JP2011066236A - Charged particle beam lithographic apparatus and charged particle beam lithographic method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、電子ビームを用いて試料に所定のパターンを描画する描画装置における描画位置補正を行なう手法に関する。 The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a charged particle beam drawing method, and, for example, to a technique for performing drawing position correction in a drawing apparatus that draws a predetermined pattern on a sample using an electron beam.
半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。 Lithography technology, which is responsible for the progress of miniaturization of semiconductor devices, is an extremely important process for generating a pattern among semiconductor manufacturing processes. In recent years, with the high integration of LSI, circuit line widths required for semiconductor devices have been reduced year by year. In order to form a desired circuit pattern on these semiconductor devices, a highly accurate original pattern (also referred to as a reticle or a mask) is required. Here, the electron beam (electron beam) drawing technique has an essentially excellent resolution, and is used for producing a high-precision original pattern.
図１２は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置は以下にように動作する。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、第１のアパーチャ４１０の開口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、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口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（ＶＳＢ方式）という。
FIG. 12 is a conceptual diagram for explaining the operation of the variable shaped electron beam drawing apparatus.
The variable shaped electron beam (EB) drawing apparatus operates as follows. In the first aperture 410, a rectangular opening for forming the electron beam 330, for example, a rectangular opening 411 is formed. Further, the second aperture 420 is formed with a variable shaping opening 421 for shaping the electron beam 330 having passed through the opening 411 of the first aperture 410 into a desired rectangular shape. The electron beam 330 irradiated from the charged particle source 430 and passed through the opening 411 of the first aperture 410 is deflected by the deflector, passes through a part of the variable shaping opening 421 of the second aperture 420, and passes through a predetermined range. The sample is irradiated on a stage that moves continuously in one direction (for example, the X direction). That is, the drawing area of the sample 340 mounted on the stage in which the rectangular shape that can pass through both the opening 411 of the first aperture 410 and the variable shaping opening 421 of the second aperture 420 is continuously moved in the X direction. Drawn on. A method of creating an arbitrary shape by passing both the opening 411 of the first aperture 410 and the variable shaping opening 421 of the second aperture 420 is referred to as a variable shaping method (VSB method).
基板への位置偏向に主副２段の偏向器を用いて行なわれるパターン描画では、基板の描画領域を主偏向器で偏向可能な幅で短冊状に分割したストライプ領域毎に行なわれる。さらに、各ストライプ領域を描画する際には、さらに、ストライプ領域を副偏向器で偏向可能なサイズでメッシュ状に分割した副偏向領域（サブフィールド：ＳＦ）毎に描画される。近年、高精度化が進み、かかるストライプ幅およびＳＦサイズが小さくなってきている。そのため、１つの基板あたりのＳＦ数が増加し、隣り合うＳＦ間のつなぎの影響が描画精度に与える重みを増してきている。すなわち、副偏向器で偏向した際のＳＦ内の位置ずれが描画精度に与える重みを増してきている。 Pattern drawing performed using a main / sub two-stage deflector for position deflection on the substrate is performed for each stripe region obtained by dividing the drawing region of the substrate into strips with a width that can be deflected by the main deflector. Furthermore, when each stripe region is drawn, the stripe region is further drawn for each sub-deflection region (subfield: SF) obtained by dividing the stripe region into a mesh shape having a size that can be deflected by the sub-deflector. In recent years, high precision has been advanced, and the stripe width and SF size have been reduced. For this reason, the number of SFs per substrate increases, and the weight given to the drawing accuracy by the influence of the connection between adjacent SFs has increased. That is, the weight given to the drawing accuracy by the positional deviation in the SF when deflected by the sub deflector is increasing.
従来、かかるＳＦ内の位置ずれ量は、ステージ上に配置されたマークを電子ビームで走査（スキャン）して、各位置での位置ずれ量を測定し、位置毎に得られた位置ずれ量を補正する手法がとられていた（例えば、特許文献１参照）。しかし、かかるマークスキャンでの方法では、ビームがドリフト等の影響を受け、予定している位置に偏向され得ない場合があるなど完全な測定が困難であるという短所がある。近年の高精度化が進んだ状況では、かかるマークスキャンで補正しても補正残差が描画精度に与える影響が大きくなってきている。特に、主偏向領域の隅に位置する領域での位置ずれ量が中心部分よりも大きい。特に、ステージ連続移動で描画を行なう場合には、かかる主偏向領域の隅に位置する領域が最も多く使用されるので、かかる領域の精度向上がより重要となっている。 Conventionally, the positional deviation amount in the SF is measured by scanning a mark placed on the stage with an electron beam, measuring the positional deviation amount at each position, and calculating the positional deviation amount obtained for each position. A correction method has been taken (see, for example, Patent Document 1). However, the mark scanning method has a disadvantage that complete measurement is difficult because the beam is affected by drift or the like and may not be deflected to a predetermined position. In the situation where the accuracy has been improved in recent years, even if correction is performed by such mark scanning, the influence of the correction residual on the drawing accuracy is increasing. In particular, the amount of displacement in the region located at the corner of the main deflection region is larger than that in the central portion. In particular, when drawing is performed by continuous movement of the stage, an area located at the corner of the main deflection area is most often used, and therefore it is more important to improve the accuracy of the area.
上述したように、近年の高精度化が進んだ状況では、従来の手法ではＳＦ内の位置ずれを補正しきれない状況になっている。特に、ラインアンドスペースパターンにおけるハーフピッチが４５ｎｍ以下の世代では問題が顕著になる。 As described above, in a situation where the accuracy has been improved in recent years, the conventional technique cannot completely correct the positional deviation in the SF. In particular, the problem becomes remarkable in the generation where the half pitch in the line and space pattern is 45 nm or less.
そこで、本発明は、かかる問題点を克服し、位置偏向に主副２段の偏向器を用いて行なわれるパターン描画における副偏向領域での位置ずれ量を高精度に補正可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention overcomes such problems and can draw a positional deviation amount in the sub-deflection region in pattern drawing performed using a main / sub two-stage deflector for position deflection with high accuracy. The purpose is to provide.
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
試料を載置し、試料を載置した位置とは異なる位置に配置されたマークを有するステージと、
荷電粒子ビームを偏向して、試料上にパターンを描画する主副２段の偏向器と、
マーク上を荷電粒子ビームで走査して、主偏向器で偏向可能な主偏向領域内の各位置における、主偏向器よりも偏向可能領域が狭い副偏向器で偏向可能な複数の副偏向領域内の位置に生じる第１の位置誤差を測定する測定部と、
荷電粒子ビームを用いて第１の位置誤差が補正された主偏向領域内の各位置における複数の副偏向領域内の位置に評価パターンを描画した評価基板から得られる前記副偏向領域内の位置に生じる第２の位置誤差を記憶する記憶装置と、
記憶装置から第２の位置誤差を読み出し、第１の位置誤差に加算する加算部と、
加算された第３の位置誤差で副偏向領域内の位置を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする。
A charged particle beam drawing apparatus according to one embodiment of the present invention includes:
An emission part for emitting a charged particle beam;
A stage on which a sample is placed and having a mark placed at a position different from the position on which the sample is placed;
A main and sub two-stage deflector for deflecting a charged particle beam and drawing a pattern on the sample;
Within a plurality of sub-deflection areas that can be deflected by sub-deflectors that are narrower than the main deflector at each position in the main deflection area that can be deflected by the main deflector by scanning the mark with a charged particle beam A measurement unit for measuring a first position error occurring at the position of
At a position in the sub-deflection area obtained from an evaluation substrate on which an evaluation pattern is drawn at a position in a plurality of sub-deflection areas at each position in the main deflection area where the first position error is corrected using a charged particle beam. A storage device for storing the resulting second position error;
An adder that reads the second position error from the storage device and adds the second position error to the first position error;
A correction unit that corrects the position in the sub-deflection region with the added third position error;
It is provided with.
かかる構成により、マークスキャンでの補正残差を補正できる。 With this configuration, it is possible to correct a correction residual in mark scanning.
また、評価基板に評価パターンを描画する際、ステージが停止した状態で描画が行なわれると好適である。 Further, when drawing the evaluation pattern on the evaluation board, it is preferable that the drawing is performed with the stage stopped.
また、第１と第２の位置誤差は、主偏向領域内の各位置における複数の副偏向領域内の複数の位置で取得され、
補正部は、複数の位置のすべてではなく複数の位置の一部について補正するように構成しても好適である。
The first and second position errors are acquired at a plurality of positions in a plurality of sub-deflection areas at each position in the main deflection area,
The correcting unit may be configured to correct not all of the plurality of positions but a part of the plurality of positions.
或いは、第１と第２の位置誤差は、主偏向領域内の各位置における複数の副偏向領域内の複数の位置で取得される場合に、
荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
複数の位置で取得された各第１の位置誤差をフィッティングして、近似式の第１の係数を演算する第１のフィッティング演算部と、
複数の位置で取得された各第２の位置誤差をフィッティングして、近似式の第２の係数を演算する第２のフィッティング演算部と、
備え、
補正部は、第１と第２の係数を加算するように構成しても好適である。
Alternatively, when the first and second position errors are acquired at a plurality of positions in a plurality of sub-deflection areas at each position in the main deflection area,
The charged particle beam drawing apparatus further includes:
Fitting a first position error acquired at a plurality of positions to calculate a first coefficient of the approximate expression;
Fitting a second position error acquired at a plurality of positions to calculate a second coefficient of the approximate expression;
Prepared,
The correction unit may be configured to add the first and second coefficients.
また、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
ステージ上に配置されたマークを主副２段の偏向器のうちの副偏向器で偏向される荷電粒子ビームで走査して、主偏向器で偏向可能な主偏向領域内の各位置における、主偏向器よりも偏向可能領域が狭い副偏向器で偏向可能な複数の副偏向領域内の位置に生じる第１の位置誤差を測定する工程と、
荷電粒子ビームを用いて、評価基板上の第１の位置誤差が補正された主偏向領域内の各位置における複数の副偏向領域内の位置に評価パターンを描画する工程と、
描画された評価基板から得られる主偏向領域内の各位置における複数の副偏向領域内の位置に生じる第２の位置誤差と第１の位置誤差とを加算する工程と、
加算された第３の位置誤差で副偏向領域内の位置を補正する工程と、
補正された位置に荷電粒子ビームを偏向して、試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。
The charged particle beam drawing method of one embodiment of the present invention includes:
A mark placed on the stage is scanned with a charged particle beam deflected by a sub-deflector of the main and sub two-stage deflectors, and at each position in the main deflection region deflectable by the main deflector. Measuring a first position error occurring at a position in a plurality of sub-deflection areas that can be deflected by a sub-deflector having a deflectable area narrower than the deflector;
Drawing an evaluation pattern at a position in a plurality of sub-deflection areas at each position in the main deflection area where the first position error on the evaluation substrate is corrected using a charged particle beam;
Adding a second position error and a first position error generated at positions in a plurality of sub deflection areas at each position in the main deflection area obtained from the drawn evaluation substrate;
Correcting the position in the sub-deflection region with the added third position error;
Deflecting the charged particle beam to the corrected position and drawing a pattern on the sample; and
It is provided with.
本発明によれば、位置偏向に主副２段の偏向器を用いて行なわれるパターン描画における副偏向領域での位置ずれ量を高精度に補正できる。よって、より高精度な位置にパターンを描画できる。 According to the present invention, it is possible to highly accurately correct the amount of positional deviation in the sub-deflection region in pattern drawing performed using a main / sub two-stage deflector for position deflection. Therefore, a pattern can be drawn at a more accurate position.
以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。 Hereinafter, in the embodiment, a configuration using an electron beam will be described as an example of a charged particle beam. However, the charged particle beam is not limited to an electron beam, and a beam using charged particles such as an ion beam may be used. Further, a variable shaping type drawing apparatus will be described as an example of the charged particle beam apparatus.
実施の形態１．
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、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型の描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８、副偏向器２１０、および検出器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、位置ずれ残差を補正するための評価基板１０１が配置される。描画時には評価基板１０１の代わりに描画対象となるマスク等の試料が配置される。描画対象試料には、半導体装置を製造する際の露光用マスクが含まれる。また、描画対象試料には、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。また、ＸＹステージ１０５上には、評価基板１０１を配置する位置とは異なる位置にマーク１５２が配置されている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the first embodiment. In FIG. 1, the drawing apparatus 100 includes a drawing unit 150 and a control unit 160. The drawing apparatus 100 is an example of a charged particle beam drawing apparatus. In particular, it is an example of a variable shaping type drawing apparatus. The drawing unit 150 includes an electron column 102 and a drawing chamber 103. In the electron column 102, an electron gun 201, an illumination lens 202, a first aperture 203, a projection lens 204, a deflector 205, a second aperture 206, an objective lens 207, a main deflector 208, a sub deflector 210, And a detector 209 are arranged. An XY stage 105 is disposed in the drawing chamber 103. On the XY stage 105, an evaluation substrate 101 for correcting a misalignment residual is arranged. At the time of drawing, a sample such as a mask to be drawn is arranged instead of the evaluation substrate 101. The drawing target sample includes an exposure mask for manufacturing a semiconductor device. Further, the drawing target sample includes mask blanks on which nothing has been drawn yet. On the XY stage 105, a mark 152 is disposed at a position different from the position where the evaluation substrate 101 is disposed.
制御部１６０は、制御計算機ユニット１１０、偏向制御回路１２０、検出回路１３０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４を有する。制御計算機ユニット１１０、偏向制御回路１２０、検出回路１３０、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４は、図示しないバスを介して互いに接続されている。 The control unit 160 includes a control computer unit 110, a deflection control circuit 120, a detection circuit 130, and storage devices 140, 142, and 144 such as a magnetic disk device. The control computer unit 110, the deflection control circuit 120, the detection circuit 130, and the storage devices 140, 142, and 144 such as a magnetic disk device are connected to each other via a bus (not shown).
制御計算機ユニット１１０内には、メモリ５１、描画データ処理部５０、マークスキャン測定部５２、フィッティング部５３，５４、及び加算部５５が配置される。描画データ処理部５０、マークスキャン測定部５２、フィッティング部５３，５４、及び加算部５５は、それぞれ電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。描画データ処理部５０、マークスキャン測定部５２、フィッティング部５３，５４、及び加算部５５に入出力される情報および演算中の情報はメモリ５１にその都度格納される。 In the control computer unit 110, a memory 51, a drawing data processing unit 50, a mark scan measuring unit 52, fitting units 53 and 54, and an adding unit 55 are arranged. The drawing data processing unit 50, the mark scan measurement unit 52, the fitting units 53 and 54, and the addition unit 55 may each be configured by hardware such as an electric circuit, or by software such as a program for executing these functions. It may be configured. Alternatively, it may be configured by a combination of hardware and software. Information input / output to / from the drawing data processing unit 50, the mark scan measuring unit 52, the fitting units 53 and 54, and the adding unit 55 and information being calculated are stored in the memory 51 each time.
偏向制御回路１２０内には、補正部６２及び偏向量演算部６４が配置される。補正部６２及び偏向量演算部６４は、それぞれ電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。補正部６２及び偏向量演算部６４に入出力される情報および演算中の情報は図示しないメモリにその都度格納される。 In the deflection control circuit 120, a correction unit 62 and a deflection amount calculation unit 64 are arranged. The correction unit 62 and the deflection amount calculation unit 64 may each be configured by hardware such as an electric circuit, or may be configured by software such as a program for executing these functions. Alternatively, it may be configured by a combination of hardware and software. Information input / output to / from the correction unit 62 and the deflection amount calculation unit 64 and information being calculated are stored in a memory (not shown) each time.
記憶装置１４０には、レイアウトデータとなる描画データが装置外部から入力され、格納される。例えば、チップＡのチップデータ、チップＢのチップデータ、チップＣのチップデータ、・・・が格納される。各チップはパターン形成される。 In the storage device 140, drawing data serving as layout data is input from the outside of the device and stored. For example, chip data for chip A, chip data for chip B, chip data for chip C, and so on are stored. Each chip is patterned.
ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。 Here, FIG. 1 shows a configuration necessary for explaining the first embodiment. The drawing apparatus 100 may normally have other necessary configurations.
マスク等の試料に描画を行なう際には、まず、描画データ処理部５０は、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行なって、描画装置１００用のフォーマットのショットデータを生成する。ショットデータは記憶装置１４２に格納される。そして、かかるショットデータを用いて描画が行なわれる。描画部１５０は以下のように動作する。 When drawing on a sample such as a mask, the drawing data processing unit 50 first reads the drawing data from the storage device 140, performs a plurality of stages of data conversion processing, and generates shot data in a format for the drawing apparatus 100. Generate. Shot data is stored in the storage device 142. Then, drawing is performed using such shot data. The drawing unit 150 operates as follows.
電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、偏向器２０５によって制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向制御回路１２０により制御された主偏向器２０８及び副偏向器２１０の２段偏向器により偏向されて、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料の所望する位置に照射される。 The electron beam 200 emitted from the electron gun 201 (emission part) illuminates the entire first aperture 203 having a rectangular hole, for example, a rectangular hole, by the illumination lens 202. Here, the electron beam 200 is first formed into a rectangle, for example, a rectangle. Then, the electron beam 200 of the first aperture image that has passed through the first aperture 203 is projected onto the second aperture 206 by the projection lens 204. The position of the first aperture image on the second aperture 206 is controlled by the deflector 205, and the beam shape and size can be changed. Then, the electron beam 200 of the second aperture image that has passed through the second aperture 206 is focused by the objective lens 207, and the two-stage deflection of the main deflector 208 and the sub deflector 210 controlled by the deflection control circuit 120. The beam is deflected by the detector and irradiated to a desired position of the sample on the XY stage 105 that is movably arranged.
図２は、ＸＹステージ移動の様子を説明するための図である。試料に描画する場合には、ＸＹステージ１０５を図示していない駆動部によりＸ方向に連続移動させながら、描画（露光）面を主偏向器２０８で電子ビーム２００を偏向可能な幅で短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割された試料の１つのストライプ領域上を電子ビーム２００が照射する。ＸＹステージ１０５のＸ方向の移動と同時に電子ビーム２００のショット位置もステージ移動に追従させる。そして、連続移動させることで描画時間を短縮させることができる。そして、１つのストライプ領域を描画し終わったら、ＸＹステージ１０５をＹ方向にステップ送りしてＸ方向（例えば今度は逆向き）に次のストライプ領域の描画動作を行なう。各ストライプ領域の描画動作を蛇行させるように進めることでＸＹステージ１０５の移動時間を短縮することができる。但し、これに限るものではなく、描画動作は蛇行せずに同じＸ方向に進むようにしても構わない。 FIG. 2 is a diagram for explaining the movement of the XY stage. When drawing on the sample, the drawing (exposure) surface is strip-shaped with a width that can deflect the electron beam 200 by the main deflector 208 while continuously moving the XY stage 105 in the X direction by a driving unit (not shown). The electron beam 200 irradiates one stripe region of the sample virtually divided into a plurality of stripe regions. Simultaneously with the movement of the XY stage 105 in the X direction, the shot position of the electron beam 200 also follows the stage movement. Then, the drawing time can be shortened by continuously moving. When drawing of one stripe area is completed, the XY stage 105 is stepped in the Y direction, and the drawing operation of the next stripe area is performed in the X direction (for example, the opposite direction this time). The moving time of the XY stage 105 can be shortened by making the drawing operation of each stripe region meander. However, the present invention is not limited to this, and the drawing operation may proceed in the same X direction without meandering.
図３は、図１のＸＹステージの上面概念図である。図３に示すように、試料が載置されるＸＹステージ１０５上には、電子ビーム２００のビームドリフト量を検査するためのマーク１５２が設けられている。マーク１５２は、電子ビーム２００で走査することで位置を検出しやすいように例えば十字型の形状に形成される。 FIG. 3 is a conceptual top view of the XY stage of FIG. As shown in FIG. 3, a mark 152 for inspecting the amount of beam drift of the electron beam 200 is provided on the XY stage 105 on which the sample is placed. The mark 152 is formed, for example, in a cross shape so that the position can be easily detected by scanning with the electron beam 200.
図４は、実施の形態１における主偏向領域と副偏向領域とを示す図である。
図４に示すように、描画装置１００にて所定のパターンを描画する場合には、描画対象試料となる例えばマスクの描画領域は、主偏向器２０８により偏向可能な幅で例えばＹ方向にストライプ状の複数の単位描画領域（ストライプ）１０に分割される。そして、各ストライプ１０においてＸ方向にもストライプ１０のＹ方向の幅と同じ幅で区切られる。この区切られた領域が、主偏向器２０８により偏向可能な主偏向領域１２となる。また、主偏向領域１２をさらに細分化した領域が副偏向領域１４（またはサブフィールド：ＳＦと呼ぶ）となる。
FIG. 4 is a diagram showing a main deflection region and a sub deflection region in the first embodiment.
As shown in FIG. 4, when a predetermined pattern is drawn by the drawing apparatus 100, for example, a drawing region of a mask to be a drawing target sample has a width that can be deflected by the main deflector 208, for example, a stripe shape in the Y direction. Are divided into a plurality of unit drawing regions (stripes) 10. Each stripe 10 is also divided in the X direction by the same width as the width of the stripe 10 in the Y direction. This divided area becomes the main deflection area 12 that can be deflected by the main deflector 208. Further, a region obtained by further subdividing the main deflection region 12 is a sub deflection region 14 (or subfield: referred to as SF).
副偏向器２１０は、ショット毎の電子ビーム２００の位置を高速かつ高精度に制御するために用いられる。そのため、偏向範囲は図４に示すように狭く、マスクブランク上で、副偏向領域１４に限定され、その領域を超える偏向は主偏向器２０８で副偏向領域１４の位置を移動することによって行なう。一方、主偏向器２０８は、副偏向領域１４の位置を制御するために用いられ、複数の副偏向領域１４が含まれる範囲（主偏向領域１２）内で移動する。また、描画中はＸＹステージ１０５がＸ方向に連続的に移動しているため、主偏向器２０８で副偏向領域１４の描画原点を随時移動（トラッキング）することでＸＹステージ１０５の移動に追従させることができる。 The sub deflector 210 is used for controlling the position of the electron beam 200 for each shot at high speed and with high accuracy. Therefore, the deflection range is narrow as shown in FIG. 4 and is limited to the sub-deflection region 14 on the mask blank, and deflection exceeding that region is performed by moving the position of the sub-deflection region 14 by the main deflector 208. On the other hand, the main deflector 208 is used to control the position of the sub-deflection area 14 and moves within a range including the plurality of sub-deflection areas 14 (main deflection area 12). Since the XY stage 105 continuously moves in the X direction during drawing, the main deflector 208 moves (tracks) the drawing origin of the sub-deflection area 14 as needed to follow the movement of the XY stage 105. be able to.
ここで、マスク等の描画対象試料を描画するにあたっては、上述したように、主偏向領域１２および副偏向領域１４での例えばビームドリフト等に起因する描画位置の位置ずれを補正する必要がある。実施の形態１では、特に、副偏向領域１４の位置ずれ補正の仕方に重点をおいて説明する。最初にマークスキャンを行なうことで位置ずれを補正する。そして、評価基板を使って補正残差を補正する。 Here, when drawing a drawing target sample such as a mask, as described above, it is necessary to correct the displacement of the drawing position caused by, for example, beam drift in the main deflection region 12 and the sub deflection region 14. In the first embodiment, a description will be given with particular emphasis on the method of correcting the positional deviation of the sub deflection region 14. First, a mark scan is performed to correct misalignment. Then, the correction residual is corrected using the evaluation board.
最初から評価基板を用いて全体の位置ずれ量を測定しようとすると、誤差が大きすぎて各副偏向領域内の位置ずれ量を測定しきれない。そこで、実施の形態１では、最初から評価基板を用いて全体の位置ずれ補正を行なうのではなく、まず、マークスキャンで大まかに位置ずれ補正を行なった後に、その補正残差を、評価基板を用いて補正するように構成する。これにより、高精度な補正が可能となる。 If an attempt is made to measure the total amount of displacement using the evaluation substrate from the beginning, the error is too large to measure the amount of displacement in each sub deflection region. Therefore, in the first embodiment, the entire misalignment correction is not performed using the evaluation board from the beginning, but first, the misalignment correction is first performed roughly by the mark scan, and then the correction residual is used as the evaluation board. It is configured to correct by using. Thereby, highly accurate correction is possible.
図５は、実施の形態１における位置ずれ補正を伴う描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。実施の形態１における位置ずれ補正を伴う描画方法は、マークスキャン測定工程（Ｓ１０２）と、位置補正（１）工程（Ｓ１０４）と、評価基板描画工程（Ｓ１０６）と、加算工程（Ｓ１０８）と、位置補正（２）工程（Ｓ１１０）と、描画工程（Ｓ１１２）という一連の工程を実施する。 FIG. 5 is a flowchart showing main steps of the drawing method with positional deviation correction in the first embodiment. The drawing method with positional deviation correction in the first embodiment includes a mark scan measurement step (S102), a position correction (1) step (S104), an evaluation board drawing step (S106), an addition step (S108), A series of steps of a position correction (2) step (S110) and a drawing step (S112) are performed.
マークスキャン測定工程（Ｓ１０２）として、描画装置１００は、ＸＹステージ１０５上に設置されたビームキャリブレーション用のマーク１５２を電子ビーム２００で走査（スキャン）して、主偏向領域内の各位置における複数の副偏向領域１４内の各位置の位置ずれ量（第１の位置誤差）を測定する。 As the mark scan measurement step (S102), the drawing apparatus 100 scans with the electron beam 200 a beam calibration mark 152 placed on the XY stage 105, and a plurality of the positions in the main deflection region are scanned. The amount of displacement (first position error) at each position in the sub deflection region 14 is measured.
図６は、実施の形態１におけるマークの位置の測定の仕方について説明するための図である。図６では、副偏向器２１０による副偏向領域１４内の位置ずれ量を測定する場合を示している。例えば、ある副偏向領域１４を想定して、その基準位置、例えば副偏向領域１４の中心に主偏向器２０８の偏向位置を合わせる。そして、図６に示すように、ＸＹステージ１０５を移動させることでマーク１５２を所望する副偏向領域１４内の各位置に移動させる。そして、副偏向器２１０で副偏向領域１４内の各位置に電子ビーム２００を偏向してマーク１５２の十字を電子ビーム２００で走査して、マーク１５２からの反射電子を検出器２０９で検出し、検出回路１３０で増幅し、デジタルデータに変換した上で、測定データをマークスキャン測定部５２に出力する。これにより、各マーク位置を計測し、各位置において設定された偏向位置との残差を位置ずれ量として求める。ここでは、例えば、副偏向領域１４内を５点×５点の合計２５箇所で行なう場合を示している。測定箇所はこれに限るものではなく、その他の箇所を測定しても構わない。かかる動作を主偏向領域１２内の各位置での副偏向領域１４で行なうことで、主偏向領域１２内の位置に依存した副偏向領域１４内の位置ずれ量（副偏向領域１４の形状の位置ずれ量）を測定できる。また、主偏向器２０８による主偏向領域１２内の位置ずれは、副偏向領域１４内の位置ずれ量を測定する場合と同様、主偏向領域１２内の各位置にマーク１５２を移動させて、副偏向器２１０の偏向位置を固定させた状態で主偏向器２０８により電子ビームを走査することでマーク位置を測定し、位置ずれ量を求めればよい。 FIG. 6 is a diagram for explaining how to measure the mark position in the first embodiment. FIG. 6 shows a case where the amount of positional deviation in the sub deflection region 14 by the sub deflector 210 is measured. For example, assuming a certain sub-deflection area 14, the deflection position of the main deflector 208 is aligned with the reference position, for example, the center of the sub-deflection area 14. Then, as shown in FIG. 6, by moving the XY stage 105, the mark 152 is moved to each desired position in the sub deflection region 14. The sub-deflector 210 deflects the electron beam 200 to each position in the sub-deflection region 14, scans the cross of the mark 152 with the electron beam 200, detects the reflected electrons from the mark 152 by the detector 209, After being amplified by the detection circuit 130 and converted into digital data, the measurement data is output to the mark scan measurement unit 52. Thus, each mark position is measured, and a residual with the deflection position set at each position is obtained as a positional deviation amount. Here, for example, a case where the sub deflection region 14 is performed at a total of 25 points of 5 points × 5 points is shown. The measurement location is not limited to this, and other locations may be measured. By performing this operation in the sub-deflection region 14 at each position in the main deflection region 12, the amount of displacement in the sub-deflection region 14 depending on the position in the main deflection region 12 (the position of the shape of the sub-deflection region 14). The amount of deviation) can be measured. Further, the positional deviation in the main deflection area 12 by the main deflector 208 is caused by moving the mark 152 to each position in the main deflection area 12 as in the case of measuring the positional deviation amount in the sub deflection area 14. The position of the mark may be obtained by measuring the mark position by scanning the electron beam with the main deflector 208 while the deflection position of the deflector 210 is fixed.
位置補正（１）工程（Ｓ１０４）として、まず、フィッティング部５３は、各副偏向領域１４について、得られた複数の位置での位置ずれ量を近似式でフィッティングして、近似式の係数（第１の係数）を演算する。近似式は、以下の式（１−１）（１−２）に示すような、例えば、３次多項式を用いると好適である。
（１−１） Ｘ＝ａ０＋ａ１ｘ＋ａ２ｙ＋ａ３ｘｙ＋ａ４ｘ２
＋ａ５ｙ２＋ａ６ｘ２ｙ＋ａ７ｘｙ２＋ａ８ｘ３＋ａ９ｙ３
（１−２） Ｙ＝ｂ０＋ｂ１ｘ＋ｂ２ｙ＋ｂ３ｘｙ＋ｂ４ｘ２
＋ｂ５ｙ２＋ｂ６ｘ２ｙ＋ｂ７ｘｙ２＋ｂ８ｘ３＋ｂ９ｙ３
In the position correction (1) step (S104), the fitting unit 53 first fits the obtained positional deviation amounts at a plurality of positions for each sub-deflection region 14 with an approximate expression to obtain a coefficient (first step) of the approximate expression. 1 coefficient). As the approximate expression, for example, a cubic polynomial as shown in the following expressions (1-1) and (1-2) is preferably used.
(1-1) X = a 0 + a 1 x + a 2 y + a 3 xy + a 4 x 2
+ A 5 y 2 + a 6 x 2 y + a 7 xy 2 + a 8 x 3 + a 9 y 3
(1-2) Y = b 0 + b 1 x + b 2 y + b 3 xy + b 4 x 2
+ B 5 y 2 + b 6 x 2 y + b 7 xy 2 + b 8 x 3 + b 9 y 3
そして、主偏向領域１２の位置に依存した各副偏向領域１４で得られた係数ａ０〜ａ９、ｂ０〜ｂ９を補正部６２に出力する。補正部６２では、各副偏向領域１４について、ショットデータでの各ショットの位置をかかる係数を上述した多項式に適用して得られる位置ずれ量で補正する。このようにして、マークスキャンによる位置補正が行なわれる。そして、パターンを描画する際には、かかる補正されたデータから副偏向器２１０の偏向量が偏向量演算部６４で演算され、副偏向器２１０へと対応する偏向電圧が印加されることになる。以上のようにして、マークスキャン方式での位置ずれ補正が行なわれる。かかる補正により、位置ずれ量のほとんどは補正される。しかし、上述したように、かかる補正では補正しきれない補正残差が残る。そこで、実施の形態１では、さらに、評価基板を描画することでかかる補正残差も補正する。 Then, the coefficients a 0 to a 9 and b 0 to b 9 obtained in the sub deflection regions 14 depending on the position of the main deflection region 12 are output to the correction unit 62. The correction unit 62 corrects the position of each shot in the shot data for each sub-deflection area 14 with the amount of displacement obtained by applying the coefficient to the above-described polynomial. In this way, position correction by mark scanning is performed. When a pattern is drawn, the deflection amount of the sub deflector 210 is calculated from the corrected data by the deflection amount calculation unit 64, and a corresponding deflection voltage is applied to the sub deflector 210. . As described above, the positional deviation correction by the mark scanning method is performed. By such correction, most of the positional deviation amount is corrected. However, as described above, a correction residual that cannot be corrected by such correction remains. Therefore, in the first embodiment, the correction residual is also corrected by drawing the evaluation board.
なお、ここでは、３次多項式を一例として用いたがこれに限るものではなく、１次或いは２次の式でもよいし、４次以上の高次の多項式でもよい。位置ずれ量を所望する精度で近似可能な式であればよい。 Here, a third-order polynomial is used as an example, but the present invention is not limited to this, and a first-order or second-order expression may be used, or a fourth-order or higher-order polynomial may be used. Any expression that can approximate the positional deviation amount with a desired accuracy may be used.
評価基板描画工程（Ｓ１０６）として、描画装置１００は、評価基板１０１をＸＹステージ上に載置して、電子ビームを用いてマークスキャンで測定された位置ずれ量が補正された、レジストが塗布された評価基板上のある主偏向領域１２内に位置する各副偏向領域内の各位置に評価パターンを描画する。その際、ＸＹステージ１０５は停止した状態で描画する。このような静止描画を行なうことで、主偏向領域１２内の各副偏向領域１４について位置ずれ量を測定できる。連続移動しながら描画すると、主偏向領域１２の隅の部分しか描画に使用されない場合が多いことから静止させた状態で描画することで主偏向領域１２内の位置に依存した各副偏向領域１４内の位置ずれ量を測定できる。 As the evaluation substrate drawing step (S106), the drawing apparatus 100 places the evaluation substrate 101 on the XY stage, and applies a resist in which the amount of positional deviation measured by the mark scan using the electron beam is corrected. An evaluation pattern is drawn at each position in each sub deflection area located in a certain main deflection area 12 on the evaluation substrate. At that time, the XY stage 105 performs drawing in a stopped state. By performing such static drawing, the amount of positional deviation can be measured for each sub deflection region 14 in the main deflection region 12. If drawing is performed while continuously moving, only the corner portion of the main deflection region 12 is often used for drawing, so drawing in a stationary state allows each inside of the sub deflection regions 14 depending on the position in the main deflection region 12. Can be measured.
また、評価パターンを描画する際には、評価パターン用の描画データが記憶装置１４０に格納され、描画データ処理部５０によりショットデータが生成され、記憶装置１４２に格納される。そして、ショットデータの位置は、補正部６２によってマークスキャン測定で得られた係数を用いて補正され、補正された位置で偏向量演算部６４により副偏向器２１０の偏向量が演算される。よって、副偏向器２１０は、マークスキャンにより補正された位置に電子ビームを偏向することで評価パターンを描画する。描画後は、評価基板を現像することで評価基板上にレジストパターンとして評価パターンが形成される。そして、描画装置１００から評価基板１０１を搬出し、外部の位置測定装置でレジストパターンとして形成された評価パターンの各位置を測定することで設定された位置からの位置ずれ量を求めることができる。 When drawing the evaluation pattern, drawing data for the evaluation pattern is stored in the storage device 140, shot data is generated by the drawing data processing unit 50, and stored in the storage device 142. The position of the shot data is corrected by the correction unit 62 using the coefficient obtained by the mark scan measurement, and the deflection amount of the sub deflector 210 is calculated by the deflection amount calculation unit 64 at the corrected position. Therefore, the sub deflector 210 draws the evaluation pattern by deflecting the electron beam to the position corrected by the mark scan. After drawing, an evaluation pattern is formed as a resist pattern on the evaluation substrate by developing the evaluation substrate. Then, the evaluation substrate 101 is unloaded from the drawing apparatus 100, and the position deviation amount from the set position can be obtained by measuring each position of the evaluation pattern formed as a resist pattern by an external position measuring apparatus.
図７は、実施の形態１における評価パターンの一例を示す図である。図７では、主偏向領域１２内を複数の副偏向領域１４に分割した様子を示している。そして、各副偏向領域１４内では、位置ずれ量を測定するための複数の矩形パターン２２が配置される。図７の例では、矩形パターン２２は、４つショットパターン２０を縦横２つずつつなげた形状に形成される。そして、矩形パターン２２は、それぞれ矩形パターン２２の１つ分の隙間をｘｙ方向にそれぞれ空けて副偏向領域１４内に略均等に配置される。そして、評価基板に描画された各矩形パターン２２の位置を測定することで、各位置の位置ずれ量を測定する。４つショットパターン２０で１つの矩形パターン２２を形成することで、位置誤差を平均化できる。よって、１つのショットパターンの位置を測定する場合よりも高精度で位置ずれ量を測定できる。但し、評価パターンの形状は、図７の例に限るものではない。副偏向領域１４内の各位置が測定できる形状であればよい。 FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an evaluation pattern in the first embodiment. FIG. 7 shows a state in which the main deflection region 12 is divided into a plurality of sub deflection regions 14. In each sub deflection region 14, a plurality of rectangular patterns 22 for measuring the amount of positional deviation are arranged. In the example of FIG. 7, the rectangular pattern 22 is formed in a shape in which the four shot patterns 20 are connected vertically and horizontally. The rectangular patterns 22 are arranged substantially evenly in the sub-deflection region 14 with a gap corresponding to one rectangular pattern 22 in the xy direction. And the position shift amount of each position is measured by measuring the position of each rectangular pattern 22 drawn on the evaluation board. By forming one rectangular pattern 22 with the four shot patterns 20, the position error can be averaged. Therefore, it is possible to measure the amount of positional deviation with higher accuracy than when measuring the position of one shot pattern. However, the shape of the evaluation pattern is not limited to the example of FIG. Any shape that can measure each position in the sub deflection region 14 may be used.
図８は、実施の形態１における評価パターンの測定位置の一例を示す図である。例えば、評価基板１０１上に評価パターンを描画した後、主偏向領域１２内の４×４（＝１６）箇所の位置で、副偏向領域１４内の各位置での位置ずれ量を測定する。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the measurement position of the evaluation pattern in the first embodiment. For example, after an evaluation pattern is drawn on the evaluation substrate 101, the amount of displacement at each position in the sub deflection region 14 is measured at 4 × 4 (= 16) positions in the main deflection region 12.
図９は、実施の形態１における評価基板上に描画された評価パターンの位置ずれ量の一例を示す図である。図９では、ある副偏向領域内で横方向（ｘ方向）に延びるように副偏向領域１４の形状が位置ずれした例が示されている。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the positional deviation amount of the evaluation pattern drawn on the evaluation board in the first embodiment. FIG. 9 shows an example in which the shape of the sub deflection region 14 is displaced so as to extend in the horizontal direction (x direction) within a certain sub deflection region.
図１０は、実施の形態１における評価基板上に描画された評価パターンの位置ずれ量の他の一例を示す図である。図１０では、ある副偏向領域内で縦方向（ｙ方向）に延びるように副偏向領域１４の形状が位置ずれした例が示されている。 FIG. 10 is a diagram illustrating another example of the positional deviation amount of the evaluation pattern drawn on the evaluation board in the first embodiment. FIG. 10 shows an example in which the shape of the sub deflection region 14 is displaced so as to extend in the vertical direction (y direction) within a certain sub deflection region.
以上のようにして描画した評価基板１０１から得られる各副偏向領域１４内の位置に生じる位置ずれ量（第２の位置誤差）のデータは、記憶装置１４４に入力され記憶される。そして、フィッティング部５４は、各副偏向領域１４について、記憶装置１４４からデータを読み出し、得られた複数の位置での位置ずれ量を近似式でフィッティングして、近似式の係数（第２の係数）を演算する。近似式は、以下の式（２−１）（２−２）に示すような、マークスキャンで用いた場合と同様、例えば、３次多項式を用いる。
（２−１） Ｘ＝ａ０’＋ａ１’ｘ＋ａ２’ｙ＋ａ３’ｘｙ＋ａ４’ｘ２
＋ａ５’ｙ２＋ａ６’ｘ２ｙ＋ａ７’ｘｙ２＋ａ８’ｘ３＋ａ９’ｙ３
（２−２） Ｙ＝ｂ０’＋ｂ１’ｘ＋ｂ２’ｙ＋ｂ３’ｘｙ＋ｂ４’ｘ２
＋ｂ５’ｙ２＋ｂ６’ｘ２ｙ＋ｂ７’ｘｙ２＋ｂ８’ｘ３＋ｂ９’ｙ３
Data on the amount of displacement (second position error) generated at the position in each sub deflection region 14 obtained from the evaluation substrate 101 drawn as described above is input to and stored in the storage device 144. Then, the fitting unit 54 reads data from the storage device 144 for each sub-deflection area 14, fits the obtained positional deviation amounts at a plurality of positions with an approximate expression, and obtains a coefficient of the approximate expression (second coefficient). ) Is calculated. As the approximate expression, for example, a cubic polynomial is used as in the case of the mark scan as shown in the following expressions (2-1) and (2-2).
(2-1) X = a 0 '+ a 1 ' x + a 2 'y + a 3 ' xy + a 4 'x 2
+ A 5 'y 2 + a 6 ' x 2 y + a 7 'xy 2 + a 8 ' x 3 + a 9 'y 3
(2-2) Y = b 0 '+ b 1 ' x + b 2 'y + b 3 ' xy + b 4 'x 2
+ B 5 'y 2 + b 6 ' x 2 y + b 7 'xy 2 + b 8 ' x 3 + b 9 'y 3
そして、主偏向領域１２内の位置に依存した各副偏向領域１４について評価基板１０１で得られた位置ずれ量を近似した近似式の係数ａ０’〜ａ９’、ｂ０’〜ｂ９’を加算部５５に出力する。また、加算部５５は、各副偏向領域１４についてマークスキャンにより既に得られている係数ａ０〜ａ９、ｂ０〜ｂ９も入力する。 Then, coefficients a 0 ′ to a 9 ′ and b 0 ′ to b 9 ′ of approximate expressions approximating the amount of displacement obtained by the evaluation substrate 101 for each sub deflection region 14 depending on the position in the main deflection region 12. Is output to the adder 55. The adder 55 also inputs coefficients a 0 to a 9 and b 0 to b 9 that have already been obtained for each sub-deflection area 14 by mark scanning.
加算工程（Ｓ１０８）として、加算部５５は、評価基板１０１で得られた位置ずれ量を近似した近似式の係数ａ０’〜ａ９’、ｂ０’〜ｂ９’とマークスキャンにより既に得られている係数ａ０〜ａ９、ｂ０〜ｂ９とを用いて、近似式の各項の係数同士をそれぞれ加算する。これにより、マークスキャンにより得られた位置ずれ量に評価基板１０１で得られた位置ずれ量（補正残差）を加算することができる。 As the adding step (S108), the adding unit 55 has already obtained the coefficients a 0 ′ to a 9 ′, b 0 ′ to b 9 ′ of approximate expressions approximating the positional deviation amount obtained by the evaluation board 101 and the mark scan. Using the coefficients a 0 to a 9 and b 0 to b 9 , the coefficients of the terms of the approximate expression are added to each other. Thereby, the positional deviation amount (correction residual) obtained by the evaluation substrate 101 can be added to the positional deviation amount obtained by the mark scan.
位置補正（２）工程（Ｓ１１０）として、各副偏向領域１４について、加算された係数ａ０”〜ａ９”、ｂ０”〜ｂ９”（第３の係数）を補正部６２に出力する。補正部６２では、各副偏向領域１４について、ショットデータでの各ショットの副偏向領域内の位置をかかる係数ａ０”〜ａ９”、ｂ０”〜ｂ９”を上述した多項式に適用して得られる位置ずれ量で補正する。このようにして、マークスキャンでの補正残差も含めた位置補正が行なわれる。そして、パターンを描画する際には、かかる補正されたデータから副偏向器２１０の偏向量が偏向量演算部６４で演算され、副偏向器２１０へと対応する偏向電圧が印加されることになる。以上のようにして、高精度な位置ずれ補正が行なわれる。かかる補正により、マークスキャン方式の補正では補正しきれなかった補正残差も合わせて補正できる。よって、描画対象試料を描画する際には、高精度な位置にパターンを描画できる。 As the position correction (2) step (S110), the added coefficients a 0 ″ to a 9 ″ and b 0 ″ to b 9 ″ (third coefficient) are output to the correction unit 62 for each sub deflection region 14. . The correction unit 62 applies the coefficients a 0 ″ to a 9 ″ and b 0 ″ to b 9 ″ for the positions in the sub deflection region of each shot in the shot data for each sub deflection region 14 to the above-described polynomial. The amount of misalignment obtained is corrected. In this manner, position correction including the correction residual in the mark scan is performed. When a pattern is drawn, the deflection amount of the sub deflector 210 is calculated from the corrected data by the deflection amount calculation unit 64, and a corresponding deflection voltage is applied to the sub deflector 210. . As described above, highly accurate misalignment correction is performed. By such correction, correction residuals that could not be corrected by the mark scan correction can be corrected together. Therefore, when drawing the drawing target sample, a pattern can be drawn at a highly accurate position.
描画工程（Ｓ１１２）として、描画部１５０は、描画対象試料を描画する際には、補正残差も補正された位置に電子ビーム２００を偏向して、描画対象試料にパターンを描画する。 In the drawing step (S112), when drawing the drawing target sample, the drawing unit 150 deflects the electron beam 200 to a position where the correction residual is also corrected, and draws a pattern on the drawing target sample.
以上のように実施の形態１によれば、位置偏向に主副２段の偏向器を用いて行なわれるパターン描画における副偏向領域での位置ずれ量を高精度に補正できる。また、主偏向領域内の位置に依存した副偏向領域での位置ずれも補正できるので、１つの基板あたりのＳＦ数が増加しても、隣り合うＳＦ間のつなぎの誤差を低減できる。よって、より高精度な位置にパターンを描画できる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to accurately correct the amount of positional deviation in the sub-deflection area in pattern drawing performed using the main and sub two-stage deflectors for position deflection. In addition, since the misalignment in the sub deflection region depending on the position in the main deflection region can be corrected, even if the number of SFs per substrate increases, the connection error between adjacent SFs can be reduced. Therefore, a pattern can be drawn at a more accurate position.
実施の形態２．
実施の形態１では、近似式の係数を使って位置ずれ量を補正したが、これに限るものではない。実施の形態２では、副偏向領域内全体を補正するのではなく、限られた一部だけを補正することも可能な構成について説明する。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the positional deviation amount is corrected using the coefficient of the approximate expression, but the present invention is not limited to this. In the second embodiment, a description will be given of a configuration that can correct only a limited part of the sub-deflection area, instead of correcting the entire sub-deflection area.
図１１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１１では、図１のフィッティング部５３，５４をマップ作成部５６，５７に置き換えた点以外は図１と同様である。また、実施の形態２における位置ずれ補正を伴う描画方法の要部工程は図５と同様である。以下、実施の形態２において、特に説明した点以外は実施の形態１と同様である。 FIG. 11 is a conceptual diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the second embodiment. 11 is the same as FIG. 1 except that the fitting units 53 and 54 in FIG. 1 are replaced with map creation units 56 and 57. Also, the main steps of the drawing method with positional deviation correction in the second embodiment are the same as those in FIG. Hereinafter, the second embodiment is the same as the first embodiment except for the points specifically described.
位置補正（１）工程（Ｓ１０４）として、マップ作成部５６は、マークスキャン測定部５２より測定された各副偏向領域１４についてそれぞれ得られた複数の位置での位置ずれ量を位置毎に定義した位置ずれ量マップを作成する。そして、評価基板１０１を描画する前に、補正部６２は、かかる位置ずれ量マップを参照して、ショットデータの各位置を位置ずれ量マップで定義された位置ずれ量で補正する。そして、評価パターンを描画する際には、かかる補正されたデータから副偏向器２１０の偏向量が偏向量演算部６４で演算され、副偏向器２１０へと対応する偏向電圧が印加されることになる。以上のようにして、マークスキャン方式での位置ずれ補正が行なわれる。 As the position correction (1) step (S104), the map creation unit 56 defines, for each position, the amount of displacement at a plurality of positions obtained for each sub-deflection region 14 measured by the mark scan measurement unit 52. Create a displacement map. Then, before drawing the evaluation substrate 101, the correction unit 62 refers to the positional deviation amount map and corrects each position of the shot data with the positional deviation amount defined in the positional deviation amount map. When the evaluation pattern is drawn, the deflection amount of the sub deflector 210 is calculated from the corrected data by the deflection amount calculation unit 64, and a corresponding deflection voltage is applied to the sub deflector 210. Become. As described above, the positional deviation correction by the mark scanning method is performed.
そして、評価基板描画工程（Ｓ１０６）として、実施の形態１と同様、描画装置１００は、評価基板１０１をＸＹステージ上に載置して、電子ビームを用いてマークスキャンで測定された位置ずれ量が補正された、レジストが塗布された評価基板上のある主偏向領域１２内に位置する各副偏向領域内の各位置に評価パターンを描画する。そして、描画装置１００から評価基板１０１を搬出し、外部の位置測定装置でレジストパターンとして形成された評価パターンの各位置を測定することで設定された位置からの位置ずれ量を求める。 Then, in the evaluation substrate drawing step (S106), as in the first embodiment, the drawing apparatus 100 places the evaluation substrate 101 on the XY stage, and the amount of positional deviation measured by the mark scan using the electron beam. An evaluation pattern is drawn at each position in each sub-deflection area located in a certain main deflection area 12 on the evaluation substrate coated with resist. Then, the evaluation substrate 101 is unloaded from the drawing apparatus 100, and the position deviation amount from the set position is obtained by measuring each position of the evaluation pattern formed as a resist pattern by an external position measuring apparatus.
そして、マップ作成部５７は、各副偏向領域１４について、記憶装置１４４からデータを読み出し、各副偏向領域１４についてそれぞれ得られた複数の位置での位置ずれ量を位置毎に定義した位置ずれ量マップを作成する。 Then, the map creation unit 57 reads out data from the storage device 144 for each sub-deflection area 14 and defines a position shift amount at each of the plurality of positions obtained for each sub-deflection area 14 for each position. Create a map.
加算工程（Ｓ１０８）として、加算部５５は、評価基板１０１で得られた位置ずれ量を位置毎に定義した位置ずれ量マップとマークスキャンにより既に得られている位置毎に定義した位置ずれ量マップとを用いて、各位置の位置ずれ量同士をそれぞれ加算する。これにより、マークスキャンにより得られた位置ずれ量に評価基板１０１で得られた位置ずれ量（補正残差）を加算することができる。その際、加算部５５は、すべての位置について位置ずれ量同士を加算するのではなく、限られた一部の位置だけ位置ずれ量同士を加算してもよい。また、主偏向領域１２内のすべても副偏向領域１４について位置ずれ量同士を加算するのではなく、限られた一部の位置だけ位置ずれ量同士を加算してもよい。このような主偏向位置に応じたポイント加算でもよい。 As the addition step (S108), the addition unit 55 includes a positional deviation amount map that defines the positional deviation amount obtained by the evaluation board 101 for each position and a positional deviation amount map that is defined for each position that has already been obtained by mark scanning. Are used to add the amount of displacement at each position. Thereby, the positional deviation amount (correction residual) obtained by the evaluation substrate 101 can be added to the positional deviation amount obtained by the mark scan. At that time, the adding unit 55 may add the positional deviation amounts for only a limited part of the positions, instead of adding the positional deviation amounts for all the positions. Further, not all the displacement amounts in the main deflection region 12 are added with respect to the sub-deflection region 14, but the displacement amounts may be added only in a limited part of the positions. Such point addition according to the main deflection position may be used.
位置補正（２）工程（Ｓ１１０）として、各副偏向領域１４について、加算された位置ずれ量を補正部６２に出力する。補正部６２では、各副偏向領域１４について、ショットデータでの各ショットの副偏向領域内の位置をかかる位置ずれ量で補正する。このようにして、マークスキャンでの補正残差も含めた位置補正が行なわれる。そして、パターンを描画する際には、かかる補正されたデータから副偏向器２１０の偏向量が偏向量演算部６４で演算され、副偏向器２１０へと対応する偏向電圧が印加されることになる。以上のようにして、高精度な位置ずれ補正が行なわれる。かかる補正により、マークスキャン方式の補正では補正しきれなかった補正残差も合わせて補正できる。よって、描画対象試料を描画する際には、高精度な位置にパターンを描画できる。また、上述したように、一部の位置でのみ位置ずれ量が加算された場合には、かかる位置でのみ位置ずれ量が補正される。このようなポイント補正でもよい。特に、主偏向領域１２内の位置に依存して位置ずれ量が大きく異なる箇所や、近似式で近似しきれないほど大きく位置ずれを生じた箇所などが存在した際、かかる箇所に対してポイント補正を行なうとより効果が発揮される。 In the position correction (2) step (S110), the added positional deviation amount is output to the correction unit 62 for each sub deflection region 14. The correction unit 62 corrects the position of each shot in the sub-deflection area in the shot data for each sub-deflection area 14 with the amount of displacement. In this manner, position correction including the correction residual in the mark scan is performed. When a pattern is drawn, the deflection amount of the sub deflector 210 is calculated from the corrected data by the deflection amount calculation unit 64, and a corresponding deflection voltage is applied to the sub deflector 210. . As described above, highly accurate misalignment correction is performed. By such correction, correction residuals that could not be corrected by the mark scan correction can be corrected together. Therefore, when drawing the drawing target sample, a pattern can be drawn at a highly accurate position. Further, as described above, when the amount of positional deviation is added only at some positions, the amount of positional deviation is corrected only at such positions. Such point correction may be used. In particular, when there is a location where the amount of displacement is greatly different depending on the position in the main deflection region 12 or a location where the displacement is so large that it cannot be approximated by the approximate expression, point correction is performed on the location. The effect is demonstrated more when performing.
以上のように実施の形態２によれば、位置偏向に主副２段の偏向器を用いて行なわれるパターン描画における副偏向領域での位置ずれ量を高精度に補正できる。また、主偏向領域内の位置に依存した副偏向領域での位置ずれも補正できるので、１つの基板あたりのＳＦ数が増加しても、隣り合うＳＦ間のつなぎの誤差を低減できる。さらに、主偏向領域１２内の位置に依存して位置ずれ量が大きく異なる箇所や、近似式で近似しきれないほど大きく位置ずれを生じた箇所などが存在した際、ポイント補正を行なうことができ、より高精度な位置にパターンを描画できる。 As described above, according to the second embodiment, the positional deviation amount in the sub-deflection area in pattern drawing performed using the main and sub two-stage deflectors for position deflection can be corrected with high accuracy. In addition, since the misalignment in the sub deflection region depending on the position in the main deflection region can be corrected, even if the number of SFs per substrate increases, the connection error between adjacent SFs can be reduced. Furthermore, point correction can be performed when there is a location where the amount of displacement is greatly different depending on the position in the main deflection region 12 or a location where the displacement is too large to be approximated by the approximate expression. A pattern can be drawn at a more accurate position.
以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。 The embodiments have been described above with reference to specific examples. However, the present invention is not limited to these specific examples.
また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。 In addition, although descriptions are omitted for parts and the like that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, a required device configuration and a control method can be appropriately selected and used. For example, although the description of the control unit configuration for controlling the drawing apparatus 100 is omitted, it goes without saying that the required control unit configuration is appropriately selected and used.
その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置、荷電粒子ビームのビームドリフト補正方法及び荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。 In addition, all charged particle beam drawing apparatuses, charged particle beam beam drift correction methods, and charged particle beam drawing methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention. .
１０ ストライプ
１２ 主偏向領域
１４ 副偏向領域
２０ ショットパターン
２２ 矩形パターン
５０ 描画データ処理部
５１ メモリ
５２ マークスキャン測定部
５３，５４ フィッティング部
５５ 加算部
５６，５７ マップ作成部
６２ 補正部
６４ 偏向量演算部
１００ 描画装置
１０１ 評価基板
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機ユニット
１２０ 偏向制御回路
１３０ 検出回路
１４０，１４２，１４４ 記憶装置
１５０ 描画部
１５２ マーク
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 検出器
２１０ 副偏向器
３３０ 電子線
３４０ 試料
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Stripe 12 Main deflection area 14 Sub deflection area 20 Shot pattern 22 Rectangular pattern 50 Drawing data processing part 51 Memory 52 Mark scan measurement part 53, 54 Fitting part 55 Addition part 56, 57 Map creation part 62 Correction part 64 Deflection amount calculation part DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Drawing apparatus 101 Evaluation board | substrate 102 Electronic lens tube 103 Drawing room 105 XY stage 110 Control computer unit 120 Deflection control circuit 130 Detection circuit 140,142,144 Memory | storage device 150 Drawing part 152 Mark 160 Control part 200 Electron beam 201 Electron gun 202 Illumination Lenses 203 and 410 First aperture 204 Projection lens 205 Deflectors 206 and 420 Second aperture 207 Objective lens 208 Main deflector 209 Detector 210 Sub deflector 330 Electron beam 340 Sample 411 Opening 421 Variable Molding opening 430 Charged particle source
Claims (5)
試料を載置し、前記試料を載置した位置とは異なる位置に配置されたマークを有するステージと、
前記荷電粒子ビームを偏向して、前記試料上にパターンを描画する主副２段の偏向器と、
前記マーク上を前記荷電粒子ビームで走査して、主偏向器で偏向可能な主偏向領域内の各位置における、前記主偏向器よりも偏向可能領域が狭い副偏向器で偏向可能な複数の副偏向領域内の位置に生じる第１の位置誤差を測定する測定部と、
前記荷電粒子ビームを用いて前記第１の位置誤差が補正された前記主偏向領域内の各位置における複数の副偏向領域内の位置に評価パターンを描画した評価基板から得られる前記副偏向領域内の位置に生じる第２の位置誤差を記憶する記憶装置と、
前記記憶装置から第２の位置誤差を読み出し、前記第１の位置誤差に加算する加算部と、
加算された第３の位置誤差で前記副偏向領域内の位置を補正する補正部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 An emission part for emitting a charged particle beam;
A stage on which a sample is placed, and a mark having a mark arranged at a position different from the position on which the sample is placed;
A main and sub two-stage deflector for deflecting the charged particle beam and drawing a pattern on the sample;
A plurality of sub-deflectors deflectable by a sub-deflector having a deflectable area narrower than that of the main deflector at each position in the main deflecting area that can be deflected by the main deflector by scanning the mark with the charged particle beam. A measurement unit for measuring a first position error occurring at a position in the deflection region;
In the sub-deflection region obtained from an evaluation substrate in which an evaluation pattern is drawn at a position in a plurality of sub-deflection regions at each position in the main deflection region in which the first position error is corrected using the charged particle beam. A storage device for storing a second position error occurring at the position of
An adder that reads a second position error from the storage device and adds the second position error to the first position error;
A correction unit that corrects the position in the sub-deflection region with the added third position error;
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
前記補正部は、前記複数の位置のすべてではなく前記複数の位置の一部について補正することを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。 The first and second position errors are acquired at a plurality of positions in a plurality of sub-deflection areas at each position in the main deflection area,
The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects not all of the plurality of positions but a part of the plurality of positions.
前記荷電粒子ビーム描画装置は、さらに、
前記複数の位置で取得された各第１の位置誤差をフィッティングして、近似式の第１の係数を演算する第１のフィッティング演算部と、
前記複数の位置で取得された各第２の位置誤差をフィッティングして、前記近似式の第２の係数を演算する第２のフィッティング演算部と、
備え、
前記補正部は、前記第１と第２の係数を加算することを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。 The first and second position errors are acquired at a plurality of positions in a plurality of sub-deflection areas at each position in the main deflection area,
The charged particle beam drawing apparatus further includes:
Fitting a first position error acquired at each of the plurality of positions to calculate a first coefficient of an approximate expression;
Fitting a second position error acquired at each of the plurality of positions to calculate a second coefficient of the approximate expression;
Prepared,
The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein the correction unit adds the first and second coefficients.
前記荷電粒子ビームを用いて、評価基板上の前記第１の位置誤差が補正された前記主偏向領域内の各位置における複数の副偏向領域内の位置に評価パターンを描画する工程と、
描画された評価基板から得られる前記主偏向領域内の各位置における複数の副偏向領域内の位置に生じる第２の位置誤差と前記第１の位置誤差とを加算する工程と、
加算された第３の位置誤差で前記副偏向領域内の位置を補正する工程と、
補正された位置に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工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。 The mark placed on the stage is scanned with a charged particle beam deflected by a sub-deflector out of the main and sub two-stage deflectors, and at each position in the main deflection region which can be deflected by the main deflector, Measuring a first position error occurring at a position in a plurality of sub-deflection areas that can be deflected by the sub-deflector having a deflectable area narrower than that of the main deflector;
Drawing an evaluation pattern at a position in a plurality of sub-deflection areas at each position in the main deflection area where the first position error on the evaluation substrate is corrected using the charged particle beam;
Adding a second position error and the first position error generated at a position in a plurality of sub-deflection areas at each position in the main deflection area obtained from the drawn evaluation substrate;
Correcting the position in the sub deflection region with the added third position error;
Deflecting the charged particle beam to a corrected position and drawing a pattern on the sample;
A charged particle beam drawing method comprising:
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