JP2006303361A - 電子ビーム描画装置のショット量補正方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は電子ビーム描画装置のショット量補正方法及び装置に関し、露光中ディレイによるＣＤ線幅の変化を補正することができる電子ビーム描画装置のショット量補正方法及び装置を提供することを目的としている。
【解決手段】 テストモードでパターン幅の状態を描画エンドまで記録し、実際の描画にあたっては、テストモード時における描画スタート時のパターン幅とレジスト感度比と描画予測時間とからショット量補正値を求め、補正がなかった時の描画データに前記ショット量補正値を加えることで、描画精度を補正するように構成する。この結果、露光中ディレイによるＣＤ線幅の変化を補正することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子ビーム描画装置のショット量補正方法及び装置に関する。

電子ビーム描画装置は、ウエハ上に微細パターン（数μｍ以下）を描画してＩＣ回路を設計するために用いられている。描画するパターンデータは磁気テープ等によって入力され、一旦磁気ディスクメモリ中に格納される。その後、磁気ディスクに格納されている描画データはコンピュータ１０により読み出され、高速データ処理回路を経由してビーム偏向制御部１２及びビームをオン／オフするブランキング制御部１１に送られる。

一方電子銃１から発射された電子ビーム４は、電子レンズ３によってウエハ７に集束され非常に小さなスポットとなる。ビームはパターンを描くためにブランキング制御部１１、ビーム偏向制御部１２の働きでオン／オフされ、所定の位置に偏向される。このようにして設計通りのパターンが描画されることになる。

１３はステージ８を位置制御するステージ移動位置計測制御部、５は材料を交換する材料交換室である。９は真空室である。６はビーム偏向制御部１２により偏向される偏向電極である。ウエハ７には、通常レジストが塗布され、電子ビームで偏向することにより、目的のパターンが描画される。

従来のこの種の装置としては、電子ビームの照射時間制御において、高い周波数のクロックを用いることなく時間分解能を上げ、さらにクロストークを生じにくくして制御回路の高信頼化を図った技術が知られている（例えば特許文献１参照）。
特開平１１−１３５０５７号公報（段落００１０、図１）

一般に、化学増幅型レジストは、露光部にてプロトン酸を発生させる。発生したプロトン酸はＰＥＢ（露光後ベーク）によりレジンの極性変換を生じさせ、レジンが現像液に可溶となる。未露光部では、プロトン酸が発生しないため、現像液に不溶のままでパターンとして残る。

露光により発生したプロトン酸は不安定なため、空気中の塩基性物質（アンモニア、有機アミン等）に触れると中和されてしまい、レジストパターンにひさしが発生したり、露光部が現像されなくなってしまう。ここで、ひさしとは、隣のパターンとの間でパターンの接触が生じることをいう。このため、露光〜ＰＥＢまでの時間（ＰＥＤ ｔｉｍｅ）と境界の塩基性物質濃度は、要注意で管理されている。

一方、露光中におけるディレイ（最初のビームショットから最後のビームショットまでの時間）は、電子ビーム描画装置内が真空であるため、ディレイとして捉えられていなかった。真空内とはいえ、生産露光には１０数時間を要する。最近では、この露光中ディレイが線幅に影響するとの報告がなされ、ＣＤ（線幅）精度への悪影響が懸念されている。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、露光中ディレイによるＣＤ線幅の変化を補正することができる電子ビーム描画装置のショット量補正方法及び装置を提供することを目的としている。

（１）請求項１記載の発明は、テストモードでパターン幅の状態を描画エンドまで記録し、実際の描画にあたっては、テストモード時における描画スタート時のパターン幅とレジスト感度比と描画予測時間とからショット量補正値を求め、補正がなかった時の描画データに前記ショット量補正値を加えることで、描画精度を補正するようにしたことを特徴とする。

ここで、レジスト感度比とは、ドーズ量が例えば１％変わった時に線幅がどれくらい変化するかを示すものである。
（２）請求項２記載の発明は、テストモードでパターン幅の状態を描画エンドまで記録する記録手段と、実際の描画にあたっては、テストモード時における描画スタート時のパターン幅とレジスト感度比と描画予測時間とからショット量補正値を求める演算手段と、補正がなかった時の描画データに前記ショット量補正値を加えることで、描画精度を補正する補正手段とを具備することを特徴とする。

（１）請求項１記載の発明によれば、露光中ディレイによるＣＤ線幅の変化を補正することができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、露光中ディレイによるＣＤ線幅の変化を補正することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明の動作の一例を示す図である。以下の処理は、図３に内蔵されているコンピーュータ１０により行われる。本発明では、先ず装置較正する（Ｓ１）。ここで、装置較正の内容としては、電流密度測定と、ビーム位置ズレ測定が行われる。装置較正が終了すると、実際の描画を行なう（Ｓ２）。描画が終了したら、再度ステップＳ１に戻って装置較正を行なう。即ち、描画装置では、このような装置較正と描画を数分間サイクルで繰り返す。

従来の技術では、ショット時間は、ドーズ（Ｄｏｓｅ）量と、電流密度から次式で表わされる。
ショット時間＝Ｄｏｓｅ量／電流密度 （１）
（１）式より明らかなように、従来の技術では、刻々と変動する電流密度を測定し、その測定値を用いることで、ドーズ量に応じたショット時間を算出している。この（１）式では、ディレイによる線幅補正は考慮されていない。

これに対して、本願発明は、ディレイを描画経過時間の関数としてＤｅｌａｙ（ｔ）として求め、ショット時間を次式で求める。
ショット時間＝（Ｄｏｓｅ量／電流密度）×Ｄｅｌａｙ（ｔ） （２）
本発明では、描画経過時間別ショット量補正を行なっている。本発明によるショット量補正では、装置較正の度に算出されるショット時間にＤｅｌａｙ（ｔ）を乗算している。これにより、露光中ディレイによるＣＤ線幅の変化を補正する。Ｄｅｌａｙ（ｔ）は、同じ条件でビーム露光した時に出てくる違いを補正するものである。このＤｅｌａｙ（ｔ）は、ずれ線幅とレジスト感度比から求めることができる。レジスト感度比は、線幅の変化量とＤｏｓｅ量の変化量の係数であり、実際のショット量に対してどれくらいショット量をずらせばよいかという変数を求めるためのものであり、単位は［ｎｍ／％・Ｄｏｓｅ］で与えられる。例えば、ドーズ量が１％変化した時に線幅が何ｎｍ変化するかを示す。

図２はＤｅｌａｙ（ｔ）の作成例を示す図である。上の特性ｆ１は、Ｄｅｌａｙ（ｔ）の特性を、下の特性ｆ２はテストモード時における線幅ずれ［ｎｍ］を示している。ｆ１に対する横軸は描画経過時間を縦軸はＤｅｌａｙ（ｔ）を、ｆ２に対する横軸は描画時間を、縦軸は線幅ズレを示している。

描画結果のｆ１は、レジスト感度比と描画予測時間を用いて算出する。この結果、Ｄｅｌａｙ（ｔ）は、レジスト感度比と描画予測時間を用いて算出されることになる。
この場合において、具体的にはテストモード時における描画結果を基に、Ｄｅｌａｙ（ｔ）を求めている。ｆ１は実際の描画時の補正を、ｆ３は補正されなかった場合の描画特性を示している。ｆ３の特性に補正ｆ１を加えることにより、線幅の変化を一定の基準値に保持することが可能となる。（２）式は、描画スタート時のパターン幅とレジスト感度比と描画予測時間とからショット量補正値を求めることを意味する。

このようにして、ブランキング制御部１１は、コンピュータ１０の制御により、ビームショット時間を制御する。そして、コンピュータ１０の指示を受けて、ビーム偏向制御部１２が偏向電極６を制御することにより、パターンを描画する。

以上、詳細に説明したように、本発明によれば、露光中ディレイによるＣＤ線幅の変化を補正することができる電子ビーム描画装置のショット量補正方法及び装置を提供することができ、露光中ディレイによるＣＤ線幅の変化を補正することができる。

本発明の動作の一例を示す図である。 Ｄｅｌａｙ（ｔ）の作成例を示す図である。 電子ビーム描画装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 電子銃
２ ブランキング電極
３ 電子レンズ
４ 電子ビーム
５ 材料交換室
６ 偏向電極
７ ウエハ
８ ステージ
９ 真空室
１０ コンピュータ
１１ ブランキング制御部
１２ ビーム偏向制御部
１３ ステージ移動位置計測制御部

Claims (2)

1. テストモードでパターン幅の状態を描画エンドまで記録し、
   実際の描画にあたっては、テストモード時における描画スタート時のパターン幅とレジスト感度比と描画予測時間とからショット量補正値を求め、
   補正がなかった時の描画データに前記ショット量補正値を加えることで、描画精度を補正する
   ようにしたことを特徴とする電子ビーム描画装置のショット量補正方法。
2. テストモードでパターン幅の状態を描画エンドまで記録する記録手段と、
   実際の描画にあたっては、テストモード時における描画スタート時のパターン幅とレジスト感度比と描画予測時間とからショット量補正値を求める演算手段と、
   補正がなかった時の描画データに前記ショット量補正値を加えることで、描画精度を補正する補正手段と、
   を具備することを特徴とする電子ビーム描画装置のショット量補正装置。

Images