JP7106297B2 - Variable shaped charged particle beam irradiation device and variable shaped charged particle beam irradiation method - Google Patents
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Description
本発明は、可変成形型荷電粒子ビーム照射装置及び可変成形型荷電粒子ビーム照射方法に係り、例えば、電子ビームを可変成形して試料に照射する電子ビーム描画装置或いは電子ビーム検査装置に関する。 The present invention relates to a variable-shaped charged particle beam irradiation apparatus and a variable-shaped charged particle beam irradiation method, and for example, to an electron beam writing apparatus or an electron beam inspection apparatus that irradiates a specimen with an electron beam that is variably shaped.
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。 2. Description of the Related Art In recent years, as LSIs have become more highly integrated, circuit line widths of semiconductor devices have become even finer. Electron beam (EB) drawing technology with excellent resolution is used as a method of forming an exposure mask (also referred to as a reticle) for forming circuit patterns on these semiconductor devices.
図13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の成形アパーチャ基板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の成形アパーチャ基板420には、第1の成形アパーチャ基板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から放出され、第1の成形アパーチャ基板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の成形アパーチャ基板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)に連続的または断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の成形アパーチャ基板410の開口411と第2の成形アパーチャ基板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方向に連続的または断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の成形アパーチャ基板410の開口411と第2の成形アパーチャ基板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. 13 is a conceptual diagram for explaining the operation of the variable shaping electron beam lithography apparatus. The variable shaping electron beam lithography apparatus operates as follows. A
ここで、昨今のパターンの微細化に伴い、VSB方式の描画装置では、試料に照射する成形ビームの形状のさらなる解像度の向上が求められる。VSB方式の描画装置の光学系にて解像度を向上させるためには、球面収差といった収差を低減させることが必要となる。例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)では、電子ビームの球面収差の補正に収差補正器を用いることが検討されてきた(例えば、特許文献1参照)。しかし、球面収差を補正する光学系を電子鏡筒内に配置するとなると、ビームの成形位置から試料面までの光路長が長くなってしまうので、クーロン効果による、いわゆるボケが増大し、収差補正の効果が得られないばかりか、さらに解像度が低下してしまう場合があり得るといった問題があった。 Here, with the recent miniaturization of patterns, further improvement in the resolution of the shape of the shaped beam that irradiates the sample is required in the VSB system drawing apparatus. In order to improve the resolution of the optical system of the drawing apparatus of the VSB system, it is necessary to reduce aberration such as spherical aberration. For example, in a scanning electron microscope (SEM), use of an aberration corrector for correcting spherical aberration of an electron beam has been studied (see, for example, Patent Document 1). However, if an optical system that corrects spherical aberration is placed in the electron lens barrel, the optical path length from the beam forming position to the sample surface will become long, so that the so-called blur due to the Coulomb effect will increase, and the aberration correction will be difficult. There is a problem that not only the effect is not obtained, but also the resolution may be further lowered.
かかる問題は、VSB方式の電子ビーム描画に限らず、例えば、2次電子像を撮像して、パターンを検査する検査装置においても、成形される1次電子ビームの形状について同様の問題が生じ得る。 Such problems are not limited to electron beam writing of the VSB method. For example, in an inspection apparatus that picks up a secondary electron image and inspects a pattern, the same problem may occur with respect to the shape of the formed primary electron beam. .
そこで、本発明の一態様は、VSB方式の荷電粒子ビーム照射において、成形ビームの形状の解像度を向上可能な装置および方法を提供する。 Accordingly, one aspect of the present invention provides an apparatus and method capable of improving the resolution of the shaped beam shape in VSB charged particle beam irradiation.
本発明の一態様の可変成形型荷電粒子ビーム照射装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出源と、
ショット図形毎に、当該ショット図形のショットサイズが分岐点となるショットサイズよりも大きいか小さいかを判定する判定部と、
開口部が形成され、開口部全体に荷電粒子ビームの照射を受け、荷電粒子ビームを開口部の開口サイズに成形する第1の成形アパーチャ基板と、
いずれも開口サイズの荷電粒子ビームを可変成形する、判定されたショットサイズの大小によって切り替え可能に配置された第2と第3の成形アパーチャ基板と、
第2の成形アパーチャ基板と第3の成形アパーチャ基板との間に配置され、通過する荷電粒子ビームの収差を補正する収差補正器と、
第2の成形アパーチャ基板と第3の成形アパーチャ基板との一方によって可変成形された荷電粒子ビームが照射される基板を配置するステージと、
を備えたことを特徴とする。
A variable-shaped charged particle beam irradiation apparatus according to one aspect of the present invention includes:
an emission source that emits a beam of charged particles;
a determination unit that determines, for each shot figure, whether the shot size of the shot figure is larger or smaller than the shot size of the branch point;
a first shaping aperture substrate in which an opening is formed, the entire opening is irradiated with a charged particle beam, and the charged particle beam is shaped to an opening size of the opening;
second and third shaping aperture substrates arranged switchably according to the size of the determined shot size, both of which variably shape the charged particle beam of the aperture size;
an aberration corrector disposed between the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate for correcting aberration of the passing charged particle beam;
a stage for arranging a substrate to be irradiated with a charged particle beam variably shaped by one of the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate;
characterized by comprising
また、荷電粒子ビームの軌道を偏向することによって可変成形に用いる前記第2の成形アパーチャ基板と前記第3の成形アパーチャ基板とを切り替える偏向機構をさらに備えると好適である。 Moreover, it is preferable to further include a deflection mechanism for switching between the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate used for variable shaping by deflecting the trajectory of the charged particle beam.
また、第2の成形アパーチャ基板と第3の成形アパーチャ基板との間に配置された、制限アパーチャ基板をさらに備えると好適である。 It is also preferred to further comprise a limiting aperture substrate positioned between the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate.
また、第2の成形アパーチャ基板と第3の成形アパーチャ基板とのうち、最終段の成形アパーチャ基板に電気的に接続された電流計をさらに備えると好適である。 Further, it is preferable to further include an ammeter electrically connected to the final-stage shaping aperture substrate, out of the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate.
本発明の一態様の可変成形型荷電粒子ビーム照射方法は、
開口部が形成された第1の成形アパーチャ基板の開口部全体に放出源から放出された荷電粒子ビームの照射を受け、荷電粒子ビームを開口部の開口サイズに成形する工程と、
ショット図形毎に、当該ショット図形のショットサイズが分岐点となるショットサイズよりも大きいか小さいかを判定する工程と、
判定されたショットサイズの大小によって切り替えられる第2と第3の成形アパーチャ基板の一方を用いて、開口サイズの荷電粒子ビームを可変成形する工程と、
第2の成形アパーチャ基板と第3の成形アパーチャ基板との間に配置された収差補正器を用いて、通過する荷電粒子ビームの収差を補正する工程と、
第2の成形アパーチャ基板と第3の成形アパーチャ基板との一方によって可変成形された荷電粒子ビームを、ステージ上に配置された基板に照射する工程と、
を備えたことを特徴とする。
A variable shaped charged particle beam irradiation method according to one aspect of the present invention comprises:
irradiating the entire opening of a first shaping aperture substrate having an opening with a charged particle beam emitted from an emission source to shape the charged particle beam to the opening size of the opening;
a step of determining, for each shot figure, whether the shot size of the shot figure is larger or smaller than the shot size of the branch point;
variably shaping a charged particle beam having an aperture size using one of the second and third shaping aperture substrates switched according to the determined shot size;
correcting for aberrations in a passing charged particle beam using an aberration corrector positioned between the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate;
irradiating a substrate placed on a stage with a charged particle beam variably shaped by one of the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate;
characterized by comprising
本発明の一態様によれば、VSB方式の荷電粒子ビーム照射において、成形ビームの形状の解像度を向上できる。 According to one aspect of the present invention, it is possible to improve the resolution of the shape of a shaped beam in VSB charged particle beam irradiation.
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、荷電粒子ビーム照射装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。 In the following embodiments, a configuration using an electron beam as an example of a charged particle beam will be described. However, the charged particle beam is not limited to an electron beam, and may be a beam using charged particles such as an ion beam. Also, as an example of a charged particle beam irradiation apparatus, a variable shaping type drawing apparatus will be described.
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(VSB型)の描画装置の一例である。描画機構150は、電子鏡筒102、及び描画室103を備えている。電子鏡筒102(電子ビームカラム)内には、電子銃201、電子レンズ218、照明レンズ202、ブランキング偏向器219、第1の成形アパーチャ基板203、投影レンズ204、成形偏向器205、第2の成形アパーチャ基板206、収差補正器210、第3の成形アパーチャ基板211、対物レンズ207、主偏向器208、副偏向器209、及び第3偏向器2091が配置されている。また、電子鏡筒102内には、第2の成形アパーチャ基板206の成形開口を電子軌道内及び電子軌道外へと移動させる駆動機構230と、第3の成形アパーチャ基板211の成形開口を電子軌道内及び電子軌道外へと移動させる駆動機構232が配置される。なお、駆動機構230と駆動機構232は、電子鏡筒102外からそれぞれ担当する第2の成形アパーチャ基板206或いは第3の成形アパーチャ基板211を駆動させても構わない。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。ブランキング偏向器219、例えば2極の電極群が用いられる。また、成形偏向器205として、例えば4極又は8極の電極群が用いられる。主偏向器208、副偏向器209、及び第3偏向器2091として、例えば8極の電極群が用いられる。
Embodiment 1.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing the configuration of a drawing apparatus according to Embodiment 1. FIG. In FIG. 1, the
収差補正器210は、第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211との間に配置される。そして、収差補正器210は、入射多極子レンズ214と出射多極子レンズ224との組合せにより構成される。例えば、6極子の入射多極子レンズ214と6極子の出射多極子レンズ224との組合せにより構成される。或いは、例えば、4極子の入射多極子レンズ214と8極子の出射多極子レンズ224との組合せにより構成される。組合せ方は、補正する収差、例えば球面収差や色収差に合わせて適宜設定すればよい。また、入射多極子レンズ214の入力側には、入射コリメーターレンズ212が配置され、入射多極子レンズ214に平行ビームを入射する。また、入射多極子レンズ214の出力側には入射トランスファーレンズ216が配置される。出射多極子レンズ224の入力側には、出射コリメーターレンズ222が配置され、出射多極子レンズ224に平行ビームを入射する。出射多極子レンズ224の出力側には出射トランスファーレンズ226が配置される。
制御系回路160は、制御計算機110、メモリ112、制御回路120、及び磁気ディスク装置等の記憶装置140,142を有している。描画装置100全体を制御する制御計算機110には、メモリ112、制御回路120、及び記憶装置140,142が図示しないバスを介して接続されている。
The
制御計算機110内には、ショットデータ生成部70、ショットサイズ判定部72、アパーチャ設定部74、判定部76、及び描画制御部78が配置される。ショットデータ生成部70、ショットサイズ判定部72、アパーチャ設定部74、判定部76、及び描画制御部78といった各「~部」は、処理回路を含み、その処理回路には、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、半導体装置等が含まれる。また、各「~部」は、共通する処理回路(同じ処理回路)を用いてもよい。或いは、異なる処理回路(別々の処理回路)を用いても良い。ショットデータ生成部70、ショットサイズ判定部72、アパーチャ設定部74、判定部76、及び描画制御部78内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ112に記憶される。
A shot
制御回路120内には、図示しない描画機構150の各構成を制御及び駆動する制御回路の他、アパーチャ判定部60および切換部62が配置される。アパーチャ判定部60および切換部62といった各「~部」は、処理回路を含み、その処理回路には、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、半導体装置等が含まれる。また、各「~部」は、共通する処理回路(同じ処理回路)を用いてもよい。或いは、異なる処理回路(別々の処理回路)を用いても良い。アパーチャ判定部60および切換部62内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリに記憶される。
In the
描画装置100の外部から描画対象の少なくとも1つの図形パターンが定義された描画データが入力され、記憶装置140に格納される。描画データには、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。
Drawing data defining at least one graphic pattern to be drawn is input from the outside of the
ここで、図1では、実施の形態1を説明する上で適当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、副偏向器209、及び第3偏向器2091からなる3段偏向器2081を用いているが、1段の偏向器或いは2段、または4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、描画装置100には、マウスやキーボード等の入力装置、及びモニタ装置等が接続されていても構わない。
Here, FIG. 1 shows a configuration suitable for explaining the first embodiment. The
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、例えばy方向に向かって、主偏向器208のy方向偏向可能幅である、短冊状の複数のストライプ領域20に仮想分割される。また、各ストライプ領域20は、例えばx方向に向かって、副偏向器209の偏向可能サイズである複数のサブフィールド(SF)30(小領域)に仮想分割される。さらに、第3偏向器2091の偏向可能サイズである複数のフィールド(TD)301(微小領域)に仮想分割される。そして、各SF301の各ショット位置にショット図形52,54,56が描画される。
FIG. 2 is a conceptual diagram for explaining each area in the first embodiment. In FIG. 2, the
電子銃201(放出源)から放出された電子ビーム200は、電子レンズ218により例えばブランキング偏向器219内の中心高さ位置(所定の位置の一例)に集束させられ、集束点(クロスオーバー:C.O.)を形成する。そして、ビーム軌道中心軸方向(光軸方向)に対して電子レンズ218よりも後側に配置されたブランキング偏向器219内を通過する際に、ブランキング偏向器219によって、ビームのON/OFFが制御される。言い換えれば、ブランキング偏向器219は、ビームONとビームOFFとを切り替えるブランキング制御を行う場合に、電子ビーム200を偏向する。光軸方向に対してブランキング偏向器219よりも後側に配置された第1の成形アパーチャ基板203(ブランキングアパーチャ基板を兼ねる)によって、ビームOFFの状態になるように偏向された電子ビームは遮蔽される。すなわち、ビームONの状態では、電子ビーム200の一部がブランキングアパーチャ基板を兼ねる第1の成形アパーチャ基板203を通過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219は、通過する電子ビーム200の進行方法を制御して、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0Vを印加し(或いは電圧を印加せず)、ビームOFFの際にブランキング偏向器219に数Vの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。
An
そして、ブランキング偏向器219をビームONの状態で通過した電子ビーム200は、照明レンズ202により第1の成形アパーチャ基板203に形成される矩形の穴(第1の成形開口)全体を照明する。ここで、電子ビーム200をまず開口部の開口サイズの矩形に成形する。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、第2の成形アパーチャ基板206若しくは第3の成形アパーチャ基板211によって、ビーム形状と寸法を変化させる(可変成形を行なう)。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。言い換えれば、第2の成形アパーチャ基板206(若しくは第3の成形アパーチャ基板211)に第1のアパーチャ像の電子ビーム200を通過させることで第2のアパーチャ像を形成する。そして、第2の成形アパーチャ基板206(若しくは第3の成形アパーチャ基板211)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により試料101上に焦点を合わせ(結像し)、主偏向器208、副偏向器209、及び第3偏向器2091によって偏向され、連続的または断続的に移動する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、3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及び第3偏向器2091によってTD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、描画データに定義された図形パターンを描画する。
The
ここで、従来のVSB方式の描画装置では、収差補正器210、及び第3の成形アパーチャ基板211が配置されていないので、第1のアパーチャ像の電子ビーム200は、第2の成形アパーチャ基板206によって、可変成形されていた。そして、かかる第2のアパーチャ像の電子ビーム200が、試料101面上に照射されていた。VSB方式の描画装置の光学系にて試料101面に照射されるビームの解像度を向上させるためには、球面収差といった収差を低減させることが必要となる。図1に示すように、第2の成形アパーチャ基板206の下流側に収差補正器210を配置することで、最終的なビーム形状となる第2のアパーチャ像の収差を低減できる。しかし、収差補正器210を配置すると、ビームの最終成形位置である第2の成形アパーチャ基板206の高さ位置から試料101面までの光路長Lが長くなってしまうので、クーロン効果による、いわゆるボケが増大してしまう。
Here, in the conventional VSB type drawing apparatus, since the
図3は、実施の形態1における解像度とショットサイズとの関係を示す図である。図3において、縦軸に試料101面に照射されるビーム形状(第2のアパーチャ像)の解像度を示し、横軸に試料101面に照射されるビームにショットサイズを示す。図3において、第2の成形アパーチャ基板206の下流側に収差補正器210を配置して、第2の成形アパーチャ基板206により最終成形された第2のアパーチャ像を収差補正してから試料101面に照射した場合の解像度とショットサイズとの関係グラフをPで示す。第2の成形アパーチャ基板206の下流側に収差補正器210を配置せずにその分ビームの最終成形位置から試料101面までの光路長Lを短くして、最終成形された第2のアパーチャ像を収差補正せずに試料101面に照射した場合の解像度とショットサイズとの関係グラフをQで示す。関係グラフP,Q共に、ビームのショットサイズが大きくなるに沿って、ビームの電流量が大きくなるのでクーロン効果によりボケが増大し、解像度が低くなる。但し、関係グラフPでは、球面収差が補正されているので、収差分に相当するボケは低減できるものの、関係グラフQの場合よりも光路長Lが長いので、クーロン効果によるボケが大きくなり、ショットサイズが大きくなるに沿って、関係グラフQよりも急峻に解像度が劣化する。逆に、関係グラフQでは、第3のアパーチャ像に対して球面収差が補正されていないので、収差分に相当するボケは低減されずに残っているものの、関係グラフPの場合よりも光路長Lが短いので、クーロン効果によるボケが小さくでき、ショットサイズが大きくなるに沿って、関係グラフPよりも緩やかに解像度が劣化する。そのため、図3に示すように、ショットサイズが小さい場合には、光路長Lが長くなっても収差補正を行った方が、解像度が相対的に改善し、ショットサイズが大きい場合には、収差補正を行うよりも光路長Lを短くする方が、解像度が相対的に改善することがわかる。また、これらの分岐点となるショットサイズLs’が存在することがわかる。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between resolution and shot size according to the first embodiment. In FIG. 3, the vertical axis represents the resolution of the beam shape (second aperture image) irradiated onto the
そこで、実施の形態1では、光路長Lを長くしてでも第2のアパーチャ像に対して収差補正を行うケース1と、第3のアパーチャ像に対して収差補正を行わずに光路長Lを短くするケース2と、のどちらでも選択できるように構成する。 Therefore, in Embodiment 1, there are cases 1 in which aberration correction is performed on the second aperture image even if the optical path length L is increased, and a case 1 in which aberration correction is not performed on the third aperture image and the optical path length L is increased. It is configured so that either Case 2, which is shortened, or Case 2, can be selected.
図4は、実施の形態1における描画機構の動作を説明するための断面図である。図4(a)では、光路長Lを長くしてでも収差補正を行うケース1の構成を示している。図4(a)の例では、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。図5は、実施の形態1における第2の成形アパーチャ基板と同じ形状とサイズを有する場合の第3の成形アパーチャ基板の一例を示す図である。第3の成形アパーチャ基板211には、例えば、矩形の大開口43と、矩形と8角形とを組み合わせたビーム成形開口41とが形成されている。尚、第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211は同じ形状とサイズを有しても良いが、異なっていても良い。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。よって、第2の成形アパーチャ基板206の成形開口40によって試料101面に照射されるビームの最終成形が行われる。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、収差補正器210を通過して、球面収差が補正される。そして、収差補正器210を通過した第2のアパーチャ像の電子ビーム200は、第3の成形アパーチャ基板211の大開口43を素通りし、対物レンズ207により試料101上に焦点を合わせ(結像し)、主偏向器208、副偏向器209、及び第3偏向器2091によって偏向され、連続的または断続的に移動する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4(a)の例では、クーロン効果に影響する光路長Lは、ビームの最終成形位置A1である第2の成形アパーチャ基板206の高さ位置から試料101面までの光路長L1となる。
FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the operation of the drawing mechanism according to the first embodiment. FIG. 4A shows the configuration of case 1 in which aberration correction is performed even if the optical path length L is increased. In the example of FIG. 4A, the
一方、図4(b)では、第3のアパーチャ像に対して収差補正を行わずに光路長Lを短くするケース2の構成を示している。図4(b)の例では、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の大開口42を素通りして収差補正器210上に入射する。第1のアパーチャ像の電子ビーム200は、収差補正器210により球面収差が補正されるものの、最終成形段階ではないので、試料101でのビーム形状と寸法は確定しない。収差補正器210を通過した第1のアパーチャ像の電子ビーム200は、第3の成形アパーチャ基板211上に投影される。偏向器205によって、かかる第3の成形アパーチャ基板211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。また第3の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211の間に設置された図示されない偏向器によってアパーチャ像を偏向制御しても良い(以下の実施形態でも同様)。よって、第3の成形アパーチャ基板211の成形開口41によって試料101面に照射されるビームの最終成形が行われる。そして、第3の成形アパーチャ基板211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により試料101上に焦点を合わせ(結像し)、主偏向器208、副偏向器209、及び第3偏向器2091によって偏向され、連続的または断続的に移動する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4(b)の例では、クーロン効果に影響する光路長Lは、ビームの最終成形位置A2である第3の成形アパーチャ基板211の高さ位置から試料101面までの光路長L2となる。
On the other hand, FIG. 4B shows the configuration of case 2 in which the optical path length L is shortened without performing aberration correction on the third aperture image. In the example of FIG. 4(b), the
上述したケース1,2を行うためには、第2の成形アパーチャ基板206による最終成形と第3の成形アパーチャ基板211による最終成形とを切り替えることが必要となる。そこで、実施の形態1では、駆動機構230によって、第2の成形アパーチャ基板206をビーム軌道中心軸方向(光軸)と直交する方向に機械的に移動する。かかる場合に、第2の成形アパーチャ基板206にビーム成形開口40とビーム成形開口よりも十分大きく全ビームが素通り可能な大開口42との2つの開口部を形成しておくと好適である。2つの開口部を形成することにより、第2の成形アパーチャ基板206を電子軌道外へと移動させる場合には、電子軌道内に大開口42が位置するように移動し、第2の成形アパーチャ基板206を電子軌道内へと移動させる場合には、電子軌道内にビーム成形開口40が位置するように移動させても好適である。かかる構成により第2の成形アパーチャ基板206全体を電子軌道の外側へと移動させる場合よりも第2の成形アパーチャ基板206の移動量を小さくできる。但し、これに限るものではなく、第2の成形アパーチャ基板206全体を電子軌道の外側へと移動させる場合であっても構わない。
In order to carry out Cases 1 and 2 described above, it is necessary to switch between the final shaping by the second
同様に、駆動機構232によって、第3の成形アパーチャ基板211をビーム軌道中心軸方向(光軸)と直交する方向に機械的に移動する。かかる場合に、第3の成形アパーチャ基板211にビーム成形開口とビーム成形開口41よりも十分大きく全ビームが素通り可能な大開口43との2つの開口部を形成しておくと好適である。2つの開口部を形成することにより、第3の成形アパーチャ基板211を電子軌道外へと移動させる場合には、電子軌道内に大開口43が位置するように移動し、第3の成形アパーチャ基板211を電子軌道内へと移動させる場合には、電子軌道内にビーム成形開口41が位置するように移動させても好適である。かかる構成により第3の成形アパーチャ基板211全体を電子軌道の外側へと移動させる場合よりも第3の成形アパーチャ基板211の移動量を小さくできる。但し、これに限るものではなく、第3の成形アパーチャ基板211全体を電子軌道の外側へと移動させる場合であっても構わない。
Similarly, the
以上のように、光路長Lを長くしてでも収差補正を行うケース1では、第2の成形アパーチャ基板206(ビーム成形開口)を電子軌道内へと移動させ、第3の成形アパーチャ基板211(ビーム成形開口)を電子軌道外へと移動させる。収差補正を行わずに光路長Lを短くするケース2では、逆に、第2の成形アパーチャ基板206(ビーム成形開口)を電子軌道外へと移動させ、第3の成形アパーチャ基板211(ビーム成形開口41)を電子軌道内へと移動させる。かかるように、第2の成形アパーチャ基板206と前記第3の成形アパーチャ基板211の位置関係を変化させる、すなわち切り替える機械式機構によって最終成形を行う成形アパーチャ基板が決められる。
As described above, in Case 1 where aberration correction is performed even if the optical path length L is increased, the second shaping aperture substrate 206 (beam shaping aperture) is moved into the electron trajectory, and the third shaping aperture substrate 211 ( beam shaping aperture) out of the electron trajectory. In Case 2, in which the optical path length L is shortened without performing aberration correction, conversely, the second shaping aperture substrate 206 (beam shaping aperture) is moved out of the electron trajectory, and the third shaping aperture substrate 211 (beam shaping Aperture 41) is moved into the electron trajectory. In this way, the shaping aperture substrate for the final shaping is determined by a mechanical mechanism that changes or switches the positional relationship between the second
図6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6において、実施の形態1における描画方法は、ショット分割工程(S202)と、ショットサイズ判定工程(S204)と、アパーチャ設定工程(S206)と、アパーチャ判定工程(S208)と、アパーチャ切り替え工程(S210)と、描画工程(S220)と、判定工程(S222)と、いう一連の工程を実施する。 FIG. 6 is a flow chart showing main steps of the drawing method according to the first embodiment. 6, the drawing method according to the first embodiment includes a shot dividing step (S202), a shot size determining step (S204), an aperture setting step (S206), an aperture determining step (S208), and an aperture switching step ( S210), a drawing step (S220), and a determination step (S222) are performed.
ショットデータ生成工程(S202)として、ショットデータ生成部70は、記憶装置140から描画データを読み出し、複数段のデータ処理を行って、描画データに定義される図形パターンを描画するためのショットデータ(1)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、図形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、図形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(1)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。生成されたショットデータ(1)は、一時的に記憶装置142に格納される。かかる処理は、ストライプ領域20単位で実施すると好適である。また、ショットデータ生成部70は、ショット順に、ショットデータを並び替える。
In the shot data generation step (S202), the shot
ショットサイズ判定工程(S204)として、ショットサイズ判定部72は、ショット図形毎に、当該ショット図形のショットサイズを判定する。
As the shot size determination step (S204), the shot
アパーチャ設定工程(S206)として、アパーチャ設定部74は、ショット図形毎に、判定されたショットサイズに対応する成形アパーチャを設定する。具体的には、図3に示したように、分岐点となるショットサイズLs’よりもショットサイズが小さい場合には、光路長Lが長くなっても収差補正を行った方が、解像度が相対的に改善する。逆にショットサイズLs’よりもショットサイズが大きい場合には、収差補正を行うよりも光路長Lを短くする方が、解像度が相対的に改善する。言い換えれば、ショットサイズLs’よりもショットサイズが小さい場合には、当該ショット図形の電子ビームについて第2の成形アパーチャ基板206により最終成形した方が、解像度が相対的に改善する。逆にショットサイズLs’よりもショットサイズが大きい場合には、当該ショット図形の電子ビームについて第3の成形アパーチャ基板211により最終成形した方が、解像度が相対的に改善する。そこで、アパーチャ設定部74は、ショット図形毎に、判定されたショットサイズに応じて解像度が相対的に改善する成形アパーチャ基板を第2の成形アパーチャ基板206(S21)と第3の成形アパーチャ基板211(S22)とのうちから選択する。そして、アパーチャ設定部74は、第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211とのうち選択された一方を示す識別子を当該ショット図形のショットデータに付加データとして定義する。当該ショット図形のショットサイズが分岐点となるショットサイズLs’と一致する場合には、予め、第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211とのいずれを使用するのか決めておけばよい。第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211とのうちのうち一方の成形アパーチャが定義(設定)されたショットデータ(2)は、記憶装置142に格納される。かかる処理は、ストライプ領域20単位で実施すると好適である。かかる処理は、ストライプ領域20単位で実施することで、処理が終了したストライプ領域20から順に描画処理を実行できる。言い換えれば、データ処理と描画動作とを並列で実施することが可能にできる。
In the aperture setting step (S206), the aperture setting unit 74 sets a shaping aperture corresponding to the determined shot size for each shot figure. Specifically, as shown in FIG. 3, when the shot size is smaller than the shot size Ls′ at the branch point, even if the optical path length L is long, the resolution is relatively low if the aberration correction is performed. substantially improve. Conversely, when the shot size is larger than the shot size Ls', shortening the optical path length L relatively improves the resolution rather than performing aberration correction. In other words, when the shot size is smaller than the shot size Ls', final shaping of the electron beam of the shot figure by the second
アパーチャ判定工程(S208)として、アパーチャ判定部60は、ショット順にショットデータを読み出し、当該ショットデータに定義された成形アパーチャが第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211とのうちのいずれなのか判定する。ショットデータに定義された識別子から判定すればよい。
In the aperture determination step (S208), the
アパーチャ切り替え工程(S210)として、切換部62は、最終成形に使用する成形アパーチャを判定された第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211とのうちの一方に切り替える。具体的には、切換部62は、駆動機構230と駆動機構232とを制御して、判定された成形アパーチャの成形開口が、ビーム軌道内に配置され、判定されなかった成形アパーチャがビーム軌道に干渉しない位置に配置するように第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211とを移動させる。前回のショットにおいて、既に判定された成形アパーチャで最終成形できるように配置されている場合には、移動させる必要がないことは言うまでもない。
In the aperture switching step (S210), the switching
描画工程(S220)として、描画制御部78の制御のもと、制御回路120により、描画機構150が駆動される。描画機構150は、ショット毎に、第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211との一方によって可変成形された電子ビーム200を、XYステージ105上に配置された試料101に照射する。これにより、試料101には、可変成形された電子ビーム200に対応するショット図形が描画される。上述したように、ケース1の構成にセットされた場合(ショット図形のショットサイズがショットサイズLs’よりも小さいビームショットの場合)、第2の成形アパーチャ基板206の成形開口によってビームの最終成形が行われ、収差補正器210を通過して、球面収差が補正された状態で、第3の成形アパーチャ基板211によりビームがカットされずに試料101の所望する位置に照射される。逆に、ケース2の構成にセットされた場合(ショット図形のショットサイズがショットサイズLs’よりも大きいビームショットの場合)、第3の成形アパーチャ基板211の成形開口によってビームの最終成形が行われ、第2のアパーチャ像の球面収差は補正されないが、クーロン効果によるビームボケを低減した状態(或いは増大させない状態)で、試料101の所望する位置に照射される。
As the drawing step (S220), the
判定工程(S222)として、判定部76は、すべてのショットが終了したかどうかを判定する。すべてのショットが終了した場合には終了する。すべてのショットが終了していない場合には、アパーチャ判定工程(S208)に戻り、すべてのショットが終了するまで、アパーチャ判定工程(S208)から判定工程(S222)までの各工程を実施する。
As a determination step (S222), the
図7は、実施の形態1における試料101に塗布したレジストの閾値モデルのビームプロファイルの一例を説明するための図である。ビームの解像度の低い状態では、図7(a)に示すように、ビームプロファイル(ドーズ分布)において、解像閾値Th近傍の立ち上がりの角度が緩やかになり、解像閾値Thを超える(すなわち感光する)ショット図形の解像度を低くしていた。これに対して、実施の形態1により、特に、ショットサイズが分岐点となるショットサイズLs’よりも小さいビームショットでは、図7(b)に示すように、ビームプロファイル(ドーズ分布)において、解像閾値Th近傍の立ち上がりの角度を急峻にでき、ショット図形の解像度を高くできる。ショットサイズが分岐点となるショットサイズLs’よりも大きいビームショットでは、図4(b)に示した光路長L2が従来と同様であれば、解像度を低下させずに維持できる。光路長L2が従来よりも短くできれば、クーロン効果によるボケを低減でき、図7(b)に示すように、解像度を高くできる。
FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the beam profile of the threshold model of the resist applied to the
図8は、実施の形態1におけるパターン形成手法の一例を示す図である。上述したように、ケース2において、図4(b)に示した光路長L2が従来と同様であれば、解像度が特に向上するわけではない。しかし、図8に示すように、ショットサイズが大きいショット図形11のエッジに、ケース1によって解像度が向上できるショットサイズが小さいショット図形13を並べて配置することで、パターン寸法は、ショット図形13間によって制御できる。よって、図4(b)に示した光路長L2が従来と同様であっても、図8に示すように、エッジをショット図形13で規定することで、形成される図形パターンの解像度を向上させることができる。 8A and 8B are diagrams showing an example of a pattern forming method according to Embodiment 1. FIG. As described above, in Case 2, if the optical path length L2 shown in FIG. 4B is the same as the conventional one, the resolution is not particularly improved. However, as shown in FIG. 8, by arranging side by side shot figures 13 with a small shot size for which the resolution can be improved by Case 1 on the edge of a shot figure 11 with a large shot size, the pattern dimension can be changed depending on the distance between the shot figures 13. You can control it. Therefore, even if the optical path length L2 shown in FIG. 4(b) is the same as the conventional one, the edge is defined by the shot figure 13 as shown in FIG. 8, thereby improving the resolution of the formed figure pattern. be able to.
図9は、実施の形態1の変形例の構成の一部を示す図である。図9において、駆動機構230,232の代わりに、偏向器240,242を配置した点以外は、図1と同様である。図9の例では、投影レンズ204よりもビーム軌道上流側の構成については図示を省略している。実施の形態1の変形例では、可変成形に用いる第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211とを荷電粒子ビームの軌道を偏向することによって切り替える偏向機構によって切り替える。具体的には、以下のように動作する。第2の成形アパーチャ基板206にビーム成形開口40とビーム成形開口40よりも十分大きく全ビームが素通り可能な大開口42との2つの開口部を形成しておく。同様に、第3の成形アパーチャ基板211にビーム成形開口41とビーム成形開口41よりも十分大きく全ビームが素通り可能な大開口43との2つの開口部を形成しておく。そして、第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211との配置位置は固定する。但し、第2の成形アパーチャ基板206のビーム成形開口40のビーム軌道下流側に第3の成形アパーチャ基板211の大開口43が位置すると共に、第2の成形アパーチャ基板206の大開口42のビーム軌道下流側に第3の成形アパーチャ基板211のビーム成形開口41が位置するように配置する。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、偏向器205によって、かかる第2の成形アパーチャ基板206上で可変成形されるように偏向制御される。
FIG. 9 is a diagram showing part of the configuration of a modification of the first embodiment. 9 is the same as FIG. 1 except that deflectors 240 and 242 are arranged instead of the
ここで、ケース1の構成にセットされた場合(ショット図形のショットサイズがショットサイズLs’よりも小さいビームショットの場合)、偏向器240,242は、特にビーム偏向を行わない。或いは、第2の成形アパーチャ基板206のビーム成形開口40の位置が偏向器205による偏向では位置がずれる場合、偏向器240が、第2の成形アパーチャ基板206のビーム成形開口で最終成形が行われるようにビームを偏向し、偏向器242が平行ビームになるようにビーム軌道の角度を振り戻す。かかる偏向器240,242により形成される電場による電磁方式によって、ビームを最終成形する第2の成形アパーチャ基板206のビーム成形開口の位置にビームを導く。そして、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。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、収差補正器210を通過して、球面収差が補正される。そして、収差補正器210を通過した第2のアパーチャ像の電子ビーム200は、第3の成形アパーチャ基板211の大開口43を素通りし、対物レンズ207により試料101上に焦点を合わせ(結像し)、主偏向器208、副偏向器209、及び第3偏向器2091によって偏向され、連続的または断続的に移動する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。尚、上記では電場による電磁方式を例にとって説明したが、磁場によってビームを偏向しても良い(磁場による電磁方式)。
Here, when the configuration of case 1 is set (in the case of a beam shot in which the shot size of the shot figure is smaller than the shot size Ls'), the
逆に、ケース2の構成にセットされた場合(ショット図形のショットサイズがショットサイズLs’よりも大きいビームショットの場合)、偏向器240が、第3の成形アパーチャ基板211のビーム成形開口41で最終成形が行われるようにビームを偏向し、偏向器242が平行ビームになるようにビーム軌道の角度を振り戻す。かかる偏向器240,242により形成される電場による電磁方式によって、ビームを最終成形する第3の成形アパーチャ基板211のビーム成形開口41の位置にビームを導く。そして、第1のアパーチャ像の電子ビーム200は、第2の成形アパーチャ基板206の大開口42を素通りし、収差補正器210により球面収差が補正されるものの、最終成形段階ではないので、ビーム形状と寸法は確定しない。収差補正器210を通過した第1のアパーチャ像の電子ビーム200は、第3の成形アパーチャ基板211上に投影される。そして、第3の成形アパーチャ基板211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。そして、第3の成形アパーチャ基板211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により試料101上に焦点を合わせ(結像し)、主偏向器208、副偏向器209、及び第3偏向器2091によって偏向され、連続的または断続的に移動する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。
Conversely, when the configuration of case 2 is set (for beam shots in which the shot size of the shot figure is larger than the shot size Ls'), the
以上のように、実施の形態1によれば、VSB方式の電子ビーム照射において、成形ビームの形状の解像度を向上できる。 As described above, according to Embodiment 1, the resolution of the shape of the shaped beam can be improved in VSB electron beam irradiation.
実施の形態2.
実施の形態1では、ショットサイズが大きいケース2を構成する場合、第1のアパーチャ像が第3の成形アパーチャ基板211上に投影される場合について説明した。実施の形態2では、ケース2を構成する場合で光路長L2が従来と同様であっても解像度を向上可能な構成について説明する。
Embodiment 2.
In the first embodiment, the case where the case 2 with a large shot size is configured and the first aperture image is projected onto the third
図10は、実施の形態2における描画装置の構成を示す概念図である。図10において、第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211との間に制限アパーチャ基板250がさらに配置された点以外は、図1と同様である。制限アパーチャ基板250は、ビームの集束点に配置するのが望ましい。図10の例では、収差補正器210内の入射トランスファーレンズ216と出射コリメータレンズ222の間で電子ビームが集束するので、かかる集束位置に配置すると好適である。
FIG. 10 is a conceptual diagram showing the configuration of the drawing apparatus according to the second embodiment. FIG. 10 is the same as FIG. 1 except that a limiting aperture substrate 250 is additionally arranged between the second
また、実施の形態2における描画方法の要部工程を示すフローチャート図は、図6と同様である。その他、以下に説明する点以外の内容は、実施の形態1と同様である。 Also, the flow chart showing the main steps of the drawing method in the second embodiment is the same as FIG. Contents other than those described below are the same as those of the first embodiment.
図10の例では、第1のアパーチャ像が、制限アパーチャ基板250の開口部を通過するため、第1のアパーチャ像のビームのボケを構成する裾野部分の一部をカットできる。言い換えれば、制限アパーチャ基板250の開口部は、第1のアパーチャ像のビームの裾野部分の少なくとも一部をカット可能なサイズに形成しておく。かかる構成により、第1のアパーチャ像が第3の成形アパーチャ基板211上に投影される、ショットサイズが大きいケース2を構成する場合でも、第3の成形アパーチャ基板211上に投影される前に、第1のアパーチャ像のビームの裾野部分(ボケ)の一部を遮蔽できる。よって、可変成形する場合に第3の成形アパーチャ基板211の成形開口端部でエッジ形成されない辺のボケを小さくできる。或いは、第3の成形アパーチャ基板211の成形開口端部でエッジ形成されない辺のエッジ形成を行うこともできる。第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211との間に配置された制限アパーチャ基板250でエッジ形成することで、第2の成形アパーチャ基板206でエッジ形成する場合よりも光路長を短くでき、第2の成形アパーチャ基板206でエッジ形成する場合に比べてクーロン効果によるボケを低減できる。また、収差補正を行うケース1の場合でも、第2のアパーチャ像のビームの裾野部分(ボケ)の一部を遮蔽できる。
In the example of FIG. 10, since the first aperture image passes through the aperture of the limiting aperture substrate 250, part of the skirt portion forming the beam blur of the first aperture image can be cut. In other words, the aperture of the limiting aperture substrate 250 is formed in a size that allows cutting at least part of the skirt portion of the beam of the first aperture image. With such a configuration, even when configuring the case 2 with a large shot size in which the first aperture image is projected onto the third
以上のように、実施の形態2によれば、実施の形態1よりもさらに解像度を向上できる。特に、ケース2を構成する場合に光路長L2が従来と同様であっても解像度を向上できる。 As described above, according to the second embodiment, the resolution can be further improved as compared with the first embodiment. In particular, when the case 2 is configured, the resolution can be improved even if the optical path length L2 is the same as the conventional one.
実施の形態3.
実施の形態1,2において説明したように、光路長Lが長くなっても収差補正を行った方が、解像度が相対的に改善するショットサイズと収差補正を行うよりも光路長Lを短くする方が、解像度が相対的に改善するショットサイズとの分岐点となるショットサイズLs’が存在する。かかる分岐点となるショットサイズLs’を正確に測定できれば、解像度を向上させるうえで望ましい。そこで、実施の形態3では、分岐点となるショットサイズLs’を実際に評価基板等に描画しなくても探索可能な構成について説明する。
Embodiment 3.
As described in Embodiments 1 and 2, even if the optical path length L is increased, performing aberration correction shortens the optical path length L rather than performing aberration correction with a shot size that relatively improves resolution. However, there exists a shot size Ls′ that is a branching point with the shot size at which the resolution is relatively improved. Accurate measurement of the shot size Ls', which is the branching point, is desirable for improving the resolution. Therefore, in the third embodiment, a configuration is described in which a shot size Ls′, which is a branch point, can be searched for without actually drawing it on an evaluation substrate or the like.
図11は、実施の形態3における描画装置の構成を示す概念図である。
図12は、実施の形態3における描画機構の動作を説明するための断面図である。図11において、第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211とのうち、最終段の成形アパーチャ基板となる第3の成形アパーチャ基板211に電流計252を電気的に接続する点、XYステージ105上は、マーク107が配置される点、XYステージ105上にファラディカップ108が配置される点、及び制御計算機110内に測定部79が配置される点、以外は図1と同様である。また、図12において、最終段の成形アパーチャ基板となる第3の成形アパーチャ基板211に電流計252を電気的に接続する点、及び2次電子300が追加された点以外は図4と同様である。
FIG. 11 is a conceptual diagram showing the configuration of the drawing apparatus according to the third embodiment.
FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining the operation of the drawing mechanism according to the third embodiment. In FIG. 11, of the second
ショットデータ生成部70、ショットサイズ判定部72、アパーチャ設定部74、判定部76、描画制御部78、及び測定部79といった各「~部」は、処理回路を含み、その処理回路には、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、半導体装置等が含まれる。また、各「~部」は、共通する処理回路(同じ処理回路)を用いてもよい。或いは、異なる処理回路(別々の処理回路)を用いても良い。ショットデータ生成部70、ショットサイズ判定部72、アパーチャ設定部74、判定部76、描画制御部78、及び測定部79内に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ112に記憶される。
Each of the shot
また、マーク107の表面高さ位置は、試料101の表面と同様の高さ位置に調整可能に配置される。電流計252の一方の端子が第3の成形アパーチャ基板211に電気的に接続される。そして、他方の端子がグランド接続される。そして、電子ビーム200がマーク107上をスキャンできる位置にXYステージ105を移動させる。
Also, the surface height position of the
光路長Lを長くしてでも収差補正を行うケース1の構成にセットされた状態で、ショットサイズを可変にしながら、電子ビーム200を3段偏向器2081で偏向することにより電子ビーム200でマーク107上をスキャンする。そして、電子ビーム200の照射によって、マーク107及びマーク周辺から放出され、第3の成形アパーチャ基板211に衝突した2次電子300の電流を電流計252で測定する。電流計252の出力は、測定部79に入力される。測定部79は、電流計252で測定された電流波形をつかって、2次元の電子像であるマーク像を取得する。かかるマーク像の電流波形の裾野(ボケ)部分の寸法を測定することで、ビームの解像度を測定できる。かかる測定により、図3のグラフPを測定できる。尚、2次電子の代わりに反射電子の電流を測定しても良い。
In the configuration of case 1 in which aberration correction is performed even if the optical path length L is lengthened, the
同様に、収差補正を行わずに光路長Lを短くするケース2の構成にセットされた状態で、ショットサイズを可変にしながら、電子ビーム200を3段偏向器2081で偏向することにより電子ビーム200でマーク107上をスキャンする。そして、電子ビーム200の照射によって、マーク107及びマーク周辺から放出され、第3の成形アパーチャ基板211に衝突した2次電子300の電流を電流計252で測定する。電流計252の出力は、測定部79に入力される。測定部79は、電流計252で測定された電流波形をつかって、マーク像を取得する。かかるマーク像の電流波形の裾野(ボケ)部分の寸法を測定することで、ビームの解像度を測定できる。かかる測定により、図3のグラフQを測定できる。
Similarly, with the configuration of case 2 in which the optical path length L is shortened without performing aberration correction, the
そして、測定部79は、グラフPとグラフQの交差するショットサイズを演算することで、分岐点となるショットサイズLs’を演算できる。
By calculating the shot size at which the graph P and the graph Q intersect, the
或いは、光路長Lを長くしてでも収差補正を行うケース1の構成にセットされた状態で、ショットサイズを可変にしながら、電子ビーム200を3段偏向器2081で偏向することにより電子ビーム200でファラディカップ108上をスキャンしても良い。そして、ファラディカップ108に入射した電子ビーム200の電流をファラディカップ108で測定する。ファラディカップ108の出力は、測定部79に入力される。測定部79は、ファラディカップ108で測定された電流波形をつかって、マーク像を取得する。かかるマーク像の電流波形の裾野(ボケ)部分の寸法を測定することで、ビームの解像度を測定できる。かかる測定により、図3のグラフPを測定できる。
Alternatively, the
同様に、収差補正を行わずに光路長Lを短くするケース2の構成にセットされた状態で、ショットサイズを可変にしながら、電子ビーム200を3段偏向器2081で偏向することにより電子ビーム200でファラディカップ108上をスキャンしても良い。そして、ファラディカップ108に入射した電子ビーム200の電流をファラディカップ108で測定する。ファラディカップ108の出力は、測定部79に入力される。測定部79は、ファラディカップ108で測定された電流波形をつかって、マーク像を取得する。かかるマーク像の電流波形の裾野(ボケ)部分の寸法を測定することで、ビームの解像度を測定できる。かかる測定により、図3のグラフQを測定できる。
Similarly, with the configuration of case 2 in which the optical path length L is shortened without performing aberration correction, the
そして、測定部79は、グラフPとグラフQの交差するショットサイズを演算することで、分岐点となるショットサイズLs’を演算できる。
By calculating the shot size at which the graph P and the graph Q intersect, the
或いは、ファラディカップ108の代わりに、位置センサ(SSD)をXYステージ105上に配置しても良い。そして、ファラディカップ108での測定と同様に、位置センサ(SSD)で各ショットサイズのビームの電流量を測定しても良い。
Alternatively, a position sensor (SSD) may be arranged on the
以上のように実施の形態3によれば、レジストが塗布された評価基板等に実際に電子ビームを照射して描画しなくても分岐点となるショットサイズLs’を探索できる。例えば、あるチップパターンを描画している途中で、分岐点となるショットサイズLs’を測定できる。例えば、ストライプ領域20を描画した後で、次のストライプ領域20を描画する前に分岐点となるショットサイズLs’を測定できる。或いは、描画処理の前或いは終了後に分岐点となるショットサイズLs’を測定しても良い。
As described above, according to the third embodiment, it is possible to search for the shot size Ls', which is the branching point, without actually irradiating the evaluation substrate coated with the resist with the electron beam for drawing. For example, a shot size Ls', which is a branch point, can be measured while writing a certain chip pattern. For example, after writing the
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。例えば、上述した例では、アパーチャ設定工程(S206)において第2の成形アパーチャ基板206と第3の成形アパーチャ基板211とのうち選択された一方を示す識別子を当該ショット図形のショットデータに付加データとして定義する場合を説明したがこれに限るものではない。付加データとして定義しておかなくても、描画時にショットサイズから直接判定してアパーチャの切り替えを行っても構わない。
The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the invention is not limited to these specific examples. For example, in the above example, an identifier indicating one of the second
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, descriptions of parts that are not directly necessary for the explanation of the present invention, such as the device configuration and control method, are omitted, but the required device configuration and control method can be appropriately selected and used. For example, although the description of the configuration of the control unit that controls 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可変成形型荷電粒子ビーム照射装置及び可変成形型荷電粒子ビーム照射方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all variable-shaped charged particle beam irradiation apparatuses and variable-shaped charged particle beam irradiation methods that have the 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 描画領域
11,13 ショット図形
20 ストライプ領域
30 SF
40,41 成形開口
42,43 大開口
52,54,56 ショット図形
60 アパーチャ判定部
62 切換部
70 ショットデータ生成部
72 ショットサイズ判定部
74 アパーチャ設定部
76 判定部
78 描画制御部
79 測定部
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
112 メモリ
120 制御回路
140,142 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
203,410 第1の成形アパーチャ基板
204 投影レンズ
205 偏向器
206,420 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
210 収差補正器
214,224 多極子レンズ
212,222 コリメータレンズ
216,226 トランスファーレンズ
218 電子レンズ
219 ブランキング偏向器
230,232 駆動機構
240,242 偏向器
250 制限アパーチャ基板
330 電子線
411 開口
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
10
40, 41
Claims (6)
ショット図形毎に、当該ショット図形のショットサイズが分岐点となるショットサイズよりも大きいか小さいかを判定する判定部と、
開口部が形成され、前記開口部全体に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記荷電粒子ビームを前記開口部の開口サイズに成形する第1の成形アパーチャ基板と、
いずれも前記開口サイズの荷電粒子ビームを可変成形する、判定されたショットサイズの大小によって切り替え可能に配置された第2と第3の成形アパーチャ基板と、
前記第2の成形アパーチャ基板と前記第3の成形アパーチャ基板との間に配置され、通過する前記荷電粒子ビームの収差を補正する収差補正器と、
前記第2の成形アパーチャ基板と前記第3の成形アパーチャ基板との一方によって可変成形された荷電粒子ビームが照射される基板を配置するステージと、
を備えたことを特徴とする可変成形型荷電粒子ビーム照射装置。 an emission source that emits a beam of charged particles;
a determination unit that determines, for each shot figure, whether the shot size of the shot figure is larger or smaller than the shot size of the branch point;
a first shaping aperture substrate having an opening formed therein, receiving irradiation of the charged particle beam over the entire opening, and shaping the charged particle beam to an opening size of the opening;
second and third shaping aperture substrates arranged switchably according to the size of the determined shot size, both of which variably shape the charged particle beam of the aperture size;
an aberration corrector disposed between the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate for correcting aberration of the passing charged particle beam;
a stage for arranging a substrate to be irradiated with a charged particle beam variably shaped by one of the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate;
A variable shaped charged particle beam irradiation device comprising:
ショット図形毎に、当該ショット図形のショットサイズが分岐点となるショットサイズよりも大きいか小さいかを判定する工程と、
判定されたショットサイズの大小によって切り替えられる第2と第3の成形アパーチャ基板の一方を用いて、前記開口サイズの荷電粒子ビームを可変成形する工程と、
前記第2の成形アパーチャ基板と前記第3の成形アパーチャ基板との間に配置された収差補正器を用いて、通過する前記荷電粒子ビームの収差を補正する工程と、
前記第2の成形アパーチャ基板と前記第3の成形アパーチャ基板との一方によって可変成形された荷電粒子ビームを、ステージ上に配置された基板に照射する工程と、
を備えたことを特徴とする可変成形型荷電粒子ビーム照射方法。 irradiating the entire opening of a first shaping aperture substrate having an opening with a charged particle beam emitted from an emission source to shape the charged particle beam to the opening size of the opening;
a step of determining, for each shot figure, whether the shot size of the shot figure is larger or smaller than the shot size of the branch point;
variably shaping the charged particle beam having the aperture size using one of the second and third shaping aperture substrates switched according to the determined shot size;
correcting aberrations of the passing charged particle beam using an aberration corrector disposed between the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate;
irradiating a substrate placed on a stage with a charged particle beam variably shaped by one of the second shaping aperture substrate and the third shaping aperture substrate;
A variable shaped charged particle beam irradiation method comprising:
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