JP5443548B2 - パタン作成方法及び荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents
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可変成形型電子線描画装置(EB(Electron beam)描画装置)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、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、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(VSB:Variable Shaped Beam)方式という。
図19は、図18を描画する場合の描画パタンの一例を示す図である。
図20は、図19の寸法で描画した場合におけるエッチング後の実際に出来上がったパタンの線幅を説明するための概念図である。
マスク等の試料20における元々の設計パタン22のパタン線幅がCD0である場合、ローディング効果による寸法変動量Lだけパタン線幅CD0より細い線幅CDd(=CD0−2L)の描画パタン24で描画する。しかし、上述したように描画後のエッチング等で生じるローディング効果も小さくなってしまう。そのため、実際の正のローディング効果による寸法変動量L’も小さくなってしまう。その結果、エッチング工程を経て出来上がった実際の回路パタン26の線幅CDfは、予定していた設計値(設計パタン22の線幅CD0)よりも細くなってしまう。その結果、補正残差(L−L’)が生じてしまうといった問題があった。
試料にパタンを作成するパタン作成方法において、
メッシュ状の複数のマス目に仮想分割された試料のパタン作成領域におけるマス目領域毎に含まれるパタンの面積と、パタンの外周の辺の長さの総和とを用いてパタン寸法を変更し、ローディング効果により生じる上述した試料に作成されるパタンの寸法誤差を補正し、
マス目領域毎に含まれるパタンの辺の総和とローディング効果の分布関数とマス目領域毎のパタン面積密度と繰り返し計算における前回のローディング効果による寸法変動量とを畳み込み積分することによって変調したパタン寸法補正量に基づいて前記変更を行うことを特徴とする。
荷電粒子ビームを照射して試料にパタンを作成するパタン作成方法において、
メッシュ状の複数のマス目に仮想分割された試料のパタン作成領域におけるマス目領域毎に含まれるパタンの面積と、パタンの外周の辺の長さの総和とを用いて試料に照射される照射量を変更し、ローディング効果により生じる上述した試料に作成されるパタンの寸法誤差を補正し、
マス目領域毎に含まれるパタンの辺の総和とローディング効果の分布関数とマス目領域毎のパタン面積密度と繰り返し計算における前回のローディング効果による寸法変動量とを畳み込み積分することによって変調したパタン寸法補正量に基づいて前記変更を行うことを特徴とする。
パタンの寸法誤差が所定の範囲内になるまで、繰り返し上述したパタン寸法補正量を計算することを特徴とする。
メッシュ状の複数のマス目に仮想分割された試料のパタン作成領域におけるマス目領域毎に含まれるパタンの面積と、パタンの外周の辺の長さの総和とを用いてかかる試料に照射される荷電粒子ビームの照射量を補正する補正部と、
補正された荷電粒子ビームの照射量に基づいて、試料にパタンを描画する描画部と、
を備え、
マス目領域毎に含まれるパタンの辺の総和とローディング効果の分布関数とマス目領域毎のパタン面積密度と繰り返し計算における前回のローディング効果による寸法変動量とを畳み込み積分することによって変調したパタン寸法補正量に基づいて前記補正を行うことを特徴とする。
図1は、実施の形態1における作成される設計パタンの一例を示す図である。
図2は、図1の設計パタンを描画する場合の描画パタンの一例を示す図である。
実施の形態1では、図1に示すような設計パタン12をマスク等の試料10に作成するにあたり、以下のようにする場合の手法を説明する。すなわち、パタンを描画する際に予め設計パタン12のパタン寸法(線幅)から図2に示すようなローディング効果による寸法変動分の領域(斜線部分)だけ補正した描画パタン14で描画する。そして、これにより、ローディング(Loading)効果補正を行なう場合の手法を説明する。ここでは、試料10として、例えばマスクにパタンを作成する場合を説明する。かかる場合に、マスクはガラス基板(クオーツ)上に遮光膜となるクロム(Cr)層が形成される。そして、その上にレジスト膜が形成されているマスクを用いる。また、ここでは、Loading効果により生じる寸法変動は、正に変動する場合を説明する。
実施の形態1では、図3に示すようにマスク等の試料10を所定のグリッド寸法でメッシュ状(格子状ともいう)の複数のメッシュ領域30(マス目領域)に仮想分割してモデルを計算していくことにする。かかる1つのメッシュ領域30の面積を上述した式(1)における「Δm」とする。ローディング効果の影響範囲は、一般的に数mm〜数cmのオーダーとなるため、所定のグリッド寸法(メッシュサイズ)mを例えば1mmとおくと好適である。
図4は、実施の形態1における繰り返し計算結果の一例を示す図である。
図4では、1:1L/S(1:1ライン アンド スペース)パタンで計算した例を示している。また、ローディング効果の補正係数γ=20nm、メッシュサイズm=約0.5mmとした。また、複数のパタン寸法(線幅)で計算した。図4に示すように、繰り返し計算していくことによりLn(x,y)−Ln−1(x,y)の値が小さく、収束していくことがわかる。
実施の形態1では、面積密度の補正項C(x,y)を使って、繰り返し計算することで、所望するΔ以内になったCDエラーLn(x,y)を計算していた。このCDエラーLn(x,y)が、設計パタン12の寸法CD0を描画パタン14の寸法CDdのように変更するための寸法補正量となる。しかしながら、寸法補正量を求める手法はこれに限るものではない。実施の形態2では、他の手法により寸法補正量を求める手法を説明する。また、特に記載がない限り、符号や記号は、実施の形態1と同様である。また、実施の形態2においても、図3に示すようにメッシュ領域に仮想分割してモデル化する点は実施の形態1と同様である。
図5には、設計パタンとなる元のパタン42(パタンB)とローディング補正のために縮めたパタン44(パタンA)とかかる縮めた分のパタン46(パタンC)とを示している。かかるパタン構成の場合に式(14)の右辺第2項は、以下の式(15)のように変形することができる。
を用いた項で行なう。例えば、図6の例で、全頂点でのこの項の寄与は、差分パタンの面積は、辺の総和×Δl/2から2重カウントされる頂点数と計算されない頂点数との差分にΔlの二乗を乗じた値を引いた値となる。
ケース1では、式16におけるΔl(x,y)2を2次の微小項として無視して解く。このようにΔl(x,y)2を無視すると、式(16)は以下の式(19)で近似することができる。
ここで、(xi,yi)を中心とする領域の中にある図形について、SumE(xi,yi)=(辺の長さの和)/2と定義する。また、ContP(xi,yi)=Σ{cos(θi/2)/[4sin(θi/2)]}と定義する。また、ΔL×ΔLをメッシュサイズとする。この場合に、式(19)は、以下の式(25)で示すことができる。
ケース3では、辺と頂点の寄与を考慮して解く。式(28)の形の解を示す。まず、a1(x,y)を以下の式(32)のように定義する。
2次元平面となる描画領域72の右半分に市松模様(チェストボードパタン)を形成する。そして、個々の矩形サイズはw×wとした。この場合、パタン密度ρ(x,y)は以下の式(49)で示すことができる。
実施の形態2では、補正残差を考慮していない従来のローディング効果によるパタン寸法変動量L(x,y)をメッシュ領域毎に含まれるパタンの辺の総和lsumを用いて変調したパタン寸法補正量Δl(x,y)を用いた場合について説明した。実施の形態3では、さらに、精度を高めるために、実施の形態2で求めたパタン寸法補正量Δl(x,y)を用いて繰り返し計算を行なう手法について説明する。また、特に記載がない限り、符号や記号は、実施の形態2と同様である。また、実施の形態3においても、図3に示すようにメッシュ領域に仮想分割してモデル化する点は実施の形態1と同様である。
上述した各実施の形態では、電子ビーム描画装置で描画する前に、設計パタン12のパタン寸法CD0を補正残差が低減された描画するためのパタン寸法CDdに予め補正しておく構成について説明した。しかしながら、補正残差を低減する手法はこれに限るものではない。実施の形態4では、設計パタン12のパタン寸法CD0を補正残差が低減された描画するためのパタン寸法CDdに予め変更することで補正する代わりに、電子ビーム描画装置で描画する際の電子ビームの照射量を制御する。このようにすることで補正残差を低減する手法を説明する。また、特に記載がない限り、符号や記号は、実施の形態1〜3と同様である。また、実施の形態4においても、図3に示すようにメッシュ領域に仮想分割してモデル化する点は実施の形態1と同様である。
図12において、電子ビーム描画方法は、ローディング効果残差補正がされたローディング効果寸法補正量計算工程(S102)、ローディング効果寸法補正量を補正する基準照射量を計算する基準照射量計算工程(S104)、ローディング効果寸法補正分を考慮した近接効果補正照射量を計算する補正照射量計算工程(S106)、照射量を計算する照射量計算工程(S108)、照射時間計算工程(S110)、照射工程(S112)という一例の工程を実施する。
図13において、荷電粒子ビーム描画装置の一例であり電子ビーム描画装置の一例となる描画装置100は、描画部150と制御系を備える。描画部150として、電子鏡筒102と描画室103を備える。そして、制御系として、制御計算機110、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、記憶装置の一例となる磁気ディスク装置148、偏向制御回路140を備えている。電子鏡筒102内には、電子銃201、ブランキング(BLK)偏向器205、ブランキング(BLK)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。制御計算機110内では、ローディング効果寸法補正量計算部112、基準照射量計算部114、補正照射量計算部116、照射量計算部118、照射時間計算部120、描画データ処理部122といった各機能を有している。制御計算機110には、磁気ディスク装置146に記憶されたパターンデータ152が磁気ディスク装置146を介して入力される。同様に、制御計算機110には、磁気ディスク装置148に記憶されたメッシュ領域毎の近接効果補正係数η相関データ154と基準照射量BaseDose相関データ156が磁気ディスク装置148を介して入力される。制御計算機110に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ130に記憶される。
図14のように、一例となる線幅のパタン面積密度がほぼ0%のラインパタンと、50%のラインパタンと、100%のラインパタンとが組になったパタンセットを配置する。そして、近接効果補正係数、基準照射量、影響範囲の値を変えてマスクに描画を行なう。そして、パタン面積密度0%、50%、100%のラインパタンの線幅を測定する。
12,22 設計パタン
14,24 描画パタン
30 メッシュ領域
100 描画装置
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 ローディング効果寸法補正量計算部
114 基準照射量計算部
116 補正照射量計算部
118 照射量計算部
120 照射時間計算部
122 描画データ処理部
130 メモリ
140 偏向制御回路
146,148 磁気ディスク装置
150 描画部
152 パターンデータ
154 η相関データ
156 BaseDose相関データ
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
300 サーバ装置
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
Claims (3)
- 試料にパタンを作成するパタン作成方法において、
メッシュ状の複数のマス目に仮想分割された前記試料のパタン作成領域におけるマス目領域毎に含まれるパタンの面積と、パタンの外周の辺の長さの総和とを用いてパタン寸法を変更し、ローディング効果により生じる前記試料に作成されるパタンの寸法誤差を補正し、
マス目領域毎に含まれるパタンの辺の総和とローディング効果の分布関数とマス目領域毎のパタン面積密度と繰り返し計算における前回のローディング効果による寸法変動量とを畳み込み積分することによって変調したパタン寸法補正量に基づいて前記変更を行うことを特徴とするパタン作成方法。 - 荷電粒子ビームを照射して試料にパタンを作成するパタン作成方法において、
メッシュ状の複数のマス目に仮想分割された前記試料のパタン作成領域におけるマス目領域毎に含まれるパタンの面積と、パタンの外周の辺の長さの総和とを用いて前記試料に照射される照射量を変更し、ローディング効果により生じる前記試料に作成されるパタンの寸法誤差を補正し、
マス目領域毎に含まれるパタンの辺の総和とローディング効果の分布関数とマス目領域毎のパタン面積密度と繰り返し計算における前回のローディング効果による寸法変動量とを畳み込み積分することによって変調したパタン寸法補正量に基づいて前記変更を行うことを特徴とするパタン作成方法。 - メッシュ状の複数のマス目に仮想分割された試料のパタン作成領域におけるマス目領域毎に含まれるパタンの面積と、パタンの外周の辺の長さの総和とを用いて前記試料に照射される荷電粒子ビームの照射量を補正する補正部と、
前記補正された荷電粒子ビームの照射量に基づいて、前記試料にパタンを描画する描画部と、
を備え、
マス目領域毎に含まれるパタンの辺の総和とローディング効果の分布関数とマス目領域毎のパタン面積密度と繰り返し計算における前回のローディング効果による寸法変動量とを畳み込み積分することによって変調したパタン寸法補正量に基づいて前記補正を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
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