JP3623652B2 - Electron beam drawing method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する分野】
本発明は、マスク材料を高精度に描画することができる電子ビーム描画方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイス生産用のマスクを作成する工程で、電子ビーム描画装置が用いられている。すなわち、マスク乾板に電子ビームのレジストを塗布し、この材料に対して電子ビームで所望のマスクパターンの描画を行うようにしている。
【0003】
この電子ビーム描画装置を用いてマスク製作を行う場合、被描画材料となるマスクブランクは、あらかじめホルダにセットされている。この描画用ホルダは、描画前に予備排気室にセットされ、真空排気後描画室のステージ上にロードされる。
【0004】
ロードされたホルダの温度がステージの温度と異なる場合、ホルダの位置ドリフトが発生して、チップの描画位置精度が劣化する。通常、この問題を避けるために、予備排気室の温度は、ホルダをステージにセットしても温度変化が発生しないように合わせ込まれる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年、マスク描画精度がより高くなってきており、上記した温度の合わせ込みも限界になっている。そのため、描画ホルダをステージにロードした後、温度が安定するまで待って描画を開始している。
【0006】
しかしながら、この方法の問題点は、第1にホルダのドリフトが止まったかの確認ができないことにある。また、第2に、描画中はステージを移動させるために、ホルダの位置が安定点で止まっていないと、描画中ホルダがドリフトする可能性があることである。
【0007】
この対策として、温度安定化に要する時間を長くする、すなわち、ステージを移動させるごとに、ある時間描画の待ち時間を設ければよいが、そのようにすると、全体の描画のスループットが低下してしまう。
【0008】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、描画のスループットを低下させず、高い精度でマスクパターンの描画を行うことができる電子ビーム描画方法を実現するにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明に基づく電子ビーム描画方法は、被描画材料をホルダにセットして移動ステージ上に載置し、この被描画材料に電子ビームをパターンに応じて偏向して照射し、材料上に所望のパターンの描画を行うようにした電子ビーム描画方法において、ホルダあるいは材料に複数のマークを設け、マーク部分で電子ビームを走査して各マーク位置を求め、その後、所定の時間経過後に再びマーク位置を求め、両マーク位置よりホルダあるいは材料のドリフト量を求め、ドリフト量が許容値以内であれば材料上へのパターンの描画を実行するようにしたことを特徴としている。
【0010】
請求項1の発明では、ホルダあるいは材料に複数のマークを設け、マーク部分で電子ビームを走査して各マーク位置を求め、その後、所定の時間経過後に再びマーク位置を求め、両マーク位置よりホルダあるいは材料のドリフト量を求め、ドリフト量が許容値以内であれば材料上へのパターンの描画を実行する。
【0011】
請求項2の発明に基づく電子ビーム描画方法は、請求項1の発明において、最初のマーク位置を求めた後、次のマーク位置を求めるまでの間にステージを移動あるいは加振させるようにした。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図1は本発明を実施するための電子ビーム描画装置の一例を示しており、1は電子ビームEBを発生する電子銃である。電子銃1から発生した電子ビームEBは、コンデンサレンズ2,対物レンズ3により、被描画材料であるマスク乾板4上に集束される。電子ビームは更に偏向器5によって偏向されるが、偏向器5には偏向制御ユニット6から描画すべきパターンに応じた偏向信号が供給される。
【0013】
マスク乾板4は、ホルダ7にセットされており、ホルダ7はXY移動ステージ8上に載置されているが、ステージ8はステージ駆動ユニット9によって2次元的に移動させられる。ステージ8の移動量は、レーザ測長器10によって監視されている。レーザ測長器10の測長結果は、コンピュータ11に供給される。
【0014】
コンピュータ11にはパターンデータメモリー12が接続されており、コンピュータ11はメモリー12に記憶されたパターンデータを読みだし、このデータを偏向制御ユニット6に転送する。また、コンピュータ11はステージ駆動ユニット9を制御すると共に、後述する各種処理を行う。
【0015】
電子ビームEBをマスク乾板4あるいはホルダ7に照射した結果発生する2次電子あるいは反射電子は、検出器13によって検出される。検出信号は、増幅器14,AD変換器15を介してマーク位置検出ユニット16に供給される。マーク位置検出ユニット16によって求められたマーク位置は、コンピュータ11に供給される。
【0016】
図2はマスク乾板4,ホルダ7、ステージ8の平面図であり、ステージ8の上にマスク乾板4がセットされたホルダ7が載置されている。また、ステージ8には、レーザ測長器によるステージ8の移動量を測定するための、L字状のミラー17が設けられている。
【0017】
更に、ホルダ7には、4か所に十字状のマークM1 〜M4 が設けられている。このマークM1 〜M4 は、後述するホルダ7のドリフト量を正確に求めるため、相互に遠く離して設けることが必要である。このような構成の動作を次に説明する。
【0018】
通常のマスク乾板4への描画動作は、まず、ホルダ7にマスク乾板4をセットし、ホルダ7をステージ8上にロードする。次に、コンピュータ11がパターンデータメモリー12からパターンデータを読みだし、このデータに基づいてステージ駆動ユニット9を制御し、ステージ8を所定の位置に移動させる。
【0019】
その後、パターンデータを偏向制御ユニット6に転送し、パターンデータに基づく偏向信号を偏向器5に供給する。その結果、電子銃1から発生し、コンデンサレンズ2、対物レンズ3によって集束される電子ビームEBは偏向され、マスク乾板4上には、所望のパターンの描画行われる。
【0020】
次に前述した通常の描画動作の前段階としてのステージドリフト対応動作について説明する。最初に、ホルダ7にマスク乾板4をセットし、ホルダ7をステージ8にロードする。ステージ7にホルダ7がロードされた後、ステージ7を移動させ、ホルダ7に設けられたマークM1 上で電子ビームを走査し、マークM1 部分から発生した2次電子あるいは反射電子を検出器13によって検出する。
【0021】
検出信号は、増幅器14、AD変換器15を介してマーク位置検出ユニット16に供給され、マークM1の位置が検出される。同様にして、マークM2 〜M4 の位置が検出され、その検出信号はコンピュータ11に供給される。
【0022】
なお、このマーク位置を検出する際に、ステージ8を移動させ、各マークが電子ビームの光軸上に配置されるようにすることは望ましい。その場合、各マーク位置は、レーザ測長器10によって測定されたステージの座標位置と、マーク位置検出ユニット16によって検出されたマーク位置信号によって求めることができる。
【0023】
コンピュータ11は、各マークM1 〜M4 の位置信号から、ホルダ7の理想位置からのシフト量(Sx0,Sy0)と回転量(Rx0,Ry0)とを求め記憶する。その後、コンピュータ11よりステージ駆動ユニット9を制御し、ステージ8を指定されたピッチと移動領域で移動させる。この移動は、ステージ8とホルダ7とを温度的になじませるためのものであり、指定されたピッチと領域の移動に代え、ステージ8を加振させるようにしても良い。
【0024】
ステージ8の移動後、再び各マークM1 〜M4 の位置検出を行い、ホルダ7のシフト量(Sx1,Sy1)と回転量(Rx1,Ry1)を求める。そして、ホルダのシフト、回転の両ドリフト量(ΔSx1,ΔSy1)、(ΔRx1,ΔRy1)を求める。このドリフト量があらかじめ設定した許容値以内に入っていれば、マスク乾板4に対するパターンの描画を開始する。
【0025】
一方、この両ドリフト量が許容値以上であった場合、再びステージ8を指定されたピッチと移動領域で移動させるか、ステージ8を加振し、ステージ8とホルダ7とを熱的になじませる動作を行う。そして、各マークの位置検出を行い、ホルダ7のシフト量(Sx2,Sy2)と回転量(Rx2,Ry2)を求める。
【0026】
そして、前回検出したホルダ7のシフト量(Sx1,Sy1)と回転量(Rx1,Ry1)との差により、ホルダ7のシフト、回転の両ドリフト量(ΔSx2,ΔSy2)、(ΔRx2,ΔRy2)を求める。このドリフト量があらかじめ設定した許容値以内に入っていれば、マスク乾板4に対するパターンの描画を開始する。なお、この許容値は、高い描画精度のために、位置測定精度の限界ないでゼロとすることが望ましい。
【0027】
上記した各マーク位置の検出とドリフト量の検出は、ドリフト量が許容値以内となるまで行うことになるが、その回数に制限を設けておき、所定の回数のドリフト量の測定によってもそのドリフト量が許容値に入らない場合は、エラーとして警報し、その後のパターン描画を行わない。
【0028】
このようなパターン描画前のドリフト量のチェックを自動的に行うことにより、実際のパターンの描画は、ドリフト量が無視できる状態で行うことができるようになり、高い精度の描画が実現できる。
【0029】
以上本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこの形態に限定されず、幾多の変形が可能である。例えば、マークを4か所に設けたが、複数個であればホルダ7のドリフト量を求めることができる。また、ホルダにマークを設けたが、位相シフトマスクのように、マスクブランク上の1層目にマークが設けられている場合には、ホルダのマークではなく、このマスクブランク上のマークを用いてドリフト量の測定を行っても良い。
【0030】
更に、ホルダとステージをなじませるためのステージの移動あるいは加振後に、被描画材料以外のホルダやステージ上の所定領域で、電子ビームのダミー描画等を行って、ビーム安定化を実行しても良い。その場合、ビーム位置のドリフトチェックや、電流測定によるビーム電流ドリフトチェックを行い、このチェックに基づいたドリフト量をホルダ等のドリフト量算出の際の補正要素とすることは望ましい。更にまた、材料に照射される電子ビームの面積を可変する方式の電子ビーム描画装置にも本発明を適用することができる。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1の発明では、ホルダあるいは材料に複数のマークを設け、マーク部分で電子ビームを走査して各マーク位置を求め、その後、所定の時間経過後に再びマーク位置を求め、両マーク位置よりホルダあるいは材料のドリフト量を求め、ドリフト量が許容値以内であれば材料上へのパターンの描画を実行するようにした。
【0032】
その結果、実際のパターン描画はドリフト量が無視できる状態で実行できることになり、高い精度のマスク描画が実現できる。また、ドリフトが安定するまで、設定した長い時間描画を待つようにした従来方式に比べ、本発明では、ドリフト量を監視し、ドリフト量が許容値以内となった段階で直ちに被描画材料への描画を行うことができるので、描画のスループットを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施するための電子ビーム描画装置の一例を示す図である。
【図2】ステージ、ホルダ、マスク乾板の平面図である。
【符号の説明】
1 電子銃
2 コンデンサレンズ
3 対物レンズ
4 マスク乾板
5 偏向器
6 偏向制御ユニット
7 ホルダ
8 移動ステージ
9 ステージ駆動ユニット
10 レーザ測長器
11 コンピュータ
12 パンデータメモリー
13 検出器
14 増幅器
15 AD変換器
16 マーク位置検出ユニット[0001]
[Field of the Invention]
The present invention relates to an electron beam drawing method capable of drawing a mask material with high accuracy.
[0002]
[Prior art]
An electron beam lithography apparatus is used in the process of creating a mask for producing semiconductor devices. That is, an electron beam resist is applied to a mask dry plate, and a desired mask pattern is drawn on the material with an electron beam.
[0003]
When a mask is manufactured using this electron beam drawing apparatus, a mask blank as a drawing material is set in a holder in advance. This drawing holder is set in the preliminary exhaust chamber before drawing, and is loaded on the stage of the drawing chamber after evacuation.
[0004]
When the temperature of the loaded holder is different from the temperature of the stage, the position drift of the holder occurs, and the accuracy of the drawing position of the chip deteriorates. Usually, in order to avoid this problem, the temperature of the preliminary exhaust chamber is adjusted so that no temperature change occurs even if the holder is set on the stage.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, mask drawing accuracy has become higher, and the adjustment of the above-mentioned temperature has also become a limit. For this reason, after loading the drawing holder on the stage, drawing is started after the temperature is stabilized.
[0006]
However, the problem with this method is that it is not possible to confirm whether the holder has stopped drifting. Secondly, in order to move the stage during drawing, if the position of the holder does not stop at a stable point, the holder may drift during drawing.
[0007]
As a countermeasure, it is necessary to increase the time required for temperature stabilization, that is, to set a waiting time for drawing for a certain time each time the stage is moved. End up.
[0008]
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to realize an electron beam writing method capable of drawing a mask pattern with high accuracy without reducing drawing throughput.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
An electron beam drawing method according to the invention of claim 1 is a method of setting a drawing material on a holder and placing it on a moving stage, irradiating the drawing material with an electron beam deflected according to a pattern, In the electron beam writing method in which a desired pattern is drawn, a plurality of marks are provided on a holder or material, and each mark position is obtained by scanning the electron beam at the mark portion, and then again after a predetermined time has elapsed. The mark position is obtained, the drift amount of the holder or the material is obtained from both mark positions, and the pattern is drawn on the material if the drift amount is within an allowable value.
[0010]
According to the first aspect of the present invention, a plurality of marks are provided on the holder or the material, and each mark position is obtained by scanning the electron beam at the mark portion, and then the mark position is obtained again after a predetermined time has passed. Alternatively, a drift amount of the material is obtained, and if the drift amount is within an allowable value, a pattern is drawn on the material.
[0011]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the electron beam writing method according to the first aspect of the invention, wherein the stage is moved or vibrated after the first mark position is obtained and before the next mark position is obtained.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of an electron beam drawing apparatus for carrying out the present invention. Reference numeral 1 denotes an electron gun for generating an electron beam EB. The electron beam EB generated from the electron gun 1 is focused on the mask
[0013]
The mask
[0014]
A
[0015]
Secondary or reflected electrons generated as a result of irradiating the mask
[0016]
FIG. 2 is a plan view of the mask
[0017]
Furthermore, the
[0018]
In a normal drawing operation on the mask
[0019]
Thereafter, the pattern data is transferred to the deflection control unit 6, and a deflection signal based on the pattern data is supplied to the deflector 5. As a result, the electron beam EB generated from the electron gun 1 and focused by the condenser lens 2 and the objective lens 3 is deflected, and a desired pattern is drawn on the mask
[0020]
Next, the stage drift handling operation as a previous stage of the above-described normal drawing operation will be described. First, the mask
[0021]
The detection signal is supplied to the mark
[0022]
In detecting the mark position, it is desirable to move the
[0023]
[0024]
After the
[0025]
On the other hand, when both the drift amounts are equal to or larger than the allowable value, the
[0026]
Based on the difference between the shift amount (Sx1, Sy1) of the
[0027]
The detection of each mark position and the drift amount described above is performed until the drift amount falls within the allowable value, but there is a limit on the number of drifts, and the drift is also measured by measuring the drift amount a predetermined number of times. If the amount does not fall within the allowable value, an alarm is given as an error, and subsequent pattern drawing is not performed.
[0028]
By automatically checking the drift amount before pattern drawing, the actual pattern drawing can be performed in a state where the drift amount can be ignored, and high-precision drawing can be realized.
[0029]
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications are possible. For example, although four marks are provided, if there are a plurality of marks, the drift amount of the
[0030]
Furthermore, after moving or oscillating the stage to make the holder and the stage conform, beam stabilization may be performed by performing electron beam dummy drawing or the like in a predetermined region on the holder or stage other than the material to be drawn. good. In that case, it is desirable to perform a drift check of the beam position or a beam current drift check by current measurement, and to use the drift amount based on this check as a correction factor when calculating the drift amount of the holder or the like. Furthermore, the present invention can also be applied to an electron beam lithography apparatus that changes the area of the electron beam irradiated onto the material.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, in the first aspect of the present invention, a plurality of marks are provided on the holder or the material, each mark position is obtained by scanning the electron beam at the mark portion, and then the mark position is obtained again after a predetermined time has elapsed. The drift amount of the holder or material is obtained from both mark positions, and if the drift amount is within an allowable value, the pattern is drawn on the material.
[0032]
As a result, actual pattern writing can be executed in a state where the drift amount can be ignored, and high-precision mask writing can be realized. Also, compared to the conventional method in which drawing is waited for a set long time until the drift is stabilized, the present invention monitors the drift amount and immediately applies the drawing material to the drawing material when the drift amount falls within the allowable value. Since drawing can be performed, the drawing throughput can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an example of an electron beam drawing apparatus for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a plan view of a stage, a holder, and a mask dry plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron gun 2 Condenser lens 3
Claims (2)
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