JP4987554B2 - 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents
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Description
可変成形型電子線(EB:Electron beam)描画装置は、以下のように動作する。まず、第1のアパーチャ410には、電子線330を成形するための矩形例えば長方形の開口411が形成されている。また、第2のアパーチャ420には、開口411を通過した電子線330を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口421が形成されている。荷電粒子ソース430から照射され、開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口421の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料に照射される。ステージは、描画中、所定の一方向(例えば、X方向とする)に連続的に移動している。このように、開口411と可変成形開口421との両方を通過できる矩形形状が、試料340の描画領域に描画される。開口411と可変成形開口421との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
北海道大学 本間利久他"「数値電磁力学」基礎と応用",日本シミュレーション学会/編,2002年6月
荷電粒子ビームを照射する照射部と、
荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
試料を載置して連続移動するステージと、
荷電粒子ビームを試料上に焦点合わせを行なう対物レンズと、
対物レンズに起因する第1の磁場と、第1の磁場とステージの移動とによって生じる渦電流によって生じる第2の磁場とに基づく試料面上での荷電粒子ビームの位置ずれを補正する補正量を計算する補正量計算部と、
補正量を用いて試料面での位置ずれを補正した補正位置を計算する補正位置計算部と、
補正位置に荷電粒子ビームが偏向されるように偏向器を制御する偏向制御部と、
前記試料面上の複数の位置で求めた、前記ステージ速度を因数として前記補正量を近似した近似式の係数を前記複数の位置と関連させて定義した相関マップを記憶する記憶部と、
描画の進行に合わせてリアルタイムで前記記憶部から相関マップを読み出し、前記試料面上での座標(i,j)における各係数(A i,j ,B i,j ,C i,j ,D i,j )を取得するマップ係数取得部と、
描画中に描画の進行に合わせてリアルタイムで前記ステージ速度として、x方向のステージ速度V x とy方向のステージ速度V y を計算する速度計算部と、
を備え、
前記補正量計算部は、前記記憶部に記憶された相関マップの前記係数(A i,j ,B i,j ,C i,j ,D i,j )を用いて、前記速度計算部で計算された前記ステージ速度(V x ,V y )を因数として、描画の進行に合わせてリアルタイムで以下の式(6−1)及び式(6−2)により前記補正量(ΔX,ΔY)を計算することを特徴とする。
(6−1) ΔX=A i,j ・V x +C i,j ・V y
(6−2) ΔY=B i,j ・V x +D i,j ・V y
ステージ速度を計算する速度計算部と、
をさらに備え、
補正量計算部は、記憶部に記憶された係数を用いて、速度計算部で計算されたステージ速度を因数として前記補正量を計算するようにすると好適である。
試料が載置されたステージを連続移動させながら対物レンズで焦点調整された荷電粒子ビームを用いて試料にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法において、
ステージ上の描画空間をメッシュ状の複数の小空間に仮想分割する工程と、
対物レンズに起因する第1の磁場とステージの移動とによって生じる渦電流を小空間毎に計算する工程と、
渦電流によって生じる第2の磁場を小空間毎に計算する工程と、
第1と第2の磁場を合成する工程と、
第1と第2の磁場が合成された第3の磁場に基づく荷電粒子の位置ずれ量を小空間毎に計算する工程と、
小空間毎の荷電粒子の位置ずれ量に基づいて、試料面での位置ずれを補正する補正量を計算する工程と、
補正量を用いて試料面での位置ずれを補正した位置に前記荷電粒子ビームを照射して、試料面上に所定のパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
荷電粒子ビームを試料上に焦点合わせを行なう対物レンズに起因する第1の磁場と、第1の磁場と試料を載置するステージの移動とによって生じる渦電流によって生じる第2の磁場とに基づく試料面上での前記荷電粒子ビームの位置ずれを補正する補正量を計算する工程と、
補正量を用いて試料面での位置ずれを補正した補正位置を計算する工程と、
補正位置に荷電粒子ビームを照射して、試料面上に所定のパターンを描画する工程と、
前記試料面上の複数の位置で求めた、前記ステージ速度を因数として前記補正量を近似した近似式の係数を前記複数の位置と関連させて定義した相関マップを記憶する記憶部から、描画の進行に合わせてリアルタイムで前記相関マップを読み出し、前記試料面上での座標(i,j)における各係数(A i,j ,B i,j ,C i,j ,D i,j )を取得する工程と、
描画中に描画の進行に合わせてリアルタイムで前記ステージ速度として、x方向のステージ速度V x とy方向のステージ速度V y を計算する工程と、
を備え、
前記記憶部に記憶された相関マップの前記係数(A i,j ,B i,j ,C i,j ,D i,j )を用いて、前記速度計算部で計算された前記ステージ速度(V x ,V y )を因数として、描画の進行に合わせてリアルタイムで以下の式(6−1)及び式(6−2)により前記補正量(ΔX,ΔY)は計算されることを特徴とする。
(6−1) ΔX=A i,j ・V x +C i,j ・V y
(6−2) ΔY=B i,j ・V x +D i,j ・V y
図1は、実施の形態1における描画装置の構成を示す概念図である。
図1において、描画装置100は、描画部150と制御部160を備えている。描画装置100は、荷電粒子ビーム描画装置の一例となる。そして、描画装置100は、試料101に所望するパターンを描画する。制御部160は、偏向制御回路110、レーザ測長計112、デジタルアナログ変換器(DAC)114、増幅器(アンプ)116、磁気ディスク装置118、制御計算機120、及びメモリ132を備えている。描画部150は、電子鏡筒102、描画室103を有している。電子鏡筒102内には、電子銃201、照明レンズ202、第1のアパーチャ203、投影レンズ204、偏向器205、第2のアパーチャ206、対物レンズ207、副偏向器212、及び主偏向器214が配置されている。また、描画室103内には、移動可能に配置されたXYステージ105が配置されている。また、XYステージ105上には、試料101とミラー109が配置されている。試料101として、例えば、ウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。また、磁気ディスク装置118には、相関マップ134が格納されている。また、制御計算機120内では、マップ係数取得部122、速度計算部124、補正量計算部126、オフセット部128、及び描画データ処理部130といった機能の処理が実行される。ここで、図1では、実施の形態1を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
試料101に描画する場合には、XYステージ105を例えばX方向に連続移動させながら、描画(露光)面を電子ビーム200が偏向可能な短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割された試料101の1つのストライプ領域上を電子ビーム200が照射する。XYステージ105のX方向の移動は、連続移動とし、同時に電子ビーム200のショット位置もステージ移動に追従させる。連続移動させることで描画時間を短縮させることができる。そして、1つのストライプ領域を描画し終わったら、XYステージ105をY方向にステップ送りしてX方向(今度は逆向き)に次のストライプ領域の描画動作を行なう。各ストライプ領域の描画動作を蛇行させるように進めることでXYステージ105の移動時間を短縮することができる。
描画装置100内では、対物レンズ207等の電子レンズの磁場10の一部がXYステージ105上に漏れている場合、XYステージ105が速度Vで移動することによりXYステージ105上の導電性部品210に渦電流(eddy current)20が生じる。そして、XYステージ105上に渦電流20が発生すると、かかる渦電流20による磁場30がXYステージ105上に発生する。この磁場10,30の影響を受けて、電子ビーム200中の電子の軌道にずれが生じることになる。
磁場10,30が生じていない場合、すなわち、渦電流20が生じていない場合には、試料101にパターン40が一列に並ぶ。しかしながら、照射される電子ビーム200は、磁場10の磁束密度B1と磁場30の磁束密度B2とによって曲げられてしまう。そのため、それによって描画されるパターンは、パターン50のように位置ずれを生じることになる。実施の形態1では、この位置ずれを補正するように描画する。
図5において、実施の形態1における描画方法は、まず、描画前の準備段階として、メッシュ空間分割工程(S102)と、渦電流計算工程(S104)と、磁場計算工程(S106)と、磁場合成工程(S108)と、ずれ量計算工程(S110)と、補正量計算工程(S112)と、マップ作成工程(S114)という一連の工程を実施する。そして、描画方法は、描画段階として、位置測長工程(S202)と、係数取得工程(S204)と、ステージ速度計算工程(S206)と、補正量計算工程(S208)と、オフセット工程(S210)と、描画工程(S212)という一連の工程を実施する。
S202において、位置測長工程として、レーザ測長計112は、描画中に描画の進行に合わせてリアルタイムでミラー109に照射したレーザの反射光を受光して、XYステージ105の位置(X,Y)を測長する。
20 渦電流
40,50 パターン
100 描画装置
101,340 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 偏向制御回路
112 レーザ測長計
114 DAC
116 アンプ
118 磁気ディスク装置
120 制御計算機
122 マップ係数取得部
124 速度計算部
126 補正量計算部
128 オフセット部
130 描画データ処理部
132 メモリ
134 相関マップ
150 描画部
160 制御部
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203,410 第1のアパーチャ
204 投影レンズ
205 偏向器
206,420 第2のアパーチャ
207 対物レンズ
209 ミラー
210 導電性部品
212 副偏向器
214 主偏向器
330 電子線
411 開口
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
Claims (3)
- 荷電粒子ビームを照射する照射部と、
前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
試料を載置して連続移動するステージと、
前記荷電粒子ビームを前記試料上に焦点合わせを行なう対物レンズと、
前記対物レンズに起因する第1の磁場と、前記第1の磁場と前記ステージの移動とによって生じる渦電流によって生じる第2の磁場とに基づく前記試料面上での前記荷電粒子ビームの位置ずれを補正する補正量を計算する補正量計算部と、
前記補正量を用いて前記試料面での位置ずれを補正した補正位置を計算する補正位置計算部と、
前記補正位置に前記荷電粒子ビームが偏向されるように前記偏向器を制御する偏向制御部と、
前記試料面上の複数の位置で求めた、前記ステージ速度を因数として前記補正量を近似した近似式の係数を前記複数の位置と関連させて定義した相関マップを記憶する記憶部と、
描画の進行に合わせてリアルタイムで前記記憶部から相関マップを読み出し、前記試料面上での座標(i,j)における各係数(A i,j ,B i,j ,C i,j ,D i,j )を取得するマップ係数取得部と、
描画中に描画の進行に合わせてリアルタイムで前記ステージ速度として、x方向のステージ速度V x とy方向のステージ速度V y を計算する速度計算部と、
を備え、
前記補正量計算部は、前記記憶部に記憶された相関マップの前記係数(A i,j ,B i,j ,C i,j ,D i,j )を用いて、前記速度計算部で計算された前記ステージ速度(V x ,V y )を因数として、描画の進行に合わせてリアルタイムで以下の式(6−1)及び式(6−2)により前記補正量(ΔX,ΔY)を計算することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
(6−1) ΔX=A i,j ・V x +C i,j ・V y
(6−2) ΔY=B i,j ・V x +D i,j ・V y - 荷電粒子ビームを試料上に焦点合わせを行なう対物レンズに起因する第1の磁場と、前記第1の磁場と前記試料を載置するステージの移動とによって生じる渦電流によって生じる第2の磁場とに基づく前記試料面上での前記荷電粒子ビームの位置ずれを補正する補正量を計算する工程と、
前記補正量を用いて前記試料面での位置ずれを補正した補正位置を計算する工程と、
前記補正位置に前記荷電粒子ビームを照射して、前記試料面上に所定のパターンを描画する工程と、
前記試料面上の複数の位置で求めた、前記ステージ速度を因数として前記補正量を近似した近似式の係数を前記複数の位置と関連させて定義した相関マップを記憶する記憶部から、描画の進行に合わせてリアルタイムで前記相関マップを読み出し、前記試料面上での座標(i,j)における各係数(A i,j ,B i,j ,C i,j ,D i,j )を取得する工程と、
描画中に描画の進行に合わせてリアルタイムで前記ステージ速度として、x方向のステージ速度V x とy方向のステージ速度V y を計算する工程と、
を備え、
前記記憶部に記憶された相関マップの前記係数(A i,j ,B i,j ,C i,j ,D i,j )を用いて、前記速度計算部で計算された前記ステージ速度(V x ,V y )を因数として、描画の進行に合わせてリアルタイムで以下の式(6−1)及び式(6−2)により前記補正量(ΔX,ΔY)は計算されることを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
(6−1) ΔX=A i,j ・V x +C i,j ・V y
(6−2) ΔY=B i,j ・V x +D i,j ・V y - 前記ステージ上の描画空間をメッシュ状の複数の小空間に仮想分割する工程と、
前記対物レンズに起因する第1の磁場と前記ステージの移動とによって生じる渦電流を前記小空間毎に計算する工程と、
前記渦電流によって生じる第2の磁場を前記小空間毎に計算する工程と、
前記第1と第2の磁場を合成する工程と、
前記第1と第2の磁場が合成された第3の磁場に基づく荷電粒子の位置ずれ量を前記小空間毎に計算する工程と、
をさらに備え、
前記補正量は、前記小空間毎の荷電粒子の位置ずれ量に基づいて、計算されることを特徴とする請求項2記載の荷電粒子ビーム描画方法。
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