JP5918478B2 - Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method - Google Patents
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Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、複数層のパターンを描画する際のアライメント手法に関する。 The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a charged particle beam drawing method, and for example, relates to an alignment method for drawing a pattern of a plurality of layers.
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン(レチクル或いはマスクともいう。)が必要となる。ここで、電子線(電子ビーム)描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。 Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is an extremely important process for generating a pattern among semiconductor manufacturing processes. In recent years, with the high integration of LSI, circuit line widths required for semiconductor devices have been reduced year by year. In order to form a desired circuit pattern on these semiconductor devices, a highly accurate original pattern (also referred to as a reticle or a mask) is required. Here, the electron beam (electron beam) drawing technique has an essentially excellent resolution, and is used for producing a high-precision original pattern.
図12は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
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。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、第1のアパーチャ410の開口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、第1のアパーチャ410の開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向され、第2のアパーチャ420の可変成形開口421の一部を通過して、所定の一方向(例えば、X方向とする)に連続的に移動するステージ上に搭載された試料340に照射される。すなわち、第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形開口421との両方を通過できる矩形形状が、X方向に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。第1のアパーチャ410の開口411と第2のアパーチャ420の可変成形開口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(VSB方式)という。
FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining the operation of the variable shaped electron beam drawing apparatus.
The variable shaped electron beam (EB) drawing apparatus operates as follows. In the
昨今のパターンの微細化に伴い、フォトリソグラフィにおける解像度の向上が求められている。これを解決する手法の1つとして、位相シフト法がある。位相シフトマスクは、遮光パターンの層とハーフトーンパターンの層との2層のパターンが必要であるため、これらのパターンを重ねる際の位置合わせ(アライメント)精度が重要となる。例えば、アライメント用の十字マークパターンを1層目のパターン形成時に作成し、その十字マークパターンの位置を使って、2層目のパターンの描画位置を調整する。ここで、アライメントのための1層目に形成される十字マークパターンは、一般に、1層目の実パターン(メインパターン)内に配置することが困難であるため、メインパターンの周囲に配置されることになる。よって、描画精度の精度補償領域の限界位置付近、或いはそれよりも外側に配置される場合が多い。そのため、十字マークパターンは、中心部に形成されるメインパターンに比べて位置精度が悪くなる可能性が高まる。また、1層目の十字マークパターンにコンタミ等が付着している場合には、誤った位置を測定してしまう場合もあり得る。そのような位置精度不良な十字マークパターンを用いて2層目描画のためのアライメントを行った場合、1層目と2層目のパターンの重ね合わせ精度が劣化してしまうといった問題があった。 With the recent miniaturization of patterns, improvement in resolution in photolithography is required. One method for solving this is a phase shift method. Since the phase shift mask requires a two-layer pattern of a light shielding pattern layer and a halftone pattern layer, the alignment accuracy when these patterns are superimposed is important. For example, a cross mark pattern for alignment is created when the first layer pattern is formed, and the drawing position of the second layer pattern is adjusted using the position of the cross mark pattern. Here, since the cross mark pattern formed in the first layer for alignment is generally difficult to arrange in the actual pattern (main pattern) in the first layer, it is arranged around the main pattern. It will be. Therefore, it is often arranged near the limit position of the accuracy compensation area of the drawing accuracy or outside the limit position. For this reason, the cross mark pattern is more likely to have poor positional accuracy than the main pattern formed at the center. In addition, when a contamination or the like is attached to the first cross mark pattern, an incorrect position may be measured. When alignment for drawing the second layer is performed using such a cross mark pattern with poor positional accuracy, there is a problem that the overlay accuracy of the first and second layer patterns deteriorates.
ここで、描画装置で2層のパターンを重ねて描画する際のアライメント手法ではないが、複数のアライメントマークの位置情報のうち、所定の精度を有する位置情報を選択するといった技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。 Here, although it is not an alignment method when two-layer patterns are overlaid by a drawing apparatus, a technique is disclosed in which position information having a predetermined accuracy is selected from position information of a plurality of alignment marks. (For example, refer to Patent Document 1).
ここで、上述したように、位置精度不良な十字マークパターンを用いてアライメントを行った場合、1層目と2層目のパターンの重ね合わせ精度が劣化してしまうといった問題があった。そこで、単純に、位置精度不良のマークを排除してしまうことも検討されるが、単純に、位置精度不良のマークを排除してしまうだけでは、必要なアライメント精度が得られない恐れがある。 Here, as described above, when alignment is performed using a cross mark pattern with poor positional accuracy, there is a problem in that the overlay accuracy of the first and second layer patterns deteriorates. Therefore, it is also considered to simply eliminate the mark with poor position accuracy, but it may not be possible to obtain the required alignment accuracy simply by removing the mark with poor position accuracy.
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、複数層のパターンを重ねて描画する際に、より高精度なアライメントを実現するための描画装置および方法を提供することを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to overcome the above-described problems and to provide a drawing apparatus and method for realizing a higher-precision alignment when drawing a plurality of layer patterns.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
1層目のパターンと共に複数のマークが形成された基板を載置するステージと、
ステージに基板が載置された状態で複数のマークの位置を荷電粒子ビームで走査して得られる結果から測定するマーク位置測定部と、
測定された複数のマークの位置の所望位置からのずれ量をN次多項式によりフィッティングして近似式を取得する取得部と、
測定された前記複数のマークの位置に基づいて取得されたかかる近似式を用いて複数のマークの位置のN次成分の位置ずれ量を補正する補正部と、
補正後の複数のマークの位置のうち異常マークを検出する異常マーク検出部と、
検出された異常マークのうち、所定の個数以内の異常マークの位置を除去するマーク除去部と、
所定の個数以内の異常マークが除去された残りの複数のマークの位置を用いて、アライメント計算を行うアライメント計算部と、
アライメントされた位置に2層目のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
A charged particle beam drawing apparatus according to one embodiment of the present invention includes:
A stage for mounting a substrate on which a plurality of marks are formed together with a first layer pattern;
A mark position measuring unit for measuring from a result obtained by scanning the positions of a plurality of marks with a charged particle beam in a state where the substrate is placed on the stage;
An acquisition unit that obtains an approximate expression by fitting an amount of deviation from a desired position of a plurality of measured marks by an Nth order polynomial;
A correction unit that corrects the amount of positional deviation of the N-order component at the positions of the plurality of marks using such an approximate expression acquired based on the measured positions of the plurality of marks;
An abnormal mark detector that detects an abnormal mark among the positions of the corrected multiple marks,
Among the detected abnormal marks, a mark removing unit that removes positions of abnormal marks within a predetermined number,
An alignment calculation unit that performs alignment calculation using the positions of the remaining marks from which abnormal marks within a predetermined number have been removed, and
A drawing unit for drawing the second layer pattern at the aligned position;
It is provided with.
また、検出された異常マークのずれ量を大きい順にソート処理するソート処理部をさらに備え、
マーク除去部は、検出された異常マークのうち、ずれ量の大きい方から順に最大で上述した所定の個数まで異常マークを除去するように構成すると好適である。
In addition, it further includes a sort processing unit that sorts the detected deviation amount of the abnormal mark in descending order,
It is preferable that the mark removing unit is configured to remove up to the predetermined number of abnormal marks in order from the larger deviation amount among the detected abnormal marks.
また、異常マークが除去された残りの複数のマークの位置ずれ量の正規分布に対して所定の割合の確率で上述した残りの複数のマークが含まれるためのばらつき量を計算するばらつき量計算部をさらに備え、
ばらつき量が閾値を超える場合に、描画処理を中止するように構成すると好適である。
In addition, a variation amount calculation unit that calculates a variation amount for including the plurality of remaining marks described above at a predetermined rate with respect to the normal distribution of the positional deviation amounts of the plurality of remaining marks from which the abnormal marks have been removed. Further comprising
It is preferable that the drawing process is stopped when the variation amount exceeds the threshold value.
また、測定された複数のマークの位置を記憶する記憶部と、
ばらつき量が閾値を超えない場合に、記憶部に記憶された複数のマークの位置を、異常マークが除去された残りの複数のマークの位置に更新する更新部と、
をさらに備え、
アライメント計算部は、更新後の記憶部に記憶された複数のマークの位置を用いて、アライメント計算を行うと好適である。
A storage unit for storing the positions of the plurality of measured marks;
An update unit that updates the positions of the plurality of marks stored in the storage unit to the positions of the remaining plurality of marks from which the abnormal marks have been removed when the variation amount does not exceed the threshold;
Further comprising
The alignment calculation unit preferably performs the alignment calculation using the positions of the plurality of marks stored in the updated storage unit.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
1層目のパターンと共に複数のマークが形成された基板を載置するステージ上に基板が載置された状態で複数のマークの位置を荷電粒子ビームで走査して得られる結果から測定する工程と、
測定された複数のマークの位置の所望位置からのずれ量をN次多項式によりフィッティングして近似式を取得する工程と、
測定された前記複数のマークの位置に基づいて取得されたかかる近似式を用いて複数のマークの位置のN次成分の位置ずれ量を補正する工程と、
補正後の複数のマークの位置のうち異常マークを検出する工程と、
検出された異常マークのうち、所定の個数以内の異常マークの位置を除去する工程と、
所定の個数以内の異常マークが除去された残りの複数のマークの位置を用いて、アライメント計算を行う工程と、
アライメントされた位置に2層目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。
The charged particle beam drawing method of one embodiment of the present invention includes:
A step of measuring from the result obtained by scanning the positions of the plurality of marks with a charged particle beam in a state where the substrate is placed on the stage on which the substrate on which the plurality of marks are formed together with the first layer pattern is placed; ,
Fitting an amount of deviation of the measured positions of the plurality of marks from a desired position by an Nth order polynomial to obtain an approximate expression;
Correcting the amount of misalignment of the N-order component of the positions of the plurality of marks using the approximate expression obtained based on the measured positions of the plurality of marks;
Detecting an abnormal mark among the positions of a plurality of marks after correction;
A step of removing positions of abnormal marks within a predetermined number of detected abnormal marks;
A step of performing an alignment calculation using the positions of the remaining marks from which abnormal marks within a predetermined number have been removed;
Drawing a second layer pattern at the aligned position;
It is provided with.
本発明の一態様によれば、複数層のパターンを重ねて描画する際に、より高精度なアライメントを実現できる。その結果、高精度な重ね合わせ位置で複数層のパターンを描画できる。 According to one embodiment of the present invention, more accurate alignment can be realized when a plurality of layers of patterns are drawn in an overlapping manner. As a result, a pattern of a plurality of layers can be drawn at a highly accurate overlay position.
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。 Hereinafter, in the embodiment, a configuration using an electron beam will be described as an example of a charged particle beam. However, the charged particle beam is not limited to an electron beam, and a beam using charged particles such as an ion beam may be used. Further, a variable shaping type drawing apparatus will be described as an example of the charged particle beam apparatus.
実施の形態1.
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である。特に、可変成形型の描画装置の一例である。描画部150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、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、主偏向器208、副偏向器209、及び検出器212が配置されている。描画室103内には、XYステージ105が配置される。XYステージ105上には、描画時には描画対象基板となるマスク等の試料101が配置される。試料101には、半導体装置を製造する際の露光用マスクが含まれる。また、試料101には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。或いは、既に形成された1層目のパターン上にレジストが塗布されたマスクが含まれる。
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the
制御部160は、制御計算機110、メモリ112、インターフェース回路114、偏向制御回路120、アンプ214、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140,142,144を有している。制御計算機110、メモリ112、インターフェース回路114、偏向制御回路120、アンプ214、及び記憶装置140,142,144は、図示しないバスを介して互いに接続されている。
The
制御計算機110内には、測定部10、記録部12、読込部14、補正部16,18、フィッティング処理部20、補正部22、検出部24、ソート処理部26、除去部28、3σ計算部30、判定部32、出力部34、更新部36、アライメント計算部38、描画データ処理部40、及び描画制御部42が配置される。測定部10、記録部12、読込部14、補正部16,18、フィッティング処理部20、補正部22、検出部24、ソート処理部26、除去部28、3σ計算部30、判定部32、出力部34、更新部36、アライメント計算部38、描画データ処理部40、及び描画制御部42といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。測定部10、記録部12、読込部14、補正部16,18、フィッティング処理部20、補正部22、検出部24、ソート処理部26、除去部28、3σ計算部30、判定部32、出力部34、更新部36、アライメント計算部38、描画データ処理部40、及び描画制御部42に入出力される情報および演算中の情報はメモリ112にその都度格納される。
In the
偏向制御回路120内には、偏向位置補正部44、及び偏向量演算部46が配置される。偏向位置補正部44、及び偏向量演算部46といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。偏向位置補正部44、及び偏向量演算部46に入出力される情報および演算中の情報は図示しないメモリにその都度格納される。
In the
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を記載している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、位置偏向用には、主偏向器208と副偏向器209の主副2段の多段偏向器を用いているが、1段の偏向器或いは3段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。
Here, FIG. 1 shows a configuration necessary for explaining the first embodiment. The
記憶装置140(記憶部)には、位相シフトマスク形成用の1層目の実パターンとアライメント用の十字マークパターンの各描画データが外部から入力され、格納されている。また、記憶装置140には、位相シフトマスク形成用の2層目の実パターンの描画データが外部から入力され、格納されている。
In the storage device 140 (storage unit), drawing data of the actual pattern of the first layer for forming the phase shift mask and the cross mark pattern for alignment are input from the outside and stored. In addition, the
図2は、実施の形態1におけるマスク形成方法の要部工程を示すフローチャート図である。図2において、実施の形態1におけるマスク形成方法は、1層目描画工程(S102)と、現像工程(S104)と、エッチング工程(S106)と、マーク位置測定工程(S108)と、マーク位置記録工程(S110)と、マーク情報読込工程(S112)と、偏向歪補正工程(S114)と、ランダム歪補正工程(S116)と、N次成分フィッティング工程(S118)と、N次成分補正工程(S120)と、異常マーク検出工程(S122)と、ソート処理工程(S124)と、異常マーク除去工程(S126)と、残マーク3σ算出工程(S128)と、判定工程(S130)と、更新工程(S132)と、アライメント計算工程(S134)と、偏向位置補正工程(S136)と、2層目描画工程(S136)と、リンス及び現像工程(S140)と、エッチング工程(S142)という一連の工程を実施する。かかる工程のうち、現像工程(S104)と、エッチング工程(S106)と、リンス及び現像工程(S140)と、エッチング工程(S142)以外は、例えば、描画装置100内で実行される。
FIG. 2 is a flowchart showing main steps of the mask forming method according to the first embodiment. 2, the mask forming method in the first embodiment includes a first layer drawing step (S102), a developing step (S104), an etching step (S106), a mark position measuring step (S108), and mark position recording. Step (S110), mark information reading step (S112), deflection distortion correction step (S114), random distortion correction step (S116), N-order component fitting step (S118), and N-order component correction step (S120) ), Abnormal mark detection step (S122), sort processing step (S124), abnormal mark removal step (S126), remaining mark 3σ calculation step (S128), determination step (S130), and update step (S132). ), Alignment calculation step (S134), deflection position correction step (S136), second layer drawing step (S136), rinse and An image step (S140), performing a series of steps of the etching step (S142). Among these steps, the steps other than the developing step (S104), the etching step (S106), the rinsing and developing step (S140), and the etching step (S142) are performed in the
図3は、実施の形態1におけるマスク形成方法の工程断面図である。図3では、1層目描画工程(S102)からマーク位置測定工程(S108)の準備段階までを示している。 FIG. 3 is a process sectional view of the mask forming method according to the first embodiment. FIG. 3 shows from the first layer drawing step (S102) to the preparation stage of the mark position measuring step (S108).
まず、試料101は、ガラス基板60、ハーフトーン膜62、遮光膜64、レジスト膜66を備えている。具体的には、ガラス基板60上にハーフトーン膜62が形成される。ハーフトーン膜62として、例えば、MoSi膜を用いると好適である。ハーフトーン膜62上には、遮光膜64が形成される。遮光膜64として、例えば、クロム(Cr)膜を用いると好適である。遮光膜64上には、電子ビーム用のレジスト膜66が形成される。この段階では、まだ、パターンが何も描画されていないマスクブランクスの状態となる。
First, the
図3(a)において、1層目描画工程(S102)として、試料101の中央部(実パターン領域)に実パターンとなる1層目のメインパターンを描画する。そして、1層目のメインパターンの周囲のマーク領域に複数の十字マークパターンを描画する。
In FIG. 3A, as the first layer drawing step (S102), the main pattern of the first layer, which becomes an actual pattern, is drawn at the center (actual pattern region) of the
これらのパターンの描画は、描画装置100において行われる。まず、ガラス基板60上にハーフトーン膜62、遮光膜64、レジスト膜66の順でそれぞれの膜が形成された試料101をXYステージ105上に搬送し、載置する。
Drawing of these patterns is performed in the
そして、描画データ処理部40は、記憶装置140から1層目の描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、1層目のパターンのショットデータを生成する。描画装置100で図形パターンを描画するためには、1回のビームのショットで照射できるサイズに描画データに定義された各図形パターンを分割する必要がある。そこで、描画データ処理部40は、実際に描画するために、各図形パターンを1回のビームのショットで照射できるサイズに分割してショット図形を生成する。そして、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種、図形サイズ、及び照射位置といった図形データが定義される。また、照射量のデータも合わせて生成される。生成されたショットデータおよび照射量のデータは、記憶装置142に記憶される。
Then, the drawing
そして、偏向量演算部46は、ショットデータを記憶装置142から読み出し、各偏向器に印加する偏向量を演算する。図1では、主偏向器208以外への接続を示す構成を省略しているが、各偏向器用にそれぞれ偏向量が演算され、対応する偏向器にかかる偏向量に応じた偏向電圧が印加されることになることは言うまでもない。そして、描画部150は、ショットデータ及び照射量のデータに従って、試料101上に1層目のメインパターンとアライメント用の複数の十字マークパターンを描画する。具体的には、以下のように動作する。
The deflection
電子銃201(放出部)から放出された電子ビーム200は、照明レンズ202により矩形例えば長方形の穴を持つ第1のアパーチャ203全体を照明する。ここで、電子ビーム200をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第1のアパーチャ203を通過した第1のアパーチャ像の電子ビーム200は、投影レンズ204により第2のアパーチャ206上に投影される。偏向器205によって、かかる第2のアパーチャ206上での第1のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる(可変成形させる)ことができる。そして、第2のアパーチャ206を通過した第2のアパーチャ像の電子ビーム200は、対物レンズ207により焦点を合わせ、主偏向器208及び副偏向器209によって偏向され、連続的に移動するXYステージ105に配置された試料101の所望する位置に照射される。図1では、位置偏向に、主副2段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器208で描画領域を仮想分割したサブフィールド(SF)の基準位置にステージ移動に追従しながら該当ショットの電子ビーム200を偏向し、副偏向器209でSF内の各照射位置にかかる該当ショットのビームを偏向すればよい。
The
図3(b)において、まず、現像工程(S104)として、描画装置100から搬送された試料101を現像処理する。これにより、例えば、電子ビーム200が照射された領域のレジストとが除去され、レジストパターンが形成される。
In FIG. 3B, first, as a developing step (S104), the
次に、エッチング工程(S106)として、レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜64とハーフトーン膜62をエッチングにより除去する。そして、アッシング等によりレジスト膜を除去することで1層目のメインパターン152とその周囲の複数の十字マークパターン151を形成できる。
Next, as an etching step (S106), the exposed
図3(c)において、1層目のメインパターン152とその周囲の複数の十字マークパターン151が形成された試料101上にレジスト膜67と帯電防止膜69を形成して、2層目のパターンを描画するための試料101を準備する。
In FIG. 3C, a resist
図4は、実施の形態1における1層目のメインパターンとその周囲の複数の十字マークパターンが形成された試料の一例を示す上面図である。図4において、実パターン領域50には、1層目の実パターン(メインパターン)が形成されている。また、メインパターンを取り囲むように、メインパターンの周囲に複数の十字マークパターン52が形成されている。ここで、図4に示すように、複数の十字マークパターン52のうち、閾値を超える位置ずれを示す異常マーク54が形成される場合がある。異常マーク54の数は、1つの場合もあれば、複数の場合もあり得る。図4では、一例として、3つの異常マーク54が示されている。実際には、もっと多くの異常マークが存在するものと想定される。
FIG. 4 is a top view showing an example of a sample in which the first layer main pattern and a plurality of cross mark patterns around it are formed in the first embodiment. In FIG. 4, in the
ここで、実施の形態1では、2層目のパターンを重ねるためのアライメントを行う際に、複数の十字マークパターンから異常マークパターンを最大で設定除去数まで排除して計算することで、アライメント精度を向上させる。さらに、実施の形態1では、異常マークパターンを排除した後の残りの十字マークパターンの位置情報を用いることでアライメント精度が許容精度を維持できるかどうかも合わせて評価する。以下、順を追って説明する。 Here, in the first embodiment, when performing alignment for overlaying the second layer pattern, the alignment mark accuracy is calculated by excluding the abnormal mark pattern from the plurality of cross mark patterns up to the set removal number. To improve. Further, in the first embodiment, it is also evaluated whether or not the alignment accuracy can maintain the allowable accuracy by using the position information of the remaining cross mark pattern after removing the abnormal mark pattern. In the following, description will be given in order.
マーク位置測定工程(S108)として、まず、図3に示した2層目のパターンを描画するための試料101を描画装置100のXYステージ105上に搬送する。そして、測定部10は、XYステージ105に試料101(基板)が載置された状態で異常マーク54も含むすべての複数の十字マークパターン52の位置を電子ビーム200で走査して得られる結果から測定する。測定部10は、マーク位置測定部の一例である。
As the mark position measurement step (S108), first, the
図5は、実施の形態1における測定手法を説明するための概念図である。描画装置100内で主偏向器208或いは副偏向器209或いはその両方を使って電子ビーム200を偏向することで、マーク位置上を走査(ビームスキャン)する。十字マークパターンの位置では、帯電防止膜69とレジスト膜67の他は、ガラス基板60となっている。一方、周囲は遮光膜64が形成されている。よって、十字マークパターン以外では、電子ビーム200が帯電防止膜69とレジスト膜67を通過して、遮光膜64で反射して、反射電子が生じる。一方、十字マークパターンでは、遮光膜64やハーフトーン膜62が存在しないので、そのままガラス基板60を電子ビームが通過してしまう。よって、反射電子を検出することで十字マークパターンの位置を測定できる。或いは、遮光膜64で反射される反射電子とガラス基板60で反射される反射電子とのコントラストにより十字マークパターンの位置を測定できる。反射電子は、検出器212で検出され、そのアナログ出力がアンプ214で増幅され、デジタル信号として測定部10に出力される。また、各マークの位置を測定する際、測定対象のマークを電子ビーム200で走査可能な位置に、マーク毎にXYステージ105を移動させればよい。
FIG. 5 is a conceptual diagram for explaining the measurement technique in the first embodiment. The mark position is scanned (beam scan) by deflecting the
マーク位置記録工程(S110)として、記録部12は、測定された各マークの位置情報(マーク情報)を記憶装置144に記録する。
As the mark position recording step (S110), the recording unit 12 records the measured position information (mark information) of each mark in the
図6は、実施の形態1における十字マークパターン位置の測定結果から得られる位置ずれ量の一例と位置ずれ成分の一例とを示す図である。測定された十字マークパターンは、位置がずれて測定される。図6(a)では、十字マークパターンの位置ずれ量と1層目のメインパターンの位置ずれ量とを含めた座標系の位置ずれの一例を示している。かかる座標系、言い換えれば十字マークパターンに位置ずれを生じさせる要因として、まず、描画装置100の光学系に起因する電子ビームの偏向歪みが挙げられる。そのため、描画装置100では、描画前に予めかかる偏向歪みの量を実験により求めておく。例えば、XYステージ105上の図示しないマークを主偏向器208で電子ビームを偏向しながら走査する。主偏向領域内の複数の位置で測定し、偏向位置に依存した偏向歪みの量を求めておけばよい。そして、得られた複数の偏向歪みの量を多項式でフィッティングして、図6(b)に示すように、偏向位置の座標(x,y)を変数とする偏向歪みの量f(x,y)を求めておく。ここで、かかるf(x,y)では定義しきれない一部の箇所での偏向歪みの量も存在する。かかるf(x,y)では定義しきれないランダムな偏向歪みの量については、図6(c)に示すように、偏向位置の座標(x,y)に相関させたマップによる偏向歪み量g(x,y)を求めておく。このように描画前に予め求めておいたf(x,y)、及びg(x,y)の情報は、パラメータの一部として、描画装置100内に外部から入力しておく。
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a positional deviation amount and an example of a positional deviation component obtained from the measurement result of the cross mark pattern position in the first embodiment. The measured cross mark pattern is measured with the position shifted. FIG. 6A shows an example of a coordinate system misalignment including the misalignment amount of the cross mark pattern and the misalignment amount of the first layer main pattern. As a factor that causes a positional shift in such a coordinate system, in other words, a cross mark pattern, first, there is a deflection distortion of an electron beam caused by the optical system of the
また、図6(d)に示すように、十字マークパターンの位置ずれ量を多項式でフィッティングした際の、座標(x,y)におけるN次成分誤差L(x,y)が存在する。例えば、試料101をXYステージ105に搬送し、載置する際の配置位置のずれ(x,y方向へのずれ、及び回転ずれ)や、十字マークパターンの位置を測定した際の縮尺誤差等もある。このようなx,y方向へのずれといった0次成分や回転ずれ及び縮尺等の1次成分の誤差等がある。
Further, as shown in FIG. 6D, there is an N-order component error L (x, y) at coordinates (x, y) when the positional deviation amount of the cross mark pattern is fitted with a polynomial. For example, an arrangement position shift (shift in the x and y directions and a rotation shift) when the
その他に、図6(e)に示す、ビームスキャン自身のばらつきによる誤差p(x,y)や、図6(f)に示す、その他の補正残差成分q(x,y)が存在する。 In addition, there is an error p (x, y) due to variations in the beam scan itself as shown in FIG. 6E and other correction residual component q (x, y) as shown in FIG. 6F.
そこで、まず、マーク情報読込工程(S112)として、読込部14は、記憶装置144から測定された複数の十字マークパターンの各位置情報を読み込む。
Therefore, first, as the mark information reading step (S112), the
偏向歪補正工程(S114)として、補正部16は、十字マークパターン毎に、偏向歪みの量f(x,y)を補正する。
In the deflection distortion correction step (S114), the
続いて、ランダム歪補正工程(S116)として、補正部18は、十字マークパターン毎に、偏向歪みの量g(x,y)を補正する。 Subsequently, as a random distortion correction step (S116), the correction unit 18 corrects the deflection distortion amount g (x, y) for each cross mark pattern.
N次成分フィッティング工程(S118)として、フィッティング処理部20は、複数のマークの位置の所望位置(例えば、設計位置)からのずれ量をN次多項式によりフィッティングして近似式を取得する。フィッティング処理部20は、取得部の一例である。具体的には、フィッティング処理部20は、上述した偏向歪みの量f(x,y)、及びランダムな偏向歪み量g(x,y)が補正された各マーク位置に対して、N次成分誤差L(x,y)を補正するため、N次の多項式でフィッティングする。例えば、以下に示す1次の多項式(1)でフィッティングする。ここでは、x方向のN次成分誤差をΔxと示し、y方向のN次成分誤差をΔyと示す。
(1) Δx=a0+a1x+a2y,Δy=b0+b1x+b2y
In the Nth-order component fitting step (S118), the
(1) Δx = a 0 + a 1 x + a 2 y, Δy = b 0 + b 1 x + b 2 y
N次成分補正工程(S120)として、補正部22は、得られた近似式を用いて複数のマークの位置のN次成分誤差L(x,y)(N次成分の位置ずれ量)を補正する。
In the N-order component correction step (S120), the
図7は、実施の形態1におけるN成分誤差までが補正されたマーク位置の一例を示す図である。図7(b)に示す各十字マークパターンが測定された結果となる補正前の状態での位置ずれ量から、図7(c)に示す偏向歪みの量f(x,y)と図7(d)に示す偏向歪みの量g(x,y)と図7(e)に示すN次成分誤差L(x,y)とを差し引くことで、図7(a)に示すような誤差p(x,y)と補正残差成分q(x,y)とが残った状態にまで補正できる。実施の形態1では、それぞれ測定されたマーク位置の結果に対して、上述した偏向歪みの量f(x,y)、ランダムな偏向歪み量g(x,y)、及びN次成分誤差L(x,y)を補正した上で、複数の十字マークパターンの中から不良位置に形成された異常マークパターンを検出する。偏向歪みの量f(x,y)、ランダムな偏向歪み量g(x,y)、及びN次成分誤差L(x,y)を補正後のマーク位置を用いることで、位置不良の異常マークパターンを正しく検出できる。 FIG. 7 is a diagram showing an example of mark positions corrected up to the N component error in the first embodiment. From the amount of misalignment in the state before correction, which is the result of measuring each cross mark pattern shown in FIG. 7B, the deflection distortion amount f (x, y) shown in FIG. 7C and FIG. By subtracting the deflection distortion amount g (x, y) shown in d) and the Nth-order component error L (x, y) shown in FIG. 7E, an error p (as shown in FIG. 7A) is obtained. x, y) and the corrected residual component q (x, y) can be corrected to a state in which they remain. In the first embodiment, the above-described deflection distortion amount f (x, y), random deflection distortion amount g (x, y), and N-order component error L ( After correcting x, y), an abnormal mark pattern formed at a defective position is detected from a plurality of cross mark patterns. By using the mark position after correcting the deflection distortion amount f (x, y), the random deflection distortion amount g (x, y), and the Nth-order component error L (x, y), an abnormal mark having a poor position is obtained. The pattern can be detected correctly.
異常マーク検出工程(S122)として、検出部24は、上述した補正後の複数のマークの位置のうち異常マークを検出する。検出部24は、異常マーク検出部の一例である。具体的には、閾値を設定し、検査対象となる十字マークパターンが周辺の他の十字マークパターンに対して相対的に閾値以上ずれているかどうかで判定する。例えば、30nm以上ずれているかどうかで判定する。例えば、同じ方向に向かって順に複数の十字マークパターンが配列している場合に、その方向線上から閾値以上ずれているかどうかで判定できる。ここで、周辺の他の十字マークパターンも位置がずれていることも想定されるが、判定に用いる周辺の他の十字マークパターンの母数を多くすることで平均化できる。よって、その平均位置からのずれ量で判定すると好適である。 As the abnormal mark detection step (S122), the detection unit 24 detects an abnormal mark among the positions of the corrected marks described above. The detection unit 24 is an example of an abnormal mark detection unit. Specifically, a threshold value is set, and the determination is made based on whether or not the cross mark pattern to be inspected is relatively shifted from the surrounding other cross mark pattern by more than the threshold value. For example, the determination is made based on whether or not the deviation is 30 nm or more. For example, when a plurality of cross mark patterns are arranged in order in the same direction, the determination can be made based on whether or not a deviation from the direction line by a threshold value or more. Here, it is assumed that other cross mark patterns in the vicinity are also displaced, but can be averaged by increasing the number of parameters of the other cross mark patterns in the periphery used for the determination. Therefore, it is preferable to determine by the amount of deviation from the average position.
ここで、かかる検出により、複数の異常マークが検出されることがあり得る。しかし、そのまま、検出されたすべての異常マークの位置情報を以降の計算から除去してしまうと、残りの十字マークパターンの母数が少なくなってしまう。そこで、実施の形態1では、除去する異常マークの数を限定する。 Here, a plurality of abnormal marks may be detected by such detection. However, if the position information of all detected abnormal marks is removed as it is from the subsequent calculations, the number of parameters of the remaining cross mark pattern is reduced. Therefore, in the first embodiment, the number of abnormal marks to be removed is limited.
ソート処理工程(S124)として、ソート処理部26は、検出された異常マークのずれ量を大きい順にソート処理する。
As the sort processing step (S124), the
図8は、実施の形態1におけるソート処理されたマーク位置の一例を示す図である。図8に示すように、ずれ量の大きい方から小さい方に向かって、検出された異常マークを並べる。 FIG. 8 is a diagram illustrating an example of mark positions subjected to sorting processing in the first embodiment. As shown in FIG. 8, the detected abnormality marks are arranged from the larger deviation amount to the smaller deviation amount.
異常マーク除去工程(S126)として、除去部28は、検出された異常マークのうち、設定された除去数(所定の個数)以内の異常マークの位置を除去する。除去部28は、マーク除去部の一例である。具体的には、除去部28は、検出された異常マークのうち、ずれ量の大きい方から順に最大で設定された除去数まで異常マークを除去する。除去数は、パラメータの一部として、予め、描画装置100に設定しておけばよい。
As the abnormal mark removal step (S126), the
図9は、実施の形態1における異常マークの除去を説明するための概念図である。図9(a)では、試料101に実パターン領域50に1層目のメインパターンが形成され、実パターン領域50の周囲に1層目に形成された異常マーク54を含む複数の十字マークパターン52が示されている。これに対して、図9(b)では、異常マーク除去工程(S126)で異常マーク54が除去された後に採用される十字マークパターン52が示されている。なお、試料101上から異常マーク54が物理的に除去されるのではなく、以降の各工程を実施する際の計算上から異常マーク54の位置情報を排除するという意味であることは言うまでもない。
FIG. 9 is a conceptual diagram for explaining removal of abnormal marks in the first embodiment. In FIG. 9A, a first main pattern is formed in the
残マーク3σ算出工程(S128)として、ばらつき量計算部は、異常マークが除去された残りの複数のマークの位置ずれ量の正規分布に対して所定の割合の確率で残りの複数のマークが含まれるためのばらつき量を計算する。ここでは、一例として、3σ計算部30が、残りの複数のマークの位置ずれ量の3σを計算する。3σは、残りの複数のマークが97%の確率で含まれるためのばらつき量(平均値からの位置ずれ量)となる。或いは、残りの複数のマークの最大位置ずれ量を求めてもよい。
As the remaining mark 3σ calculation step (S128), the variation amount calculation unit includes the remaining marks at a predetermined rate of probability with respect to the normal distribution of the positional deviation amounts of the remaining marks from which the abnormal marks have been removed. The amount of variation to be calculated is calculated. Here, as an example, the
判定工程(S130)として、判定部32は、ばらつき量(3σ)が閾値αを超えるかどうかを判定する。そして、閾値αを超える(3σ>α)場合に、描画制御部42は、描画処理を中止する。そして、出力部34は、その結果を、インターフェース回路114を介して出力する。例えば、図示しないモニタに出力する。或いは図示しない表示ランプ等に出力するとよい。また、判定部32は、ばらつき量(3σ)が閾値α以下であっても他の閾値βを超えるかどうかを判定する。閾値α以下であっても他の閾値βを超える(β<3σ≦α)場合に、出力部34は、その結果を、インターフェース回路114を介して警告情報として出力する。例えば、図示しないモニタに出力する。或いは図示しない表示ランプ等に出力するとよい。例えば、α=30nm、β=20nm
As the determination step (S130), the determination unit 32 determines whether or not the variation amount (3σ) exceeds the threshold value α. If the threshold value α is exceeded (3σ> α), the
以上のように、実施の形態1では、異常マークが排除された残りの十字マークパターンの精度が、2層目のパターンのためのアライメントに使用可能かどうかを評価する。そして、許容精度を満たさない場合には、描画処理を中止することで無駄なマシンタイムを削減できる。また、無駄な2層目の描画にかかるコストも削減できる。また、一定以上の位置ずれが生じた場合には、警告を出力することで、ユーザに対して、描画処理を継続するかどうかを選択させることができる。 As described above, in the first embodiment, it is evaluated whether or not the accuracy of the remaining cross mark pattern from which the abnormal mark is eliminated can be used for the alignment for the second layer pattern. If the allowable accuracy is not satisfied, useless machine time can be reduced by stopping the drawing process. Further, it is possible to reduce the cost required for drawing a wasteful second layer. In addition, when a certain amount of positional deviation occurs, a warning can be output to allow the user to select whether or not to continue the drawing process.
ここで、メインパターンの周囲の一部の十字マークパターン群が仮に同方向にそれぞれ位置ずれを起こしていた場合、上述した異常マーク除去工程(S126)では、相対位置を検出しているのでかかる十字マークパターン群の中から異常マークを検出することが困難である。一方、残りの複数のマークの母数が多ければ多いほど、全体での位置ずれ量は平均値される。よって、異常マーク除去工程(S126)で異常マークの除去数を制限することで、母数を一定以上に保つことができる。そして、母数を一定以上に保った状態で3σを計算することで、同方向にそれぞれ位置ずれを起こしていた十字マークパターン群の評価も可能にできる。そのため、異常マークの除去数を制限することで残りの十字マークパターンの評価精度を向上できる。 Here, if a part of the cross mark pattern group around the main pattern has been displaced in the same direction, the above-described abnormal mark removal step (S126) detects the relative position, so the cross It is difficult to detect an abnormal mark from the mark pattern group. On the other hand, the larger the number of parameters of the remaining plurality of marks, the more the average amount of positional deviation is averaged. Therefore, by limiting the number of removed abnormal marks in the abnormal mark removing step (S126), the population parameter can be kept above a certain level. Then, by calculating 3σ with the parameter maintained at a certain level or more, it is possible to evaluate the cross mark pattern groups that have been displaced in the same direction. Therefore, it is possible to improve the evaluation accuracy of the remaining cross mark patterns by limiting the number of abnormal mark removals.
更新工程(S132)として、更新部36は、ばらつき量が閾値αを超えない場合に、記憶装置144に記憶された複数のマークの位置を、異常マークが除去された残りの複数のマークの位置に更新する。ここで、残りの複数のマークの位置情報は、上述した偏向歪みの量f(x,y)、及びランダムな偏向歪み量g(x,y)を補正後の位置情報(マーク情報)を用いると好適である。
As the update step (S132), the
以上のように構成することで、異常マークパターンの位置情報を所定数以内で排除でき、かつ、残りの十字マークパターンの位置精度も一定以上であるかどうかも評価できる。よって、かかる評価に合格した残りの十字マークパターンの位置情報を用いることで、より、高精度なアライメント計算を可能にできる。 By configuring as described above, it is possible to exclude the position information of the abnormal mark pattern within a predetermined number and evaluate whether the position accuracy of the remaining cross mark patterns is more than a certain level. Therefore, by using the position information of the remaining cross mark pattern that has passed the evaluation, it is possible to perform alignment calculation with higher accuracy.
アライメント計算工程(S134)として、アライメント計算部38は、設定された除去数以内の異常マークが除去された残りの複数のマークの位置を用いて、アライメント計算を行う。具体的には、アライメント計算部38は、更新後の記憶装置144に記憶された複数のマークの位置を用いて、アライメント計算を行う。アライメント計算部38は、例えば、更新後の各マーク位置に対して、N次成分誤差N(x,y)を補正するため、N次の多項式でフィッティングする。例えば、上述した式(1)でフィッティングする。これにより、x方向のN次成分誤差をΔxと、y方向のN次成分誤差をΔyとを求めるための式(1)の各係数を得ることができる。得られた係数は偏向位置補正部44に出力される。
As the alignment calculation step (S134), the
図10は、実施の形態1におけるアライメント計算を説明するための図である。図10(a)に示すマーク測定結果から、図10(b)に示す偏向歪みの量f(x,y)と図10(c)に示す偏向歪みの量g(x,y)とが差し引かれた後のマーク情報からアライメント計算を行なうと良い。言い換えれば、図10(d)に示すN次成分誤差L(x,y)と誤差p(x,y)と補正残差成分q(x,y)とが残った状態のマーク情報から図10(e)に示すアライメント用のN次成分誤差N(x,y)を補正するため多項式の係数を求める。 FIG. 10 is a diagram for explaining alignment calculation in the first embodiment. From the mark measurement result shown in FIG. 10A, the deflection distortion amount f (x, y) shown in FIG. 10B and the deflection distortion amount g (x, y) shown in FIG. 10C are subtracted. It is preferable to perform alignment calculation based on the mark information after this. In other words, from the mark information in the state in which the Nth-order component error L (x, y), the error p (x, y), and the corrected residual component q (x, y) shown in FIG. A polynomial coefficient is obtained to correct the alignment N-order component error N (x, y) shown in (e).
一方、上述した十字マークパターンの評価等を行なう処理と並行して、2層目のパターンの描画データの変換処理を行う。具体的には、描画データ処理部40は、記憶装置140から2層目の描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、2層目のパターンのショットデータを生成する。また、照射量のデータも合わせて生成される。生成されたショットデータおよび照射量のデータは、記憶装置142に記憶される。
On the other hand, in parallel with the above-described process for evaluating the cross mark pattern, the drawing data conversion process for the second layer pattern is performed. Specifically, the drawing
偏向位置補正工程(S136)として、偏向位置補正部44は、ショットデータを記憶装置142から読み出し、式(1)の各係数を入力し、ショットデータの各位置を式(1)で得られるアライメント補正量(Δx,Δy)で補正する。また、図示しない別の構成によって、ショットデータの各位置を上述した偏向歪みの量f(x,y)、及びランダムな偏向歪み量g(x,y)で補正してもよい。或いは、偏向位置補正部44は、ショットデータの各位置から、上述した偏向歪みの量f(x,y)、及びランダムな偏向歪み量g(x,y)の分も合わせて補正しても良い。
As the deflection position correction step (S136), the deflection
図11は、実施の形態1におけるマスク形成方法の工程断面図である。図11では、2層目描画工程(S136)からエッチング工程(S142)までを示している。 FIG. 11 is a process sectional view of the mask forming method according to the first embodiment. FIG. 11 shows the second layer drawing process (S136) to the etching process (S142).
図11(a)において、2層目描画工程(S136)として、偏向量演算部46は、アライメントされたショットデータの位置に電子ビームが照射されるように、各偏向器に印加する偏向量を演算する。図1では、主偏向器208以外への接続を示す構成を省略しているが、各偏向器用にそれぞれ偏向量が演算され、対応する偏向器にかかる偏向量に応じた偏向電圧が印加されることになることは言うまでもない。そして、描画部150は、ショットデータ及び照射量のデータに従って、試料101上のアライメントされた位置に2層目の実パターン(メインパターン)を描画する。
In FIG. 11A, as the second layer drawing step (S136), the deflection
図11(b)において、まず、リンス及び現像工程(S140)として、描画装置100から搬送された試料101をまずリンス処理にて帯電防止膜69を水で洗い流し、その後に現像処理を行う。これにより、帯電防止膜69と、例えば、電子ビーム200が照射された領域のレジストとが除去され、レジストパターンが形成される。
In FIG. 11B, first, as a rinsing and developing step (S140), the
次に、エッチング工程(S142)として、レジストパターンをマスクとして、露出した遮光膜64をエッチングにより除去する。そして、アッシング等によりレジスト膜を除去することで2層目のメインパターンを形成できる。以上のようにして、位相シフトマスクを形成できる。
Next, as an etching step (S142), the exposed
以上のように、実施の形態1によれば、複数層のパターンを重ねて描画する際に、より高精度なアライメントを実現できる。その結果、合わせずれによる描画精度の劣化を低減できる。よって、高精度な重ね合わせ位置で複数層のパターンを描画できる。そのため、合わせずれによるマスク損失も低減できる。また、残りのマークの精度も評価するため、無駄な描画時間を削減できる。 As described above, according to the first embodiment, more accurate alignment can be realized when a plurality of layers of patterns are overlaid. As a result, it is possible to reduce deterioration in drawing accuracy due to misalignment. Therefore, a pattern of a plurality of layers can be drawn at a highly accurate overlay position. Therefore, mask loss due to misalignment can also be reduced. In addition, since the accuracy of the remaining marks is evaluated, useless drawing time can be reduced.
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置100を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。
In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used. For example, although the description of the control unit configuration for controlling the
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all charged particle beam writing apparatuses and methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.
10 測定部
12 記録部
14 読込部
16,18 補正部
20 フィッティング処理部
22 補正部
24 検出部
26 ソート処理部
28 除去部
30 3σ計算部
32判定部
34 出力部
36 更新部
38 アライメント計算部
40 描画データ処理部
42 描画制御部
44 偏向位置補正部
46 偏向量演算部
50 実パターン領域
52 十字マークパターン
54 異常マーク
60 ガラス基板
62 ハーフトーン膜
64 遮光膜
66,67 レジスト膜
69 帯電防止膜
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 制御計算機
112 メモリ
114 インターフェース回路
120 偏向制御回路
140,142,144 記憶装置
150 描画部
151 十字マークパターン
152 メインパターン
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
208 主偏向器
209 副偏向器
212 検出器
214 アンプ
330 電子線
411 開口
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記ステージに前記基板が載置された状態で前記複数のマークの位置を荷電粒子ビームで走査して得られる結果から測定するマーク位置測定部と、
測定された前記複数のマークの位置の所望位置からのずれ量をN次多項式によりフィッティングして近似式を取得する取得部と、
測定された前記複数のマークの位置に基づいて取得された前記近似式を用いて前記複数のマークの位置のN次成分の位置ずれ量を補正する補正部と、
補正後の前記複数のマークの位置のうち異常マークを検出する異常マーク検出部と、
検出された異常マークのうち、所定の個数以内の異常マークの位置を除去するマーク除去部と、
前記所定の個数以内の異常マークが除去された残りの複数のマークの位置を用いて、アライメント計算を行うアライメント計算部と、
アライメントされた位置に2層目のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A stage for mounting a substrate on which a plurality of marks are formed together with a first layer pattern;
A mark position measuring unit for measuring from a result obtained by scanning the positions of the plurality of marks with a charged particle beam in a state where the substrate is placed on the stage;
An acquisition unit for acquiring an approximate expression by fitting the measured amount of deviation from the desired position of the plurality of marks by the N-th order polynomial,
A correction unit that corrects a positional deviation amount of the N-order component at the positions of the plurality of marks using the approximate expression acquired based on the measured positions of the plurality of marks;
An abnormal mark detection unit for detecting an abnormal mark among the positions of the plurality of marks after correction;
Among the detected abnormal marks, a mark removing unit that removes positions of abnormal marks within a predetermined number,
An alignment calculation unit that performs an alignment calculation using the positions of the remaining marks from which the abnormal marks within the predetermined number have been removed;
A drawing unit for drawing the second layer pattern at the aligned position;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
前記マーク除去部は、検出された異常マークのうち、ずれ量の大きい方から順に最大で前記所定の個数まで異常マークを除去す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装置。 It further includes a sort processing unit that sorts the detected deviation amount of the abnormal mark in descending order,
2. The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein the mark removing unit removes up to the predetermined number of abnormal marks in order from a larger deviation amount among detected abnormal marks.
前記ばらつき量が閾値を超える場合に、描画処理を中止することを特徴とする請求項1又は2記載の荷電粒子ビーム描画装置。 It further includes a variation amount calculation unit for calculating a variation amount for including the remaining plurality of marks at a predetermined rate with respect to the normal distribution of the positional deviation amounts of the remaining plurality of marks from which the abnormal marks have been removed. ,
The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein the drawing process is stopped when the variation amount exceeds a threshold value.
前記ばらつき量が閾値を超えない場合に、前記記憶部に記憶された前記複数のマークの位置を、異常マークが除去された残りの複数のマークの位置に更新する更新部と、
をさらに備え、
前記アライメント計算部は、更新後の記憶部に記憶された複数のマークの位置を用いて、アライメント計算を行うことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。 A storage unit for storing the measured positions of the plurality of marks;
An update unit that updates the positions of the plurality of marks stored in the storage unit to the positions of the remaining plurality of marks from which the abnormal mark has been removed when the variation amount does not exceed a threshold;
Further comprising
The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein the alignment calculation unit performs alignment calculation using a plurality of mark positions stored in the updated storage unit.
測定された前記複数のマークの位置の所望位置からのずれ量をN次多項式によりフィッティングして近似式を取得する工程と、
測定された前記複数のマークの位置に基づいて取得された前記近似式を用いて前記複数のマークの位置のN次成分の位置ずれ量を補正する工程と、
補正後の前記複数のマークの位置のうち異常マークを検出する工程と、
検出された異常マークのうち、所定の個数以内の異常マークの位置を除去する工程と、
前記所定の個数以内の異常マークが除去された残りの複数のマークの位置を用いて、アライメント計算を行う工程と、
アライメントされた位置に2層目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描画方法。 Measured from a result obtained by scanning the positions of the plurality of marks with a charged particle beam in a state where the substrate is placed on a stage on which a substrate on which a plurality of marks are formed together with the first layer pattern is placed. Process,
A step of acquiring a by fitting approximation formula by N order polynomial amount of deviation from the measured desired position of the plurality of marks,
Correcting the amount of positional deviation of the N-order component at the positions of the plurality of marks using the approximate expression acquired based on the measured positions of the plurality of marks;
Detecting an abnormal mark among the positions of the plurality of marks after correction;
A step of removing positions of abnormal marks within a predetermined number of detected abnormal marks;
A step of performing alignment calculation using the positions of the remaining marks from which the abnormal marks within the predetermined number have been removed;
Drawing a second layer pattern at the aligned position;
A charged particle beam drawing method comprising:
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