ドリフト測定方法、荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置
【課題】従来より短時間でビームドリフトを検出することのできるドリフト測定方法、荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置を提供する。
【解決手段】検出器３２は、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに電子ビーム５４が照射されて発生した反射電子を電流値として検出する。検出器３２からの信号は検出部３３で増幅され、Ａ／Ｄ変換部３４でデジタル変換される。次いで、制御計算機１９で平均化処理された後、描画データ補正部３１で行われるドリフト補正に用いられる。
【解決手段】検出器３２は、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに電子ビーム５４が照射されて発生した反射電子を電流値として検出する。検出器３２からの信号は検出部３３で増幅され、Ａ／Ｄ変換部３４でデジタル変換される。次いで、制御計算機１９で平均化処理された後、描画データ補正部３１で行われるドリフト補正に用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリフト測定方法、荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高集積化に伴って、ＬＳＩ（Large Scale Integration）のパターンは、より微細化および複雑化する傾向にある。このため、フォトリソグラフィ技術に代わり、電子ビームを用いてパターンを直接描画する、電子ビームリソグラフィ技術の開発が進められている。
【０００３】
電子ビームリソグラフィ技術は、利用する電子ビームが荷電粒子ビームであるために、本質的に優れた解像度を有している。また、焦点深度を大きく確保することができるため、高い段差上でも寸法変動を抑制できるという利点も有している。このため、ＤＲＡＭを代表とする最先端デバイスの開発に適用されている他、一部ＡＳＩＣの生産にも用いられている。さらに、ウェハにＬＳＩパターンを転写する際の原版となるマスクまたはレチクルの製造現場においても、電子ビームリソグラフィ技術が広く一般に使われている。
【０００４】
特許文献１には、電子ビームリソグラフィ技術に使用される可変成形型電子ビーム描画装置が開示されている。こうした装置における描画データは、ＣＡＤシステムを用いて設計された半導体集積回路などの設計データ（ＣＡＤデータ）に、補正や図形パターンの分割などの処理を施すことによって作成される。例えば、図形パターンの分割処理は、電子ビームのサイズにより規定される最大ショットサイズ単位で行われ、併せて、分割された各ショットの座標位置、サイズおよび照射時間が設定される。そして、描画する図形パターンの形状や大きさに応じてショットが成形されるように、描画データが作成される。描画データは、短冊状のフレーム（主偏向領域）単位で区切られ、さらにその中は副偏向領域に分割されている。つまり、チップ全体の描画データは、主偏向領域のサイズにしたがった複数の帯状のフレームデータと、フレーム内で主偏向領域よりも小さい複数の副偏向領域単位とからなるデータ階層構造になっている。
【０００５】
副偏向領域は、副偏向器によって、主偏向領域よりも高速に電子ビームが走査されて描画される領域であり、一般に最小描画単位となる。副偏向領域内を描画する際には、パターン図形に応じて準備された寸法と形状のショットが成形偏向器により形成される。具体的には、電子銃から出射された電子ビームが、第１のアパーチャで矩形状に成形された後、成形偏向器で第２のアパーチャ上に投影されて、そのビーム形状と寸法を変化させる。その後、上述の通り、副偏向器と主偏向器により偏向されて、ステージ上に載置されたマスクに照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２９３６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、マスクに電子ビームが照射されると反射電子が発生する。発生した反射電子は、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され、これによって新たな電界が発生する。すると、マスクへ向けて偏向された電子ビームの軌道が変化し、描画位置が所望の位置からずれてしまうビームドリフトが起こる。ビームドリフトの原因はこれのみによるものではないが、いずれにおいても、描画途中でステージ上の基準マーク位置を検出してビームドリフト量を測定し、描画位置が所望の位置となるように校正する必要がある。具体的には、まず、描画直前に基準マークの座標を求め、次いで、描画中に描画動作を一時停止して再び基準マークの座標を求める。そして、先の座標との差を求めることにより、ビームドリフト量を検出する。
【０００８】
従来法における基準マークの位置検出には、基準マークを電子ビームで走査して反射電子の強度を検出する方法が用いられる。しかし、この方法の場合、１つのデータを取得するのに、通信時間を含めて０．５ミリ秒程度の時間がかかる。このため、従来法では、マイクロ秒オーダーでのビームドリフトを検出することができなかった。
【０００９】
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、従来より短時間でビームドリフトを検出することのできるドリフト測定方法、荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに対し、下地と基準マークの両方にかかる位置および下地の上であって基準マークに接する位置に荷電粒子ビームを照射して反射荷電粒子を電流値として検出し、電流値の変動量を基に荷電粒子ビームのドリフトを測定することを特徴とするドリフト測定方法に関する。
【００１２】
本発明の第２の態様は、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに対し、下地と基準マークの両方にかかる位置および下地の上であって基準マークに接する位置に荷電粒子ビームを照射して反射荷電粒子を電流値として検出し、電流値の変動量を基に荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量を求めて荷電粒子ビームの照射位置を補正することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法に関する。
【００１３】
本発明の第２の態様では、荷電粒子ビームは所定形状に成型された後に上記位置に照射され、電流値の変動量を基に荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量と形状変動量とを求めて荷電粒子ビームの照射位置および形状を補正することが好ましい。
【００１４】
本発明の第３の態様は、試料が載置される描画室に設けられ、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークと、
基準マークに荷電粒子ビームが照射されて発生した反射荷電粒子を電流値として検出する検出器と、
検出器からの信号を増幅する検出部と、
検出部からの信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、
Ａ／Ｄ変換部からの信号に対して平均化処理を行う信号処理部と、
信号処理部で作成されたデータを基にドリフト補正を行う補正部とを有し、
補正部では、荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量が算出されて、荷電粒子ビームの照射位置の補正が行われることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【００１５】
本発明の第３の態様において、補正部では、さらに荷電粒子ビームのドリフトによる形状変動量が算出されて、荷電粒子ビームの形状の補正が行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来より短時間で荷電粒子ビームのドリフトを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。
【図２】本実施の形態の電子ビームによる描画方法の説明図である。
【図３】本実施の形態によるビームドリフト量の検出方法の説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における位置ドリフトと形状ドリフトの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。
【００１９】
図１に示すように、電子ビーム描画装置は、試料に電子ビームで描画する描画部と、描画を制御する制御部とを有する。試料室１内には、試料２が設置されるステージ３が設けられている。ステージ３は、ステージ駆動回路４によりＸ方向（紙面における左右方向）とＹ方向（紙面における垂直方向）に駆動される。ステージ３の移動位置は、レーザ測長計等を用いた位置回路５により測定される。
【００２０】
試料２には、ビームドリフト量を検出するための基準マーク（図示せず）が設けられている。この基準マークは、試料面とは反射率の異なる材料で形成される。尚、本実施の形態においては、試料面ではないが試料面のできるだけ近くに基準マークを設けてもよい。この場合、基準マークには、例えば、シリコン基板の上にタングステン膜を設け、このタングステン膜をエッチング加工し十字形状としたものを挙げることができる。タングステン膜に代えて、他の重金属からなる膜を用いることもできる。
【００２１】
試料室１の上方には、基準マークに電子ビームが照射されて発生した反射電子を電流値として検出する検出器３２が設けられている。尚、検出器３２は、反射電子の他に２次電子を電流値として検出してもよい。検出器３２から出力された電気信号は、検出部３３に入力される。そして、検出部３３で増幅された後、Ａ／Ｄ変換部３４に入力される。Ａ／Ｄ変換部３４は、検出部３３からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。変換されたデジタル信号は、制御計算機１９に送られる。ここで、Ａ／Ｄ変換部３４は、検出部３３からのデータを蓄積できるので、１回の測定毎に制御計算機１９にデータを転送する必要がない。したがって、通信時間によるサンプリングタイムの長期化を低減できる。
【００２２】
また、試料室１の上方には、電子ビーム光学系１０が設置されている。この光学系１０は、電子銃６、各種レンズ７、８、９、１１、１２、ブランキング用偏向器１３、成形偏向器１４、ビーム走査用の主偏向器１５、ビーム走査用の副偏向器１６、および、２個のビーム成型用アパーチャ１７、１８等から構成されている。
【００２３】
図２は、電子ビームによる描画方法の説明図である。この図に示すように、マスク２上に描画されるパターン５１は、短冊状のフレーム領域５２に分割されている。電子ビーム５４による描画は、ステージ３が一方向（例えば、Ｘ方向）に連続移動しながら、フレーム領域５２毎に行われる。フレーム領域５２は、さらに副偏向領域５３に分割されており、電子ビーム５４は、副偏向領域５３内の必要な部分のみを描画する。尚、フレーム領域５２は、主偏向器１５の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、副偏向領域５３は、副偏向器１６の偏向幅で決まる単位描画領域である。
【００２４】
副偏向領域の基準位置の位置決めは、主偏向器１５で行われ、副偏向領域５３内での描画は、副偏向器１６によって制御される。すなわち、主偏向器１５によって、電子ビーム５４が所定の副偏向領域５３に位置決めされ、副偏向器１６によって、副偏向領域５３内での描画位置が決められる。さらに、成形偏向器１４とビーム成型用アパーチャ１７、１８によって、電子ビーム５４の形状と寸法が決められる。そして、ステージ３を一方向に連続移動させながら、副偏向領域５３内を描画し、１つの副偏向領域５３の描画が終了したら、次の副偏向領域５３を描画する。フレーム領域５２内の全ての副偏向領域５３の描画が終了したら、ステージ３を連続移動させる方向と直交する方向（例えば、Ｙ方向）にステップ移動させる。その後、同様の処理を繰り返して、フレーム領域５２を順次描画して行く。
【００２５】
図１で、符号２０は入力部であり、記憶媒体である磁気ディスクを通じて電子ビーム描画装置に、マスク２の描画データが入力される部分である。入力部２０から読み出された描画データは、フレーム領域５２毎にパターンメモリ２１に一時的に格納される。パターンメモリ２１に格納されたフレーム領域５２毎のパターンデータ、すなわち、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、描画データ補正部３１で補正された後、データ解析部であるパターンデータデコーダ２２と描画データデコーダ２３に送られる。
【００２６】
描画データ補正部３１では、元々の設計値のデータに対してドリフト補正が行われる。具体的には、Ａ／Ｄ変換部３４から制御計算機１９に入力されたデータに基づいて、ドリフト補正用の補正値が演算される。そして、設計値のデータと補正値のデータとが加算されて合成される。
【００２７】
描画データ補正部３１では、ドリフト補正がされた設計値のデータに対してさらにステージ３上での位置補正が行われる。すなわち、位置回路５で測定されたステージ３の位置データは、描画データ補正部３１に送られて、ドリフト補正がされた設計値のデータに加算される。合成されたデータは、パターンデータデコーダ２２と描画データデコーダ２３に送られる。
【００２８】
パターンデータデコーダ２２からの情報は、ブランキング回路２４とビーム成型器ドライバ２５に送られる。具体的には、パターンデータデコーダ２２で上記データに基づいたブランキングデータが作成され、ブランキング回路２４に送られる。また、所望とするビーム寸法データも作成されて、ビーム成型器ドライバ２５に送られる。そして、ビーム成型器ドライバ２５から、電子光学系１０の成形偏向器１４に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４の寸法が制御される。
【００２９】
図１の偏向制御部３０は、セトリング時間決定部２９に接続し、セトリング時間決定部２９は、副偏向領域偏向量算出部２８に接続し、副偏向領域偏向量算出部２８は、パターンデータデコーダ２２に接続している。また、偏向制御部３０は、ブランキング回路２４と、ビーム成型器ドライバ２５と、主偏向器ドライバ２６と、副偏向器ドライバ２７とに接続している。
【００３０】
描画データデコーダ２３の出力は、主偏向器ドライバ２６と副偏向器ドライバ２７に送られる。そして、主偏向器ドライバ２６から、電子光学系１０の主偏向部１５に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４が所定の主偏向位置に偏向走査される。また、副偏向器ドライバ２７から、副偏向器１６に所定の副偏向信号が印加されて、副偏向領域５３内での描画が行われる。
【００３１】
次に、電子ビーム描画装置による描画方法について説明する。
【００３２】
まず、試料室１内のステージ３上にマスク２を載置する。次いで、ステージ３の位置検出を位置回路５により行い、制御計算機１９からの信号に基づいて、ステージ駆動回路４によりステージ３を描画可能な位置まで移動させる。
【００３３】
次に、電子銃６より電子ビーム５４を出射する。出射された電子ビーム５４は、照明レンズ７により集光される。そして、ブランキング用偏向器１３により、電子ビーム５４をマスク２に照射するか否かの操作を行う。
【００３４】
第１のアパーチャ１７に入射した電子ビーム５４は、第１のアパーチャ１７の開口部を通過した後、ビーム成型器ドライバ２５により制御された成形偏向器１４によって偏向される。そして、第２のアパーチャ１８に設けられた開口部を通過することにより、所望の形状と寸法を有するビーム形状になる。このビーム形状は、マスク２に照射される電子ビーム５４の描画単位である。
【００３５】
電子ビーム５４は、ビーム形状に成形された後、縮小レンズ１１によって縮小される。そして、マスク２上における電子ビーム５４の照射位置は、主偏向器ドライバ２６によって制御された主偏向器１５と、副偏向器ドライバ２７によって制御された副偏向器１６とにより制御される。主偏向器１５は、マスク２上の副偏向領域５３に電子ビーム５４を位置決めする。また、副偏向器１６は、副偏向領域５３内で描画位置を位置決めする。
【００３６】
マスク２への電子ビーム５４による描画は、ステージ３を一方向に移動させながら、電子ビーム５４を走査することにより行われる。具体的には、ステージ３を一方向に移動させながら、各副偏向領域５３内におけるパターンの描画を行う。そして、１つのフレーム領域５２内にある全ての副偏向領域５３の描画を終えた後は、ステージ３を新たなフレーム領域５２に移動して同様に描画する。
【００３７】
上記のようにして、マスク２の全てのフレーム領域５２の描画を終えた後は、新たなマスクに交換し、上記と同様の方法による描画を繰り返す。
【００３８】
次に、制御計算機１９による描画制御について説明する。
【００３９】
制御計算機１９は、入力部２０で磁気ディスクに記録されたマスクの描画データを読み出す。読み出された描画データは、フレーム領域５２毎にパターンメモリ２１に一時的に格納される。
【００４０】
パターンメモリ２１に格納されたフレーム領域５２毎の描画データ、つまり、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、描画データ補正部３１で上記のようにして補正された後、データ解析部であるパターンデータデコーダ２２と描画データデコーダ２３を介して、副偏向領域偏向量算出部２８、ブランキング回路２４、ビーム成型器ドライバ２５、主偏向器ドライバ２６、副偏向器ドライバ２７に送られる。
【００４１】
パターンデータデコーダ２２では、描画データに基づいてブランキングデータが作成されてブランキング回路２４に送られる。また、描画データに基づいて所望とするビーム形状データが作成されて副偏向領域偏向量算出部２８とビーム成型器ドライバ２５に送られる。
【００４２】
副偏向領域偏向量算出部２８は、パターンデータデコーダ２２により作成したビーム形状データから、副偏向領域５３における、１ショットごとの電子ビームの偏向量（移動距離）を算出する。算出された情報は、セトリング時間決定部２９に送られ、副偏向による移動距離に対応したセトリング時間が決定される。
【００４３】
セトリング時間決定部２９で決定されたセトリング時間は、偏向制御部３０へ送られた後、パターンの描画のタイミングを計りながら、偏向制御部３０より、ブランキング回路２４、ビーム成型器ドライバ２５、主偏向器ドライバ２６、副偏向器ドライバ２７のいずれかに適宜送られる。
【００４４】
ビーム成型器ドライバ２５では、光学系１０の成形偏向器１４に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４の形状と寸法が制御される。
【００４５】
描画データデコーダ２３では、描画データに基づいて副偏向領域５３の位置決めデータが作成され、このデータは主偏向器ドライバ２６に送られる。次いで、主偏向器ドライバ２６から主偏向器１５へ所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４は、副偏向領域５３の所定位置に偏向走査される。
【００４６】
描画データデコーダ２３では、描画データに基づいて、副偏向器１６の走査のための制御信号が生成される。制御信号は、副偏向器ドライバ２７に送られた後、副偏向器ドライバ２７から副偏向器１６に所定の副偏向信号が印加される。副偏向領域５３内での描画は、設定されたセトリング時間が経過した後、電子ビーム５４を繰り返し照射することによって行われる。
【００４７】
次に、本実施の形態によるビームドリフト量の検出方法について、図３を用いて説明する。
【００４８】
図３において、１００は基準マークであり、１０１〜１０８は電子ビームの照射位置である。１０１〜１０６は基準マークにかかる位置にあり、１０７〜１０８は基準マークに接する位置にある。ここで、図３から分かるように、電子ビームは正方形の形状に成型されている。また、基準マーク１００は、シリコン基板２００の上に形成されたタングステン膜からなるとする。尚、本実施の形態において、基準マークとその下地との組み合わせはこれらに限られるものではないが、反射率の差が大きく、且つ、一方の反射率の値が小さいほど、ドリフトの変動を捉えやすい。
【００４９】
電子ビームを照射すると、基準マーク１００に照射されて発生した反射電子の量と、シリコン基板２００に照射されて発生した反射電子の量とは異なる。すなわち、前者の方が後者より多い。したがって、反射電子の量を電流値として測定することにより、電子ビームのドリフト量を把握することができる。この方法によれば、ドリフト量を１ＭＨｚの周期、すなわち、１マイクロ秒程度の時間で検出することが可能である。すなわち、従来法においては、電子ビームの偏向照射位置を１０００回程度ずらしながら照射してドリフト量を検出していた。これに対して、本実施の形態によれば、基準マークをずらさずに一度に多数のサンプリングを行うことができ、さらに１回のサンプリングタイムが１マイクロ秒程度であるので、従来法に比べてサンプリングタイムを１０００分の１程度まで短縮することができる。さらに、上述したように、図１のＡ／Ｄ変換部３４は、検出部３３からのデータを蓄積できるので、１回の測定毎に制御計算機１９にデータを転送する必要がない。したがって、通信時間によるサンプリングタイムの長期化も低減できる。
【００５０】
尚、検出器３２、検出部３３およびＡ／Ｄ変換部３４にノイズ成分があることを考慮して、制御計算機１９内の信号処理部でデータに対して平均化処理を行い、データからドリフト成分のみを取り出せるようにしてもよい。さらに、サンプリングデータの最大値と最小値を除いた値に対して平均化処理をしてもよい。例えば、２０点のデータを平均化して１つのデータとした場合、１ＭＨｚの２０分の１、すなわち、２０マイクロ秒程度の時間間隔でデータが取り出されることになる。しかし、この場合であっても、従来のミリ秒オーダーでの検出に比べて短時間であり、本実施の形態の優位性に変わりはない。尚、周期的なノイズについては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）によって除去することも可能である。
【００５１】
本実施の形態では、電子ビームの照射位置が基準マーク１００に対してどれくらいドリフトしたかを示す値を「位置ドリフト量」と称する。また、図１のビーム成型用のアパーチャ１８によって、電子ビーム５４を成形する際に生じるドリフト量を「形状ドリフト量」とする。尚、成型しない電子ビームを照射した場合には、ドリフトは位置ドリフトのみとなる。
【００５２】
図４（ａ）〜（ｃ）を用いて、位置ドリフトと形状ドリフトについて説明する。これらの図において、３００は基準マークであり、３０１〜３０３は電子ビームの照射位置である。ここで、基準マーク３００は、シリコン基板４００の上に形成されたタングステン膜からなるとする。
【００５３】
図４（ａ）の電子ビームが、所定時間経過後にドリフトによって変動したとする。このとき、検出される反射電子の量に変動が生じる。図４（ｂ）はＹ方向の位置ドリフトが起きた場合であり、図４（ｃ）はＹ方向の形状ドリフトが起きた場合である。
【００５４】
表１は、照射位置１０１〜１０８におけるドリフト量の増減の一例である。説明を容易にするために、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向にのみドリフトする場合を考え、それぞれ、位置ドリフト量（＋Ｘ）、形状ドリフト量（＋Ｘ）、位置ドリフト量（＋Ｙ）、形状ドリフト量（＋Ｙ）としている。
【００５５】
表１．
【００５６】
電子ビームのショットサイズをｂ（μｍ）、電子ビームが基準マーク１００にかかる領域のサイズをｋ（μｍ）、位置ドリフト量（＋Ｘ）をΔｐｘ（μｍ）、位置ドリフト量（＋Ｙ）をΔｐｙ（μｍ）、形状ドリフト量（＋Ｘ）をΔｓｘ（μｍ）、形状ドリフト量（＋Ｙ）をΔｓｙ（μｍ）とする。また、各照射位置１０１〜１０８における反射電子の信号変動量をＡ〜Ｈとすると、これらは下記式（１）〜（８）で表される。
【００５７】
【００５８】
式（１）を展開すると、式（１’）のようになる。
式（７）を展開すると、式（７’）のようになる。
したがって、式（１’）から式（７’）を引くと
【００５９】
式（９）を式（２）に代入すると
【００６０】
式（４）を展開すると、式（４’）のようになる。
式（８）を展開すると、式（８’）のようになる。
したがって、式（４’）から式（８’）を引くと
【００６１】
式（１１）を式（３）に代入すると
【００６２】
以上をまとめると、図３の例における位置ドリフト量（＋Ｘ）：Δｐｘ（μｍ）、位置ドリフト量（＋Ｙ）：Δｐｙ（μｍ）、形状ドリフト量（＋Ｘ）：Δｓｘ（μｍ）、形状ドリフト量（＋Ｙ）：Δｓｙ（μｍ）は、それぞれ、式（９）〜（１２）によって求められる。尚、この計算は、図１の描画データ補正部３１で行われる。
【００６３】
上述したドリフト測定方法によれば、電子ビームの照射時間に近い状態で、電子ビームの描画位置や形状の変動を捉えることができる。これにより、電子ビームの調整時と実際の描画時との間における描画位置や形状の差分が、電子ビームの変動によるものかどうかを把握可能である。したがって、上記方法は、電子ビームの描画位置や形状を変動させる要因の割り出しに大きく貢献できる。
【００６４】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。例えば、上記実施の形態では、電子ビームを正方形に成型する例を挙げたが、電子ビームの形状を変えて同様の測定を行い、各形状に依存した電子ビームの描画位置や形状の変動を測定することもできる。従来法においては、電子ビームの描画位置の変動と形状の変動とを区別することができないが、上記方法により、これらを定量的に分離することが可能である。
【００６５】
また、上記実施の形態では、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、イオンビームなど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。
【符号の説明】
【００６６】
１ 試料室
２ マスク
３ ステージ
４ ステージ駆動回路
５ 位置回路
６ 電子銃
７、８、９、１１、１２ 各種レンズ
１０ 光学系
１３ ブランキング用偏向器
１４ 成形偏向器
１５ 主偏向器
１６ 副偏向器
１７ 第１のアパーチャ
１８ 第２のアパーチャ
１９ 制御計算機
２０ 入力部
２１ パターンメモリ
２２ パターンデータデコーダ
２３ 描画データデコーダ
２４ ブランキング回路
２５ ビーム成形器ドライバ
２６ 主偏向器ドライバ
２７ 副偏向器ドライバ
２８ 副偏向領域偏向量算出部
２９ セトリング時間決定部
３０ 偏向制御部
３１ 描画データ補正部
３２ 検出器
３３ 検出部
３４ Ａ／Ｄ変換部
５１ 描画されるパターン
５２ フレーム領域
５３ 副偏向領域
５４ 電子ビーム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ドリフト測定方法、荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高集積化に伴って、ＬＳＩ（Large Scale Integration）のパターンは、より微細化および複雑化する傾向にある。このため、フォトリソグラフィ技術に代わり、電子ビームを用いてパターンを直接描画する、電子ビームリソグラフィ技術の開発が進められている。
【０００３】
電子ビームリソグラフィ技術は、利用する電子ビームが荷電粒子ビームであるために、本質的に優れた解像度を有している。また、焦点深度を大きく確保することができるため、高い段差上でも寸法変動を抑制できるという利点も有している。このため、ＤＲＡＭを代表とする最先端デバイスの開発に適用されている他、一部ＡＳＩＣの生産にも用いられている。さらに、ウェハにＬＳＩパターンを転写する際の原版となるマスクまたはレチクルの製造現場においても、電子ビームリソグラフィ技術が広く一般に使われている。
【０００４】
特許文献１には、電子ビームリソグラフィ技術に使用される可変成形型電子ビーム描画装置が開示されている。こうした装置における描画データは、ＣＡＤシステムを用いて設計された半導体集積回路などの設計データ（ＣＡＤデータ）に、補正や図形パターンの分割などの処理を施すことによって作成される。例えば、図形パターンの分割処理は、電子ビームのサイズにより規定される最大ショットサイズ単位で行われ、併せて、分割された各ショットの座標位置、サイズおよび照射時間が設定される。そして、描画する図形パターンの形状や大きさに応じてショットが成形されるように、描画データが作成される。描画データは、短冊状のフレーム（主偏向領域）単位で区切られ、さらにその中は副偏向領域に分割されている。つまり、チップ全体の描画データは、主偏向領域のサイズにしたがった複数の帯状のフレームデータと、フレーム内で主偏向領域よりも小さい複数の副偏向領域単位とからなるデータ階層構造になっている。
【０００５】
副偏向領域は、副偏向器によって、主偏向領域よりも高速に電子ビームが走査されて描画される領域であり、一般に最小描画単位となる。副偏向領域内を描画する際には、パターン図形に応じて準備された寸法と形状のショットが成形偏向器により形成される。具体的には、電子銃から出射された電子ビームが、第１のアパーチャで矩形状に成形された後、成形偏向器で第２のアパーチャ上に投影されて、そのビーム形状と寸法を変化させる。その後、上述の通り、副偏向器と主偏向器により偏向されて、ステージ上に載置されたマスクに照射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２９３６７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、マスクに電子ビームが照射されると反射電子が発生する。発生した反射電子は、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され、これによって新たな電界が発生する。すると、マスクへ向けて偏向された電子ビームの軌道が変化し、描画位置が所望の位置からずれてしまうビームドリフトが起こる。ビームドリフトの原因はこれのみによるものではないが、いずれにおいても、描画途中でステージ上の基準マーク位置を検出してビームドリフト量を測定し、描画位置が所望の位置となるように校正する必要がある。具体的には、まず、描画直前に基準マークの座標を求め、次いで、描画中に描画動作を一時停止して再び基準マークの座標を求める。そして、先の座標との差を求めることにより、ビームドリフト量を検出する。
【０００８】
従来法における基準マークの位置検出には、基準マークを電子ビームで走査して反射電子の強度を検出する方法が用いられる。しかし、この方法の場合、１つのデータを取得するのに、通信時間を含めて０．５ミリ秒程度の時間がかかる。このため、従来法では、マイクロ秒オーダーでのビームドリフトを検出することができなかった。
【０００９】
本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、従来より短時間でビームドリフトを検出することのできるドリフト測定方法、荷電粒子ビーム描画方法および荷電粒子ビーム描画装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様は、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに対し、下地と基準マークの両方にかかる位置および下地の上であって基準マークに接する位置に荷電粒子ビームを照射して反射荷電粒子を電流値として検出し、電流値の変動量を基に荷電粒子ビームのドリフトを測定することを特徴とするドリフト測定方法に関する。
【００１２】
本発明の第２の態様は、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに対し、下地と基準マークの両方にかかる位置および下地の上であって基準マークに接する位置に荷電粒子ビームを照射して反射荷電粒子を電流値として検出し、電流値の変動量を基に荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量を求めて荷電粒子ビームの照射位置を補正することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法に関する。
【００１３】
本発明の第２の態様では、荷電粒子ビームは所定形状に成型された後に上記位置に照射され、電流値の変動量を基に荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量と形状変動量とを求めて荷電粒子ビームの照射位置および形状を補正することが好ましい。
【００１４】
本発明の第３の態様は、試料が載置される描画室に設けられ、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークと、
基準マークに荷電粒子ビームが照射されて発生した反射荷電粒子を電流値として検出する検出器と、
検出器からの信号を増幅する検出部と、
検出部からの信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、
Ａ／Ｄ変換部からの信号に対して平均化処理を行う信号処理部と、
信号処理部で作成されたデータを基にドリフト補正を行う補正部とを有し、
補正部では、荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量が算出されて、荷電粒子ビームの照射位置の補正が行われることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【００１５】
本発明の第３の態様において、補正部では、さらに荷電粒子ビームのドリフトによる形状変動量が算出されて、荷電粒子ビームの形状の補正が行われることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、従来より短時間で荷電粒子ビームのドリフトを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。
【図２】本実施の形態の電子ビームによる描画方法の説明図である。
【図３】本実施の形態によるビームドリフト量の検出方法の説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本実施の形態における位置ドリフトと形状ドリフトの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。
【００１９】
図１に示すように、電子ビーム描画装置は、試料に電子ビームで描画する描画部と、描画を制御する制御部とを有する。試料室１内には、試料２が設置されるステージ３が設けられている。ステージ３は、ステージ駆動回路４によりＸ方向（紙面における左右方向）とＹ方向（紙面における垂直方向）に駆動される。ステージ３の移動位置は、レーザ測長計等を用いた位置回路５により測定される。
【００２０】
試料２には、ビームドリフト量を検出するための基準マーク（図示せず）が設けられている。この基準マークは、試料面とは反射率の異なる材料で形成される。尚、本実施の形態においては、試料面ではないが試料面のできるだけ近くに基準マークを設けてもよい。この場合、基準マークには、例えば、シリコン基板の上にタングステン膜を設け、このタングステン膜をエッチング加工し十字形状としたものを挙げることができる。タングステン膜に代えて、他の重金属からなる膜を用いることもできる。
【００２１】
試料室１の上方には、基準マークに電子ビームが照射されて発生した反射電子を電流値として検出する検出器３２が設けられている。尚、検出器３２は、反射電子の他に２次電子を電流値として検出してもよい。検出器３２から出力された電気信号は、検出部３３に入力される。そして、検出部３３で増幅された後、Ａ／Ｄ変換部３４に入力される。Ａ／Ｄ変換部３４は、検出部３３からのアナログ信号をデジタル信号に変換する。変換されたデジタル信号は、制御計算機１９に送られる。ここで、Ａ／Ｄ変換部３４は、検出部３３からのデータを蓄積できるので、１回の測定毎に制御計算機１９にデータを転送する必要がない。したがって、通信時間によるサンプリングタイムの長期化を低減できる。
【００２２】
また、試料室１の上方には、電子ビーム光学系１０が設置されている。この光学系１０は、電子銃６、各種レンズ７、８、９、１１、１２、ブランキング用偏向器１３、成形偏向器１４、ビーム走査用の主偏向器１５、ビーム走査用の副偏向器１６、および、２個のビーム成型用アパーチャ１７、１８等から構成されている。
【００２３】
図２は、電子ビームによる描画方法の説明図である。この図に示すように、マスク２上に描画されるパターン５１は、短冊状のフレーム領域５２に分割されている。電子ビーム５４による描画は、ステージ３が一方向（例えば、Ｘ方向）に連続移動しながら、フレーム領域５２毎に行われる。フレーム領域５２は、さらに副偏向領域５３に分割されており、電子ビーム５４は、副偏向領域５３内の必要な部分のみを描画する。尚、フレーム領域５２は、主偏向器１５の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、副偏向領域５３は、副偏向器１６の偏向幅で決まる単位描画領域である。
【００２４】
副偏向領域の基準位置の位置決めは、主偏向器１５で行われ、副偏向領域５３内での描画は、副偏向器１６によって制御される。すなわち、主偏向器１５によって、電子ビーム５４が所定の副偏向領域５３に位置決めされ、副偏向器１６によって、副偏向領域５３内での描画位置が決められる。さらに、成形偏向器１４とビーム成型用アパーチャ１７、１８によって、電子ビーム５４の形状と寸法が決められる。そして、ステージ３を一方向に連続移動させながら、副偏向領域５３内を描画し、１つの副偏向領域５３の描画が終了したら、次の副偏向領域５３を描画する。フレーム領域５２内の全ての副偏向領域５３の描画が終了したら、ステージ３を連続移動させる方向と直交する方向（例えば、Ｙ方向）にステップ移動させる。その後、同様の処理を繰り返して、フレーム領域５２を順次描画して行く。
【００２５】
図１で、符号２０は入力部であり、記憶媒体である磁気ディスクを通じて電子ビーム描画装置に、マスク２の描画データが入力される部分である。入力部２０から読み出された描画データは、フレーム領域５２毎にパターンメモリ２１に一時的に格納される。パターンメモリ２１に格納されたフレーム領域５２毎のパターンデータ、すなわち、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、描画データ補正部３１で補正された後、データ解析部であるパターンデータデコーダ２２と描画データデコーダ２３に送られる。
【００２６】
描画データ補正部３１では、元々の設計値のデータに対してドリフト補正が行われる。具体的には、Ａ／Ｄ変換部３４から制御計算機１９に入力されたデータに基づいて、ドリフト補正用の補正値が演算される。そして、設計値のデータと補正値のデータとが加算されて合成される。
【００２７】
描画データ補正部３１では、ドリフト補正がされた設計値のデータに対してさらにステージ３上での位置補正が行われる。すなわち、位置回路５で測定されたステージ３の位置データは、描画データ補正部３１に送られて、ドリフト補正がされた設計値のデータに加算される。合成されたデータは、パターンデータデコーダ２２と描画データデコーダ２３に送られる。
【００２８】
パターンデータデコーダ２２からの情報は、ブランキング回路２４とビーム成型器ドライバ２５に送られる。具体的には、パターンデータデコーダ２２で上記データに基づいたブランキングデータが作成され、ブランキング回路２４に送られる。また、所望とするビーム寸法データも作成されて、ビーム成型器ドライバ２５に送られる。そして、ビーム成型器ドライバ２５から、電子光学系１０の成形偏向器１４に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４の寸法が制御される。
【００２９】
図１の偏向制御部３０は、セトリング時間決定部２９に接続し、セトリング時間決定部２９は、副偏向領域偏向量算出部２８に接続し、副偏向領域偏向量算出部２８は、パターンデータデコーダ２２に接続している。また、偏向制御部３０は、ブランキング回路２４と、ビーム成型器ドライバ２５と、主偏向器ドライバ２６と、副偏向器ドライバ２７とに接続している。
【００３０】
描画データデコーダ２３の出力は、主偏向器ドライバ２６と副偏向器ドライバ２７に送られる。そして、主偏向器ドライバ２６から、電子光学系１０の主偏向部１５に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４が所定の主偏向位置に偏向走査される。また、副偏向器ドライバ２７から、副偏向器１６に所定の副偏向信号が印加されて、副偏向領域５３内での描画が行われる。
【００３１】
次に、電子ビーム描画装置による描画方法について説明する。
【００３２】
まず、試料室１内のステージ３上にマスク２を載置する。次いで、ステージ３の位置検出を位置回路５により行い、制御計算機１９からの信号に基づいて、ステージ駆動回路４によりステージ３を描画可能な位置まで移動させる。
【００３３】
次に、電子銃６より電子ビーム５４を出射する。出射された電子ビーム５４は、照明レンズ７により集光される。そして、ブランキング用偏向器１３により、電子ビーム５４をマスク２に照射するか否かの操作を行う。
【００３４】
第１のアパーチャ１７に入射した電子ビーム５４は、第１のアパーチャ１７の開口部を通過した後、ビーム成型器ドライバ２５により制御された成形偏向器１４によって偏向される。そして、第２のアパーチャ１８に設けられた開口部を通過することにより、所望の形状と寸法を有するビーム形状になる。このビーム形状は、マスク２に照射される電子ビーム５４の描画単位である。
【００３５】
電子ビーム５４は、ビーム形状に成形された後、縮小レンズ１１によって縮小される。そして、マスク２上における電子ビーム５４の照射位置は、主偏向器ドライバ２６によって制御された主偏向器１５と、副偏向器ドライバ２７によって制御された副偏向器１６とにより制御される。主偏向器１５は、マスク２上の副偏向領域５３に電子ビーム５４を位置決めする。また、副偏向器１６は、副偏向領域５３内で描画位置を位置決めする。
【００３６】
マスク２への電子ビーム５４による描画は、ステージ３を一方向に移動させながら、電子ビーム５４を走査することにより行われる。具体的には、ステージ３を一方向に移動させながら、各副偏向領域５３内におけるパターンの描画を行う。そして、１つのフレーム領域５２内にある全ての副偏向領域５３の描画を終えた後は、ステージ３を新たなフレーム領域５２に移動して同様に描画する。
【００３７】
上記のようにして、マスク２の全てのフレーム領域５２の描画を終えた後は、新たなマスクに交換し、上記と同様の方法による描画を繰り返す。
【００３８】
次に、制御計算機１９による描画制御について説明する。
【００３９】
制御計算機１９は、入力部２０で磁気ディスクに記録されたマスクの描画データを読み出す。読み出された描画データは、フレーム領域５２毎にパターンメモリ２１に一時的に格納される。
【００４０】
パターンメモリ２１に格納されたフレーム領域５２毎の描画データ、つまり、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、描画データ補正部３１で上記のようにして補正された後、データ解析部であるパターンデータデコーダ２２と描画データデコーダ２３を介して、副偏向領域偏向量算出部２８、ブランキング回路２４、ビーム成型器ドライバ２５、主偏向器ドライバ２６、副偏向器ドライバ２７に送られる。
【００４１】
パターンデータデコーダ２２では、描画データに基づいてブランキングデータが作成されてブランキング回路２４に送られる。また、描画データに基づいて所望とするビーム形状データが作成されて副偏向領域偏向量算出部２８とビーム成型器ドライバ２５に送られる。
【００４２】
副偏向領域偏向量算出部２８は、パターンデータデコーダ２２により作成したビーム形状データから、副偏向領域５３における、１ショットごとの電子ビームの偏向量（移動距離）を算出する。算出された情報は、セトリング時間決定部２９に送られ、副偏向による移動距離に対応したセトリング時間が決定される。
【００４３】
セトリング時間決定部２９で決定されたセトリング時間は、偏向制御部３０へ送られた後、パターンの描画のタイミングを計りながら、偏向制御部３０より、ブランキング回路２４、ビーム成型器ドライバ２５、主偏向器ドライバ２６、副偏向器ドライバ２７のいずれかに適宜送られる。
【００４４】
ビーム成型器ドライバ２５では、光学系１０の成形偏向器１４に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４の形状と寸法が制御される。
【００４５】
描画データデコーダ２３では、描画データに基づいて副偏向領域５３の位置決めデータが作成され、このデータは主偏向器ドライバ２６に送られる。次いで、主偏向器ドライバ２６から主偏向器１５へ所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４は、副偏向領域５３の所定位置に偏向走査される。
【００４６】
描画データデコーダ２３では、描画データに基づいて、副偏向器１６の走査のための制御信号が生成される。制御信号は、副偏向器ドライバ２７に送られた後、副偏向器ドライバ２７から副偏向器１６に所定の副偏向信号が印加される。副偏向領域５３内での描画は、設定されたセトリング時間が経過した後、電子ビーム５４を繰り返し照射することによって行われる。
【００４７】
次に、本実施の形態によるビームドリフト量の検出方法について、図３を用いて説明する。
【００４８】
図３において、１００は基準マークであり、１０１〜１０８は電子ビームの照射位置である。１０１〜１０６は基準マークにかかる位置にあり、１０７〜１０８は基準マークに接する位置にある。ここで、図３から分かるように、電子ビームは正方形の形状に成型されている。また、基準マーク１００は、シリコン基板２００の上に形成されたタングステン膜からなるとする。尚、本実施の形態において、基準マークとその下地との組み合わせはこれらに限られるものではないが、反射率の差が大きく、且つ、一方の反射率の値が小さいほど、ドリフトの変動を捉えやすい。
【００４９】
電子ビームを照射すると、基準マーク１００に照射されて発生した反射電子の量と、シリコン基板２００に照射されて発生した反射電子の量とは異なる。すなわち、前者の方が後者より多い。したがって、反射電子の量を電流値として測定することにより、電子ビームのドリフト量を把握することができる。この方法によれば、ドリフト量を１ＭＨｚの周期、すなわち、１マイクロ秒程度の時間で検出することが可能である。すなわち、従来法においては、電子ビームの偏向照射位置を１０００回程度ずらしながら照射してドリフト量を検出していた。これに対して、本実施の形態によれば、基準マークをずらさずに一度に多数のサンプリングを行うことができ、さらに１回のサンプリングタイムが１マイクロ秒程度であるので、従来法に比べてサンプリングタイムを１０００分の１程度まで短縮することができる。さらに、上述したように、図１のＡ／Ｄ変換部３４は、検出部３３からのデータを蓄積できるので、１回の測定毎に制御計算機１９にデータを転送する必要がない。したがって、通信時間によるサンプリングタイムの長期化も低減できる。
【００５０】
尚、検出器３２、検出部３３およびＡ／Ｄ変換部３４にノイズ成分があることを考慮して、制御計算機１９内の信号処理部でデータに対して平均化処理を行い、データからドリフト成分のみを取り出せるようにしてもよい。さらに、サンプリングデータの最大値と最小値を除いた値に対して平均化処理をしてもよい。例えば、２０点のデータを平均化して１つのデータとした場合、１ＭＨｚの２０分の１、すなわち、２０マイクロ秒程度の時間間隔でデータが取り出されることになる。しかし、この場合であっても、従来のミリ秒オーダーでの検出に比べて短時間であり、本実施の形態の優位性に変わりはない。尚、周期的なノイズについては、高速フーリエ変換（ＦＦＴ；Fast Fourier Transform）によって除去することも可能である。
【００５１】
本実施の形態では、電子ビームの照射位置が基準マーク１００に対してどれくらいドリフトしたかを示す値を「位置ドリフト量」と称する。また、図１のビーム成型用のアパーチャ１８によって、電子ビーム５４を成形する際に生じるドリフト量を「形状ドリフト量」とする。尚、成型しない電子ビームを照射した場合には、ドリフトは位置ドリフトのみとなる。
【００５２】
図４（ａ）〜（ｃ）を用いて、位置ドリフトと形状ドリフトについて説明する。これらの図において、３００は基準マークであり、３０１〜３０３は電子ビームの照射位置である。ここで、基準マーク３００は、シリコン基板４００の上に形成されたタングステン膜からなるとする。
【００５３】
図４（ａ）の電子ビームが、所定時間経過後にドリフトによって変動したとする。このとき、検出される反射電子の量に変動が生じる。図４（ｂ）はＹ方向の位置ドリフトが起きた場合であり、図４（ｃ）はＹ方向の形状ドリフトが起きた場合である。
【００５４】
表１は、照射位置１０１〜１０８におけるドリフト量の増減の一例である。説明を容易にするために、＋Ｘ方向と＋Ｙ方向にのみドリフトする場合を考え、それぞれ、位置ドリフト量（＋Ｘ）、形状ドリフト量（＋Ｘ）、位置ドリフト量（＋Ｙ）、形状ドリフト量（＋Ｙ）としている。
【００５５】
表１．
【００５６】
電子ビームのショットサイズをｂ（μｍ）、電子ビームが基準マーク１００にかかる領域のサイズをｋ（μｍ）、位置ドリフト量（＋Ｘ）をΔｐｘ（μｍ）、位置ドリフト量（＋Ｙ）をΔｐｙ（μｍ）、形状ドリフト量（＋Ｘ）をΔｓｘ（μｍ）、形状ドリフト量（＋Ｙ）をΔｓｙ（μｍ）とする。また、各照射位置１０１〜１０８における反射電子の信号変動量をＡ〜Ｈとすると、これらは下記式（１）〜（８）で表される。
【００５７】
【００５８】
式（１）を展開すると、式（１’）のようになる。
式（７）を展開すると、式（７’）のようになる。
したがって、式（１’）から式（７’）を引くと
【００５９】
式（９）を式（２）に代入すると
【００６０】
式（４）を展開すると、式（４’）のようになる。
式（８）を展開すると、式（８’）のようになる。
したがって、式（４’）から式（８’）を引くと
【００６１】
式（１１）を式（３）に代入すると
【００６２】
以上をまとめると、図３の例における位置ドリフト量（＋Ｘ）：Δｐｘ（μｍ）、位置ドリフト量（＋Ｙ）：Δｐｙ（μｍ）、形状ドリフト量（＋Ｘ）：Δｓｘ（μｍ）、形状ドリフト量（＋Ｙ）：Δｓｙ（μｍ）は、それぞれ、式（９）〜（１２）によって求められる。尚、この計算は、図１の描画データ補正部３１で行われる。
【００６３】
上述したドリフト測定方法によれば、電子ビームの照射時間に近い状態で、電子ビームの描画位置や形状の変動を捉えることができる。これにより、電子ビームの調整時と実際の描画時との間における描画位置や形状の差分が、電子ビームの変動によるものかどうかを把握可能である。したがって、上記方法は、電子ビームの描画位置や形状を変動させる要因の割り出しに大きく貢献できる。
【００６４】
尚、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。例えば、上記実施の形態では、電子ビームを正方形に成型する例を挙げたが、電子ビームの形状を変えて同様の測定を行い、各形状に依存した電子ビームの描画位置や形状の変動を測定することもできる。従来法においては、電子ビームの描画位置の変動と形状の変動とを区別することができないが、上記方法により、これらを定量的に分離することが可能である。
【００６５】
また、上記実施の形態では、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、イオンビームなど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。
【符号の説明】
【００６６】
１ 試料室
２ マスク
３ ステージ
４ ステージ駆動回路
５ 位置回路
６ 電子銃
７、８、９、１１、１２ 各種レンズ
１０ 光学系
１３ ブランキング用偏向器
１４ 成形偏向器
１５ 主偏向器
１６ 副偏向器
１７ 第１のアパーチャ
１８ 第２のアパーチャ
１９ 制御計算機
２０ 入力部
２１ パターンメモリ
２２ パターンデータデコーダ
２３ 描画データデコーダ
２４ ブランキング回路
２５ ビーム成形器ドライバ
２６ 主偏向器ドライバ
２７ 副偏向器ドライバ
２８ 副偏向領域偏向量算出部
２９ セトリング時間決定部
３０ 偏向制御部
３１ 描画データ補正部
３２ 検出器
３３ 検出部
３４ Ａ／Ｄ変換部
５１ 描画されるパターン
５２ フレーム領域
５３ 副偏向領域
５４ 電子ビーム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに対し、前記下地と前記基準マークの両方にかかる位置および前記下地の上であって前記基準マークに接する位置に荷電粒子ビームを照射して反射荷電粒子を電流値として検出し、前記電流値の変動量を基に前記荷電粒子ビームのドリフトを測定することを特徴とするドリフト測定方法。
【請求項２】
下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに対し、前記下地と前記基準マークの両方にかかる位置および前記下地の上であって前記基準マークに接する位置に荷電粒子ビームを照射して反射荷電粒子を電流値として検出し、前記電流値の変動量を基に前記荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量を求めて前記荷電粒子ビームの照射位置を補正することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項３】
前記荷電粒子ビームは所定形状に成型された後に前記位置に照射され、前記電流値の変動量を基に前記荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量と形状変動量とを求めて前記荷電粒子ビームの照射位置および形状を補正することを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項４】
試料が載置される描画室に設けられ、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークと、
前記基準マークに荷電粒子ビームが照射されて発生した反射荷電粒子を電流値として検出する検出器と、
前記検出器からの信号を増幅する検出部と、
前記検出部からの信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの信号に対して平均化処理を行う信号処理部と、
前記信号処理部で作成されたデータを基にドリフト補正を行う補正部とを有し、
前記補正部では、前記荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量が算出されて、前記荷電粒子ビームの照射位置の補正が行われることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記補正部では、さらに前記荷電粒子ビームのドリフトによる形状変動量が算出されて、前記荷電粒子ビームの形状の補正が行われることを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項１】
下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに対し、前記下地と前記基準マークの両方にかかる位置および前記下地の上であって前記基準マークに接する位置に荷電粒子ビームを照射して反射荷電粒子を電流値として検出し、前記電流値の変動量を基に前記荷電粒子ビームのドリフトを測定することを特徴とするドリフト測定方法。
【請求項２】
下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークに対し、前記下地と前記基準マークの両方にかかる位置および前記下地の上であって前記基準マークに接する位置に荷電粒子ビームを照射して反射荷電粒子を電流値として検出し、前記電流値の変動量を基に前記荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量を求めて前記荷電粒子ビームの照射位置を補正することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項３】
前記荷電粒子ビームは所定形状に成型された後に前記位置に照射され、前記電流値の変動量を基に前記荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量と形状変動量とを求めて前記荷電粒子ビームの照射位置および形状を補正することを特徴とする請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項４】
試料が載置される描画室に設けられ、下地とは反射率の異なる材質からなる基準マークと、
前記基準マークに荷電粒子ビームが照射されて発生した反射荷電粒子を電流値として検出する検出器と、
前記検出器からの信号を増幅する検出部と、
前記検出部からの信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記Ａ／Ｄ変換部からの信号に対して平均化処理を行う信号処理部と、
前記信号処理部で作成されたデータを基にドリフト補正を行う補正部とを有し、
前記補正部では、前記荷電粒子ビームのドリフトによる位置変動量が算出されて、前記荷電粒子ビームの照射位置の補正が行われることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
前記補正部では、さらに前記荷電粒子ビームのドリフトによる形状変動量が算出されて、前記荷電粒子ビームの形状の補正が行われることを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２５８３３９（Ｐ２０１０−２５８３３９Ａ）
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１０９０１３（Ｐ２００９−１０９０１３）
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月１１日（２０１０．１１．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月２８日（２００９．４．２８）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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