JP2010073732A - Evaluating method for charged particle beam drawing device and charged particle beam drawing device - Google Patents
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Abstract
【課題】荷電粒子ビームを用いて描画されたパターンを評価し、所望のパターンが描画されていない場合に、その原因を特定することのできる荷電粒子ビーム描画装置の評価方法と、試料に所望のパターンを描画することのできる荷電粒子ビーム描画装置とを提供する。
【解決手段】評価用パターン101とY方向の寸法が同じでX方向の寸法が短いダミーパターン102を描画し、次いで、X方向に沿って評価用パターン101を描画する。同様にして、偏向器の動作が異なるパターンについても描画し、得られた評価用パターンの寸法を比較することで、偏向器のどの動作に問題が生じているのかを特定できる。
【選択図】図4
An evaluation method of a charged particle beam writing apparatus capable of evaluating a pattern drawn using a charged particle beam and identifying the cause when the desired pattern is not drawn, and a sample having a desired pattern Provided is a charged particle beam drawing apparatus capable of drawing a pattern.
A dummy pattern 102 having the same dimension in the Y direction as the evaluation pattern 101 and a short dimension in the X direction is drawn, and then an evaluation pattern 101 is drawn along the X direction. Similarly, it is possible to specify which operation of the deflector has a problem by drawing patterns having different operations of the deflector and comparing the dimensions of the obtained evaluation patterns.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置の評価方法および荷電粒子ビーム描画装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus evaluation method and a charged particle beam drawing apparatus.
近年、半導体デバイスのデザインルールが微細化、高精度化の一途を辿るなか、リソグラフィ技術に対する寸法精度(CD精度)に対する要求は厳しくなる一方である。特に、マスクヘの要求は非常に厳しいものとなっている。 In recent years, as the design rules of semiconductor devices are continually miniaturized and highly accurate, the requirements for dimensional accuracy (CD accuracy) for lithography technology are becoming stricter. In particular, the requirements for masks are very strict.
マスク描画では、従来より、可変成形型電子ビーム描画装置が使用されている(例えば、特許文献1参照。)。電子ビーム描画装置における描画データは、CADシステムを用いて設計された半導体集積回路などの設計データ(CADデータ)に、近接効果補正や図形パターンの分割などの処理を施すことによって作成される。ここで、図形パターンの分割処理は、電子ビームのサイズにより規定される最大ショットサイズ単位で行われ、併せて、分割された各ショットの座標位置、サイズおよび照射時間が設定される。そして、描画する図形パターンの形状や大きさに応じてショットが成形されるように、描画データが作成される。描画データは、短冊状のフレーム(主偏向領域)単位で区切られ、さらにその中は副偏向領域に分割されている。つまり、チップ全体の描画データは、主偏向領域のサイズにしたがった複数の帯状のフレームデータと、フレーム内で主偏向領域よりも小さい複数の副偏向領域単位とからなるデータ階層構造になっている。 In mask drawing, a variable shaping type electron beam drawing apparatus is conventionally used (for example, refer to Patent Document 1). Drawing data in the electron beam drawing apparatus is created by subjecting design data (CAD data) such as a semiconductor integrated circuit designed using a CAD system to processing such as proximity effect correction and figure pattern division. Here, the graphic pattern division processing is performed in units of the maximum shot size defined by the size of the electron beam, and the coordinate position, size, and irradiation time of each divided shot are also set. Then, drawing data is created so that a shot is formed according to the shape and size of the graphic pattern to be drawn. The drawing data is divided into strip-shaped frames (main deflection areas) and further divided into sub-deflection areas. That is, the drawing data of the entire chip has a data hierarchical structure including a plurality of strip-shaped frame data according to the size of the main deflection area and a plurality of sub deflection area units smaller than the main deflection area in the frame. .
副偏向領域は、副偏向器によって、主偏向領域よりも高速に電子ビームが走査されて描画される領域であり、一般に最小描画単位となる。副偏向領域内を描画する際には、パターン図形に応じて準備された寸法と形状のショットが成形偏向器により形成される。具体的には、電子銃から出射された電子ビームが、第1のアパーチャで矩形状に成形された後、成形偏向器で第2のアパーチャ上に投影されて、そのビーム形状と寸法を変化させる。その後、上述の通り、副偏向器と主偏向器により偏向されて、ステージ上に載置されたマスクに照射される。 The sub-deflection area is an area where an electron beam is scanned by the sub-deflector at a speed higher than that of the main deflection area, and is generally a minimum drawing unit. When drawing in the sub-deflection area, a shot having a size and shape prepared according to the pattern figure is formed by the shaping deflector. Specifically, after the electron beam emitted from the electron gun is shaped into a rectangular shape by the first aperture, it is projected onto the second aperture by the shaping deflector to change the beam shape and dimensions. . Thereafter, as described above, the light is deflected by the sub-deflector and the main deflector and is irradiated onto the mask placed on the stage.
マスクに所望のパターンを描画するには、電子ビームが所望の寸法と形状に成形されていることが必要となる。そこで、従来は、図11(a)と図11(b)の各矢印で示す順序にしたがって描画したパターンを比較し、成形が正しく行われているか否かを評価していた。尚、これらの図において、第1の領域801、901に属するパターンはいずれも同じ形状と寸法であるが、第2の領域802、902に属するパターンは、第1の領域801、901に属するパターンよりY方向の寸法が短くなっている。
In order to draw a desired pattern on the mask, it is necessary that the electron beam is shaped into a desired size and shape. Therefore, conventionally, patterns drawn according to the order indicated by the arrows in FIGS. 11A and 11B are compared to evaluate whether or not the molding is correctly performed. In these drawings, the patterns belonging to the
図11(a)では、電子ビームは、まず、+X方向に沿って、第1の領域801に属する1つ目のパターン803をショットし、次いで、2つ目のパターン804をショットする。同様の動作を繰り返して、第1の領域801内の全てのパターンをショットすると、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を−Y方向に偏向する。その後、電子ビームは、+X方向に沿って第2の領域802内を図の左から順にショットして行く。
In FIG. 11A, the electron beam first shots the
一方、図11(b)では、電子ビームは、まず、第1の領域901に属する1つ目のパターン903をショットし、次いで、第2の領域902に属する1つ目のパターン904をショットする。次に、第1の領域901に戻って2つ目のパターン905をショットした後、第2の領域902に属する2つ目のパターン906をショットする。これを繰り返して、第1の領域901内と第2の領域902内における全てのパターンをショットする。
On the other hand, in FIG. 11B, the electron beam first shots the
図11(a)の描画方法によれば、電子ビームが第1の領域801内を描画している間、副偏向器は、電子ビームを+X方向に走査するという点で一定であり、成形偏向器の動作に殆ど変化はない。これに対して、図11(b)の描画方法では、第1の領域901の1つ目のパターン903から第2の領域902の1つ目のパターン904に移動する際に、成形偏向器は第1のアパーチャ像を−Y方向に偏向し、副偏向器は+Y方向に電子ビームを走査する(以下、動作Aと称す。)。また、第2の領域902の1つ目のパターン904から第1の領域901の2つ目のパターン905に移動する際には、成形偏向器は第1のアパーチャ像を+Y方向に偏向し、副偏向器は電子ビームを斜め45度の方向に走査する(以下、動作Bと称す。)。
According to the drawing method of FIG. 11A, while the electron beam is drawing in the
図11(a)と図11(b)の各描画パターンを比較することにより、図11(a)のように偏向器の動作を殆ど変化させない場合と、図11(b)のように偏向器の動作を頻繁に変化させる場合との寸法精度を比較することができる。ここで、図11(a)の寸法精度に対して図11(b)の寸法精度に低下が見られた場合、動作Aおよび動作Bの少なくとも一方に問題があることが分かる。しかしながら、動作Aおよび動作Bの一方にのみ問題があった場合に、どちらの動作に問題があるのかを特定できなかった。例えば、寸法精度が劣っている箇所があった場合、これが1ショットの寸法精度が低下していることによるものなのか、それとも、電子ビームの照射位置がずれていることによるものなのかを区別することができなかった。さらに、実際の描画では、動作Aと動作B以外にも多数の動作があり、これらの動作に問題があったとしても、図11(a)および図11(b)の描画パターンによる評価では検知できなかった。 By comparing each drawing pattern of FIG. 11 (a) and FIG. 11 (b), the operation of the deflector is hardly changed as shown in FIG. 11 (a), and the deflector as shown in FIG. 11 (b). It is possible to compare the dimensional accuracy with the case of frequently changing the operation. Here, when the dimensional accuracy of FIG. 11B is reduced with respect to the dimensional accuracy of FIG. 11A, it is understood that there is a problem in at least one of the operation A and the operation B. However, when only one of the operations A and B has a problem, it has not been possible to identify which operation has the problem. For example, if there is a place where the dimensional accuracy is inferior, it is discriminated whether this is due to a decrease in the dimensional accuracy of one shot or due to a shift in the irradiation position of the electron beam. I couldn't. Further, in actual drawing, there are many operations other than the operations A and B, and even if there is a problem with these operations, it is detected in the evaluation based on the drawing patterns in FIGS. 11A and 11B. could not.
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、荷電粒子ビームを用いて描画されたパターンを評価し、所望のパターンが描画されていない場合に、その原因を特定することのできる荷電粒子ビーム描画装置の評価方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of these points. That is, an object of the present invention is to provide an evaluation method for a charged particle beam drawing apparatus that can evaluate a pattern drawn using a charged particle beam and identify the cause when a desired pattern is not drawn. It is to provide.
また、本発明の目的は、試料に所望のパターンを描画することのできる荷電粒子ビーム描画装置を提供することにある。 Another object of the present invention is to provide a charged particle beam drawing apparatus capable of drawing a desired pattern on a sample.
本発明の第1の態様は、第1のアパーチャを透過した荷電粒子ビームを成形偏向器で偏向して第2のアパーチャ上に結像し、前記第2のアパーチャを透過した前記荷電粒子ビームを副偏向器で偏向して試料面上にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置の評価方法であって、
第1のダミーパターンを描画した直後に、前記第1のダミーパターンの第1のアパーチャ像を前記成形偏向器でX方向に偏向し、得られた第2のアパーチャ像を前記副偏向器でX方向に偏向して、前記第1のダミーパターンとY方向の寸法が同じでX方向の寸法が異なる第1の評価用パターンを描画し、前記第1の評価用パターンの寸法を測定する工程と、
第2のダミーパターンを描画した直後に、前記第2のダミーパターンの第1のアパーチャ像を前記成形偏向器でX方向に偏向し、得られた第2のアパーチャ像を前記副偏向器でY方向に偏向して、前記第2のダミーパターンとY方向の寸法が同じでX方向の寸法が異なる第2の評価用パターンを描画し、前記第2の評価用パターンの寸法を測定する工程と、
第3のダミーパターンを描画した直後に、前記第3のダミーパターンの第1のアパーチャ像を前記成形偏向器でY方向に偏向し、得られた第2のアパーチャ像を前記副偏向器でX方向に偏向して、前記第3のダミーパターンとX方向の寸法が同じでY方向の寸法が異なる第3の評価用パターンを描画し、前記第3の評価用パターンの寸法を測定する工程と、
第4のダミーパターンを描画した直後に、前記第4のダミーパターンの第1のアパーチャ像を前記成形偏向器でY方向に偏向し、得られた第2のアパーチャ像を前記副偏向器でY方向に偏向して、前記第4のダミーパターンとX方向の寸法が同じでY方向の寸法が異なる第4の評価用パターンを描画し、前記第4の評価用パターンの寸法を測定する工程と、
前記第1〜第4の評価用パターンの寸法を比較して、前記成形偏向器および前記副偏向器の偏向動作を評価することを特徴とするものである。
上記X方向は+X方向と−X方向の両方を含み、上記Y方向は+Y方向と−Y方向の両方を含む。
According to a first aspect of the present invention, a charged particle beam transmitted through the first aperture is deflected by a shaping deflector to form an image on the second aperture, and the charged particle beam transmitted through the second aperture is An evaluation method of a charged particle beam drawing apparatus that draws a pattern on a sample surface by deflecting with a sub-deflector,
Immediately after drawing the first dummy pattern, the first aperture image of the first dummy pattern is deflected in the X direction by the shaping deflector, and the obtained second aperture image is X by the sub deflector. Drawing a first evaluation pattern that is deflected in the direction and having the same dimension in the Y direction as the first dummy pattern but having a different dimension in the X direction, and measuring the dimension of the first evaluation pattern; ,
Immediately after drawing the second dummy pattern, the first aperture image of the second dummy pattern is deflected in the X direction by the shaping deflector, and the obtained second aperture image is Y by the sub deflector. Drawing a second evaluation pattern that is deflected in the direction and having the same dimension in the Y direction as the second dummy pattern but having a different dimension in the X direction, and measuring the dimension of the second evaluation pattern; ,
Immediately after drawing the third dummy pattern, the first aperture image of the third dummy pattern is deflected in the Y direction by the shaping deflector, and the obtained second aperture image is X by the sub deflector. Drawing a third evaluation pattern that is deflected in the direction and having the same dimension in the X direction as the third dummy pattern but different in the Y direction, and measuring the dimension of the third evaluation pattern; ,
Immediately after drawing the fourth dummy pattern, the first aperture image of the fourth dummy pattern is deflected in the Y direction by the shaping deflector, and the obtained second aperture image is Y by the sub deflector. Deflecting in the direction, drawing a fourth evaluation pattern having the same dimension in the X direction as the fourth dummy pattern but different in the Y direction, and measuring the dimension of the fourth evaluation pattern; ,
The dimensions of the first to fourth evaluation patterns are compared to evaluate the deflection operation of the shaping deflector and the sub deflector.
The X direction includes both + X direction and -X direction, and the Y direction includes both + Y direction and -Y direction.
本発明の荷電粒子ビーム描画装置の評価方法は、第5のダミーパターンを描画した直後に、前記第5のダミーパターンの第1のアパーチャ像を前記成形偏向器で+45度方向、−45度方向、+135度方向および−135度方向のいずれかに偏向し、得られた第2のアパーチャ像を前記副偏向器で+45度方向、−45度方向、+135度方向および−135度方向のいずれかに偏向して、前記第5のダミーパターンに相似する第5の評価用パターンを描画し、前記第5の評価用パターンの寸法を測定する工程をさらに有し、
前記第1〜第5の評価用パターンの寸法を比較して、前記成形偏向器および前記副偏向器の偏向動作を評価することが好ましい。
In the evaluation method of the charged particle beam drawing apparatus of the present invention, immediately after drawing the fifth dummy pattern, the first aperture image of the fifth dummy pattern is +45 degrees direction and -45 degrees direction by the shaping deflector. The second aperture image obtained by deflecting in any of the +135 degree direction and the −135 degree direction is selected from the +45 degree direction, the −45 degree direction, the +135 degree direction, and the −135 degree direction by the sub deflector. And drawing a fifth evaluation pattern similar to the fifth dummy pattern and measuring the dimension of the fifth evaluation pattern,
It is preferable to evaluate the deflection operations of the shaping deflector and the sub deflector by comparing the dimensions of the first to fifth evaluation patterns.
本発明の荷電粒子ビーム描画装置の評価方法では、前記各工程における評価用パターンを1ショットで描画したものと、複数のショットで描画したものとを用意し、これらを比較して、前記成形偏向器および前記副偏向器の偏向動作を評価することが好ましい。 In the evaluation method of the charged particle beam drawing apparatus of the present invention, the evaluation pattern in each of the steps is prepared by drawing one pattern and a pattern drawn by a plurality of shots. It is preferable to evaluate the deflection operation of the sub-deflector and the auxiliary deflector.
本発明の荷電粒子ビーム描画装置の評価方法では、前記各工程で描画した評価用パターンに共通の系統的誤差を求め、各評価用パターンの寸法から前記系統的誤差を差し引いたデータを比較して、前記成形偏向器および前記副偏向器の偏向動作を評価することが好ましい。 In the evaluation method of the charged particle beam drawing apparatus of the present invention, a systematic error common to the evaluation patterns drawn in the respective steps is obtained, and data obtained by subtracting the systematic error from the dimensions of the evaluation patterns is compared. It is preferable to evaluate deflection operations of the shaping deflector and the sub-deflector.
本発明の第2の態様は、荷電粒子ビームの光路上に配置された成形偏向器と副偏向器により前記荷電粒子ビームの形状と照射位置を制御して、試料に所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置であって、
前記成形偏向器および前記副偏向器の特定の偏向動作と偏向量のずれ量との関係を求める手段と、
前記パターンの描画データから前記成形偏向器および前記副偏向器の偏向動作を予測する手段と、
特定の偏向動作に対する偏向量の補正値を算出する手段とを有することを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, a charge for drawing a predetermined pattern on a sample by controlling the shape and irradiation position of the charged particle beam by a shaping deflector and a sub deflector arranged on the optical path of the charged particle beam. A particle beam drawing apparatus,
Means for determining a relationship between a specific deflection operation of the shaping deflector and the sub-deflector and a deviation amount of the deflection amount;
Means for predicting the deflection operation of the shaping deflector and the sub-deflector from the pattern drawing data;
Means for calculating a correction value of a deflection amount for a specific deflection operation.
本発明の第1の態様によれば、所望のパターンが描画されていない場合に、その原因を特定することができる。 According to the first aspect of the present invention, when a desired pattern is not drawn, the cause can be specified.
本発明の第2の態様によれば、試料に所望のパターンを描画することのできる荷電粒子ビーム描画装置が提供される。 According to the 2nd aspect of this invention, the charged particle beam drawing apparatus which can draw a desired pattern on a sample is provided.
図1は、本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of an electron beam drawing apparatus according to the present embodiment.
図1において、電子ビーム描画装置の試料室1内には、マスク2が設置されたステージ3が設けられている。ステージ3は、ステージ駆動回路4によりX方向(紙面における左右方向)とY方向(紙面における垂直方向)に駆動される。ステージ3の移動位置は、レーザ測長計等を用いた位置回路5により測定される。
In FIG. 1, a
試料室1の上方には、電子ビーム光学系10が設置されている。この光学系10は、電子銃6、各種レンズ7、8、9、11、12、ブランキング用偏向器13、成形偏向器14、ビーム走査用の主偏向器15、ビーム走査用の副偏向器16、および、2個のビーム成型用アパーチャ17、18等から構成されている。
An electron beam optical system 10 is installed above the sample chamber 1. The optical system 10 includes an
図2は、電子ビームによる描画方法の説明図である。この図に示すように、マスク2上に描画されるパターン51は、短冊状のフレーム領域52に分割されている。電子ビーム54による描画は、ステージ3が一方向(例えば、X方向)に連続移動しながら、フレーム領域52毎に行われる。フレーム領域52は、さらに副偏向領域53に分割されており、電子ビーム54は、副偏向領域53内の必要な部分のみを描画する。尚、フレーム領域52は、主偏向器15の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、副偏向領域53は、副偏向器16の偏向幅で決まる単位描画領域である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a drawing method using an electron beam. As shown in this figure, the
副偏向領域の基準位置の位置決めは、主偏向器15で行われ、副偏向領域53内での描画は、副偏向器16によって制御される。すなわち、主偏向器15によって、電子ビーム54が所定の副偏向領域53に位置決めされ、副偏向器16によって、副偏向領域53内での描画位置が決められる。さらに、成形偏向器14とビーム成型用アパーチャ17、18によって、電子ビーム54の形状と寸法が決められる。そして、ステージ3を一方向に連続移動させながら、副偏向領域53内を描画し、1つの副偏向領域53の描画が終了したら、次の副偏向領域53を描画する。フレーム領域52内の全ての副偏向領域53の描画が終了したら、ステージ3を連続移動させる方向と直交する方向(例えば、Y方向)にステップ移動させる。その後、同様の処理を繰り返して、フレーム領域52を順次描画して行く。
Positioning of the reference position of the sub deflection area is performed by the
図1で、記憶媒体である磁気ディスク20には、マスク2の描画データが格納されている。磁気ディスク20から読み出された描画データは、フレーム領域52毎にパターンメモリ21に一時的に格納される。パターンメモリ21に格納されたフレーム領域52毎のパターンデータ、すなわち、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパターンデータデコーダ22と描画データデコーダ23に送られる。
In FIG. 1, the drawing data of the
パターンデータデコーダ22からの情報は、ブランキング回路24とビーム成型器ドライバ25に送られる。具体的には、パターンデータデコーダ22で上記データに基づいたブランキングデータが作成され、ブランキング回路24に送られる。また、所望とするビーム寸法データも作成されて、ビーム成型器ドライバ25に送られる。そして、ビーム成型器ドライバ25から、電子光学系10の成形偏向器14に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム54の寸法が制御される。
Information from the
図1の偏向制御部30は、セトリング時間決定部29に接続し、セトリング時間決定部29は、副偏向領域偏向量算出部28に接続し、副偏向領域偏向量算出部28は、パターンデータデコーダ22に接続している。また、偏向制御部30は、ブランキング回路24と、ビーム成型器ドライバ25と、主偏向器ドライバ26と、副偏向器ドライバ27とに接続している。
The
描画データデコーダ23の出力は、主偏向器ドライバ26と副偏向器ドライバ27に送られる。そして、主偏向器ドライバ26から、電子光学系10の主偏向部15に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム54が所定の主偏向位置に偏向走査される。また、副偏向器ドライバ27から、副偏向器16に所定の副偏向信号が印加されて、副偏向領域53内での描画が行われる。
The output of the drawing
次に、電子ビーム描画装置による描画方法について説明する。 Next, a drawing method by the electron beam drawing apparatus will be described.
まず、試料室1内のステージ3上にマスク2を載置する。次いで、ステージ3の位置検出を位置回路5により行い、制御計算機19からの信号に基づいて、ステージ駆動回路4によりステージ3を描画可能な位置まで移動させる。
First, the
次に、電子銃6より電子ビーム54を出射する。出射された電子ビーム54は、照明レンズ7により集光される。そして、ブランキング用偏向器13により、電子ビーム54をマスク2に照射するか否かの操作を行う。
Next, an
第1のアパーチャ17に入射した電子ビーム54は、第1のアパーチャ17の開口部を通過した後、ビーム成型器ドライバ25により制御された成形偏向器14によって偏向される。そして、第2のアパーチャ18に設けられた開口部を通過することにより、所望の形状と寸法を有するビーム形状になる。このビーム形状は、マスク2に照射される電子ビーム54の描画単位である。
The
電子ビーム54は、ビーム形状に成形された後、縮小レンズ11によって縮小される。そして、マスク2上における電子ビーム54の照射位置は、主偏向器ドライバ26によって制御された主偏向器15と、副偏向器ドライバ27によって制御された副偏向器16とにより制御される。主偏向器15は、マスク2上の副偏向領域53に電子ビーム54を位置決めする。また、副偏向器16は、副偏向領域53内で描画位置を位置決めする。
The
マスク2への電子ビーム54による描画は、ステージ3を一方向に移動させながら、電子ビーム54を走査することにより行われる。具体的には、ステージ3を一方向に移動させながら、各副偏向領域53内におけるパターンの描画を行う。そして、1つのフレーム領域52内にある全ての副偏向領域53の描画を終えた後は、ステージ3を新たなフレーム領域52に移動して同様に描画する。
Drawing with the
上記のようにして、マスク2の全てのフレーム領域52の描画を終えた後は、新たなマスクに交換し、上記と同様の方法による描画を繰り返す。
After drawing all the
次に、制御計算機19による描画制御について説明する。
Next, drawing control by the
制御計算機19は、記憶媒体で磁気ディスク20に記録されたマスクの描画データを読み出す。読み出された描画データは、フレーム領域52毎にパターンメモリ21に一時的に格納される。
The
パターンメモリ21に格納されたフレーム領域52毎の描画データ、つまり、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパターンデータデコーダ22と描画データデコーダ23を介して、副偏向領域偏向量算出部28、ブランキング回路24、ビーム成型器ドライバ25、主偏向器ドライバ26、副偏向器ドライバ27に送られる。
Drawing data for each
パターンデータデコーダ22では、描画データに基づいてブランキングデータが作成されてブランキング回路24に送られる。また、描画データに基づいて所望とするビーム形状データが作成されて副偏向領域偏向量算出部28とビーム成型器ドライバ25に送られる。
The
副偏向領域偏向量算出部28は、パターンデータデコーダ22により作成したビーム形状データから、副偏向領域53における、1ショットごとの電子ビームの偏向量(移動距離)を算出する。算出された情報は、セトリング時間決定部29に送られ、副偏向による移動距離に対応したセトリング時間が決定される。
The sub deflection region deflection
セトリング時間決定部29で決定されたセトリング時間は、偏向制御部30へ送られた後、パターンの描画のタイミングを計りながら、偏向制御部30より、ブランキング回路24、ビーム成型器ドライバ25、主偏向器ドライバ26、副偏向器ドライバ27のいずれかに適宜送られる。
The settling time determined by the settling
ビーム成型器ドライバ25では、光学系10の成形偏向器14に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム54の形状と寸法が制御される。
In the
描画データデコーダ23では、描画データに基づいて副偏向領域53の位置決めデータが作成され、このデータは主偏向器ドライバ26に送られる。次いで、主偏向器ドライバ26から主偏向器15へ所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム54は、副偏向領域53の所定位置に偏向走査される。
The drawing
描画データデコーダ23では、描画データに基づいて、副偏向器16の走査のための制御信号が生成される。制御信号は、副偏向器ドライバ27に送られた後、副偏向器ドライバ27から副偏向器16に所定の副偏向信号が印加される。副偏向領域53内での描画は、設定されたセトリング時間が経過した後、電子ビーム54を繰り返し照射することによって行われる。
The drawing
次に、描画されたパターンを評価して、電子ビームが所望の形状と寸法に成形され、所望の位置に照射されているかどうかを調べる方法について述べる。 Next, a method for evaluating the drawn pattern and examining whether or not the electron beam has been formed into a desired shape and size and irradiated to a desired position will be described.
成形偏向による偏向方向と偏向量は、直前に描画したパターンの形状と、これから描画するパターンの形状とによって一義的に決まる。例えば、図3(a)に示すように、直前に描画した矩形状パターンのX方向の寸法がaで、Y方向の寸法がbであるとする。そして、図3(b)に示すように、これから描画する矩形状パターンのX方向の寸法が(a+Δx)で、Y方向の寸法がbであるとする。この場合、成形偏向器は、直前に描画したパターンの第1のアパーチャ像を、+X方向にΔxだけ水平移動させればよい。ここで、直前に描画したパターンをダミーパターンとし、これから描画するパターンを評価用パターンとすれば、評価用パターンの描画直前に、成形偏向器と副偏向器の両方について一定の決まった動作をさせることができる。この一定の動作を複数種類用意し、これらを組み合わせて評価すれば、どの偏向器で問題が生じているのかを特定することが可能である。以下に、その具体的方法について説明する。 The deflection direction and the deflection amount due to the shaping deflection are uniquely determined by the shape of the pattern drawn immediately before and the shape of the pattern drawn from now on. For example, as shown in FIG. 3A, assume that the dimension in the X direction of the rectangular pattern drawn immediately before is a and the dimension in the Y direction is b. Then, as shown in FIG. 3B, it is assumed that the rectangular pattern to be drawn now has a dimension in the X direction of (a + Δx) and a dimension in the Y direction of b. In this case, the shaping deflector only needs to horizontally move the first aperture image of the pattern drawn immediately before by Δx in the + X direction. Here, if the pattern drawn immediately before is used as a dummy pattern and the pattern to be drawn from now on is used as an evaluation pattern, a certain fixed operation is performed on both the shaping deflector and the sub-deflector immediately before drawing the evaluation pattern. be able to. By preparing a plurality of types of these constant operations and evaluating them in combination, it is possible to identify which deflector is causing the problem. The specific method will be described below.
図4は、本実施の形態における評価用パターンの一例である。この評価用パターンは、評価用パターン101が描画される直前に、Y方向の寸法が同じでX方向の寸法が短いダミーパターン102が描画されるようにしたことを特徴としている。尚、本実施の形態においては、評価用パターン101が描画される直前に、Y方向の寸法が同じでX方向の寸法が長いダミーパターン102が描画されるようにしてもよい。
FIG. 4 is an example of an evaluation pattern in the present embodiment. This evaluation pattern is characterized in that a
図4の評価用パターンを描画する場合、電子ビームは、まず、第1の領域103に属する1つ目のダミーパターン102を描画する。次いで、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を+X方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+X方向に偏向して、1つ目の評価用パターン101を描画する。その後、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を−X方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+X方向に偏向して、2つ目のダミーパターン102を描画する。以降は上記操作を繰り返して、第1の領域103内の全てのパターンを描画する。
When drawing the evaluation pattern of FIG. 4, the electron beam first draws the
次に、副偏向器で電子ビームを走査して、第2の領域104内のパターンを描画する。描画方法は、第1の領域103の場合と同様である。
Next, an electron beam is scanned by the sub deflector to draw a pattern in the
上記の操作を繰り返して描画された全ての評価用パターンでは、描画直前の偏向器の動作が一様となっている。すなわち、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を+X方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+X方向に偏向する。これは、いずれの評価用パターンにおいても直前にダミーパターンを描画しているためであり、偏向器の偏向方向と偏向量は、直前に描画したパターンの形状と、これから描画するパターンの形状とによって一義的に決まるからである。 In all the evaluation patterns drawn by repeating the above operation, the operation of the deflector immediately before the drawing is uniform. That is, the shaping deflector deflects the first aperture image in the + X direction, and the sub deflector deflects the second aperture image in the + X direction. This is because the dummy pattern is drawn immediately before any of the evaluation patterns, and the deflection direction and the deflection amount of the deflector depend on the shape of the pattern drawn immediately before and the shape of the pattern drawn from now on. This is because it is uniquely determined.
図5は、本実施の形態における評価用パターンの他の例である。この評価用パターンも、図3と同様に、評価用パターン201が描画される直前に、Y方向の寸法が同じでX方向の寸法が短いダミーパターン202が描画されるようにしている。尚、本実施の形態においては、評価用パターン201が描画される直前に、Y方向の寸法が同じでX方向の寸法が長いダミーパターン202が描画されるようにしてもよい。
FIG. 5 is another example of an evaluation pattern in the present embodiment. In this evaluation pattern, a
図5の評価用パターンを描画する場合、電子ビームは、まず、第1の領域203に属する1つ目のダミーパターン202を描画する。次いで、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を+X方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+Y方向に偏向して、1つ目の評価用パターン201を描画する。その後、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を−X方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+Y方向に偏向して、2つ目のダミーパターン202を描画する。そして、上記操作を繰り返して、第1の領域203内の全てのパターンを描画する。
When drawing the evaluation pattern of FIG. 5, the electron beam first draws the
次に、副偏向器で電子ビームを−Y方向に走査した後、第2の領域204内のパターンを描画する。描画方法は、第1の領域203の場合と同様である。
Next, after the electron beam is scanned in the −Y direction by the sub deflector, the pattern in the
上記の操作を繰り返して描画された全ての評価用パターンも、図4と同様に、描画直前の偏向器の動作が一様となっている。すなわち、ダミーパターンを描画した後、成形偏向器は第1のアパーチャ像を+X方向に偏向し、副偏向器は第2のアパーチャ像を+Y方向に偏向して、評価用パターンを描画する。 In all the evaluation patterns drawn by repeating the above operation, the operation of the deflector immediately before the drawing is uniform as in FIG. That is, after drawing the dummy pattern, the shaping deflector deflects the first aperture image in the + X direction, and the sub deflector deflects the second aperture image in the + Y direction, thereby drawing the evaluation pattern.
図6も、本実施の形態における評価用パターンの他の例である。この評価用パターンでは、評価用パターン301が描画される直前に、X方向の寸法が同じでY方向の寸法が短いダミーパターン302が描画されるようになっている。尚、本実施の形態においては、評価用パターン301が描画される直前に、X方向の寸法が同じでY方向の寸法が長いダミーパターン302が描画されるようにしてもよい。
FIG. 6 is another example of the evaluation pattern in the present embodiment. In this evaluation pattern, immediately before the
図6の評価用パターンを描画する場合、電子ビームは、まず、第1の領域303に属する1つ目のダミーパターン302を描画する。次いで、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を+Y方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+X方向に偏向して、1つ目の評価用パターン301を描画する。その後、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を−Y方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+X方向に偏向して、2つ目のダミーパターン302を描画する。そして、上記操作を繰り返して、第1の領域303内の全てのパターンを描画する。
When the evaluation pattern shown in FIG. 6 is drawn, the electron beam first draws the
次に、副偏向器で電子ビームを−X方向に走査した後、第2の領域304内のパターンを描画する。描画方法は、第1の領域303の場合と同様である。
Next, after the electron beam is scanned in the −X direction by the sub deflector, the pattern in the
上記の操作を繰り返して描画された全ての評価用パターンも、図4や図5と同様に、描画直前の偏向器の動作が一様となっている。すなわち、ダミーパターンを描画した後、成形偏向器は第1のアパーチャ像を+Y方向に偏向し、副偏向器は第2のアパーチャ像を+X方向に偏向して、評価用パターンを描画する。 In all the evaluation patterns drawn by repeating the above operation, the operation of the deflector immediately before the drawing is uniform as in FIGS. That is, after drawing the dummy pattern, the shaping deflector deflects the first aperture image in the + Y direction, and the sub deflector deflects the second aperture image in the + X direction to draw the evaluation pattern.
図7も、本実施の形態における評価用パターンの他の例である。この評価用パターンでは、評価用パターン401が描画される直前に、X方向の寸法が同じでY方向の寸法が短いダミーパターン402が描画されるようになっている。尚、本実施の形態においては、評価用パターン401が描画される直前に、X方向の寸法が同じでY方向の寸法が長いダミーパターン402が描画されるようにしてもよい。
FIG. 7 is also another example of the evaluation pattern in the present embodiment. In this evaluation pattern, immediately before the
図7の評価用パターンを描画する場合、電子ビームは、まず、第1の領域403に属する1つ目のダミーパターン402を描画する。次いで、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を+Y方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+Y方向に偏向して、1つ目の評価用パターン401を描画する。その後、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を−Y方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+Y方向に偏向して、2つ目のダミーパターン402を描画する。そして、上記操作を繰り返して、第1の領域403内の全てのパターンを描画する。
When drawing the evaluation pattern of FIG. 7, the electron beam first draws the
次に、副偏向器で電子ビームを−Y方向に走査した後、第2の領域404内のパターンを描画する。描画方法は、第1の領域403の場合と同様である。
Next, after the electron beam is scanned in the −Y direction by the sub deflector, the pattern in the
上記の操作を繰り返して描画された全ての評価用パターンも、図4〜図6と同様に、描画直前の偏向器の動作が一様となっている。すなわち、ダミーパターンを描画した後、成形偏向器は第1のアパーチャ像を+Y方向に偏向し、副偏向器は第2のアパーチャ像を+Y方向に偏向して、評価用パターンを描画する。 In all the evaluation patterns drawn by repeating the above operation, the operation of the deflector immediately before the drawing is uniform as in FIGS. That is, after drawing the dummy pattern, the shaping deflector deflects the first aperture image in the + Y direction, and the sub deflector deflects the second aperture image in the + Y direction, thereby drawing the evaluation pattern.
電子ビームが所望の形状と寸法に成形され、所望の位置に照射されているどうかを調べるには、図4〜図7のパターンを全て描画し、各パターンのX方向のCD(critical dimension of pattern size)と、Y方向のCDを測定し、また、各パターンの位置についても調べ、結果を総合的に判断するのがよい。 In order to check whether or not the electron beam is shaped into a desired shape and size and irradiated at a desired position, all the patterns in FIGS. 4 to 7 are drawn, and a CD (critical dimension of pattern) of each pattern in the X direction is drawn. size) and the CD in the Y direction, and the position of each pattern is also examined, and the results should be comprehensively judged.
例えば、図4のパターンが所望の寸法で描画されていないが、図5〜図7のパターンはいずれも所望の寸法で描画されているとする。この場合は、電子ビームを(1)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する際の動作に問題があるが、その他の動作、すなわち、(2)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作、(3)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する動作、(4)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作には問題がないと推測できる。 For example, it is assumed that the pattern of FIG. 4 is not drawn with a desired dimension, but the patterns of FIGS. 5 to 7 are all drawn with a desired dimension. In this case, there is a problem with the operation when the electron beam is deflected in the X direction by the (1) shaping deflector and deflected in the X direction by the sub-deflector, but other operations, namely (2) the shaping deflector. To deflect in the X direction, and to deflect in the Y direction by the sub-deflector, (3) to deflect in the Y direction by the shaping deflector, and to deflect in the X direction by the sub-deflector, and (4) Y by the shaping deflector. It can be estimated that there is no problem in the operation of deflecting in the direction and deflecting in the Y direction by the sub deflector.
また、図5のパターンが所望の寸法で描画されていないが、図4、図6および図7のパターンはいずれも所望の寸法で描画されているとする。この場合は、電子ビームを(1)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作に問題があるが、その他の動作、すなわち、(2)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する際の動作、(3)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する動作、(4)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作には問題がないと推測できる。 Further, it is assumed that the pattern of FIG. 5 is not drawn with a desired dimension, but the patterns of FIGS. 4, 6, and 7 are all drawn with a desired dimension. In this case, there is a problem in the operation of (1) deflecting the electron beam in the X direction by the shaping deflector and deflecting it in the Y direction by the sub-deflector, but other operations, that is, (2) X by the shaping deflector. Operation when deflecting in the direction and deflecting in the X direction by the sub-deflector, (3) operation by deflecting in the Y direction by the shaping deflector and deflecting in the X direction by the sub-deflector, (4) Y by the shaping deflector It can be estimated that there is no problem in the operation of deflecting in the direction and deflecting in the Y direction by the sub deflector.
また、図6のパターンが所望の寸法で描画されていないが、図4、図5および図7のパターンはいずれも所望の寸法で描画されているとする。この場合は、電子ビームを(1)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する動作に問題があるが、その他の動作、すなわち、(2)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する際の動作、(3)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作、(4)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作には問題がないと推測できる。 Further, the pattern of FIG. 6 is not drawn with a desired dimension, but the patterns of FIGS. 4, 5 and 7 are all drawn with a desired dimension. In this case, there is a problem in the operation of (1) deflecting the electron beam in the Y direction by the shaping deflector and deflecting it in the X direction by the sub-deflector, but other operations, that is, (2) X by the shaping deflector. Operation when deflecting in the direction and deflecting in the X direction by the sub deflector, (3) operation by deflecting in the X direction by the shaping deflector and deflecting in the Y direction by the sub deflector, and (4) Y by the shaping deflector. It can be estimated that there is no problem in the operation of deflecting in the direction and deflecting in the Y direction by the sub deflector.
さらに、図7のパターンが所望の寸法で描画されていないが、図4〜図6のパターンはいずれも所望の寸法で描画されているとする。この場合は、電子ビームを(1)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作に問題があるが、その他の動作、すなわち、(2)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する際の動作、(3)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作、(4)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する動作には問題がないと推測できる。 Furthermore, although the pattern of FIG. 7 is not drawn with a desired dimension, it is assumed that all of the patterns of FIGS. 4 to 6 are drawn with a desired dimension. In this case, there is a problem in the operation of (1) deflecting the electron beam in the Y direction by the shaping deflector and deflecting it in the Y direction by the sub-deflector, but other operations, that is, (2) X by the shaping deflector. Operation when deflecting in the direction and deflecting in the X direction by the sub deflector, (3) operation by deflecting in the X direction by the shaping deflector and deflecting in the Y direction by the sub deflector, and (4) Y by the shaping deflector. It can be estimated that there is no problem in the operation of deflecting in the direction and deflecting in the X direction by the sub deflector.
また、図4および図5のパターンが所望の寸法で描画されていないが、図6および図7のパターンはいずれも所望の寸法で描画されているとする。この場合は、電子ビームを(1)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する際の動作と、(2)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作とに問題があることになる。一方、その他の動作、すなわち、電子ビームを(3)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する動作と、(4)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作とには問題がない。以上のことから、成形偏向器でX方向に偏向する動作に問題があると推測できる。 4 and 5 are not drawn with desired dimensions, but the patterns shown in FIGS. 6 and 7 are both drawn with desired dimensions. In this case, the electron beam is (1) deflected in the X direction by the shaping deflector and deflected in the X direction by the sub deflector, and (2) is deflected in the X direction by the shaping deflector. Thus, there is a problem with the operation of deflecting in the Y direction. On the other hand, other operations, that is, (3) the operation of deflecting the electron beam in the Y direction by the shaping deflector and the deflection in the X direction by the sub-deflector, and (4) the deflection of the electron beam in the Y direction by the shaping deflector. There is no problem with the operation of deflecting in the Y direction by the deflector. From the above, it can be estimated that there is a problem in the operation of deflecting in the X direction by the shaping deflector.
また、図6および図7のパターンが所望の寸法で描画されていないが、図4および図5のパターンはいずれも所望の寸法で描画されているとする。この場合は、電子ビームを(1)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する動作と、(2)成形偏向器でY方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作とに問題があることになる。一方、その他の動作、すなわち、電子ビームを(3)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でX方向に偏向する際の動作と、(4)成形偏向器でX方向に偏向し、副偏向器でY方向に偏向する動作とには問題がない。以上のことから、成形偏向器でY方向に偏向する動作に問題があると推測できる。 6 and 7 are not drawn with desired dimensions, but the patterns shown in FIGS. 4 and 5 are both drawn with desired dimensions. In this case, the electron beam is (1) deflected in the Y direction by the shaping deflector and deflected in the X direction by the sub-deflector, and (2) deflected in the Y direction by the shaping deflector and Y by the sub-deflector. There is a problem with the operation of deflecting in the direction. On the other hand, other operations, that is, (3) an operation in which the electron beam is deflected in the X direction by the shaping deflector and deflected in the X direction by the sub deflector, and (4) the electron beam is deflected in the X direction by the shaping deflector. There is no problem with the operation of deflecting in the Y direction by the sub deflector. From the above, it can be inferred that there is a problem in the operation of deflecting in the Y direction by the shaping deflector.
このように、本実施の形態では、図4〜図7のパターンを全て描画して、各評価用パターンの寸法測定を行い、各評価用パターンが所望の位置に所望の寸法で形成されているかどうかを調べる。そして、結果を総合的に判断することにより、偏向器のどの動作に問題が生じているのかを特定できるので、電子ビーム描画装置にフィードバックして動作に応じた補正を行えばよい。 As described above, in this embodiment, all the patterns in FIGS. 4 to 7 are drawn, the dimensions of each evaluation pattern are measured, and whether each evaluation pattern is formed in a desired dimension at a desired position. Find out. Then, by comprehensively judging the result, it is possible to identify which operation of the deflector has a problem, so that it is sufficient to feed back to the electron beam drawing apparatus and perform correction according to the operation.
具体的には、図1の電子ビーム描画装置において、測定したデータを磁気ディスク20に格納し、制御計算機19で読み出して、偏向動作とずれ量の相関算出部32に送る。ここでは、成形偏向器および副偏向器の特定動作と偏向量のずれ量との関係が求められる。また、磁気ディスク20から読み出された描画データに基づき、偏向動作予測部31において、実際の描画パターンにおける成形偏向器と副偏向器の偏向動作が予測される。次いで、偏向動作とずれ量の相関算出部32と偏向動作予測部31の各データが偏向量補正値算出部33に送られ、特定の偏向動作に対する偏向量の補正値が算出される。その後、このデータが偏向制御部30に送られて、成形偏向器14および/または副偏向器16の偏向量が補正される。
Specifically, in the electron beam drawing apparatus of FIG. 1, measured data is stored in the
また、本実施の形態においては、評価結果を総合的に判断して偏向器のどの動作に問題が生じているのかを特定し、その箇所の部品を調整または交換するようにしてもよい。この場合は、調整または交換後に再度同様の評価を行い、問題がなければ評価用の基板に代えてマスク上に描画する。さらに、本実施の形態の評価方法を電子ビーム描画装置の出荷前の検査に適用する場合には、問題が生じている箇所の部品を調整または交換した上で、再度同様の評価を行い、問題がなければ電子ビーム描画装置を出荷するようにすることができる。 Further, in the present embodiment, the evaluation result may be comprehensively determined to identify which operation of the deflector is causing a problem, and the part at that location may be adjusted or replaced. In this case, the same evaluation is performed again after adjustment or replacement, and if there is no problem, the pattern is drawn on the mask instead of the evaluation substrate. Furthermore, when the evaluation method of the present embodiment is applied to the inspection before shipment of the electron beam lithography apparatus, the same evaluation is performed again after adjusting or replacing the parts where the problem occurs. If not, the electron beam drawing apparatus can be shipped.
描画されたパターンの評価は、具体的には、次のようにして行うことができる。 Specifically, the drawn pattern can be evaluated as follows.
まず、リファレンスとして、成形偏向器による動作に変化を加えず、電子ビームの形状および寸法を一定にして描画を行い、CDのばらつき(3σ)を求める。このとき、CDの測定は、同一マスク内の複数の箇所で行ってもよく、あるいは、複数のマスクに描画して同一の箇所で行ってもよい。次に、図4〜図7のパターンを描画して、各パターンのCDを測定する。例えば、リファレンスのCDのばらつきが1.4nm〜2.0nmの範囲であり、図4のパターンのばらつきが1.6nm(3σ)、図5のパターンのばらつきが2.4nm(3σ)であるとする。この場合、図4のパターンのばらつきは、リファレンスの誤差範囲内であるので、正常、すなわち、所望の寸法でパターンが形成されていると判定する。一方、図5のパターンのばらつきは、リファレンスの誤差範囲外であるので、異常、すなわち、所定の寸法でパターンが形成されていないと判定する。尚、図6〜図7のパターンについても同様である。 First, as a reference, drawing is performed while keeping the shape and dimensions of the electron beam constant without changing the operation of the shaping deflector, and the CD variation (3σ) is obtained. At this time, the CD measurement may be performed at a plurality of locations in the same mask, or may be performed at the same location by drawing on a plurality of masks. Next, the patterns of FIGS. 4 to 7 are drawn, and the CD of each pattern is measured. For example, the reference CD variation is in the range of 1.4 nm to 2.0 nm, the pattern variation in FIG. 4 is 1.6 nm (3σ), and the pattern variation in FIG. 5 is 2.4 nm (3σ). To do. In this case, since the variation of the pattern in FIG. 4 is within the reference error range, it is determined that the pattern is normal, that is, the pattern is formed with a desired dimension. On the other hand, since the variation of the pattern in FIG. 5 is outside the reference error range, it is determined that there is an abnormality, that is, the pattern is not formed with a predetermined dimension. The same applies to the patterns of FIGS.
本実施の形態では、図4〜図7のパターンに加えて、さらに、図8に示すようなパターンを評価することが好ましい。具体的には、評価用パターンに相似するダミーパターンを描画し、次いで、このダミーパターンから45度方向に評価用パターンを描画した後、評価用パターンの寸法を測定する。そして、図4〜図7の結果と併せて評価することが好ましい。 In the present embodiment, it is preferable to evaluate a pattern as shown in FIG. 8 in addition to the patterns of FIGS. Specifically, a dummy pattern similar to the evaluation pattern is drawn, and then the evaluation pattern is drawn in the direction of 45 degrees from the dummy pattern, and then the dimension of the evaluation pattern is measured. And it is preferable to evaluate together with the result of FIGS.
図8では、評価用パターン701が描画される直前に、評価用パターン701に相似するダミーパターン702が描画されるようになっている。
In FIG. 8, immediately before the
図8の評価用パターンを描画する場合、電子ビームは、まず、第1の領域703に属する1つ目のダミーパターン702を描画する。次いで、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を+45度方向に偏向し、副偏向器も第2のアパーチャ像を+45度方向に偏向して、1つ目の評価用パターン701を描画する。その後、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を−135度方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+135度方向に偏向して、2つ目のダミーパターン702を描画する。そして、上記操作を繰り返して、第1の領域703内の全てのパターンを描画する。
When drawing the evaluation pattern shown in FIG. 8, the electron beam first draws the
次に、副偏向器で電子ビームを走査した後、第2の領域704内のパターンを描画する。描画方法は、第1の領域703の場合と同様である。
Next, after the electron beam is scanned by the sub deflector, the pattern in the
上記の操作を繰り返して描画された全ての評価用パターンも、図4〜図7と同様に、描画直前の偏向器の動作が一様となっている。すなわち、ダミーパターンを描画した後、成形偏向器は第1のアパーチャ像を+45度方向に偏向し、副偏向器は第2のアパーチャ像を+45度方向に偏向して、評価用パターンを描画する。尚、成形偏向器と副偏向器の偏向方向は、+45度方向、−45度方向、+135度方向および−135度方向のいずれかであればよい。また、成形偏向器と副偏向器の偏向方向は同じであってもよく、異なっていてもよい。 In all the evaluation patterns drawn by repeating the above operation, the operation of the deflector immediately before the drawing is uniform, as in FIGS. That is, after drawing the dummy pattern, the shaping deflector deflects the first aperture image in the +45 degree direction, and the sub deflector deflects the second aperture image in the +45 degree direction to draw the evaluation pattern. . Note that the deflection direction of the shaping deflector and the sub deflector may be any of +45 degrees, -45 degrees, +135 degrees, and -135 degrees. Further, the deflection directions of the shaping deflector and the sub-deflector may be the same or different.
図4〜図8のパターンを評価することにより、電子ビーム描画装置において、電子ビームの光路の周囲に配置された8極の偏向器の内で、どの偏向器の動作に問題があるのかを特定することが可能となる。すなわち、電子ビーム描画装置では、偏向歪みの少なさ、偏向速度および製作の容易性から、4対(8個)の電極で構成された成形偏向器および副偏向器が用いられることが多い。図4〜図8のパターンを評価することにより、これらの偏向器の全ての動作を確認できる。但し、本実施の形態においては、成形偏向器および副偏向器を2対(4個)の電極で構成してもよく、その場合は、図4〜図7のパターンを評価することで、どの偏向器の動作に問題があるのかを特定できる。 By evaluating the patterns shown in FIGS. 4 to 8, in the electron beam lithography system, it is possible to identify which of the eight-pole deflectors arranged around the optical path of the electron beam has a problem in operation. It becomes possible to do. That is, in an electron beam drawing apparatus, a shaping deflector and a sub-deflector configured with four pairs (eight) of electrodes are often used because of a small deflection distortion, a deflection speed, and ease of manufacture. All the operations of these deflectors can be confirmed by evaluating the patterns of FIGS. However, in the present embodiment, the shaping deflector and the sub-deflector may be configured with two pairs (four) of electrodes, in which case, by evaluating the patterns of FIGS. It is possible to identify whether there is a problem in the operation of the deflector.
上記例では、1つの評価用パターンを1ショットで描画する場合について述べたが、本実施の形態では、1つの評価用パターンを複数のショットで描画し、上記例と組み合わせて評価することが好ましい。これにより、各ショットの位置に由来する誤差を併せて評価することができる。 In the above example, the case where one evaluation pattern is drawn by one shot has been described. However, in this embodiment, it is preferable that one evaluation pattern is drawn by a plurality of shots and evaluated in combination with the above example. . Thereby, the error originating in the position of each shot can be evaluated together.
例えば、図9のような評価用パターンを準備し、図4の評価用パターンと比較する。図9のパターンは、図4のパターンと同様の形状および配置であるが、図4では評価用パターンを1ショットで形成するのに対し、図8では2ショットで形成する点で相違する。すなわち、図9において、電子ビームは、まず、第1の領域503に属する1つ目のダミーパターン502を描画する。次いで、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を+X方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+X方向に偏向して、1つ目の評価用パターンの第1のパターン501aをショットし、次いで、第2のパターン501bをショットする。その後、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を−X方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+X方向に偏向して、2つ目のダミーパターン102を描画する。上記操作を繰り返して、第1の領域103内の全てのパターンを描画した後は、副偏向器で電子ビームを−X方向に走査して、第2の領域104内のパターンを描画する。描画後は、評価用パターンのX方向の寸法を測定し、図9のパターンと図4のパターンとを比較する。両者の寸法が一致していなければ、副偏向器によるX方向の動作に異常が起きていると判断できる。
For example, an evaluation pattern as shown in FIG. 9 is prepared and compared with the evaluation pattern of FIG. The pattern in FIG. 9 has the same shape and arrangement as the pattern in FIG. 4, but differs in that the evaluation pattern is formed in one shot in FIG. 4 and is formed in two shots in FIG. That is, in FIG. 9, the electron beam first draws the
また、図10のような評価用パターンを準備し、図5の評価用パターンと比較する。図10のパターンも、図5のパターンと同様の形状および配置であるが、図5では評価用パターンを1ショットで形成するのに対し、図10では2ショットで形成する点で相違する。すなわち、図10において、電子ビームは、まず、第1の領域603に属する1つ目のダミーパターン602を描画する。次いで、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を+X方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+Y方向に偏向して、1つ目の評価用パターンの第1のパターン601aをショットし、次いで、第2のパターン601bをショットする。その後、成形偏向器は、第1のアパーチャ像を−X方向に偏向し、副偏向器は、第2のアパーチャ像を+Y方向に偏向して、2つ目のダミーパターン602を描画する。上記操作を繰り返して、第1の領域603内の全てのパターンを描画した後は、ステージを−X方向に移動し、副偏向器で電子ビームを−Y方向に走査して、第2の領域604内のパターンを描画する。描画後は、評価用パターンのY方向の寸法を測定し、図10のパターンと図5のパターンとを比較する。両者の寸法が一致していなければ、副偏向器によるY方向の動作に異常が起きていると判断できる。
Also, an evaluation pattern as shown in FIG. 10 is prepared and compared with the evaluation pattern of FIG. The pattern in FIG. 10 has the same shape and arrangement as the pattern in FIG. 5 except that the evaluation pattern is formed in one shot in FIG. 5 and is formed in two shots in FIG. That is, in FIG. 10, the electron beam first draws the
また、本実施の形態では、各評価用パターンのCDを測定した後、これらに共通する系統的誤差を求めることが好ましい。例えば、1枚の基板の所定領域内にある複数の評価用パターンについてCDを測定すると、得られた値は所定の分布を示す。図4〜図8のそれぞれについて同様の測定を行えば、各評価用パターンのそれぞれについて所定の分布を有するCD値が得られる。そこで、各評価用パターンに共通する系統的誤差を求め、この値をCD値から差し引いて得られたデータを比較すれば、より正確な評価を行うことが可能となる。 In the present embodiment, it is preferable to obtain a systematic error common to these patterns after measuring the CD of each evaluation pattern. For example, when CD is measured for a plurality of evaluation patterns in a predetermined area of one substrate, the obtained value shows a predetermined distribution. If the same measurement is performed for each of FIGS. 4 to 8, a CD value having a predetermined distribution can be obtained for each of the evaluation patterns. Therefore, if a systematic error common to each evaluation pattern is obtained and the data obtained by subtracting this value from the CD value is compared, more accurate evaluation can be performed.
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。例えば、上記実施の形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。また、ダミーパターンおよび評価用パターンの形状は矩形に限られるものではなく、三角形などの他の形状であってもよく、1ショットの形状が三角形である電子ビームを複数ショットして、矩形状のパターンを形成してもよい。さらに、上記実施の形態では、ダミーパターンの直後に描画される評価用パターンが、ダミーパターンの+X方向または+Y方向に位置する場合について述べたが、ダミーパターンの−X方向または−Y方向に位置していてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although the electron beam is used in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to cases where other charged particle beams such as an ion beam are used. Further, the shapes of the dummy pattern and the evaluation pattern are not limited to a rectangle, and may be other shapes such as a triangle. A plurality of electron beams whose one shot shape is a triangle are shot into a rectangular shape. A pattern may be formed. Further, in the above embodiment, the case where the evaluation pattern drawn immediately after the dummy pattern is positioned in the + X direction or the + Y direction of the dummy pattern has been described. You may do it.
1 試料室
2 マスク
3 ステージ
4 ステージ駆動回路
5 位置回路
6 電子銃
7、8、9、11、12 各種レンズ
10 光学系
13 ブランキング用偏向器
14 成形偏向器
15 主偏向器
16 副偏向器
17 第1のアパーチャ
18 第2のアパーチャ
19 制御計算機
20 磁気ディスク
21 パターンメモリ
22 パターンデータデコーダ
23 描画データデコーダ
24 ブランキング回路
25 ビーム成形器ドライバ
26 主偏向器ドライバ
27 副偏向器ドライバ
28 副偏向領域偏向量算出部
29 セトリング時間決定部
30 偏向制御部
31 偏向動作予測部
32 偏向動作とずれ量の相関算出部
33 偏向量補正値算出部
51 描画されるパターン
52 フレーム領域
53 副偏向領域
54 電子ビーム
101、201、301、401、701 評価用パターン
102、202、302、402、702 ダミーパターン
103、203、303、403、703 第1の領域
104、204、304、404、704 第2の領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
第1のダミーパターンを描画した直後に、前記第1のダミーパターンの第1のアパーチャ像を前記成形偏向器でX方向に偏向し、得られた第2のアパーチャ像を前記副偏向器でX方向に偏向して、前記第1のダミーパターンとY方向の寸法が同じでX方向の寸法が異なる第1の評価用パターンを描画し、前記第1の評価用パターンの寸法を測定する工程と、
第2のダミーパターンを描画した直後に、前記第2のダミーパターンの第1のアパーチャ像を前記成形偏向器でX方向に偏向し、得られた第2のアパーチャ像を前記副偏向器でY方向に偏向して、前記第2のダミーパターンとY方向の寸法が同じでX方向の寸法が異なる第2の評価用パターンを描画し、前記第2の評価用パターンの寸法を測定する工程と、
第3のダミーパターンを描画した直後に、前記第3のダミーパターンの第1のアパーチャ像を前記成形偏向器でY方向に偏向し、得られた第2のアパーチャ像を前記副偏向器でX方向に偏向して、前記第3のダミーパターンとX方向の寸法が同じでY方向の寸法が異なる第3の評価用パターンを描画し、前記第3の評価用パターンの寸法を測定する工程と、
第4のダミーパターンを描画した直後に、前記第4のダミーパターンの第1のアパーチャ像を前記成形偏向器でY方向に偏向し、得られた第2のアパーチャ像を前記副偏向器でY方向に偏向して、前記第4のダミーパターンとX方向の寸法が同じでY方向の寸法が異なる第4の評価用パターンを描画し、前記第4の評価用パターンの寸法を測定する工程と、
前記第1〜第4の評価用パターンの寸法を比較して、前記成形偏向器および前記副偏向器の偏向動作を評価することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置の評価方法。 A charged particle beam that has passed through the first aperture is deflected by a shaping deflector to form an image on the second aperture, and the charged particle beam that has passed through the second aperture is deflected by a sub-deflector to obtain a sample surface. An evaluation method of a charged particle beam drawing apparatus for drawing a pattern on the top,
Immediately after drawing the first dummy pattern, the first aperture image of the first dummy pattern is deflected in the X direction by the shaping deflector, and the obtained second aperture image is X by the sub deflector. Drawing a first evaluation pattern that is deflected in the direction and having the same dimension in the Y direction as the first dummy pattern but having a different dimension in the X direction, and measuring the dimension of the first evaluation pattern; ,
Immediately after drawing the second dummy pattern, the first aperture image of the second dummy pattern is deflected in the X direction by the shaping deflector, and the obtained second aperture image is Y by the sub deflector. Drawing a second evaluation pattern that is deflected in the direction and having the same dimension in the Y direction as the second dummy pattern but having a different dimension in the X direction, and measuring the dimension of the second evaluation pattern; ,
Immediately after drawing the third dummy pattern, the first aperture image of the third dummy pattern is deflected in the Y direction by the shaping deflector, and the obtained second aperture image is X by the sub deflector. Drawing a third evaluation pattern that is deflected in the direction and having the same dimension in the X direction as the third dummy pattern but different in the Y direction, and measuring the dimension of the third evaluation pattern; ,
Immediately after drawing the fourth dummy pattern, the first aperture image of the fourth dummy pattern is deflected in the Y direction by the shaping deflector, and the obtained second aperture image is Y by the sub deflector. Deflecting in the direction, drawing a fourth evaluation pattern having the same dimension in the X direction as the fourth dummy pattern but different in the Y direction, and measuring the dimension of the fourth evaluation pattern; ,
An evaluation method for a charged particle beam drawing apparatus, wherein dimensions of the first to fourth evaluation patterns are compared to evaluate a deflection operation of the shaping deflector and the sub deflector.
前記第1〜第5の評価用パターンの寸法を比較して、前記成形偏向器および前記副偏向器の偏向動作を評価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評価方法。 Immediately after drawing the fifth dummy pattern, the first aperture image of the fifth dummy pattern is placed in any of +45 degree direction, −45 degree direction, +135 degree direction, and −135 degree direction by the shaping deflector. The second aperture image obtained by deflecting is deflected by the sub-deflector in any of +45 degrees, -45 degrees, +135 degrees, and -135 degrees, and similar to the fifth dummy pattern. Drawing a fifth evaluation pattern, and measuring a dimension of the fifth evaluation pattern;
The evaluation of the charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein dimensions of the first to fifth evaluation patterns are compared to evaluate a deflection operation of the shaping deflector and the sub deflector. Method.
前記成形偏向器および前記副偏向器の特定の偏向動作と偏向量のずれ量との関係を求める手段と、
前記パターンの描画データから前記成形偏向器および前記副偏向器の偏向動作を予測する手段と、
特定の偏向動作に対する偏向量の補正値を算出する手段とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A charged particle beam drawing apparatus for drawing a predetermined pattern on a sample by controlling the shape and irradiation position of the charged particle beam by a shaping deflector and a sub deflector arranged on an optical path of the charged particle beam,
Means for determining a relationship between a specific deflection operation of the shaping deflector and the sub-deflector and a deviation amount of the deflection amount;
Means for predicting the deflection operation of the shaping deflector and the sub-deflector from the pattern drawing data;
And a means for calculating a correction value of a deflection amount for a specific deflection operation.
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|---|---|---|---|
| JP2008236464A JP2010073732A (en) | 2008-09-16 | 2008-09-16 | Evaluating method for charged particle beam drawing device and charged particle beam drawing device |
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|---|---|---|---|---|
| JP2014183267A (en) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Nuflare Technology Inc | Method of acquiring settling time |
| JP2016207779A (en) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Measuring method of beam drift |
| KR101770388B1 (en) * | 2015-02-10 | 2017-09-05 | 가부시키가이샤 뉴플레어 테크놀로지 | Evaluation method of charged-particle beam drawing apparatus |
-
2008
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| US9812289B2 (en) | 2015-02-10 | 2017-11-07 | Nuflare Technology, Inc. | Method for evaluating charged particle beam drawing apparatus |
| JP2016207779A (en) * | 2015-04-20 | 2016-12-08 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Measuring method of beam drift |
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