WO2022153932A1 - 荷電粒子ビーム描画方法、荷電粒子ビーム描画装置及びその調整方法 - Google Patents

荷電粒子ビーム描画方法、荷電粒子ビーム描画装置及びその調整方法 Download PDF

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功一 中西
恵太 出野
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株式会社ニューフレアテクノロジー
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/68—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for positioning, orientation or alignment

Definitions

  • the present invention relates to a charged particle beam drawing method, a charged particle beam drawing device, and an adjustment method thereof.
  • the electron beam drawing apparatus includes a drawing chamber for accommodating a stage on which a substrate to be drawn is placed and a column (lens barrel) for accommodating an electron gun, an electronic lens, etc., and the column is connected to the drawing chamber. ..
  • the electron beam emitted from the electron gun passes through the center of the column and irradiates the substrate.
  • a positioning operation was performed before the drawing process to align the center position of the column, which is the beam track, with the center position of the mask on the stage.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and is a charged particle beam drawing method and charge capable of efficiently measuring and correcting the amount of deviation between the column center position and the mask center position on the stage.
  • An object of the present invention is to provide a particle beam drawing apparatus and a method for adjusting the particle beam drawing apparatus.
  • the method for adjusting the charged particle beam drawing apparatus includes a step of transporting a substrate to be drawn to a drawing chamber and placing it on a stage, and an optical lens barrel installed on the drawing chamber to the stage.
  • the charged particle beam drawing method includes a step of transporting a substrate to be drawn to a drawing chamber and placing it on a stage, and an optical lens barrel installed on the drawing chamber to be provided on the stage.
  • a step of irradiating the specific mark with a charged particle beam and measuring the coordinates of the specific mark with reference to the optical lens barrel, and a step of storing the first coordinates of the specific mark measured before the event are stored.
  • the present invention includes a step of determining a shot position of a figure based on the above, irradiating the substrate with a charged particle beam, and drawing a figure pattern.
  • the charged particle beam drawing apparatus accommodates a emitting unit that emits a charged particle beam, an optical lens barrel that controls the charged particle beam, a stage on which a substrate to be drawn is placed, and the stage. Then, the drawing chamber connected to the optical lens barrel, the specific mark provided on the stage, and the specific mark are irradiated with the charged particle beam, and the coordinates of the specific mark with reference to the optical lens barrel.
  • 2A and 2B are diagrams showing an example of the mark. It is a flowchart explaining the adjustment method of the drawing apparatus which concerns on this embodiment. It is a figure explaining the mark identification method.
  • the charged particle beam is not limited to the electron beam, and a beam using charged particles such as an ion beam may be used.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a drawing device according to an embodiment.
  • the drawing apparatus 1 is an optical mirror that houses a drawing chamber 2 that houses a stage 2a that supports a substrate W to be drawn, and a mechanism that irradiates the substrate W on the stage 2a with an electron beam B. It includes a cylinder 3, a robot chamber 4 for accommodating a robot device 4a for transporting a substrate, a load lock chamber 5 for loading and unloading a substrate, and a control device 6 for controlling each part.
  • a gate valve 11 is provided between the drawing chamber 2 and the robot chamber 4, and a gate valve 12 is provided between the robot chamber 4 and the load lock chamber 5.
  • the substrate W includes an exposure mask for manufacturing a semiconductor device, a semiconductor substrate (silicon wafer) on which a semiconductor device is manufactured, and the like. Further, the substrate W may be a mask blank to which a resist has been applied and nothing has been drawn yet.
  • the drawing chamber 2 is a drawing chamber that accommodates the stage 2a.
  • the drawing chamber is airtight and functions as a vacuum chamber.
  • the stage 2a in the drawing chamber 2 is formed so as to be movable by a moving mechanism in the X-axis direction and the Y-axis direction orthogonal to each other in the horizontal plane.
  • the substrate W is placed on the mounting surface of the stage 2a.
  • a mirror (not shown) for measuring the position of the stage 2a is arranged on the stage 2a.
  • the stage position detector (not shown) irradiates the mirror with a laser and receives the reflected light from the mirror to measure the position of the stage 2a.
  • a mark M including a cross mark 70 (see FIG. 2A) used for beam drift correction and the like is provided.
  • the mark M includes a plurality of metal cross marks 70.
  • the cross marks 70 are arranged in a matrix at equal intervals along the first direction (horizontal direction in the figure) and the second direction (vertical direction in the figure) orthogonal to the first direction.
  • the structure is such that adjacent cross marks 70 are connected.
  • a plurality of line patterns extending in the first direction at a predetermined interval and a plurality of line patterns extending in the second direction at a predetermined interval are orthogonal to each other, and the intersection is a cross mark 70. It may be.
  • the drawing chamber 2 is provided with a detector 8 that detects reflected electrons when the mark M is scanned by the electron beam B. Beam adjustment such as focus adjustment is performed based on the detection result by the detector 8.
  • the drawing chamber 2 is provided with a robot arm (not shown) that carries in and out the substrate W to and from the adjacent robot chamber 4 and transports the substrate W onto the stage 2a and places it on the stage 2a. Further, in the vicinity of the drawing chamber 2, when the robot arm places the substrate W on the stage 2a, a photographing unit C for photographing the substrate W together with the stage 2a is provided from above the robot arm. As will be described later, the captured image by the photographing unit C is used to detect whether the substrate W is placed at a predetermined position on the stage 2a.
  • the photographing unit C is provided outside the drawing room 2, and photographs the inside of the drawing room 2 through the transparent glass window.
  • the optical lens barrel (column) 3 is a lens barrel provided above the drawing chamber 2 and connected to the inside of the drawing chamber 2.
  • the optical lens barrel 3 forms and deflects the electron beam B by a charged particle optical system, and irradiates the substrate W on the stage 2a in the drawing chamber 2.
  • the optical lens barrel 3 includes an emission unit 21 such as an electron gun that emits an electron beam B, an illumination lens 22 that focuses the electron beam B, a first aperture 23 for beam shaping, and a projection lens 24 for projection.
  • the electron beam B is emitted from the emission unit 21 and is irradiated to the first aperture 23 by the illumination lens 22.
  • the first aperture 23 has, for example, a rectangular opening.
  • the second aperture 26 is formed with an opening for variable molding.
  • the forming deflector 25 controls the shape and dimensions of the electron beam B by deflecting the projection position on the second aperture 26.
  • the focus of the electron beam B that has passed through the second aperture 26 is aligned with the substrate W on the stage 2a by the objective lens 27 and irradiated.
  • the sub-deflector 28 and the main deflector 29 can deflect the shot position of the electron beam B with respect to the substrate W on the stage 2a.
  • the robot chamber 4 is provided at a position adjacent to the drawing chamber 2 and is connected to the drawing chamber 2 via a gate valve 11.
  • the robot chamber 4 is airtight and functions as a vacuum chamber (conveyor chamber) for accommodating the robot device 4a that conveys the substrate W.
  • the robot device 4a has a robot hand 31 and a robot arm 32 for holding and moving the substrate W, and functions as a transfer device for transporting the substrate W between adjacent chambers.
  • an alignment chamber (not shown) for positioning the substrate W and a set chamber (board cover) for preventing charging of the substrate W are set (a set chamber (not shown)). (Not shown) and the like may be connected respectively.
  • the control device 6 includes a drawing control unit 60, a transfer deviation detection unit 61, a mark coordinate measurement unit 62, a difference calculation unit 63, and a correction unit 64.
  • the functions of each part of the control device 6 may be configured by hardware such as an electric circuit, or may be configured by software such as a program that executes these functions. Alternatively, it may be configured by a combination of hardware and software.
  • the information input / output to each unit and the information being calculated are stored in a memory (not shown) each time.
  • the substrate W is put into the load lock chamber 5, and the load lock chamber 5 is evacuated from the atmospheric state by decompression.
  • the gate valve 12 is opened, the substrate W is conveyed from the load lock chamber 5 to the robot chamber 4 by the robot device 4a, and the gate valve 12 is closed.
  • the gate valve 11 is opened and conveyed onto the stage 2a in the drawing chamber 2, and then the gate valve 11 is closed.
  • drawing is performed by the electron beam B.
  • shot data for drawing is input to the drawing control unit 60.
  • the drawing pattern defined by the drawing data is divided into a plurality of stripe regions (the longitudinal direction is the X-axis direction and the lateral direction is the Y-axis direction), and each stripe region is further arranged in a matrix. It is the data divided into many sub-regions of.
  • the drawing control unit 60 moves the stage 2a in the longitudinal direction (X-axis direction) of the stripe region and shifts the electron beam B to the main deflector 29 based on the shot data.
  • the sub-region is positioned by the sub-region, and the sub-deflector 28 shoots at a predetermined position in the sub-region to draw a figure.
  • the stage 2a is stepped in the Y-axis direction, the next stripe area is drawn, and this is repeated to draw the entire drawing area of the substrate W with the electron beam B. I do.
  • the gate valve 11 is opened, the substrate W is carried out from the drawing chamber 2 by the robot device 4a and conveyed to the robot chamber 4, and then the gate valve 11 is closed.
  • the gate valve 12 is opened, the substrate W is conveyed from the robot chamber 4 to the load lock chamber 5 by the robot device 4a, and finally the gate valve 12 is closed.
  • the column center position and stage such as column dismantling work, stage XY drive mechanism replacement work, stage adjustment, stage coordinate initialization, maintenance work, earthquake, periodic inspection, and passage of a predetermined time.
  • stage XY drive mechanism replacement work Before and after the event where the center position of the upper mask may deviate, the coordinates of the predetermined mark on the stage 2a are measured, and the amount of the coordinate deviation is measured between the center position of the optical lens barrel 3 and the center position of the substrate W. The correction is performed by regarding it as the amount of deviation.
  • the substrate W is put into the load lock chamber 5 and conveyed to the drawing chamber 2 via the robot chamber 4 in order to restart the drawing process (step S1).
  • the photographing unit C photographs the substrate W together with the stage 2a (step S2).
  • the photographing unit C transmits the captured image to the control device 6.
  • the position of the substrate W on which it is placed on the stage 2a may shift due to vibration, slippage, or the like on the robot arm during transportation.
  • the transport misalignment detection unit 61 analyzes the captured image and detects the amount of misalignment of the substrate W due to transport. If the amount of misalignment is equal to or less than a predetermined threshold value, the correction process is continued (step S3_Yes). If the amount of misalignment is larger than a predetermined threshold value, it is difficult to correct by the method of the present embodiment, so the process is terminated. In such a case, the substrate W may be returned to the robot chamber 4 once, and the substrate W may be conveyed again.
  • the substrate W is placed on the stage 2a (step S4), the stage 2a is moved to irradiate the mark M with a beam, and beam adjustment such as focus adjustment is performed (step S5).
  • the predetermined cross mark 70 is, for example, a cross mark 70 used for adjusting the misalignment.
  • a plurality of cross marks 70 are provided in the mark M, and one of them is used for misalignment adjustment. Any cross mark 70 may be used for the misalignment adjustment, but the one that is easy to identify is preferable.
  • the cross mark 70 m on the upper left (left end and upper end) is used as the cross mark for adjusting the misalignment (hereinafter referred to as a specific mark). An example will be described.
  • the cross mark 70a is moved to the left by a predetermined pitch, the electron beam B is scanned, and the reflection is reflected.
  • the electron is detected by the detector 8 and the cross mark 70b is measured (detected).
  • the predetermined pitch movement to the left and the measurement of the cross mark 70 are repeated. If the measurement of the cross mark 70 fails, that is, if the cross mark 70 does not exist and the reflected electron cannot be detected, the cross mark 70c measured immediately before that becomes the leftmost mark.
  • the cross mark 70d is measured by moving the cross mark 70c at the left end by a predetermined pitch upward.
  • the predetermined pitch movement in the upward direction and the measurement of the cross mark 70 are repeated. If the measurement of the cross mark 70 fails, that is, if the cross mark 70 does not exist, the cross mark 70m measured immediately before that becomes the specific mark. In this way, the specific mark 70m can be detected from the plurality of cross marks 70.
  • the mark coordinate measurement unit 62 measures the coordinates of the specific mark 70 m and stores the measurement result in the memory.
  • the coordinates of the specific mark 70 m measured last time are stored by the same method.
  • the difference calculation unit 63 calculates the difference between the previous measurement result and the current measurement result at the coordinates of the specific mark 70 m (step S7).
  • the calculated difference is regarded as the amount of deviation between the center position of the optical lens barrel 3 and the center position of the substrate W due to an event such as dismantling work of the optical lens barrel 3.
  • the correction unit 64 corrects the center coordinates of the substrate W mounted on the stage 2a based on the calculated difference (step S8).
  • the drawing control unit 60 determines the shot position of the figure based on the corrected substrate center coordinates, irradiates the substrate W with an electron beam, and draws the figure pattern. By correcting the substrate center coordinates, the deviation between the center position of the optical lens barrel 3 and the center position of the substrate W is canceled, and the pattern can be drawn on the substrate W with high accuracy.
  • the amount of deviation between the center position of the optical lens barrel 3 and the center position of the substrate W is automatically and efficiently measured and corrected. Can be done.
  • the beam current is detected by the Faraday cup provided on the stage 2a to measure the coordinates of the Faraday cup, and the amount of deviation between the center position of the optical lens barrel 3 and the center position of the substrate W is determined from the coordinate fluctuation of the Faraday cup. You may ask. Further, it is not always necessary to use the same mark, and the amount of deviation may be obtained by measuring different marks whose positional relationship is known.
  • Drawing device 2 Drawing room 2a Stage 3 Optical lens barrel 4 Robot room 4a Robot device 5 Load lock room 6 Control device 11, 12 Gate valve 21 Discharge unit 22 Illumination lens 23 1st aperture 24 Projection lens 25 Molding deflector 26 2nd Aperture 27 Objective lens 28 Sub-deflector 29 Main deflector

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Abstract

コラム中心位置とステージ上のマスクの中心位置とのずれ量の測定及び補正を効率良く行う。本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の調整方法は、描画対象の基板を描画室に搬送し、ステージ上に載置する工程と、前記描画室上に設置された光学鏡筒から前記ステージに設けられた特定マークに荷電粒子ビームを照射し、該特定マークの該光学鏡筒を基準とした座標を測定する工程と、イベント前に測定された特定マークの第１座標を記憶する工程と、記憶された前記第１座標と、イベント後に測定された前記特定マークの第２座標との差分を算出する工程と、前記差分に基づいて、前記基板の座標を補正する工程と、を備える。

Description

荷電粒子ビーム描画方法、荷電粒子ビーム描画装置及びその調整方法
　本発明は、荷電粒子ビーム描画方法、荷電粒子ビーム描画装置及びその調整方法に関する。
　ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターンをウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンの製作には、電子ビーム描画装置によってレジストを露光してパターンを形成する、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。
　電子ビーム描画装置は、描画対象の基板が載置されるステージを収容する描画室と、電子銃や電子レンズ等を収容するコラム（鏡筒）とを備え、描画室にコラムが連結されている。電子銃から放出された電子ビームは、コラムの中心を通過し、基板に照射される。基板上に正確にパターンを形成するために、描画処理前に、ビーム飛跡となるコラム中心位置と、ステージ上のマスクの中心位置とを合わせる位置合わせ作業が行われていた。
　しかし、位置合わせ作業後に、コラム解体工事、ステージのＸＹ駆動機構交換工事、ステージ座標の初期化等が行われると、コラム中心位置と、ステージ上のマスクの中心位置とにずれが生じる場合がある。従来、この位置ずれを補正するために、テストパターンを描画し、描画結果から位置ずれ量を評価していたため、ダウンタイムが大きくなるという問題があった。
特開昭５８－０６６３３０号公報 特開２０１０－１６１１８９号公報 特開２０１０－２６７７５８号公報
　本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、コラム中心位置とステージ上のマスクの中心位置とのずれ量の測定及び補正を効率良く行うことができる荷電粒子ビーム描画方法、荷電粒子ビーム描画装置及びその調整方法を提供することを課題とする。
　本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画装置の調整方法は、描画対象の基板を描画室に搬送し、ステージ上に載置する工程と、前記描画室上に設置された光学鏡筒から前記ステージに設けられた特定マークに荷電粒子ビームを照射し、該特定マークの該光学鏡筒を基準とした座標を測定する工程と、イベント前に測定された特定マークの第１座標を記憶する工程と、記憶された前記第１座標と、イベント後に測定された前記特定マークの第２座標との差分を算出する工程と、前記差分に基づいて、前記基板の座標を補正する工程と、を備えるものである。
　本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、描画対象の基板を描画室に搬送し、ステージ上に載置する工程と、前記描画室上に設置された光学鏡筒から前記ステージに設けられた特定マークに荷電粒子ビームを照射し、該特定マークの該光学鏡筒を基準とした座標を測定する工程と、イベント前に測定された特定マークの第１座標を記憶する工程と、記憶された前記第１座標と、イベント後に測定された前記特定マークの第２座標との差分を算出する工程と、前記差分に基づいて、前記基板の座標を補正する工程と、補正された基板座標に基づいて図形のショット位置を決定し、前記基板に荷電粒子ビームを照射して図形パターンを描画する工程と、を備えるものである。
　本発明の一態様による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部と、前記荷電粒子ビームを制御する光学鏡筒と、描画対象の基板を載置するステージと、前記ステージを収容し、前記光学鏡筒に連結された描画室と、前記ステージに設けられた特定マークと、前記特定マークに対し前記荷電粒子ビームを照射して前記特定マークの前記光学鏡筒を基準とした座標を測定するマーク座標測定部と、前記特定マークの座標を記憶する記憶部と、前記特定マークの座標のイベント前後における差分を算出する差分算出部と、前記差分に基づいて、前記基板の座標を補正する補正部と、補正された前記基板の座標に基づいて、図形の描画位置を決定する描画制御部と、を備えるものである。
　本発明によれば、コラム中心位置とステージ上のマスクの中心位置とのずれ量の測定及び補正を効率良く行うことができる。
本発明の実施形態に係る描画装置の概略図である。 図２Ａ、図２Ｂはマークの例を示す図である。 同実施形態に係る描画装置の調整方法を説明するフローチャートである。 マーク特定方法を説明する図である。
　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。
　図１は、実施の形態における描画装置の構成を示す概念図である。図１に示すように、描画装置１は、描画対象となる基板Ｗを支持するステージ２ａを収容する描画室２と、ステージ２ａ上の基板Ｗに電子ビームＢを照射する機構を収容する光学鏡筒３と、基板搬送用のロボット装置４ａを収容するロボット室４と、基板搬入出用のロードロック室５と、各部を制御する制御装置６とを備えている。
　通常、描画室２、光学鏡筒３及びロボット室４の内部は真空状態に維持されている。描画室２とロボット室４との間にはゲートバルブ１１が設けられており、ロボット室４とロードロック室５との間にはゲートバルブ１２が設けられている。
　基板Ｗは、半導体装置を製造する際の露光用マスクや、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、基板Ｗ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であってもよい。
　描画室２は、ステージ２ａを収容する描画チャンバである。描画チャンバは気密性を有しており、真空チャンバとして機能する。この描画室２内のステージ２ａは水平面内で互いに直交するＸ軸方向とＹ軸方向に移動機構により移動可能に形成されている。ステージ２ａの載置面上に基板Ｗが載置される。
　ステージ２ａ上には、ステージ２ａの位置測定用のミラー（図示略）が配置される。ステージ位置検出器（図示略）がミラーにレーザを照射し、ミラーから反射光を受光することでステージ２ａの位置を測定する。
　また、ステージ２ａ上には、ビームのドリフト補正等に使用される十字マーク７０（図２Ａ参照）を含むマークＭが設けられている。マークＭは、複数の金属製の十字マーク７０を含む。例えば、図２Ｂに示すように、十字マーク７０が第１方向（図中左右方向）、第１方向に直交する第２方向（図中上下方向）に沿って等間隔にマトリクス状に配置され、隣接する十字マーク７０が連結したような構成になっている。言い換えれば、所定の間隔を空けて第１方向に延在する複数のラインパターンと、所定の間隔を空けて第２方向に延在する複数のラインパターンとが直交し、交差箇所が十字マーク７０になっていてもよい。
　描画室２には、マークＭを電子ビームＢでスキャンした際の反射電子を検出する検出器８が設けられている。検出器８による検出結果に基づいて、フォーカス調整等のビーム調整が行われる。
　描画室２には、隣接するロボット室４との間で基板Ｗの搬入出を行い、基板Ｗをステージ２ａ上に搬送して載置するロボットアーム（図示略）が設けられている。また、描画室２の近傍に、ロボットアームがステージ２ａ上に基板Ｗを載置する際に、ロボットアーム上方から、ステージ２ａと共に基板Ｗを撮影する撮影部Ｃが設けられている。後述するように、撮影部Ｃによる撮影画像は、基板Ｗがステージ２ａ上の所定位置に載置されたかを検出するために利用される。撮影部Ｃは、描画室２の外部に設けられており、透明ガラス窓を介して描画室２の内部を撮影する。
　光学鏡筒（コラム）３は、描画室２の上方に設けられ、描画室２の内部につながる鏡筒である。光学鏡筒３は、電子ビームＢを荷電粒子光学系によって成形及び偏向し、描画室２内のステージ２ａ上の基板Ｗに対して照射する。光学鏡筒３は、電子ビームＢを放出する電子銃などの放出部２１と、電子ビームＢを集光する照明レンズ２２と、ビーム成形用の第１アパーチャ２３と、投影用の投影レンズ２４と、ビーム成形用の成形偏向器２５と、ビーム成形用の第２アパーチャ２６と、基板Ｗ上にビーム焦点を結ぶ対物レンズ２７と、基板Ｗに対するビームショット位置を制御するための副偏向器２８及び主偏向器２９とを備えている。
　光学鏡筒３では、電子ビームＢが放出部２１から放出され、照明レンズ２２により第１アパーチャ２３に照射される。第１アパーチャ２３は例えば矩形状の開口を有している。これにより、電子ビームＢが第１アパーチャ２３を通過すると、その電子ビームの断面形状は矩形状に成形され、投影レンズ２４により第２アパーチャ２６に投影される。
　第２アパーチャ２６には可変成形用の開口が形成されている。成形偏向器２５は、第２アパーチャ２６上での投影位置を偏向することにより、電子ビームＢの形状と寸法を制御する。第２アパーチャ２６を通過した電子ビームＢの焦点が、対物レンズ２７によりステージ２ａ上の基板Ｗに合わされて照射される。このとき、副偏向器２８及び主偏向器２９は、ステージ２ａ上の基板Ｗに対する電子ビームＢのショット位置を偏向することが可能である。
　ロボット室４は、描画室２に隣り合う位置に設けられ、ゲートバルブ１１を介して描画室２に接続されている。ロボット室４は気密性を有しており、基板Ｗを搬送するロボット装置４ａを収容する真空チャンバ（搬送室）として機能する。ロボット装置４ａは、基板Ｗを保持して移動させるロボットハンド３１及びロボットアーム３２を有しており、隣り合う各室間での基板Ｗの搬送を行う搬送装置として機能する。
　ロボット室４には、描画室２の他、基板Ｗの位置決めを行うためのアライメント室（不図示）や基板Ｗの帯電を防止するためのアース体（基板カバー）をセットするためのセット室（不図示）などがそれぞれ接続されてもよい。
　制御装置６は、描画制御部６０、搬送ずれ検出部６１、マーク座標測定部６２、差分算出部６３及び補正部６４を有する。制御装置６の各部の機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。各部に入出力される情報および演算中の情報は、図示しないメモリにその都度格納される。
　描画装置１の動作について説明する。まず、基板Ｗがロードロック室５に投入され、ロードロック室５が大気状態から減圧によって真空状態にされる。ロードロック室５が真空状態になると、ゲートバルブ１２が開かれ、ロボット装置４ａにより基板Ｗがロードロック室５からロボット室４に搬送され、ゲートバルブ１２が閉じられる。基板Ｗの位置決めが完了すると、ゲートバルブ１１が開かれて描画室２内のステージ２ａ上に搬送され、その後、ゲートバルブ１１が閉じられる。ステージ２ａ上に基板Ｗが置かれると、電子ビームＢによる描画が行われる。
　電子ビームＢによる描画を行う際、描画用のショットデータが描画制御部６０に入力される。このショットデータは、描画データにより規定される描画パターンが複数のストライプ領域（長手方向がＸ軸方向であり、短手方向がＹ軸方向である）に分割され、さらに、各ストライプ領域が行列状の多数のサブ領域に分割されたデータである。
　描画制御部６０は、ステージ２ａ上の基板Ｗにパターンを描画するとき、ステージ２ａをストライプ領域の長手方向（Ｘ軸方向）に移動させつつ、ショットデータに基づいて電子ビームＢを主偏向器２９により各サブ領域に位置決めし、副偏向器２８によりサブ領域の所定位置にショットして図形を描画する。その後、１つのストライプ領域の描画が完了すると、ステージ２ａをＹ軸方向にステップ移動させてから次のストライプ領域の描画を行い、これを繰り返して基板Ｗの描画領域の全体に電子ビームＢによる描画を行う。
　電子ビームＢによる描画が完了すると、ゲートバルブ１１が開かれ、ロボット装置４ａにより基板Ｗが描画室２から搬出されてロボット室４に搬送され、その後、ゲートバルブ１１が閉じられる。次いで、ゲートバルブ１２が開かれ、ロボット装置４ａにより基板Ｗがロボット室４からロードロック室５に搬送され、最後に、ゲートバルブ１２が閉じられる。
　基板Ｗにパターンを高精度に描画するために、電子ビームＢの飛跡となる光学鏡筒３の中心位置と、ステージ２ａに載置された基板Ｗの中心位置とを合わせる必要がある。しかし、位置合わせ作業後に、光学鏡筒３の解体工事、ステージ２ａのＸＹ駆動機構交換工事、ステージ座標の初期化等が行われると、コラム中心位置と、ステージ上の基板Ｗの中心位置とにずれが生じる。
　本実施形態では、コラム解体工事、ステージのＸＹ駆動機構交換工事等の工事や、ステージ調整、ステージ座標の初期化、保守作業、地震、定期検査、所定時間の経過、といった、コラム中心位置とステージ上のマスクの中心位置とにずれが生じ得るイベント前後で、ステージ２ａ上の所定のマークの座標を測定し、座標のずれ量を、光学鏡筒３の中心位置と基板Ｗの中心位置とのずれ量とみなして補正を行うものである。このような描画装置の調整方法を図３に示すフローチャートに沿って説明する。
　光学鏡筒３の解体工事等のイベント後、描画処理を再開するために、基板Ｗをロードロック室５に投入し、ロボット室４を介して描画室２へ搬送する（ステップＳ１）。
　ロボットアームが基板Ｗをステージ２ａ上に載置する際に、撮影部Ｃが、ステージ２ａと共に基板Ｗを撮影する（ステップＳ２）。撮影部Ｃは、撮影された画像を制御装置６へ送信する。
　基板Ｗは、搬送中のロボットアーム上での振動やスリップ等により、ステージ２ａ上で載置される位置にずれが生じ得る。搬送ずれ検出部６１が撮影画像を解析し、搬送に伴う基板Ｗの位置ずれ量を検出する。位置ずれ量が所定の閾値以下の場合は、補正処理を続行する（ステップＳ３＿Ｙｅｓ）。位置ずれ量が所定の閾値より大きい場合は、本実施形態の手法では補正困難であるため、処理を終了する。このような場合は、基板Ｗを一旦ロボット室４に戻し、再度、基板Ｗを搬送してもよい。
　基板Ｗをステージ２ａ上に載置し（ステップＳ４）、ステージ２ａを移動してマークＭにビームを照射し、フォーカス調整等のビーム調整を行う（ステップＳ５）。
　次に、マークＭ内の所定の十字マーク７０の光学鏡筒（コラム）の中心を基準とした座標を測定する（ステップＳ６）。所定の十字マーク７０とは、例えば位置ずれ調整のために使用する十字マーク７０である。マークＭ内には複数の十字マーク７０が設けられており、そのうちの１つを、位置ずれ調整に使用する。位置ずれ調整には、どの十字マーク７０を用いてもよいが、特定しやすいものが好ましい。例えば、マークＭ内の複数の十字マーク７０のうち、図４に示すように、左上（左端かつ上端）の十字マーク７０ｍを位置ずれ調整用の十字マーク（以下、特定マークと記す）に使用する例について説明する。
　複数の十字マーク７０から目的の特定マーク７０ｍを探知するには、まず、ステップＳ５のビーム調整で使用した十字マーク７０ａを始点とし、左方向に所定ピッチ移動し、電子ビームＢをスキャンし、反射電子を検出器８で検出して、十字マーク７０ｂを測定（検出）する。左方向への所定ピッチ移動と、十字マーク７０の測定を繰り返す。十字マーク７０の測定が失敗した場合、すなわち十字マーク７０が存在せず、反射電子が検出できない場合、その直前に測定した十字マーク７０ｃが左端のマークとなる。
　次に、この左端の十字マーク７０ｃから上方向に所定ピッチ移動し、十字マーク７０ｄを測定する。上方向への所定ピッチ移動と、十字マーク７０の測定を繰り返す。十字マーク７０の測定が失敗した場合、すなわち十字マーク７０が存在しない場合、その直前に測定した十字マーク７０ｍが、特定マークとなる。このようにして、複数の十字マーク７０から特定マーク７０ｍを探知できる。
　マーク座標測定部６２は、特定マーク７０ｍの座標を測定し、測定結果をメモリに格納する。メモリ内には、同様の手法で、前回（光学鏡筒３の解体工事等のイベント前に）測定した特定マーク７０ｍの座標が格納されている。差分算出部６３が、特定マーク７０ｍの座標の前回測定結果と今回測定結果との差分を算出する（ステップＳ７）。
　算出された差分が、光学鏡筒３の解体工事等のイベントに起因する、光学鏡筒３の中心位置と基板Ｗの中心位置とのずれ量とみなされる。補正部６４が、算出された差分に基づいて、ステージ２ａに載置された基板Ｗの中心座標を補正する（ステップＳ８）。描画制御部６０は、補正された基板中心座標に基づいて図形のショット位置を決定し、基板Ｗに電子ビームを照射して図形パターンを描画する。基板中心座標を補正することで、光学鏡筒３の中心位置と基板Ｗの中心位置とのずれがキャンセルされ、基板Ｗにパターンを高精度に描画できる。
　このように、本実施形態によれば、特定マーク７０ｍの座標を測定することで、光学鏡筒３の中心位置と基板Ｗの中心位置とのずれ量の測定及び補正を自動で効率良く行うことができる。
　上記実施形態では、マークＭ内の十字マーク７０の座標を測定する例について説明したが、ドットマークなど他のマークであってもよい。また、ステージ２ａに設けられたファラデーカップでビーム電流を検出してファラデーカップの座標を測定し、ファラデーカップの座標変動から、光学鏡筒３の中心位置と基板Ｗの中心位置とのずれ量を求めてもよい。また、必ずしも同一のマークを用いる必要はなく、位置関係がわかる異なるマークを測定することでずれ量を求めてもよい。
　本発明を特定の態様を用いて詳細に説明したが、本発明の意図と範囲を離れることなく様々な変更が可能であることは当業者に明らかである。
　本出願は、２０２１年１月１８日付で出願された日本特許出願２０２１－００５８７９に基づいており、その全体が引用により援用される。
１　描画装置
２　描画室
２ａ　ステージ
３　光学鏡筒
４　ロボット室
４ａ　ロボット装置
５　ロードロック室
６　制御装置
１１、１２　ゲートバルブ
２１　放出部
２２　照明レンズ
２３　第１アパーチャ
２４　投影レンズ
２５　成形偏向器
２６　第２アパーチャ
２７　対物レンズ
２８　副偏向器
２９　主偏向器

 

Claims (12)

  1. 　描画対象の基板を描画室に搬送し、ステージ上に載置する工程と、
    　前記描画室上に設置された光学鏡筒から前記ステージに設けられた特定マークに荷電粒子ビームを照射し、該特定マークの該光学鏡筒を基準とした座標を測定する工程と、
    　イベント前に測定された特定マークの第１座標を記憶する工程と、
    　記憶された前記第１座標と、イベント後に測定された前記特定マークの第２座標との差分を算出する工程と、
    　前記差分に基づいて、前記基板の座標を補正する工程と、
    　を備える荷電粒子ビーム描画装置の調整方法。
  2. 　前記描画室に搬送された前記基板の画像を取得する工程と、
    　前記画像に基づき、前記基板の搬送による位置ずれ量を検出する工程と、
    　をさらに備え、
    　前記位置ずれ量が所定値以下の場合に、前記特定マークの前記座標を測定することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置の調整方法。
  3. 　前記ステージ上に設けられた複数のマークに対し、前記荷電粒子ビームをスキャンして前記特定マークを探知する工程をさらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電粒子ビーム描画装置の調整方法。
  4. 　前記複数のマークは、第１方向及び該第１方向と直交する第２方向に所定間隔を空けてマトリクス状に配置されており、
    　前記複数のマークのうちのいずれか１つの第１マークから前記第１方向に沿って順に前記荷電粒子ビームをスキャンし、該第１方向における端部に位置する第２マークを探知し、
    　前記第２マークから前記第２方向に沿って順に前記荷電粒子ビームをスキャンし、探知された該第２方向における端部に位置する第３マークを前記特定マークとして座標を測定することを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子ビーム描画装置の調整方法。
  5. 　描画対象の基板を描画室に搬送し、ステージ上に載置する工程と、
    　前記描画室上に設置された光学鏡筒から前記ステージに設けられた特定マークに荷電粒子ビームを照射し、該特定マークの該光学鏡筒を基準とした座標を測定する工程と、
    　イベント前に測定された特定マークの第１座標を記憶する工程と、
    　記憶された前記第１座標と、イベント後に測定された前記特定マークの第２座標との差分を算出する工程と、
    　前記差分に基づいて、前記基板の座標を補正する工程と、
    　補正された基板座標に基づいて図形のショット位置を決定し、前記基板に荷電粒子ビームを照射して図形パターンを描画する工程と、
    　を備える荷電粒子ビーム描画方法。
  6. 　前記描画室に搬送された前記基板の画像を取得する工程と、
    　前記画像に基づき、前記基板の搬送による位置ずれ量を検出する工程と、
    　をさらに備え、
    　前記位置ずれ量が所定値以下の場合に、前記特定マークの前記座標を測定することを特徴とする請求項５に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
  7. 　前記ステージ上に設けられた複数のマークに対し、前記荷電粒子ビームをスキャンして前記特定マークを探知する工程をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
  8. 　前記複数のマークは、第１方向及び該第１方向と直交する第２方向に所定間隔を空けてマトリクス状に配置されており、
    　前記複数のマークのうちのいずれか１つの第１マークから前記第１方向に沿って順に前記荷電粒子ビームをスキャンし、該第１方向における端部に位置する第２マークを探知し、
    　前記第２マークから前記第２方向に沿って順に前記荷電粒子ビームをスキャンし、探知された該第２方向における端部に位置する第３マークを前記特定マークとして座標を測定することを特徴とする請求項７に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
  9. 　荷電粒子ビームを放出する放出部と、
    　前記荷電粒子ビームを制御する光学鏡筒と、
    　描画対象の基板を載置するステージと、
    　前記ステージを収容し、前記光学鏡筒に連結された描画室と、
    　前記ステージに設けられた特定マークと、
    　前記特定マークに対し前記荷電粒子ビームを照射して前記特定マークの前記光学鏡筒を基準とした座標を測定するマーク座標測定部と、
    　前記特定マークの座標を記憶する記憶部と、
    　前記特定マークの座標のイベント前後における差分を算出する差分算出部と、
    　前記差分に基づいて、前記基板の座標を補正する補正部と、
    　補正された前記基板の座標に基づいて、図形の描画位置を決定する描画制御部と、
    　を備える荷電粒子ビーム描画装置。
  10. 　前記描画室に搬送された前記基板の画像を取得する撮影部と、
    　前記画像に基づき、前記基板の搬送による位置ずれ量を検出する搬送ずれ検出部と、
    　をさらに備え、
    　前記マーク座標測定部は、前記位置ずれ量が所定値以下の場合に、前記特定マークの前記座標を測定することを特徴とする請求項９に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
  11. 　前記ステージ上に複数のマークが設けられており、
    　前記マーク座標測定部は、前記複数のマークに対し前記荷電粒子ビームをスキャンして前記特定マークを探知することを特徴とする請求項９又は１０に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
  12. 　前記複数のマークは、第１方向及び該第１方向と直交する第２方向に所定間隔を空けてマトリクス状に配置されており、
    　前記マーク座標測定部は、前記複数のマークのうちのいずれか１つの第１マークから前記第１方向に沿って順に前記荷電粒子ビームをスキャンし、該第１方向における端部に位置する第２マークを探知し、該第２マークから前記第２方向に沿って順に前記荷電粒子ビームをスキャンし、探知された該第２方向における端部に位置する第３マークを前記特定マークとして座標を測定することを特徴とする請求項１１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。

     
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274058A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Nikon Corp マーク検出方法、並びに露光方法及び露光装置
JP2010074110A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画装置における試料の載置位置測定方法及び載置位置補正方法
JP2012004461A (ja) * 2010-06-18 2012-01-05 Canon Inc 描画装置及びデバイス製造方法
JP2018173663A (ja) * 2014-01-16 2018-11-08 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001274058A (ja) * 2000-03-24 2001-10-05 Nikon Corp マーク検出方法、並びに露光方法及び露光装置
JP2010074110A (ja) * 2008-09-22 2010-04-02 Nuflare Technology Inc 荷電粒子ビーム描画装置における試料の載置位置測定方法及び載置位置補正方法
JP2012004461A (ja) * 2010-06-18 2012-01-05 Canon Inc 描画装置及びデバイス製造方法
JP2018173663A (ja) * 2014-01-16 2018-11-08 株式会社ニコン 露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法

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