JP6951922B2 - 荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビームの位置ずれ補正方法 - Google Patents
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Description
かぶり荷電粒子の設計上の分布中心をずらした分布関数と、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布とを畳み込み積分することによって、かぶり荷電粒子量分布を演算するかぶり荷電粒子量分布演算部と、
かぶり荷電粒子量分布に基づく位置ずれ量を演算する位置ずれ量演算部と、
位置ずれ量を用いて、照射位置を補正する補正部と、
補正された照射位置に荷電粒子ビームを照射するカラムと、
を備えたことを特徴とする。
カラムは、偏向量に応じて荷電粒子ビームを偏向する偏向器を有すると好適である。
補正部は、マルチビームが照射された結果、補正すべき照射位置に照射パターンが形成されるように、マルチビームのうちの対応ビームが照射される照射単位領域と当該照射単位領域の周辺の照射単位領域とに照射されるそれぞれの照射量を変調する照射量変調部を有し、
カラムは、照射単位領域と当該照射単位領域の周辺の照射単位領域とにそれぞれ変調された照射量のビームを照射すると好適である。
かぶり荷電粒子の設計上の分布中心をずらした分布関数と、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布とを畳み込み積分することによって、かぶり荷電粒子量分布を演算するかぶり工程と、
かぶり荷電粒子量分布に基づく位置ずれ量を演算する工程と、
位置ずれ量を用いて、照射位置を補正する工程と、
補正された照射位置に荷電粒子ビームを照射する工程と、
を備えたことを特徴とする。
荷電粒子ビームの照射量分布を演算する照射量分布演算部と、
ニューラルネットワークモデルを用いて、照射量分布に基づく位置ずれ量を演算する位置ずれ量演算部と、
位置ずれ量を用いて、照射位置を補正する補正部と、
補正された照射位置に荷電粒子ビームを照射するカラムと、
を備え、
前記照射量分布は、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布であり、
前記位置ずれ量は、かぶり荷電粒子の設計上の分布中心をずらした分布関数と、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布とを畳み込み積分することによって得られるかぶり荷電粒子量分布に基づく位置ずれ量に相当することを特徴とする。
荷電粒子ビームの照射量分布を演算する工程と、
ニューラルネットワークモデルを用いて、照射量分布に基づく位置ずれ量を演算する工程と、
位置ずれ量を用いて、照射位置を補正する工程と、
補正された照射位置に荷電粒子ビームを照射する工程と、
を備え、
前記照射量分布は、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布であり、
前記位置ずれ量は、かぶり荷電粒子の設計上の分布中心をずらした分布関数と、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布とを畳み込み積分することによって得られるかぶり荷電粒子量分布に基づく位置ずれ量に相当することを特徴とする。
図1は、実施の形態1における描画装置の要部構成の一例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および制御部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。また、描画装置100は、荷電粒子ビーム装置の一例である。描画部150は、電子鏡筒1と描画室14を有している。電子鏡筒1内には、電子銃5、照明レンズ7、第1のアパーチャ8、投影レンズ9、偏向器10、第2のアパーチャ11、対物レンズ12、偏向器13、及び静電レンズ15が配置される。また、描画室14内には、XYステージ3が配置される。XYステージ3上には、描画対象となる試料2が配置される。試料2には、半導体製造の露光に用いるフォトマスクや半導体装置を形成する半導体ウェハ等が含まれる。また、描画されるフォトマスクには、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。描画される際には、試料上には電子ビームにより感光するレジスト膜が形成されていることは言うまでもない。また、XYステージ3上には、試料2が配置される位置とは異なる位置にステージ位置測定用のミラー4が配置される。
(1) D=D0×{(1+2×η)/(1+2×η×ρ)}
式(1)において、D0は基準ドーズ量であり、ηは後方散乱率である。
(2) g(x,y)=(1/πσ2)×exp{−(x2+y2)/σ2}
(3) F(x,y,σ,Δx)
=∫∫g(x−Δx−x’,y−y’)E(x’,y’)dx’dy’
(4) C(x,y)=C(E,F,T,t)
=CE(E)+CF(F)+CT(T,t)
=(d0+d1×ρ+d2×D+d3×E)
+(e1×F+e2×F2+e3×F3)
+κ(ρ)・exp{−(t−T)/λ(ρ)}
(5) κ(ρ)=κ0+κ1ρ+κ2ρ2
(6) λ(ρ)=λ0+λ1ρ+λ2ρ2
(7) C=κ・exp(−t/λ)
(8) C(x,y)=κ(ρ)・exp(−t/λ(ρ))
(9) CT(T,t)=κ(ρ)・exp{−(t−T)/λ(ρ)}
(10) CF(F)=−c1×Fα
(11) CF(aF)/CF(F)=A
(12) p(x)=c0×p0(x)+c1×pi(x)
に、上記モデルを修正した。かかるモデルでは、照射域での帯電量分布を次式(13)のように表した。但し、非照射部の帯電量分布は、上記モデルと同様とした。
(13) C(E,F)=CE(E)+CFe(F)=c0−c1×Fα
(14) C(E,F)=CE(E)+CF(F)
(15) CF(F)=f1×F+f2×F2+f3×F3
。そして、照射域の帯電量分布C(E,F)を照射量分布Eと、上式(3)で求められたかぶり電子量分布Fとを用いて、次式(16)のような多項式関数によって表した。次式(16)では、かぶり電子が寄与する帯電量分布CFe(F)が考慮されている。
(16) C(E,F)=CE(E)+CFe(F)
=(d0+d1×ρ+d2×D+d3×E)
+(e1×F+e2×F2+e3×F3)
実施の形態1では、シングルビームを用いた描画装置に帯電効果補正を適用した場合について説明したが、これに限るものではない。実施の形態2では、マルチビームを用いた描画装置に帯電効果補正を適用した場合について説明する。
上述した各実施の形態において、分布関数gの設計上の分布中心のずれ量Δx(ずらし量)は、照射量分布Eの端部における位置ずれ量を補正するように予め実験等により決定しておけばよいとした。実施の形態3では、ずれ量Δxを求める手法の一例として、ニューラルネットワークモデルを用いて、分布関数gの設計上の分布中心のずれ量Δxを最適化する構成について説明する。
実施の形態4では、ニューラルネットワークモデルを用いて帯電量分布等の演算処理を行わずに直接位置ずれ分布を演算する構成について説明する。
つぎの第2フレーム描画に相当する入力層をE(5)とする。同様に中間層のC(5)が照射領域としての働きに変わり、第2フレーム直上のp(5)はネットワークを通じて計算される。このとき、すでに描画済みの入力層E(4)、中間層C(4)の働きはそのまま残る。一方で、出力層p(4)の位置ずれはすでに第1フレーム描画時に確定しているため、第2フレーム描画後に再計算する必要はない。
以上のようにして、フレーム描画を照射領域の最後まで続けていくことで照射領域に対応するすべての出力層ノードの位置ずれ量を計算すればよい。
2 試料
3 XYステージ
4 ミラー
5 電子銃
6 電子ビーム
7 照明レンズ
8 第1のアパーチャ
9 投影レンズ
10 偏向器
11 第2のアパーチャ
12 対物レンズ
13 偏向器
14 描画室
15 静電レンズ
21,140,142 記憶装置
30 描画制御部
31 パターン面積密度分布演算部
32 ドーズ量分布算出部
33 照射量分布算出部
34 かぶり電子量分布算出部
35 帯電量分布算出部
36 位置ずれ量分布演算部
37 描画経過時間演算部
38 累積時間演算部
39 NN演算部
41 ショットデータ生成部
42 位置ずれ補正部
43 成形偏向器制御部
44 対物偏向器制御部
45 ステージ位置検出機構
46 ステージ制御機構
47 照射量変調部
100,300 描画装置
101,340 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110,120 制御計算機
112 メモリ
130 偏向制御回路
132,134 DACアンプユニット
138 ステージ制御機構
139 ステージ位置測定器
142 メモリ
146 外部I/F回路
150,350 描画部
160,360 制御部
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 成形アパーチャアレイ部材
204 ブランキングアパーチャアレイ機構
205 縮小レンズ
206 制限アパーチャ部材
207 対物レンズ
208,209 偏向器
210 ミラー
212 静電レンズ
328,336 画素
329 グリッド
330 電子線
332 ストライプ領域
334 照射領域
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 (9)
- かぶり荷電粒子の設計上の分布中心をずらした分布関数と、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布とを畳み込み積分することによって、かぶり荷電粒子量分布を演算するかぶり荷電粒子量分布演算部と、
前記かぶり荷電粒子量分布に基づく位置ずれ量を演算する位置ずれ量演算部と、
前記位置ずれ量を用いて、照射位置を補正する補正部と、
補正された照射位置に荷電粒子ビームを照射するカラムと、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 前記補正された照射位置に荷電粒子ビームを偏向する偏向量を演算する偏向量演算部をさらに備え、
前記カラムは、前記偏向量に応じて前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器を有することを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム装置。 - 前記カラムは、荷電粒子ビームにより構成されるマルチビームを照射し、
前記補正部は、前記マルチビームが照射された結果、補正すべき照射位置に照射パターンが形成されるように、前記マルチビームのうちの対応ビームが照射される照射単位領域と当該照射単位領域の周辺の照射単位領域とに照射されるそれぞれの照射量を変調する照射量変調部を有し、
前記カラムは、前記照射単位領域と当該照射単位領域の前記周辺の照射単位領域とにそれぞれ変調された照射量のビームを照射することを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム装置。 - 前記分布関数の前記設計上の分布中心のずらし量は、前記照射量分布の端部に生じる位置ずれ量を補正するように予め決定された値を用いる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装置。
- かぶり荷電粒子の設計上の分布中心をずらした分布関数と、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布とを畳み込み積分することによって、かぶり荷電粒子量分布を演算するかぶり工程と、
前記かぶり荷電粒子量分布に基づく位置ずれ量を演算する工程と、
前記位置ずれ量を用いて、照射位置を補正する工程と、
補正された照射位置に荷電粒子ビームを照射する工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビームの位置ずれ補正方法。 - ニューラルネットワークモデルを用いて前記設計上の分布中心の前記ずらし量を演算するニューラルネットワーク演算部をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム装置。
- 荷電粒子ビームの照射量分布を演算する照射量分布演算部と、
ニューラルネットワークモデルを用いて、前記照射量分布に基づく位置ずれ量を演算する位置ずれ量演算部と、
前記位置ずれ量を用いて、照射位置を補正する補正部と、
補正された照射位置に荷電粒子ビームを照射するカラムと、
を備え、
前記照射量分布は、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布であり、
前記位置ずれ量は、かぶり荷電粒子の設計上の分布中心をずらした分布関数と、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布とを畳み込み積分することによって得られるかぶり荷電粒子量分布に基づく位置ずれ量に相当することを特徴とする荷電粒子ビーム装置。 - 前記照射量分布において照射量がゼロの位置については非照射領域として、前記ニューラルネットワークモデルに適用されることを特徴とする請求項7記載の荷電粒子ビーム装置。
- 荷電粒子ビームの照射量分布を演算する工程と、
ニューラルネットワークモデルを用いて、前記照射量分布に基づく位置ずれ量を演算する工程と、
前記位置ずれ量を用いて、照射位置を補正する工程と、
補正された照射位置に荷電粒子ビームを照射する工程と、
を備え、
前記照射量分布は、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布であり、
前記位置ずれ量は、かぶり荷電粒子の設計上の分布中心をずらした分布関数と、荷電粒子ビームの設計上の照射中心をずらしていない照射量分布とを畳み込み積分することによって得られるかぶり荷電粒子量分布に基づく位置ずれ量に相当することを特徴とする荷電粒子ビームの位置ずれ補正方法。
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