JP5209200B2 - 荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents
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Description
可変成形型電子線描画装置(EB(Electron beam)描画装置)では、以下のように動作する。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340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)に連続的に移動する。すなわち、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、連続的に移動するステージ上に搭載された試料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。
描画領域を描画するためのパターンデータを入力する入力工程と、
上述したパターンデータに基づいて、パターンデータを描画するための総描画時間を予測する予測工程と、
描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間と基準照射量との第1の相関関係を用いて、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後での基準照射量を取得する基準照射量取得工程と、
描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間とかぶり効果補正係数との第2の相関関係を用いて、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのかぶり効果補正係数を取得するかぶり効果補正係数取得工程と、
任意時間後での基準照射量とかぶり効果補正係数とを用いて、総描画時間内の描画開始からの任意時間後での照射量を計算する照射量計算工程と、
照射量に合わせて、荷電粒子ビームを用いて描画領域の任意位置を描画する描画工程と、
を備えたことを特徴とする。
描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間と基準照射量との第1の相関情報と、描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間とかぶり効果補正係数との第2の相関情報とを記憶装置に記憶する記憶処理と、
描画領域を描画するためのパターンデータを入力する入力処理と、
パターンデータに基づいて、パターンデータを描画するための総描画時間を計算する時間計算処理と、
記憶装置から第1の相関情報を読み出し、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後での基準照射量を取得する基準照射量取得処理と、
記憶装置から第2の相関情報を読み出し、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのかぶり効果補正係数を取得するかぶり効果補正係数取得処理と、
任意時間後での基準照射量とかぶり効果補正係数とを用いて、任意時間後での照射量を計算し、出力する照射量計算処理と、
を備えればよい。
描画領域を描画するためのパターンデータに基づいて、荷電粒子ビームを用いて前記パターンデータを描画するための総描画時間を予測する描画時間予測部と、
描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間と基準照射量との第1の相関関係を用いて、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後での基準照射量を取得する基準照射量取得部と、
描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間と近接効果補正係数との第2の相関関係を用いて、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのかぶり効果補正係数を取得するかぶり効果補正係数取得部と、
任意時間後での基準照射量とかぶり効果補正係数とを用いて、総描画時間内の描画開始からの任意時間後での照射量を計算する照射量計算部と、
計算された照射量に基づいて、描画領域の各位置における荷電粒子ビームの照射時間を計算する照射時間計算部と、
照射時間に合わせて、荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
偏向器により偏向された荷電粒子ビームを遮蔽するアパーチャと、
を備えたことを特徴とする。
描画領域を描画するためのパターンデータに基づいて、パターンデータを描画するための総描画時間を予測する予測工程と、
描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間とローディング効果補正係数との相関関係を用いて、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのローディング効果補正係数を取得するローディング効果補正係数取得工程と、
任意時間後でのローディング効果補正係数を用いて、総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのローディング効果に伴う寸法変動量を計算する寸法変動量計算工程と、
寸法変動量に基づいて、総描画時間内の描画開始からの任意時間後での照射量を取得する照射量取得工程と、
前記照射量に合わせて、荷電粒子ビームを用いて前記描画領域の任意位置を描画する描画工程と、
を備えたことを特徴とする。
描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間とローディング効果補正係数との相関情報を記憶装置に記憶する記憶処理と、
描画領域を描画するためのパターンデータを入力する入力処理と、
パターンデータに基づいて、パターンデータを描画するための総描画時間を計算する時間計算処理と、
記憶装置から相関情報を読み出し、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのローディング効果補正係数を取得するローディング効果補正係数取得処理と、
任意時間後でのローディング効果補正係数を用いて、総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのローディング効果に伴う寸法変動量を計算する寸法変動量計算処理と、
寸法変動量に基づいて、任意時間後での照射量を取得し、出力する照射量計算処理と、
を備えればよい。
描画領域を描画するためのパターンデータに基づいて、荷電粒子ビームを用いて前記パターンデータを描画するための総描画時間を予測する描画時間予測部と、
描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間とローディング効果補正係数との相関関係を用いて、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのローディング効果補正係数を取得するローディング効果補正係数取得部と、
任意時間後でのローディング効果補正係数を用いて、総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのローディング効果に伴う寸法変動量を計算する寸法変動量計算工程と、
寸法変動量に基づいて、総描画時間内の描画開始からの任意時間後での照射量を計算する照射量計算部と、
計算された照射量に基づいて、描画領域の各位置における荷電粒子ビームの照射時間を取得する照射時間取得部と、
照射時間に合わせて、荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
偏向器により偏向された荷電粒子ビームを遮蔽するアパーチャと、
を備えたことを特徴とする。
描画領域を描画するためのパターンデータに基づいて、前記パターンデータを描画するための総描画時間を予測する予測工程と、
描画開始時刻からの時間と予測された総描画時間とローディング効果補正係数との相関関係を用いて、パターンデータを描画する場合における総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのローディング効果補正係数を取得するローディング効果補正係数取得工程と、
任意時間後でのローディング効果補正係数を用いて、総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのローディング効果に伴う寸法変動量を計算する寸法変動量計算工程と、
寸法変動量に基づいて、予定される描画開始からの時間に沿って前記パターンデータをリサイズするリサイズ工程と、
リサイズされたパターンデータを出力する出力工程と、
を備えたことを特徴とする。
実施の形態1では、かぶりに起因した寸法変動量を照射量で補正する構成について説明する。
図1は、実施の形態1における電子ビーム描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
図1において、電子ビーム描画方法は、パターンデータ入力工程(S102)と、描画時間の予測工程(S104)と、基準照射量D0(t)、かぶり効果補正係数θF(t)取得工程(S108)と、照射量計算工程(S110)と、照射時間計算工程(S112)と、描画工程(S114)という一連の工程を実施する。
図2において、荷電粒子線描画装置の一例となるEB描画装置100は、描画部と制御部を備えている。描画部では、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、ブランキング偏向器205、ブランキングアパーチャ206を有している。描画室103内には、XYステージ105を有している。XYステージ105上には、描画対象となるマスク等の試料101が載置されている。制御部では、制御計算機110と、記憶装置の一例となるメモリ130、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置146、偏向制御回路140を備えている。制御計算機110内では、基準照射量取得部112、かぶり効果補正係数取得部114、照射量計算部116、照射時間計算部118、描画データ処理部120といった各機能を有している。制御計算機110には、パターンデータ150が入力される。また、磁気ディスク装置146には、基準照射量D0とCDとの相関情報142と、かぶり効果補正係数θFとCDとの相関情報144と、係数パラメータ145とが格納されている。図2では、本実施の形態1を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。EB描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。また、図2では、コンピュータの一例となる制御計算機110で、基準照射量取得部112、かぶり効果補正係数取得部114、照射量計算部116、照射時間計算部118、描画データ処理部120といった各機能の処理を実行するように記載しているがこれに限るものではない。電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。
図3は、実施の形態1における事前実験用の基板の一例を示す図である。
図3において、EB描画装置100を用いて、1μmのライン&スペースパターン10を基板300に描画する。その際、パターン10の周辺のパターン面積密度が0%になるようにしたチップ15、50%になるようにしたチップ20、及び100%になるようにしたチップ30の3種類のチップ群を描画する。各チップはいずれも同じ大きさで、例えば、4cm角の大きさにする。このチップ群を複数段描画する。描画方法としては、各チップ群をEB描画装置100が描画開始時刻をずらして描画する。図3では、まず、上段のチップ群から下方に向かって1→2→3の順で描画する。例えば、同じ面積密度のチップが1時間ごとに描画されるように描画していく。例えば、1段目のチップ30が描画された後、1時間後に2段目のチップ30が描画されるようにする。そして、2段目のチップ30が描画された後、1時間後に3段目のチップ30が描画されるようにする。同様に、1段目のチップ20が描画された後、1時間後に2段目のチップ20が描画されるようにする。そして、2段目のチップ20が描画された後、1時間後に3段目のチップ20が描画されるようにする。同様に、1段目のチップ15が描画された後、1時間後に2段目のチップ15が描画されるようにする。そして、2段目のチップ15が描画された後、1時間後に3段目のチップ15が描画されるようにする。これらを描画するにあたって、基板300には、例えば石英等の透明ガラス基板に遮光層となるクロム(Cr)膜を形成し、Cr膜上に化学増幅型レジスト膜を形成したものを用意する。そして、測定点を多くとるために、同様の基板300を複数枚用意しておく。そして、前の基板300の最終段のチップが描画された後、1時間後に次の基板300の1段目のチップが描画されるようにすると好適である。
図4に示すように、電子ビーム描画後の放置時間Tによってパターン面積密度が0%、50%、100%共に所定の傾きをもってCDが変動していることがわかる。ここでは、一例として、パターン線幅寸法CDは、チップの放置時間Tに1次比例しているグラフを示している。レジスト特性により最適な関係を選べばよい。ここで、以下、各チップを描画している時間は、十分短く無視できるものとして説明する。よって、あるチップの描画後の放置時間は、当該チップの描画開始時刻からの時間として説明する。そして、ここでは、一例として、各パターン面積密度のチップでも10時間後にCDが7nm小さくなっている。CDは、パターン10の線幅を測定する。ここでは、かぶり補正等を行なっていないため、パターン面積密度の違いによってCDが変動している。
式(1)〜(3)に従って電子ビーム200の照射量を補正することによってパターン面積密度の違いによるCD変動は補正される。しかしながら、図5に示すように、描画後の放置時間Tによって所定の傾きをもってCDが変動していることがわかる。ここでも、一例として、一次比例で近似することができる。そして、ここでも、一例として、10時間後にCDが7nm小さくなっている。
図6は、実施の形態1におけるパターン線幅寸法CDと基準照射量D0との相関関係、およびパターン線幅寸法CDとかぶり効果補正係数θFとの相関関係を示すグラフの一例を示す図である。
図6に示すように基準照射量D0は、パターン線幅寸法CDを変数とした関数D0(CD)で定義することができる。ここでは、一例として、基準照射量D0がパターン線幅寸法CDに比例しているグラフを示している。この相関情報F(CD)142を磁気ディスク装置146に格納しておく。同様に、かぶり効果補正係数θFは、パターン線幅寸法CDを変数とした関数θF(CD)で定義することができる。ここでは、一例として、かぶり効果補正係数θFがパターン線幅寸法CDに比例しているグラフを示している。そして、この相関情報G(CD)144を磁気ディスク装置146に格納しておく。
描画開始時刻からの時間をtとする。そして、描画開始時刻からすべてのチップ群を描画し終わるまでの時間(描画時間)をtwとする。このとき放置時間Tは、描画時間twから時間tを差し引いた差分値(T=tw―t)となる。そして、描画後の放置時間の経過と共にCDが減少していく現象を補正するためには、それに見合っただけ描画時にCDの寸法が大きくなるように変えてやればよい。例えば、図5の例では、10時間後にCDが7nm減少するので、描画後の放置時間が10時間となるチップを描画する際にはCDが最終的に所望する大きさより7nm大きくなるように描画時に照射量を補正すればよい。そこで、D0(t)=D0{CD(t)}で定義し、θF(t)=θF{CD(t)}で定義した場合、図7に示すような相関関係のグラフを得ることができる。放置時間による寸法変動を補正するための基準照射量D0の時間変化D0(t)は、以下の式(5)で近似することができる。
基準照射量D0(t)とかぶり効果補正係数θF(t)を時間により変化させることで図8に示すように線幅均一性を向上させることができた。このように、かぶりに起因した寸法変動について放置時間を考慮した補正を行なうことができる。
実施の形態2では、ローディング効果に起因した寸法変動量を照射量で補正する構成について説明する。
図9は、実施の形態2における電子ビーム描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
図9において、電子ビーム描画方法は、パターンデータ入力工程(S202)と、描画時間の予測工程(S204)と、ローディング効果補正係数θL(t)取得工程(S206)と、ローディング効果に伴う寸法変動量Δl(x,y)計算工程(S208)と、照射量取得工程(S210)と、照射時間計算工程(S212)と、描画工程(S214)という一連の工程を実施する。
図10において、EB描画装置100は、磁気ディスク装置146の代わりに磁気ディスク装置246を備えている。そして、制御計算機110内に備えた機能が異なっている。これら以外の構成は、実施の形態1と同様である。図10において、制御計算機110内では、ローディング効果補正係数取得部214、寸法変動量Δl(x,y)計算部215、照射量取得部216、照射時間計算部118、描画データ処理部120といった各機能を有している。また、磁気ディスク装置246には、CDと照射量Dとの相関情報242と、ローディング効果補正係数θLとCDとの相関情報244と、係数パラメータ245とが格納されている。図10では、本実施の形態2を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。EB描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。また、図10では、コンピュータの一例となる制御計算機110で、ローディング効果補正係数取得部214、寸法変動量Δl(x,y)計算部215、照射量取得部216、照射時間計算部118、描画データ処理部120といった各機能の処理を実行するように記載しているがこれに限るものではない。電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。
式(7)に従って、寸法変動量Δl(x,y)を予める。そして、その分をリサイズすることで補正するか、或いはその分を描画時の照射量によって補正するかによってパターン面積密度の違いによるCD変動は補正される。しかしながら、図11に示すように、描画後の放置時間Tによって所定の傾きをもってCDが変動していることがわかる。ここでも、一例として、一次比例で近似することができる。
図12は、実施の形態2におけるパターン線幅寸法CDとローディング効果補正係数θLとの相関関係を示すグラフの一例を示す図である。
図12に示すように、ローディング効果補正係数θLは、パターン線幅寸法CDを変数とした関数θL(CD)で定義することができる。ここでは、一例として、ローディング効果補正係数θLがパターン線幅寸法CDに比例しているグラフを示している。そして、この相関情報G(CD)244を磁気ディスク装置246に格納しておく。
描画開始時刻からの時間をtとする。このとき放置時間Tは、実施の形態1と同様、総描画時間twから時間tを差し引いた差分値(T=tw―t)となる。そして、例えば、描画後の放置時間の経過と共にCDが減少していく現象を補正するためには、それに見合っただけ描画時にCDの寸法が大きくなるように変えてやればよい。そこで、θL(t)=θL{CD(t)}で定義した場合、図13に示すような相関関係のグラフを得ることができる。放置時間による寸法変動を補正するためのローディング効果補正係数θLの時間変化θL(t)は、以下の式(9)で近似することができる。θL(t=w)は、放置時間が無い場合の値を示している。
補正すべき寸法変動量Δl(x,y)が得られれば、所望するCDに寸法変動量Δl(x,y)を加算することで、補正後の描画すべきCDの値を得ることができる。そして、図14に示すように、照射量Dは、パターン線幅寸法CDを変数とした関数D(CD)で定義することができる。ここでは、一例として、照射量Dがパターン線幅寸法CDに比例しているグラフを示している。そして、この相関情報D(CD)242を磁気ディスク装置246に格納しておく。
ローディング効果補正係数θL(t)を時間により変化させることで図15に示すように線幅均一性を向上させることができた。このように、ローディング効果に起因した寸法変動について放置時間を考慮した補正を行なうことができる。
実施の形態2では、EB描画装置100で描画する際の照射量D(x,y)を補正することでローディング効果による寸法変動を補正する場合について説明した。実施の形態3では、EB描画装置100に入力する前のパターンデータを予め補正する場合について説明する。
図16において、リサイズ方法は、パターンデータ入力工程(S302)と、描画時間の予測工程(S304)と、ローディング効果補正係数θL(t)取得工程(S306)と、ローディング効果に伴う寸法変動量Δl(x,y)計算工程(S308)と、リサイズ工程(S310)と、パターンデータ出力工程(S312)という一連の工程を実施する。
図17において、データ変換装置500は、制御計算機550とメモリ520と磁気ディスク装置510を備えている。データ変換装置500は、リサイズ装置の一例となる。また、メモリ520と磁気ディスク装置510は、記憶装置の一例となる。そして、制御計算機550内では、描画時間予測演算部502、ローディング効果補正係数取得部504、寸法変動量計算部506、リサイズ処理部508といった各機能を有している。また、磁気ディスク装置510には、実施の形態2で説明したCDと照射量Dとの相関情報242と、ローディング効果補正係数θLとCDとの相関情報244と、係数パラメータ245とが格納されている。制御計算機550に入力或いは出力される情報及び内部で演算された結果は、メモリ520或いは磁気ディスク装置510に記憶される。図17では、本実施の形態3を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。データ変換装置500にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。また、図17では、コンピュータの一例となる制御計算機550で、描画時間予測演算部502、ローディング効果補正係数取得部504、寸法変動量計算部506、リサイズ処理部508といった各機能の処理を実行するように記載しているがこれに限るものではない。電気的な回路によるハードウェアにより実施させても構わない。或いは、ハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、ハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。
図18は、内挿して値を求める場合を説明するための図である。
図18では、時間t1と時間t2との間の時間tにおけるD0(t)を内挿により求める場合について記載している。かかる場合には、時間t1とその時のD0(t1)となるD1、時間t2とその時のD0(t2)となるD2を使って求めればよい。具体的には、求めるD0(t)=(t−t1)/(t2−t1)・(D2−D1)+D1で求める。図18では、D0(t)について記載したが、θF(t)やθL(t)を求める場合も同様に行なうことができる。
12,14,150 パターンデータ
15,20,30 チップ
100 EB描画装置
101,340 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 基準照射量取得部
114 かぶり効果補正係数取得部
116 照射量計算部
118 照射時間計算部
120 描画データ処理部
130,520 メモリ
140 偏向制御回路
142,144,242,244 相関情報
145,245 係数パラメータ
146,246,510 磁気ディスク装置
200 電子ビーム
201 電子銃
205 ブランキング偏向器
206 ブランキングアパーチャ
214,504 ローディング効果補正係数取得部
215,506 寸法変動量計算部
216 照射量取得部
300 基板
330 電子線
410 第1のアパーチャ
411 開口
420 第2のアパーチャ
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
502 描画時間予測演算部
508 リサイズ処理部
Claims (3)
- 描画領域を描画するためのパターンデータを入力する入力工程と、
前記パターンデータに基づいて、前記パターンデータを描画するための総描画時間を予測する予測工程と、
描画開始時刻からの時間と予測された前記総描画時間と基準照射量との第1の相関関係を用いて、前記パターンデータを描画する場合における前記総描画時間内の描画開始からの任意時間後での基準照射量を取得する基準照射量取得工程と、
描画開始時刻からの時間と予測された前記総描画時間とかぶり効果補正係数との第2の相関関係を用いて、前記パターンデータを描画する場合における前記総描画時間内の描画開始からの任意時間後でのかぶり効果補正係数を取得するかぶり効果補正係数取得工程と、
前記任意時間後での基準照射量とかぶり効果補正係数とを用いて、前記総描画時間内の描画開始からの任意時間後での照射量を計算する照射量計算工程と、
前記照射量に合わせて、荷電粒子ビームを用いて前記描画領域の任意位置を描画する描画工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。 - 前記第1の相関関係は、描画後からの放置時間と放置により変化するパターン線幅を補正する基準照射量との関係から得られる第1の係数パラメータと、パターン線幅と基準照射量との関係に基づいて求められることを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム描画方法。
- 前記第2の相関関係は、描画後からの放置時間と放置により変化するパターン線幅を補正するかぶり効果補正係数との関係から得られる第2の係数パラメータと、パターン線幅とかぶり効果補正係数との関係に基づいて求められることを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム描画方法。
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