(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線で試料上の所定の領域にパターンを描画する電子線描画方法において、
可変矩形ショットの不連続移動を調べることで描画フィールドの描画不良領域を特定し、前記描画不良領域と、前記パターンとの重なり合いを解消するための移動情報を取得する第１のステップと、
前記移動情報を用い、前記描画不良領域を除く領域に前記パターンが配置された状態で、前記所定領域に前記パターンが描画されるように、前記描画フィールドを移動させる第２のステップと、
を含むことを特徴とする電子線描画方法。
【請求項２】
前記第２のステップは、試料が載置されたステージを移動させるものであることを特徴とする請求項１記載の電子線描画方法。
【請求項３】
前記第２のステップは、電磁偏向によって前記描画領域を移動させるものであることを特徴とする請求項１記載の電子線描画方法。
【請求項４】
前記第２のステップの後に、前記描画すべきパターンと前記描画フィールドの座標を比較することで、前記描画すべきパターンが前記描画不良領域にあるかどうかを判断する第３のステップを含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項記載の電子線描画方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子線描画の技術に関し、より詳細には、電子線描画におけるパターンの描画位置の補正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、レジストパターンの作成に電子線描画装置が用いられている。電子線描画装置は、ステージにパターンを描画すべき試料を載置し、電子銃からの電子ビームを電磁レンズ偏向によって偏向させながらパターンを所定の描画領域内に形成する。描画領域は電子ビームが投影可能な位置である。通常、試料上に複数の描画領域が定義される。ステージの移動及び電磁レンズ及び偏向板による偏向で、複数の描画領域からパターンを描画すべき描画領域を選択する。ステージの移動で選択する描画領域をフィールドAと呼び、電磁レンズ偏向で選択する描画領域をフィールドBと呼ぶことがある。
【０００３】
従来、フィールドBの中心が描画精度の最も良い位置であると言われている。従って、通常、描画すべきパターンの中心がフィールドBの中心に位置するようにパターンのデータを処理する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、本発明者は、フィールドBの中心が描画精度の最も良い位置であるとは言えないことを発見した。
【０００５】
図１は、試料上のある１つのフィールドB１０を模式的に示す図である。図示しないステージを移動させてフィールドB１０を投影可能な位置に移動させ、図示しない電磁レンズ又は偏向板で電子ビームを偏向させて、可変矩形１２を描画していく。電磁レンズ又は偏向板に与える電圧を制御して、電子ビームをｘ軸方向及びｙ軸方向に偏向させる。記号ｏは、フィールドB１０内の位置を特定するための座標の原点を意味する。前述したように、従来は、フィールドB１０の中心が描画精度の最も良い位置と言われていた。よって、この中心上に描画パターンが位置するようにしていた。
【０００６】
しかしながら、フィールドB中心付近で可変矩形ショットが不連続に移動する位置があることがわかった。不連続が発生する原因は、座標計算方式上の問題（誤差の蓄積を含む）、ある種の帯電及び制御系の電気信号上の問題等が推定できるが、原因を明確にすることが出来なかった。しかしながら、障害に再現性があることから、描画システム及び方式固有の問題であると考えられる。
【０００７】
従って、本発明は上記従来技術の問題点を解決し、精度良くパターンを描画できる電子線描画装置及び方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は、電子線で試料上の所定の領域にパターンを描画する電子線描画方法において、可変矩形ショットの不連続移動を調べることで描画フィールドの描画不良領域を特定し、前記描画不良領域と、前記パターンとの重なり合いを解消するための移動情報を取得する第１のステップと、前記移動情報を用い、前記描画不良領域を除く領域に前記パターンが配置された状態で、前記所定領域に前記パターンが描画されるように、前記描画フィールドを移動させる第２のステップと、を含むものである。これにより、精度良くパターンを描画することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
はじめに、図２を参照して本発明の原理を説明する。
【００１０】
図２（Ａ）は、従来のパターン描画を示す図である。フィールドB１０に描画するパターン１４の突起部分が、フィールドB１０の中心近傍に位置する描画不良領域１６にかかっている。従って、この突起部分の描画が不良となる可能性がある。
【００１１】
これに対し、本発明では、図２（Ｂ）に示すように、フィールドB１０を矢印１８で示すように移動させて、パターン１４が描画不良領域１６にかからないようにする。この移動は例えば、フィールドB１０の座標をデータ処理して、フィールドB１０の原点ＯをＯ１に移動させることで行なわれる。この移動においては、フィールドB１０を移動させる方向と距離が関係する。フィールドB１０を移動させる方向と距離を算出する（換言すればオフセット量を計算する）ことで、描画領域であるフィールドB１０内の特定の位置、つまり描画不良領域１６を除く領域にパターン１４を精度良く描画することができる。図２（Ａ）のパターン１４に対し、図２（Ｂ）のフィールドB１０の移動を行ない描画したパターン１４を図３に示す。
【００１２】
描画不良領域１６は、偏向方式や電子線描画装置固有の要因にも起因して、電子線描画装置毎に異なる。従って、電子線描画装置固有の描画不良領域１６を検出するために、試料にテストパターンの描画を行なう。テストパターンは、任意のパターンで良い。例えば、ラインとスペースの繰り返しで形成される。試料にパターンを描画した後、これにレジストを塗布し、全面をパターニングする。そして、所定の検査方法で描画不良領域１６を特定する。描画不良領域１６は、フィールドB１０の中心であったり、ここから少しずれた位置であったり、電子線描画装置によって様々である。また、描画不良領域１６の大きさも装置毎に異なる場合が多い。ただし、同一装置における複数のフィールドB１０の各々について見れば、描画不良領域１６はほぼ同じ位置にあり、その大きさもほぼ同じと言える。また、全てのフィールドBを同じように移動させないと、パターン形成に支障を生じる場合がある。従って、全てのフィールドBを同じ方向に同じ距離だけ移動させることが好ましい。。
【００１３】
このようにして描画不良領域１６を特定し、このフィールドB１０に描画する露光パターンとの位置関係を検査することで、フィールドB１０を移動させるかどうか、またどの程度移動させるかを決定することができる。
【００１４】
この場合、図４に示すように、描画不良領域１６にかからないようにパターン１４を移動させることによって、元々パターン１４が存在していたフィールドB１０に隣接するフィールドB１０Ｌにかかってしまう場合が考えられる。このような場合には、フィールドB１０の移動を無効にする。フィールドB１０と１０Ｌとの境界でパターン１４に段差が発生する可能性がある。無効にした場合には、再度計算し直して、隣接するフィールドB１０Ｌにかからない範囲でパターン１４を移動させ、パターン１４と描画不良領域１６との重なる部分ができるだけ少なくなるようにするか、またはパターンの比較的太い部分が描画不良領域１６と重なるようにする。また、これらの方法以外の方法で、フィールドB１０の移動距離及び方向を決めることとしても良い。最悪の場合、フィールドB１０を移動しないこととしても良い。
【００１５】
次に、本発明の一実施の形態を説明する。
【００１６】
図５は、本発明の電子線描画装置及び方法の一実施の形態を示す図である。電子線描画装置１００は、ＣＡＤパターンデータを格納するデータベース２０、データベース２０から読み出したＣＡＤパターンデータを処理して露光パターンのデータを生成するデータ処理部２２、及び露光パターンデータに従ってパターンを試料に描画する露光部２４とを有する。
【００１７】
露光部２４は、信号変換部２６、ステージ制御部２８、偏向コイル制御部３０、及び以下の光学系を有する。光学系は、電子銃３２、電磁偏向コイル３６及びステージ４０を有する。
【００１８】
データベース２０に格納されているＣＡＤパターンデータは、ＣＡＤを用いて描画すべきパターンの全てをデータ化したものである。データ処理部２２は、ＣＡＤパターンデータを変換して、露光部２４に供給する露光データを生成する。この露光データの生成において、データ処理部２２は、後述する電子線描画方法のステップＳ１２で生成された描画不良領域１６の位置情報（位置座標）と、ステップＳ１３で生成された位置シフトデータとを参照して、ＣＡＤパターンデータから生成される露光データを補正する。位置シフトデータは、描画不良領域１６に重なり合う露光パターンに関するデータである。
【００１９】
信号変換部２６は、ディジタル信号である露光データを装置制御信号に変換する。この装置制御信号は、ステージ４０を移動させる第１の制御信号と、電磁偏向コイル及び電磁偏向板３６に与える電圧値に相当する第２の制御信号である。ステージ制御部２８は、信号変換部２６から供給される第１の制御信号を変換して、ステージ４０を移動させる機構（図示を省略する）に直接印加する電圧信号を生成する。偏向コイル制御部３０は、信号変換部２６から供給される第２の制御信号を変換して、電磁偏向コイル及び電磁偏向板３６に印加する電圧信号を生成する。電子銃３２から出力された電子ビーム３４は、電磁偏向コイル及び電磁偏向板３６で偏向され、ステージ４０上に載置された試料であるシリコンや化合物半導体（半絶縁性）の半導体基板３８に照射される。
【００２０】
図５に示す電子線描画方法は、ステップＳ１１〜Ｓ１５を含む。ステップＳ１１で、テストパターンの形成を行なう。データベース２０に格納されているテストパターンが読み出され、データ処理部２２で露光データに変換された後、露光部２４に出力される。そして、テストパターンの露光データに従い、半導体基板３８上にテストパターンが形成される。
【００２１】
ステップＳ１２で、このようにして形成されたテストパターンを検査する。検査は、前述したように、可変矩形ショットの不連続移動を調べるものである。この特性以外に、別のパラメータに着目して、描画不良領域１６を特定することとしても良い。ステップＳ１２の検査で特定した描画不良領域１６に関する位置情報は、データ処理部２２に出力される。
【００２２】
ステップＳ１３で、露光パターン１４が描画不良領域１６に存在するかどうかを調べ、存在する場合には、この露光パターン１４に関する座標データを位置シフトデータとしてデータ処理部２２に出力する。ステップＳ１３の処理は、データ処理部２２で行っても良いし、電子線露光装置１００に接続される別の計算機で行なっても良い。データ処理部２２は、ステップＳ１２で取得した描画不良領域１６の位置情報と、ステップＳ１３で取得した位置シフトデータとを用い、露光パターン１４と描画不良領域１６との重なりを解消するために必要なフィールドB１０の移動方向と移動距離とを計算する。この計算では、前述した図４に示す状況の発生を回避するようにする。
【００２３】
ステップＳ１４で、フィールドB１０を移動させた後の露光パターン１４が描画不良領域１６に存在しているかどうかをチェックする。ステップＳ１４の処理は、データ処理部２２で行っても良いし、電子線露光装置１００に接続される別の計算機で行なっても良い。このチェックにより、フィールドB１０を移動させた後の露光パターン１４が描画不良領域１６に存在していることが判明した場合には、データ処理部２２は再度計算をし直す。この場合、隣接するフィールドB１０Ｌにかからない範囲でパターン１４を移動させ、パターン１４と描画不良領域１６との重なる部分ができるだけ少なくなるようにするか、またはパターンの比較的太い部分が描画不良領域１６と重なるようにする。また、これらの方法以外の方法で、フィールドB１０の移動距離及び方向を決めることとしても良い。最悪の場合、フィールドB１０を移動しないこととしても良い。
【００２４】
ステップＳ１４の判断結果がＯＫの場合には、ステップＳ１５で、露光部２４に露光開始の指示が与えられる。
【００２５】
上記の説明では、フィールドB１０を移動させることを説明した。露光パターン１４と描画不良領域１６との重なりを解消するためには、フィールドB１０だけでなく、加えて図６に示すフィールドA５０（マトリクス状の複数のフィールドB１０を含む）を移動させることとしても良い。また、フィールドA５０だけを移動させて露光パターン１４と描画不良領域１６との重なりを解消することとしても良い。
【００２６】
図７は、フィールドB１０のオフセット量とパターン不連続量との関係を示すグラフである。このグラフは実験から得られたものである。オフセット量、つまり、フィールドB１０やフィールドA５０の描画領域を計算で算出した方向に計算で算出した距離だけ移動させることで、可変矩形ショットの不連続に起因したパターンの不連続を低減又は実質的に解消することができる。
【００２７】
最後に、本発明の要旨の一部を以下に列挙する。
【００２８】
（付記１）  電子線で試料上にパターンを描画する電子線描画装置において、
試料上で定義された描画領域内の特定の位置を除く領域にパターンを描画するように前記描画領域を移動させる手段を有することを特徴とする電子線描画装置。
【００２９】
（付記２）  前記手段は、試料が載置されたステージを移動させることを特徴とする付記１記載の電子線描画装置。
【００３０】
（付記３）  前記手段は、電磁レンス偏向及び電磁偏向板によって前記描画領域を移動させることを特徴とする付記１記載の電子線描画装置。
【００３１】
（付記４）  前記手段は、描画すべきパターンと前記描画領域の座標を比較することで、前記描画すべきパターンが前記特定の位置にあるかどうかを判断する手段を有することを特徴とする付記１ないし３のいずれか一項記載の電子線描画装置。
【００３２】
（付記５）  前記手段は、前記描画領域を移動させて前記特定の位置を除く領域に描画されたパターンが隣接する描画領域に跨っていないことを検証する手段を有することを特徴とする付記１ないし４のいずれか一項記載の電子線描画装置。
【００３３】
（付記６）  前記特定の位置は、他の位置に比べ描画の精度が悪い位置であることを特徴とする付記１ないし５のいずれか一項記載の電子線描画装置。
【００３４】
（付記７）  電子線で試料上にパターンを描画する電子線描画方法において、
試料上で定義された描画領域内の特定の位置を除く領域にパターンを描画するように前記描画領域を移動させる段階を有することを特徴とする電子線描画方法。
【００３５】
（付記８）  前記段階は、試料が載置されたステージを移動させることを特徴とする付記７記載の電子線描画方法。
【００３６】
（付記９）  前記段階は、電磁レンス偏向及び電磁偏向板によって前記描画領域を移動させることを特徴とする付記７記載の電子線描画方法。
【００３７】
（付記１０）  前記段階は、描画すべきパターンと前記描画領域の座標を比較することで、前記描画すべきパターンが前記特定の位置にあるかどうかを判断する段階を有することを特徴とする付記７ないし９のいずれか一項記載の電子線描画方法。
【００３８】
（付記１１）  前記段階は、前記描画領域を移動させて前記特定の位置を除く領域に描画されたパターンが隣接する描画領域に跨っていないことを検証する段階を有することを特徴とする付記７ないし１０のいずれか一項記載の電子線描画方法。
【００３９】
（付記１２）  前記特定の位置は、他の位置に比べ描画の精度が悪い位置であることを特徴とする付記７ないし１１のいずれか一項記載の電子線描画装置。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、精度良くパターンを描画できる電子線描画装置及び方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術及びその問題点を示す図である。
【図２】本発明の原理を従来技術との対比で説明する図である。
【図３】本発明により描画されるパターンと描画不良領域との関係を示す図である。
【図４】本発明の描画で好ましいとは言えないパターンと描画不良領域との関係を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態を示す図である。
【図６】フィールドAとフィールドBとの関係を示す図である。
【図７】本発明の効果を示すオフセット量とパターン不連続量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０    フィールドB
１４    パターン
１６    描画不連続領域
１８    フィールドBの移動
【図１】
0004524056.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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