JP2006203066A - 荷電粒子線露光装置の制御方法及び荷電粒子線露光装置 - Google Patents
荷電粒子線露光装置の制御方法及び荷電粒子線露光装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006203066A JP2006203066A JP2005014531A JP2005014531A JP2006203066A JP 2006203066 A JP2006203066 A JP 2006203066A JP 2005014531 A JP2005014531 A JP 2005014531A JP 2005014531 A JP2005014531 A JP 2005014531A JP 2006203066 A JP2006203066 A JP 2006203066A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charged particle
- particle beam
- wafer
- reticle
- beam exposure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
【課題】 正確な露光転写を行うことを可能にする荷電粒子線露光装置の制御方法を提供する。
【解決手段】 干渉計4は、反射鏡3までの距離を測定する。干渉計4の測定値は、数値フィルタからなるノッチフィルタ10とローパスフィルタ5を通って、高周波ノイズと固有振動数を有するノイズを除去され、補正出力値計算装置6に入力される。補正出力値計算装置は、干渉計4によって測定されたウエハステージ2の位置とウエハステージ2の目標位置との差に応じて、ビーム位置補正コイル8に流す電流の補正量を計算する。そして、その計算結果をD/A変換器7に出力する。このようにしてD/A変換された補正量に対応する電流がビーム位置補正コイル8の励磁電流に加えられる。それにより、荷電粒子線9の偏向量が変化し、ウエハステージ2の位置ずれ分だけずれた位置に入射し、ウエハ1の目標とする位置に、レチクルのパターン像が露光転写される。
【選択図】 図1
【解決手段】 干渉計4は、反射鏡3までの距離を測定する。干渉計4の測定値は、数値フィルタからなるノッチフィルタ10とローパスフィルタ5を通って、高周波ノイズと固有振動数を有するノイズを除去され、補正出力値計算装置6に入力される。補正出力値計算装置は、干渉計4によって測定されたウエハステージ2の位置とウエハステージ2の目標位置との差に応じて、ビーム位置補正コイル8に流す電流の補正量を計算する。そして、その計算結果をD/A変換器7に出力する。このようにしてD/A変換された補正量に対応する電流がビーム位置補正コイル8の励磁電流に加えられる。それにより、荷電粒子線9の偏向量が変化し、ウエハステージ2の位置ずれ分だけずれた位置に入射し、ウエハ1の目標とする位置に、レチクルのパターン像が露光転写される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、レチクルに形成されたパターンを、ウエハ等の感応基板上に投影露光する分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置において、レチクルステージの位置の誤差を検出し、その位置誤差に起因する投影誤差を補償するように投影光学系を操作する荷電粒子線露光装置の制御方法、及び荷電粒子線露光装置に関するものである。
半導体デバイスを製造する工程においては、レチクル(本明細書、及び請求の範囲においてはマスクを含む意味で使用する)に形成されたパターンをウエハ等の感応基板に露光転写する工程が含まれる。近年、半導体デバイスの集積度の向上により微細化されたパターンは従来の紫外光を用いた露光方法では解像が困難になりつつあり、荷電粒子線や極短紫外線(EUV)を用いた新しい露光方法が使用されるようになってきている。中でも荷電粒子線を用いた露光装置は、電気的手段による制御性が良い、等の利点を持ち、次世代の露光手段として有望である。
荷電粒子線露光装置においては、荷電粒子線光学系の収差や歪等のために、広い領域を一度に露光転写することができない。このため、例えば1つのチップに相当する領域を、複数のサブフィールドと呼ばれる領域に分けて、サブフィールドごとに露光転写を行い、露光転写されたパターンをつなぎ合わせて1つのチップのパターンを得る、分割露光転写方式が採用されるようになってきている。
図3に、分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置の概要を示す。図3において、100はレチクル、100aはレチクル100上のサブフィールド、100bはサブフィールド100a間の境界領域、110はレジストを塗布したウエハ等の感応基板、110aは感応基板110の1チップ分の領域、110bはサブフィールド100aそれぞれに対応した感応基板110の被転写領域、AXは荷電粒子線光学系の光軸(システム軸)、EBは荷電粒子線、COは荷電粒子光学系のクロスオーバポイントである。
レチクル100上には、感応基板110に転写すべきパターンをメンブレン上にそれぞれ備えた多数のサブフィールド100aが、パターンが存在しない境界領域100bにより区分されて存在している。そして、境界領域100bに対応する部分には、格子状の支柱(桟)が設けられ、メンブレンを熱的及び強度的に保護している。
各サブフィールド100aは、感応基板110の1チップ分の領域110aに転写すべきパターンを分割した部分パターンをそれぞれ備えており、分割した部分パターン毎に感応基板110に転写される。
感応基板110の外観形状は図3(b)に示したとおりであり、図3(a)においては、感応基板110の一部(図3(b)のVa部)を拡大して示してある。
図3において、荷電粒子線光学系の光軸AXと平行にz軸をとり、サブフィールド100aの並び方向と平行にx軸、y軸をとる。そして、矢印Fm、Fwで示すように、レチクル100及び感応基板110をx軸方向へ互いに逆向きに連続移動させながら、荷電粒子線をy軸方向にステップ的に走査して一列のサブフィールド100aのパターンを順次転写し、その列のパターン転写が終了した後に、x軸方向に隣接する次のサブフィールド100aの列を荷電粒子線で走査し、以降同様にしてサブフィールド100a毎に転写(分割露光転写)を繰り返して1チップ分のパターンを転写する。この矢印Fm、Fwで示されるx軸方向を、ステージのスキャン方向と呼ぶ。
このときのサブフィールド100aの走査順序及び感応基板110への転写順序は、それぞれ矢印Am、Awで示すとおりである。なお、レチクル100と感応基板110の連続移動方向が逆なのは、一対の投影レンズによりレチクル100と感応基板110とでx軸、y軸がそれぞれ反転するためである。
このような手順で転写(分割転写)を行う場合、y軸方向の一列のサブフィールド100aのパターンを一対の投影レンズで感応基板110にそのまま投影するだけでは、サブフィールド100aそれぞれに対応した感応基板110の被転写領域110bそれぞれの間に、境界領域100bに対応する隙間が生じる。これに対する対策として、各サブフィールド100aを通過した荷電粒子線EBを境界領域100bの幅Lyに相当する分だけy軸方向に偏向してパターン転写位置を補正している。
x軸方向に関しても、パターン縮小率比及びサブフィールド間隔Lxを考慮した一定速度で散乱透過レチクル100と感応基板110を移動させるだけでなく、サブフィールド100aの像と感応基盤110との相対速度がゼロになるように偏向しながら露光し、被転写領域110b同士の間にx軸方向の隙間が生じないように、パターン転写位置を補正している。
以上説明したように、分割露光転写方式においては、レチクル100上の1チップに対応するパターンが多数のサブフィールド100aに分割され、各サブフィールド100a間に形成された境界領域100bに格子状の支柱(ストラット)が設けられているので、荷電粒子線照射によるレチクル基板のたわみや熱歪みを抑制することができ、精度のよい露光転写を行うことができる。
また、このような方法で露光が行われるため、従来の荷電粒子線露光装置と比較すると、サブフィールド領域が一括露光され、またレチクルには露光すべきパターンが全て形成されているため、非常にスループットを向上させることができる。
このような荷電粒子線露光装置においては、レチクル100はレチクルステージ、ウエハ110はウエハステージに搭載され、共にx軸方向y軸方向に駆動される。その際、レチクルステージ、ウエハステージに位置誤差が発生すると、ウエハに転写されるレチクルパターンの位置や角度がずれることになる。
これを防止するために、レチクルステージ、ウエハステージには、干渉計を使用した位置測定器が設けられ、この位置測定器からの出力を使用して位置のフィードバック制御を行うと共に、フィードバック制御で取りきれなかった位置誤差がある場合には、投影光学系を調整することによって、露光位置や角度をフィードフォワード制御により調整している。
このようなフィードフォワード制御のブロック図を図4に示す。ウエハ1は、静電チャックによりウエハステージ2に固定されている。ウエハステージ2には、反射鏡3が取り付けられており、干渉計4から投光される光を反射する。干渉計4は、自己が有する参照面と反射鏡3との光学的距離を測定することにより、反射鏡3までの距離を測定し、それにより、図においてはウエハステージ2のx軸方向位置を測定する。
干渉計4の測定値は、数値フィルタからなるローパスフィルタ5を通って高周波ノイズを除去され、補正出力値計算装置6に入力される。補正出力値計算装置6は、干渉計4によって測定されたウエハステージ2の位置とウエハステージ2の目標位置との差に応じて、ビーム位置補正コイル8に流す電流の補正量を計算する。そして、その計算結果をD/A変換器7に出力する。このようにしてD/A変換された補正量に対応する電流がビーム位置補正コイル8の励磁電流に加えられる。この場合は、ビーム位置補正コイル8として偏向器が使用される。
それにより、荷電粒子線9の偏向量が変化し、ウエハステージ2の位置ずれ分だけずれた位置に入射し、その結果、ウエハ1の目標とする位置に、レチクルのパターン像が露光転写される。
実際には、ウエハステージ2のy軸方向位置測定と露光位置補正にも同様の制御装置が設けられている。又、ウエハステージ2はx軸方向、y軸方向のみの位置誤差のみならず、z軸周りの回転の誤差も生じる。よって、例えばx軸方向位置測定用の干渉計を2個使用して、y軸方向にずれた2箇所の位置を測定して、z軸周りの回転θの大きさを測定している。そして、その測定値は図4に示した制御回路と同様な回路を通って、ビーム位置補正コイル8の電流を変化させるが、この場合には、ビーム位置補正コイル8としてはダイナミックスティグメータが使用される。
なお、図4においては、ウエハステージ2を例として説明しているが、レチクルステージにも全く同じ制御装置が設けられている。
しかしながら、干渉計4で測定される信号には、ウエハ1の位置と関係のないノイズ成分が含まれている。例えば、反射鏡3が固有振動数を有し、この固有振動数で振動するような場合、干渉計4の信号としてはこの振動が検出されるが、実際にはウエハ1の位置は変わっていない。このような、ウエハ位置と関係のないノイズ成分の固有振動数は、必ずしも高周波とは限らず、ローパスフィルタ5では除去することができない。よって、図4に示すような従来の制御系では、これらの固有振動数を有するノイズの影響で、露光位置や角度がずれてしまうという問題点があった。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、固有振動数を有するノイズの影響を除去し、正確な露光転写を行うことを可能にする荷電粒子線露光装置の制御方法、及びこの制御機能を有する荷電粒子線露光装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するための第1の手段は、荷電粒子線光学系を用いてレチクルに形成されたパターンを、ウエハ等の感応基板上に投影露光する分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置において、レチクルステージの位置の誤差を検出し、その位置誤差に起因する投影誤差を補償するように投影光学系を操作する荷電粒子線露光装置の制御方法であって、前記検出されたレチクルステージの位置の誤差を表す信号、又は前記レチクルステージの位置を表す信号を、前記レチクルの真の位置に関係しないノイズの固有振動数に一致する低減周波数ピークを有するノッチフィルタとローパスフィルタに入力し、これらのフィルタを通過した出力を制御に使用することを特徴とする荷電粒子線露光装置の制御方法である。
本手段においては、検出されたレチクルステージの位置の誤差を表す信号、又はレチクルステージの位置を表す信号を、レチクルの真の位置に関係しないノイズの固有振動数に一致する低減周波数ピークを有するノッチフィルタに通してから制御に使用しているので、固有振動数を持ったノイズを選択的に低減することができ、ローパスフィルタの機能と相まって、ノイズ成分を低減することができる。よって、レチクルの実際の位置を正確に把握して、正確な露光転写を行うことができる。
前記課題を解決するための第2の手段は、荷電粒子線光学系を用いてレチクルに形成されたパターンを、ウエハ等の感応基板上に投影露光する分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置において、ウエハステージの位置の誤差を検出し、その位置誤差に起因する投影誤差を補償するように投影光学系を操作する荷電粒子線露光装置の制御方法であって、前記検出されたウエハステージの位置の誤差を表す信号、又は前記ウエハステージの位置を表す信号を、前記ウエハの真の位置に関係しないノイズの固有振動数に一致する低減周波数ピークを有するノッチフィルタとローパスフィルタに入力し、これらのフィルタを通過した出力を制御に使用することを特徴とする荷電粒子線露光装置の制御方法である。
本手段においては、検出されたウエハステージの位置の誤差を表す信号、又はウエハステージの位置を表す信号を、ウエハの真の位置に関係しないノイズの固有振動数に一致する低減周波数ピークを有するノッチフィルタに通してから制御に使用しているので、固有振動数を持ったノイズを選択的に低減することができ、ローパスフィルタの機能と相まって、ノイズ成分を低減することができる。よって、ウエハの実際の位置を正確に把握して、正確な露光転写を行うことができる。
前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段又は第2の手段である荷電粒子線露光装置の制御方法を実施しながら露光転写を行う機能を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置である。
本手段においては、レチクルステージやマスクスステージの位置検出に伴う、固有振動を有するノイズ成分を除去し、レチクルやマスクの位置を正確に把握して露光制御を行うことができるので、正確な露光転写を行うことができる。
本発明によれば、固有振動数を有するノイズの影響を除去し、正確な露光転写を行うことを可能にする荷電粒子線露光装置の制御方法、及びこの制御機能を有する荷電粒子線露光装置を提供することができる。
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態の1例である荷電粒子線露光装置の制御方法を説明するためのブロック図である。ウエハ1は、静電チャックによりウエハステージ2に固定されている。ウエハステージ2には、反射鏡3が取り付けられており、干渉計4から投光される光を反射する。干渉計4は、自己が有する参照面と反射鏡3との光学的距離を測定することにより、反射鏡3までの距離を測定し、それにより、図においてはウエハステージ2のx軸方向位置を測定する。
干渉計4の測定値は、数値フィルタからなるノッチフィルタ10とローパスフィルタ5を通って、高周波ノイズと固有振動数を有するノイズを除去され、補正出力値計算装置6に入力される。補正出力値計算装置は、干渉計4によって測定されたウエハステージ2の位置とウエハステージ2の目標位置との差に応じて、ビーム位置補正コイル8に流す電流の補正量を計算する。そして、その計算結果をD/A変換器7に出力する。このようにしてD/A変換された補正量に対応する電流がビーム位置補正コイル8の励磁電流に加えられる。この場合は、ビーム位置補正コイル8として偏向器が使用される。
それにより、荷電粒子線9の偏向量が変化し、ウエハステージ2の位置ずれ分だけずれた位置に入射し、その結果、ウエハ1の目標とする位置に、レチクルのパターン像が露光転写される。
この実施の形態は、図4に示した制御装置とは、ノッチフィルタ10を有することのみが異なる。ノッチフィルタ10の周波数特性は、図2に示すように、特定の周波数を中心とする狭い周波数領域で、低減率が大きなものとなっている。
例えば、ウエハステージ2の動きを急激に止め、その状態から後のウエハステージ2の位置を干渉計4で測定し、その信号の周波数解析を行う。その結果、ウエハステージ2の質量からは考えられないような高周波の成分が信号にふくまれている場合には、それは、例えば反射鏡3の固有振動等であるとして、ノイズと考える。そして、ノッチフィルタ10の信号低減の中心周波数を、この固有振動数に合わせる。固有振動数が複数あるときは、ノッチフィルタ10の信号低減の中心周波数もそれに合わせて複数設ける。
このようなノッチフィルタ10を設けることにより、固有振動数を有するノイズ成分が除去され、ウエハ1の位置を正確に測定することができるので、ウエハ位置に合わせて荷電粒子線9を偏向させ、目的の位置にレチクルパターンの露光転写を行うことができる。
実際には、ウエハステージ2のy軸方向位置測定と露光位置補正にも同様の制御装置が設けられている。又、ウエハステージ2はx軸方向、y軸方向のみの位置誤差のみならず、z軸周りの回転の誤差も生じる。よって、例えばx軸方向位置測定用の干渉計を2個使用して、y軸方向にずれた2箇所の位置を測定して、z軸周りの回転θの大きさを測定している。そして、その測定値は図1に示した制御回路と同様な回路を通って、ビーム位置補正コイル8の電流を変化させるが、この場合には、ビーム位置補正コイル8としてはダイナミックスティグメータが使用される。
なお、図1においては、ウエハステージ2を例として説明しているが、レチクルステージにも全く同じ制御装置が設けられている。又、図1においては、干渉計4の出力をノッチフィルタ10に入れているが、干渉計4の出力とウエハステージ2の制御目標値との差をノッチフィルタ10に入れるようにしてもよく、かつノッチフィルタ10とローパスフィルタ5の位置を逆にしてもよい。
本発明の実施の形態である荷電粒子線露光装置は、図3に示したものと変わるところはなく、ただ、図3に示した制御回路が図1に示したものとなっている点が変わっているのみであるので、その説明を省略する。
1…ウエハ、2…ウエハステージ、3…反射鏡、4…干渉計、5…ローパスフィルタ、6…補正出力値計算装置、7…A/D変換器、8…ビーム位置補正コイル、9…荷電粒子線、10…ノッチフィルタ
Claims (3)
- 荷電粒子線光学系を用いてレチクルに形成されたパターンを、ウエハ等の感応基板上に投影露光する分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置において、レチクルステージの位置の誤差を検出し、その位置誤差に起因する投影誤差を補償するように投影光学系を操作する荷電粒子線露光装置の制御方法であって、前記検出されたレチクルステージの位置の誤差を表す信号、又は前記レチクルステージの位置を表す信号を、前記レチクルの真の位置に関係しないノイズの固有振動数に一致する低減周波数ピークを有するノッチフィルタとローパスフィルタに入力し、これらのフィルタを通過した出力を制御に使用することを特徴とする荷電粒子線露光装置の制御方法。
- 荷電粒子線光学系を用いてレチクルに形成されたパターンを、ウエハ等の感応基板上に投影露光する分割露光転写方式の荷電粒子線露光装置において、ウエハステージの位置の誤差を検出し、その位置誤差に起因する投影誤差を補償するように投影光学系を操作する荷電粒子線露光装置の制御方法であって、前記検出されたウエハステージの位置の誤差を表す信号、又は前記ウエハステージの位置を表す信号を、前記ウエハの真の位置に関係しないノイズの固有振動数に一致する低減周波数ピークを有するノッチフィルタとローパスフィルタに入力し、これらのフィルタを通過した出力を制御に使用することを特徴とする荷電粒子線露光装置の制御方法。
- 請求項1又は請求項2に記載の荷電粒子線露光装置の制御方法を実施しながら露光転写を行う機能を有することを特徴とする荷電粒子線露光装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014531A JP2006203066A (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | 荷電粒子線露光装置の制御方法及び荷電粒子線露光装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005014531A JP2006203066A (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | 荷電粒子線露光装置の制御方法及び荷電粒子線露光装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006203066A true JP2006203066A (ja) | 2006-08-03 |
Family
ID=36960766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005014531A Pending JP2006203066A (ja) | 2005-01-21 | 2005-01-21 | 荷電粒子線露光装置の制御方法及び荷電粒子線露光装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006203066A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110049382A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | Fei Company | Pattern modification schemes for improved fib patterning |
-
2005
- 2005-01-21 JP JP2005014531A patent/JP2006203066A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20110049382A1 (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-03 | Fei Company | Pattern modification schemes for improved fib patterning |
CN102484026A (zh) * | 2009-08-28 | 2012-05-30 | Fei公司 | 用于改进fib模制的模式修改方案 |
US8314409B2 (en) * | 2009-08-28 | 2012-11-20 | Fei Company | Pattern modification schemes for improved FIB patterning |
US8624206B2 (en) | 2009-08-28 | 2014-01-07 | Fei Company | Pattern modification schemes for improved FIB patterning |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7369213B2 (en) | Exposure method using complementary divided mask, exposure apparatus, semiconductor device, and method of producing the same | |
KR20190094432A (ko) | 계측 센서, 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법 | |
KR100554883B1 (ko) | 서보 제어법 및 리소그래피 투영장치에의 적용 | |
JP2009071103A (ja) | 露光システムおよび半導体装置の製造方法 | |
JP5483480B2 (ja) | 位置決めデバイスのためのコントローラ、位置決めデバイスおよび位置決めデバイスを備えるリソグラフィ装置 | |
JP2016001708A (ja) | リソグラフィ装置、及び物品の製造方法 | |
JPH0888160A (ja) | マスク並びにこれを用いる荷電粒子ビーム露光方法及び装置 | |
JPH11354421A (ja) | 荷電粒子線露光装置 | |
JP4272189B2 (ja) | 位置測定装置、描画装置及び位置測定方法 | |
JP2006203066A (ja) | 荷電粒子線露光装置の制御方法及び荷電粒子線露光装置 | |
JP4272188B2 (ja) | 位置測定装置、描画装置及び位置測定方法 | |
JP6245838B2 (ja) | リソグラフィ装置、リソグラフィ方法、および物品の製造方法 | |
JP2006203067A (ja) | 荷電粒子線露光装置における露光調整方法 | |
JPH11176720A (ja) | 電子ビーム露光装置 | |
JP2010219481A (ja) | 荷電粒子ビーム描画装置及び位置測定方法 | |
JP5809912B2 (ja) | 荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法 | |
JP3710422B2 (ja) | 近接露光方式電子ビーム露光装置の副偏向器のゲイン較正方法 | |
JP2009212276A (ja) | 露光装置 | |
JPH10209008A (ja) | 荷電ビーム露光方法およびマスク | |
JP2000357647A (ja) | 荷電粒子ビーム露光装置 | |
JPH1154413A (ja) | 転写露光方法、転写露光装置及びパターン転写用マスク | |
Hamashima et al. | EPL electron optics performance on test stand.: 1. Resolution results | |
JP2019091065A (ja) | 投影露光方法 | |
JP2007227428A (ja) | 荷電粒子ビーム描画方法 | |
JP2005038876A (ja) | 荷電粒子線露光装置における偏向軌道の調整方法 |