JP2988884B2 - Beam adjustment method in charged beam writing apparatus - Google Patents

Beam adjustment method in charged beam writing apparatus

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JP2988884B2
JP2988884B2 JP9075826A JP7582697A JP2988884B2 JP 2988884 B2 JP2988884 B2 JP 2988884B2 JP 9075826 A JP9075826 A JP 9075826A JP 7582697 A JP7582697 A JP 7582697A JP 2988884 B2 JP2988884 B2 JP 2988884B2
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charged beam
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慎祐 西村
聡 山崎
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電ビームによる
パターン描画技術に係わり、特に可変成形ビーム方式の
荷電ビーム描画装置において成形ビームを高精度に調整
するためのビーム調整方法に関する。
The present invention relates to a pattern writing technique using a charged beam, and more particularly to a beam adjusting method for adjusting a shaped beam with high precision in a variable shaped beam type charged beam writing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】可変成形ビーム方式の電子ビーム描画装
置では、試料面上で矩形などの基本単位図形を繋いでパ
ターンを描画していく。このとき、高精度なパターンを
描画するためには、成形ビームの寸法を高精度に定め、
成形された電子ビームのショット(基本図形)を高精度
に繋ぐ必要がある。
2. Description of the Related Art In a variable shaped beam type electron beam drawing apparatus, a pattern is drawn by connecting basic unit figures such as rectangles on a sample surface. At this time, in order to draw a high-precision pattern, the dimensions of the forming beam are determined with high accuracy,
It is necessary to connect shots (basic figures) of the formed electron beam with high precision.

【0003】可変成形ビーム方式の電子ビーム描画装置
では、所望のビーム寸法を得るために、電子ビーム寸法
を決定する成形感度調整や成形オフセット調整等を行っ
ている。しかし、電子ビームの位置や電流が時間と共に
変化するビームドリフトや、ステージ位置の測定誤差,
外乱ノイズ,ビームを成形するアパーチャの加工精度等
の様々な誤差要因のため、成形感度調整や成形オフセッ
ト調整を行っても高い調整精度が得られず、必ずビーム
寸法誤差が発生してしまう。そして、このビーム寸法誤
差は、電子ビームのショット繋ぎ精度を低下させ、描画
精度を低下させる大きな要因となる。
In a variable shaped beam type electron beam writing apparatus, in order to obtain a desired beam size, adjustment of a forming sensitivity and a forming offset for determining an electron beam size are performed. However, beam drift where the position and current of the electron beam change with time, measurement errors of the stage position,
Due to various error factors such as disturbance noise and processing accuracy of an aperture for forming a beam, even if a forming sensitivity adjustment or a forming offset adjustment is performed, a high adjustment accuracy cannot be obtained, and a beam dimensional error always occurs. This beam dimensional error is a major factor that lowers the accuracy of electron beam shot connection and lowers writing accuracy.

【0004】ここで、ビームの寸法誤差を高精度に求め
ることが可能であれば、その誤差を描画装置にフィード
バックすることにより寸法誤差を大幅に低減することが
可能である。しかし、従来から成形ビームの評価手段と
して用いられている光学顕微鏡や走査型電子顕微鏡で
は、ショット繋ぎに要求されるナノメータレベルでビー
ム評価することは困難であった。
Here, if the dimensional error of the beam can be obtained with high accuracy, the dimensional error can be greatly reduced by feeding back the error to the drawing apparatus. However, with an optical microscope or a scanning electron microscope conventionally used as a means for evaluating a shaped beam, it has been difficult to perform beam evaluation at the nanometer level required for shot connection.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、可変
成形ビーム方式の電子ビーム描画装置においては、成形
ビームの寸法をナノメータレベルで高精度に測定するこ
とはできず、このためナノメータレベルで高精度な描画
を行うのは困難であった。また、上記の問題は電子ビー
ム描画装置に限らず、イオンビーム描画装置についても
同様に言えることである。
As described above, in the conventional electron beam writing apparatus of the variable shaped beam type, the dimension of the shaped beam cannot be measured with high accuracy at the nanometer level. It has been difficult to perform accurate drawing. Further, the above problem is not limited to the electron beam writing apparatus, but can be similarly applied to the ion beam writing apparatus.

【0006】本発明は、上記の事情を考慮して成された
もので、その目的とするところは、ナノメータレベルで
ビーム寸法を評価することができ、その結果をフィード
バックすることにより、ナノメータレベルで描画精度を
向上させることのできる荷電ビーム描画装置におけるビ
ーム調整方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to evaluate a beam size at a nanometer level, and to feed back the result to obtain a beam size at a nanometer level. An object of the present invention is to provide a beam adjusting method in a charged beam writing apparatus capable of improving writing accuracy.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(構成)上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。即ち本発明は、試料面上で所望
の荷電ビームショット形状・寸法を得るための少なくと
も成形オフセット調整機能及び成形感度調整機能を備え
た荷電ビーム成形手段と、この手段により成形された荷
電ビームを試料面上の所望の位置に偏向する偏向手段と
を具備し、荷電ビームのショットを繋いで試料面上に所
望のパターンを描画する荷電ビーム描画装置において、
成形ビームの寸法及びショット形状を調整するに際し、
予め成形オフセット調整と成形感度調整を行った後に、
基板上に塗布されたレジスト上に複数のビーム寸法設定
値及び複数の成形感度設定値でそれぞれ描画を行い、描
画したレジストを最適な現像時間より短い時間で現像
し、ショットとショットの繋ぎ部のレジスト上を走査型
プローブ顕微鏡により走査してレジストの高さを測定
し、測定したレジスト高さと前記ビーム寸法設定値及び
成形感度設定値に基づいて、成形感度誤差及び成形オフ
セット誤差を求め、これらを荷電ビーム調整手段及び偏
向手段にフィードバックすることを特徴とする。
(Structure) In order to solve the above problem, the present invention employs the following structure. That is, the present invention provides a charged beam forming means having at least a forming offset adjusting function and a forming sensitivity adjusting function for obtaining a desired charged beam shot shape and size on a sample surface, and a charged beam formed by this means is used as a sample. A deflecting means for deflecting to a desired position on the surface, a charged beam drawing apparatus for drawing a desired pattern on the sample surface by connecting shots of the charged beam,
When adjusting the size and shot shape of the forming beam,
After performing molding offset adjustment and molding sensitivity adjustment in advance,
Perform drawing on the resist applied on the substrate with a plurality of beam size setting values and a plurality of molding sensitivity setting values, respectively, and develop the drawn resist in a time shorter than the optimal developing time, thereby forming a joint between shots. The resist is scanned by a scanning probe microscope to measure the height of the resist, and a molding sensitivity error and a molding offset error are obtained based on the measured resist height and the beam dimension setting value and the molding sensitivity setting value. The feedback is provided to the charged beam adjusting means and the deflecting means.

【0008】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) レジストは、ポジ型レジストであること。 (2) 荷電ビームは、電子ビームであること。 (3) 走査型プローブ顕微鏡は、探針をレジスト表面と一
定の距離を保ってレジスト上を走査する原子間力顕微鏡
(AFM)又は走査型トンネル顕微鏡(STM)である
こと。
Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (1) The resist must be a positive resist. (2) The charged beam must be an electron beam. (3) The scanning probe microscope is an atomic force microscope (AFM) or a scanning tunneling microscope (STM) that scans the resist with the probe kept at a fixed distance from the resist surface.

【0009】(作用)荷電ビームのショットを繋いでパ
ターンを描画したレジストを適性現像時間より短い時間
で現像すると、パターン部分にも現像時間に応じたレジ
スト残りが生じる。このレジスト残り(レジスト高さ)
は、ビーム寸法誤差がない場合にはショットの繋ぎ部分
及びそれ以外でも同じとなる。しかし、ビーム寸法誤差
があると、ショットの繋ぎ部分のレジスト高さは他の部
分と異なってくる。そして、ナノメータレベルの僅かな
ビーム寸法誤差であっても、上記高さの違いは走査型プ
ローブ顕微鏡で十分検出できる範囲となる。
(Operation) If a resist on which a pattern is drawn by connecting shots of a charged beam is developed in a time shorter than an appropriate developing time, a resist residue corresponding to the developing time is generated in a pattern portion. This resist residue (resist height)
When there is no beam dimensional error, the same applies to the joints of shots and other portions. However, if there is a beam dimensional error, the resist height at the joint of shots differs from that at the other portions. And even if there is a slight beam size error at the nanometer level, the above difference in height is in a range that can be sufficiently detected by the scanning probe microscope.

【0010】従って本発明によれば、荷電ビームのショ
ットを繋いでパターンを描画したレジストを適性現像時
間より短い時間で現像した後、ショットの繋ぎ部分のレ
ジスト高さを走査型プローブ顕微鏡により測定すること
により、ビーム寸法誤差をナノメータレベルで測定する
ことができる。さらに、複数のビームサイズ設定値及び
成形感度設定値でそれぞれ描画を行い、同様にレジスト
高さを測定することにより、成形感度誤差及び成形オフ
セット誤差を高精度に求めることができる。そして、こ
れらを荷電ビーム成形手段及び偏向手段にフィードバッ
クすることにより、ナノメータレベルで高精度の描画を
行うことが可能となる。
Therefore, according to the present invention, a resist in which a pattern is drawn by connecting shots of a charged beam is developed in a time shorter than an appropriate developing time, and then the resist height at a connecting portion of the shots is measured by a scanning probe microscope. Thereby, the beam size error can be measured at the nanometer level. Furthermore, by performing writing with a plurality of beam size setting values and molding sensitivity setting values, and measuring the resist height in the same manner, it is possible to obtain a molding sensitivity error and a molding offset error with high accuracy. Then, by feeding them back to the charged beam shaping means and the deflecting means, it becomes possible to perform high-precision drawing at the nanometer level.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。図1は、同実施形態に使用した
電子ビーム描画装置を示す概略構成図である。電子銃1
から出射された電子ビームのクロスオーバ像は、第1照
明レンズ2,第2照明レンズ3,第1投影レンズ4,第
2投影レンズ5,縮小レンズ6により5回結像されて、
最後は対物レンズ7の主面に結像される。また、第1成
形アパーチャ12の像は第2成形アパーチャ13上に結
像され、縮小レンズ6と対物レンズ7で試料面15に成
形像が結像される。また、第1成形アパーチャ12と第
2成形アパーチャ13の間には成形偏向器9を設けてあ
り、予め行われた計算値に基づいた回転調整が成されて
電子光学鏡筒へ組み込まれている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam writing apparatus used in the embodiment. Electron gun 1
The cross-over image of the electron beam emitted from is formed five times by the first illumination lens 2, the second illumination lens 3, the first projection lens 4, the second projection lens 5, and the reduction lens 6, and
Finally, an image is formed on the main surface of the objective lens 7. The image of the first shaping aperture 12 is formed on the second shaping aperture 13, and a shaping image is formed on the sample surface 15 by the reduction lens 6 and the objective lens 7. Further, a shaping deflector 9 is provided between the first shaping aperture 12 and the second shaping aperture 13, and the rotation is adjusted based on a previously calculated value and incorporated into the electron optical column. .

【0012】なお、図中の8はブランキング偏向器、1
0は対物偏向器、11はブランキングアパーチャを示し
ている。上記の電子ビーム描画装置を用いた可変成形ビ
ームの発生方法について、図2を基に説明する。図1の
照明系1,2,3によって図2(a)の矩形形状の開口
部を有する第1成形アパーチャ12を照明し、第1成形
アパーチャ12の像は投影レンズ4,5によって図2
(b)に示す矢印形状の開口部を有する第2成形アパー
チャ13上に投影される。この際、成形偏向器9により
第1成形アパーチャ像の第2成形アパーチャ上での位置
を変えることによって、図2(c)に示すように、矩形
や直角2等辺三角形のビームを発生することができる。
成形偏向器9に印加する電圧を変えることにより、図2
(d)に示すように、各形状のビームの寸法も変化させ
ることができる。
In the figure, reference numeral 8 denotes a blanking deflector, 1
0 indicates an objective deflector, and 11 indicates a blanking aperture. A method of generating a variable shaped beam using the above-described electron beam drawing apparatus will be described with reference to FIG. The first shaping aperture 12 having the rectangular opening shown in FIG. 2A is illuminated by the illumination systems 1, 2 and 3 of FIG. 1, and the image of the first shaping aperture 12 is projected by the projection lenses 4 and 5 in FIG.
It is projected on the second shaping aperture 13 having an arrow-shaped opening shown in FIG. At this time, by changing the position of the first shaping aperture image on the second shaping aperture by the shaping deflector 9, it is possible to generate a rectangular or right isosceles triangular beam as shown in FIG. it can.
By changing the voltage applied to the shaping deflector 9, FIG.
As shown in (d), the size of the beam of each shape can also be changed.

【0013】第1及び第2の成形アパーチャにより成形
された電子ビームは縮小レンズ6及び対物レンズ7によ
り所定の縮小率で縮小され試料面15上に結像される。
この際の結像位置は対物偏向器10により所望の位置が
選択され、試料面15上の所望位置に電子ビームを照射
する。成形偏向器9に印加する電圧はビーム寸法設定
値,成形感度設定値,及び成形オフセット設定値などに
より決定する。
The electron beam formed by the first and second shaping apertures is reduced at a predetermined reduction ratio by the reduction lens 6 and the objective lens 7 and is imaged on the sample surface 15.
At this time, a desired position is selected as an image forming position by the objective deflector 10, and a desired position on the sample surface 15 is irradiated with an electron beam. The voltage applied to the shaping deflector 9 is determined by the beam size setting value, the shaping sensitivity setting value, the shaping offset setting value, and the like.

【0014】上記の方法で発生する電子ビームの試料面
上での寸法には上限があり、集積回路の回路パターン等
の大規模なパターンを描画するには、発生させた電子ビ
ームの基本単位図形(以下ショットと呼ぶ)を試料面上
で接続して描画していかなくてはならない。この際に生
じる誤差が電子ビームの接続誤差である。
There is an upper limit to the size of the electron beam generated by the above method on the sample surface. To draw a large-scale pattern such as a circuit pattern of an integrated circuit, a basic unit pattern of the generated electron beam is required. (Hereinafter called a shot) must be connected and drawn on the sample surface. An error generated at this time is an electron beam connection error.

【0015】図3に、接続誤差の生じる原因を示す。図
3(a)(b)は、矩形形状の基本単位図形を接続して
描画する場合の模式図である。図3(a)は接続誤差の
無い場合、図3(b)は接続誤差のある場合を示してい
る。図3(b)の接続誤差はショットの寸法誤差が起因
するものである。ショットが重なり合っていることによ
り、この部分の照射量が多くなり、パターンの形状劣化
やパターン寸法誤差を発生させる。ショットの寸法が小
さく離れが生じている場合も同様である。
FIG. 3 shows the cause of the connection error. FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams in the case of drawing by connecting rectangular basic unit figures. FIG. 3A shows a case where there is no connection error, and FIG. 3B shows a case where there is a connection error. The connection error in FIG. 3B is due to a dimensional error of the shot. Since the shots overlap each other, the irradiation amount in this portion increases, which causes pattern shape deterioration and pattern dimensional errors. The same applies to the case where the shot size is small and separation occurs.

【0016】図3(c)(d)は、三角形のショットを
接続した斜線パターンの模式図を示す。図3(c)
(d)は、図2のTYPE2とTYPE4の三角形ショ
ットを使用して描画した場合と、TYPE3とTYPE
5の三角形ショットを使用して描画した場合である。図
3(c)は接続誤差の無い場合、図3(d)は接続誤差
のある場合である。図3(d)は、それぞれビーム寸法
に誤差があるために接続誤差が発生しており、ショット
繋ぎ部で重なりが発生している。このような接続誤差の
ために、矩形の場合と同様にパターン形状の劣化やパタ
ーン寸法精度の劣化が生じる。
FIGS. 3 (c) and 3 (d) show schematic diagrams of oblique lines connecting triangular shots. FIG. 3 (c)
(D) shows a case where drawing is performed using the triangle shots of TYPE2 and TYPE4 in FIG. 2 and TYPE3 and TYPE.
This is a case where drawing is performed using the triangle shot No. 5. FIG. 3C shows a case where there is no connection error, and FIG. 3D shows a case where there is a connection error. In FIG. 3D, a connection error occurs due to an error in the beam size, and an overlap occurs at the shot joint. Due to such connection errors, the pattern shape and the pattern dimensional accuracy deteriorate as in the case of the rectangular shape.

【0017】従来は、接続精度の評価には光学顕微鏡や
走査型電子顕微鏡を用いていた。この際、ショットの離
れや重なりによるレジストの露光量の違いで現像した際
のレジストの膜減り量が異なることによって生じる干渉
の違いから接続誤差の存在を色ムラとして観測してい
た。しかしこの方法では、数十ナノメータ以上のレベル
の評価精度に止まっており、描画装置へのフィードバッ
ク誤差が大きく、高精度描画のための調整にかなりの時
間を費やしていた。
Conventionally, an optical microscope or a scanning electron microscope has been used to evaluate the connection accuracy. At this time, the existence of a connection error was observed as color unevenness due to a difference in interference caused by a difference in the amount of resist film reduction when developed due to a difference in resist exposure amount due to shot separation or overlap. However, in this method, the evaluation accuracy is limited to a level of several tens of nanometers or more, a feedback error to a writing apparatus is large, and a considerable amount of time is spent for adjustment for high-accuracy writing.

【0018】本実施形態ではこのような問題を解決する
ため、電子ビーム描画、現像後のレジスト上を走査型プ
ローブ顕微鏡で測定してショットの接続誤差に起因する
高さ分布を得ることにより、高精度な評価・調整を可能
とする。以下でこれを説明する。
In the present embodiment, in order to solve such a problem, the height of the resist after electron beam writing and development is measured by a scanning probe microscope to obtain a height distribution caused by a shot connection error. Enables accurate evaluation and adjustment. This will be described below.

【0019】最初に本実施形態で使用する走査型プロー
ブ顕微鏡の概念図を図11に示す。本実施形態で使用し
た走査型プローブ顕微鏡は原子間力顕微鏡(AFM)
で、試料と探針(プローブ)の間に働く原子間力を検出
し、これが一定になるように試料面上を走査するもので
ある。
First, a conceptual diagram of a scanning probe microscope used in the present embodiment is shown in FIG. The scanning probe microscope used in this embodiment is an atomic force microscope (AFM)
Then, the interatomic force acting between the sample and the probe is detected, and the surface of the sample is scanned so that the force becomes constant.

【0020】この方法は大きく分類すると3つあり、プ
ローブを試料に押しつけてプローブと試料間の斥力を検
出するもの、プローブを試料から50nm程度離して引
力を検出するもの、試料とプローブを離しプローブが試
料に当たる程度までプローブを振動させてその際の振幅
の変化量を検出するものがある。いずれの方式でも測定
可能であるが、試料の表面状態に応じて最も適したもの
を選択すればよい。また、適宜、他の走査型トンネル顕
微鏡(試料が伝導性の場合)など、試料の特性に応じて
最も測定し易い方式の走査型顕微鏡を使用しても良い。
This method can be roughly classified into three methods: a method in which a probe is pressed against a sample to detect a repulsive force between the probe and the sample, a method in which the probe is separated by about 50 nm from the sample to detect an attractive force, a method in which the sample is separated from the probe and the probe In some cases, the probe is vibrated to such an extent that the probe hits the sample, and the change in amplitude at that time is detected. Although the measurement can be performed by either method, the most suitable one may be selected according to the surface condition of the sample. Further, a scanning microscope of a type that is most easily measured according to the characteristics of the sample, such as another scanning tunnel microscope (when the sample is conductive), may be used as appropriate.

【0021】まず、図4にビーム寸法設定値sとビーム
実寸法Sの関係とを示す。図4中の(a)が理想的な場
合で、実ビーム寸法Sは理想的な成形感度AJ を用い
て、 S=AJ ×s で表せる。本来は、ビーム寸法設定値sに対してビーム
実寸法Sが一致するのでAJ =1である。ところが、実
際の場合、 S=A×s+β ここでA=AJ +α で表され、成形感度誤差α(成形感度調整値と理想的な
成形感度AJ との差)と成形オフセット誤差βを含む。
このため、ビーム寸法設定値とビーム実寸法は図4
(b)の関係となる。
First, FIG. 4 shows the relationship between the beam size setting value s and the actual beam size S. 4A is an ideal case, and the actual beam size S can be expressed as S = A J × s using the ideal forming sensitivity A J. Originally, A J = 1 because the actual beam size S matches the beam size setting value s. However, in the actual case, S = A × s + β where A = A J + α, and includes the molding sensitivity error α (the difference between the molding sensitivity adjustment value and the ideal molding sensitivity A J ) and the molding offset error β. .
For this reason, the beam size setting value and the actual beam size are shown in FIG.
(B).

【0022】次に、ビーム寸法設定値と成形感度設定値
を変えた描画と走査型プローブ顕微鏡測定について説明
する。図5に成形感度がAJ で、成形オフセット誤差が
ゼロの場合のショット繋ぎを示す。aは単位ビーム寸法
設定値を表し、例としてビーム寸法設定値a,1.5
a,2aの場合について、図5(a)(b)(c) にそれぞれ示
した。ビーム強度分布は簡単のため台形分布としてい
る。また、図5の(a)'(b)'(c)'は、それぞれ(a)(b)(c)
のビーム強度分布を合成したものであり、レジスト高さ
に相当する。
Next, a description will be given of the drawing and the scanning probe microscope measurement in which the beam size setting value and the molding sensitivity setting value are changed. FIG. 5 shows shot connection when the molding sensitivity is A J and the molding offset error is zero. a represents a unit beam size setting value, and as an example, a beam size setting value a, 1.5
FIGS. 5 (a), 5 (b) and 5 (c) show the cases a and 2a, respectively. The beam intensity distribution is a trapezoidal distribution for simplicity. Further, (a), (b), (c) 'in FIG. 5 are (a), (b), (c), respectively.
Of the beam intensity distributions, and corresponds to the resist height.

【0023】成形感度AJ で、成形オフセット誤差がゼ
ロの場合、ショット繋ぎ部の照射量は周辺の照射量と一
致するのでレジストの膜減り量も一定となるため、走査
型プローブ顕微鏡で測定するレジスト高さhも一定とな
る。成形感度誤差と成形オフセット誤差がゼロのため、
図6に示すように、ビーム寸法設定値を変えてもビーム
寸法誤差ΔSはゼロとなる。
When the molding offset error is zero at the molding sensitivity A J , the irradiation amount at the shot joint portion coincides with the peripheral irradiation amount, so that the resist film reduction amount is also constant. The resist height h is also constant. Since the molding sensitivity error and molding offset error are zero,
As shown in FIG. 6, even if the beam size setting value is changed, the beam size error ΔS becomes zero.

【0024】ところが、実際の場合は成形感度誤差αと
成形オフセット誤差βが存在するので、図7(1)に示
すように、ショット繋ぎ部でレジスト高さhは一定にな
らない。また、成形感度誤差のためビーム寸法設定値を
変えるとショット繋ぎ部のレジスト高さhが変化する。
図7(2)(3)及び図8(4)(5)に、故意に成形
感度をそれぞれ−ΔA,ΔA,2ΔA,3ΔAずらして
描画し、半現像したレジストを走査型プローブ顕微鏡で
測定したショット繋ぎ部のレジスト高さhを示す。
However, in the actual case, since the molding sensitivity error α and the molding offset error β exist, as shown in FIG. 7A, the resist height h is not constant at the shot joint. Also, when the beam size setting value is changed due to molding sensitivity error, the resist height h at the shot joint changes.
In FIGS. 7 (2) (3) and 8 (4) (5), the molding sensitivity was deliberately shifted by -ΔA, ΔA, 2ΔA, 3ΔA, respectively, and the semi-developed resist was measured with a scanning probe microscope. The resist height h at the shot joint is shown.

【0025】成形感度ずらし量が大きくなるほど、ショ
ットとショットの重なりが大きくなるためにショット繋
ぎ部のレジストの高さhは小さくなる。これらのhをプ
ロットしたグラフを図9に示す。各ビームサイズ設定値
に対してレジスト高さがゼロになる成形感度ずらし量を
ΔA0 とした。これは、成形感度の調整値A(=AJ
α)に対してΔA0 ずらした場合にビーム寸法が理想値
になったことを意味する。ビーム寸法理想値との差をビ
ーム寸法誤差ΔSとすると、 ΔS=ΔA0 ×s で表される。ΔSを各ビームサイズ設定値に対して求め
てプロットしたものが図10である。また、ビーム寸法
誤差ΔSは、成形感度誤差αと成形オフセット誤差βで
発生するため、 ΔS=α×s+β で表現される。図10をこの式で近似することにより、
傾きを成形偏向感度誤差α、切片を成形偏向オフセット
誤差βとして求めることができる。走査型プローブ顕微
鏡のレジスト高さhの測定再現性はnm以下であるた
め、α,βもnmレベルの誤差で求めることが可能であ
る。従って、αが求まれば、これを成形感度調整値Aに
フィードバックし、A−αを感度値とすることにより、
感度誤差nmレベルの高精度描画が可能となる。また、
成形オフセット誤差に関しても、同様にβをフィードバ
ックすることにより、オフセット誤差nmレベルの高精
度描画が可能となる。
The greater the amount of shift in molding sensitivity, the greater the overlap between shots, so that the height h of the resist at the joint between shots decreases. FIG. 9 shows a graph in which these h are plotted. The molding sensitivity shift amount at which the resist height becomes zero with respect to each beam size setting value was ΔA 0 . This is because the adjustment value A (= A J +
It means that when the beam size is shifted by ΔA 0 with respect to α), the beam size becomes an ideal value. Assuming that the difference from the ideal beam size value is a beam size error ΔS, it is represented by ΔS = ΔA 0 × s. FIG. 10 shows ΔS obtained with respect to each beam size set value and plotted. Since the beam size error ΔS is generated by the molding sensitivity error α and the molding offset error β, it is expressed by ΔS = α × s + β. By approximating FIG. 10 with this equation,
The inclination can be obtained as a molding deflection sensitivity error α, and the intercept can be obtained as a molding deflection offset error β. Since the measurement reproducibility of the resist height h of the scanning probe microscope is not more than nm, α and β can also be obtained with an error at the nm level. Therefore, when α is obtained, this is fed back to the molding sensitivity adjustment value A, and A-α is used as the sensitivity value,
High-precision drawing at the sensitivity error nm level becomes possible. Also,
Similarly, with respect to the molding offset error, by feeding back β, a high-precision drawing at an offset error nm level becomes possible.

【0026】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではない。実施形態では、ビーム強度分布を台
形型として説明したが、ガウシアン分布及びその他の分
布として実施することも可能である。さらに、ビーム寸
法設定値の変化率を1,1.5,2としたが、設定可能
な範囲であればこれに限らない。
The present invention is not limited to the above embodiment. In the embodiment, the beam intensity distribution is described as a trapezoidal shape. However, the beam intensity distribution may be implemented as a Gaussian distribution or another distribution. Further, the change rates of the beam size setting values are set to 1, 1.5, and 2, but are not limited thereto as long as they can be set.

【0027】また、矩形ビームを例にして説明したが、
三角形ビームを使用した場合も同様の方法で成形感度設
定値、ビーム寸法設定値を変えて描画し、ショット繋ぎ
部を走査型プローブ顕微鏡で評価することにより、nm
レベルの成形感度誤差,成形オフセット誤差を求めるこ
とができ、その誤差を描画装置にフィードバックするこ
とにより高精度描画が可能となることは言うまでもな
い。
Also, the explanation has been given using a rectangular beam as an example.
In the case of using a triangular beam, drawing is performed by changing the molding sensitivity setting value and the beam dimension setting value in the same manner, and the shot joint portion is evaluated with a scanning probe microscope to obtain a nm.
Needless to say, it is possible to obtain a level forming sensitivity error and a forming offset error, and to feed back these errors to the drawing apparatus to perform high-precision drawing.

【0028】また、実施形態では電子ビーム描画装置を
例に説明したが、これに限らずイオンビーム描画装置に
適用することもできる。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で、種々変形して実施することができる。
Although the embodiment has been described by taking an electron beam lithography apparatus as an example, the invention is not limited to this and can be applied to an ion beam lithography apparatus. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、可
変成形ビーム方式の荷電ビーム描画装置において、荷電
ビームのショットを繋いでパターンを描画したレジスト
を適性現像時間より短い時間で現像した後、ショットの
繋ぎ部分のレジスト高さを走査型プローブ顕微鏡により
測定することにより、ビーム寸法誤差をナノメータレベ
ルで測定することができる。そして、評価結果を描画装
置にフィードバックすることによりなノメータレベルで
描画精度を向上させることができる。
As described above in detail, according to the present invention, in a charged beam drawing apparatus of a variable shaped beam system, a resist in which a pattern is drawn by connecting shots of a charged beam is developed in a shorter time than an appropriate developing time. Thereafter, the beam height error can be measured at the nanometer level by measuring the resist height at the joint of the shots with a scanning probe microscope. Then, by feeding back the evaluation result to the drawing apparatus, the drawing accuracy can be improved at the nomometer level.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に使用した電子ビーム描画装
置を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam writing apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】図1の装置におけるアパーチャ形状及び可変成
形ビーム発生原理を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an aperture shape and a variable shaped beam generation principle in the apparatus of FIG. 1;

【図3】可変成形ビームのビーム接続誤差の生じる原因
を説明するための図。
FIG. 3 is a diagram for explaining a cause of a beam connection error of a variable shaped beam.

【図4】可変成形ビームの設定ビーム寸法sと実際の寸
法Sとの関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a set beam size s of a variable shaped beam and an actual size S.

【図5】成形感度誤差,成形オフセット誤差が無い場合
のビーム強度分布及びレジスト高さを示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a beam intensity distribution and a resist height when there is no molding sensitivity error and molding offset error.

【図6】成形感度誤差,成形オフセット誤差が無い場合
のビームサイズ設定値に対するビームサイズ誤差を示す
図。
FIG. 6 is a diagram showing a beam size error with respect to a beam size set value when there is no molding sensitivity error and molding offset error.

【図7】成形感度誤差,成形オフセット誤差がある場合
のビーム強度分布及びレジスト高さを示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a beam intensity distribution and a resist height when there is a molding sensitivity error and a molding offset error.

【図8】成形感度誤差,成形オフセット誤差がある場合
のビーム強度分布及びレジスト高さを示す図。
FIG. 8 is a diagram showing a beam intensity distribution and a resist height when there is a molding sensitivity error and a molding offset error.

【図9】成形感度ずらし量とショット繋ぎ部のレジスト
高さとの関係を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a molding sensitivity shift amount and a resist height at a shot joint portion.

【図10】ビームサイズ設定値とビームサイズ誤差との
関係から成形感度誤差,成形オフセット誤差を求める方
法を説明するための図。
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of obtaining a molding sensitivity error and a molding offset error from a relationship between a beam size setting value and a beam size error.

【図11】本発明の実施形態で使用した走査型プローブ
顕微鏡を示す構成概略図。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing a scanning probe microscope used in an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電子銃 2,3…照明レンズ 4,5…投影レンズ 6…縮小レンズ 7…対物レンズ 8…ブランキング偏向器 9…成形偏向器 10…対物偏向器 11…ブランキングアパーチャ 12…第1成形アパーチャ 13…第2成形アパーチャ 15…試料面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun 2,3 ... Illumination lens 4,5 ... Projection lens 6 ... Reduction lens 7 ... Objective lens 8 ... Blanking deflector 9 ... Shaping deflector 10 ... Objective deflector 11 ... Blanking aperture 12 ... First shaping Aperture 13: second forming aperture 15: sample surface

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−82603(JP,A) 特開 平9−63933(JP,A) 特開 平9−186070(JP,A) 特開 平9−251939(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-9-82603 (JP, A) JP-A-9-63933 (JP, A) JP-A-9-186070 (JP, A) 251939 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試料面上で所望の荷電ビームショット形状
・寸法を得るための少なくとも成形オフセット調整機能
及び成形感度調整機能を備えた荷電ビーム成形手段と、
この手段により成形された荷電ビームを試料面上の所望
の位置に偏向する偏向手段とを具備し、荷電ビームのシ
ョットを繋いで試料面上に所望のパターンを描画する荷
電ビーム描画装置において、 予め成形オフセット調整と成形感度調整を行った後に、
基板上に塗布されたレジスト上に複数のビーム寸法設定
値及び複数の成形感度設定値でそれぞれ描画を行い、描
画したレジストを最適な現像時間より短い時間で現像
し、ショットとショットの繋ぎ部のレジスト上を走査型
プローブ顕微鏡により走査してレジストの高さを測定
し、測定したレジスト高さと前記ビーム寸法設定値及び
成形感度設定値に基づいて、成形感度誤差及び成形オフ
セット誤差を求め、これらを荷電ビーム調整手段及び偏
向手段にフィードバックすることを特徴とする荷電ビー
ム描画装置におけるビーム調整方法。
1. A charged beam forming means having at least a forming offset adjusting function and a forming sensitivity adjusting function for obtaining a desired charged beam shot shape and size on a sample surface,
A deflecting means for deflecting the charged beam formed by this means to a desired position on the sample surface, and a charged beam drawing apparatus for drawing a desired pattern on the sample surface by connecting shots of the charged beam; After performing molding offset adjustment and molding sensitivity adjustment,
Perform drawing on the resist applied on the substrate with a plurality of beam size setting values and a plurality of molding sensitivity setting values, respectively, and develop the drawn resist in a time shorter than the optimal developing time, thereby forming a joint between shots. The resist is scanned by a scanning probe microscope to measure the height of the resist, and a molding sensitivity error and a molding offset error are obtained based on the measured resist height and the beam dimension setting value and the molding sensitivity setting value. A beam adjusting method in a charged beam drawing apparatus, wherein feedback is performed to a charged beam adjusting unit and a deflecting unit.
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