JP2007189206A - 荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】描画装置100は、電子ビーム200を偏向せずに通過させることでビームONさせ、偏向することでビームOFFさせるBLK偏向器212と、電子ビーム200を偏向して成形する成形偏向器205と、電子ビーム200を試料101の所定の位置に偏向する対物偏向器208と、を備える。上述した偏向器のうち少なくとも2つの偏向器が、同時期に異なるショットの電子ビーム200を偏向制御するため、次のショットを早く照射することができるので、その分、描画時間を短縮することができる。
【選択図】図1
Description
可変成形型電子線描画装置(EB(Electron beam)描画装置)では、以下のように描画される。第1のアパーチャ410には、電子線330を成形するための矩形例えば長方形の開口411が形成されている。また、第2のアパーチャ420には、開口411を通過した電子線330を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口421が形成されている。荷電粒子ソース430から照射され、開口411を通過した電子線330は、偏向器により偏向される。そして、可変成形開口421の一部を通過して、ステージ上に搭載された試料340に照射される。その際、ステージは、所定の一方向(例えば、X方向とする)に連続的に移動している。すなわち、開口411と可変成形開口421との両方を通過できる矩形形状が、試料340の描画領域に描画される。開口411と可変成形開口421との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
荷電粒子ビームのショットを照射し、前記荷電粒子ビームの光路上に配置される複数の偏向器を用いて、前記荷電粒子ビームを偏向して、試料にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
前記複数の偏向器のいずれかが、同時期に他の偏向器が偏向制御しているショットとは異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することを特徴とする。
荷電粒子ビームのショットを照射し、
そのショットの荷電粒子を偏向させて試料にパターンを描画し、
前記荷電粒子が所定の偏向量を得るためのベースとなる偏向器を複数段に分割した複数の偏向器を用いて、前記荷電粒子の移動に合わせて前記複数の偏向器に独立に電圧を印加し、
前記複数の偏向器のうちのひとつがあるショット用の偏向を行っている時に少なくとも他のひとつによって次のショットの偏向準備が始められ、
照射される前記荷電粒子に前記複数偏向器の合計としての適切な電圧を印加する制御を行うことを特徴とする。
荷電粒子ビームを偏向しないことでビームONさせ、偏向することでビームOFFさせる第1の偏向器と、
荷電粒子ビームを偏向して成形する第2の偏向器と、
荷電粒子ビームを試料の所定の位置に偏向する第3の偏向器と、
を備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
第1と第2と第3の偏向器のうち少なくとも2つの偏向器が、同時期に異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することを特徴とする。
同じショットの荷電粒子ビームを第1と第2と第3の偏向器によって順に偏向させるための第1と第2と第3のタイミング信号をそれぞれ生成して出力する複数のタイミング信号生成部を備えると好適である。
上述した第1のタイミング信号を受信し、第1のタイミング信号に基づいて第1の偏向器に電圧を印加する第1の電圧印加部と、
第2のタイミング信号を受信し、第2のタイミング信号に基づいて第2の偏向器に電圧を印加する第2の電圧印加部と、
第3のタイミング信号を受信し、第3のタイミング信号に基づいて第3の偏向器に電圧を印加する第3の電圧印加部と、
を備えると好適である。
第1の電圧印加部に出力するための第1の偏向信号を一時的に蓄積する第1のバッファと、
第2の電圧印加部に出力するための第2の偏向信号を一時的に蓄積する第2のバッファと、
第3の電圧印加部に出力するための第3の偏向信号を一時的に蓄積する第3のバッファと、
を備えると好適である。
第1と第2と第3の偏向信号を生成し、第1と第2と第3のバッファにそれぞれ分配する分配部を備えると好適である。
荷電粒子ビームを照射する照射部と、
各偏向器長が荷電粒子ビームにおける各荷電粒子が所定の偏向量を得るための偏向器長より短く形成された複数段の偏向器と、
荷電粒子の移動に合わせて上述した複数段の偏向器に独立に電圧を印加する電圧印加部と、
を備えたことを特徴とする。
図1は、実施の形態1における描画装置の構成を示す概念図である。
図1において、荷電粒子ビーム描画装置の一例として可変成形型電子線描画装置である描画装置100を示す。描画装置100は、試料101上にパターンを描画する。描画装置100は、描画部150と制御系を備えている。描画部150は、電子鏡筒102、描画室103、XYステージ105、電子銃201、照明レンズ202、ブランキング(BLK)偏向器212、ブランキング(BLK)アパーチャ214、第1の成形アパーチャ203、投影レンズ204、成形偏向器205、第2の成形アパーチャ206、対物レンズ207、対物偏向器208、反射ミラー209を有している。制御系は、コンピュータとなる制御計算機(CPU)120、メモリ122、偏向制御回路112、レーザ測長系132、駆動回路114、偏向アンプ142、デジタル/アナログ変換器(DAC)152、バッファメモリ162、偏向アンプ144、デジタル/アナログ変換器(DAC)154、バッファメモリ164、偏向アンプ146、デジタル/アナログ変換器(DAC)156、バッファメモリ166を有している。
ここでの荷電粒子ビーム描画方法では、電子ビーム200の光路上に配置される複数の偏向器を用いて、電子ビーム200を偏向制御しながら電子ビーム200のショットを照射する。これにより試料101に所定のパターンを描画する。このような荷電粒子ビーム描画方法においては、図3(a)から3(d)に示すように、複数の偏向器のいずれかが、同時期に他の偏向器が偏向制御しているショットとは異なるショットの電子ビーム200を偏向制御するように構成する。言い換えれば、BLK偏向器212と成形偏向器205と対物偏向器208とのうち少なくとも2つの偏向器が、同時期に異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御する。
図4において、偏向制御回路112は、分配回路180、タイミングコントローラ190、複数の遅延回路192,194,196(タイミング信号生成部の一例)を有している。遅延回路192,194,196は、それぞれタイミングコントローラ190に制御される。偏向制御回路112内において、分配回路180は、試料101の位置情報に基づいて例えば第n番目のショットについての偏向信号をバッファメモリ162とバッファメモリ164とバッファメモリ166とに分配する。タイミングコントローラ190は、各バッファメモリに偏向信号が分配されたことを確認する。そして、遅延回路192に動作開始の信号を出力する。すると、遅延回路192は、第n番目のショットに対して、まず、DAC152にタイミング信号を送信する。そして、所定の時間T1後に、今度はDAC154にタイミング信号を送信する。さらに所定の時間T2後に、今度はDAC156にタイミング信号を送信する。このように、遅延回路192は、独立して各DAC154用のタイミング信号を生成し、各DACにタイミング信号を送信する。
ここでは、例えば、遅延回路192が送信したタイミング信号を(1)で示している。例えば、パルス信号を送信する。DAC152は、このタイミング信号を受信するとバッファメモリ162経由で受け取ったデータ(ビームのon時間)だけ、ビームをonするアナログの電圧信号を偏向アンプ142に出力する。このようにして、DAC152(電圧印加部の一例)は、偏向アンプ142を介してBLK偏向器212に電圧を印加する。また、DAC152に出力し終わった偏向信号は、バッファメモリ162から消去される。DAC152は指定された時間だけビームをonした後は、自動的にビームoffの電圧を生成、アンプを経由してBLK偏向器を制御してビームをoffする。
図7は、実施の形態2における描画装置の構成を示す概念図である。
図7において、バッファメモリ172、バッファメモリ174、バッファメモリ176が偏向制御回路112内に配置されている点を除いて図1と同様である。また、図7では、図1で省略している分配回路180を記載している。バッファメモリ172には、DAC152が接続される。同様に、バッファメモリ174には、DAC154が接続される。同様に、バッファメモリ176には、DAC156が接続される。実施の形態1では、各バッファメモリが、偏向制御回路112からの出力信号の受け手側となる各偏向器側に配置されていたが、実施の形態2では、偏向制御回路112内に配置され、各偏向器への送り手側に配置されている点を除いて、実施の形態1と同様である。図7では、本実施の形態2を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
図8は、実施の形態3における描画装置の構成を示す概念図である。
図8において、描画装置100は、描画部150の一例となる電子鏡筒102、描画室103、XYステージ105、電子銃201、照明レンズ202、第1のBLK偏向器221、第2のBLK偏向器222、BLKアパーチャ214、第1の成形アパーチャ203、投影レンズ204、第1の成形偏向器224、第2の成形偏向器225、第2の成形アパーチャ206、対物レンズ207、第1の対物偏向器226、第2の対物偏向器228、反射ミラー209を備え、制御系として、CPU120、メモリ122、偏向制御回路112、レーザ測長系132、駆動回路114、偏向アンプ142、DAC152、バッファメモリ162、偏向アンプ143、DAC153、バッファメモリ163、偏向アンプ144、DAC154、バッファメモリ164、偏向アンプ145、DAC155、バッファメモリ165、偏向アンプ146、DAC156、バッファメモリ166、偏向アンプ147、DAC157、バッファメモリ167を備えている。
上述したように、荷電粒子ビームの電流密度を上げることで、1ショットあたりのビーム長を短くして、同時期に複数のショットが描画装置内を走行するようにさせることができる。しかし、同時期に複数のショットが描画装置内を走行するようになりショット間が短くなってくると、場合によっては各偏向器で電子を偏向している間に次のショットを偏向するための準備に入る時間となってしまい、偏向途中で制御不能になる恐れが生じる。以下、具体的に図面を用いて説明する。
図10(a)では、元の電圧「+V’」と「−V’」が上段の第1の偏向器の対向する電極に印加されている状態を示している。かかる状態から、次のショットの電子ビーム200nを偏向するため、図10(b)に示すような電圧「+V」と「−V」が上段の第1の偏向器の対向する電極に印加されるように電圧変化を行なう。下段の第2の偏向器の対向する電極には、上段の第1の偏向器に印加されていた元の電圧「+V’」と「−V’」が印加されるように電圧変化を行なう。そして、図10(c)では、電圧「+V」と「−V」が上段の第1の偏向器の対向する電極に印加された状態のところへ電子ビーム200nがかかる上段の第1の偏向器に突入してきた状態を示している。そして、電子ビーム200nが上段の第1の偏向器を通過している間に下段の第2の偏向器に印加されていた電圧「+V’」と「−V’」を上段の第1の偏向器にて偏向中の電子ビーム200nを偏向させるための電圧「+V」と「−V」へと電圧変化させる。その結果、図10(d)に示すように電子ビーム200nが下段の第2の偏向器に突入してきても所望する偏向量の偏向をさせることができる。さらに、図10(e)に示すように、電子ビーム200nが下段の第2の偏向器を通過中であっても、電子ビーム200nが上段の第1の偏向器を通過し終わって、次のショットを偏向するための準備に入る時間となったら上段の第1の偏向器に印加されていた電圧「+V」と「−V」を次のショットの電子ビーム200n+1を偏向させるための電圧「+V’’」と「−V’’」へと電圧変化を開始する。下段の第2の偏向器では、電子ビーム200nが通過中であるため、まだ、電圧「+V」と「−V」のままにしておく。
図11は、実施の形態4における描画装置の構成を示す概念図である。
図11において、図8において偏向制御回路112外に配置していた各バッファメモリの代わりに、バッファメモリ172、バッファメモリ173、バッファメモリ174、バッファメモリ175、バッファメモリ176、バッファメモリ177が、偏向制御回路112内に配置される。また、図8では、記載を省略した分配回路180を記載している。その他は、図8と同様である。
図12は、実施の形態5における描画装置の構成を示す概念図である。
実施の形態5では、実施の形態3の構成に、さらに、ブランキング偏向機構を1セット増加した構成にした構成について説明する。すなわち、図8の構成における第1のBLK偏向器221と第2のBLK偏向器222の光路上の後段に、第1のBLK偏向器232と第2のBLK偏向器234を配置し、かかる第1のBLK偏向器232と第2のBLK偏向器234を制御するために、偏向アンプ148、DAC158、バッファメモリ168、偏向アンプ149、DAC159、バッファメモリ169を追加した点以外は、図8と同様である。図12では、本実施の形態5を説明する上で必要な構成部分について記載している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
また、上述した各実施の形態では、異なる偏向器で別のショットの偏向をしているとしているが、これに限るものではなく、例えば、ある偏向器Aで第nショット用の偏向を行っている時に、別の偏向器Bでは第n+1ショットの偏向の準備を行わせていても良い。
さらに、実施例ではマスク描画の方法及びマスク描画用の描画装置について説明したが、荷電粒子を利用してウェハ上のレジストにパターンを露光する方法(直接描画)及びその装置にも適用可能である。
101,340 試料
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
112 偏向制御回路
114 駆動回路
120 CPU
122 メモリ
132 レーザ測長系
142,143,144,145,146,147,148,149 偏向アンプ
150 描画部
152,153,154,155,156,157,158,159 DAC
162,163,164,165,166,167,168,169,172,173,174,175,176,177 バッファメモリ
180 分配回路
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 第1の成形アパーチャ
204 投影レンズ
205 成形偏向器
206 第2の成形アパーチャ
207 対物レンズ
208 対物偏向器
209 反射ミラー
212 BLK偏向器
214 BLKアパーチャ
221,232 第1のBLK偏向器
222,234 第2のBLK偏向器
224 第1の成形偏向器
225 第2の成形偏向器
226 第1の対物偏向器
228 第2の対物偏向器
330 電子線
410 第1のアパーチャ
411 開口
420 第2のアパーチャ
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
Claims (10)
- 荷電粒子ビームのショットを照射し、
前記荷電粒子ビームの光路上に配置される複数の偏向器を用いて、前記荷電粒子ビームを偏向して、試料にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
前記複数の偏向器のいずれかが、同時期に他の偏向器が偏向制御しているショットとは異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。 - 前記荷電粒子ビームの各ショットについて前記複数の偏向器にパイプライン処理を行なわせることを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム描画方法。
- 荷電粒子ビームのショットを照射し、
そのショットの荷電粒子を偏向させて試料にパターンを描画し、
前記荷電粒子が所定の偏向量を得るためのベースとなる偏向器を複数段に分割した複数の偏向器を用いて、前記荷電粒子の移動に合わせて前記複数の偏向器に独立に電圧を印加し、
前記複数の偏向器のうちのひとつがあるショット用の偏向を行っている時に少なくとも他のひとつによって次のショットの偏向準備が始められ、
照射される前記荷電粒子に前記複数偏向器の合計としての適切な電圧を印加する制御を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。 - 荷電粒子ビームを偏向しないことでビームONさせ、偏向することでビームOFFさせる第1の偏向器と、
前記荷電粒子ビームを偏向して成形する第2の偏向器と、
前記荷電粒子ビームを前記試料の所定の位置に偏向する第3の偏向器と、
を備えた荷電粒子ビーム描画装置であって、
前記第1と第2と第3の偏向器のうち少なくとも2つの偏向器が、同時期に異なるショットの荷電粒子ビームを偏向制御することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 - 前記荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
同じショットの荷電粒子ビームを前記第1と第2と第3の偏向器によって順に偏向させるための第1と第2と第3のタイミング信号をそれぞれ生成して出力する複数のタイミング信号生成部を備えたことを特徴とする請求項4記載の荷電粒子ビーム描画装置。 - 前記複数のタイミング信号生成部は、互いに独立して前記第1と第2と第3のタイミング信号を生成することを特徴とする請求項5記載の荷電粒子ビーム描画装置。
- 前記荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
前記第1のタイミング信号を受信し、前記第1のタイミング信号に基づいて前記第1の偏向器に電圧を印加する第1の電圧印加部と、
前記第2のタイミング信号を受信し、前記第2のタイミング信号に基づいて前記第2の偏向器に電圧を印加する第2の電圧印加部と、
前記第3のタイミング信号を受信し、前記第3のタイミング信号に基づいて前記第3の偏向器に電圧を印加する第3の電圧印加部と、
を備えたことを特徴とする請求項6記載の荷電粒子ビーム描画装置。 - 前記荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
前記第1の電圧印加部に出力するための第1の偏向信号を一時的に蓄積する第1のバッファと、
前記第2の電圧印加部に出力するための第2の偏向信号を一時的に蓄積する第2のバッファと、
前記第3の電圧印加部に出力するための第3の偏向信号を一時的に蓄積する第3のバッファと、
を備えたことを特徴とする請求項7記載の荷電粒子ビーム描画装置。 - 前記荷電粒子ビームの各ショットについて前記第1と第2と第3の偏向器にパイプライン処理を行なわせることを特徴とする請求項4記載の荷電粒子ビーム描画装置。
- 荷電粒子ビームを照射する照射部と、
各偏向器長が前記荷電粒子ビームにおける各荷電粒子が所定の偏向量を得るための偏向器長より短く形成された複数段の偏向器と、
前記荷電粒子の移動に合わせて前記複数段の偏向器に独立に電圧を印加する電圧印加部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
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