JP2018133428A - 荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】描画位置精度を向上する。
【解決手段】本発明の実施形態による荷電粒子ビーム描画方法は、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第1基板の中央部に第1評価パターンを静止描画し、該第1評価パターンの描画位置に基づいて第1補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第2基板の中央部に、前記第1補正係数を適用して第2評価パターンを静止描画し、該第2評価パターンの描画位置に基づいて第2補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第3基板の中央部に、前記第1補正係数を適用して第3評価パターンを連続描画し、該第3評価パターンの描画位置に基づいて第3補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第4基板の広範囲に、前記第1補正係数を適用して第4評価パターンを静止描画し、該第4評価パターンの描画位置に基づいて第4補正係数を算出する工程とを備える。
【選択図】図1
【解決手段】本発明の実施形態による荷電粒子ビーム描画方法は、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第1基板の中央部に第1評価パターンを静止描画し、該第1評価パターンの描画位置に基づいて第1補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第2基板の中央部に、前記第1補正係数を適用して第2評価パターンを静止描画し、該第2評価パターンの描画位置に基づいて第2補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第3基板の中央部に、前記第1補正係数を適用して第3評価パターンを連続描画し、該第3評価パターンの描画位置に基づいて第3補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第4基板の広範囲に、前記第1補正係数を適用して第4評価パターンを静止描画し、該第4評価パターンの描画位置に基づいて第4補正係数を算出する工程とを備える。
【選択図】図1
Description
本発明は、荷電粒子ビーム描画方法に関する。
LSIの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅は年々微細化されてきている。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、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン(マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。)をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。
電子ビーム描画装置では、基板のたわみ、基板に塗布されたレジストの帯電、電子ビームの偏向領域の形状歪み等の物理現象に起因して、パターンの描画位置に誤差が生じていた。そのため、各物理現象に起因する位置誤差を補正する補正係数を算出し、描画装置に投入していた。
しかし、従来の描画位置補正では、例えば、基板のたわみやレジストの帯電等の物理現象が生じている状態で、電子ビームの偏向領域の形状歪みに対応する補正係数を求めていた。つまり、補正対象となる物理現象以外の物理現象が含まれた状態で補正係数を決定していたため、描画位置精度の向上に限界があった。
本発明は、描画位置精度を向上させることができる荷電粒子ビーム描画方法を提供することを課題とする。
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、移動可能なステージ上に載置され、レジストが塗布された基板に、荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第1基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを停止させて第1評価パターンを描画し、該第1評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第1補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第2基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを停止させ、前記第1補正係数を用いて描画位置補正を行って第2評価パターンを描画し、該第2評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第2補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第3基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを移動しながら、前記第1補正係数を用いて描画位置補正を行って第3評価パターンを描画し、該第3評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第3補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第4基板の前記中央部より広範囲を描画領域とし、前記ステージを停止させ、前記第1補正係数を用いて描画位置補正を行って第4評価パターンを描画し、該第4評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第4補正係数を算出する工程と、前記第1補正係数、前記第2補正係数、前記第3補正係数及び前記第4補正係数を用いて、基板面での荷電粒子ビームの位置ずれを補正した補正位置を計算し、該補正位置に荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する工程と、を備えるものである。
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、移動可能なステージ上に載置され、レジストが塗布された基板に、荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、レジスト上に帯電防止膜が設けられた第1基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを停止させて第1評価パターンを描画し、該第1評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第1補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第2基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを停止させ、前記第1補正係数を用いて描画位置補正を行って第2評価パターンを描画し、該第2評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第2補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第3基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを移動しながら、前記第1補正係数及び前記第2補正係数を用いて描画位置補正を行って第3評価パターンを描画し、該第3評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第3補正係数を算出する工程と、レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第4基板の前記中央部より広範囲を描画領域とし、前記ステージを移動しながら、前記第1補正係数、前記第2補正係数及び前記第3補正係数を用いて描画位置補正を行って第4評価パターンを描画し、該第4評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第4補正係数を算出する工程と、前記第1補正係数、前記第2補正係数、前記第3補正係数及び前記第4補正係数を用いて、基板面での荷電粒子ビームの位置ずれを補正した補正位置を計算し、該補正位置に荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する工程と、を備えるものである。
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、前記第1補正係数を算出する前に、前記ステージ上に設けられた基準マークを荷電粒子ビームでスキャンし、スキャン結果に基づいて、前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器の偏向領域の形状を調整する。
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、レジスト種の異なる複数の前記第2基板に前記第2評価パターンを描画し、レジスト種毎の前記第2補正係数を算出する。
本発明の一態様による荷電粒子ビーム描画方法は、レジストの下方に設けられた金属遮光膜の種類の異なる複数の前記第3基板に、前記ステージの移動速度を変えて前記第3評価パターンを描画し、前記金属遮光膜の種類毎の前記第3補正係数を算出する。
本発明によれば、位置精度の劣化を引き起こす複数の物理現象を独立して評価し、影響を抽出できるので、描画位置精度を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
[第1の実施形態]
図1は本発明の第1の実施形態に係る電子ビーム描画装置の概略図である。図1に示す電子ビーム描画装置100は、描画部150と制御部160を備えた可変成形型の描画装置である。
図1は本発明の第1の実施形態に係る電子ビーム描画装置の概略図である。図1に示す電子ビーム描画装置100は、描画部150と制御部160を備えた可変成形型の描画装置である。
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、ブランカ212、ブランキングアパーチャ214、第1成形アパーチャ203、投影レンズ204、第1成形偏向器220、第2成形偏向器222、第2成形アパーチャ206、対物レンズ207、主偏向器232(第1対物偏向器)、副偏向器230(第2対物偏向器)、及び副副偏向器234(第3対物偏向器)が配置されている。
第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222は、円周状に等間隔に配置された8対(16個)の電極を備えており、対向する電極間に電圧を印加することにより電子ビームを偏向させるように構成されている。
描画室103内には、XYステージ105が配置されている。XYステージ105上には、描画対象の基板101が配置される。基板101は、例えば、石英基板上にクロム等の金属遮光膜を設け、金属遮光膜上にレジストを塗布したマスク基板である。
制御部160は、制御計算機110、偏向制御回路120、ステージ位置検出器130、磁気ディスク装置等の記憶装置140及び142を有している。
制御計算機110は、補正量計算部112及び描画データ処理部114を有する。補正量計算部112及び描画データ処理部114は、ハードウェアで構成してもよく、ソフトウェアで構成してもよい。
偏向制御回路120は、ブランカ212、第1成形偏向器220、第2成形偏向器222、主偏向器232、副偏向器230、及び副副偏向器234の偏向量を制御する。
ステージ位置検出器130は、レーザ測長計等を有し、XYステージ105の位置を検出する。
記憶装置140(記憶部)には、複数の図形パターンから構成される描画データ(レイアウトデータ)が外部から入力され、格納されている。記憶装置142には、基板101に照射される電子ビーム200の位置ずれを補正するための補正係数が格納されている。補正係数の算出方法については後述する。描画部150の動作を制御する他の制御回路については説明を省略する。
電子鏡筒102内に設けられた電子銃201(放出部)から放出された電子ビーム200は、ブランカ212(ブランキング偏向器)内を通過する際にブランカ212によって、ビームオンの状態では、ブランキングアパーチャ214を通過するように制御され、ビームオフの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ214で遮蔽されるように偏向される。ビームオフの状態からビームオンとなり、その後ビームオフになるまでにブランキングアパーチャ214を通過した電子ビーム200が1回の電子ビームのショットとなる。
ブランカ212は、通過する電子ビーム200の向きを制御して、ビームオンの状態とビームオフの状態とを交互に生成させる。例えば、ビームオンの状態ではブランカ212に偏向電圧が印加されず、ビームオフの際にブランカ212に偏向電圧が印加される。各ショットの照射時間により、基板101に照射される電子ビーム200のショットあたりの照射量が調整されることになる。
ブランカ212とブランキングアパーチャ214を通過することによって生成された各ショットの電子ビーム200は、照明レンズ202により、矩形の開口32(図2参照)を有する第1成形アパーチャ203全体に照射される。第1成形アパーチャ203の開口32を通過することで、電子ビーム200は矩形に成形される。
第1成形アパーチャ203を通過した第1アパーチャ像の電子ビーム200は、投影レンズ204により、開口34(図2参照)を有した第2成形アパーチャ206上に投影される。その際、第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222によって、第2成形アパーチャ206上に投影される第1アパーチャ像は偏向制御され、開口34を通過する電子ビームの形状と寸法を変化させる(可変成形を行う)ことができる。
第2成形アパーチャ206の開口34を通過した第2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、主偏向器232、副偏向器230、及び副副偏向器234によって3段偏向され、XYステージ105上に配置された基板101の目標位置に照射される。
図2は、第1成形アパーチャ203及び第2成形アパーチャ206によるビーム成形を説明するための概略的な斜視図である。第1成形アパーチャ203には、電子ビーム200を成形するための矩形(長方形又は正方形)の開口32が形成されている。
また、第2成形アパーチャ206には、第1成形アパーチャ203の開口32を通過した電子ビーム200を所望の形状に成形するための可変成形開口34が形成されている。可変成形開口34は、六角形状部と、該六角形状部に連なる四角形状部とを共有した八角形状である。
電子銃201から照射され、第1成形アパーチャ203の開口32を通過した電子ビーム200は、第1成形偏向器220及び第2成形偏向器222により偏向され、可変成形開口34を通過し、所望の寸法及び形状の電子ビームとなる。第2成形アパーチャ206の可変成形開口34の一部を通過した所望の寸法及び形状の電子ビームが、所定の一方向(例えば、X方向とする)に連続的に移動するXYステージ105上に搭載された基板101に照射される。すなわち、第1成形アパーチャ203の開口32と第2成形アパーチャ206の可変成形開口34との両方を通過できるビーム形状が、X方向に連続的に移動するXYステージ105上に搭載された基板101の描画領域に描画される。
図2の例では、電子ビーム200は、第1成形アパーチャ203の開口32を通過することでまず矩形に成形され、次いで、第2成形アパーチャ206の可変成形開口34を通過することで、ビーム軸心方向と垂直な断面形状が直角二等辺三角形となるように成形される。本実施形態では、第1成形偏向器220によりショット形状が制御され、第2成形偏向器222によりショットサイズが制御される。
図3は、描画領域を説明するための概略図である。図3において、基板101の描画領域10は、主偏向器232の偏向可能幅で、例えばy方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域20に仮想分割される。また、各ストライプ領域20は、副偏向器230の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のサブフィールド(SF)30に仮想分割される。そして、各SF30は、副副偏向器234の偏向可能サイズで、メッシュ状に複数のターシャリフィールド(TF:Tertiary Field)40に仮想分割される。そして、各TF40の各ショット位置42にショット図形が描画される。各SF内のTF分割数は、TFの熱拡散計算によって描画動作が律速しない程度の数が望ましい。例えば、縦横10個以下が好ましく、より好ましくは縦横5個以下である
成形された電子ビーム200で基板101に描画する際、まず、主偏向器232が、ショットされるSF30の基準位置に、成形された電子ビーム200を偏向する。XYステージ105が移動している場合、主偏向器232はXYステージ105の移動に追従するように電子ビーム200を偏向する。そして、副偏向器230が当該SF30の基準位置から、当該SF30内のショットされるTF40の基準位置に、成形された電子ビーム200を偏向する。そして、副副偏向器234により偏向された電子ビーム200が、TF40内の各位置に照射される。
描画データ処理部114が記憶装置140から描画データ(パターンデータ)を読み出し、複数段のデータ変換処理を行って装置固有のショットデータを生成する。補正位置計算部112は、記憶装置142から補正係数を読み出し、XYステージ105の位置や移動速度を用いて、電子ビーム200の位置ずれを補正する補正量を計算する。補正位置計算部112は、この補正量を加算した補正描画位置を計算する。
偏向制御回路120は、ショットデータ及び補正描画位置を制御計算機110から受け取ると、ブランカ212、第1成形偏向器220、第2成形偏向器222、主偏向器232、副偏向器230、及び副副偏向器234における偏向量を演算し、各偏向器に制御信号を出力する。これにより、所望する位置に所定のパターンが描画される。
次に、記憶装置142に格納される補正係数について説明する。電子ビーム描画では、様々な物理現象に起因して、電子ビームの軌道がずれ、描画位置にずれが生じる。補正係数は、各物理現象に起因する位置ずれを補正するものであり、物理現象毎に定義されている。本実施形態では、フィールド歪み、レジストチャージング、渦電流、及び基板たわみの4種類の物理現象の各々に対応する補正係数を求め、記憶装置142に格納する。
フィールド歪みは、主偏向器232、副偏向器232、副副偏向器234による偏向領域(メインフィールド、サブフィールド、ターシャリフィールド)の形状歪みである。偏向領域の形状が歪むと、描画位置にずれが生じる。
基板101に塗布されたレジストは有機絶縁膜であり、入射した電子の一部がレジスト中に蓄積する(レジストチャージング)。電子の蓄積に伴う静電気力により電子ビームの軌道がずれ、描画位置にずれが生じる。
基板101の表面での電子ビームの分解能を上げるために、対物レンズ207を基板101に近付ける。その結果、レンズ磁場に基板101がさらされる、いわゆる「インレンズ化」が行われている。インレンズ化により、対物レンズ207の磁場が基板101の金属遮光膜を貫通する。基板101を載置するXYステージ105が移動すると、基板101に渦電流が生じる。渦電流により生じる磁場により電子ビームの軌道がずれる。金属遮光膜の厚みやXYステージ105の移動速度が変わると、渦電流による磁場の強さも変わる。
基板101は、XYステージ105上に設けられた3個の支持ピンで支持されており、基板101の自重で撓みが生じる。基板101が撓み、表面が平坦(平面)でなくなると、描画位置にずれが生じる。
本実施形態では、フィールド歪み、レジストチャージング、渦電流、及び基板たわみの4種類の物理現象のうち、1種類の物理現象に起因する位置ずれを補正する補正係数を算出する際に、他の3種類の物理現象が影響しないようにする。
例えば、基板101のレジスト上に帯電防止膜を塗布しておくことで、レジストチャージングの発生を防止できる。
XYステージ105を停止させ、静止描画を行うことで、渦電流の発生を防止できる。
基板101の中央部、例えば基板101の中央の3〜4cm四方の領域は、撓みが小さく、ほぼ平坦である。そのため、基板101の中央部を描画領域とすることで、基板たわみの影響を抑えることができる。
図4に示すフローチャートを用いて、各物理現象に対応する補正係数の算出方法を説明する。
まず、レジスト上に帯電防止膜を塗布した基板101の中央部に評価パターン(第1評価パターン)を静止描画する(ステップS101)。評価パターンは例えば十字パターンを含むものである。帯電防止膜には公知の材料を用いることができる。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、設計値からの位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第1補正係数を決定する(ステップS102)。
ステップS101の描画処理では、レジスト上に帯電防止膜を塗布していることで、レジストチャージングの発生を防止している。また、静止描画により渦電流の発生を防止している。さらに、基板101の中央部に評価パターンを描画することで、基板たわみの影響を抑えている。従って、ステップS102で求めた第1補正係数は、フィールド歪みに伴う位置ずれを補正する補正係数となる。第1補正係数は記憶装置142に格納される。
続いて、第1補正係数を適用して、基板101の中央部に評価パターン(第2評価パターン)を静止描画する(ステップS103)。レジスト上に帯電防止膜は塗布しない。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、設計値からの位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第2補正係数を決定する(ステップS104)。
ステップS103の描画処理では、静止描画により渦電流の発生を防止している。また、基板101の中央部に評価パターンを描画することで、基板たわみの影響を抑えている。さらに、第1補正係数を適用して評価パターンの描画位置を補正しているため、フィールド歪みに伴う位置ずれの発生を抑えている。従って、ステップS104で求めた第2補正係数は、レジストチャージングに伴う位置ずれを補正する補正係数となる。
続いて、第1補正係数を適用して、レジスト上に帯電防止膜を塗布した基板101の中央部に、評価パターン(第3評価パターン)を、XYステージを移動させながら描画(連続描画)する(ステップS105)。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第3補正係数を決定する(ステップS106)。
ステップS105の描画処理では、レジスト上に帯電防止膜を塗布していることで、レジストチャージングの発生を防止している。また、基板101の中央部に評価パターンを描画することで、基板たわみの影響を抑えている。さらに、第1補正係数を適用して評価パターンの描画位置を補正しているため、フィールド歪みに伴う位置ずれの発生を抑えている。従って、ステップS106で求めた第3補正係数は、渦電流による位置ずれを補正する補正係数となる。
続いて、第1補正係数を適用して、レジスト上に帯電防止膜を塗布した基板101に、評価パターン(第4評価パターン)を静止描画する(ステップS107)。この評価パターンは、基板101の中央部だけでなく、描画可能領域に出来るだけ広範囲に描画される。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第4補正係数を決定する(ステップS108)。
ステップS107の描画処理では、レジスト上に帯電防止膜を塗布していることで、レジストチャージングの発生を防止している。また、静止描画により渦電流の発生を防止している。さらに、第1補正係数を適用して評価パターンの描画位置を補正しているため、フィールド歪みに伴う位置ずれの発生を抑えている。従って、ステップS108で求めた第4補正係数は、基板の撓みによる位置ずれを補正する補正係数となる。
フィールド歪み、レジストチャージング、渦電流、及び基板たわみの4種類の物理現象の各々に対応する第1〜第4補正係数が記憶装置142に格納される。
製品の実描画では、補正位置計算部112が、記憶装置142から第1〜第4補正係数を読み出し、電子ビーム200の位置ずれを補正する補正量を計算する。補正位置計算部112は、設計座標に補正量を加算した補正位置を計算する。この補正位置に電子ビーム200を照射し、所定のパターンを描画する。
本実施形態では、補正対象となる物理現象以外の物理現象の影響を抑制した状態で第1〜第4補正係数をそれぞれ決定する。第1〜第4補正係数を用いて位置補正を行うことで、描画位置精度を向上させることができる。
[第2の実施形態]
上記第1の実施形態では、補正対象以外の物理現象が生じないような描画条件で描画を行い、各物理現象に対応した複数の補正係数を求めていたが、算出した補正係数を順次適用して補正係数を求めるようにしてもよい。本実施形態による補正係数の算出方法を図5に示すフローチャートを用いて説明する。
上記第1の実施形態では、補正対象以外の物理現象が生じないような描画条件で描画を行い、各物理現象に対応した複数の補正係数を求めていたが、算出した補正係数を順次適用して補正係数を求めるようにしてもよい。本実施形態による補正係数の算出方法を図5に示すフローチャートを用いて説明する。
第1及び第2補正係数を算出するステップS201〜S204は図4のステップS101〜S104と同様であるため、説明を省略する。
第1及び第2補正係数を適用して、基板101の中央部に、評価パターンを、XYステージを移動させながら描画(連続描画)する(ステップS205)。レジスト上に帯電防止膜は塗布しない。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第3補正係数を更新する(ステップS206)。この第3補正係数は、渦電流による位置ずれを補正する補正係数となる。
続いて、第1〜第3補正係数を適用して、基板101に評価パターンを、XYステージを移動させながら描画(連続描画)する(ステップS207)。レジスト上に帯電防止膜は塗布しない。評価パターンは、基板101の描画可能領域に出来るだけ広範囲に描画される。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第4補正係数を算出する(ステップS208)。第4補正係数は、基板の撓みによる位置ずれを補正する補正係数となる。
このように、算出した補正係数を順次適用することで、複数の物理現象による位置ずれを補正する補正係数を求めることができる。
本実施形態では、描画領域が小さい(基板中央部に描画する)描画処理を、描画領域が広範囲である描画処理よりも先に行い、補正係数を算出・更新することが好ましい。また、XYステージ105を停止させた状態で描画を行う静止描画を、XYステージ105を移動させながら描画を行う連続描画よりも先に行い、補正係数を算出・更新することが好ましい。
[第3の実施形態]
図6は、様々な基板材料や描画条件に対応した補正係数を決定し、製品描画を行う方法を説明するフローチャートである。
図6は、様々な基板材料や描画条件に対応した補正係数を決定し、製品描画を行う方法を説明するフローチャートである。
まず、XYステージ105の基板載置領域と異なる位置に設けられている基準マークを電子ビームでスキャンし、基準マークからの反射電子を検出し、スキャン結果に基づいて、偏向領域の形状歪みを除去するように光学系を調整したり、XYステージ105のトラッキング調整を行ったりする(ステップS301)。このステップでは、基板101への描画を行わないため、基板材料の影響を受けずに、描画装置を調整できる。
次に、レジスト上に帯電防止膜を塗布した基板101の中央部に評価パターンを静止描画する(ステップS302)。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第1補正係数を決定する(ステップS303)。この第1補正係数は、ステップS301の光学系の調整によって除去できなかったフィールド歪みに伴う位置ずれを補正する補正係数である。
レジストチャージングに伴う位置ずれ補正を行う場合(ステップS304_Yes)、ステップS303で求めた第1補正係数を適用して、帯電防止膜を塗布していない基板101の中央部に、評価パターンを静止描画する(ステップS305)。レジスト種の異なる複数の基板101を準備し、各基板101に評価パターンを描画する。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第2補正係数を算出する(ステップS306)。この第2補正係数は、レジストチャージングに伴う位置ずれを補正する補正係数であり、レジスト種をパラメータとする。
製品描画で帯電防止膜の使用が決まっているなど、レジストチャージングに伴う位置ずれ補正が不要な場合(ステップS304_No)、以降の描画処理では基板に帯電防止膜を塗布して(ステップS307)、レジストチャージングが発生しないようにする。
続いて、基板101の中央部に、評価パターンを、XYステージを移動させながら描画(連続描画)する(ステップS308)。第1及び第2補正係数を適用するか、又は第1補正係数を適用しつつレジスト上に帯電防止膜を塗布して、レジストチャージングの影響を受けないようにする。金属遮光膜の材料が異なる複数の基板101を準備し、XYステージ105の移動速度を変えながら、基板101に評価パターンを描画する。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第3補正係数を算出する(ステップS309)。この第3補正係数は、渦電流による位置ずれを補正する補正係数であり、金属遮光膜の材料や、XYステージ105の移動速度をパラメータとする。第3補正係数は、例えば、ステージ速度を因数として位置ずれ量(補正量)を近似した近似式で表現される。
続いて、第1〜第3補正係数を適用するか、又は第1及び第3補正係数を適用しつつレジスト上に帯電防止膜を塗布して、基板101に評価パターンを、XYステージを移動させながら描画(連続描画)する(ステップS310)。評価パターンは、基板101の描画可能領域に出来るだけ広範囲に描画される。
評価パターンの描画後、現像処理を行い、レジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクとして金属遮光膜をエッチングし、レジスト剥離・洗浄を行い、遮光膜パターンを形成する。遮光膜パターンの位置を測定し、位置ずれ量を計算し、位置ずれを補正する第4補正係数を算出する(ステップS311)。この第4補正係数は、基板の撓みによる位置ずれを補正する補正係数となる。
電子ビーム描画装置内で基板101に電子ビームが照射されると反射電子が発生する。この反射電子は、電子ビーム描画装置内の光学系や検出器などに衝突してチャージアップの原因となることがあり、この場合、チャージアップした所から新たな電界が発生する。また、電子ビームが照射されたレジスト材料が飛散して偏向器などを汚染し得る。これらの要因により、電子ビームの軌道が経時的に変化し、描画位置が所望の位置からずれるドリフトが起こり得る。ビームドリフトが生じる場合は(ステップS312_No)、ステージ上の基準マークの位置を検出してドリフト量を適宜測定し、描画位置を補正する(ステップS313)。
製品の基板情報や描画条件を描画装置に登録する(ステップS314)。製品描画(ステップS315)の際は、描画対象の基板101に設けられた金属遮光膜の材料、レジスト種、描画時のステージ速度等に対応する補正係数を記憶装置142から読み出し、描画位置を補正して、所定のパターンを描画する。各物理現象に起因する位置ずれを補正し、描画位置精度を向上させることができる。
上記実施形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビーム等の他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。また、上記実施形態ではシングルビームによる描画装置について説明したが、マルチビーム描画装置であってもよい。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
10 描画領域
20 ストライプ領域
30 サブフィールド
32 開口
34 可変成形開口
36 ショットビーム
40 ターシャリフィールド
100 電子ビーム描画装置
101 基板
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 補正位置計算部
114 描画データ処理部
120 偏向制御回路
140、142 記憶装置
150 描画部
160 制御部
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 第1成形アパーチャ
204 投影レンズ
206 第2成形アパーチャ
207 対物レンズ
212 ブランカ
214 ブランキングアパーチャ
220 第1成形偏向器
222 第2成形偏向器
230 副偏向器
232 主偏向器
234 副副偏向器
20 ストライプ領域
30 サブフィールド
32 開口
34 可変成形開口
36 ショットビーム
40 ターシャリフィールド
100 電子ビーム描画装置
101 基板
102 電子鏡筒
103 描画室
105 XYステージ
110 制御計算機
112 補正位置計算部
114 描画データ処理部
120 偏向制御回路
140、142 記憶装置
150 描画部
160 制御部
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203 第1成形アパーチャ
204 投影レンズ
206 第2成形アパーチャ
207 対物レンズ
212 ブランカ
214 ブランキングアパーチャ
220 第1成形偏向器
222 第2成形偏向器
230 副偏向器
232 主偏向器
234 副副偏向器
Claims (5)
- 移動可能なステージ上に載置され、レジストが塗布された基板に、荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
レジスト上に帯電防止膜が設けられた第1基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを停止させて第1評価パターンを描画し、該第1評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第1補正係数を算出する工程と、
レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第2基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを停止させ、前記第1補正係数を用いて描画位置補正を行って第2評価パターンを描画し、該第2評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第2補正係数を算出する工程と、
レジスト上に帯電防止膜が設けられた第3基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを移動しながら、前記第1補正係数を用いて描画位置補正を行って第3評価パターンを描画し、該第3評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第3補正係数を算出する工程と、
レジスト上に帯電防止膜が設けられた第4基板の前記中央部より広範囲を描画領域とし、前記ステージを停止させ、前記第1補正係数を用いて描画位置補正を行って第4評価パターンを描画し、該第4評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第4補正係数を算出する工程と、
前記第1補正係数、前記第2補正係数、前記第3補正係数及び前記第4補正係数を用いて、基板面での荷電粒子ビームの位置ずれを補正した補正位置を計算し、該補正位置に荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する工程と、
を備える荷電粒子ビーム描画方法。 - 移動可能なステージ上に載置され、レジストが塗布された基板に、荷電粒子ビームを照射してパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法であって、
レジスト上に帯電防止膜が設けられた第1基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを停止させて第1評価パターンを描画し、該第1評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第1補正係数を算出する工程と、
レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第2基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを停止させ、前記第1補正係数を用いて描画位置補正を行って第2評価パターンを描画し、該第2評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第2補正係数を算出する工程と、
レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第3基板の中央部を描画領域とし、前記ステージを移動しながら、前記第1補正係数及び前記第2補正係数を用いて描画位置補正を行って第3評価パターンを描画し、該第3評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第3補正係数を算出する工程と、
レジスト上に帯電防止膜が設けられていない第4基板の前記中央部より広範囲を描画領域とし、前記ステージを移動しながら、前記第1補正係数、前記第2補正係数及び前記第3補正係数を用いて描画位置補正を行って第4評価パターンを描画し、該第4評価パターンの描画位置に基づいて、位置誤差を補正する第4補正係数を算出する工程と、
前記第1補正係数、前記第2補正係数、前記第3補正係数及び前記第4補正係数を用いて、基板面での荷電粒子ビームの位置ずれを補正した補正位置を計算し、該補正位置に荷電粒子ビームを照射して所定のパターンを描画する工程と、
を備える荷電粒子ビーム描画方法。 - 前記第1補正係数を算出する前に、前記ステージ上に設けられた基準マークを荷電粒子ビームでスキャンし、スキャン結果に基づいて、前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器の偏向領域の形状を調整することを特徴とする請求項1又は2に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
- レジスト種の異なる複数の前記第2基板に前記第2評価パターンを描画し、レジスト種毎の前記第2補正係数を算出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の荷電粒子ビーム描画方法。
- レジストの下方に設けられた金属遮光膜の種類の異なる複数の前記第3基板に、前記ステージの移動速度を変えて前記第3評価パターンを描画し、前記金属遮光膜の種類毎の前記第3補正係数を算出することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の荷電粒子ビーム描画方法。
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