(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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電子ビーム描画方法。
【請求項２】
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請求項１記載の電子ビーム描画方法。
【発明の詳細な説明】
【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
【図１】
0003623652.tif 000002
【図２】
0003623652.tif 000003