JP6211435B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、荷電粒子ビーム露光装置を用いた半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の高集積化の進展に伴い、より微細なパターンを形成できる露光技術が求められており、新たな露光技術の開発が進められている。現在、最先端の半導体装置の製造に用いられている光露光技術ではArF光源からの光が用いられている。その波長が長いため、種々の高解像化技術を使っても、線幅が20nm以下のパターンの形成は困難である。
荷電粒子ビームを用いた露光技術は、荷電粒子ビームの回折波長が極めて短いため、本質的に解像度が高いという利点がある。しかし、高解像度を維持しながら十分な強度の荷電粒子ビームを得ることが困難なこともあり、微細であるが、露光を行う部分の面積が大きい半導体装置の回路パターンを、荷電粒子ビームのみで直接描画する場合には、実用的な処理速度が得られないという問題がある。
荷電粒子ビームを用いた露光の処理速度を向上させるため、マルチビーム露光技術の開発が進められている。アパーチャアレーを通過し、複数本に分けられた荷電粒子ビームを、ブランカーアレーにより個別にブランキングする。半導体ウェハの露光面全面に一定間隔で想定した画素(ピクセル)に対して、照射する荷電粒子ビームを個別にON/OFFすることにより、パターンを形成する露光技術である(特許文献1、特許文献2等を参照)。
一方、ArF光源を用いた液浸光露光技術と、荷電粒子ビーム露光技術とを相補的に利用するコンプリメンタリ・リソグラフィが提案さていている。
コンプリメンタリ・リソグラフィでは、まず、ArF光源を用いた液浸光露光においてダブルパターニングなどを利用することで、単純なラインアンドスペースパターンを形成する。ダブルパターニング技術などを併用すれば、縦方向又は横方向の一方向で、線幅とピッチが決まった、ラインアンドスペースパターンでは、線幅10nm以下のパターンも光露光で形成できることが知られている。次いで、荷電粒子ビームを用いて、そのラインパターンを切断するためのカットパターンや、ラインパターン同士を接続するためのビアパターンの形成を行う。
このコンプリメンタリ・リソグラフィでは、荷電粒子ビームを用いて露光を行う部分の面積が、ラインパターンを含むパターン全体の面積の数%程度に限定される。そのため、電子ビームのみを用いてラインパターンを含むパターン全体を露光する場合よりも、圧倒的に少ない荷電粒子総露光量を半導体ウェハの露光面に照射することで、露光を終えることができ、それだけスループットを上げることができる可能性がある。
米国特許第7276714号明細書 特開2013−93566号公報
コンプリメンタリ・リソグラフィでは、ラインアンドスペースパターンを構成するラインパターン上にのみカットパターンやビアパターンが存在する。ライン幅程度の大きさを持ち、同じ形状・同じサイズで、互いに孤立したカットパターンやビアパターンを、荷電粒子ビーム露光を用いて形成することになる。
これまで提案されている荷電粒子マルチビーム露光装置において、格子状に配置された荷電粒子ビームを用いて、ラインパターン上にのみ存在するカットパターンやビアパターンを露光しようとすると、マルチビーム全体に対して、同時に露光面に照射されているマルチビーム数の割合が少なくなり、荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームの大半が、実質的に露光に使われずに無駄になってしまうという問題がある。
また、荷電粒子マルチビーム露光装置のビームを一次元方向に配列しても、高い解像性を維持したまま、ラインパターン方向に限定されてはいるが、ライン上では任意の位置にあるカットパターンやビアパターンを実用的な処理速度で効率的に露光する露光装置はなかったという問題がある。
そこで、本発明は、カットパターンやビアパターンを効率よく描画できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
下記の開示の一観点によれば、荷電粒子を放出する荷電粒子源と、前記ラインパターンと直交する一次元方向に配列された複数の開口を有し、前記開口を通過した荷電粒子よりなる荷電粒子ビームが前記一次元方向にアレー状に並んだ一次元アレービームを形成するアパーチャプレートと、前記一次元アレービームに含まれる個々の前記荷電粒子ビームを個別にブランキング偏向するブランカーアレーを備えたブランカープレートと、前記ブランカーアレーによって偏向された前記荷電粒子ビームを阻止するファイナルアパーチャプレートと、前記一次元アレービームの全体の照射位置を調整する偏向器と、前記基板を保持して移動させる駆動機構を備えたステージ装置と、前記ブランカープレート、偏向器及びステージの動作を制御する制御装置とを備えた荷電粒子ビーム露光装置を用いて、上面に一定のピッチで配置された複数のラインパターンを有する基板に対して、前記ラインパターンを切断するためのカットパターン、又は前記ラインパターンの上にビアホールを形成するためのビアパターンを露光する工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記ラインパターンと平行な向きに前記ステージ装置を連続的に移動させつつ、前記ステージ装置の移動に合わせて前記ラインパターンの上に一定間隔で設定された画素位置に前記一次元ビームアレーを一定時間停止させながら前記荷電粒子ビームの照射を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
上記観点によれば、ラインパターンと直交する方向に並んだ複数の荷電粒子ビームよりなる一次元アレービームをラインパターンと平行な方向に移動させつつ、荷電粒子ビームを照射する。このように、一次元アレービームを用いるため、荷電粒子ビーム全体に対して、実質的に露光に使われている割合を増やすことができ、荷電粒子源から生成された荷電粒子ビームの利用効率が向上して露光に要する時間を短縮できる。
また、前記ステージの移動に合わせて前記ラインパターンの上に一定間隔で設定された画素位置に前記一次元ビームアレーを一定時間停止させながら前記荷電粒子ビームの照射を行うことにより、露光量分布の立ち上がりを急峻なものとすることができる。これにより、カットパターンやビアパターンを、高解像且つ高精度で描画できる。
図1(a)は、コンプリメンタリ・リソグラフィにおいてラインパターン上に形成されるカットパターンを示す平面図であり、図1(b)はコンプリメンタリ・リソグラフィにおいて、図1(a)で露光されたカットパターンを使って切断された後のラインパターンを示す平面図である。 図2は、第1実施形態に係る電子ビーム露光装置のカラムのブロック図である。 図3(a)は、図2のカラムのスリットプレートの平面図であり、図3(b)はアパーチャプレートの平面図である。 図4は、第1実施形態に係る電子ビーム露光装置のステージの動作を示す図である。 図5は、図4の照射領域S3付近の拡大図である。 図6は、第1実施形態に係る電子ビーム露光装置における一次元アレービームの動作を示す図である。 図7は、一次元アレービームのn番目の電子ビームBnにおいて画素位置の間にパターンを描画する例を示す平面図である。 図8は、計算によって求めた露光量分布Fp(x)、Fp+1(x)の和、パターンの幅及びパターンの位置を示す図である。 図9は、横軸に内分比rをとり、縦軸にパターンの中央の位置及びパターンの幅をとって露光量Dp,Dp+1を内分比rに応じて変化させたときのパターンの幅及び位置の変化を求めた結果を示すグラフである。 図10は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置100の制御系統のブロック図である。 図11は、差分検出回路215の出力信号と画素送り信号とを示す波形図である。 図12は、第1実施形態に係る電子ビーム露光装置における露光動作を示すフローチャートである。 図13は、露光量Dp、Dp+1を内分比rの多項式で表した場合について、線幅及び目標位置からのずれを計算により求めた結果を示すグラフである。 図14は、第3実施形態に係る電子ビーム露光装置の要部を示す斜視図である。 図15は、直径が300mmの半導体基板の上に直径30mmのカラムを配置した場合に各カラムが露光を担当する領域を示す平面図である。
図1(a)は、コンプリメンタリ・リソグラフィにおいてラインパターン上に形成されるカットパターンを示す平面図であり、図1(b)はコンプリメンタリ・リソグラフィにおいて図1(a)のカット用の露光パターンでカットされ後、所望の長さに切断されたラインパターン81bを示す平面図である。
図1(a)に示すように、コンプリメンタリ・リソグラフィでは、複数のラインパターン81aが一定ピッチで配置されたラインアンドスペースパターンを形成する。これらのラインパターンは、例えばArF光源を用いた液浸光露光とダブルパターニングを組み合わせた露光技術により形成する。
その後、ラインアンドスペースパターン上に形成されたレジスト膜(不図示)に対して、ラインパターン81aをカットするための開口部としてのカットパターン83を形成する。カットパターン83は、単純な線ではなく、微細な矩形パターンである。そのため、ArF光源を用いた光露光技術の適用は困難である。そこで、解像度に優れた電子ビーム(荷電粒子ビーム)で露光する。
その後、カットパターン83の部分でラインパターン81aを切断する。
これにより、図1(b)に示すように、所望の長さに切断されたラインパターン81bが得られる。
次に、層間絶縁膜を形成し、その上にラインパターン81aと直交する方向(図1(a))に延びる複数のラインパターンを形成する。また、上下のラインパターンが交差する部分の層間絶縁膜には上下のパターンを繋ぐビアを形成する。このビアも、カットパターン83と同様の方法で露光が行われる。
以上のような、コンプリメンタリ・リソグラフィで形成されるカットパターン及びビアパターンは、以下のような特徴がある。
(要件1)形成するカットパターン又はビアパターンは、同一層内においてすべて同一形状である。
(要件2)形成するカットパターン又はビアパターンは、ラインパターン上に存在する。
(要件3)形成するカットパターン又はビアパターンはラインパターン全体の面積の数%である。これにより、電子ビーム露光であっても、実用的なスループットを実現できる。
(要件4)形成するカットパターン又はビアパターンが複数連続して繋がることはない。これは、半導体装置として機能するのは、切断後に残る部分のパターンや、切断後に残る部分を接続するパターンであり、残余部分がなくなるような切断又は残余部分を直接ショートさせる接続は存在し得ないからである。
(要件5)形成するカットパターンは、ラインパターン上のランダムな位置に存在し得る。すなわち、ラインパターンのライン方向(長手方向)に対するカットパターンの長手方向の配置ピッチは一定ではない。
(要件6)形成するカットパターンは、ラインパターンの長手方向に高い精度で形成することが求められる。これは、カットパターンの長手方向の精度が低いと、ラインパターンの交差する部分のビアパターン等と干渉するおそれがあるためである。
(要件7)形成するカットパターンの位置精度及び線幅精度は、ラインパターンの方向と直交する方向(ラインの幅方向)には、ラインパターンの長手方向の精度ほど高くなくてよい。これは、ラインパターンの幅方向の精度が低くてもラインパターンを切断でき、また切断後のラインパターンの長さに影響はないためである。
以下の実施形態では、上記の特徴を有するカットパターン又はビアパターンの描画に好適な荷電粒子ビーム露光装置(電子ビーム露光装置)について説明する。
(第1実施形態)
(1)電子ビーム露光装置の構成
図2は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置の1本のカラムの断面図である。
本実施形態に係る電子ビーム露光装置100は、図2に示すカラム10を用いて、露光対象としての半導体基板80の表面に電子ビームEB(荷電粒子ビーム)を照射する。そのカラム10は円筒形の筐体を備え、その内部の上端付近には電子ビームEBを発生させる電子銃1が設けられている。
電子銃1からは、所定の加速電圧(例えば50keV)で電子ビームEBが放出され、その電子ビームEBは第1アパーチャ板2の開口2aを通過することで光軸cを中心とした円形の断面に成形される。
第1アパーチャ板2を通過した電子ビームEBは、第1アパーチャ板2の下に設けられた非対称照明光学系3の中を通過する。非対称照明光学系3は、例えば静電四重極電極を備えており、静電四重極場を適宜調整することにより電子ビームEBを所定方向に長く伸びた断面形状に変形させる。
非対称照明光学系3を通過した電子ビームEBはスリットプレート4に照射される。図3(a)は、スリットプレート4の平面図である。図3(a)に示すようにスリットプレート4は、細長い矩形状の開口4aを備えており、この開口4aを囲む照射領域S1に電子ビームEBが照射される。このスリットプレート4を通過することで、電子ビームEBは縦長の矩形状の断面に成形される。
このようにして、スリットプレート4で余分な電子ビームEBを除去することで、ビーム成形アパーチャプレート5の過熱やスパッタによるダメージを低減できる。
その後、電子ビームEBは、電磁レンズ12a、12bによりビーム成形アパーチャプレート5の上に結像される。
図3(b)はビーム成形アパーチャプレート5の平面図である。図3(b)に示すように、ビーム成形アパーチャプレート5には、電子ビームEBの長手方向と同じ方向に一次元的に並んだ複数の開口部5aが設けられている。このビーム成形アパーチャプレート5によって、開口部5aと同じ数の電子ビームB1〜Bnを含んだ一次元アレービームA1が生成される。なお、同一層内のパターンがすべて同じであるという要件1の要請により、各開口部5aの形状は全て同じ形状となっている。
本実施形態では、非対称照明光学系3を用いて縦長に電子ビームEBを成形した上で、一次元的に並んだ開口部5aに照射することで、電子ビームの利用効率が高まる。これにより、短時間の電子ビームの照射でレジストを感光させることができ、スループットが向上する。
図2に示すように、ビーム成形アパーチャプレート5の下には、ブランカープレート6が配置されている。
ブランカープレート6は、ビーム成形アパーチャプレート5の開口部5aに対応する部分に開口部6aを備えており、各開口部6aの横には電子ビームB1〜Bnを個別に偏向させるためのブランキング電極6b、6cが設けられている。
ブランカープレート6の下には、電磁レンズ13a〜13d、最終アパーチャ7及び偏向器8が設けられている。電磁レンズ13a〜13dは、一次元アレービームA1を所定の縮小倍率で縮小して半導体基板80の表面に結像させる。
最終アパーチャ7は、円形の開口7aを備えており、ブランキング電極6b、6cで偏向された電子ビームBoffを阻止し、ブランカープレート6で偏向されない電子ビームBonのみを通過させる。
最終アパーチャ7の下方には、偏向器8が設けられている。この偏向器8により、一次元アレービームA1の半導体基板80の上での照射位置が所定の偏向範囲内で調整されて半導体基板80に一次元アレービームA1が照射される。
上記のカラム10の下には、チャンバ11が接続されており、そのチャンバ11内には露光対象となる半導体基板80とそれを保持するステージ9aが設けられている。ステージ9aは、駆動装置9bによって水平方向(X−Y方向)及び回転方向に駆動可能となっている。
ステージ9aの横には、例えばレーザー干渉計などよりなる位置センサー9cが設けられており、ステージ9aの位置を0.1nm(ナノメートル)程度の位置精度で正確に検出する。位置センサー9cの測定結果は、駆動装置9b及び偏向器8の制御等に利用される。
上記のカラム10、ステージ9a、及び駆動装置9bは、制御部101によってその動作が制御される。
(2)電子ビーム及びステージの動作
次に、電子ビーム及びステージ9aの動作について説明する。
図4は、電子ビーム露光装置100の露光時のステージ9aの動作を示す平面図である。
図4において、矩形の露光領域85はコラム10が露光を担当する範囲を示しており、例えば30mm×30mm程度の大きさである。
図中の矢印は、一次元アレービームA1の照射領域S3の移動方向を示している。図示のように、照射領域S3は、露光領域85の隅からX2方向に直線状に移動しながら、幅Fw(以下、フレーム幅と呼ぶ)の領域に一次元アレービームを照射して露光を行う。本明細書では、一回の直線移動で露光する領域をフレーム86と呼ぶものとする。
照射領域S3が露光領域85の端まで達すると、Y1方向にフレーム幅Fwだけ照射領域S3を移動させた後、X1方向に折り返して次のフレーム86の露光を行う。なお、振動よる精度低下を防ぐために、フレーム86の露光を行っている間、ステージ9aは連続的に移動させることが好ましい。
図5は、図4の照射領域S3付近の拡大図である。
図5に示すように、一次元アレービームA1に含まれるn本の電子ビームB1、B2…Bnの照射位置は、それぞれ半導体基板80のラインパターン81aの上に位置決めされている。これにより、パターンがラインパターン上に配置されるという要件2が満たされる。
電子ビームB1〜Bnの照射位置は、ステージ9aのX2方向への移動とともに、ラインパターン81aの上に沿って移動してゆく。すなわち、一次元アレービームA1はラインパターン81aと平行な方向に移動する。
そして、各電子ビームB1〜Bnを所定のタイミングで照射してカットパターン83aの露光が行われる。
ただし、一次元アレービームA1を移動させたまま電子ビームB1〜Bnの照射を行うと、半導体基板80の移動に伴って電子ビームB1〜Bnのエッジも移動してしまうため、電子ビームの露光量分布の立ち上がりや立及び下りが緩やかとなってしまう。その結果、パターン83aのX方向のエッジ位置の精度が低下してしまう。コンプリメンタリ・リソグラフィでは、カットパターン又はビアパターンを、ラインパターンの長手方向に高い精度で形成することが求められるが(要件6)、電子ビームを移動させたままでの露光では十分な精度が得られない。
電子ビームの露光量分布の立ち上がりや立下りを急峻とするためにステージの移動速度を下げることも考えられるが、この場合には処理速度が大幅に低下してしまう。
そこで本実施形態では、偏向器8を用いて電子ビームの照射を行う間だけ一次元アレービームA1をステージ9aの移動に同期させて移動させることで、一次元アレービームA1の照射位置をラインパターン81aの上で停止させながら露光を行う。
図6は、本実施形態における一次元アレービームA1の照射位置の移動を示す図である。
図6に示すように、本実施形態では、ラインパターン81a上に一定ピッチで画素位置a1〜anを設定する。そして、偏向器8を用いて一次元アレービームA1の照射位置を画素位置a1で一定時間だけ停止させ、その間に電子ビームの照射を行なう。その後、一次元アレービームA1の照射位置を次の画素位置a2へジャンプさせ、画素位置a2で停止している間に電子ビームの照射を行う。この動作を繰り返すことで、画素位置a1〜anに順次停止しながら電子ビームを照射することでパターンを形成する。
これにより、電子ビームの露光量分布の立ち上がり又は立下りを急峻なものとすることができ、パターン83aをラインパターン81aの長手方向に精度よく形成するという要件6を満たすことができる。
なお、図6において符号Oを付した部分は偏向器8の露光基準位置を示しており、この露光基準位置はフレーム86内において偏向器8の偏向幅に等しい間隔を開けて複数個配置されている。偏向器8はこの露光基準位置を基準にして動作する。図中の符号Cを付した部分は現在露光を行うべき画素位置を示している。この場合には、露光基準位置Oから画素位置Cに向かう矢印に示すような画素送り偏向データ成分が偏向器8に入力される。この画素送り偏向データ成分は、後述する図11において階段状に変化する成分にたいおうする。この画素送り偏向データ成分に、現在のステージの位置と露光基準位置Oとの差分の偏向データ成分(図11において連続的に変化する成分)が加算されて偏向器8に入力される。このような2つの偏向データ成分の加算により、偏向器8に入力される実質的な制御信号の振幅はゼロ付近に保たれる。
(3)画素位置間へのパターン形成方法
上記に説明した露光方法では、電子ビームの照射位置が画素位置の上に限定されるため、そのままではカットパターン及びビアパターンの位置が画素位置のみとなってしまい、パターンはライン状のランダムな位置に存在し得るといった要件5を満たすことができない。
また、カットパターンの位置を画素位置のみに限定してしまうと、半導体装置の設計に強い制限を課すことになり、この制限を満たすように半導体装置を設計することは困難になってしまう。そのため、カットパターンの位置については、画素位置の間の任意の位置であっても描画できるようにすることが好ましい。
そこで、本実施形態では、画素位置の間に位置するパターンを描画する場合には、そのパターンに隣接する2つ画素位置での電子ビームの露光の重ね合わせで描画を行うこととした。
図7は、一次元アレービームA1に含まれるn番目の電子ビームBnを使って、パターン位置Xp、パターン幅Wpのカットパターンを形成する例を示している。図7において、p番目の画素位置をap及びp+1番目の画素位置をap+1とし、画素ピッチをawとする。また、目標とするパターンの位置xpがap≦xp≦ap+1の範囲にあるものとする。
照射する電子ビームBnは、ラインパターン方向(x方向)の幅がWの矩形として図示されている。この幅Wは基準となる露光量で電子ビームを照射したときに現像される幅を示しているが、実際にはカラム10の光学系の条件によって決まる所定範囲にまで電子ビームは広がっている。この電子ビームの広がりの大きさを、以下Blurとよぶ。
本実施形態では、画素ピッチawの大きさを隣接する画素位置での電子ビームBnのぼやけが重なる範囲内に設定し、隣接する画素位置での電子ビームBnのBlur(ブラー又はぼやけとも呼ぶ)を重ね合わせることで一つのカットパターンを描画する。そして、隣接する画素位置での電子ビームBnの露光量の割合を調整することで、カットパターンの位置の微調整を行う。
以下、露光量の割合の決定方法について説明する。
p番目の画素位置apに露光量Dpで電子ビームBnを照射すると、ラインパターン方向(x方向)の露光量分布fp(x)は以下の式で表される。
Fp(x)=Dp×(1/2)×[Erf((x-ap-W/2)/Blur)-Erf((x-ap+W/2)/Blur)]
なお、上の式においてErfは誤差関数を表している。上記の露光量分布Fp(x)及びFp+1(x)を示す式において、第1項は露光量分布の立ち上がりを表し、第2項は露光分布の立下りを表している。
また、p+1番目の画素位置ap+1に露光量Dp+1で照射したとき、ラインパターン方向の露光量分布fp+1(x)は以下の式で表される。
Fp+1(x)=Dp+1×(1/2)×[Erf((x-ap+1-W/2)/Blur)-Erf((x-ap+1+W/2)/Blur)]
上記の2式において、第1項及び第2項のパラメータW及びBlurは同じなので、露光量分布は中心に対して対称に表れる。また、Fp(x)の分布の最大値はDpであり、Fp+1(x)の分布の最大値はDp+1であり、パターンの位置によって露光量分布が変化してゆく。Fp(x)、Fp+1(x)の形状は、ともに誤差関数(Erf)で記述されるため、画素位置ap,ap+1における露光量分布は同じ形状プロファイルである。
次に、露光量Dp、Dp+1の割合を変化させた条件の下で、上記の式からFp(x)、Fp+1(x)を求め、所定の現像条件(現像される露光量の閾値)で現像したときに現れるパターンの幅及びサイズを算出した例について説明する。
図8は、計算によって求めた露光量分布Fp(x)、Fp+1(x)の和、パターンの幅及びパターンの位置を示す図である。
ここでは、幅18nmのカットパターンを露光する場合について計算を行った。画素ピッチWpは10nmとし、一次元アレービームA1に含まれる電子ビームは、幅Wを10nmとし、ぼやけの量を表すBlurを10nmとして計算を行った。
図8の左図は、露光量の割合{Dp:Dp+1}を{0:1}としたものであり、図8の中央の図は露光量の割合{Dp:Dp+1}を{0.2:0.8}としたものである。図8の右図は露光量の割合{Dp:Dp+1}を{0.5:0.5}としたものである。また、図中の直線98は現像レベルを示す。
図示のように、露光量Dp,Dp+1の総和を増やさずにその割合を変化させた場合には、形成されるパターンの線幅はほとんど変化しないことがわかる。また、カットパターンの中心位置は、露光量Dp,Dp+1の割合に応じて変化することがわかる。
次に、目標位置Xpにカットパターンの中心位置を目標値に一致させるための露光量Dp,Dp+1の割合の決定方法について説明する。
目標位置Xpは、画素位置の座標ap、ap+1と目標位置Xpに対応する内分比r(0≦r≦1)を用いてap×r+ap+1×(1−r)と表すことができる。ここでは、露光量Dp、Dp+1を内分比rと同じ比率で変化させる。すなわち以下の関係式に基づいて露光量を設定する。
p=D0×r
p+1=D0×(1−r)
ただし、D0はレジスト条件及び現像条件等のプロセス条件によって実験的に決まるパラメータである。
図9は、横軸に内分比rをとり、縦軸にパターンの中央の位置及びパターンの幅をとって露光量Dp,Dp+1を内分比rに応じて変化させたときのパターンの幅及び位置の変化を求めた結果を示すグラフである。図中の曲線99aは内分比と線幅の関係を示している。また、曲線99bは、パターンの中央の位置が目標位置ap×r+ap+1×(1−r)からどの程度ずれるかを示している。計算に必要なパラメータは図9と同様とした。
図9に示すように、露光量Dp、Dp+1を内分比rと同じ比率で変化させた場合、パターンの線幅(曲線99a)はr=0.5を中心にした内分比rに関する偶関数となり、パターンの変動幅ΔWpは最大でも1nmに収まることがわかる。
また、パターンの中央の位置の目標位置からのずれ(曲線99b)は、r=0.5を中心にした内分比rに関する奇関数となり、目標位置からのずれは最大でも0.5nm以内に収まることがわかる。
このように露光量Dp、Dp+1の割合を画素位置の内分比rに応じて変化させることで、隣接する2つの画素位置の間の任意の位置に精度よくカットパターンを形成できる。
(4)各種パラメータの決定方法
次に、画素ピッチaw、電子ビームの幅W及び露光量の広がりBlurの決定方法について説明する。
画素ピッチawは、露光面上で一次元アレービームの照射位置を変えるピッチであり、装置の動作パラメータとして適宜調整することができる。この画素ピッチawは、描画するパターンの幅Wpよりも小さい値であって、隣接する画素位置において露光量の広がりBlurが重なるように設定される。
電子ビームの幅Wは、描画するパターンの幅Wpよりも小さい値(例えばパターン幅Wpの50%程度)に設定される。電子ビームの幅Wは、アパーチャプレート21の開口部21aの大きさと、電子ビームの光学的な縮小率で決まり、描画するパターンの幅Wpに応じて適宜設定される。
電子ビームの露光量の広がりBlurは、投影レンズの収差やレジスト内の電子線の拡散によって決まり、投影レンズ及びレジスト材料の特性によって決まる値である。
現時点のカラム設計技術及び最先端のレジストを用いると、Blurの最小値として、例えば5nmを実現できる。このBlurの最小値5nmの電子ビームを用い、さらに画素ピッチaw及び電子ビームの幅Wをそれぞれ5nmとすると、幅が9nm程度のカットパターン又はビアパターンを描画できる。
同じ電子ビーム露光装置を用いて、より大きな幅のパターンを露光する場合には、動作パラメータの変更により画素ピッチawをより大きな値に変更するとともに、アパーチャプレート21の交換又は縮小倍率の調整により電子ビームの幅Wを増大させる。また、電子ビームのBlurは、電磁レンズ12a〜12dによって電子ビームの焦点をずらすことでより大きな値に設定できる。
パターンの幅Wpを2倍にする場合には、画素ピッチaw及び電子ビームの幅W及び電子ビームの広がBlurも2倍とすればよい。例えば、パターンの幅Wpを18nmとする場合には、画素ピッチaw、電子ビームの幅W及び電子ビームの広がBlurをそれぞれ10nmとすればよい。
ところで、図2の電子ビーム露光装置100では電子ビームEBの電流密度を常に一定として動作させることを前提としている。そのため、電子ビーム露光装置100では露光量Dp、Dp+1の調整を電子ビームの電流値ではなく、電子ビームの照射時間(ON時間)の制御によって行う。
p番目の画素位置apでの電子ビームBnの照射時間Tpは、電子ビームBnの電流密度J(n)と、露光量Dpから下記の式により求められる。
p(n)=Dp/J(n)=D0×r/J(n)
また、p+1番目の画素位置apにおける電子ビームBnの照射時間Tp+1は下記の式により求められる。
p+1(n)=Dp+1/J(n)=D0×(1−r)/J(n)
なお、電子ビームBnの電流密度J(n)は、予め一次元アレービームに含まれる電子ビームBnの電流値をそれぞれ検出し、その電流値を照射領域の面積で除算することで求まる。電流密度Jは、電子ビームB1〜Bnで異なることがあるため、それぞれの電子ビームについて予め測定しておくことが好ましい。
次に、ステージ9aの移動速度の決定方法について説明する。
まず、電子ビームB1〜Bnの中から最も電流密度Jの小さい電子ビームを選び、その電流密度Jminを基準に、最も露光時間が長くなる条件でp番目の画素位置での電子ビームの照射時間の最大値Tmを求める。すなわち、内分比rが1のときに最も露光時間が長くなり、その露光時間の最大値TmはD0/Jminとなる。
さらに、一次元アレービームを偏向器8で移動させる際の偏向器8の静定時間Twが発生する。
したがって、一つの画素位置につき、露光時間の最大値Tmと静定時間Twが必要となる。
画素間隔をawとすると、以上の露光時間Tm及び静定時間Twを基に、最も効率のよりステージの移動速度がaw/(Tm+Tw)と求まる。
(5)電子ビーム露光装置の制御系統
以下、電子ビーム露光装置100の制御部101の具体的な構成について説明する。
図10は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置100の制御系統のブロック図である。
図10に示すように、電子ビーム露光装置100の制御部101は、カラム10の各部に制御信号を与えるシステム制御部20と、統合制御部(CPU)30とを備える。
統合制御部30は、バス31を介してシステム制御部20に接続されており、システム制御部20の各ユニットの動作パラメータを設定するとともに、システム制御部20の起動及び動作状態の監視を行い、電子ビーム露光装置100全体の統合制御を行う。
一方、システム制御部20は、大きく分けて、露光位置制御ユニット210、ブランキングアレー制御ユニット220及び露光パターン位置記憶ユニット230の3つのユニットを備えている。
ステージ位置制御ユニット210は、バッファアンプ214を介して位置センサー9cからの信号を受信する現在位置読取回路212を備えている。この現在位置読取回路212は、カラム10の半導体基板80の上での現在位置を検出し、その検出結果を差分検出回路215及びステージ制御回路212に送信する。
差分検出回路215は、カラム10の現在位置、露光基準位置との差分を検出する。
ここで、図5において、露光基準位置について説明する。本実施形態の電子ビーム露光装置100では、図4に示す1回の直線移動で露光が行われるフレーム86を、更に偏向器8の偏向可能幅Lで区切ったフィールドと呼ばれる小領域に分割して管理する。このような比較的小さなフィールド毎にパターンの座標データなどを管理することで、パターンのデータ量や座標値の桁数を抑制して、データ量を扱いやすいサイズとすることができ、迅速なデータ処理が可能となる。露光基準位置は、上記の各フィールドの中央の座標であり、図5において点Oが露光基準位置を表している。
この露光基準位置は、図10において、露光基準位置出力回路216が露光パターン記憶ユニット230から読み出したフィールドの座標データ、露光基準位置メモリ231から読み込んだフィールドの露光データに基づいて露光基準位置を検出して出力する。露光基準位置出力回路216(図10参照)は、カラム10の属するフィールドが変わるごとに、新たな露光基準位置を検出して出力する。
差分検出回路215から出力された差分値は、露光開始判定回路217及び偏向データ生成回路219に送られる。
図11は、差分検出回路215の出力信号と画素送り偏向データ生成回路218が出力する画素送り信号とを示す波形図である。
露光開始判定回路217は、カラム10の現在位置とフィールドの露光基準位置との差分値がフィールドの長さ半分程度になった時に、そのフィールドに対する露光開始を判断する。図11において、符号91は差分値に対応する偏向データを示している。露光基準位置とカラム10の現在位置との差分値はステージ9aの移動にともなって変化し、一次元アレービームの位置をステージ9aと一緒に移動させる偏向データ91として偏向データ生成回路219(図10参照)に入力される。一方、画素送り偏向データ生成回路218は、露光基準位置を起点とした各画素間に対する偏向データであり、図示のように階段状に変化する画素送り偏向データ92を生成し、偏向データ生成回路219に出力する。
偏向データ生成回路219は、差分値データ92及び画素送り偏向データ91を合成して偏向器8に出力する。
このような制御を行うことにより、ステージ9aの移動速度を、画素ごとの露光時間に応じて設定すれば、偏向器8の偏向出力をほぼゼロ付近に抑えることができ、カラム10の中心付近で露光を実施できる。
図10において、ブランキングアレー制御ユニット220は、ビームON開始タイミング回路221と、ブランキング時間制御回路222と、ドライバーユニット223とを備えている。
ビームON開始タイミング回路221は、すべてのブランキング電極に対して同期したビームONタイミングを与える。ビームON時間の周期は、ブランキング電極のビームON時間と画素間の電子ビームのジャンピング静定待ち時間によって決まる。
ビームON開始タイミング回路221は上記のビームON時間の周期に応じてブランキング時間制御回路222に電子ビームの照射を開始するタイミングを与える信号を出力する。
ブランキング時間制御回路222は、フィールド毎に、パターン位置メモリ232から各ラインパターンについてのカットパターンあるいはビアパターンの位置を読み込む。そして、ブランキング時間制御回路222は、各ラインパターンに対応する電子ビームB1〜Bnのそれぞれについて、カットパターンあるいはビアパターンの位置とそれに隣接する画素位置との位置関係から、各画素位置での露光有無又は露光をする場合の露光時間の割合を算出する。
さらに、ブランキング時間制御回路222は、画素送りデータ生成回路218から受信された画素位置及び電子ビームのON開始を与えるタイミング信号に基づいて、ドライバーアレー223に制御信号を出力する。
ドライバーアレー223は、ブランカープレート6の各ブランカに対応する駆動回路を備え、ブランキング時間制御回路222の出力信号を増幅して各ブランカに出力する。
これにより、電子ビームB1〜Bnがパターン位置に合わせてON−OFFしてパターンの描画が行われる。
一方、露光パターン位置記憶ユニット230は、露光データ記憶部231と、パターン位置メモリ232と、露光基準位置メモリ233とを備える。
露光データ記憶部231は、半導体基板80の全域にわたるカットパターン又はビアパターンの位置座標を露光データとして格納している。パターン位置メモリ232は、露光データ記憶部231に記憶された露光データを、フレーム単位に分割し、さらにそのフレーム単位に分割した露光データを偏向幅の長さのフィールド毎に分けて格納する。
露光基準位置メモリ233には、パターン位置メモリ232の各フィールドの露光データから抽出された露光基準位置座標が格納される。
そして、パターン位置メモリ232は、フィールド単位で露光データをブランキング時間制御回路221に供給する。
(6)電子ビーム露光装置全体の動作
次に、電子ビーム露光装置100による露光動作について説明する。
図12は、第1実施形態に係る電子ビーム露光装置100における露光動作を示すフローチャートである。
図12に示すように、まず電子ビーム露光装置100のチャンバ11(図2参照)に露光対象となる半導体基板80を搬入し、ステージ9aの上に載置する(ステップS10)。
次に、半導体基板80のステージ9a上の基板載置位置の横ずれ(オフセット)、及び回転方向のずれ(ローテーション)を修正する(ステップS20)。
次に、半導体基板80のチップ間のダイシング領域に予め設けられている位置合わせマークの上を電子ビームで走査して、コラム10の中心の位置と、半導体基板80上のラインパターンの露光位置との位置合わせを行う(ステップS30)。
次に、露光開始位置にステージを移動させる(ステップS40)。
次に、ステージ9aの直線状の移動を開始させるとともに、一次元アレービームA1を半導体基板80の画素位置に停止させながら電子ビームの照射を行い、フレーム86の露光を行う(ステップS50)。
1つのフレーム86の露光が完了したら、ステップS60に移行し、制御部はすべてのフレーム86の露光が完了したか否かを判定する。まだ露光が終わっていないフレーム86が存在する場合(NO)には、ステップS70に移行し、ステージ9aを折り返すように移動させて次のフレーム86の露光位置にステージ9aを移動させる。その後、ステップS50に移行して次のフレーム86の露光を行う。
一方、ステップS60において、すべてのフレーム86の露光が完了したものと判断された場合には、ステップS80に移行し、半導体基板80を電子ビーム露光装置100から搬出して、露光動作を終了する。
以上に説明したように、本実施形態の電子ビーム露光装置100によれば、ラインパターンと直交する方向に並んだ複数の荷電粒子ビームよりなる一次元アレービームをラインパターンと平行な方向に移動させつつ、荷電粒子ビームを照射する。このように一次元アレービームを用いるため、荷電粒子ビームの数を減らすことができ、荷電粒子源から生成された荷電粒子ビームの利用効率が向上して露光に要する時間を短縮できる。
また、前記ステージの移動に合わせて前記ラインパターンの上に一定間隔で設定された画素位置に前記一次元ビームアレーを一定時間停止させながら前記荷電粒子ビームの照射を行うことにより、露光量分布の立ち上がりを急峻なものとすることができる。これにより、カットパターンやビアパターンを精度よく描画できる。
(第2実施形態)
第1実施形態では、露光量Dp、Dp+1を内分比rの一次関数とした例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。
本実施形態では、更なる精度向上を図るべく露光量Dp、Dp+1を内分比rの多項式とする例について説明する。
図9を参照しつつ説明したように光量Dp、Dp+1を内分比rの一次関数とした場合には、線幅に分配比r=0.5を中心とした偶関数のばらつきが生じていた。
そこで、本実施形態では、カットパターンの線幅の変動をさらに小さくするためには、図9の線幅の変動(曲線99a)に現れる偶関数項を打ち消すべく、更なる高次項として、例えば4次項や6次項を追加することとした。
また、カットパターンの位置ずれについても同様に奇関数(曲線99b)の誤差を打ち消すために、例えば3次項や5次項を追加することとした。
ここでは、露光量Dp、Dp+1を以下のような内分比rの多項式で表した場合について、線幅及び目標位置からのずれを計算により求めることとした。
p=D0×(r−4×R0×r(r−1))
p+1=D0×((1−r)−4×R0×r(r−1))
但し、D0はレジスト及び現像などのプロセス条件で決まる定数であり、R0は0<R0≦0.1の定数とする。
図13は、露光量Dp、Dp+1を内分比rの多項式で表した場合について、線幅及び目標位置からのずれを計算により求めた結果を示すグラフである。ここでは、R=0.05、ビーム幅を10nm、Blurを10nmとして計算した。
図13に示すように、目標位置とカットパターンの位置ずれ量を0.3nm以内にすることができ、さらにカットパターンの幅の変動範囲も目標値に対して0.5nm以内に収まることが確認できた。
(第3実施形態)
図14は、第3実施形態に係る電子ビーム露光装置の要部を示す斜視図である。
図14に示すように、本実施形態では、ステージ9aの上方に複数のカラム10が配置されている。各カラム10内の構造は、図3に示すカラム10と同様である。カラム10の直径は、例えば30mm程度に形成することができる。
図15は、直径が300mmの半導体基板の上に直径30mmのカラムを配置した場合に各カラム10が露光を担当する領域を示す平面図である。
図15に示すように、直径が300mmの半導体基板80の上には、88本のカラム10を配置することができ、各カラム10により30mm×30mmの領域の露光が行われる。本実施形態では、複数のカラム10を用いて平行して露光を進めることができるため、より迅速にカットパターン又はビアパターンの露光を行うことができる。
以下、本実施形態の電子ビーム露光装置によるスループットの計算例について説明する。
電子ビーム露光装置の動作条件として、画素位置間の間隔awを10nm、電子ビームB1〜Bnの電流密度を400A/cm2、フィールドの幅(1次元アレービームの幅であり、また偏向器8の偏向幅でもある)を30μm×30μm、1本のカラム10あたりの露光領域を30mm×30mm、画素位置間を一次元アレービームがジャンプするための偏向静定待ち時間を10nsecとする。また、プロセス条件として、レジストが解像される露光量の閾値を40μC/cm2とする。
このとき、各画素位置での電子ビームの照射時間の最大値は、(40μC/cm2)/(400nA/cm2)=100nsecとなる。偏向静定待ち時間を含む画素位置毎の処理時間は100nsec+10nsec=110nsecとなる。
1つのフィールド内の画素位置の数は、30μm/10nm=3000となる。したがって、1つのフィールドの露光に要する時間は、110ns×3000=330μsecと求まる。
上記の算出結果から、ステージの移動速度(平均値)は、30μm/330μsec=
91mm/secとなる。1フレームの露光時間は、30mm/(91mm/sec)=330msecとなる。露光領域内のフレーム数は30mm/30μm=1000である。したがって、露光領域全体の描画に要する時間は、330msec×1000=330secとなる。半導体基板の搬入、調整及び搬出等に要する時間は30秒程度なので、1枚当たりの処理時間は、330秒+30秒=360秒となる。
したがって、本実施形態に係る電子ビーム露光装置は1時間当たり3600秒/360秒=10枚の半導体基板を処理することができる。
(その他の実施形態)
上記の実施形態では、荷電粒子ビームとして電子ビームを用いる露光装置及び露光方法を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、電子ビームに代えてイオンビームなどの種々の荷電粒子を露光用のビームとして用いてもよい。
また、本明細書が開示する技術的思想の範囲内において、構成要素の一部を変更した実施形態を採用してもよい。
1…電子銃、2…第1アパーチャ板、3…非対称照明光学系、4…スリットプレート、5…ビーム成形アパーチャプレート、6…ブランカープレート、6a…開口部、6b、6c…ブランキング電極、7…最終アパーチャ、8…偏向器、9a…ステージ、9b…駆動装置、9c…位置センサー、12a、12b、13a〜13d…電子レンズ、10…カラム、20…システム制御部、30…統合制御部、31…バス、80…半導体基板、81a…ラインパターン、83a…カットパターン、100…電子ビーム露光装置、101…制御部、210…露光位置制御ユニット、212…現在位置読取回路、215…差分検出回路、216…露光基準位置出力回路、217…露光開始判定回路、218…画素送り偏向データ生成回路、219…偏向データ生成回路、220…ブランキングアレー制御ユニット、221…ビームON開始タイミング回路、222…ブランキング時間制御回路、230…露光パターン位置記憶ユニット、231…露光データ記憶部、232…パターン位置メモリ、233…露光基準位置メモリ。

Claims (6)

  1. 荷電粒子を放出する荷電粒子源と、前記ラインパターンと直交する一次元方向に配列された複数の開口を有し、前記開口を通過した荷電粒子よりなる荷電粒子ビームが前記一次元方向にアレー状に並んだ一次元アレービームを形成するアパーチャプレートと、前記一次元アレービームに含まれる個々の前記荷電粒子ビームを個別にブランキング偏向するブランカーアレーを備えたブランカープレートと、前記ブランカーアレーによって偏向された前記荷電粒子ビームを阻止するファイナルアパーチャプレートと、前記一次元アレービームの全体の照射位置を調整する偏向器と、前記基板を保持して移動させる駆動機構を備えたステージ装置と、前記ブランカープレート、偏向器及びステージの動作を制御する制御部とを備えた荷電粒子ビーム露光装置を用いて、上面に一定のピッチで配置された複数のラインパターンを有する基板に対して、前記ラインパターンを切断するためのカットパターン、又は前記ラインパターンの上にビアホールを形成するためのビアパターンを露光する工程を含む半導体装置の製造方法であって、
    前記ラインパターンと平行な向きに前記ステージ装置を連続的に移動させつつ、前記ステージ装置の移動に合わせて前記ラインパターンの上に一定間隔で設定された画素位置に前記一次元ビームアレーを一定時間停止させながら前記荷電粒子ビームの照射を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 前記画素位置の間隔は前記荷電粒子ビームのぼやけ(ブラー)が重なる範囲内に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  3. 隣接した2つの前記画素位置における前記荷電粒子ビームの照射量分布の重なりを利用して前記隣接した2つの画素位置の間の任意の位置に前記カットパターン又はビアパターンを描画することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
  4. 前記隣接した2つの画素位置での前記荷電粒子ビームの照射時間の割合を調整することで、前記隣接した2つの画素位置の間の任意の位置に前記カットパターン又はビアパターンを描画することを特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記隣接した2つの画素位置における荷電粒子ビームの照射量の割合を、前記隣接した2つの画素位置に対するパターン位置の内分比の多項式から求めることを特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記制御部は、画素位置ap及びそれに隣接する画素位置ap+1に対して描画するべきパターンの位置を内分比rを用いてap×r+ap+1×(1−r)と表したときに、前記画素位置apにおける露光量Dp及び画素位置ap+1における露光量Dp+1は、それぞれ、
    p=D0×(r−4×R0×r(1−r))
    p+1=D0×((r−1)−4×R0×r(1−r))
    (ただし、D0はレジスト材料及び現像条件によって決まる定数であり、R0は0<R0≦0.1の範囲で決められた定数)
    として求めることを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の製造方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11792538B2 (en) 2008-05-20 2023-10-17 Adeia Imaging Llc Capturing and processing of images including occlusions focused on an image sensor by a lens stack array
US8866920B2 (en) 2008-05-20 2014-10-21 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
US8902321B2 (en) 2008-05-20 2014-12-02 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
WO2011063347A2 (en) 2009-11-20 2011-05-26 Pelican Imaging Corporation Capturing and processing of images using monolithic camera array with heterogeneous imagers
SG10201503516VA (en) 2010-05-12 2015-06-29 Pelican Imaging Corp Architectures for imager arrays and array cameras
US8878950B2 (en) 2010-12-14 2014-11-04 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing high resolution images using super-resolution processes
EP2708019B1 (en) 2011-05-11 2019-10-16 FotoNation Limited Systems and methods for transmitting and receiving array camera image data
US20130265459A1 (en) 2011-06-28 2013-10-10 Pelican Imaging Corporation Optical arrangements for use with an array camera
WO2013043761A1 (en) 2011-09-19 2013-03-28 Pelican Imaging Corporation Determining depth from multiple views of a scene that include aliasing using hypothesized fusion
EP2761534B1 (en) 2011-09-28 2020-11-18 FotoNation Limited Systems for encoding light field image files
JP6087506B2 (ja) * 2012-01-31 2017-03-01 キヤノン株式会社 描画方法及び物品の製造方法
WO2013126578A1 (en) 2012-02-21 2013-08-29 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for the manipulation of captured light field image data
US9210392B2 (en) 2012-05-01 2015-12-08 Pelican Imaging Coporation Camera modules patterned with pi filter groups
WO2014005123A1 (en) 2012-06-28 2014-01-03 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for detecting defective camera arrays, optic arrays, and sensors
US20140002674A1 (en) 2012-06-30 2014-01-02 Pelican Imaging Corporation Systems and Methods for Manufacturing Camera Modules Using Active Alignment of Lens Stack Arrays and Sensors
AU2013305770A1 (en) 2012-08-21 2015-02-26 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for parallax detection and correction in images captured using array cameras
US20140055632A1 (en) 2012-08-23 2014-02-27 Pelican Imaging Corporation Feature based high resolution motion estimation from low resolution images captured using an array source
EP4307659A1 (en) 2012-09-28 2024-01-17 Adeia Imaging LLC Generating images from light fields utilizing virtual viewpoints
WO2014078443A1 (en) 2012-11-13 2014-05-22 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for array camera focal plane control
WO2014130849A1 (en) 2013-02-21 2014-08-28 Pelican Imaging Corporation Generating compressed light field representation data
US9374512B2 (en) 2013-02-24 2016-06-21 Pelican Imaging Corporation Thin form factor computational array cameras and modular array cameras
WO2014138695A1 (en) 2013-03-08 2014-09-12 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for measuring scene information while capturing images using array cameras
US8866912B2 (en) 2013-03-10 2014-10-21 Pelican Imaging Corporation System and methods for calibration of an array camera using a single captured image
US9106784B2 (en) 2013-03-13 2015-08-11 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for controlling aliasing in images captured by an array camera for use in super-resolution processing
WO2014164909A1 (en) 2013-03-13 2014-10-09 Pelican Imaging Corporation Array camera architecture implementing quantum film sensors
WO2014165244A1 (en) 2013-03-13 2014-10-09 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing images from image data captured by an array camera using restricted depth of field depth maps in which depth estimation precision varies
US9124831B2 (en) 2013-03-13 2015-09-01 Pelican Imaging Corporation System and methods for calibration of an array camera
WO2014153098A1 (en) 2013-03-14 2014-09-25 Pelican Imaging Corporation Photmetric normalization in array cameras
WO2014159779A1 (en) 2013-03-14 2014-10-02 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for reducing motion blur in images or video in ultra low light with array cameras
US9438888B2 (en) 2013-03-15 2016-09-06 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for stereo imaging with camera arrays
US9445003B1 (en) 2013-03-15 2016-09-13 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for synthesizing high resolution images using image deconvolution based on motion and depth information
US9497429B2 (en) 2013-03-15 2016-11-15 Pelican Imaging Corporation Extended color processing on pelican array cameras
US10122993B2 (en) 2013-03-15 2018-11-06 Fotonation Limited Autofocus system for a conventional camera that uses depth information from an array camera
WO2014150856A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Pelican Imaging Corporation Array camera implementing quantum dot color filters
WO2015048694A2 (en) 2013-09-27 2015-04-02 Pelican Imaging Corporation Systems and methods for depth-assisted perspective distortion correction
WO2015070105A1 (en) 2013-11-07 2015-05-14 Pelican Imaging Corporation Methods of manufacturing array camera modules incorporating independently aligned lens stacks
US10119808B2 (en) 2013-11-18 2018-11-06 Fotonation Limited Systems and methods for estimating depth from projected texture using camera arrays
WO2015081279A1 (en) 2013-11-26 2015-06-04 Pelican Imaging Corporation Array camera configurations incorporating multiple constituent array cameras
WO2015134996A1 (en) 2014-03-07 2015-09-11 Pelican Imaging Corporation System and methods for depth regularization and semiautomatic interactive matting using rgb-d images
US9443699B2 (en) 2014-04-25 2016-09-13 Ims Nanofabrication Ag Multi-beam tool for cutting patterns
EP2937888B1 (en) * 2014-04-25 2019-02-20 IMS Nanofabrication GmbH Multi-beam tool for cutting patterns
EP2950325B1 (en) 2014-05-30 2018-11-28 IMS Nanofabrication GmbH Compensation of dose inhomogeneity using overlapping exposure spots
EP3155647A4 (en) * 2014-06-13 2018-01-24 Intel Corporation Ebeam universal cutter
US9568907B2 (en) 2014-09-05 2017-02-14 Ims Nanofabrication Ag Correction of short-range dislocations in a multi-beam writer
KR20170063827A (ko) 2014-09-29 2017-06-08 포토네이션 케이맨 리미티드 어레이 카메라들의 동적 교정을 위한 시스템들 및 방법들
JP2016122676A (ja) * 2014-12-24 2016-07-07 株式会社アドバンテスト 露光装置および露光方法
US9653263B2 (en) 2015-03-17 2017-05-16 Ims Nanofabrication Ag Multi-beam writing of pattern areas of relaxed critical dimension
EP3096342B1 (en) 2015-03-18 2017-09-20 IMS Nanofabrication AG Bi-directional double-pass multi-beam writing
US9942474B2 (en) 2015-04-17 2018-04-10 Fotonation Cayman Limited Systems and methods for performing high speed video capture and depth estimation using array cameras
US10410831B2 (en) 2015-05-12 2019-09-10 Ims Nanofabrication Gmbh Multi-beam writing using inclined exposure stripes
JP2017126674A (ja) 2016-01-14 2017-07-20 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画方法及びマルチ荷電粒子ビーム描画装置
US10325756B2 (en) 2016-06-13 2019-06-18 Ims Nanofabrication Gmbh Method for compensating pattern placement errors caused by variation of pattern exposure density in a multi-beam writer
EP3339957B1 (en) 2016-12-20 2019-02-27 GenISys GmbH Process dose and process bias determination for beam lithography
US10325757B2 (en) 2017-01-27 2019-06-18 Ims Nanofabrication Gmbh Advanced dose-level quantization of multibeam-writers
US10482618B2 (en) 2017-08-21 2019-11-19 Fotonation Limited Systems and methods for hybrid depth regularization
US10522329B2 (en) 2017-08-25 2019-12-31 Ims Nanofabrication Gmbh Dose-related feature reshaping in an exposure pattern to be exposed in a multi beam writing apparatus
EP3460825B1 (en) * 2017-09-18 2020-02-19 IMS Nanofabrication GmbH Method for irradiating a target using restricted placement grids
US11569064B2 (en) 2017-09-18 2023-01-31 Ims Nanofabrication Gmbh Method for irradiating a target using restricted placement grids
JP7073668B2 (ja) * 2017-10-25 2022-05-24 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置
US10651010B2 (en) 2018-01-09 2020-05-12 Ims Nanofabrication Gmbh Non-linear dose- and blur-dependent edge placement correction
US10840054B2 (en) 2018-01-30 2020-11-17 Ims Nanofabrication Gmbh Charged-particle source and method for cleaning a charged-particle source using back-sputtering
WO2020040132A1 (ja) * 2018-08-23 2020-02-27 株式会社ニコン 発光デバイス、発光方法、露光装置、露光方法及びデバイス製造方法
US11099482B2 (en) 2019-05-03 2021-08-24 Ims Nanofabrication Gmbh Adapting the duration of exposure slots in multi-beam writers
WO2021055585A1 (en) 2019-09-17 2021-03-25 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for surface modeling using polarization cues
BR112022006617A2 (pt) 2019-10-07 2022-06-28 Boston Polarimetrics Inc Sistemas e métodos para detecção por sensor de normais à superfície com polarização
EP4066001A4 (en) 2019-11-30 2024-01-24 Boston Polarimetrics Inc SYSTEMS AND METHODS FOR TRANSPARENT OBJECT SEGMENTATION USING POLARIZATION GUIDES
KR20220132620A (ko) 2020-01-29 2022-09-30 인트린식 이노베이션 엘엘씨 물체 포즈 검출 및 측정 시스템들을 특성화하기 위한 시스템들 및 방법들
JP2023511747A (ja) 2020-01-30 2023-03-22 イントリンジック イノベーション エルエルシー 偏光画像を含む異なる撮像モダリティで統計モデルを訓練するためのデータを合成するためのシステムおよび方法
KR20210132599A (ko) 2020-04-24 2021-11-04 아이엠에스 나노패브릭케이션 게엠베하 대전 입자 소스
WO2021243088A1 (en) 2020-05-27 2021-12-02 Boston Polarimetrics, Inc. Multi-aperture polarization optical systems using beam splitters
US20220199352A1 (en) * 2020-12-22 2022-06-23 Kla Corporation Multi-beam electronics scan
US11954886B2 (en) 2021-04-15 2024-04-09 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for six-degree of freedom pose estimation of deformable objects
US11290658B1 (en) 2021-04-15 2022-03-29 Boston Polarimetrics, Inc. Systems and methods for camera exposure control
US11689813B2 (en) 2021-07-01 2023-06-27 Intrinsic Innovation Llc Systems and methods for high dynamic range imaging using crossed polarizers

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6142128A (ja) * 1984-08-06 1986-02-28 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 荷電ビ−ム露光装置
DE3504714A1 (de) 1985-02-12 1986-08-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Lithografiegeraet zur erzeugung von mikrostrukturen
DE3504705A1 (de) 1985-02-12 1986-08-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Aperturblende mit zellenfoermiger mehrlochstruktur und austastelektroden zur erzeugung einer mehrzahl von individuell austastbaren korpuskularstrahlsonden fuer ein lithografiegeraet
EP0289885A1 (de) 1987-05-08 1988-11-09 Siemens Aktiengesellschaft Blendensystem zur Erzeugung mehrerer Teilchensonden mit veränderbarem Querschnitt
EP0344513A3 (de) 1988-05-31 1991-01-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung einer Steuerplatte für ein Lithographiegerät
US5049460A (en) 1988-05-31 1991-09-17 Siemens Aktiengesellschaft Method for producing beam-shaping diaphragms for lithographic devices
JPH06236842A (ja) * 1993-02-09 1994-08-23 Hitachi Ltd 電子ビーム露光装置
US5528048A (en) * 1994-03-15 1996-06-18 Fujitsu Limited Charged particle beam exposure system and method
JPH11219679A (ja) * 1998-02-02 1999-08-10 Advantest Corp 荷電粒子ビーム露光装置及び荷電粒子ビーム露光システム
JP2001015421A (ja) * 1999-07-01 2001-01-19 Canon Inc データ作成方法およびそれを用いた荷電粒子ビーム描画装置
WO2001039243A1 (en) * 1999-11-23 2001-05-31 Ion Diagnostics, Inc. Electron optics for multi-beam electron beam lithography tool
SE0104238D0 (sv) * 2001-12-14 2001-12-14 Micronic Laser Systems Ab Method and apparatus for patterning a workpiece
GB2414111B (en) 2004-04-30 2010-01-27 Ims Nanofabrication Gmbh Advanced pattern definition for particle-beam processing
DE102004055149B4 (de) * 2004-11-16 2007-07-19 Leica Microsystems Lithography Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum Abbilden eines Mehrfach-Partikelstrahls auf ein Substrat
JP2008066359A (ja) * 2006-09-05 2008-03-21 Canon Inc 荷電ビームレンズアレイ、露光装置及びデバイス製造方法
JP2012527766A (ja) * 2009-05-20 2012-11-08 マッパー・リソグラフィー・アイピー・ビー.ブイ. デュアルパス走査
JP5744564B2 (ja) * 2011-02-25 2015-07-08 キヤノン株式会社 描画装置、描画方法、および、物品の製造方法
TWI477925B (zh) 2011-10-04 2015-03-21 Nuflare Technology Inc Multi - beam charged particle beam mapping device and multi - beam charged particle beam rendering method
JP6087506B2 (ja) * 2012-01-31 2017-03-01 キヤノン株式会社 描画方法及び物品の製造方法
JP6014342B2 (ja) * 2012-03-22 2016-10-25 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法
JP2016103571A (ja) * 2014-11-28 2016-06-02 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法
JP2016207926A (ja) * 2015-04-27 2016-12-08 株式会社アドバンテスト 露光装置および露光方法

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