JP6966342B2 - 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置 Download PDF

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Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置に係り、例えば、電子ビーム描画装置における電子ビームの偏向を行う場合のトラッキング制御の手法に関する。
近年、LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅はさらに微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ回路パターンを形成するための露光用マスク(レチクルともいう。)を形成する方法として、優れた解像性を有する電子ビーム(EB:Electron beam)描画技術が用いられる。
図14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。
VSB方式の電子ビーム描画では、基板の描画領域をメッシュ状に分割したサブフィールド(SF)単位でステージを移動させながら描画を行う。その際、ステージの移動に伴ってビームの照射位置がずれないように、ステージの移動に偏向位置を追従させるトラッキング制御を行う。サブフィールドごとにトラッキング制御をリセットしていたのでは、サブフィールドが変わるたびにリセット時間が必要となってしまうためサブフィールドより大きいサイズの領域単位でトラッキング制御を行う(例えば、特許文献1参照)。そのため、サブフィールドが変わってもトラッキング用の同じ制御領域であるうちはトラッキング電圧をリセットしないで済ますことができる。よって、トラッキング制御は、サブフィールド内を描画している間だけではなく、サブフィールド間を移動する間も必要となる。
また、トラッキング制御では、トラッキング量を演算して、トラッキング量に相当する電圧を偏向器に加算する。しかし、実際には、若干のずれが生じる場合があるので、トラッキング係数を使ってトラッキング電圧を補正する。ここで、トラッキング係数を使ってトラッキング電圧を補正する代わりに、トラッキング量ΔXs,ΔYs自体を、描画装置内部で係数を使って補正する手法が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
一方、電子ビーム描画では、パターンの微細化に必要な線幅精度を確保するために、レジストを低感度化し、照射量を上げることでショットノイズやパターンのエッジラフネスの低減を図っている。しかしながら、増加した照射エネルギー量を、より高密度な電子ビームで短時間に照射しようとすると、基板温度が過熱してレジスト感度が変化し、線幅精度が悪化する、レジストヒーティングと呼ばれる現象が生じてしまうといった問題があった。かかるレジストヒーティングによる描画パターンの寸法劣化やレジスト飛散を回避するために、電子ビーム描画では、必要な照射量を複数回の描画処理(パス)に分けて描画する多重描画が行われる。例えば、1パス目をステージのフォワード(FWD)移動により描画し、2パス目をステージのバックワード(BWD)移動により描画する。従来、多重描画は一般に偶数回の描画処理を行っていたが、スループット向上の観点からレジストヒーティングに起因する寸法劣化等の影響を許容範囲内に抑えることが可能な1ショットあたりの照射量にできる最小限のパス数で多重描画を行うことが求められてきた。その結果、偶数パスではなく奇数パスの多重描画を選択することが求められてきた。ステージのFWD移動とBWD移動の回数が均等にならない奇数パスの多重描画では、ステージ移動に伴う誤差がFWD移動とBWD移動とで相殺しきれないため、描画精度が偶数パスの多重描画に比べて劣化してしまうといった問題が生じてきた。
特開2011−228498号公報 特開2003−086485号公報
そこで、本発明の一態様では、ステージ移動に伴う誤差を低減する手法を提供する。
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
描画対象基板を載置するステージの移動に追従するように基板上での荷電粒子ビームの偏向位置を移動させるトラッキング量を調整するための、予め設定された複数のトラッキング係数について、トラッキング係数毎に、単位トラッキング量あたりの偏向位置のずれ量を取得する工程と、
複数のトラッキング係数のうち、単位トラッキング偏向量あたりの偏向位置のずれ量がよりゼロに近い、トラッキング係数を抽出する工程と、
抽出されたトラッキング係数を用いてトラッキング量の調整が行われたトラッキング制御を行いながら、荷電粒子ビームを用いて基板にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
また、単位トラッキング量あたりの偏向位置のずれ量を取得する工程は、その内部工程として、
トラッキング係数毎に、第1の方向に描画方向を進めるようにステージを移動させながら少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量を測定すると共に、第1の方向とは逆方向になる第2の方向に描画方向を進めるようにステージを移動させながら少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量を測定する工程と、
トラッキング係数毎に、第1の方向に描画方向を進めるようにステージを移動させた場合に測定された少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量と第2の方向に描画方向を進めるように前記ステージを移動させた場合に測定された少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量とを用いて、単位トラッキング量あたりの偏向位置のずれ量を演算する工程と、
を有すると好適である。
また、荷電粒子ビームを用いて、トラッキング量の異なる複数の図形パターンを評価パターンとして評価基板に描画する工程をさらに備えると好適である。
また、描画装置に既に設定された既存のトラッキング係数を用いて、既存のトラッキング係数を中心に複数のトラッキング係数を生成する工程をさらに備えると好適である。
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出源と基板を載置するステージと荷電粒子ビームを偏向する偏向器とを有し、ステージを移動させる共にステージの移動に追従するように基板上での荷電粒子ビームの偏向位置を移動させながら、荷電粒子ビームを用いて、基板にパターンを描画する描画機構と、
ステージの移動に追従するように基板上での荷電粒子ビームの偏向位置を移動させるトラッキング量を調整するためのトラッキング係数を用いて偏向器による荷電粒子ビームのトラッキング量を制御する偏向制御部と、
偏向制御部により用いられている既存のトラッキング係数の値を中心とする複数のトラッキング係数を生成するトラッキング係数生成部と、
複数のトラッキング係数のうち、単位トラッキング偏向量あたりの偏向位置のずれ量がよりゼロに近い、トラッキング係数に、既存のトラッキング係数を更新する更新部と、
を備えたことを特徴とする。
本発明の一態様によれば、トラッキング制御における偏向位置のずれ量を低減できる。そのため、ステージ移動に伴う誤差を低減できる。
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。 実施の形態1における各領域を説明するための概念図である。 実施の形態1における多重描画の描画手法を説明するための図である。 実施の形態1におけるトラッキング制御の内容を説明するための図である。 実施の形態1における偶数パスと奇数パスの多重描画におけるパターンの位置ずれを説明するための図である。 実施の形態1におけるトラッキング電圧とトラッキング量との関係の一例を示す図である。 実施の形態1における位置ずれ量とトラッキング量との関係の一例を示す図である。 実施の形態1における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態1における主偏向トラッキング量を説明するための図である。 実施の形態1における主偏向電圧とトラッキング電圧とトラッキング量との関係の一例を示す図である。 実施の形態1における評価パターンの一例を示す図である。 実施の形態1におけるトラッキング量と位置ずれ量との測定結果の一例を示す図である。 実施の形態1におけるトラッキング量と位置ずれ量との関係の一例を示す図である。 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。
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。
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、描画機構150と制御系回路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。描画機構150は、電子鏡筒(電子ビームカラム)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、ブランキング偏向器212、第1の成形アパーチャ基板203、投影レンズ204、偏向器205、第2の成形アパーチャ基板206、対物レンズ207、主偏向器208及び副偏向器209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、レジストが塗布された、描画対象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。
制御系回路160は、制御計算機110、メモリ111、偏向制御回路120、制御回路122、DAC(デジタル・アナログコンバータ)アンプ132,134,136、加算器138、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140,142,144,146を有している。制御計算機110、メモリ111、偏向制御回路120、制御回路122、及び記憶装置140,142,144,146は、図示しないバスを介して接続されている。偏向制御回路120には、DACアンプ132,134,136が接続される。DACアンプ134,136の出力には加算器138が接続される。
DACアンプ132は、副偏向器209に接続されている。DACアンプ134は、その出力が加算器138に接続されている。DACアンプ136は、その出力が加算器138に接続されている。加算器138の出力は主偏向器208に接続されている。
偏向制御回路120から各DACアンプに対して、それぞれの対応する制御用のデジタル信号が出力される。そして、各DACアンプでは、それぞれのデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として出力する。そして、特に、実施の形態1では、DACアンプ134,136の2つの出力の加算値(和)が主偏向器208に偏向電圧として印加される。また、DACアンプ132の出力が副偏向器209に偏向電圧として印加される。これらの偏向電圧によって電子ビームが偏向させられる。制御回路122は、描画制御部66による制御のもと、描画機構150の動作を制御する。
制御計算機110内には、データ処理部50、係数生成部52、取得部54、フィッティング部56、傾き演算部58、抽出部60、設定部62、更新部64、判定部66、変更部67、及び描画制御部68が配置される。データ処理部50、係数生成部52、取得部54、フィッティング部56、傾き演算部58、抽出部60、設定部62、更新部64、判定部66、変更部67、及び描画制御部68といった各「〜部」は、処理回路を有する。かかる処理回路は、例えば、電気回路、コンピュータ、プロセッサ、回路基板、量子回路、或いは、半導体装置を含む。各「〜部」は、共通する処理回路(同じ処理回路)を用いても良いし、或いは異なる処理回路(別々の処理回路)を用いても良い。データ処理部50、係数生成部52、取得部54、フィッティング部56、傾き演算部58、抽出部60、設定部62、更新部64、判定部66、変更部67、及び描画制御部68に入出力される情報および演算中の情報はメモリ111にその都度格納される。
描画装置100の外部から描画対象のチップパターンのデータ(チップデータ)が入力され、記憶装置140に格納される。また、描画装置100の外部から後述する評価パターンのデータ(評価パターンデータ)が入力され、記憶装置140に格納される。チップデータ及び評価パターンデータには、描画する図形パターンの図形種を示す図形コード、配置座標、及び寸法等が定義される。その他、照射量情報が同データ内に定義されてもよい。或いは照射量情報が別データとして入力されてもよい。
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。また、主偏向器208と副偏向器209は、電子ビームの通過領域を取り囲むように、例えば、8極の電極によって構成され、各電極用にそれぞれDACアンプが配置される。また、可変成形用の偏向器205は、例えば、4極の電極によって構成され、各電極のための図示しないDACアンプを備えていることは言うまでもない。同様に、ブランキング偏向器212は、例えば、2極の電極によって構成され、2つの電極の少なくとも一方の図示しないDACアンプ或いはパルスジェネレータを備えていることは言うまでもない。また、描画装置100には、マウスやキーボード等の入力装置、モニタ装置、及び外部インターフェース回路等が接続されていても構わない。
図2は、実施の形態1における各領域を説明するための概念図である。図2において、試料101の描画領域10は、主偏向器208の偏向可能幅で、例えばy方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域20に仮想分割される。よって、主偏向器208は、x,y方向に主偏向器208の偏向可能幅で囲まれた主偏向領域22内を偏向できる。また、各ストライプ領域20は、副偏向器209の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のサブフィールド(SF)30(小領域)に仮想分割される。そして、各SF30の各ショット位置にショット図形42,44,46が描画される。
偏向制御回路120から図示しないブランキング制御用のDACアンプ或いはパルスジェネレータに対して、ブランキング制御用のデジタル信号が出力される。そして、ブランキング制御用のDACアンプ或いはパルスジェネレータでは、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、ブランキング偏向器212に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム200が偏向させられ、ビームONとビームOFFの切り替えが行われ、これにより各ショットのビームが形成される。
偏向制御回路120から図示しない成形偏向制御用のDACアンプに対して、成形偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、成形偏向制御用のDACアンプでは、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、偏向器205に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム200が偏向させられ、第1の成形アパーチャ基板203を通過した電子ビーム200の第2の成形アパーチャ基板206の開口部通過位置が制御され、これにより各ショットのビームが可変成形される。
偏向制御回路120からDACアンプ134に対して、主偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、DACアンプ134では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、主偏向器208に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム200が偏向させられ、各ショットのビームがメッシュ状に仮想分割された所定のサブフィールド(SF)30の基準位置に偏向される。同時に、偏向制御回路120からDACアンプ136に対して、トラッキング制御用のデジタル信号が出力される。そして、DACアンプ136では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、主偏向器208に印加する。なお、主偏向器208に印加する場合には、主偏向制御用の偏向電圧とトラッキング制御用の偏向電圧が加算器138で加算された偏向電圧が主偏向器208に印加される。
偏向制御回路120からDACアンプ132に対して、副偏向制御用のデジタル信号が出力される。そして、DACアンプ132では、デジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧として、副偏向器209に印加する。かかる偏向電圧によって電子ビーム200が偏向させられ、各ショットのビームがメッシュ状に仮想分割された所定のサブフィールド(SF)内の各ショット位置に偏向される。
描画装置100では、複数段の偏向器を用いて、ストライプ領域20毎に描画処理を進めていく。ここでは、一例として、主偏向器208、及び副偏向器209といった2段偏向器が用いられる。XYステージ105が例えば−x方向に向かって連続移動しながら、1番目のストライプ領域20についてx方向に向かって描画を進めていく。多重描画を行わずに、各ストライプ領域20を1回ずつ描画する場合には、例えば、以下のように動作する。1番目のストライプ領域20の描画終了後、同様に、或いは逆方向に向かって2番目のストライプ領域20の描画を進めていく。以降、同様に、3番目以降のストライプ領域20の描画を進めていく。各ストライプ領域20を描画するにあたり、主偏向器208が、XYステージ105の移動に追従するように、SF30の基準位置(例えば中心)に電子ビーム200を順に偏向する。また、副偏向器209が、各SF30の基準位置から当該SF30内に照射されるビームの各ショット位置に電子ビーム200を偏向する。このように、主偏向器208、及び副偏向器209は、サイズの異なる偏向領域をもつ。そして、SF30は、かかる複数段の偏向器の偏向領域のうち、最小偏向領域となる。
電子銃201(放出部)から放出された電子ビーム200は、ブランキング偏向器212内を通過する際にブランキング用のDACアンプ或いはパルスジェネレータからの偏向信号によって制御されるブランキング偏向器212によって、ビームONの状態では、第1の成形アパーチャ基板203の矩形の穴全体を照明するように制御され、ビームOFFの状態では、ビーム全体が第1の成形アパーチャ基板203で遮へいされるように偏向される。ビームOFFの状態からビームONとなり、その後ビームOFFになるまでに第1の成形アパーチャ基板203を通過した電子ビーム200が1回の電子ビームのショットとなる。ブランキング偏向器212は、通過する電子ビーム200の向きを制御して、ビームONの状態とビームOFFの状態とを交互に生成する。例えば、ビームONの状態では電圧を印加せず、ビームOFFの際にブランキング偏向器212に電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間tで試料101に照射される電子ビーム200のショットあたりの照射量が調整されることになる。
以上のようにビームONに制御された電子ビーム200は、照明レンズ202により矩形の穴を持つ第1の成形アパーチャ基板203全体を照明する。ここで、電子ビーム200をまず矩形に成形する。そして、第1の成形アパーチャ基板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の成形アパーチャ基板206上に投影される。偏向器205によって、かかる第2の成形アパーチャ基板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(可変成形を行なう)ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、例えばショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。そして、第2の成形アパーチャ基板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SF30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。かかる動作を繰り返し、各ショットのショット図形を繋ぎ合わせることで、所望の図形パターンを描画する。
図3は、実施の形態1における多重描画の描画手法を説明するための図である。多重描画を行う場合には、各ストライプ領域20は、例えばその設定位置をずらしながら複数回描画される。ずらし量は、多重描画のパス数に応じて設定すればよい。例えば、2パスの多重描画であれば、ストライプ領域20のy方向幅の1/2ずつx,y方向にずらすと好適である。例えば、4パスの多重描画であれば、ストライプ領域20のy方向幅の1/4ずつx,y方向にずらすと好適である。例えば、多重描画の1回目の描画処理(1パス目)では、x方向に描画を進める。よって、かかる場合には、XYステージ105は相対的に−x方向に移動することになる(FWD(順方向)移動)。多重描画の2回目の描画処理(2パス目)では、−x方向に描画を進める。よって、かかる場合には、XYステージ105は相対的に+x方向に移動することになる(BWD(逆方向)移動)。多重描画の3回目の描画処理(3パス目)では、x方向に描画を進める。よって、かかる場合には、XYステージ105は相対的に−x方向に移動することになる(FWD移動)。多重描画の4回目の描画処理(4パス目)では、−x方向に描画を進める。よって、かかる場合には、XYステージ105は相対的に+x方向に移動することになる(BWD移動)。以上のように、パス毎に描画方向を交互に反転させながら繰り返し描画を行う。図4の例では、4パスの多重描画の例を示したが、これに限るものではない。設定されるパス数に応じて多重描画を行えばよい。また、パス毎に描画方向を交互に反転させる場合に限るものではない。全パスが同じ方向であってもよい。或いは、交互ではなく、一部のパスを異なる方向に設定してもよい。
図4は、実施の形態1におけるトラッキング制御の内容を説明するための図である。実施の形態1では、主偏向器208を用いてトラッキング制御を実施する。例えば、ストライプ領域20中の主偏向器208で偏向可能な主偏向領域22内の描画について、トラッキング制御を行う。図4の例では、主偏向領域22をトラッキング制御領域にする場合を示しているがこれに限るものではない。SF30よりも大きく主偏向領域22よりも小さい領域をトラッキング制御領域に設定しても好適である。図4の例では、FWD移動しながら描画する場合を示し、主偏向領域22内のy方向に並ぶ一群のSF30列を下段側のSF30から上段側のSF30に向かって順に描画すると共に、各SF30列をx方向に向かって順に描画する。そして、当該主偏向領域22内のすべてのSF30の描画が終了するまで、ステージ移動に追従させるようにトラッキング制御を行う。当該主偏向領域22内のすべてのSF30の描画が終了した時点で、トラッキング制御を一旦リセットして、次の主偏向領域22のトラッキング制御に進む。よって、XYステージ105が連続移動する場合に、トラッキング制御は、SF30内を描画している間だけではなく、SF30同士間を移動する間も継続して行われることになる。実施の形態1では、副偏向器209が偏向位置を変更する(副偏向データを変更させる)、SF30内を描画している間のトラッキング制御を副偏向トラッキング制御と呼ぶ。また、主偏向器208が偏向位置を変更する(主偏向データを変更させる)、SF30同士間を移動する間のトラッキング制御を主偏向トラッキング制御と呼ぶ。
図5は、実施の形態1における偶数パスと奇数パスの多重描画におけるパターンの位置ずれを説明するための図である。トラッキング制御による偏向位置の補正には、補正残差が生じ得る。そして、補正残差が生じる場合に、FWD移動とBWD移動とでは、補正方向が反転することからパターンのずれ方向が逆になる。ここでは、各パスにおいて、設計パターン(点線)に対してずれ量Δの位置ずれが生じる場合を説明する。例えば1パス目にFWD移動しながらの描画処理を行い、2パス目にBWD移動しながらの描画処理を行う偶数パスの多重描画の場合、図5(a)に示すように、位置ずれ量が平均化される際に+Δと−Δが相殺され、結果的に、トラッキング制御誤差は生じにくい。これに対して、例えば1パス目にFWD移動しながらの描画処理を行い、2パス目にBWD移動しながらの描画処理を行い、3パス目にFWD移動しながらの描画処理を行う奇数パスの多重描画の場合、図5(b)に示すように、位置ずれ量が平均化される際に+Δと−Δが相殺されるも+Δが残るため、結果的に、偏りが生じ、偶数パスの多重描画の場合よりもトラッキング制御誤差が大きくなる。しかしながら、上述したように、スループットの向上の観点から、レジストヒーティングに起因する寸法劣化等の影響を許容範囲内に抑えることが可能な1ショットあたりの照射量にできる最小限のパス数で多重描画を行うことが求められてきた。その結果、偶数パスではなく奇数パスの多重描画を選択することが求められてきた。よって、上述したように、ずれ量Δが相殺しきれない。そこで、実施の形態1では、FWD移動とBWD移動といった移動方向に関わらず、トラッキング制御に起因する位置ずれ量Δ自体を小さくする手法を説明する。
図6は、実施の形態1におけるトラッキング電圧とトラッキング量との関係の一例を示す図である。図6の例では、トラッキング電圧がトラッキング量に1次比例する場合を示しているが、これに限るものではない。トラッキング量Lをトラッキング電圧Etに変換する変換関数をFとすると、トラッキング電圧Etは、以下の式(1)で定義できる。
(1) Et=k・F(L)
偏向制御回路120は、ステージの移動速度に応じてトラッキング制御に必要なトラッキング量Lを演算し、式(1)を用いてトラッキング電圧Etを演算する。トラッキング量Lの演算手法は従来の手法と同様で構わない。そして、トラッキング電圧Etを示すデジタル信号をDACアンプ136に出力することになる。トラッキング係数kは、理想的にはk=1となるが、実際の装置では若干のずれが生じるため、k=1ではない数値を選択する場合がある。従来の描画装置では、描画装置の立ち上げの際に、例えば、FWD移動の描画を行って、位置ずれ量が小さくなるようにトラッキング係数kを設定していた。しかしながら、かかるトラッキング係数kの設定値に調整ずれがあると、上述したように、奇数パスの多重描画を行った際に、トラッキング制御誤差が顕著に表れることになる。式(1)では、トラッキング量Lに依存する変換関数F(L)の全体に1つの値の係数kを乗じる場合を示しているが、これに限るものではない。変換関数Fが多項式であり、各項に別の値を係数として乗じる場合であってもよい。かかる場合には、トラッキング係数kは、k1、k2、・・・といった一連の係数群となる。
図7は、実施の形態1における位置ずれ量とトラッキング量との関係の一例を示す図である。図7では、縦軸に位置ずれ量を示し、横軸にトラッキング量を示す。トラッキング係数kの設定値に調整ずれがあると、図7に示すように、トラッキング量に比例して描画されたパターンに位置ずれが生じる。また、実験の結果、図7に示すように、FWD移動による描画結果とBWD移動による描画結果とでは、位置ずれ量の符号が反転することがわかった。そこで、実施の形態1では、FWD/BWDに関わらずトラッキング量あたりの位置ずれ量が、できるだけゼロに近くなるようにトラッキング係数kを最適化する。
図8は、実施の形態1における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図8において、実施の形態1における描画方法は、トラッキング係数生成工程(S102)と、誤差/トラッキング量取得工程(S103)と、最適トラッキング係数抽出工程(S124)と、取得工程(S125)と、係数更新工程(S126)と、描画工程(S128)と、いう一連の工程を実施する。誤差/トラッキング量取得工程(S103)は、その内部工程として、トラッキング係数設定工程(S104)と、評価パターン描画工程(S106)と、判定工程(S108)と、トラッキング係数変更工程(S110)と、現像工程(S112)と、エッチング工程(S114)と、測定工程(S116)と、位置ずれ量Δ演算工程(S118)と、フィッティング処理工程(S120)と、誤差/トラッキング量演算工程(S122)と、いう一連の工程を実施する。
まず、描画装置100の立ち上げ時に、設定部62により、後述する手法或いは従来の手法を使って、トラッキング係数k(=ka)が設定される。描画装置100の立ち上げ時のトラッキング係数kaを取得するためのトラッキング係数kの初期値として、k=1を用いればよい。また、k=1を用いた結果から変更されたトラッキング係数では位置ずれ量が十分小さくならない場合には、繰り返しトラッキング係数kを変更しながら徐々に位置ずれ量が小さくなる値を探索すればよい。これにより、まずは描画装置100の立ち上げ時のトラッキング係数kaが設定される。設定されたトラッキング係数kは、記憶装置146に格納される。よって、現在、設定されているトラッキング係数kは、記憶装置146に格納されていることになる。また、トラッキング係数生成工程(S102)から係数更新工程(S126)までの各工程は、主偏向制御用のDACアンプ134、若しくはトラッキング制御用のDACアンプ136を交換した場合、または、例えばフォーカス調整時等に実施する主偏向領域の感度を変更した場合(図示しない感度係数を変更した場合)に、その都度、描画工程(S128)の前に実施されると好適である。或いは、トラッキング係数生成工程(S102)から係数更新工程(S126)までの各工程は、定期的に描画工程(S128)の前に実施されると好適である。
トラッキング係数生成工程(S102)として、係数生成部52は、描画装置100に既に設定された既存のトラッキング係数kaを用いて、既存のトラッキング係数を中心に複数のトラッキング係数kiを生成する。言い換えれば、係数生成部52は、偏向制御回路120(偏向制御部)により用いられている既存のトラッキング係数kaの値を中心とする複数のトラッキング係数kiを生成する。例えば、既存のトラッキング係数kaに、トラッキング係数kaの値の0.1%を加算したトラッキング係数kb、既存のトラッキング係数kaに、トラッキング係数kaの値の0.5%を加算したトラッキング係数kc、既存のトラッキング係数kaから、トラッキング係数kaの値の0.1%を減算したトラッキング係数kd、及び既存のトラッキング係数kaから、トラッキング係数kaの値の0.5%を減算したトラッキング係数keを自動生成する。加算/減算する割合は予め設定しておけばよい。以上により、既存のトラッキング係数を中心とする、例えば、5つのトラッキング係数ki(=ka,kb,kc,kd,ke)が生成できる。
誤差/トラッキング量取得工程(S103)として、描画装置100は、描画対象基板(試料101)を載置するXYステージ105の移動に追従するように試料101上での電子ビーム200の偏向位置を移動させるトラッキング量を調整するための、予め設定された複数のトラッキング係数kiについて、トラッキング係数ki毎に、単位トラッキング量あたりの偏向位置のずれ量を取得する。具体的には、後述する近似線A,B,C,D,Eの傾きの値を取得する。以下、具体的に説明する。
トラッキング係数設定工程(S104)として、設定部62は、生成された複数のトラッキング係数kiのうち1つを設定する。ここでは、既存のトラッキング係数kaが既に設定されているので、再設定し直す必要はない。但し、これに限るものではなく、生成された複数のトラッキング係数kiのうち、既に設定されているトラッキング係数ka以外の係数をあえて設定しても構わない。
評価パターン描画工程(S106)として、描画装置100は、トラッキング係数ki毎に、FWD方向(第1の方向)にXYステージ105を移動させながら少なくとも1つのトラッキング量で評価基板に評価パターンを描画する。さらに、FWD方向とは逆方向になるBWD方向(第2の方向)にXYステージ105を移動させながら少なくとも1つのトラッキング量で評価基板に評価パターンを描画する。図7に示したように、FWD方向とBWD方向で位置ずれ量が反転するので、FWD方向に1点、及びBWD方向1点の合計2点のトラッキング量に対する位置ずれ量が測定できれば、位置ずれ量とトラッキング量との関係を求めることができる。但し、関係性の精度を向上させるために、FWD方向に複数のトラッキング量での位置ずれ量と、BWD方向に複数のトラッキング量での位置ずれ量とをそれぞれ求めることが望ましい。そこで、実施の形態1では、電子ビーム200を用いて、トラッキング量の異なる複数の図形パターンを評価パターンとして評価基板に描画し、評価パターンを構成する各図形パターンの位置ずれ量をそれぞれ測定する。例えば、短いトラッキング量(ショートトラッキング量)と長いトラッキング量(ロングトラッキング量)での位置ずれ量をそれぞれ測定する。
図9は、実施の形態1における主偏向トラッキング量を説明するための図である。
図10は、実施の形態1における主偏向電圧とトラッキング電圧とトラッキング量との関係の一例を示す図である。図10では、縦軸に主偏向電圧とトラッキング電圧とを示し、横軸にトラッキング量を示している。上述したように、例えば、FWD移動しながらの描画処理は、y方向に並ぶSF30列ごとに進めていく。よって、1番目のSF(1)内を描画中にはXYステージ105の移動に追従する副偏向トラッキング制御が行われている。一方、主偏向用のDACアンプ134から出力される主偏向電圧は、SF(1)の基準位置(例えば中心)に偏向する偏向電圧が一意に維持される。そして、1番目のSF(1)の描画が完了したら、主偏向用のDACアンプ134のセトリングを行い、2番目のSF(2)の基準位置(例えば中心)に主偏向器208の偏向位置を移動する。かかるSF(1)からSF(2)への主偏向移動の間は、XYステージ105の移動に追従する主偏向トラッキング制御が行われる。SF(1)からSF(2)への主偏向トラッキング制御におけるトラッキング量(主偏向トラッキング量)は、DACアンプ134のセトリング時間にXYステージ105の移動速度Vを乗じた値で定義できる。かかるSF(1)からSF(2)への主偏向移動の距離は短いのでDACアンプ134のセトリング時間も短くて済む。同様に、SF(2)からSF(3)への主偏向移動の距離は短いのでDACアンプ134のセトリング時間も短くて済む。一方、y方向に並ぶSF30列の描画処理が最後になるSF(N)からx方向に隣接する次のSF30列の最初のSF(N+1)への主偏向移動の距離は長いのでDACアンプ134のセトリング時間も長くかかる。SF(N)からSF(N+1)への主偏向トラッキング制御におけるトラッキング量(主偏向トラッキング量)(距離)は、DACアンプ134のセトリング時間にXYステージ105の移動速度Vを乗じた値で定義できるので、SF(N)からSF(N+1)への主偏向トラッキング制御では、セトリング時間が長い分だけトラッキング量(主偏向トラッキング量)(距離)が大きくなる。そこで、主偏向器208による、DACアンプ134のセトリング時間が短く設定された隣接SF30同士間移動後に描画されたパターンの位置と、DACアンプ134のセトリング時間が長く設定された複数のSFサイズ分だけ離れたSF30同士間移動後に描画されたパターンの位置とを測定すれば、トラッキング量に応じた位置ずれ量を測定できる。
そこで、まず、データ処理部50は、記憶装置140から評価パターンデータを読み出し、複数段のデータ処理を行って、評価パターンを描画するためのショットデータを生成する。描画装置100による1回のビームのショットで形成可能なサイズ及び形状には制限がある。そこで、評価パターンをショット可能なサイズ及び形状の1つのショット図形を生成する。或いは、評価パターンをショット可能なサイズ及び形状の複数のショット図形に分割する。ショットデータには、ショット図形の図形種を示す図形コード、配置座標、及び寸法等が定義される。その他、照射量情報が同データ内に定義されてもよい。或いは照射量情報が別データとして入力されてもよい。
図11は、実施の形態1における評価パターンの一例を示す図である。図11の例では、SF30毎に、評価パターン40として矩形パターン32(或いは矩形パターン34)が配置される。このように、評価パターン40は、複数の矩形パターン32,34(図形パターン)で構成される。矩形パターン32,34のうち、矩形パターン32は、主偏向トラッキング量が小さいSF30間移動後に描画される。矩形パターン34は、主偏向トラッキング量が大きいSF30間移動後に描画される。矩形パターン32,34は、1ショットで形成可能なサイズであってもよいし、複数のショット図形を組み合わせて形成されるサイズであってもよい。FWD移動の場合には、x方向1列目のSF列の1段目のSFは、最初なので特に主偏向トラッキング量が大きくなるわけではないので、矩形パターン32が示されている。BWD移動の場合には、x方向1列目のSF列の1段目のSFの矩形パターン32が矩形パターン34になり、代わりに、x方向7列目のSF列の1段目のSFとの矩形パターン34が矩形パターン32になればよい。
以上のように、評価パターン40をレジストが塗布された図示しない評価基板上にFWD移動しながら描画し、FWD移動しながらの描画領域とは異なる領域に評価パターンをBWD移動しながら描画する。
判定工程(S108)として、判定部66は、生成されたすべてのトラッキング係数kiを使ってFWD移動とBWD移動とで評価パターンが描画されたかどうかを判定する。言い換えれば、トラッキング係数kiのインデックスiが、a〜eまですべて設定されたかどうかを判定する。生成されたすべてのトラッキング係数kiを使って評価パターンが描画されていない場合には、トラッキング係数変更工程(S110)に進む。生成されたすべてのトラッキング係数kiを使って評価パターンが描画された場合には、現像工程(S112)に進む。
トラッキング係数変更工程(S110)として、変更部67は、現在設定されているトラッキング係数を、生成されたトラッキング係数ki(=ka,kb,kc,kd,ke)のうち、まだ設定されていない1つに変更する。例えば、トラッキング係数kaをトラッキング係数kbに変更する。そして、評価パターン描画工程(S106)に戻る。
そして、生成されたすべてのトラッキング係数kiを使ってFWD移動とBWD移動とで評価パターンが描画されるまで、評価パターン描画工程(S106)と判定工程(S108)とトラッキング係数変更工程(S110)とを繰り返す。その際、各トラッキング係数kiを使った評価パターンの描画は、それぞれ描画領域が評価基板上の異なる領域になるように描画する。これにより、1枚の評価基板上に、描画領域をずらしながら、各トラッキング係数kiについて、FWD移動しながらの評価パターンとBWD移動しながらの評価パターンとが描画される。描画が完了した評価基板は、描画装置100の描画室103から搬出される。なお、1枚の評価基板にすべての評価パターンを描画する場合に限るものではない。複数の評価基板に分けて描画してもよい。
現像工程(S112)として、描画された評価基板を現像処理する。これにより、トラッキング係数ki毎の、FWD移動しながらの評価パターンとBWD移動しながらの評価パターンが形成されたレジストパターンが形成される。
エッチング工程(S114)として、評価基板上に残ったレジストパターンをマスクとして、エッチングを行う。評価基板上には例えば予めクロム(Cr)等の遮光膜を全面に形成しておき、その上にレジスト膜を塗布させておけばよい。エッチング工程(S114)によって、評価基板上には、遮光膜による、トラッキング係数ki毎の、FWD移動しながらの評価パターンとBWD移動しながらの評価パターンとが形成される。なお、エッチング処理の後にレジスト材を剥離するアッシング処理を行うことは言うまでもない。
測定工程(S116)として、位置測定機を用いて、遮光膜による、トラッキング係数ki毎の、FWD移動しながらの評価パターンとBWD移動しながらの評価パターンの位置を測定する。言い換えれば、トラッキング係数ki毎に、FWD移動描画におけるトラッキング量(主偏向トラッキング量)が小さい矩形パターン32の描画位置とトラッキング量(主偏向トラッキング量)が大きい矩形パターン34の描画位置と、BWD移動描画におけるトラッキング量(主偏向トラッキング量)が小さい矩形パターン32の描画位置とトラッキング量(主偏向トラッキング量)が大きい矩形パターン34の描画位置と、が測定される。
上述した例では、遮光膜による評価パターンの位置を測定する場合を示しているがこれに限るものではない。例えば、レジストパターンの状態でレジスト膜による評価パターンの位置を測定しても良い。
位置ずれ量Δ演算工程(S118)として、設計上の評価パターンの各位置から測定された評価パターンの各位置を差し引いた評価パターンの位置ずれ量Δを演算する。言い換えれば、トラッキング係数ki毎に、FWD移動描画におけるトラッキング量(主偏向トラッキング量)が小さい矩形パターン32の位置ずれ量Δとトラッキング量(主偏向トラッキング量)が大きい矩形パターン34の位置ずれ量Δと、BWD移動描画におけるトラッキング量(主偏向トラッキング量)が小さい矩形パターン32の位置ずれ量Δとトラッキング量(主偏向トラッキング量)が大きい矩形パターン34の位置ずれ量Δとを演算する。さらに言い換えれば、トラッキング係数ki毎に、FWD方向にXYステージ105を移動させながら少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量を測定すると共に、FWD方向とは逆方向になるBWD方向にXYステージ105を移動させながら少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量を測定する。
図12は、実施の形態1におけるトラッキング量と位置ずれ量との測定結果の一例を示す図である。図12(a)及び図12(b)では、縦軸に位置ずれ量を示し、横軸にトラッキング量の種類を示す。また、図12(a)では、FWD移動描画での評価パターンA〜Eの位置ずれ量を示す。図12(b)では、BWD移動描画での評価パターンA〜Eの位置ずれ量を示す。図12(a)及び図12(b)では、既存のトラッキング係数kaで描画した描画結果A、トラッキング係数kaの値の0.1%をトラッキング係数kaに加算したトラッキング係数kbで描画した描画結果B、トラッキング係数kaの値の0.5%をトラッキング係数kaに加算したトラッキング係数kcで描画した描画結果C、トラッキング係数kaの値の0.1%をトラッキング係数kaから減算したトラッキング係数kdで描画した描画結果D、及びトラッキング係数kaの値の0.5%をトラッキング係数kaから減算したトラッキング係数keで描画した描画結果Eを示す。また、参考値として、トラッキングが不要なステップアンドリピート(SR)動作で描画した場合の結果を示す。ステップアンドリピート(SR)動作では、トラッキングが不要なのでトラッキング量はゼロとなり、トラッキング制御に起因する位置ずれ量もゼロとなる。また、トラッキング量(主偏向トラッキング量)が小さい場合(ショート)には、いずれも位置ずれ量Δが小さい。一方、トラッキング量(主偏向トラッキング量)が大きい場合(ロング)には、トラッキング係数の値に応じて位置ずれ量Δが大きく変化することがわかる。また、FWD移動描画とBWD移動描画では、位置ずれ量Δの符号が反転することがわかる。以上のようにして得られた測定データ(位置ずれデータ)は、描画装置100の外部から入力され、記憶装置144に格納される。
フィッティング処理工程(S120)として、フィッティング部56は、取得された測定データ(位置ずれデータ)を基に、各移動方向のトラッキング量に対する位置ずれ量を近似関数でフィッティング(近似)する。例えば、1次関数で近似する。
図13は、実施の形態1におけるトラッキング量と位置ずれ量との関係の一例を示す図である。図13の例では、縦軸に位置ずれ量を示し、横軸右側にFWD移動描画のトラッキング量を示し、横軸左側にBWD移動描画のトラッキング量を示す。図13の例では、測定結果をプロットして、トラッキング係数ka〜keのトラッキング係数毎に近似した近似線A,B,C,D,Eを示している。
誤差/トラッキング量演算工程(S122)として、傾き演算部58は、トラッキング係数ki毎に、FWD方向に描画方向を進めるようにXYステージ105を移動させた場合に測定された少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量とBWD方向に描画方向を進めるようにXYステージ105を移動させた場合に測定された少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量とを用いて、単位トラッキング量あたりの偏向位置のずれ量を演算する。具体的には、傾き演算部58は、トラッキング係数ka〜keのトラッキング係数毎に近似した近似線A,B,C,D,Eの傾きを演算する。演算された近似線A,B,C,D,Eの傾きはトラッキング係数ka〜keと対応するように記憶装置144に格納される。
最適トラッキング係数抽出工程(S124)として、抽出部60は、複数のトラッキング係数kiのうち、単位トラッキング偏向量あたりの偏向位置のずれ量(傾き)がよりゼロに近い、トラッキング係数を抽出する。言い換えれば、トラッキング量に関係なく偏向位置のずれ量が一定になる場合に最も近い結果が得られたトラッキング係数を最適値として抽出する。図13の例では、複数のトラッキング係数ka,kb,kc,kd,keの近似線A,B,C,D,Eのうち、トラッキング係数kbの近似線Bの傾きが最もゼロに近いので、抽出部60は、複数のトラッキング係数ka〜keのうちトラッキング係数kbを最適値として抽出する。
上述した例では、現像工程(S112)と、エッチング工程(S114)と、測定工程(S116)と、位置ずれ量Δ演算工程(S118)と、を描画装置100の外部で実施して、フィッティング処理工程(S120)と、誤差/トラッキング量演算工程(S122)と、を描画装置100の内部で行う場合を示したがこれに限るものではない。例えば、現像工程(S112)と、エッチング工程(S114)と、測定工程(S116)と、位置ずれ量Δ演算工程(S118)と、フィッティング処理工程(S120)と、誤差/トラッキング量演算工程(S122)と、を描画装置100の外部で実施しても良い。かかる場合、トラッキング係数ki毎に、単位トラッキング量あたりの偏向位置のずれ量を描画装置100の外部から入力し、記憶装置144に格納する。或いは、現像工程(S112)と、エッチング工程(S114)と、測定工程(S116)と、を描画装置100の外部で実施しても良い。かかる場合、各評価パターンの測定位置の情報を描画装置100の外部から入力し、記憶装置144に格納する。そして、図示しない演算部により上述した各位置ずれ量Δを演算してもよい。フィッティング処理工程(S120)以降の工程は上述した内容と同様である。或いは、現像工程(S112)と、エッチング工程(S114)と、測定工程(S116)と、位置ずれ量Δ演算工程(S118)と、フィッティング処理工程(S120)と、誤差/トラッキング量演算工程(S122)と、最適トラッキング係数抽出工程(S124)と、を描画装置100の外部で実施しても良い。かかる場合、複数のトラッキング係数kiのうち最適値になったトラッキング係数(例えばトラッキング係数kb)を描画装置100の外部から入力し、記憶装置144に格納する。
取得工程(S125)として、取得部54は、複数のトラッキング係数kiのうち、単位トラッキング偏向量あたりの偏向位置のずれ量がよりゼロに近い、トラッキング係数(例えば、トラッキング係数kb)を取得する。
係数更新工程(S126)として、更新部64(更新制御部)は、既存のトラッキング係数(例えばトラッキング係数ka)を、取得されたトラッキング係数(例えばトラッキング係数kb)に更新する。
描画工程(S128)として、まず、データ処理部50は、記憶装置140からチップパターンデータを読み出し、複数段のデータ処理を行って、チップパターンを描画するためのショットデータを生成する。具体的には、チップパターンをショット可能なサイズ及び形状の1つのショット図形を生成する。或いは、チップパターンをショット可能なサイズ及び形状の複数のショット図形に分割する。ショットデータには、ショット図形の図形種を示す図形コード、配置座標、及び寸法等が定義される。その他、照射量情報が同データ内に定義されてもよい。或いは照射量情報が別データとして入力されてもよい。ショットデータは、例えばショット図形毎或いはアレイ図形毎に生成されると好適である。生成されたショットデータは記憶装置142に格納される。また、描画制御部68による制御のもと、偏向制御回路120は、XYステージ105の移動に追従するように試料101(基板)上での電子ビーム200の偏向位置を移動させるトラッキング量を調整するためのトラッキング係数を用いて偏向器208による電子ビーム200のトラッキング量を制御する。具体的には、偏向制御回路120は、例えば、式(1)を用いて演算されるトラッキング電圧を示すかかるトラッキング制御用のトラッキングデータを生成する。また、偏向制御回路120は、記憶装置140からショットデータを読み出し、各ショット用の主偏向データ及び副偏向データを生成する。生成されたトラッキングデータ、主偏向データ及び副偏向データは、描画シーケンスに沿って、対応するDACアンプに出力される。そして、描画制御部68による制御のもと、制御回路122は描画機構150を制御する。そして、描画機構150は、XYステージ105を移動させる共にXYステージ105の移動に追従するように試料101(基板)上での電子ビーム200の偏向位置を移動させながら、電子ビーム200を用いて、試料101にパターンを描画する。具体的には、偏向制御回路120が、抽出されたトラッキング係数(例えば、トラッキング係数kb)を用いてトラッキング量の調整が行われたトラッキング制御を行いながら、描画機構150が、電子ビーム200を用いて試料101(基板)にパターンを描画する。
以上のように、実施の形態1によれば、トラッキング制御における偏向位置のずれ量を低減できる。そのため、ステージ移動に伴う誤差を低減できる。さらに、実施の形態1によれば、多重描画を奇数パスで行う場合と偶数パスで行う場合とにかかわらず、ステージ移動に伴う誤差を低減できる。
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。上述した例では、トラッキング量(主偏向トラッキング量)の大きさを、主偏向移動するSF30同士間の距離で制御する場合を説明したがこれに限るものではない。単に、主偏向用のDACアンプ134に設定されるセトリング時間を可変に設定することでトラッキング量(主偏向トラッキング量)の大きさを制御してもよい。
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。
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方法及び荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。
10 描画領域
20 ストライプ領域
22 主偏向領域
30 SF
32,34 矩形パターン
40 評価パターン
42,44,46 ショット図形
50 データ処理部
52 係数生成部
54 取得部
56 フィッティング部
58 傾き演算部
60 抽出部
62 設定部
64 更新部
66 判定部
67 変更部
68 描画制御部
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
111 メモリ
120 偏向制御回路
122 制御回路
132,134,136 DACアンプ
138 加算器
140,142,144,146 記憶装置
150 描画機構
160 制御系回路
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 第1の成形アパーチャ基板
204 投影レンズ
205 偏向器
206 第2の成形アパーチャ基板
207 対物レンズ
208 主偏向器
209 副偏向器
212 ブランキング偏向器
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 (5)

  1. 描画対象基板を載置するステージの移動に追従するように前記基板上での荷電粒子ビームの偏向位置を移動させるトラッキング量を調整するための、予め設定された複数のトラッキング係数について、トラッキング係数毎に、単位トラッキング量あたりの前記偏向位置のずれ量を取得する工程と、
    前記複数のトラッキング係数のうち、前記単位トラッキング偏向量あたりの前記偏向位置のずれ量がよりゼロに近い、トラッキング係数を抽出する工程と、
    抽出されたトラッキング係数を用いてトラッキング量の調整が行われたトラッキング制御を行いながら、前記荷電粒子ビームを用いて前記基板に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。
  2. 前記単位トラッキング量あたりの前記偏向位置のずれ量を取得する工程は、その内部工程として、
    前記トラッキング係数毎に、第1の方向に描画方向を進めるように前記ステージを移動させながら少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量を測定すると共に、前記第1の方向とは逆方向になる第2の方向に描画方向を進めるように前記ステージを移動させながら少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量を測定する工程と、
    前記トラッキング係数毎に、前記第1の方向に描画方向を進めるように前記ステージを移動させた場合に測定された前記少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量と前記第2の方向に描画方向を進めるように前記ステージを移動させた場合に測定された前記少なくとも1つのトラッキング量における偏向位置のずれ量とを用いて、前記単位トラッキング量あたりの前記偏向位置のずれ量を演算する工程と、
    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描画方法。
  3. 荷電粒子ビームを用いて、トラッキング量の異なる複数の図形パターンを評価パターンとして評価基板に描画する工程をさらに備えた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方法。
  4. 描画装置に既に設定された既存のトラッキング係数を用いて、前記既存のトラッキング係数を中心に前記複数のトラッキング係数を生成する工程をさらに備えた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方法。
  5. 荷電粒子ビームを放出する放出源と基板を載置するステージと前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器とを有し、前記ステージを移動させる共に前記ステージの移動に追従するように前記基板上での荷電粒子ビームの偏向位置を移動させながら、前記荷電粒子ビームを用いて、前記基板にパターンを描画する描画機構と、
    前記ステージの移動に追従するように前記基板上での荷電粒子ビームの偏向位置を移動させるトラッキング量を調整するためのトラッキング係数を用いて前記偏向器による荷電粒子ビームのトラッキング量を制御する偏向制御部と、
    前記偏向制御部により用いられている既存のトラッキング係数の値を中心とする複数のトラッキング係数を生成するトラッキング係数生成部と、
    前記複数のトラッキング係数のうち、単位トラッキング偏向量あたりの前記偏向位置のずれ量がよりゼロに近い、トラッキング係数に、前記既存のトラッキング係数を更新する更新部と、
    を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7241570B2 (ja) * 2019-03-06 2023-03-17 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチ電子ビーム検査装置及びマルチ電子ビーム検査方法
JP7238672B2 (ja) * 2019-07-25 2023-03-14 株式会社ニューフレアテクノロジー マルチビーム描画方法及びマルチビーム描画装置
TWI774157B (zh) * 2019-12-27 2022-08-11 日商紐富來科技股份有限公司 帶電粒子束檢查裝置以及帶電粒子束檢查方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07111943B2 (ja) * 1985-09-27 1995-11-29 株式会社東芝 電子ビ−ム露光装置
JP3550476B2 (ja) * 1996-03-06 2004-08-04 株式会社日立製作所 荷電粒子ビーム加工方法および加工装置
US5825123A (en) * 1996-03-28 1998-10-20 Retsky; Michael W. Method and apparatus for deflecting a charged particle stream
JP2001168017A (ja) * 1999-12-13 2001-06-22 Canon Inc 荷電粒子線露光装置、荷電粒子線露光方法及び制御データの決定方法、該方法を適用したデバイスの製造方法。
JP3469568B2 (ja) 2001-09-10 2003-11-25 株式会社東芝 荷電ビーム描画方法及び描画装置
US7705322B2 (en) * 2007-07-12 2010-04-27 Nuflare Technology, Inc. Charged-particle beam writing method
WO2010106621A1 (ja) * 2009-03-16 2010-09-23 株式会社アドバンテスト マルチコラム電子線描画装置及びその電子線軌道調整方法
JP5607413B2 (ja) * 2010-04-20 2014-10-15 株式会社ニューフレアテクノロジー 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法
JP5836773B2 (ja) * 2011-11-25 2015-12-24 キヤノン株式会社 描画装置、及び物品の製造方法
US10429320B2 (en) * 2013-06-04 2019-10-01 Kla-Tencor Corporation Method for auto-learning tool matching
JP6653125B2 (ja) * 2014-05-23 2020-02-26 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
WO2015189026A2 (en) * 2014-06-10 2015-12-17 Asml Netherlands B.V. Computational wafer inspection
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
JP2016225357A (ja) * 2015-05-27 2016-12-28 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
JP6674327B2 (ja) * 2016-06-03 2020-04-01 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露光方法及びマルチ荷電粒子ビーム露光装置

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