JP2014082240A - Drawing device, drawing method, evaluation method and article manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、描画装置、描画方法、評価方法および物品製造方法に関する。 The present invention relates to a drawing apparatus, a drawing method, an evaluation method, and an article manufacturing method.
半導体素子の微細化に伴い転写するパターンの寸法が数10nmを切るようになってきており、電子線を用いて、ウエハ上に塗布されたレジストにパターンを描画する装置が実用化されている。従来から使用されてきた電子線描画装置は、電子同士のクーロン力を軽減しウエハ上のビームスポットを小さくするために、50KV以上に加速された高加速電子線による描画が行われてきた。近年、レジスト感度の向上やウエハからの後方散乱の影響を軽減するために5KV程度の低加速電子線による描画が提案されている。また、特許文献1には、異なるエネルギー条件でかつ異なるパターン領域に少なくとも2回エネルギー照射を行った後に1回の現像工程で現像を行う半導体装置の製造方法が提案されている。特許文献2、3には、エネルギーレベルの異なるエネルギー線をレジストに照射してコントラスト、解像性に優れたパターンを形成する方法が提案されている。特許文献3では、0.5〜3KVの低加速電子線と30KVの高加速電子線とを照射して、レジストの表面層付近に大きなエネルギーが堆積されるようなエネルギー分布を生じさせている。
With the miniaturization of semiconductor elements, the size of a pattern to be transferred has come to be less than several tens of nm, and an apparatus for drawing a pattern on a resist coated on a wafer using an electron beam has been put into practical use. 2. Description of the Related Art Conventionally, electron beam drawing apparatuses that have been used have been drawn with a high acceleration electron beam accelerated to 50 KV or more in order to reduce the Coulomb force between electrons and reduce the beam spot on the wafer. In recent years, drawing with a low acceleration electron beam of about 5 KV has been proposed in order to improve resist sensitivity and reduce the influence of backscattering from the wafer.
一方、このような描画装置の開発と同時に、高解像度レジストの開発も進められてきた。高加速電子線を用いる場合には、高加速電子線が細く絞れるため高加速電子線用のレジストの解像度を評価することができる。ところが、低加速電子線は、高加速電子線に比べてビームを細く絞ることが難しい。そのため、細く絞った低加速電子線を用いてレジストの評価ができなかった。特に、次世代の低エネルギー電子線用のレジスト評価や描画性能を評価しようとしても、細く絞った微細径の低エネルギー電子線描画装置そのものがなく、直接的な評価ができなかった。そこで、細く絞った低加速電子線の代わりに、細く絞った高加速電子線を使用してレジストの評価を行っていた。 On the other hand, simultaneously with the development of such a drawing apparatus, development of a high-resolution resist has been promoted. When a high acceleration electron beam is used, the resolution of the resist for the high acceleration electron beam can be evaluated because the high acceleration electron beam can be narrowed down. However, it is difficult for the low acceleration electron beam to narrow the beam finer than the high acceleration electron beam. For this reason, the resist could not be evaluated by using a narrowly focused low acceleration electron beam. In particular, even when trying to evaluate the resist evaluation and drawing performance for the next-generation low energy electron beam, there is no low-energy electron beam drawing apparatus with a finely-squeezed fine diameter, and direct evaluation cannot be performed. Therefore, instead of using a narrowly focused low acceleration electron beam, the resist was evaluated using a thinly focused high acceleration electron beam.
低加速電子線用のレジストの評価を正確に行うには、レジストに入射する低加速電子線のレジスト表面における強度分布だけでなく、レジストの深さ方向における強度分布も同様にする必要がある。これは、基板に近いボトムでの吸収量が大きいと、分解能が下がるためである。これは、以下の理由による。レジストの表面からレジストが溶解され除去されていくと、表面付近のエネルギー吸収量の差がレジストの溶解面がボトム付近に到達するまでの時間に差を生じさせる。ボトム付近で溶解速度が上がるため、表面付近のエネルギー吸収量が高いパターンは急速に細りレジストパターンの倒壊につながる。そのため、レジストの深さ方向におけるエネルギーの吸収分布も正しく模擬してレジストの評価を行う必要がある。 In order to accurately evaluate the resist for the low acceleration electron beam, not only the intensity distribution on the resist surface of the low acceleration electron beam incident on the resist but also the intensity distribution in the depth direction of the resist must be the same. This is because the resolution decreases when the amount of absorption at the bottom near the substrate is large. This is due to the following reason. As the resist is dissolved and removed from the surface of the resist, the difference in energy absorption amount near the surface causes a difference in time until the dissolved surface of the resist reaches near the bottom. Since the dissolution rate increases near the bottom, a pattern with a high energy absorption near the surface rapidly thins, leading to the collapse of the resist pattern. Therefore, it is necessary to evaluate the resist by correctly simulating the energy absorption distribution in the depth direction of the resist.
高加速電子線を用いた従来の、低加速電子線用のレジストの評価では、レジスト表面に入射する電子線の強度分布を同じにできてもレジストの深さ方向におけるエネルギー吸収分布を細く絞った低加速電子線を用いる場合と同じにすることはできなかった。例えば、図9に、下地層を設けた上に厚さ30nmのレジストを塗布したときのレジスト内に付与されるエネルギー吸収分布を、モンテカルロ計算で求めた結果を示す。計算条件は、加速電圧50KV、電子線のビーム形状はσが7.1nmのガウス分布、描画線幅16nm、ピッチ32nmの5本バーである。実線、点線、破線は、それぞれレジストの表面、中間部、ボトムのエネルギー吸収分布であるが、レジストの深さ方向で、エネルギー吸収分布はほとんど変わらないことがわかる。 In the evaluation of conventional resists for low acceleration electron beams using high acceleration electron beams, the energy absorption distribution in the depth direction of the resist was narrowed down even though the intensity distribution of the electron beams incident on the resist surface could be the same. It could not be the same as when using a low acceleration electron beam. For example, FIG. 9 shows a result obtained by Monte Carlo calculation of an energy absorption distribution imparted in a resist when a resist having a thickness of 30 nm is applied on a base layer. The calculation conditions are an acceleration voltage of 50 KV, the electron beam beam shape is a Gaussian distribution with a σ of 7.1 nm, a drawing line width of 16 nm, and a pitch of 32 nm. The solid line, dotted line, and broken line indicate the energy absorption distributions on the resist surface, middle part, and bottom, respectively, but it can be seen that the energy absorption distribution hardly changes in the resist depth direction.
図2は、加速電圧5KV、σが7.1nmのガウス分布を持つ現時点では存在しない、細く絞った低加速電子線を用いた場合のエネルギー吸収分布である。その他の条件は加速電圧50KVの高加速電子線を用いた場合と同じで、表面のエネルギー吸収分布は、5KVと50KVとで差がない。しかし、加速電圧が5KVの場合、レジストの深さ方向によってエネルギー吸収量に差があり、レジストのボトムにおけるエネルギー吸収量が最も大きく、表面の吸収量が小さいことが分かる。さらに、低エネルギー電子線では、レジスト内での電子の前方散乱の確率と角度が大きい。そのため、電子が横方向に広がり、ボトムの方が表面付近よりもコントラストも下がる。このように、高加速電子線を用いて描画すると、表面のエネルギー分布は低加速電子線による描画と同じようにできても、深さ方向におけるエネルギー吸収分布には低加速電子線による描画と大きな差がある。したがって、高加速電子線を用いたレジスト評価は、次世代の低加速電子線用のレジストの正確な評価になっていなかった。 FIG. 2 shows an energy absorption distribution when a narrowly focused low acceleration electron beam that does not exist at the present time has a Gaussian distribution with an acceleration voltage of 5 KV and σ of 7.1 nm. The other conditions are the same as when a high acceleration electron beam with an acceleration voltage of 50 KV is used, and the surface energy absorption distribution is not different between 5 KV and 50 KV. However, when the acceleration voltage is 5 KV, there is a difference in the energy absorption amount depending on the depth direction of the resist, and it can be seen that the energy absorption amount at the bottom of the resist is the largest and the surface absorption amount is small. Furthermore, with a low energy electron beam, the probability and angle of forward scattering of electrons in the resist are large. Therefore, the electrons spread in the lateral direction, and the contrast at the bottom is lower than that near the surface. In this way, when drawing using a high acceleration electron beam, even if the surface energy distribution can be the same as the drawing using the low acceleration electron beam, the energy absorption distribution in the depth direction is larger than that drawn using the low acceleration electron beam. There is a difference. Therefore, resist evaluation using a high acceleration electron beam has not been an accurate evaluation of a resist for the next generation low acceleration electron beam.
本発明は、次世代描画装置用のレジストを評価するのに有用な描画装置を提供することを例示的目的とする。 An object of the present invention is to provide a drawing apparatus useful for evaluating a resist for a next-generation drawing apparatus.
本発明の1つの側面は、基板上のレジストに対して、第1エネルギーを有する第1荷電粒子線での第1描画と前記第1エネルギーより小さな第2エネルギーを有する第2荷電粒子線での第2描画とを含む多重描画を行う描画装置であって、前記第1エネルギー及び前記第2エネルギーは、前記第1荷電粒子線及び前記第2荷電粒子線がともに照射された前記レジストの領域において、前記基板に接する前記レジストの裏面の側の領域で吸収された荷電粒子線のエネルギーが前記レジストの表面の側の領域で吸収された荷電粒子線のエネルギーより多くなるように設定される、ことを特徴とする。 One aspect of the present invention relates to a first drawing with a first charged particle beam having a first energy and a second charged particle beam having a second energy smaller than the first energy with respect to a resist on a substrate. A drawing apparatus for performing multiple drawing including a second drawing, wherein the first energy and the second energy are in the region of the resist irradiated with both the first charged particle beam and the second charged particle beam. The energy of the charged particle beam absorbed in the region on the back side of the resist in contact with the substrate is set to be larger than the energy of the charged particle beam absorbed in the region on the surface side of the resist. It is characterized by.
本発明によれば、例えば、次世代描画装置用のレジストを評価するのに有用な描画装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, a drawing apparatus useful for evaluating a resist for a next-generation drawing apparatus can be provided.
[発明の原理]
本発明の原理を説明するに当って、図2及び図9に示されるように、第1荷電粒子線(高加速電子線)及び第2荷電粒子線(低加速電子線)がともに照射されたレジストの深さ方向におけるエネルギー吸収分布に差がある理由を説明する。高加速電子線及び低加速電子線が有するエネルギーをそれぞれ第1エネルギー及び第2エネルギーとするとき、第2エネルギーは第1エネルギーよりも小さい。厚さ180nmのClを含有するレジストに電子線を一様な強度分布(照射量10μC/cm2)で照射したときのレジストが吸収するエネルギーの深さ方向における分布をモンテカルロ計算によって求めた結果を図3に示す。横軸にレジスト表面からの深さ(z位置)を、縦軸にレジストに吸収されるエネルギー密度をとった。更に、加速電圧で表現した、レジストに入射する電子線のエネルギーを変数にとった。まず、同じ照射量でも、低加速電子線の方が高加速電子線よりレジストに吸収されるエネルギーが多いことが分かる。電子線のエネルギーが小さいほど、電子が進む方向の単位長さ当りで物質に吸収されるエネルギー(エネルギー吸収率)が増加することによる。
[Principle of the Invention]
In explaining the principle of the present invention, as shown in FIGS. 2 and 9, both the first charged particle beam (high acceleration electron beam) and the second charged particle beam (low acceleration electron beam) were irradiated. The reason why there is a difference in energy absorption distribution in the depth direction of the resist will be described. When the energy of the high acceleration electron beam and the low acceleration electron beam is the first energy and the second energy, respectively, the second energy is smaller than the first energy. The result obtained by calculating the distribution in the depth direction of the energy absorbed by the resist when the resist containing Cl having a thickness of 180 nm is irradiated with an electron beam with a uniform intensity distribution (irradiation amount: 10 μC / cm 2 ) is obtained by Monte Carlo calculation. As shown in FIG. The horizontal axis represents the depth (z position) from the resist surface, and the vertical axis represents the energy density absorbed by the resist. Furthermore, the energy of the electron beam incident on the resist, expressed in terms of acceleration voltage, was taken as a variable. First, it can be seen that even with the same dose, the low acceleration electron beam absorbs more energy in the resist than the high acceleration electron beam. This is because as the energy of the electron beam is smaller, the energy (energy absorption rate) absorbed by the substance per unit length in the direction in which the electrons travel is increased.
加速電圧50KVの電子線の場合、吸収されるエネルギーの密度は深さに関係なくほぼ一定である。しかし、加速電圧が小さくなるにつれて、レジストの深さが増加すると吸収量が増加している。高加速電子線(50KV)では電子が80nm進んでも、ほとんど電子線のエネルギーが減衰せず単位長さ当たりに吸収されるエネルギーに変化がないため一様な吸収量になっている。しかし、低加速電子線では、電子がレジスト内を進行するとともに電子はレジストにエネルギーを付与し、その分電子エネルギーが小さくなり、物質に吸収される単位長さ当たりのエネルギー吸収率が増加する。特に、加速電圧が10KV未満、例えば5KVでは80nm進むと吸収量は2倍程度になっている。更に、加速電圧が1KVでは深さ10nmで吸収率がピークになり、その後は急激に吸収率が下がり、40nmより深い位置には電子がほとんど到達していない。従って、レジストの厚さが数10nmの範囲では、エネルギー吸収率に関して、電子線の加速電圧によって以下の3つの領域に分けられる。
・領域1:加速電圧10KV以上の高加速電子線による描画では電子線のレジストの深さに対するエネルギー吸収率が一定である。
・領域2:加速電圧3〜8KVの低加速電子線による描画では基板上のレジストの裏面の側の領域で吸収される電子線のエネルギーが大きい。
・領域3:加速電圧3KV以下の電子線では基板上のレジストの表面の側で吸収される電子線のエネルギーが大きい。
In the case of an electron beam with an acceleration voltage of 50 KV, the density of absorbed energy is almost constant regardless of the depth. However, as the acceleration voltage decreases, the amount of absorption increases as the resist depth increases. In the high acceleration electron beam (50 KV), even if the electron advances by 80 nm, the energy of the electron beam is hardly attenuated and the energy absorbed per unit length is not changed, so that the amount of absorption is uniform. However, with a low-acceleration electron beam, the electrons travel through the resist and the electrons impart energy to the resist, and accordingly, the electron energy is reduced and the energy absorption rate per unit length absorbed by the substance is increased. In particular, when the acceleration voltage is less than 10 KV, for example, 5 KV, the absorption amount is about twice as long as 80 nm is advanced. Further, when the acceleration voltage is 1 KV, the absorption rate reaches a peak at a depth of 10 nm, and then the absorption rate decreases rapidly, and almost no electrons reach a position deeper than 40 nm. Therefore, when the resist thickness is in the range of several tens of nanometers, the energy absorption rate is divided into the following three regions depending on the acceleration voltage of the electron beam.
Region 1: In drawing with a high acceleration electron beam with an acceleration voltage of 10 KV or more, the energy absorption rate of the electron beam with respect to the resist depth is constant.
Region 2: In drawing with a low acceleration electron beam with an acceleration voltage of 3 to 8 KV, the energy of the electron beam absorbed in the region on the back side of the resist on the substrate is large.
Region 3: An electron beam with an acceleration voltage of 3 KV or less has a large energy of the electron beam absorbed on the resist surface side on the substrate.
従って、加速電圧5KVの電子線を用いて描画を行うと、厚さが数10nmのレジストでは、図2の様にエネルギー吸収率はレジストの裏面の側の領域の方が表面の側の領域より大きくなる。この様に、加速電圧の領域が異なると、電子線は、レジストの深さ方向で異なるエネルギー吸収分布をもつ。そこで、本発明は、領域1の高加速電子線による第1描画と領域2の低加速電子線による第2描画とを含む多重描画を行うことで、深さ方向におけるエネルギー吸収分布が微細な径の低エネルギー電子線と同じ傾向を有するレジストの潜像を作る。
Therefore, when drawing is performed using an electron beam with an acceleration voltage of 5 KV, in the resist having a thickness of several tens of nanometers, the energy absorption rate is higher in the region on the back side of the resist than in the region on the front side as shown in FIG. growing. In this way, when the acceleration voltage region is different, the electron beam has a different energy absorption distribution in the depth direction of the resist. Therefore, the present invention performs multiple drawing including the first drawing with the high acceleration electron beam in the
微細径の低エネルギー電子線は、レジストに対する感度が良好で、かつ、後方散乱が少ない。したがって、微細径の低エネルギー電子線を用いる描画装置及び微細径の低エネルギー電子線に適したレジストの開発が進められている。深さ方向におけるエネルギー吸収分布が微細径の低エネルギー電子線と同じ傾向を有する本発明の多重描画を用いれば、次世代の描画装置で使用する細く絞った低加速電子線用のレジストを評価することができる。 The low-energy electron beam with a fine diameter has good sensitivity to the resist and has little backscattering. Accordingly, development of a drawing apparatus using a low-energy electron beam having a fine diameter and a resist suitable for the low-energy electron beam having a fine diameter are being developed. Using multiple writing of the present invention in which the energy absorption distribution in the depth direction has the same tendency as that of a low-energy electron beam having a fine diameter, a resist for a narrowly focused low-acceleration electron beam used in a next-generation drawing apparatus is evaluated. be able to.
以下の実施例では、多重描画にエネルギーの異なる2種類の電子線を使用した。しかし、イオン線等、電子線以外の荷電粒子線を用いて多重描画を行ってもよい。 In the following examples, two types of electron beams having different energies were used for multiple drawing. However, multiple drawing may be performed using charged particle beams other than electron beams such as ion beams.
[実施例1]
図1を用いて本発明の実施例1を説明する。図1の(a)は、ウエハ(基板)上に塗布されたレジストの表面における高加速電子線及び低加速電子線により描画されるパターンを示す。斜線で示したパターン1は、加速電圧が10KV以上の第1電子線(高加速電子線)により描画されるパターンである。破線で示したパターン2は、加速電圧が3KVより大きく8KV以下の第2電子線(低加速電子線)により描画されるパターンである。図1の(b)は、(a)のS−S断面図である。実施例1では、ウエハ5の上に、ウエハ5からの反射電子による影響を避けるために厚さ150nmの下地層4を設け、その上に厚さ30nmのレジスト3の層を形成した。
[Example 1]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows a pattern drawn by a high acceleration electron beam and a low acceleration electron beam on the surface of a resist coated on a wafer (substrate).
本実施例1は、描画線幅16nm、周期32nmのバー形状の5つのパターン1を、加速電圧5KV、σ=7.1nmのガウス分布形状の低加速電子線による模擬のレジスト評価である。この場合のレジスト内のエネルギー吸収量をモンテカルロ計算によって求めると図2のようになる。実線、点線、波線は、それぞれレジストの表面、中間部、ボトムにおけるエネルギー吸収分布であり、レジストの深さの増大につれてエネルギー吸収分布が高くなっている。加速電圧5KVの電子線をσ=7.1nmまで細く絞ることが現時点ではなおできないため、実施例1では、低加速電子線と高加速電子線との多重描画によって、図2と同様のエネルギー吸収分布を模擬的に作る。 Example 1 is a simulation evaluation of five resist patterns having a drawing line width of 16 nm and a period of 32 nm using a low acceleration electron beam having an acceleration voltage of 5 KV and a Gaussian distribution shape of σ = 7.1 nm. FIG. 2 shows the energy absorption amount in the resist in this case as determined by Monte Carlo calculation. A solid line, a dotted line, and a wavy line are energy absorption distributions at the surface, middle portion, and bottom of the resist, respectively, and the energy absorption distribution increases as the resist depth increases. Since it is still not possible to narrow the electron beam with an acceleration voltage of 5 KV to σ = 7.1 nm at the present time, in Example 1, energy absorption similar to that in FIG. 2 is performed by multiple drawing with a low acceleration electron beam and a high acceleration electron beam. Simulate the distribution.
まず、加速電圧が50KV、径3.5nm(σ)の第1電子線で、図1に示す線幅16nm、ピッチ32nmの5つのバーパターン1を描画する(第1描画)。この加速電圧50KVの第1電子線によるレジスト内のエネルギー吸収分布を図4に示す。ボトムと表面でほぼ同じエネルギー吸収分布が得られている。次に、加速電圧が5KVの第2電子線でパターン2を描画する(第2描画)。パターン2は、複数のパターン1それぞれの少なくとも一部を包含するように設定される。
First, five
多重描画で、図2に示すような強度分布を作るには、レジストのボトムで吸収量が高くなるように図3から、第2電子線として3〜8KVの範囲の加速電圧を選択する必要がある。実施例1では、低加速電圧の第2電子線の加速電圧を5KV、径をσ=10.6nmとし、図に示すパターン2を第2電子線を用いて一様な強度で描画する。第2電子線の径は、σ=10.6nmより大きくても構わないが、第2電子線の径は高加速電圧の第1電子線の径より大きい。低加速電圧5KVの第2電子線での第2描画によるエネルギー吸収分布を図5に示す。レジストのボトムの吸収量が高いエネルギー吸収分布が得られる。高加速電圧50KVの第1電子線と低加速電圧5KVの第2電子線との電流の比を9:1として多重描画したときのレジスト内のエネルギー吸収分布を図6に示す。図6の多重描画のレジスト内のエネルギー吸収分布は、ボトムの方が表面よりエネルギー吸収量が大きく、図2に示す目標とするエネルギー吸収分布と同様な分布が得られている。
In order to create an intensity distribution as shown in FIG. 2 by multiple drawing, it is necessary to select an acceleration voltage in the range of 3 to 8 KV as the second electron beam from FIG. 3 so that the absorption amount is high at the bottom of the resist. is there. In Example 1, the acceleration voltage of the second electron beam having a low acceleration voltage is 5 KV, the diameter is σ = 10.6 nm, and the
図4の第1電子線のピーク強度I1と谷強度I2は、ボトムと表面で同じとし、第2電子線による第2描画の一様なボトムと表面の露光量をそれぞれDb、Dsとする。レジストの表面に接する領域における第1電子線及び第2電子線から吸収されたエネルギーの最大値及び最小値をそれぞれI1s及びI2sとする。また、レジストの裏面に接する領域における第1電子線及び第2電子線から吸収されたエネルギーの最大値及び最小値をそれぞれI1b及びI2bとする。そうすると、I1s=I1+Ds、I2s=I2+Ds、I1b=I1+Db、I2b=I2+Dbとなる。 The peak intensity I 1 and the valley intensity I 2 of the first electron beam in FIG. 4 are the same at the bottom and the surface, and the exposure amounts of the uniform bottom and surface of the second drawing by the second electron beam are D b and D, respectively. Let s . Let I 1s and I 2s be the maximum and minimum values of energy absorbed from the first electron beam and the second electron beam in the region in contact with the resist surface, respectively. In addition, the maximum and minimum values of energy absorbed from the first electron beam and the second electron beam in the region in contact with the back surface of the resist are defined as I 1b and I 2b , respectively. Then, the I 1s = I 1 + D s , I 2s = I 2 + D s, I 1b = I 1 + D b, I 2b = I 2 + D b.
高加速電圧50KVの電子線と低加速電圧5KVの電子線との電流の比を9:1として多重描画したときのレジストの表面と接する領域における(I1s−I2s)/(I1s+I2s)で表現されるコントラストの値Csは、次のようになる。
Cs=(I1s−I2s)/(I1s+I2s)=(I1−I2)/(I1+I2+2Ds)
同様にして、レジストの裏面に接する領域の(I1b−I2b)/(I1b+I2b)で表現されるコントラストの値Cbは、次のようになる。
Cb=(I1b−I2b)/(I1b+I2b)=(I1−I2)/(I1+I2+2Db)
Db>Dsなので、Cb<Csとなり、コントラストも裏面側のボトムの方が小さくなっている。このように、疑似的に作製した高加速電圧の第1電子線と低加速電圧の第2電子線の多重描画によるエネルギー吸収分布は、微細ビーム径の低加速電子線の描画による分布と、コントラストが低いものの傾向はよく一致している。したがって、多重描画が行われたレジストを現像し、現像されたレジストを評価することで、低加速電子線用のレジストの評価ができることがわかる。当該評価は、例えば、走査電子顕微鏡(SEM)等の検査装置を用いて、現像されたレジストの形状に基づいて行いうる。
(I 1s −I 2s ) / (I 1s + I 2s ) in the region in contact with the resist surface when multiple writing is performed with the ratio of the current of the electron beam having a high acceleration voltage of 50 KV and the electron beam having a low acceleration voltage of 5 KV being 9: 1. ) value C s of the contrast represented by are as follows.
C s = (I 1s -I 2s ) / (I 1s + I 2s) = (I 1 -I 2) / (I 1 + I 2 + 2D s)
Similarly, the value C b of the contrast represented by the area in contact with the back surface of the resist (I 1b -I 2b) / ( I 1b + I 2b) is as follows.
C b = (I 1b -I 2b ) / (I 1b + I 2b) = (I 1 -I 2) / (I 1 + I 2 + 2D b)
Since D b > D s , C b <C s and the contrast is smaller at the bottom on the back side. As described above, the energy absorption distribution by the multiple drawing of the first electron beam having a high acceleration voltage and the second electron beam having a low acceleration voltage, which are pseudo-manufactured, is different from the distribution by the drawing of the low acceleration electron beam having a fine beam diameter. The trend of low is in good agreement. Therefore, it is understood that the resist for low acceleration electron beam can be evaluated by developing the resist on which multiple drawing has been performed and evaluating the developed resist. The evaluation can be performed based on the shape of the developed resist using, for example, an inspection apparatus such as a scanning electron microscope (SEM).
[実施例2]
実施例2について説明する。本実施例2において、高加速電圧の第1電子線での第1描画は実施例1と同じであるが、低加速電圧の第2電子線の第2描画を一様な強度分布で行わず、現状で得られる範囲での絞りで描画をする。加速電圧5KVの第2電子線を径10.6nm(σ)で用いて線幅16nm、ピッチ32nmの描画をしたときのレジスト内のエネルギー吸収分布を図7に示す。図2に示す目標とする吸収量分布と比べると、電子線のビーム径の違いからコントラストが低くなっている。そこで、実施例2では、レジスト内のエネルギー吸収分布が図4である加速電圧50KVの第1電子線での第1描画と、加速電圧5KVの第2電子線での第2描画とを強度比3:1で多重描画する。そうすると、図8に示すレジスト内のエネルギー吸収分布が得られる。図8に示す多重描画のレジスト内のエネルギー吸収分布は、図2に示す目標とする吸収量分布は、コントラストが低いものの傾向はよく一致しており、低加速電子線用のレジストの評価ができることがわかる。
[Example 2]
Example 2 will be described. In the second embodiment, the first drawing with the first electron beam with the high acceleration voltage is the same as the first embodiment, but the second drawing with the second electron beam with the low acceleration voltage is not performed with a uniform intensity distribution. Draw with the aperture within the range that can be obtained at present. FIG. 7 shows the energy absorption distribution in the resist when drawing is performed with a line width of 16 nm and a pitch of 32 nm using a second electron beam with an acceleration voltage of 5 KV with a diameter of 10.6 nm (σ). Compared with the target absorption distribution shown in FIG. 2, the contrast is low due to the difference in the beam diameter of the electron beam. Therefore, in Example 2, the intensity ratio between the first drawing with the first electron beam with the acceleration voltage of 50 KV and the second drawing with the second electron beam with the acceleration voltage of 5 KV in FIG. Multiple drawing at 3: 1. Then, the energy absorption distribution in the resist shown in FIG. 8 is obtained. The energy absorption distribution in the resist of multiple drawing shown in FIG. 8 agrees well with the target absorption distribution shown in FIG. 2 although the contrast is low, and the resist for low acceleration electron beam can be evaluated. I understand.
[荷電粒子線描画装置に係る実施例]
図10は、本実施例に係る描画装置の構成図である。描画装置10は、荷電粒子線として電子線を用いる描画装置を例に説明するが、イオン線等他の荷電粒子線を用いるものであってもよい。描画装置10は、真空チャンバ15と、当該真空チャンバ15内に収容された電子光学系13(荷電粒子光学系)およびステージ14を有し、真空中で電子線を用いて基板12に描画を行うものである。ステージ14は、電子光学系13に対して基板12を位置決めするために可動に構成され、基板12を保持するための基板保持装置11(単に保持装置ともいう)を含む。
[Embodiment related to charged particle beam drawing apparatus]
FIG. 10 is a configuration diagram of the drawing apparatus according to the present embodiment. The
電子光学系13は、電子銃(電子源または荷電粒子源ともいう)13sを含み、その加速電圧は、上述の領域1−2にわたる加速電圧範囲にわたって可変とされている。例えば、電子銃13sは、そのアノード電極の電位が離散的または連続的に変更しうるように構成されている。電子光学系13は、不図示の1以上の静電レンズを含み、当該静電レンズのパワーは、電子銃13sの加速電圧に応じて調整されうる。
The electron
このような構成により、描画装置10は、例えば、高加速電圧50KVの第1電子線(径3.5nm(σ))と低加速電圧5KVの第2電子線(径10.6nm(σ))とによる実施例1または2で説明した多重描画を行うことができる。なお、加速電圧やビーム径の値は、上述のものには限られない。また、電子光学系13の構成も、上述したものに限られず、例えば、高加速電圧用の第1電子光学系と低加速電圧用の第2電子光学系とを別々に含む構成であってもよい。
With such a configuration, for example, the
[物品製造方法に係る実施例]
本発明の実施例に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤(レジスト)が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板に描画を行う工程)と、当該工程で潜像パターンを形成された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。なお、当該物品は、上述のようなデバイスや素子に限定されず、例えば、上述の評価に供される現像後のレジストを含む基板としうる。
[Examples related to article manufacturing method]
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The manufacturing method includes a step of forming a latent image pattern on the photosensitive agent on a substrate coated with a photosensitive agent (resist) using the above drawing device (step of drawing on the substrate), and a latent image pattern in the step. Developing the substrate on which the substrate is formed. Further, the manufacturing method may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method. The article is not limited to the devices and elements as described above, and can be, for example, a substrate including a developed resist subjected to the above-described evaluation.
Claims (8)
前記第1エネルギー及び前記第2エネルギーは、前記第1荷電粒子線及び前記第2荷電粒子線がともに照射された前記レジストの領域において、前記基板に接する前記レジストの裏面の側の領域で吸収された荷電粒子線のエネルギーが前記レジストの表面の側の領域で吸収された荷電粒子線のエネルギーより多くなるように設定される、
ことを特徴とする描画装置。 Multiple drawing including a first drawing with a first charged particle beam having a first energy and a second drawing with a second charged particle beam having a second energy smaller than the first energy with respect to a resist on a substrate. A drawing device for performing
The first energy and the second energy are absorbed in a region on the back surface side of the resist in contact with the substrate in the region of the resist irradiated with both the first charged particle beam and the second charged particle beam. The charged particle beam energy is set to be larger than the charged particle beam energy absorbed in the region on the resist surface side,
A drawing apparatus characterized by that.
(I1s−I2s)/(I1s+I2s)で表現される前記表面の側の領域でのコントラストは、(I1b−I2b)/(I1b+I2b)で表現される前記裏面の側の領域でのコントラストより大きい、ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の描画装置。 The maximum value and the minimum value of the energy of the charged particle beam absorbed in the region on the front surface side are I 1s and I 2s , respectively, and the maximum value and the minimum value of the energy of the charged particle beam absorbed in the region on the back surface side The values are I 1b and I 2b respectively,
The contrast in the region on the front surface side expressed by (I 1s −I 2s ) / (I 1s + I 2s ) is that of the back surface expressed by (I 1b −I 2b ) / (I 1b + I 2b ) The drawing apparatus according to claim 1, wherein the drawing apparatus has a contrast larger than a contrast in a side region.
第1エネルギーを有する第1荷電粒子線で前記レジストに第1描画を行う工程と、
前記第1エネルギーより小さな第2エネルギーを有する第2荷電粒子線で前記レジストに第2描画を行う工程と、
を含み、
前記第1エネルギー及び前記第2エネルギーは、前記第1荷電粒子線及び前記第2荷電粒子線がともに照射された前記レジストの領域において、前記基板に接する前記レジストの裏面の側の領域で吸収された荷電粒子線のエネルギーが前記レジストの表面の側の領域で吸収された荷電粒子線のエネルギーより多くなるように設定される、
ことを特徴とする描画方法。 A drawing method for performing multiple drawing on a resist on a substrate,
Performing a first drawing on the resist with a first charged particle beam having a first energy;
Performing a second drawing on the resist with a second charged particle beam having a second energy smaller than the first energy;
Including
The first energy and the second energy are absorbed in a region on the back surface side of the resist in contact with the substrate in the region of the resist irradiated with both the first charged particle beam and the second charged particle beam. The charged particle beam energy is set to be larger than the charged particle beam energy absorbed in the region on the resist surface side,
A drawing method characterized by that.
基板上のレジストに対して請求項1乃至5のいずれか1項に記載の描画装置を用いて多重描画を行う工程と、
前記多重描画を行われたレジストを現像する工程と、
前記現像のなされたレジストを評価する工程と、
を含むことを特徴とする評価方法。 An evaluation method for evaluating a resist,
A step of performing multiple drawing on the resist on the substrate using the drawing apparatus according to claim 1;
Developing the resist subjected to the multiple drawing;
Evaluating the developed resist; and
The evaluation method characterized by including.
前記多重描画を行われたレジストを現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。 A step of performing multiple drawing on the resist on the substrate using the drawing apparatus according to claim 1;
Developing the resist subjected to the multiple drawing;
A method for producing an article comprising:
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2012227427A JP2014082240A (en) | 2012-10-12 | 2012-10-12 | Drawing device, drawing method, evaluation method and article manufacturing method |
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| JP (1) | JP2014082240A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2023532958A (en) * | 2020-06-30 | 2023-08-01 | カール・ツァイス・エスエムティー・ゲーエムベーハー | Method and apparatus for processing lithographic masks |
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2012
- 2012-10-12 JP JP2012227427A patent/JP2014082240A/en active Pending
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