JP5836773B2 - 描画装置、及び物品の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態における電子線描画装置の構成を示す。電子光学系10は、基板(ウエハ)8に照射する電子線を生成するマルチビームの電子光学系である。電子銃11から出射された電子線は、アパーチャ12で複数のビームに分割される。分割された複数の電子線は、ブランキング偏向器(ブランカ)13によって制御データに基づいて個別にブランキングされる。ブランカ13を通過した複数の電子線は、2つの走査偏向器(X偏向器21、Y偏向器22)によって一括して偏向して走査され、基板ステージ(ウエハステージ)9に搭載されたウエハ8上の所定の位置を照射する。
ここで、vは偏向器の単位印加電圧であり、実際に印加される電圧は、グリッドに応じてv・kとなる。aはvに対する偏向感度である。電場が完全にX方向に向いているため、y方向には、偏向されない。
電場の強度が異なると、α≠aとなり、X方向に所定の偏向量が得られない。また、電場の向きが異なると、β≠0となりy方向への他成分が発生する。これにより、実際に電子線が偏向された結果は、破線で示したビームグリッド503のようになり、実線のデータグリッド502と一致しなくなってしまう。偏向ベクトル(α、β)は、基準偏向量及び基準偏向方向に対する電子線の偏向量及び偏向方向のずれを示すデータ(第1データ)である。
第1実施形態に記載の工程S5に多数の電子線について、それぞれ偏向量を計測していたのでは、非常に計測時間がかかってしまう。一方、シミュレーションを行うことで、偏向ベクトル(α、β)を求めることができる。具体的には、偏向器によって形成される電場のシミュレーションを行うことにより、各電子線位置における電場の状態(強度、方向)を求める。さらに、求めた電場を電子線が通過した時の挙動をシミュレーションして、偏向ベクトル(α、β)を取得する。シミュレーションで取得された、各電子線の偏向ベクトルを補正データ出力部3に記憶し、補正に用いることができる。偏向ベクトルの算出は設計時など、事前に行っておけばよい。そのため、図7に示した第1実施形態のキャリブレーション工程に対して、S5,S6を省略することができる。このときの描画データの補正工程は、図8に示した第1実施形態の補正工程と同じである。本実施形態では、キャリブレーション工程において、偏向ベクトルを計測する工程が省略できるので、大幅なキャリブレーション時間の短縮が可能となる。
図4に示した各電子線の偏向ベクトルは、偏向器座標に対して相関関係を有している。特に、平行平板電極のように、座標系に対して対称な電極形状であれば、偏向ベクトルは座標値に対して比較的単純な近似式で表すことができる。式2におけるX軸方向の偏向量αの分布は、X軸、Y軸に対しておおむね線対称となっており、近似式を2次または4次の偶数次多項式で表すことができる。たとえば2次多項式で表すと式3のようになる。
α=f(X,Y)
=1+f10X+f20X^2+f01Y+f02Y^2+f11XY・・・(3)
ここで、第1項の定数は、S3、S4において、単位印加電圧vがキャリブレーションされているとして、1としている。
β=g(X,Y)
=g00+g10X+g20X^2+g30X^3+g01Y+g02Y^2+g03Y^3+g11XY+g12XY^2+g21X^2Y・・・(4)
このように表すと、式3の係数f10〜f11、および式4の係数g00〜g21を求めておけば、各電子線の偏向器座標(X、Y)から式に基づいて偏向ベクトル(α,β)を求めることができる。式3、式4の形式および各係数値は、第2実施形態と同様に、この偏向器の電場シミュレーションを行うことにより求めることができる。このとき、多項式の次数については、近似多項式によって求められた偏向ベクトル(α,β)と、直接求められた偏向ベクトル(α,β)の誤差が許容値以下になるように決める。誤差の許容値は、描画装置各部の精度や、プロセス条件によって変わってくるが、算出された偏向ベクトル(α,β)によって決定されたビームグリッドの誤差が、おおむねグリッドサイズの1/10以下であることが望ましい。
α=f(X,Y)
=1+(f10X+f20X^2+f01Y+f02Y^2+f11XY)F・・・(3’)
β=g(X,Y)
=(g00+g10X+g20X^2+g30X^3+g01Y+g02Y^2+g03Y^3+g11XY+g12XY^2+g21X^2Y)G・・・(4’)
例えば、α、βを式3’、式4’のように変形したときに、係数f10〜f11及び係数g00〜g21は変動しないとみなすことができれば、全体を代表する係数F、Gだけをキャリブレーションすればよい。この場合、偏向量を測定する電子線数をさらに削減することが可能である。
図11に、第4実施形態における電子線位置および偏向量の補正工程を説明する。第4実施形態では、補正工程を、キャリブレーションごとに行うオフライン工程と、チップ毎に行うオンライン工程に分けた点が、第3実施形態と異なる。オフライン工程においては、S10、S11、S12の工程を行い、電子線位置と偏向量のみの補正を描画データに対して適用し、S17で中間描画データを生成する。キャリブレーションは、描画装置の立ち上げ時、複数枚のウエハの描画後、前回のキャリブレーションから所定の時間が経過した後、などのタイミングで行われる。ここで、補正パラメータが更新されるため、それに合わせて描画パターンに補正を行う。
本発明の好適な実施形態の物品の製造方法は、例えば、半導体デバイスや原版(例えば、レチクルまたはマスクとも呼ばれうる)などの物品の製造に好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板に上記の荷電粒子線描画装置を用いてパターンを描画する工程と、前記パターンが描画された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、デバイスを製造する場合において、該製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。
Claims (12)
- 複数の荷電粒子線を物体上に照射して、パターンを描画する描画装置であって、
前記複数の荷電粒子線を個別にブランキングして、前記物体上に照射される前記複数の荷電粒子線の強度を個別に調整する複数のブランカと、
前記複数の荷電粒子線を一括して偏向して、前記物体上における前記複数の荷電粒子線の照射位置を一括して変える偏向器と、
前記複数のブランカおよび前記偏向器を制御する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
制御した前記偏向器によって偏向された前記複数の荷電粒子線の照射位置をそれぞれ取得し、
前記偏向器によって偏向された前記複数の荷電粒子線の照射位置に基づいて、制御データを生成し、
前記制御データに基づいて、前記物体上に照射される前記複数の荷電粒子線の強度を個別に調整するように、前記複数のブランカを個別に制御する、ことを特徴とする描画装置。 - 前記制御部は、前記複数の荷電粒子線それぞれに関して、前記偏向器によって生じた荷電粒子線の前記物体上の位置のずれを取得するために用いられる係数を保持する、ことを特徴とする請求項1に記載の描画装置。
- 前記制御部は、前記係数として、前記複数の荷電粒子線それぞれの基準位置と前記ずれとの関係を表わす係数を保持する、ことを特徴とする請求項2に記載の描画装置。
- 前記制御部は、前記係数として、前記関係を表わす多項式の係数を保持する、ことを特徴とする請求項3に記載の描画装置。
- 前記制御部は、前記物体上の2次元座標の各成分についての前記係数を保持する、ことを特徴とする請求項2乃至請求項4のいずれか1項に記載の描画装置。
- 前記制御部は、前記偏向器により偏向されていない状態における前記物体上の前記複数の荷電粒子線それぞれの位置のずれに対応したデータを保持し、前記データにさらに基づいて前記制御データを生成する、ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の描画装置。
- 前記係数は、前記偏向器の生成する電場の強度及び方向をシミュレーションすることによって取得される、ことを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載の描画装置。
- 前記物体上の荷電粒子線を検出する検出器を有し、
前記制御部は、前記検出器の出力に基づいて、前記複数の荷電粒子線それぞれに関して前記偏向器による第1偏向状態と第2偏向状態とにおける荷電粒子線の照射位置を計測することによって、前記係数を取得する、ことを特徴とする請求項2乃至請求項6のいずれか1項に記載の描画装置。 - 前記制御部は、前記複数の荷電粒子線それぞれに関して、前記偏向器によって生じた荷電粒子線の前記物体上の位置のずれを取得し、前記ずれに基づいて前記制御データを生成する、ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の描画装置。
- 前記物体上に照射される前記複数の荷電粒子線の強度は、前記複数の荷電粒子線が前記複数のブランカを通過する時間を個別に調整することで、個別に調整される、ことを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の描画装置。
- 前記制御データは、前記偏向器によって偏向されるべき前記複数の荷電粒子線の目標位置に対する前記偏向器によって偏向された前記複数の荷電粒子線の照射位置のずれを補正するために、前記制御部により生成される、ことを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の描画装置。
- 請求項1乃至11のいずれか1項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行われた基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
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