JP3689097B2 - 荷電ビーム描画装置及び描画方法 - Google Patents
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Description
上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
上記の(1)の構成であれば、各々の荷電ビーム光学系でマーク位置検出を行った後に、隣接する荷電ビーム光学系の基準マークを用いてマーク位置検出を行い、これにより隣接する荷電ビーム光学系の描画領域との相対的な位置関係を測定し、実際の描画では描画位置を補正して描画を行うことにより、つなぎ精度が改善し、高精度な描画を行うことが可能となる。
図1は、本発明の参考例に係わるマルチビーム方式電子ビーム描画装置における1つの電子ビーム光学系を示す図である。この電子ビーム光学系は、電子銃1、ビームブランキング系3,4、ビーム偏向系5a,5b、ビーム調整用レンズ系2a,2b,2c、反射電子検出器6からなっている。
図3は、本参考例で用いたマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の概略構成を示す図である。図中13は電子ビーム光学系、図中14は試料、15は試料室、16はステージ、17は基準マーク、18は制御回路、19は制御計算機、50はステージ測長系である。
本参考例においては、各電子ビーム光学系の反射電子検出器6に、図5のようにコリメータ23を設けた。本参考例におけるコリメータ23は、参考例1−1と同様に筒状をしているが、個々の反射電子検出器6にではなく、1つの電子ビーム光学系を囲むように設けた。ここでは、このマルチビーム方式の電子ビーム描画装置で、Si基板上に形成された下地パターンに対する位置合わせを行った。
本参考例においては、各電子ビーム光学系の反射電子検出器に、図7に示すように穴の開いた遮蔽板31をコリメータとして用いた。そして、このコリメータ31を、図8に示すように、試料と電子ビーム光学系の間に設置した。なお、図7中の28は電子ビームの通過穴、29は反射電子検出器のための開口部、30は電子ビーム光学系の描画領域を示している。
次に、本発明の第1の実施形態について図9のフローチャートを参照して説明する。ここでは、説明を簡単にするために、図10,11に示すように、電子ビーム源を8×8の計64個のアレイとした電子ビーム描画装置について、説明する。
本実施形態で用いたマルチビーム描画装置の概略構成は前記図3に示す通りである。本装置の加速電圧は10kVである。また、描画可能範囲は80mm角であり、10mmピッチで8×8個、計64個の電子ビーム光学系を配置されている。ビーム偏向系は静電偏向による主副・2段構成であり、それぞれの偏向領域の大きさは主偏向は500μm、副偏向は100μmである。各電子ビームの描画領域は電子銃を中心とした±5mmであり、この描画領域を400個の主偏向領域で描画することになる。
本実施形態においては、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置で、Si基板上に形成された下地パターンに対する位置合わせを行った。
本実施形態においては、電子光学系のグループ化を計算機上のシミュレーションによって、行った。実際のデバイス作成においては、試料としてGaAs基板や、Wなどの重金属が成膜されたものが考えられる。計算機によって、電子ビーム光学系のグループ化を行えば、多種多様な基板について、基板が変わる度にグループ化を行う必要がない。
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは、説明を簡単にするために、電子ビーム源を3×3の計9個のアレイとした電子ビーム描画装置について説明する。このとき、各電子ビーム光学系には、図14に示すように、各電子ビーム光学系に対応した基準マークが設けられている。図中の7は電子ビーム、10はマーク、13は電子光学系、52は1個の電子光学系による描画領域である。
1行目( 0,0) ( 0,0) (0, 0)
2行目( 1,0) (−1,0) (0, 0)
3行目( 0,1) ( 0,1) (1,−1) (×100μm)
次に、図16のように、X方向についてもステージを動かし、行間と同様に、列間のマーク位置ずれ測定を行う。ここで、1列目の各電子ビーム光学系を基準として、1行目の基準マークの位置ずれが以下のように表わせたとする。
1行目( 0,0) ( 1,0) (0,−1) (×100μm)
この値を、1回目の測定結果に足しあわせれば、図中1行目,1列目の基準マークを原点とした、各基準マークの相対的位置を求めることができる。
1行目( 0,0) ( 1,0) (0,−1)
2行目( 1,0) ( 0,0) (0,−1)
3行目( 0,1) ( 1,1) (1,−2) (×100μm)
この結果を基に、描画領域の位置補正を行えば、各電子ビーム光学系の基準マークが異なることによる描画領域境界でのパターンの位置ずれを低減することができる。上記の例では、基準マークの相対的な位置ずれが0となるようにするには、以下のように描画位置の補正を行えばよい。
1行目( 0, 0) (−1, 0) ( 0,1)
2行目(−1, 0) ( 0, 0) ( 0,1)
3行目( 0,−1) (−1,−1) (−1,2) (×100μm)
この描画位置の補正は、各電子ビーム光学系において、ビーム偏向量を変えることによって行う。この結果、補正された描画位置は、図17中の56に示すように、隣接する電子ビーム光学系の描画領域と重なり合うことなく、調整することができる。なお、図中の55は補正前の描画位置、56は補正後の描画位置である。
本実施形態で用いたマルチビーム描画装置の概略構成は前記図3に示す通りである。各電子ビーム光学系の構成は前記図26と同様である。
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。各々の電子ビーム光学系は図24のように、隣合う電子ビーム光学系の描画領域と重なる範囲を描画領域とする。その際、2領域が重なった部分は2分の1、4領域が重なった部分は4分の1の照射量で描画するよう照射量補正を行う。これらの工程により描画精度を向上させることが可能となる。
本実施形態で用いたマルチビーム描画装置の概略構成は前記図3に示す通りである。本描画装置は、各電子ビーム源が各々の描画領域の左上端にあるときを基準位置とする。
2a,2b,2c…ビーム調整用レンズ系
3…ブランキング用偏向器
4…ブランキングアパーチャ
5a,5b…ビーム偏向系
6…反射電子検出器
7…電子ビーム
8…対応するマークからの反射電子
9…他のマークからの反射電子
10…基準マーク
11,23…コリメータ
13…電子ビーム光学系
14…試料
15…試料室
16…ステージ
17…基準マーク
18…制御回路
19…制御計算機
24…チップアライメントマーク
25…チップ
26…ウェハ
27…ウェハアライメントマーク
28…電子ビームの通過穴
29…反射電子のための開口部
30…描画領域
31…遮蔽板(コリメータ)
Claims (4)
- 複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置において、
複数の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群と、前記試料台上の移動により基準マーク群を移動する手段と、移動した基準マークに荷電ビームを走査し、各基準マークの位置を測定する手段と、測定された各基準マークの相対的な位置関係を記憶する手段と、記憶された各基準マークの相対的な位置関係に基づき各荷電ビームの描画領域の位置を補正する手段と、補正された描画位置に基づいて描画を行う手段とを具備してなることを特徴とする荷電ビーム描画装置。 - 複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置であって、各々の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群を用いて描画位置の補正を行う荷電ビーム描画方法において、
複数の荷電ビーム光学系でマーク位置検出を行う工程と、隣接する荷電ビーム光学系の基準マークを用いてマーク位置検出を行う工程と、基準マーク群の相対的な位置関係を計算する工程と、該計算結果に基づき、各荷電ビーム光学系の描画領域の位置を補正する工程と、該補正された描画位置に描画を行う工程とを含むことを特徴とする荷電ビーム描画方法。 - 複数の荷電ビーム源を用いて描画を行うマルチビーム方式の荷電ビーム描画方法において、
各々の荷電ビーム光学系に対して、試料上に設けられた基準マークを用いて予め各ビーム光学系の偏向歪みを調整する工程と、
前記偏向歪みが調整された各ビーム光学系のうち、隣接するビーム光学系の偏向境界領域が互いに重なり領域を持つよう描画する工程と、
を含むことを特徴とする荷電ビーム描画方法。 - 前記重なり領域の照射量補正を行うことを特徴とする請求項3記載の荷電ビーム描画方法。
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