第1〜第4の実施形態では、遮光膜パターンのラフネスを測定する例について説明したが、レジストパターンのラフネスを測定してもよい。 In the first to fourth embodiments described above, the example of measuring the roughness of the light shielding film pattern has been described. However, the roughness of the resist pattern may be measured.
また、パターンのラフネスはLERでなく、LWR(Line Width Roughness)でもよい。 The roughness of the pattern may be LWR (Line Width Roughness) instead of LER.
上記実施形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。 In the above embodiment, an electron beam is used. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to cases where other charged particle beams such as an ion beam are used.
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, constituent elements over different embodiments may be appropriately combined.
10 描画領域
20 ストライプ領域
30 サブフィールド
32 開口
34 可変成形開口
36 ショットビーム
40 アンダーサブフィールド
100 電子ビーム描画装置
101 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 ショットデータ生成部
114 メモリ
116 セトリング時間設定部
120 偏向制御回路
122 偏向量演算部
124 偏向信号生成部
126 メモリ
130,132,134,136,137,138 DACユニット
140 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 第1成形アパーチャ
204 投影レンズ
206 第2成形アパーチャ
207 対物レンズ
212 ブランカ
214 ブランキングアパーチャ
220 第1成形偏向器
222 第2成形偏向器
230 副偏向器
232 主偏向器
234 副副偏向器
DESCRIPTION OF
Claims (5)
評価対象パターン部及び基準パターン部が交互に複数配置されたライン状の評価パターンを描画する工程を、前記DACアンプのセトリング時間を可変にしながらセトリング時間毎に行って、複数の前記評価パターンを描画し、
前記複数の評価パターンのラフネスを測定し、
測定されたラフネスに基づいて前記DACアンプのセトリング時間を決定する荷電粒子ビーム描画装置の評価方法。 An evaluation method of a charged particle beam drawing apparatus for drawing a pattern on a substrate by deflecting a charged particle beam using a deflector controlled by a DAC amplifier,
A plurality of evaluation patterns are drawn by performing a step of drawing a line-like evaluation pattern in which a plurality of evaluation target pattern portions and reference pattern portions are alternately arranged for each settling time while varying the settling time of the DAC amplifier. And
Measuring the roughness of the plurality of evaluation patterns;
An evaluation method for a charged particle beam drawing apparatus, wherein a settling time of the DAC amplifier is determined based on measured roughness.
前記評価対象パターン部及び前記基準パターン部は、複数種の形状の図形を組み合わせたパターンであり、
前記評価対象パターン部を描画する際は、ショット毎にショット形状を変え、
前記基準パターン部を描画する際は、同じショット形状を連続してショットすることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子ビーム描画装置の評価方法。 The DAC amplifier is connected to a first shaping deflector that controls the shot shape,
The evaluation target pattern portion and the reference pattern portion are patterns combining a plurality of types of figures,
When drawing the evaluation target pattern portion, change the shot shape for each shot,
The charged particle beam drawing apparatus evaluation method according to claim 1, wherein when the reference pattern portion is drawn, the same shot shape is continuously shot.
前記評価対象パターン部は、複数のサイズの異なる矩形を組み合わせた矩形パターンであり、
前記評価対象パターン部を描画する際は、ショット毎にショットサイズを変え、
前記評価対象パターン部は、1個の矩形からなる矩形パターン、又は複数の同サイズの矩形を組み合わせた矩形パターンであり、
前記基準パターン部を描画する際は、同じショットサイズを連続してショットすることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子ビーム描画装置の評価方法。 The DAC amplifier is connected to a second deflector that controls a shot size;
The evaluation target pattern portion is a rectangular pattern in which a plurality of rectangles having different sizes are combined,
When drawing the evaluation target pattern portion, change the shot size for each shot,
The evaluation target pattern portion is a rectangular pattern composed of one rectangle, or a rectangular pattern combining a plurality of rectangles of the same size,
The charged particle beam drawing apparatus evaluation method according to claim 1, wherein when the reference pattern portion is drawn, the same shot size is shot continuously.
前記評価対象パターン部及び前記基準パターン部は、同サイズの複数の矩形を組み合わせたパターンであり、
前記評価対象パターン部を描画する際は、前記DACアンプに評価対象のセトリング時間を設定し、
前記基準パターン部を描画する際は、前記評価対象のセトリング時間より長いセトリング時間を設定することを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子ビーム描画装置の調整方法。 The DAC amplifier is connected to an objective deflector that controls the irradiation position of the charged particle beam on the substrate,
The evaluation object pattern part and the reference pattern part are a combination of a plurality of rectangles of the same size,
When drawing the evaluation target pattern part, set the settling time of the evaluation target in the DAC amplifier,
The charged particle beam drawing apparatus adjustment method according to claim 1, wherein when drawing the reference pattern portion, a settling time longer than the settling time of the evaluation target is set.
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JP2020088276A (en) * | 2018-11-29 | 2020-06-04 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Settling time acquisition method and multi charged particle beam drawing method |
-
2017
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