(57)【要約】  粒子ビームリソグラフィーのようなシステムにおいて使用される粒子ビームまたはその他のビームのようなビームの形状補正および位置決め補正を決定するシステムおよび方法である。補正された偏向器電圧を提供する方法は、現在の偏向器電圧値から以前の偏向器電圧値を減算することによって、電圧ステップ値を決定すること、電圧ステップ値と現在の偏向器電圧値のための露光時間とを用いて、複数の補正値を決定すること、現在の偏向器電圧値を用いて、複数の補正値から現在の電圧補正値を選択すること、および、現在の電圧補正値を現在の偏向器電圧値に加算することによって、補正された偏向器電圧値を計算することを含んでもよい。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏向器電圧に対してビーム露光量補正を提供する方法であって、
以前の偏向器電圧値と、現在の偏向器電圧値と、前記現在の偏向器電圧値のための露光時間とを用いて、補正値を決定するステップと、
前記補正値を前記現在の偏向器電圧値に加算することによって、補正された偏向器電圧値を決定するステップと、
を備えた方法。
【請求項２】
前記補正値を決定するステップが、前記以前の偏向器電圧値と、前記現在の偏向器電圧値と、前記現在の偏向器電圧値のための前記露光時間とを少なくとも１つのルックアップテーブル内へ入力する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記補正された偏向器電圧値を決定するステップが、前記現在の偏向器電圧値を計算する工程を含む、請求項１または２のいずれかに記載の方法。
【請求項４】
前記現在の偏向器電圧値から前記以前の偏向器電圧値を減算することによって、電圧ステップ値を計算する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記補正値を決定するステップが、複数の部分範囲補正値を決定する工程を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記現在の偏向器電圧値の電圧部分範囲を決定する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
偏向器電圧に対して補正を提供する方法であって、
現在の偏向器電圧値から以前の偏向器電圧値を減算することによって、電圧ステップ値を決定するステップと、
前記電圧ステップ値と前記現在の偏向器電圧値のための露光時間とを用いて、複数の補正値を決定するステップと、
前記現在の偏向器電圧値を用いて、前記複数の補正値から現在の電圧補正値を選択するステップと、
前記現在の電圧補正値を前記現在の偏向器電圧値に加算することによって、補正された偏向器電圧値を決定するステップと、
を備えた方法。
【請求項８】
前記電圧ステップ値を決定するステップが、前記電圧ステップ値を計算する工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記複数の補正値を決定するステップが、前記電圧ステップ値と前記露光時間とを複数のルックアップテーブルに提供する工程を含む、請求項７または８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記ルックアップテーブルのそれぞれが、前記複数の補正値の中の１つを出力する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ルックアップテーブルのそれぞれが、可能性のある偏向器電圧値の複数の部分範囲の中のただ１つの部分範囲に対応する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記現在の補正値を選択するステップが、前記現在の偏向器電圧値がその中に含まれる前記可能性のある偏向器電圧値の前記複数の部分範囲の中から前記ただ１つの部分範囲を決定する工程を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記現在の補正値を選択するステップが、前記ただ１つの部分範囲に対応する前記ルックアップテーブルの前記出力を選択する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記補正された偏向器電圧値を決定するステップが、前記補正された偏向電圧値を計算する工程を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１５】
偏向器電圧に対して補正を提供するためのソフトウェアシステムであって、
以前の偏向器電圧値と、現在の偏向器電圧値と、前記現在の偏向器電圧値のための露光時間とを用いて、補正値を決定するモジュールと、
前記補正値を前記現在の偏向器電圧値に加算することによって、補正された偏向器電圧値を計算するモジュールと、
を備えたソフトウェアシステム。
【請求項１６】
前記補正値を決定するモジュールが、前記以前の偏向器電圧値と、前記現在の偏向器電圧値と、前記現在の偏向器電圧値のための前記露光時間とを少なくとも１つのルックアップテーブル内へ入力することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記現在の偏向器電圧値から前記以前の偏向器電圧値を減算することによって、電圧ステップ値を計算するモジュールをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記補正値を決定するモジュールが、複数の部分範囲補正値を決定することを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記現在の偏向器電圧値の電圧部分範囲を決定するモジュールをさらに含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
偏向器電圧に対して補正を提供するためのソフトウェアシステムであって、
現在の偏向器電圧値から以前の偏向器電圧値を減算することによって、電圧ステップ値を計算するモジュールと、
前記電圧ステップ値と前記現在の偏向器電圧値のための露光時間とを用いて、複数の補正値を決定するモジュールと、
前記現在の偏向器電圧値を用いて、前記複数の補正値から現在の電圧補正値を選択するモジュールと、
前記現在の電圧補正値を前記現在の偏向器電圧値に加算することによって、補正された偏向器電圧値を計算するモジュールと、
を備えたソフトウェアシステム。
【請求項２１】
前記複数の補正値を決定するステップが、前記電圧ステップ値と前記露光時間とを複数のルックアップテーブルに提供する工程を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記ルックアップテーブルのそれぞれが、前記複数の補正値の中の１つを出力する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記ルックアップテーブルのそれぞれが、可能性のある偏向器電圧値の複数の部分範囲の中のただ１つの部分範囲に対応する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記現在の補正値を選択するモジュールが、前記現在の偏向器電圧値がその中に含まれる前記可能性のある偏向器電圧値の前記複数の部分範囲の中から前記ただ１つの部分範囲を決定することを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記現在の補正値を選択するモジュールが、前記ただ１つの部分範囲に対応する前記ルックアップテーブルの前記出力を選択することを含む、請求項２４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の分野
[0001]本発明は、一般的には、ビーム成形および／またはビーム位置決め中にビーム露光量を補正するためのシステムおよび方法に関する。本発明は、より詳細には、粒子ビームリソグラフィーのような様々な用途に使用するための粒子ビームまたはその他のビームのような粒子ビームの露光量を補正するための方法および装置に関する。
【０００２】
背景技術
[0002]ここで開示される背景技術が従来技術を法律的に構成するので、従来技術は記載しない。
【０００３】
[0003]典型的な粒子ビームリソグラフィー装置は、一連の高速偏向器を有するビームコラムを含んでもよい。上側の組の偏向器は、ブランカーと呼ばれ、ビームをオンおよびオフにする。その他の偏向器は、ビーム成形偏向器および位置決め偏向器であってもよい。
【０００４】
[0004]成形偏向器は、長方形、三角形、などのような様々な寸法および形状のビームを生成するために、カッティングアパーチャー上にビームを位置決めする。成形偏向器に印加される電圧は、ビームの所望の寸法および形状に依存してもよい。ビームコラムは、成形偏向器およびカッティングアパーチャーの２つ以上の組を含んでもよい。
【０００５】
[0005]ラスタースキャン偏向器および／またはベクタースキャン偏向器のような位置決め偏向器は、例えば、成形されるビームに方向ベクトルを適用することによって、ビームを位置決めしてもよい。ベクトル偏向器への電圧値は、様々な方向ベクトルごとに異なってもよい。したがって、これらのベクトル偏向器への電圧値は、ビームのフラッシュごとに変化するかもしれない。同様に、ビームコラムは、ラスタースキャン偏向器および／またはベクトル偏向器の２つ以上の組を含んでもよい。
【０００６】
[0006]リソグラフィー装置は、さらに、偏向器電圧をこれらの偏向器に提供するためのコントローラを含んでもよい。コントローラは、例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を有するディジタルボードを含んでもよい。ＦＰＧＡは、形状および方向ベクトルコードを受け取り、それらを、偏向器のための電圧値を表現するディジタルワードに変換する。これらのディジタルワードは、ディジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）へ提供されてもよい。これらのＤＡＣは、偏向器電圧波形の大きなリンギング（ringing）をもたらす高いスルーレートを有する出力増幅器を含むかもしれない。
【０００７】
[0007]次世代ビームリソグラフィーのためのフラッシュレートおよびリソグラフィー精度に要求される条件は、従来の成形ビームツールに要求される条件よりもきわめて厳しいものである。名目上、誤差が１／４０００（または、０．０２５％）の形状寸法および配置精度が、要求される。典型的には、数フィートのケーブルを介して駆動される不完全に終端された偏向器への高速出力の粗精度は、数％である。
【０００８】
[0008]大きな書き込みスループット（すなわち、大きなフラッシュレート）を達成するには、少なくともいくつかの用途においては、形状およびベクトル偏向信号がそれらの最終的な値に完全に収束してしまう前に、ビームをアンブランクしなければならない。出力増幅器の高いスルーレートおよび電子機器の不完全性のために、収束時間は、ブランキング時間よりも長くなることがあり、実際の偏向器電圧は、大きな振動またはリンギングを呈することになる。
【０００９】
[0009]ベクトル偏向器信号の場合、これは、露光フラッシュをわずかに「あちこちに移動（ｍｏｖｅ  ａｒｏｕｎｄ）」させる作用を有する。エッジが解像する位置は、フラッシュの露光時間中における平均偏向器電圧の関数である。リンギングは、所望のパターンまたは形状のエッジにおけるレジストの塗布をぼやけさせることによって、露光時間中に平均偏向器電圧に悪影響を及ぼすことがある。このぼやけ（blurring）は、レジスト上におけるドーズ現像しきい値のずれを発生させることがあり、その結果、レジストの形状のずれた位置をもたらす。この運動によって発生するぼやけは、多くの場合、除去することができない。
【００１０】
[0010]問題は、この世代のビームリソグラフィー装置に必要な形状寸法および配置精度を達成するためにフラッシュレートを増加させるとき、偏向器電圧信号のリンギングのために、現れることがある。偏向器電圧信号のリンギングを補正するための技術が、最新の高速の高精度なビームシステムに必要とされている。
【００１１】
[0011]本発明の特定の実施形態に関する以下の説明を添付の図面とともに参照することによって、本発明の特徴、および、それらの特徴がどのようにして達成されるかが明らかとなり、また、本発明自身を最大限に理解することができる。
【本発明のいくつかの実施形態の説明】
【００１２】
[0016]概略的に説明されかつ図面に示される実施形態の構成要素は様々に異なる構成で配置および設計されてもよいことを容易に理解することができる。したがって、図面において表現されるような本発明のシステム、構成要素、および、方法の実施形態に関する以下のより詳細な説明は、特許請求の範囲において請求される本発明の範囲を限定しようとするものではなく、本発明の典型的な実施形態をただ単に表現するものである。
【００１３】
[0017]粒子ビームまたはその他のビームのようなビームの形状補正および位置決め補正を決定するためのシステムおよび方法が、開示される。本発明の実施形態によれば、開示されたシステムおよび方法は、以前の偏向器電圧値、現在の偏向器電圧値、および、現在の偏向器電圧値のための露光時間を用いて、補正値を決定すること、および、補正値を現在の偏向器電圧値に加算することによって、補正された偏向器電圧値を計算することを含んでもよい。
【００１４】
[0018]本発明の別の開示された実施形態によれば、補正された偏向器電圧を決定するシステムおよび方法が提供され、このシステムおよび方法は、現在の偏向器電圧値から以前の偏向器電圧値を減算することによって、電圧ステップ値を計算すること、電圧ステップ値と現在の偏向器電圧値のための露光時間とを用いて、複数の補正値を決定すること、現在の偏向器電圧値を用いて、複数の補正値から現在の電圧補正値を選択すること、および、現在の電圧補正値を現在の偏向器電圧値に加算することによって、補正された偏向器電圧値を計算すること、を含む。
【００１５】
[0019]本発明の開示された実施形態の別の側面によれば、偏向器電圧に対する補正を提供するためのソフトウェアシステムおよび方法が提供され、このソフトウェアシステムおよび方法は、以前の偏向器電圧値と、現在の偏向器電圧値と、現在の偏向器電圧値のための露光時間とを用いて、補正値を決定するモジュール、および、補正値を現在の偏向器電圧値に加算することによって、補正された偏向器電圧値を計算するモジュールを使用する。
【００１６】
[0020]本発明の開示された実施形態のさらに別の側面によれば、偏向器電圧に対する補正を提供するためのソフトウェアシステムおよび方法が提供され、このソフトウェアシステムおよび方法は、現在の偏向器電圧値から以前の偏向器電圧値を減算することによって、電圧ステップ値を計算するモジュール、電圧ステップ値と現在の偏向器電圧値のための露光時間とを用いて、複数の補正値を決定するモジュール、現在の偏向器電圧値を用いて、複数の補正値から現在の電圧補正値を選択するモジュール、現在の電圧補正値を現在の偏向器電圧値に加算することによって、補正された偏向器電圧値を計算するモジュールを使用する。
【００１７】
[0021]図１を参照すると、４００ＭＨｚ偏向電圧波形を説明するグラフが、示されている。それぞれの波形の全体期間は、２．５ナノ秒であってもよい。理想的な偏向器電圧波形１０は、例えば約０．５ナノ秒であってもよい最小ブランキング区間（ＭＢＩ）３０が終了する前に、例えば、０．０ボルトから１ボルトまで滑らかに遷移してもよい。実際には、出力増幅器の高いスルーレートおよび電子機器の不完全性のために、実際の偏向器電圧波形２０は、ＭＢＩ３０の期間をかなり越えて持続する大きなリンギングまたは振動を呈するかもしれない。実際の偏向器電圧波形２０は、ある程度のリンギングが２．０ナノ秒の時点においていまだに発生しているので、許容レベルを得るためには、ＭＢＩ３０のほぼ３倍を必要とするかもしれない。
【００１８】
[0022]偏向電圧波形の露光時間は、ブランキング区間を調節することによって、最小の約０．３ナノ秒から最大の約２．０ナノ秒まで変化してもよい。したがって、ブランキング区間は、最小の約０．５ナノ秒から最大の約２．２ナノ秒まで変化してもよい。ブランキング区間３２が、約１．５ナノ秒であれば、露光時間は、約１．０ナノ秒である。ブランキング区間３２が、符号３４で指示されるように約２．２ナノ秒であれば、露光時間は、約０．３ナノ秒である。より短い露光時間およびより長いブランキング区間の場合、実際の偏向器電圧波形２０は、相当に収束したかもしれない。より長い露光時間でありかつより短いブランキング区間である場合、実際の偏向器電圧波形２０は、相当なリンギングまたは振動を呈するかもしれない。より大きな形状を使用するために、また、より高速に書き込むために、典型的に使用される露光時間は、より長い時間となる傾向がある。
【００１９】
[0023]ここで、図２を参照すると、図１の波形の平均信号振幅対露光時間を示すグラフが、示される。理想的な平均信号振幅波形４０は、理想的な偏向器電圧波形１０の積分であり、理想的にまっすぐな傾斜直線として表現されてもよい。破線で示される実際の平均信号振幅波形５０は、実際の偏向器電圧波形２０の積分であり、一般的には、波形４０の傾斜直線に追従し、いくつかの振動を含み、それらの振動の振幅は、露光時間が増加するにつれて増加する。
【００２０】
[0024]百分率誤差波形６０は、理想的な平均信号振幅波形４０に対する実際の平均信号波形４０の百分率誤差を表現する。この百分率誤差波形は、図１の波形に対してだけ通用するものである。百分率誤差波形６０は、振動するかもしれず、実際の平均信号振幅が理想的な平均信号振幅よりも大きいかまたは小さいかもしれないことを指示する。最小露光時間においてさえも、実際の平均信号振幅における補正可能誤差が、存在することがある。上述したように、ベクトル偏向器のような位置決め偏向器の実際の平均信号振幅を補正することは、位置決め誤差を改善することができる。
【００２１】
[0025]図１および図２からわかるように、偏向器電圧におけるリンギングの量および平均信号振幅におけるそれの関連誤差は、露光時間に依存するかもしれない。さらにまた、このリンギングおよび誤差は、偏向器電圧の電圧ステップまたは電圧変化、および、電圧ステップが遷移する電圧範囲の両方にも依存するかもしれない。電圧ステップの大きさが、増加するにつれて、リンギングの量は、増加するかもしれない。例えば、１ボルトステップのリンギングは０．５ボルトステップのリンギングの約２倍になると予想することができる。
【００２２】
[0026]電圧ステップの電圧範囲に関しては、ほとんどの高速増幅器は、次の特性を有する。１）増幅器の利得は、電流の関数である。２）増幅器の利得帯域幅積は、電流および電圧の両方の関数である。リンギングは、利得および利得帯域幅積の両方の関数であるかもしれないので、リンギングおよび誤差は、電圧ステップの電圧範囲に依存するかもしれない。
【００２３】
[0027]ここで、図３を参照すると、本発明の実施形態に基づいて構成されたビーム露光量補正システム１０が、示される。システム１００は、図示されるような補正アーキテクチャーの形態を有していてもよい。一般的なＦＰＧＡからの上述したディジタルワードが、偏向器制御ＤＡＣ（図示しない）内へ入力するための補正ディジタルワードを生成するために、露光時間とともに、この補正アーキテクチャーシステム１０に入力されてもよい。
【００２４】
[0028]補正アーキテクチャーシステム１０は、複数のルックアップテーブル８０ａ〜８０ｎ、範囲選択器９０、ルックアップテーブル選択器１００、および、一対の加算器７０および１１０を含んでもよい。部分範囲ルックアップテーブルのそれぞれは、様々な偏向器電圧値のための補正情報を含む。加算器７０において、以前の偏向器電圧値が、現在の偏向器電圧値から減算され、加算器７０の出力における電圧ステップ値が、生成されてもよい。現在の偏向器電圧値のための上記電圧ステップ値および露光時間は、ルックアップテーブル８０ａ〜８０ｎのそれぞれに提供されてもよい。それぞれのルックアップテーブル８０ａ〜８０ｎは、それらの出力において、偏向器の固有の電圧範囲のための補正値を提供してもよい。個々の部分範囲ルックアップテーブルのグループの代わりに、ただ１つのルックアップテーブルが提供されてもよいことを理解すべきである。
【００２５】
[0029]ルックアップテーブルからのこれらの補正値は、ルックアップテーブル選択器１００に入力として提供されてもよい。現在の偏向器電圧値は、範囲選択器９０に入力されてもよく、その範囲選択器９０は、現在の偏向器電圧値のための適切な電圧範囲を決定し、かつ、ルックアップテーブル選択器１００を用いて、この電圧範囲に対応する補正値を選択する。選択された補正値は、ルックアップテーブル選択器１００を介して送出され、加算器１００において、現在の偏向器電圧値に加算され、補正された現在の偏向器電圧値が、生成されてもよい。この補正された現在の偏向器電圧値は、上述したように、ビーム露光中のリンギングを除去または大幅に減少させるために、適切なＤＡＣ（図示しない）に提供されてもよい。
【００２６】
[0030]補正値は、ＤＡＣ（図示しない）へのディジタルワードを調節することによって、偏向器電圧におけるリンギングを補償することができ、それによって、平均信号振幅は、所望の偏向器電圧に正確に対応する。ビームの「移動」は、依然として発生するかもしれないが、エッジは、正確に解像する。なぜなら、平均信号振幅は、補正されているからである。したがって、リンギングの作用は、ビーム成形および／またはビーム位置決めのために、最小限に抑制され、あるいは、少なくとも大幅に減少させることができる。
【００２７】
[0031]偏向器電圧範囲は、リンギングまたは平均信号振幅の百分率誤差に対する偏向器電圧レベルの関係に応じて、Ｎ個の部分範囲に分割されてもよい。偏向器電圧レベルに対する感度が大きくなければ、Ｎは、１に等しいかもしれない。それぞれの部分範囲ごとに、電圧ステップおよび露光時間に対する百分率誤差曲線が、較正を介して、決定されてもよい。これらの曲線は、ステップ曲線全体を評価して決定されたものであってもよく、あるいは、ステップ曲線のいくつかの部分から補間されてもよい。補正曲線は、その部分範囲に対応するルックアップテーブル内へ取り込まれる。
【００２８】
[0032]ここで、図４を参照すると、本発明に基づいて書き込み履歴および露光時間を用いて形状補正および位置決め補正を行う方法の実施形態が示され、符号２００によって参照される。ステップ２１０において、現在の偏向器電圧に対する電圧ステップが、現在の偏向器電圧値から以前の偏向器電圧値を減算することによって、計算されてもよい。次に、ステップ２２０において、電圧ステップおよび露光時間が、ルックアップテーブルのそれぞれに入力として提供されてもよい。それぞれのルックアップテーブルは、偏向器電圧範囲の固有の部分範囲に対応づけられてもよく、また、電圧ステップおよび露光時間に関する補正値または補正曲線を含んでもよい。
【００２９】
[0033]ステップ２３０において、入力された電圧ステップおよび露光時間に対応する補正値は、それぞれのルックアップテーブルの出力において、提供されてもよい。現在の偏向器電圧値の部分範囲が、ステップ２４０において決定されてもよい。ステップ２５０において、現在の偏向器電圧値の部分範囲に対応する補正値が、選択されてもよい。選択された補正値は、補正された現在の偏向器電圧値を生成するために、ステップ２６０において、現在の偏向器電圧値に加算されてもよい。ステップ２７０において、補正された現在の偏向器電圧値は、形状または位置決め偏向器（図示しない）の中の１つを駆動する適切なＤＡＣ（図示しない）に提供されてもよい。
【００３０】
[0034]この方法は、それぞれの形状および位置決め偏向器（図示しない）ごとに、または、それらの偏向器電圧のリンギングによって大きく影響を受ける形状および／または位置決め偏向器だけのために、偏向器電圧を調節するのに使用されてもよい。
【００３１】
[0035]上述したように、複数のルックアップテーブルはただ１つの大きなルックアップテーブルに置き換えられてもよいことが考えられる。そのようなルックアップテーブルは、露光時間、以前の偏向器電圧値、および、現在の偏向器電圧値の入力を有してもよく、また、補正値または補正された現在の偏向器電圧値の出力を有してもよい。
【００３２】
[0036]本発明の特定の実施形態が、開示されたが、添付の特許請求の範囲に記載される真の精神および範囲内において様々に異なる実施形態が可能でありかつ考えられることを理解すべきである。したがって、明細書および要約書だけに本発明を限定しようとするものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】理想的および実際の偏向器電圧の経時的なグラフであり、本発明の開示された実施形態を理解するのに役立つブランキング区間を含む。
【図２】図１に示される偏向器電圧信号の場合における平均信号振幅対露光時間および百分率誤差対露光時間のグラフである。
【図３】本発明の実施形態によるビーム露光量補正システムのブロック構成図である。
【図４】本発明の実施形態によるビーム露光量補正方法の実施形態のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１０…理想的な偏向器電圧波形、２０…実際の偏向器電圧波形、３０…最小ブランキング区間、３２…約１．５ナノ秒のブランキング区間、３４…約２．２ナノ秒のブランキング区間、４０…理想的な平均信号振幅波形、５０…実際の平均信号振幅波形、６０…百分率誤差波形、１０…ビーム露光量補正システム、７０…加算器、８０ａ〜８０ｎ…ルックアップテーブル、９０…範囲選択器、１００…ルックアップテーブル選択器、１１０…加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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