TW202232548A - 帶電粒子束描繪方法、帶電粒子束描繪裝置及其調整方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種帶電粒子束描繪方法、帶電粒子束描繪裝置及其調整方法，能夠效率良好地進行鏡柱中心位置與平台上的光罩的中心位置之偏離量的測定及修正。
按照一態樣之帶電粒子束描繪裝置的調整方法，具備：將描繪對象的基板搬送至描繪室，而載置於平台上之工程；從設置於前述描繪室上的光學鏡筒對設於前述平台的辨明標記照射帶電粒子束，而測定該辨明標記的以該光學鏡筒為基準之座標之工程；記憶於事件前測定到的辨明標記的第1座標之工程；算出已記憶的前述第1座標與事件後測定到的前述辨明標記的第2座標之差分之工程；及基於前述差分修正前述基板的座標之工程。
Description
本發明有關帶電粒子束描繪方法、帶電粒子束描繪裝置及其調整方法。
隨著LSI的高度積體化，對於半導體元件要求之電路線寬正逐年微細化。為了對半導體元件形成期望的電路圖樣，會採用下述手法，即，利用縮小投影型曝光裝置，將形成於石英上之高精度的原圖圖樣縮小轉印至晶圓上。高精度的原圖圖樣之製作，會使用藉由電子束描繪裝置將阻劑曝光而形成圖樣之所謂的電子束微影技術。
電子束描繪裝置，具備：描繪室，收容供載置描繪對象的基板之平台；及鏡柱(鏡筒)，收容電子槍或電子透鏡等；鏡柱連結至描繪室。從電子槍放出的電子束，通過鏡柱的中心而照射至基板。為了在基板上正確地形成圖樣，於描繪處理前會進行對位作業，亦即將成為射束飛行軌跡的鏡柱中心位置與平台上的光罩的中心位置對齊。
但，若於對位作業後進行鏡柱解體工事、平台的XY驅動機構更換工事、平台座標的初始化等，則鏡柱中心位置與平台上的光罩的中心位置可能會發生偏離。習知，為了修正此位置偏離，會描繪測試圖樣而由描繪結果來評估位置偏離量，因此有停機時間變大這樣的問題。
本發明有鑑於上述習知的實情而創作，所欲解決之問題在於提供一種帶電粒子束描繪方法、帶電粒子束描繪裝置及其調整方法，能夠效率良好地進行鏡柱中心位置與平台上的光罩的中心位置之偏離量的測定及修正。
按照本發明的一態樣之帶電粒子束描繪裝置的調整方法，具備：將描繪對象的基板搬送至描繪室，而載置於平台上之工程；從設置於前述描繪室上的光學鏡筒對設於前述平台的辨明標記照射帶電粒子束，而測定該辨明標記的以該光學鏡筒為基準之座標之工程；記憶於事件前測定到的辨明標記的第1座標之工程；算出已記憶的前述第1座標與事件後測定到的前述辨明標記的第2座標之差分之工程；及基於前述差分修正前述基板的座標之工程。
按照本發明的一態樣之帶電粒子束描繪方法，具備：將描繪對象的基板搬送至描繪室，而載置於平台上之工程；從設置於前述描繪室上的光學鏡筒對設於前述平台的辨明標記照射帶電粒子束，而測定該辨明標記的以該光學鏡筒為基準之座標之工程；記憶於事件前測定到的辨明標記的第1座標之工程；算出已記憶的前述第1座標與事件後測定到的前述辨明標記的第2座標之差分之工程；基於前述差分修正前述基板的座標之工程；及基於修正後的基板座標決定圖形的擊發位置，對前述基板照射帶電粒子束而描繪圖形圖樣之工程。
按照本發明的一態樣之帶電粒子束描繪裝置，具備：放出部，放出帶電粒子束；及光學鏡筒，控制前述帶電粒子束；平台，載置描繪對象的基板；描繪室，收容前述平台，連結至前述光學鏡筒；辨明標記，設於前述平台；標記座標測定部，對前述辨明標記照射前述帶電粒子束而測定前述辨明標記的以前述光學鏡筒為基準之座標；記憶部，記憶前述辨明標記的座標；差分算出部，算出前述辨明標記的座標的在事件前後之差分；修正部，基於前述差分修正前述基板的座標；及描繪控制部，基於修正後的前述基板的座標決定圖形的描繪位置。
按照本發明，能夠效率良好地進行鏡柱中心位置與平台上的光罩的中心位置之偏離量的測定及修正。
以下，實施形態中，說明使用了電子束來作為帶電粒子束的一例之構成。但，帶電粒子束不限於電子束，也可以是離子束等使用了帶電粒子的射束。
圖1為實施形態中的描繪裝置的構成示意概念圖。如圖1所示，描繪裝置1具備：描繪室2，收容支撐作為描繪對象的基板W之平台2a；及光學鏡筒3，收容對平台2a上的基板W照射電子束B之機構；及機器人室4，收容基板搬送用的機器人裝置4a；及基板搬入出用的載入/載出室5；及控制各部之控制裝置6。
通常，描繪室2、光學鏡筒3及機器人室4的內部被維持在真空狀態。在描繪室2與機器人室4之間設有閘閥11，在機器人室4與載入/載出室5之間設有閘閥12。
基板W，包括製造半導體裝置時的曝光用光罩、或供製造半導體裝置的半導體基板(矽晶圓)等。此外，基板W亦可為已塗布阻劑，但尚未受到任何描繪之光罩底板。
描繪室2，為收容平台2a之描繪腔室。描繪腔室具有氣密性，作用成為真空腔室。此描繪室2內的平台2a，形成為可藉由移動機構而朝在水平面內彼此正交之X軸方向與Y軸方向移動。基板W被載置在平台2a的載置面上。
在平台2a上配置平台2a的位置測定用的鏡(圖示略)。平台位置檢測器(圖示略)將雷射照射至鏡，並從鏡接受反射光，藉此測定平台2a的位置。
此外，在平台2a上設有標記M，其包含射束的漂移(drifting)修正等中所使用之十字標記70(參照圖2A)。標記M包含複數個金屬製的十字標記70。例如如圖2B所示，十字標記70構成為沿著第1方向(圖中左右方向)、和第1方向正交的第2方向(圖中上下方向)等間隔地以矩陣狀配置，鄰接的十字標記70連結。換言之，也可以是相距規定的間隔而朝第1方向延伸之複數個線型圖樣與相距規定的間隔而朝第2方向延伸之複數個線型圖樣正交，而交叉處成為十字標記70。
在描繪室2設有檢測器8，檢測當以電子束B掃描標記M時的反射電子。基於檢測器8所致之檢測結果，進行對焦調整等的射束調整。
在描繪室2設有機器臂(圖示略)，其與鄰接的機器人室4之間進行基板W的搬出入，將基板W搬送並載置於平台2a上。此外，在描繪室2的鄰近設有拍攝部C，當機器臂將基板W載置於平台2a上時，從機器臂上方拍攝基板W以及平台2a。如後述般，拍攝部C所致之拍攝圖像，被利用來檢測基板W是否被載置於平台2a上的規定位置。拍攝部C設於描繪室2的外部，透過透明玻璃窗拍攝描繪室2的內部。
光學鏡筒(鏡柱)3設於描繪室2的上方，為連接至描繪室2的內部之鏡筒。光學鏡筒3藉由帶電粒子光學系統將電子束B成形及偏向，對描繪室2內的平台2a上的基板W照射。光學鏡筒3具備：放出電子束B之電子槍等的射出部21；及將電子束B聚光之照明透鏡22；及射束成形用之第1孔徑23；及投影用之投影透鏡24；及射束成形用之成形偏向器25；及射束成形用之第2孔徑26；及將射束焦點匯聚於基板W上之對物透鏡27；及用來控制相對於基板W而言的射束擊發位置之副偏向器28及主偏向器29。
光學鏡筒3中，電子束B從放出部21放出，藉由照明透鏡22照射至第1孔徑23。第1孔徑23例如具有矩形狀的開口。如此一來，一旦電子束B通過第1孔徑23，其電子束的截面形狀會被成形為矩形狀，而藉由投影透鏡24投影至第2孔徑26。
在第2孔徑26形成有可變成形用的開口。成形偏向器25將在第2孔徑26上的投影位置偏向，藉此控制電子束B的形狀與尺寸。通過了第2孔徑26的電子束B，其焦點會藉由對物透鏡27而被聚焦並照射至平台2a上的基板W。此時，副偏向器28及主偏向器29可將電子束B的擊發位置相對於平台2a上的基板W偏向。
機器人室4設於和描繪室2相鄰的位置，透過閘閥11連接至描繪室2。機器人室4具有氣密性，作用成為收容搬送基板W的機器人裝置4a之真空腔室(搬送室)。機器人裝置4a具有保持基板W而使其移動之機器手31及機器臂32，作用成為進行在相鄰的各室間的基板W的搬送之搬送裝置。
在機器人室4，除描繪室2外，亦可分別連接有用來進行基板W的定位之校準室(未圖示)或用來設置用以防止基板W的帶電的接地體(基板護罩)之設置室(未圖示)等。
控制裝置6，具有描繪控制部60、搬送偏離檢測部61、標記座標測定部62、差分算出部63及修正部64。控制裝置6的各部的機能，可由電子電路等硬體來構成，亦可由執行該些機能的程式等軟體來構成。或者，亦可由硬體與軟體之組合來構成。對各部輸出入之資訊及演算中之資訊，會隨時存儲於未圖示之記憶體。
說明描繪機構1的動作。首先，基板W被投入至載入/載出室5，載入/載出室5從大氣狀態藉由減壓而被設為真空狀態。一旦載入/載出室5成為真空狀態，則閘閥12開啟，藉由機器人裝置4a而基板W從載入/載出室5被搬送至機器人室4，閘閥12關閉。一旦基板W的定位完成，則閘閥11開啟而被搬送至描繪室2內的平台2a上，其後閘閥11關閉。一旦基板W被置於平台2a上，則進行電子束B所致之描繪。
當進行電子束B所致之描繪時，描繪用的擊發資料被輸入至描繪控制部60。此擊發資料，係藉由描繪資料而規定的描繪圖樣被分割成複數個條紋區域(長邊方向為X軸方向，短邊方向為Y軸方向)，各條紋區域再被分割成行列狀的多數個子區域而成之資料。
描繪控制部60，當對平台2a上基板W描繪圖樣時，一面使平台2a朝條紋區域的長邊方向(X軸方向)移動，一面基於擊發資料將電子束B藉由主偏向器29定位至各子區域，藉由副偏向器28擊發至子區域的規定位置而描繪圖形。其後，一旦1個條紋區域的描繪完成，便使平台2a朝Y方向步進移動然後進行下一條紋區域的描繪，如此反覆來對基板W的描繪區域全體進行電子束B所致之描繪。
一旦電子束B所致之描繪完成，則閘閥11開啟，藉由機器人裝置4a而基板W從描繪室2被搬出而搬送至機器人室4，其後閘閥11關閉。接下來，閘閥12開啟，藉由機器人裝置4a而基板W從機器人室4被搬送至載入/載出室5，最後閘閥12關閉。
為了對基板W高精度地描繪圖樣，必須將成為電子束B的飛行軌跡的光學鏡筒3的中心位置與被載置於平台2a的基板W的中心位置對齊。但，若於對位作業後進行光學鏡筒3的解體工事、平台2a的XY驅動機構更換工事、平台座標的初始化等，則鏡柱中心位置與平台上的基板W的中心位置會發生偏離。
本實施形態中，係在鏡柱解體工事、平台的XY驅動機構更換工事等的工事，或平台調整、平台座標的初始化、維護作業、地震、定期檢查、經過規定時間這類可能讓鏡柱中心位置與平台上的光罩的中心位置發生偏離之事件前後，測定平台2a上的規定的標記的座標，將座標的偏離量視為光學鏡筒3的中心位置與基板W的中心位置之偏離量而進行修正。循著圖3所示流程圖說明這樣的描繪裝置的調整方法。
於光學鏡筒3的解體工事等的事件後，為了重啟描繪處理，將基板W投入至載入/載出室5，透過機器人室4搬送到描繪室2(步驟S1)。
當機器臂將基板W載置於平台2a上時，拍攝部C拍攝基板W以及平台2a(步驟S2)。拍攝部C將拍攝出的圖像發送到控制裝置6。
基板W可能因搬送中的在機器臂上的振動或滑移等，而在平台2a上被載置的位置發生偏離。搬送偏離檢測部61係分析拍攝圖像，檢測搬送所伴隨之基板W的位置偏離量。當位置偏離量為規定的閾值以下的情形下，續行修正處理(步驟S3_Yes)。當位置偏離量比規定的閾值還大的情形下，難以依本實施形態之手法修正，因此結束處理。這樣的情形下，亦可將基板W暫且送回機器人室4，再度搬送基板W。
將基板W載置於平台2a上(步驟S4)，移動平台2a而對標記M照射射束，進行對焦調整等的射束調整(步驟S5)。
接著，測定標記M內的規定的十字標記70的以光學鏡筒(鏡柱)的中心為基準之座標(步驟S6)。所謂規定的十字標記70，例如為為了位置偏離調整而使用的十字標記70。標記M內設有複數個十字標記70，將其中的1個使用於位置偏離調整。位置偏離調整中，可運用任一十字標記70，但較佳是易於辨明者。例如，說明標記M內的複數個十字標記70當中，如圖4所示般將左上(左端且上端)的十字標記70m使用於位置偏離調整用的十字標記(以下記為辨明標記)的例子。
若要從複數個十字標記70偵測目標的辨明標記70m，首先，以步驟S5的射束調整中使用的十字標記70a作為起點，朝左方向移動規定間距，掃描電子束B，以檢測器8檢測反射電子，測定(檢測)十字標記70b。反覆做往左方向之規定間距移動與十字標記70之測定。當十字標記70之測定失敗的情形下，亦即十字標記70不存在而無法檢測反射電子的情形下，其前一個測定到的十字標記70c便成為左端的標記。
接著，從此左端的十字標記70c朝上方向移動規定間距，測定十字標記70d。反覆做往上方向之規定間距移動與十字標記70之測定。當十字標記70之測定失敗的情形下，亦即十字標記70不存在的情形下，其前一個測定到的十字標記70m便成為辨明標記。依此方式，便能從複數個十字標記70偵測辨明標記70m。
標記座標測定部62，測定辨明標記70m的座標，將測定結果存儲於記憶體。在記憶體內，存儲著以同樣的手法而前次(於光學鏡筒3的解體工事等的事件前)測定到的辨明標記70m的座標。差分算出部63，算出辨明標記70m的座標的前次測定結果與本次測定結果之差分(步驟S7)。
算出的差分，被視為光學鏡筒3的解體工事等的事件所引起之光學鏡筒3的中心位置與基板W的中心位置之偏離量。修正部64，基於算出的差分，修正被載置於平台2a的基板W的中心座標(步驟S8)。描繪控制部60，基於修正後的基板中心座標決定圖形的擊發位置，對基板W照射電子束而描繪圖形圖樣。藉由修正基板中心座標，光學鏡筒3的中心位置與基板W的中心位置之偏離會被抵消，能夠對基板W高精度地描繪圖樣。
像這樣，按照本實施形態，藉由測定辨明標記70m的座標，能夠自動而效率良好地進行光學鏡筒3的中心位置與基板W的中心位置之偏離量的測定及修正。
上述實施形態中雖說明了測定標記M內的十字標記70的座標的例子，但亦可為點狀標記等的其他標記。此外，亦可藉由設於平台2a的法拉第杯來檢測射束電流而測定法拉第杯的座標，從法拉第杯的座標變動來求出光學鏡筒3的中心位置與基板W的中心位置之偏離量。此外，未必要運用同一標記，亦可藉由測定位置關係已知之相異標記來求出偏離量。
雖使用特定的態樣來詳細說明了本發明，但所屬技術領域者自當明瞭可不脫離本發明的意圖與範圍而做各式各樣的變更。
本申請案以2021年1月18日申請的日本專利申請案2021-005879為基礎，其全體藉由引用而被援用。
1:描繪裝置
2:描繪室
2a:平台
3:光學鏡筒
4:機器人室
4a:機器人裝置
5:載入/載出室
6:控制裝置
11,12:閘閥
21:放出部
22:照明透鏡
23:第1孔徑
24:投影透鏡
25:成形偏向器
26:第2孔徑
27:對物透鏡
28:副偏向器
29:主偏向器
[圖1]本發明實施形態之描繪裝置的概略圖。
[圖2A]標記的例子示意圖。
[圖2B]標記的例子示意圖。
[圖3]實施形態之描繪裝置的調整方法說明流程圖。
[圖4]標記辨明方法說明圖。
1:描繪裝置
2:描繪室
2a:平台
3:光學鏡筒
4:機器人室
4a:機器人裝置
5:載入/載出室
6:控制裝置
8:檢測器
11,12:閘閥
21:放出部
22:照明透鏡
23:第1孔徑
24:投影透鏡
25:成形偏向器
26:第2孔徑
27:對物透鏡
28:副偏向器
29:主偏向器
60:描繪控制部
61:搬送偏離檢測部
62:標記座標測定部
63:差分算出部
64:修正部
B:電子束
C:拍攝部
M:標記
W:基板
Claims (12)
- 一種帶電粒子束描繪裝置的調整方法，具備： 將描繪對象的基板搬送至描繪室，而載置於平台上之工程； 從設置於前述描繪室上的光學鏡筒對設於前述平台的辨明標記照射帶電粒子束，而測定該辨明標記的以該光學鏡筒為基準之座標之工程； 記憶於事件前測定到的辨明標記的第1座標之工程； 算出已記憶的前述第1座標與事件後測定到的前述辨明標記的第2座標之差分之工程；及 基於前述差分修正前述基板的座標之工程。
- 如請求項1記載之帶電粒子束描繪裝置的調整方法，其中，更具備： 取得被搬送至前述描繪室的前述基板的圖像之工程；及 基於前述圖像檢測前述基板的搬送所造成的位置偏離量之工程； 當前述位置偏離量為規定值以下的情形下，測定前述辨明標記的前述座標。
- 如請求項1或2記載之帶電粒子束描繪裝置的調整方法，其中，更具備：對設於前述平台上的複數個標記掃描前述帶電粒子束而偵測前述辨明標記之工程。
- 如請求項3記載之帶電粒子束描繪裝置的調整方法，其中，前述複數個標記，於第1方向及和該第1方向正交的第2方向相距規定間隔以矩陣狀配置， 從前述複數個標記當中的其中一個第1標記沿著前述第1方向依序掃描前述帶電粒子束，偵測位於該第1方向的端部的第2標記， 從前述第2標記沿著前述第2方向依序掃描前述帶電粒子束，將偵測到的位於該第2方向的端部的第3標記訂為前述辨明標記而測定座標。
- 一種帶電粒子束描繪方法，具備： 將描繪對象的基板搬送至描繪室，而載置於平台上之工程； 從設置於前述描繪室上的光學鏡筒對設於前述平台的辨明標記照射帶電粒子束，而測定該辨明標記的以該光學鏡筒為基準之座標之工程； 記憶於事件前測定到的辨明標記的第1座標之工程； 算出已記憶的前述第1座標與事件後測定到的前述辨明標記的第2座標之差分之工程； 基於前述差分修正前述基板的座標之工程；及 基於修正後的基板座標決定圖形的擊發位置，對前述基板照射帶電粒子束而描繪圖形圖樣之工程。
- 如請求項5記載之帶電粒子束描繪方法，其中，更具備： 取得被搬送至前述描繪室的前述基板的圖像之工程；及 基於前述圖像檢測前述基板的搬送所造成的位置偏離量之工程； 當前述位置偏離量為規定值以下的情形下，測定前述辨明標記的前述座標。
- 如請求項5或6記載之帶電粒子束描繪方法，其中，更具備：對設於前述平台上的複數個標記掃描前述帶電粒子束而偵測前述辨明標記之工程。
- 如請求項7記載之帶電粒子束描繪方法，其中，前述複數個標記，於第1方向及和該第1方向正交的第2方向相距規定間隔以矩陣狀配置， 從前述複數個標記當中的其中一個第1標記沿著前述第1方向依序掃描前述帶電粒子束，偵測位於該第1方向的端部的第2標記， 從前述第2標記沿著前述第2方向依序掃描前述帶電粒子束，將偵測到的位於該第2方向的端部的第3標記訂為前述辨明標記而測定座標。
- 一種帶電粒子束描繪裝置，具備： 放出部，放出帶電粒子束； 光學鏡筒，控制前述帶電粒子束； 平台，載置描繪對象的基板； 描繪室，收容前述平台，連結至前述光學鏡筒； 辨明標記，設於前述平台； 標記座標測定部，對前述辨明標記照射前述帶電粒子束而測定前述辨明標記的以前述光學鏡筒為基準之座標； 記憶部，記憶前述辨明標記的座標； 差分算出部，算出前述辨明標記的座標的在事件前後之差分； 修正部，基於前述差分修正前述基板的座標；及 描繪控制部，基於修正後的前述基板的座標決定圖形的描繪位置。
- 如請求項9記載之帶電粒子束描繪裝置，其中，更具備： 拍攝部，取得被搬送至前述描繪室的前述基板的圖像；及 搬送偏離檢測部，基於前述圖像檢測前述基板的搬送所造成的位置偏離量； 前述標記座標測定部，當前述位置偏離量為規定值以下的情形下，測定前述辨明標記的前述座標。
- 如請求項9或10記載之帶電粒子束描繪裝置，其中，在前述平台上設有複數個標記， 前述標記座標測定部，對前述複數個標記掃描前述帶電粒子束而偵測前述辨明標記。
- 如請求項11記載之帶電粒子束描繪裝置，其中，前述複數個標記，於第1方向及和該第1方向正交的第2方向相距規定間隔以矩陣狀配置， 前述標記座標測定部，從前述複數個標記當中的其中一個第1標記沿著前述第1方向依序掃描前述帶電粒子束，偵測位於該第1方向的端部的第2標記，從該第2標記沿著前述第2方向依序掃描前述帶電粒子束，將偵測到位於該第2方向的端部的第3標記訂為前述辨明標記而測定座標。
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