JP5020849B2 - 荷電粒子ビーム描画装置、パターンの寸法誤差補正装置及びパターンの寸法誤差補正方法 - Google Patents
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Description
可変成形型電子線描画装置(EB(Electron beam)描画装置)における第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340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(VSB:Variable Shaped Beam)方式という。
所定の領域内の第1の寸法のパターンが占める第1の面積密度を算出する第1の面積密度算出部と、
第1の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第1の寸法誤差を算出する第1の寸法誤差算出部と、
第1の寸法から第1の寸法誤差が補正されたパターンの第2の寸法を算出する第1の寸法算出部と、
所定の領域内の第2の寸法のパターンが占める第2の面積密度を算出する第2の面積密度算出部と、
第2の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第2の寸法誤差を算出する第2の寸法誤差算出部と、
第2の寸法に第2の寸法誤差を加算した第3の寸法を算出する第2の寸法算出部と、
第1の寸法と第3の寸法との差分が所定の範囲内かどうかを判定する判定部と、
荷電粒子ビームを用いて、試料に、上述した差分が所定の範囲内に入る第2の寸法のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。
所定の領域内の第1の寸法のパターンが占める第1の面積密度を算出する第1の面積密度算出部と、
第1の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第1の寸法誤差を算出する第1の寸法誤差算出部と、
第1の寸法から第1の寸法誤差が補正されたパターンの第2の寸法を算出する第1の寸法算出部と、
所定の領域内の第2の寸法のパターンが占める第2の面積密度を算出する第2の面積密度算出部と、
第2の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第2の寸法誤差を算出する第2の寸法誤差算出部と、
第2の寸法に第2の寸法誤差を加算した第3の寸法を算出する第2の寸法算出部と、
第1の寸法と第3の寸法との差分が所定の範囲内かどうかを判定する判定部と、
差分が所定の範囲内に入る第2の寸法のパターンを出力する出力部と、
を備えたことを特徴とする。
所定の領域内の第1の寸法のパターンが占める第1の面積密度を算出する工程と、
第1の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第1の寸法誤差を算出する工程と、
第1の寸法から第1の寸法誤差が補正されたパターンの第2の寸法を算出する工程と、
所定の領域内の第2の寸法のパターンが占める第2の面積密度を算出する工程と、
第2の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第2の寸法誤差を算出する工程と、
第2の寸法に第2の寸法誤差を加算した第3の寸法を算出する工程と、
第1の寸法と第3の寸法との差分が所定の範囲内かどうかを判定し、差分が所定の範囲内に入る場合に第2の寸法のパターンを出力する工程と、
を備えたことを特徴とする。
所定の領域内の第4の寸法のパターンが占める第3の面積密度を算出する工程と、
第3の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第3の寸法誤差を算出する工程と、
第4の寸法に第3の寸法誤差を加算した第5の寸法を算出する工程と、
第1の寸法と第5の寸法との第2の差分が所定の範囲内かどうかを判定し、第2の差分が所定の範囲内に入る場合に第4の寸法のパターンを出力する工程と、
をさらに備えると好適である。
図1は、実施の形態1におけるパターンの寸法誤差補正装置の構成を示す概念図である。
図1において、リサイズ装置300は、制御計算機30、メモリ32、磁気ディスク装置34,36、及びインターフェース(I/F)回路38を備えている。リサイズ装置300は、パターンの寸法誤差補正装置の一例である。リサイズ装置300は、試料に所定のパターンを描画する描画装置に入力される描画データに定義されたパターンの寸法誤差を補正する。制御計算機30、メモリ32、磁気ディスク装置34,36、及びI/F回路38は、バス31によって互いに接続されている。制御計算機30内には、面積密度算出部10,16、寸法誤差算出部12,18、寸法算出部14,20,24、判定部22、及びリサイズ処理部26といった各機能を有している。制御計算機30では、面積密度算出部10,16、寸法誤差算出部12,18、寸法算出部14,20,24、判定部22、及びリサイズ処理部26といった各機能の処理をソフトウェアにより実施させる。或いは、面積密度算出部10,16、寸法誤差算出部12,18、寸法算出部14,20,24、判定部22、及びリサイズ処理部26といった各機能は、電気的な回路によるハードウェアにより構成されても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、制御計算機30に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ32に記憶される。図1では、本実施の形態1を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。リサイズ装置300にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
図2において、実施の形態1におけるパターンの寸法誤差補正方法は、面積密度算出工程(S102)、寸法誤差算出工程(S104)、寸法算出工程(S106)、面積密度算出工程(S108)、寸法誤差算出工程(S110)、寸法算出工程(S112)、判定工程(S114)、新寸法算出工程(S116)、及びリサイズ処理工程(S118)という一連の工程を実施する。
図3は、実施の形態1における描画領域とパターンの一例を示す図である。
図3に示すように、面積密度算出部10は、描画領域40を複数のメッシュ領域42に仮想分割する。また、各メッシュ領域42のメッシュサイズは、グローバルな領域として、μm〜mmオーダー、例えば、0.5〜1mmの寸法に設定すると好適である。図3では、あるメッシュ領域42内に、一例として、長方形のパターン50が配置されている場合を示している。図3では、一例として、長方形のパターン50を示しているがパターン形状はこれに限るものではないことは言うまでもない。また、図3では、一例として、1つのパターン50を示しているがメッシュ領域42内に複数のパターンが配置されても構わないことは言うまでもない。以下、一例として、このパターン50の寸法誤差を補正する場合を説明する。
(1) Δl=ργΣg(x−xi)=ρG
(2) l1=l0−Δl0
図4において、設計寸法のパターン50は、ローディング効果により幅寸法が片側でΔl0/2ずつ、両側で合計、Δl0だけ線幅寸法が太くなる。その結果、パターン50は、パターン52のように太くなる。そのため、片側でΔl0/2ずつ、両側で合計、Δl0だけ第1の寸法l0を細くすることで、第2の寸法l1のパターン54に補正する。
図5において、第2の寸法l1のパターン54は、ローディング効果により幅寸法が片側でΔl1/2ずつ、両側で合計、Δl1だけ線幅寸法が太くなる。よって、第2の寸法l1のパターン54を描画した場合、ローディング効果による寸法変動後のパターン56(点線)は、設計寸法である第1の寸法l0のパターン50との間で、幅寸法が片側でε/2ずつ、両側で合計、εだけ誤差を残すことになる。言い換えれば、第1の寸法l0と第3の寸法l2との差分εだけ誤差を残すことになる。そして、判定部22は、この差分εが所定の範囲Δ以下の場合には許容範囲として判定する。そして、差分εが所定の範囲Δ内の場合は、S118に進む。判定の結果、差分εが所定の範囲Δより大きい場合は、S116に進む。この判定処理により、許容範囲を外れる補正寸法となる第2の寸法l1を排除することができる。
図6では、新たな第2の寸法l1(第4の寸法)をl1’で示している。また、新たな第3の寸法l2(第5の寸法)をl2’で示している。また、新たな第2の寸法誤差Δl1(第3の寸法誤差)をΔl1’で示している。また、新たな差分ε(第2の差分)をε’で示している。そして、新たな第2の寸法l1’のパターン60は、ローディング効果により幅寸法が片側でΔl1’/2ずつ、両側で合計、Δl1’だけ線幅寸法が太くなる。よって、新たな第2の寸法l1’のパターン60を描画した場合、ローディング効果による寸法変動後のパターン62(点線)は、設計寸法である第1の寸法l0のパターン50との間で、幅寸法が片側でε’/2ずつ、両側で合計、ε’だけ誤差を残すことになる。言い換えれば、第1の寸法l0と新たな第3の寸法l2’との差分ε’だけ誤差を残すことになる。そして、判定部22は、この差分ε’が所定の範囲Δ以下の場合には許容範囲として判定する。そして、差分ε’が所定の範囲Δ内の場合は、S118に進む。判定の結果、差分ε’が所定の範囲Δより大きい場合は、S116に進む。
(ケース1)
所望する設計パターンとして、パターンの線幅寸法が500nmでメッシュ領域内において1:1のラインアンドスペースパターンを配置する場合を想定する。その場合、第1の寸法l0は、500nmとなり、第1の面積密度ρ0は、50%となる。また、式(1)において、G=20nmと仮定する。この場合、第1の寸法誤差Δl0は、式(1)を用いて以下のように算出される。
Δl0=0.5×20=10nm
l1=500−10=490nm
所望する設計パターンとして、パターンの線幅寸法がケース1より1桁小さい50nmでメッシュ領域内において1:1のラインアンドスペースパターンを配置する場合を想定する。その場合、第1の寸法l0は、50nmとなり、第1の面積密度ρ0は、50%となる。また、式(1)において、ケース1と同様、G=20nmと仮定する。この場合、第1の寸法誤差Δl0は、式(1)を用いて以下のように算出される。
Δl0=0.5×20=10nm
l1=50−10=40nm
実施の形態1では、オフラインで描画装置に入力する前の段階で、描画データに定義されたパターンの寸法誤差を補正した。実施の形態2では、描画装置に描画データを入力した後で、描画装置内で描画データに定義されたパターンの寸法誤差を補正する構成について説明する。
図7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。描画装置100は、試料101に所定のパターンを描画する。描画部150は、描画室103と描画室103の上部に配置された電子鏡筒102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、及び偏向器208を有している。そして、描画室103内には、XYステージ105が配置され、XYステージ105上に描画対象となる試料101が配置される。試料101として、例えば、半導体装置が形成されるウェハにパターンを転写する露光用のマスクが含まれる。また、このマスクは、例えば、まだ何もパターンが形成されていないマスクブランクスが含まれる。制御部160は、制御計算機110、メモリ112、磁気ディスク装置140,142、描画制御部120、偏向制御回路130、デジタル/アナログ変換器(DAC)132,134、及びインターフェース(I/F)回路114を備えている。制御計算機110、メモリ112、磁気ディスク装置140,142、描画制御部120、及びインターフェース(I/F)回路114は、バス116によって互いに接続されている。制御計算機110内には、図1における制御計算機30と同様、面積密度算出部10,16、寸法誤差算出部12,18、寸法算出部14,20,24、判定部22、及びリサイズ処理部26といった各機能を有している。制御計算機110では、面積密度算出部10,16、寸法誤差算出部12,18、寸法算出部14,20,24、判定部22、及びリサイズ処理部26といった各機能の処理をソフトウェアにより実施させる。或いは、面積密度算出部10,16、寸法誤差算出部12,18、寸法算出部14,20,24、判定部22、及びリサイズ処理部26といった各機能は、電気的な回路によるハードウェアにより構成されても構わない。或いは、電気的な回路によるハードウェアとソフトウェアとの組合せにより実施させても構わない。或いは、かかるハードウェアとファームウェアとの組合せでも構わない。また、ソフトウェアにより、或いはソフトウェアとの組合せにより実施させる場合には、制御計算機110に入力される情報或いは演算処理中及び処理後の各情報はその都度メモリ112に記憶される。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以外については記載を省略している。描画装置100にとって、通常、必要なその他の構成が含まれても構わないことは言うまでもない。
図8において、実施の形態2における描画方法は、面積密度算出工程(S102)、寸法誤差算出工程(S104)、寸法算出工程(S106)、面積密度算出工程(S108)、寸法誤差算出工程(S110)、寸法算出工程(S112)、判定工程(S114)、新寸法算出工程(S116)、リサイズ処理工程(S118)、及び描画工程(S122)という一連の工程を実施する。ここで、面積密度算出工程(S102)〜リサイズ処理工程(S118)までは図2と同様である。そして、面積密度算出工程(S102)〜リサイズ処理工程(S118)までの各工程の処理内容は、実施の形態1と同様である。但し、制御計算機30を制御計算機110と読み替え、メモリ32をメモリ112と読み替え、磁気ディスク装置34を磁気ディスク装置140と読み替え、磁気ディスク装置36を磁気ディスク装置142と読み替え、I/F回路36をI/F回路114と読み替えることは言うまでもない。
実施の形態2では、描画データに定義されたパターン寸法をリサイズした後に、データ変換を行なったが寸法補正の手法はこれに限るものではない。実施の形態3では、照射量を調整することでローディング効果による寸法誤差を補正する構成について説明する。
図9において、電子鏡筒102内に、ブランキング(BLK)偏向器212、及びBLKアパーチャ214が追加された点、制御部160の構成要素として、DAC136が追加された点、制御計算機110内において、リサイズ処理部26の代わりに寸法補正量算出部28が追加された点、描画制御部120内に、描画データ処理部122、照射量取得部124、及び照射時間算出部126が追加された点以外は、図7と同様である。また、磁気ディスク装置142内には、ローディング効果を補正する寸法補正量と照射量との相関テーブルが格納されている。
図10において、実施の形態3における描画方法は、面積密度算出工程(S102)、寸法誤差算出工程(S104)、寸法算出工程(S106)、面積密度算出工程(S108)、寸法誤差算出工程(S110)、寸法算出工程(S112)、判定工程(S114)、新寸法算出工程(S116)、寸法補正量算出工程(S117)、照射量算出工程(S119)、照射時間算出工程(S120)、及び描画工程(S122)という一連の工程を実施する。ここで、面積密度算出工程(S102)〜新寸法算出工程(S116)までは図2と同様である。また、リサイズ処理工程(S118)の代わりに、寸法補正量算出工程(S117)、照射量取得工程(S119)及び照射時間算出工程(S120)を追加した点以外は、図8と同様である。
12,18 寸法誤差算出部
14,20,24 寸法算出部
22 判定部
26 リサイズ処理部
28 寸法補正量算出部
30 制御計算機
31,116 バス
32,112 メモリ
34,36,140,142 磁気ディスク装置
38,114 I/F回路
40 描画領域
42 メッシュ領域
50,52,54,56,60,62 パターン
100 描画装置
101,340 試料
102 電子鏡筒
105 XYステージ
110 制御計算機
120 描画制御部
122 描画データ処理部
124 照射量取得部
126 照射時間算出部
130 偏向制御回路
132,134,136 DAC
150 描画部
160 制御部
200 電子ビーム
201 電子銃
202 照明レンズ
203.410 第1のアパーチャ
204 投影レンズ
205,208 偏向器
206,420 第2のアパーチャ
207 対物レンズ
212 BLK偏向器
214 BLKアパーチャ
300 リサイズ装置
330 電子線
411 開口
421 可変成形開口
430 荷電粒子ソース
Claims (5)
- 所定の領域内の第1の寸法のパターンが占める第1の面積密度を算出する第1の面積密度算出部と、
前記第1の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第1の寸法誤差を算出する第1の寸法誤差算出部と、
前記第1の寸法から前記第1の寸法誤差が補正されたパターンの第2の寸法を算出する第1の寸法算出部と、
前記所定の領域内の第2の寸法のパターンが占める第2の面積密度を算出する第2の面積密度算出部と、
前記第2の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第2の寸法誤差を算出する第2の寸法誤差算出部と、
前記第2の寸法に前記第2の寸法誤差を加算した第3の寸法を算出する第2の寸法算出部と、
前記第1の寸法と前記第3の寸法との差分が所定の範囲内かどうかを判定する判定部と、
荷電粒子ビームを用いて、試料に、前記差分が前記所定の範囲内に入る前記第2の寸法のパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 - 前記第2の寸法に前記差分を加算した第4の寸法を新たな前記第2の寸法として算出する第3の寸法算出部をさらに備えたことを特徴とする請求項1記載の荷電粒子ビーム描画装置。
- 所定の領域内の第1の寸法のパターンが占める第1の面積密度を算出する第1の面積密度算出部と、
前記第1の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第1の寸法誤差を算出する第1の寸法誤差算出部と、
前記第1の寸法から前記第1の寸法誤差が補正されたパターンの第2の寸法を算出する第1の寸法算出部と、
前記所定の領域内の第2の寸法のパターンが占める第2の面積密度を算出する第2の面積密度算出部と、
前記第2の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第2の寸法誤差を算出する第2の寸法誤差算出部と、
前記第2の寸法に前記第2の寸法誤差を加算した第3の寸法を算出する第2の寸法算出部と、
前記第1の寸法と前記第3の寸法との差分が所定の範囲内かどうかを判定する判定部と、
前記差分が前記所定の範囲内に入る前記第2の寸法のパターンを出力する出力部と、
を備えたことを特徴とするパターンの寸法誤差補正装置。 - 所定の領域内の第1の寸法のパターンが占める第1の面積密度を算出する工程と、
前記第1の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第1の寸法誤差を算出する工程と、
前記第1の寸法から前記第1の寸法誤差が補正されたパターンの第2の寸法を算出する工程と、
前記所定の領域内の第2の寸法のパターンが占める第2の面積密度を算出する工程と、
前記第2の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第2の寸法誤差を算出する工程と、
前記第2の寸法に前記第2の寸法誤差を加算した第3の寸法を算出する工程と、
前記第1の寸法と前記第3の寸法との差分が所定の範囲内かどうかを判定し、前記差分が前記所定の範囲内に入る場合に前記第2の寸法のパターンを出力する工程と、
を備えたことを特徴とするパターンの寸法誤差補正方法。 - 前記差分が前記所定の範囲内から外れる場合に、前記第2の寸法に前記差分を加算した第4の寸法を算出する工程と、
前記所定の領域内の前記第4の寸法のパターンが占める第3の面積密度を算出する工程と、
前記第3の面積密度に基づいて、ローディング効果により生じる第3の寸法誤差を算出する工程と、
前記第4の寸法に前記第3の寸法誤差を加算した第5の寸法を算出する工程と、
前記第1の寸法と前記第5の寸法との第2の差分が前記所定の範囲内かどうかを判定し、前記第2の差分が前記所定の範囲内に入る場合に前記第4の寸法のパターンを出力する工程と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項4記載のパターンの寸法誤差補正方法。
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