JP2014033075A - Electric charge particle beam lithography device and pattern inspection device - Google Patents
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Abstract
【課題】レーザ干渉計の振動による装置精度の低下を抑止する。
【解決手段】荷電粒子ビーム描画装置は、試料を支持する移動可能なステージと、そのステージの移動方向におけるステージとの相対距離をレーザ光により計測するレーザ干渉計12とを備える。このレーザ干渉計12は、レーザ光を測定光L1及び参照光L2に分離するビームスプリッタの一例である偏光ビームスプリッタ12cと、その偏光ビームスプリッタ12cにより分離された参照光L2を測定光L1に平行に反射する反射部12dと、その反射部12dにより反射された参照光L2を反射部12dに向けて測定光L1に平行に反射する固定鏡12fとを具備する。
【選択図】図3Deterioration of apparatus accuracy due to vibration of a laser interferometer is suppressed.
A charged particle beam drawing apparatus includes a movable stage that supports a sample, and a laser interferometer 12 that measures a relative distance between the stage in the moving direction of the stage using a laser beam. The laser interferometer 12 is a polarization beam splitter 12c that is an example of a beam splitter that separates laser light into measurement light L1 and reference light L2, and the reference light L2 separated by the polarization beam splitter 12c is parallel to the measurement light L1. And a fixed mirror 12f that reflects the reference light L2 reflected by the reflecting portion 12d toward the reflecting portion 12d in parallel with the measurement light L1.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及びパターン検査装置に関する。 The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a pattern inspection apparatus.
近年の大規模集積回路(LSI)の高集積化及び大容量化に伴って、半導体デバイスに要求される回路線幅は益々微小になってきている。半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するためには、リソグラフィ技術が用いられており、このリソグラフィ技術では、マスク(レチクル)と称される原画パターンを用いたパターン転写が行われている。このパターン転写に用いる高精度なマスクを製造するためには、優れた解像度を有する荷電粒子ビーム描画装置が用いられている。 With the recent high integration and large capacity of large scale integrated circuits (LSIs), circuit line widths required for semiconductor devices are becoming increasingly smaller. In order to form a desired circuit pattern on a semiconductor device, a lithography technique is used. In this lithography technique, pattern transfer using an original pattern called a mask (reticle) is performed. In order to manufacture a high-accuracy mask used for this pattern transfer, a charged particle beam drawing apparatus having an excellent resolution is used.
この荷電粒子ビーム描画装置の一例としては、マスクやブランクなどの試料が載置されたステージを移動させつつ、そのステージの位置に基づいてステージ上の試料の所定位置に電子ビームを偏向して照射し、ステージ上の試料にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置が開発されている。また、ステージの位置に基づいてそのステージ上の試料のパターンを検査するパターン検査装置も開発されている。 As an example of this charged particle beam drawing apparatus, an electron beam is deflected and irradiated to a predetermined position of a sample on the stage based on the position of the stage while moving a stage on which a sample such as a mask or a blank is moved. However, charged particle beam drawing apparatuses that draw patterns on a sample on a stage have been developed. In addition, a pattern inspection apparatus that inspects a pattern of a sample on the stage based on the position of the stage has been developed.
このような荷電粒子ビーム描画装置あるいはパターン検査装置において、ステージの位置を測定する測定器としては、通常、偏光ビームスプリッタやλ/4板、反射鏡などの複数の光学部品を有するレーザ干渉計が用いられている。偏光ビームスプリッタの側面にはλ/4板及び反射鏡が重ねられて直接設けられている。この偏光ビームスプリッタに入射したレーザ光は偏光ビームスプリッタによって、ステージに向かう測定光(測長光)と反射鏡に向かう参照光とに分けられる。その後、ステージ及び反射鏡により反射された測定光及び参照光は偏光ビームスプリッタにより再び合成されて干渉光となる。このとき、ステージの移動による測定光の光路長変化は、測定光の位相変化をもたらし、干渉光に周波数変動をもたらす。この周波数変動(測定光と参照光との光路差により発生する干渉縞)からステージ位置が計測される。 In such a charged particle beam drawing apparatus or pattern inspection apparatus, a laser interferometer having a plurality of optical components such as a polarizing beam splitter, a λ / 4 plate, and a reflecting mirror is usually used as a measuring instrument for measuring the position of the stage. It is used. A λ / 4 plate and a reflecting mirror are directly stacked on the side surface of the polarizing beam splitter. The laser beam incident on the polarization beam splitter is divided by the polarization beam splitter into measurement light (measurement light) directed to the stage and reference light directed to the reflecting mirror. Thereafter, the measurement light and the reference light reflected by the stage and the reflecting mirror are combined again by the polarization beam splitter to become interference light. At this time, the change in the optical path length of the measurement light due to the movement of the stage brings about a change in the phase of the measurement light, resulting in a frequency variation in the interference light. The stage position is measured from this frequency variation (interference fringes generated by the optical path difference between the measurement light and the reference light).
このようにレーザ干渉計は自身とステージとの相対距離を計測する計測器であり、レーザ干渉計、すなわちビームスプリッタが振動すると計測誤差が発生してしまう。なお、ビームスプリッタなどの光学部品の振動ではなく、マークを計測する計測装置の振動を抑えるため、その計測装置の筺体にマスダンパを設ける技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As described above, the laser interferometer is a measuring instrument that measures the relative distance between itself and the stage. When the laser interferometer, that is, the beam splitter vibrates, a measurement error occurs. In addition, in order to suppress vibration of a measuring device that measures a mark, not vibration of an optical component such as a beam splitter, a technique of providing a mass damper in a housing of the measuring device has been proposed (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、前述のようにマークを計測する計測装置の筺体にマスダンパを設けた場合には、その筺体に比べて微小な光学部品が振動することを抑えることは難しく、筺体内の光学部品の振動を完全に抑えることは困難である。特に、マークを計測する計測装置で問題とならない振動もレーザ干渉計では問題となることがあり、ビームスプリッタなどの光学部品の振動によりレーザ干渉計の計測精度が低くなると、それに応じて装置精度(描画精度又は検査精度)が低下してしまう。 However, when a mass damper is provided in the housing of the measuring device that measures the marks as described above, it is difficult to suppress vibration of minute optical components compared to the housing, and vibration of the optical components in the housing is suppressed. It is difficult to suppress completely. In particular, vibration that does not cause a problem in the measurement device that measures the mark can also be a problem in the laser interferometer. If the measurement accuracy of the laser interferometer decreases due to vibration of optical components such as a beam splitter, the device accuracy ( (Drawing accuracy or inspection accuracy) decreases.
ここで、光学部品の振動を抑えるため、例えば、取付部材により光学部品を強固に固定すると、光学部品に強い外力が加わり、その外力により光学部品のひずみ(光学的なひずみ)が生じる。このため、光学部品の光学性能が下がり、レーザ干渉計の計測精度が低くなってしまう。さらに、光学部品と取付部材とが密着するため、取付部材の熱膨張や収縮などによって光学部品のひずみ(光学的なひずみ)が生じ、やはり光学部品の光学性能が下がり、レーザ干渉計の計測精度が低くなってしまう。したがって、取付部材などにより光学部品を強固に固定することを避ける必要がある。 Here, in order to suppress the vibration of the optical component, for example, when the optical component is firmly fixed by the mounting member, a strong external force is applied to the optical component, and the external force causes distortion of the optical component (optical distortion). For this reason, the optical performance of the optical component is lowered, and the measurement accuracy of the laser interferometer is lowered. Furthermore, since the optical component and the mounting member are in close contact with each other, distortion (optical strain) of the optical component occurs due to thermal expansion or contraction of the mounting member, which also decreases the optical performance of the optical component, and the measurement accuracy of the laser interferometer Will be lower. Therefore, it is necessary to avoid firmly fixing the optical component with an attachment member or the like.
本発明が解決しようとする課題は、レーザ干渉計の振動による装置精度の低下を抑止することができる荷電粒子ビーム描画装置及びパターン検査装置を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a charged particle beam drawing apparatus and a pattern inspection apparatus capable of suppressing a decrease in apparatus accuracy due to vibration of a laser interferometer.
本発明の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置は、試料を支持する移動可能なステージと、ステージの移動方向におけるステージとの相対距離をレーザ光により計測するレーザ干渉計とを備え、レーザ干渉計は、レーザ光を測定光及び参照光に分離するビームスプリッタと、ビームスプリッタにより分離された参照光を測定光に平行に反射する反射部と、反射部により反射された参照光を反射部に向けて測定光に平行に反射する固定鏡とを具備する。 A charged particle beam drawing apparatus according to an embodiment of the present invention includes a movable stage that supports a sample, and a laser interferometer that measures a relative distance between the stage in the moving direction of the stage with laser light, and a laser interferometer. Includes a beam splitter that separates the laser light into measurement light and reference light, a reflection part that reflects the reference light separated by the beam splitter in parallel to the measurement light, and directs the reference light reflected by the reflection part to the reflection part. And a fixed mirror that reflects in parallel with the measurement light.
また、上記荷電粒子ビーム描画装置において、反射部はビームスプリッタの側面に設けられていることが望ましい。 In the charged particle beam drawing apparatus, it is desirable that the reflecting portion is provided on a side surface of the beam splitter.
また、上記荷電粒子ビーム描画装置において、反射部の重さはビームスプリッタの重さの10%以下であることが望ましい。 In the charged particle beam drawing apparatus, the weight of the reflecting portion is preferably 10% or less of the weight of the beam splitter.
また、上記荷電粒子ビーム描画装置において、ステージを収容する固定状態の描画室をさらに備え、固定鏡は描画室の壁に固定されていることが望ましい。 The charged particle beam drawing apparatus preferably further includes a fixed drawing chamber for accommodating the stage, and the fixed mirror is fixed to the wall of the drawing chamber.
本発明の実施形態に係るパターン検査装置は、試料を支持する移動可能なステージと、ステージの移動方向におけるステージとの相対距離をレーザ光により計測するレーザ干渉計とを備え、レーザ干渉計は、レーザ光を参照光及び測定光に分離するビームスプリッタと、ビームスプリッタにより分離された参照光を測定光に平行に反射する反射部と、反射部により反射された参照光を反射部に向けて測定光に平行に反射する固定鏡とを具備する。 A pattern inspection apparatus according to an embodiment of the present invention includes a movable stage that supports a sample, and a laser interferometer that measures a relative distance between the stage in the moving direction of the stage using a laser beam. A beam splitter that separates laser light into reference light and measurement light, a reflection part that reflects the reference light separated by the beam splitter in parallel to the measurement light, and the reference light reflected by the reflection part is measured toward the reflection part. And a fixed mirror that reflects in parallel to the light.
本発明によれば、レーザ干渉計の振動による装置精度の低下を抑止することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress a decrease in apparatus accuracy due to vibration of the laser interferometer.
(第1の実施形態)
第1の実施形態について図1ないし図4を参照して説明する。
(First embodiment)
A first embodiment will be described with reference to FIGS.
図1に示すように、第1の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置1は、荷電粒子ビームによる描画を行う描画部2と、その描画部2を制御する制御部3とを備えている。この荷電粒子ビーム描画装置1は、荷電粒子ビームとして例えば電子ビームを用いた可変成形型の描画装置の一例である。なお、荷電粒子ビームは電子ビーム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であっても良い。
As shown in FIG. 1, the charged particle beam drawing apparatus 1 according to the first embodiment includes a
描画部2は、描画対象となる試料Wを収容する描画室2aと、その描画室2aにつながる光学鏡筒2bとを有している。この光学鏡筒2bは、描画室2aの上面に設けられており、電子ビームを成形及び偏向し、描画室2a内の試料Wに対して照射するものである。このとき、描画室2a及び光学鏡筒2bの両方の内部は減圧されて真空状態にされている。
The
描画室2a内には、試料Wを支持するステージ11が設けられている。このステージ11は水平面内で互いに直交するX軸方向とY軸方向(以下、単にX方向及びY方向という)に移動機能により移動可能に形成されており、そのステージ11の載置面上には、例えばマスクやブランクなどの試料Wが載置される。また、描画室2aの外周には、レーザ干渉計12が設けられている。このレーザ干渉計12は自身とステージ11との相対距離、すなわち離間距離を計測する計測器である。
A
光学鏡筒2b内には、電子ビームBを出射する電子銃などの出射部21と、その電子ビームBを集光する照明レンズ22と、ビーム成形用の第1の成形アパーチャ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の成形アパーチャ26と、試料W上にビーム焦点を結ぶ対物レンズ27と、試料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とが配置されている。
In the
このような描画部2では、電子ビームBが出射部21から出射され、照明レンズ22により第1の成形アパーチャ23に照射される。この第1の成形アパーチャ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の成形アパーチャ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の成形アパーチャ26に投影される。なお、この投影位置は成形偏向器25により偏向可能であり、投影位置の変更により電子ビームBの形状と寸法を制御することが可能である。その後、第2の成形アパーチャ26を通過した電子ビームBは、その焦点が対物レンズ27によりステージ11上の試料Wに合わされて照射される。このとき、ステージ11上の試料Wに対する電子ビームBのショット位置は副偏向器28及び主偏向器29により変更される。
In such a
制御部3は、描画データを記憶する描画データ記憶部3aと、その描画データを処理してショットデータを生成するショットデータ生成部3bと、描画部2を制御する描画制御部3cとを備えている。なお、ショットデータ生成部3bや描画制御部3cは、電気回路などのハードウエアにより構成されても良く、また、各機能を実行するプログラムなどのソフトウエアにより構成されても良く、あるいは、それらの両方の組合せにより構成されても良い。
The control unit 3 includes a drawing
描画データ記憶部3aは、試料Wにパターンを描画するための描画データを記憶する記憶部である。この描画データは、半導体集積回路の設計者などによって作成された設計データ(レイアウトデータ)が荷電粒子ビーム描画装置1に入力可能となるように、すなわち荷電粒子ビーム描画装置1用のフォーマットに変換されたデータであり、外部装置から描画データ記憶部3aに入力されて保存されている。描画データ記憶部3aとしては、例えば、磁気ディスク装置や半導体ディスク装置(フラッシュメモリ)などを用いることが可能である。
The drawing
なお、前述の設計データは、通常、多数の微小なパターン(図形など)を含んでおり、そのデータ量はかなりの大容量になっている。この設計データがそのまま他のフォーマットに変換されると、変換後のデータ量はさらに増大してしまう。このため、描画データでは、データの階層化やパターンのアレイ表示などの方法により、データ量の圧縮化が図られている。このような描画データが、チップ領域の描画パターン、または、同一描画条件である複数のチップ領域を仮想的にマージして一つのチップに見立てた仮想チップ領域の描画パターンなどを規定するデータとなる。 The design data described above usually includes a large number of minute patterns (such as graphics), and the amount of data is considerably large. If this design data is converted into another format as it is, the data amount after conversion further increases. For this reason, in the drawing data, the amount of data is reduced by a method such as data hierarchization or pattern array display. Such drawing data is data that defines a drawing pattern of a chip area or a drawing pattern of a virtual chip area that is virtually merged into a plurality of chip areas that have the same drawing conditions. .
ショットデータ生成部3bは、描画データにより規定される描画パターンをストライプ状(短冊状)の複数のストライプ領域(長手方向がX方向であり、短手方向がY方向である)に分割し、さらに、各ストライプ領域を行列状の多数のサブ領域に分割する。加えて、ショットデータ生成部3bは、各サブ領域内の図形の形状や大きさ、位置などを決定し、さらに、図形を一回のショットで描画不可能である場合には、描画可能な複数の部分領域に分割し、ショットデータを生成する。なお、ストライプ領域の短手方向(Y方向)の長さは電子ビームBを主偏向で偏向可能な長さに設定されている。
The shot
描画制御部3cは、前述の描画パターンを描画する際、ステージ11をストライプ領域の長手方向(X方向)に移動させつつ、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、一つのストライプ領域の描画が完了すると、ステージ11をY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、これを繰り返して試料Wの描画領域の全体に電子ビームBによる描画を行う。なお、描画中には、ステージ11が一方向に連続的に移動しているため、描画原点がステージ11の移動に追従するように、主偏向器29によってサブ領域の描画原点をトラッキングさせている。
When drawing the above-mentioned drawing pattern, the
このように電子ビームBは、副偏向器28と主偏向器29によって偏向され、連続的に移動するステージ11に追従しながら、その照射位置が決められる。ステージ11のX方向の移動を連続的に行うとともに、そのステージ11の移動に電子ビームBのショット位置を追従させることで、描画時間を短縮することができる。ただし、第1の実施形態では、ステージ11のX方向の移動を連続して行っているが、これに限るものではなく、例えば、ステージ11を停止させた状態で一つのサブ領域の描画を行い、次のサブ領域に移動するときは描画を行わないステップアンドリピート方式の描画方法を用いても良い。
Thus, the irradiation position of the electron beam B is determined while following the
このような電子ビームBによる描画において、レーザ干渉計12により計測されたステージ11との相対距離に関する相対距離情報は、ステージ11の移動に関する制御(フィードバック制御)だけではなく、副偏向器28や主偏向器29などの制御、すなわち照射位置の制御(描画の制御)にも用いられる。
In such drawing with the electron beam B, the relative distance information related to the relative distance from the
次に、レーザ干渉計12について詳しく説明する。
Next, the
図2に示すように、レーザ干渉計12は二個設けられており、図2中の下側に位置する第1のレーザ干渉計12は、ステージ11の移動方向であるY方向におけるステージ11との相対距離(Y方向の相対距離)を計測する。また、図2中の左側に位置する第2のレーザ干渉計12は、ステージ11の移動方向であるX方向におけるステージ11との相対距離(X方向の相対距離)を計測する。これらの第1及び第2のレーザ干渉計12は同じ構造を有するため、その共通の構造について以下に説明する。
As shown in FIG. 2, two
図2及び図3に示すように、レーザ干渉計12は、レーザ光を投光する投光部12aと、レーザ光を受光する受光部12bと、レーザ光の偏向成分を分離する偏光ビームスプリッタ(PBS)12cと、レーザ光を反射する反射部12dと、π/2の位相差を与える位相板として機能するλ/4板12eと、レーザ光を反射する反射鏡として機能する固定鏡12fとを備えている。これらの偏光ビームスプリッタ12c、反射部12d、λ/4板12e及び固定鏡12fは各種の光学部品である。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
投光部12a及び受光部12bは描画室2aの外周に設けられている(図2参照)。この受光部12bとしては、例えば、CCD(電荷結合素子)などを用いることが可能である。なお、受光部12bに干渉光を取り出すため、必要に応じてコーナーキューブプリズムやλ/4板などの光学部品(図示せず)が設けられている。
The
偏光ビームスプリッタ12cは、描画室2aの側面に形成された収容室Rに設けられている。この偏光ビームスプリッタ12cは、レーザ光を測定光(測長光)L1及び参照光L2に分離する偏光分離面M1(図3参照)を有し、レーザ光をステージ11に向かう測定光L1と反射部12dに向かう参照光L2とに分離するビームスプリッタである。偏光ビームスプリッタ12cは、例えば、ガラスなどの材料により直方体形状に形成されている。
The
なお、前述の偏光ビームスプリッタ12cは、収容室Rの底面に設けられたベース体(図示せず)の上面に接着層を介して設けられている。ベース体は、収容室Rの底面にボルトあるいは接着剤などの固定部材(図示せず)により固定されている。このベース体は、熱膨張率が低くなるよう、例えば、鉄−ニッケル合金などの金属により形成されている。特に、ベース体の熱膨張率は、その膨張により偏光ビームスプリッタ12cに対してひずみを生じさせない熱膨張率になっている。
The
また、前述の収容室Rは、偏光ビームスプリッタ12cにより偏向されたレーザ光がステージ11に向かって進行可能に、すなわち収容室Rの内部空間が描画室2aの内部空間とつながるように形成されている(図2参照)。さらに、収容室Rの壁面の一部は、投光部12aにより出射されたレーザ光及び受光部12bにより受光されるレーザ光が透過するように形成されている。この収容室Rは描画室2aの一部として機能する。
Further, the above-described storage chamber R is formed so that the laser beam deflected by the
反射部12dは、偏光ビームスプリッタ12cの偏光分離面M1と平行な反射面M2(図3参照)を有し、偏光ビームスプリッタ12cにより分離された参照光L2を測定光L1に平行に固定境12fに向けて反射する。この反射部12dとしては、例えば、直方体形状の反射鏡を用いることが可能である。さらに、反射部12dは、偏光ビームスプリッタ12cより小さく形成されており、偏光ビームスプリッタ12cの側面に固定されている。この固定方法としては、例えば、反射部12d及び偏光ビームスプリッタ12cを直接接合する接合方法や光透過性を有する接着剤を用いた接合方法などを用いることが可能である。
The
ここで、反射部12dの重さは、偏光ビームスプリッタ12cのひずみ(ねじれ)を生じさせない重さであることが望ましく、例えば、偏光ビームスプリッタ12cの重さの10%以下であることが望ましい。これは、反射部12dの重さが偏光ビームスプリッタ12cの重さの10%より大きくなるとその重さにより偏光ビームスプリッタ12cにひずみが生じ、偏光ビームスプリッタ12cの光学性能、すなわち分離性能が低下するためである。
Here, the weight of the reflecting
λ/4板12e及び固定鏡12fは、向かってくるレーザ光の進行方向にその順番で並べられ、描画室2aの壁面、すなわち筐体であるチャンバの壁面に固定されて設けられている(図2参照)。この固定方法としては、例えば、接着剤などの固定部材や取付部材などを使用した固定方法を用いることが可能である。なお、描画室2aは振動しないように強固に固定されて設置されている。
The λ / 4
このようにλ/4板12e及び固定鏡12fは、強固な固定状態の描画室2aの壁面(チャンバの壁面)に固定部材や取付部材などにより設けられ、振動しない固定状態とされている。このとき、λ/4板12e及び固定鏡12fを振動しないように取付部材により固定する場合でも、固定鏡12fの設計において固定鏡12fと取付部材との温度ひずみなどの制約がほとんどないため(温度ひずみが反射性能に影響をほとんど与えないため)、容易に設計を行うことができる。
As described above, the λ / 4
ここで、ステージ11の側面には、レーザ光を反射する反射鏡として機能するミラー11aが取り付けられている。このミラー11aは、ステージ11における第1及び第2のレーザ干渉計12側の側面に固定されており、第1及び第2のレーザ干渉計12から照射されたレーザ光をそれぞれ第1及び第2のレーザ干渉計12に向けて反射する。
Here, on the side surface of the
このようなレーザ干渉計12において、図3に示すように、投光部12aから出射されたレーザ光は、偏光ビームスプリッタ12cより分離(分割)され、分離されたレーザ光の一方である測定光L1はステージ11に向かって直進する。一方、分離されたレーザ光の他方である参照光L2は、反射部12dに向かって直進する。その後、参照光L2は、反射部12dにより直角に反射され、測定光L1と平行にλ/4板12e及び固定鏡12fに向かって直進する。
In such a
これらのレーザ光はステージ11のミラー11a、あるいは、固定鏡12f及び反射部12dにより反射され、偏光ビームスプリッタ12cに戻りその偏光ビームスプリッタ12cによって重ね合わされて干渉する。この干渉したレーザ光(干渉光)が受光部12bにより受光され、その光路差により発生する干渉縞が観測される。このような計測がX方向及びY方向の両方で行われ、第1のレーザ干渉計12とステージ11とのY方向の相対距離、さらに、第2のレーザ干渉計12とステージ11とのX方向の相対距離が測定され、それらの相対距離情報からステージ11の位置が把握される。
These laser beams are reflected by the
なお、第1の実施形態では、前述のように1(シングル)パス方式のレーザ干渉計12を用いているが、これに限るものではない。例えば、被測定物との間でレーザ光を二往復させる2(ダブル)パス方式のレーザ干渉計を用いても良く、あるいは、被測定物との間でレーザ光を四往復させる4(フォー)パス方式のレーザ干渉計を用いても良く、そのパス数は特に限定されるものではない。また、光学部品としては、偏光ビームスプリッタ12c、反射部12d、λ/4板12e及び固定鏡12fを用いているが、これ以外にも各種のビームスプリッタや位相板などを用いることが可能であり、さらに、各部材の個数増加も可能である。
In the first embodiment, the 1 (single) -
このように前述の荷電粒子ビーム描画装置1では、偏光ビームスプリッタ12cにより分離された参照光L2を測定光L1に平行に反射する反射部12dが偏光ビームスプリッタ12cの側面に設けられており、その反射部12dにより反射された参照光L2を反射部12dに向けて測定光L1に平行に反射する固定鏡12fがλ/4板12eと共に描画室2aの壁面に設けられている。
As described above, in the charged particle beam drawing apparatus 1 described above, the
ここで、ステージ11移動用のモータや真空引き用の減圧ポンプなどにより機械的な振動が発生すると、この振動により偏光ビームスプリッタ12cが横方向に、すなわち測定光L1の光路方向に振動する場合がある。このとき、例えば、測定光L1の光路方向がY方向である第1のレーザ干渉計12において偏光ビームスプリッタ12cがY方向に振動した場合には、参照光L2の光路長(=X方向の光路長+Y方向の光路長)及び測定光L1の光路長(Y方向の光路長)は両方ともY方向に同じ量だけ変動する。また、測定光L1の光路方向がX方向である第2のレーザ干渉計12において偏光ビームスプリッタ12cがX方向に振動した場合にも、参照光L2の光路長(=Y方向の光路長+X方向の光路長)及び測定光L1の光路長(X方向の光路長)は両方ともX方向に同じ量だけ変動する。
Here, when mechanical vibration is generated by a motor for moving the
したがって、反射部12dが偏光ビームスプリッタ12cの側面に設けられ、それに対応させて前述のように固定鏡12fが設けられている場合には、その偏光ビームスプリッタ12cが測定光L1の光路方向に振動すると、光路長変動が測定光L1及び参照光L2の双方に生じる。ところが、偏光ビームスプリッタ12cにより分離された測定光L1の光路と、偏光ビームスプリッタ12cにより分離されて反射部12dにより反射された参照光L2の光路とは平行であるため、前述の振動による測定光L1及び参照光L2の互いの光路長の変動量は同じとなる。これにより、前述の振動が測定光L1と参照光L2との光路差に影響を及ぼすことがなく、すなわち、測定光L1の光路方向への偏光ビームスプリッタ12cの振動により測定光L1と参照光L2との光路差が変化することはないため、前述の光路長の変動がそのまま計測誤差になることを防止することができる。このように、偏光ビームスプリッタ12cの振動によってレーザ干渉計12の計測精度が低くなることを抑えることが可能になるので、描画精度の低下を抑止することができる。
Therefore, when the reflecting
一方、図4に示すように、固定鏡12fがλ/4板12eと共に偏光ビームスプリッタ12cの側面に直接設けられていることがある(前述の比較例)。このとき、測定光L1の光路方向がY方向である第1のレーザ干渉計12において偏光ビームスプリッタ12cがY方向に振動した場合には、参照光L2の光路長(X方向の光路長)は変動せず、測定光L1の光路長(Y方向の光路長)だけがY方向に変動する。また、測定光L1の光路方向がX方向である第2のレーザ干渉計12において偏光ビームスプリッタ12cがX方向に振動した場合には、参照光L2の光路長(Y方向の光路長)は変動せず、測定光L1の光路長(X方向の光路長)だけがX方向に変動する。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the fixed
したがって、固定鏡12fがλ/4板12eと共に偏光ビームスプリッタ12cの側面に直接設けられている場合には、その偏光ビームスプリッタ12cが測定光L1の光路方向に振動すると、測定光L1の光路長のみが変動する。すなわち、測定光L1の光路方向への偏光ビームスプリッタ12cの振動により測定光L1と参照光L2との光路差が変化することになり、前述の測定光L1の光路長の変動はそのまま計測誤差となってしまう。このように、偏光ビームスプリッタ12cの振動によってレーザ干渉計12の計測精度が低くなるため、描画精度が低下してしまう。
Therefore, when the fixed
以上説明したように、第1の実施形態によれば、偏光ビームスプリッタ12cにより分離された参照光L2を測定光L1に平行に反射する反射部12dと、その反射部12dにより反射された参照光L2を反射部12dに向けて測定光L1に平行に反射する固定鏡12fとを設けることによって、偏光ビームスプリッタ12cが測定光L1の光路方向に振動しても、その振動による測定光L1及び参照光L2の互いの光路長の変動量は同じとなる。これにより、測定光L1の光路方向への偏光ビームスプリッタ12cの振動によって測定光L1と参照光L2との光路差が変化することがなくなるので、その振動による計測誤差が発生することを防止することが可能となる。したがって、偏光ビームスプリッタ12cの振動によりレーザ干渉計12の計測精度が低くなることを抑えることができ、その結果、装置精度、すなわち描画精度の低下を抑止することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、偏光ビームスプリッタ12cを取付部材などにより強固に固定しないため、偏光ビームスプリッタ12cに強い外力が加わることもなく、偏光ビームスプリッタ12cのひずみの発生を防止することが可能となる。さらに、取付部材の熱膨張や収縮などによる偏光ビームスプリッタ12cのひずみの発生も防止することが可能となる。したがって、偏光ビームスプリッタ12cの光学性能、すなわち分離性能の低下を抑え、レーザ干渉計12の計測精度の低下を防止することが可能になるので、描画精度の低下をより抑止することができる。
In addition, since the
また、レーザ干渉計12により計測されたステージ11との相対距離に関する相対距離情報を副偏向器28や主偏向器29などの制御、すなわち照射位置の制御(描画の制御)に用いることによって、正確な描画が可能となるので、描画精度の向上を実現することができる。このような描画制御に用いる相対距離情報が振動の影響を受けると、描画精度が著しく低下してしまうが、前述のように振動によるレーザ干渉計12の計測精度の低下を抑えることが可能であり、その結果、描画精度の著しい低下を抑止することができる。
Further, by using the relative distance information measured by the
また、反射部12dが偏光ビームスプリッタ12cの側面に設けられている。これにより、反射部12dと偏光ビームスプリッタ12cとを別体として製造してから一体化することが可能となるので、製造を容易化することができる。詳しくは、偏光ビームスプリッタ12cの外面に反射部12dを取り付けるだけで良く、反射部12dと偏光ビームスプリッタ12cとを一体化させるために偏光ビームスプリッタ12cを加工する必要がない。これにより、製造を容易化することができ、さらに、加工による偏光ビームスプリッタ12cの分離性能の低下を防止することができる。
In addition, the reflecting
さらに、前述のように反射部12dが偏光ビームスプリッタ12cの側面に設けられている場合には、反射部12dの重さは偏光ビームスプリッタ12cの重さの10%以下であることが望ましい。この場合には、偏光ビームスプリッタ12cの側面に設けられた反射部12dの重さによって偏光ビームスプリッタ12cのひずみ(ねじれ)が生じにくくなり、偏光ビームスプリッタ12cの分離性能をより良好に維持することが可能となる。このため、より確実にレーザ干渉計12の計測精度の低下を抑え、描画精度の低下を防止することができる。
Furthermore, when the reflecting
また、固定鏡12fが固定状態の描画室2aの壁に固定されている。これにより、描画室2aが強固に固定されているため、偏光ビームスプリッタ12cが測定光L1の光路方向に振動するような外乱振動が発生した場合でも、その外乱振動による固定鏡12fの振動を抑えることが可能である。したがって、振動によりレーザ干渉計12の計測精度が低くなることを抑えることができ、その結果、描画精度の低下を抑止することができる。
A fixed
(第2の実施形態)
第2の実施形態について図5を参照して説明する。
(Second Embodiment)
A second embodiment will be described with reference to FIG.
第2の実施形態では、第1の実施形態との相違点について説明し、第1の実施形態で説明した部分と同一部分は同一符号で示し、その説明も省略する。 In the second embodiment, differences from the first embodiment will be described, the same parts as those described in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals, and the description thereof will also be omitted.
図5に示すように、第2の実施形態に係るパターン検査装置51は、パターンを検査する検査部52と、その検査部52を制御する検査制御部53とを備えている。なお、検査制御部53は、電気回路などのハードウエアにより構成されても良く、また、各機能を実行するプログラムなどのソフトウエアにより構成されても良く、あるいは、それらの両方の組合せにより構成されても良い。
As shown in FIG. 5, the
検査部52は、第1の実施形態に係るステージ11やレーザ干渉計12などに加え、検査用のカメラなどの撮像部52aを有している。この撮像部52aは、ステージ11上の試料Wを撮像可能に設けられている。
The
検査制御部53は、レーザ干渉計12により計測されたステージ11との相対距離(X方向及びY方向の相対距離)に関する相対距離情報を取得し、その相対位置情報に基づくステージ11の位置から、撮像部52aにより画像を撮像したときの画像位置情報(座標情報)を求める。したがって、レーザ干渉計12により計測されたステージ11との相対距離に関する相対距離情報は、ステージ11の移動に関する制御(フィードバック制御)だけではなく、撮像部52aとステージ11との相対位置、すなわち撮像した画像の位置情報の取得にも用いられる。
The
検査部52には、例えば、半導体集積回路などのレイアウトデータ(設計データやCADデータなど)を変換することで得られた第1データである検査装置用データが入力される。また、検査部52には、第1の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置1により試料W上に実際に描画されたパターンに基づいて作成された第2データである検査装置用データが入力される。
The
第1データである検査装置用データは、そのデータを保管するデータベースなどの記憶装置(図示せず)から有線又は無線のネットワークを介して検査部52に入力される。また、第2データである検査装置用データも同様にそのデータを保管するデータベースなどの記憶装置(図示せず)から有線又は無線のネットワークを介して検査部52に入力される。なお、これらの検査装置用データは第1の実施形態に係る描画データと同様に例えば階層化されている。
The inspection device data, which is the first data, is input to the
検査部52は、入力された各検査装置用データを用いて、第1の実施形態に係る荷電粒子ビーム描画装置1により試料W上に実際に描画されたパターンを検査する。この検査では、一例として、実際に描画されたパターンと描画データとを比較するなどの検査が行われる。このとき、パターンの位置検査のため、前述の画像位置情報(座標情報)が用いられる。
The
なお、本実施形態のレーザ干渉計12においても、実施形態1と同様の理由により、反射部12dの重さは偏光ビームスプリッタ12cの重さの10%以下であることが望ましい。
In the
以上説明したように、第2の実施形態によれば、前述の第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、パターン検査装置51において、偏光ビームスプリッタ12cが測定光L1の光路方向に振動しても、その振動による測定光L1及び参照光L2の互いの光路長の変動量は同じとなる。これにより、測定光L1の光路方向への偏光ビームスプリッタ12cの振動によって測定光L1と参照光L2との光路差が変わることがなくなるので、その振動による計測誤差が発生することを防止することが可能となる。したがって、偏光ビームスプリッタ12cの振動によりレーザ干渉計12の計測精度が低くなることを抑えることができ、その結果、装置精度、すなわち検査精度の低下を抑止することができる。
As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, in the
また、レーザ干渉計12により計測されたステージ11との相対距離に関する相対距離情報を撮像部52aの画像位置情報の取得に用いることによって、正確な検査が可能となるので、検査精度の向上を実現することができる。このような検査に用いる画像位置情報が振動の影響を受けると、検査精度が著しく低下してしまうが、前述のように振動によるレーザ干渉計12の計測精度の低下を抑えることが可能であり、その結果、検査精度の著しい低下を抑止することができる。
Further, by using the relative distance information related to the relative distance from the
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1 荷電粒子ビーム描画装置
2 描画部
2a 描画室
2b 光学鏡筒
3 制御部
3a 描画データ記憶部
3b ショットデータ生成部
3c 描画制御部
11 ステージ
11a ミラー
12 レーザ干渉計
12a 投光部
12b 受光部
12c 偏光ビームスプリッタ
12d 反射部
12e λ/4板
12f 固定鏡
21 出射部
22 照明レンズ
23 第1の成形アパーチャ
24 投影レンズ
25 成形偏向器
26 第2の成形アパーチャ
27 対物レンズ
28 副偏向器
29 主偏向器
51 パターン検査装置
52 検査部
52a 撮像部
53 検査制御部
B 電子ビーム
L1 測定光
L2 参照光
W 試料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Charged particle
Claims (5)
前記ステージの移動方向における前記ステージとの相対距離をレーザ光により計測するレーザ干渉計と、
を備え、
前記レーザ干渉計は、
前記レーザ光を測定光及び参照光に分離するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにより分離された参照光を前記測定光に平行に反射する反射部と、
前記反射部により反射された参照光を前記反射部に向けて前記測定光に平行に反射する固定鏡と、
を具備することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A movable stage that supports the sample;
A laser interferometer that measures a relative distance from the stage in the moving direction of the stage with a laser beam;
With
The laser interferometer is
A beam splitter for separating the laser light into measurement light and reference light;
A reflection unit configured to reflect the reference light separated by the beam splitter in parallel with the measurement light;
A fixed mirror that reflects the reference light reflected by the reflecting portion toward the reflecting portion in parallel with the measurement light;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
前記固定鏡は前記描画室の壁に固定されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の荷電粒子ビーム描画装置。 It further comprises a fixed drawing chamber that houses the stage,
The charged particle beam drawing apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the fixed mirror is fixed to a wall of the drawing chamber.
前記ステージの移動方向における前記ステージとの相対距離をレーザ光により計測するレーザ干渉計と、
を備え、
前記レーザ干渉計は、
前記レーザ光を測定光及び参照光に分離するビームスプリッタと、
前記ビームスプリッタにより分離された参照光を前記測定光に平行に反射する反射部と、
前記反射部により反射された参照光を前記反射部に向けて前記測定光に平行に反射する固定鏡と、
を具備することを特徴とするパターン検査装置。 A movable stage that supports the sample;
A laser interferometer that measures a relative distance from the stage in the moving direction of the stage with a laser beam;
With
The laser interferometer is
A beam splitter for separating the laser light into measurement light and reference light;
A reflection unit configured to reflect the reference light separated by the beam splitter in parallel with the measurement light;
A fixed mirror that reflects the reference light reflected by the reflecting portion toward the reflecting portion in parallel with the measurement light;
A pattern inspection apparatus comprising:
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