JPH09312246A - Detecting noise in pattern forming apparatus, noise detecting mark, and method and apparatus for forming pattern having them - Google Patents
Detecting noise in pattern forming apparatus, noise detecting mark, and method and apparatus for forming pattern having themInfo
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- JPH09312246A JPH09312246A JP8108014A JP10801496A JPH09312246A JP H09312246 A JPH09312246 A JP H09312246A JP 8108014 A JP8108014 A JP 8108014A JP 10801496 A JP10801496 A JP 10801496A JP H09312246 A JPH09312246 A JP H09312246A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はLSI製造装置における
描画装置に関する。特にビーム描画装置におけるノイズ
検出方法及びノイズ検出用マーク及びこれらを有する描
画装置及び描画方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drawing device in an LSI manufacturing device. In particular, the present invention relates to a noise detection method and a noise detection mark in a beam drawing apparatus, and a drawing apparatus and a drawing method having these marks.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体の集積度の向上と共にパターンの
微細化が急速に進んでいる。この微細パターン形成には
高精度マスク、高解像ステッパ等が必要とされている
が、特にマスクについて、高精度なパターン形成要求が
大きい。このようなマスク作製に関して、描画装置の高
精度化も重要な課題の一つである。2. Description of the Related Art As the degree of integration of semiconductors is improved, the miniaturization of patterns is rapidly progressing. A high-precision mask, a high-resolution stepper, etc. are required for the formation of this fine pattern, and particularly for the mask, there is a great demand for high-precision pattern formation. For such mask fabrication, increasing the accuracy of the drawing device is also an important issue.
【0003】上記描画装置においては精度を妨げる様々
な誤差発生要因が存在する。その中の一つにノイズがあ
る。これはディジタル、アナログの電気回路等の特性や
各部品の性能劣化及び機械振動等々によって引き起こさ
れる。このノイズは、例えば、ビームサイズ変動やビー
ム位置の変動を引き起こし、形成するパターンの寸法変
動が生じ、ひいてはマスクの質を大きく劣化させること
になる。装置の性能維持向上には、まずこのノイズの検
出、解析が必要となる。In the above drawing apparatus, there are various error generation factors that hinder accuracy. One of them is noise. This is caused by characteristics of digital and analog electric circuits, performance deterioration of each component, mechanical vibration, and the like. This noise causes, for example, fluctuations in beam size and fluctuations in beam position, resulting in dimensional fluctuations in the pattern to be formed, which in turn greatly deteriorates the quality of the mask. In order to maintain and improve the performance of the device, it is first necessary to detect and analyze this noise.
【0004】上記した機械振動によるノイズ解析には以
下のような方法が用いられている。例えば、描画装置に
おけるビームをブランキングオフの状態にし、図21
(a)のAu原子や、図21(b)のマークに示すよう
な、ビーム強度検出用パターンのエッジ(一部分)にビ
ームをかける(点線)。パターンによって反射、あるい
は透過されるビームを検出器を用いてビーム強度をモニ
ターする。その強度分布に対しフーリエ変換を行うこと
により、ノイズの周波数解析が行える。The following method is used for noise analysis due to the above mechanical vibration. For example, the beam in the drawing apparatus is set to the blanking off state, and FIG.
A beam is applied (dotted line) to the Au atom in (a) or the edge (part) of the beam intensity detection pattern as shown by the mark in FIG. 21 (b). The beam reflected or transmitted by the pattern is monitored for beam intensity using a detector. By performing a Fourier transform on the intensity distribution, frequency analysis of noise can be performed.
【0005】上記ノイズの検出方法は、例えば、描画装
置においてビームをブランキングオフの状態にしてノイ
ズ検出用マークに照射し、試料ステージを移動させなが
らビーム、試料間の相対振動のノイズを測定する方法で
ある。しかし、この方法で検出できるのは、高々100
kHzオーダーのノイズ成分までである。なぜなら、反
射ビーム検出器はその固有の時定数、例えば2μsをも
っており、対応する周波数500kHz以上のノイズは
検出不可能であるからである。In the above noise detection method, for example, the beam is blanked off in the drawing device, is irradiated to the noise detection mark, and the noise of relative vibration between the beam and the sample is measured while moving the sample stage. Is the way. However, at most 100 can be detected by this method.
Up to a noise component on the order of kHz. This is because the reflected beam detector has its own time constant, for example 2 μs, and the corresponding noise above 500 kHz cannot be detected.
【0006】描画装置のノイズの中にはMHzオーダー
のものも含まれ、しかもその原因次第では、物理的な誤
差成分が0.05μmにも及ぶ場合がある。従って上記
のような反射ビーム検出器でのノイズ検出は精度が不足
する。The noise of the drawing apparatus includes noise of the MHz order, and the physical error component may reach 0.05 μm depending on the cause. Therefore, the accuracy of noise detection by the above-described reflected beam detector is insufficient.
【0007】従って、このような高周波数のノイズに対
しては、マスク上にレジストパターンを形成し、その位
置やサイズをSEM(走査型電子顕微鏡)、レーザー顕
微鏡等で観察し、その画像、あるいは写真を解析するこ
とからしなければならなかった。ところが、この方法
は、描画装置によるパターン形成、現像、観察、解析と
非常に長い時間と多大な苦労を要した。ひいてはレチク
ル、及び半導体そのもののコストアップの原因にもなっ
ていた。Therefore, with respect to such high frequency noise, a resist pattern is formed on a mask, and its position and size are observed with an SEM (scanning electron microscope), a laser microscope, etc., and its image or I had to do from analyzing the photos. However, this method requires a very long time and a great deal of trouble such as pattern formation by a drawing device, development, observation and analysis. As a result, it has also been a cause of increased costs for the reticle and the semiconductor itself.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】このように、従来では
未だ描画装置における高周波数のノイズを効率的に解析
する方法は得られていない。これにより描画装置におけ
るスループット(生産効率)の向上の妨げになっている
という問題がある。As described above, a method for efficiently analyzing high frequency noise in a drawing apparatus has not yet been obtained in the past. Therefore, there is a problem in that the throughput (production efficiency) of the drawing apparatus is hindered from being improved.
【0009】この発明は上記のような事情を考慮してな
されたものであり、その目的は、描画装置に生ずるノイ
ズの周波数、ビームサイズの変化量、ビームの位置ずれ
量等の特定を短時間で効率的にしかも精度良く行え、安
定した描画を供給する描画装置におけるノイズ検出方法
及びノイズ検出用マーク及びこれらを有する描画装置及
び描画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 thereof is to identify the frequency of noise generated in a drawing apparatus, the amount of change in beam size, the amount of beam displacement, etc. in a short time. The present invention provides a noise detection method and a noise detection mark in a drawing device that can perform stable drawing efficiently and accurately, and a drawing device and a drawing method having the same.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明の描画装置にお
けるノイズ検出方法は、最も代表的な特徴として、ビー
ム描画装置に準備されたノイズ検出用マークに所定周波
数でビームを照射し、その反射あるいは透過するビーム
の信号をモニタ記憶させる検出工程と、前記所定周波数
を変更した前記検出工程を行う工程とを具備し、前記検
出工程それぞれのモニタ結果を周波数解析した情報を用
いてノイズの周波数とその大きさを同定することによ
り、ビーム描画装置の性能を管理することを特徴とす
る。The most typical feature of the noise detecting method in the drawing apparatus of the present invention is to irradiate a beam to a noise detecting mark prepared in the beam drawing apparatus at a predetermined frequency and reflect or reflect the beam. It comprises a detection step of memorizing the signal of the transmitted beam by monitor, and a step of performing the detection step in which the predetermined frequency is changed, and the frequency of noise and its frequency using information obtained by frequency analysis of the monitoring result of each of the detection steps. It is characterized in that the performance of the beam drawing apparatus is managed by identifying the size.
【0011】この発明の描画装置におけるノイズ検出方
法のさらなる特徴を(1)〜(6)に示す。 (1) ビーム描画装置に準備された2種類のノイズ検
出用マークに所定周波数でビームを照射し、その反射あ
るいは透過するビームの信号をモニタ記憶させる検出工
程であって、前記検出工程の測定範囲に及ばない周波数
を少なくとも1つ含むようにした2種類以上の前記所定
周波数について前記検出工程を行い、前記検出工程それ
ぞれのモニタ結果から周波数解析し比較することによっ
てノイズの周波数を求めると共にノイズの大きさを分析
することにより、ビーム描画装置の性能を管理すること
を特徴とする。Further features of the noise detecting method in the drawing apparatus of the present invention are shown in (1) to (6). (1) A detection step of irradiating two kinds of noise detection marks prepared in the beam drawing apparatus with a beam at a predetermined frequency and storing the signal of the beam reflected or transmitted by the monitor in the measurement range of the detection step. The detection step is performed for two or more kinds of the predetermined frequencies so as to include at least one frequency that does not exceed the frequency, and the frequency of the noise is obtained by performing frequency analysis and comparison from the monitor results of each of the detection steps and the magnitude of the noise. It is characterized in that the performance of the beam drawing apparatus is managed by analyzing the height.
【0012】(2) ビーム描画装置に準備された2種
類のノイズ検出用マークに所定周波数でビームを照射
し、その反射あるいは透過するビームの信号をモニタ記
憶させる検出工程であって、前記検出工程の測定範囲に
及ばない周波数を少なくとも1つ含むようにした2種類
以上の前記所定周波数について前記検出工程を行い、前
記検出工程それぞれのモニタ結果から周波数解析しレフ
ァレンスデータと比較することによってノイズの周波数
を求めると共にノイズの大きさを分析することにより、
ビーム描画装置の性能を管理することを特徴とする。(2) A detection step of irradiating the two types of noise detection marks prepared in the beam drawing apparatus with a beam at a predetermined frequency and storing the signal of the beam reflected or transmitted through the monitor in the monitor step. The frequency of noise by performing the detection step for two or more kinds of the predetermined frequencies that include at least one frequency that does not reach the measurement range, and performing frequency analysis from the monitor results of each of the detection steps and comparing with reference data. And by analyzing the noise magnitude,
It is characterized by managing the performance of the beam drawing apparatus.
【0013】(3) 上記(1),(2)いずれか記載
の描画装置におけるノイズ検出方法において、分析され
るノイズの大きさはビームにおけるサイズの変動量と位
置ずれ量の少なくとも1つを含むことを特徴とする。(3) In the noise detecting method in the drawing apparatus according to any one of (1) and (2) above, the magnitude of the analyzed noise includes at least one of the size variation amount and the positional displacement amount in the beam. It is characterized by
【0014】(4) 上記(1),(2)いずれか記載
の描画装置におけるノイズ検出方法において、前記ビー
ム照射は周波数が変更可能なファンクションジェネレー
タによってなされることを特徴とする。(4) In the noise detecting method in the drawing apparatus according to any one of (1) and (2) above, the beam irradiation is performed by a function generator whose frequency can be changed.
【0015】(5) 上記(2)に記載の描画装置にお
けるノイズ検出方法において、前記レファレンスデータ
は前記ノイズの周波数より十分小さい周波数で単位面積
分だけ前記ビームを前記マークにかけて照射し、その反
射あるいは透過するビーム量で前記検出工程が実行され
周波数解析して得られることを特徴とする。(5) In the noise detecting method in the drawing apparatus described in (2) above, the reference data is irradiated with the beam over the mark by a unit area at a frequency sufficiently smaller than the frequency of the noise, and the reflection or It is characterized in that the detection step is executed by the amount of the transmitted beam and is obtained by frequency analysis.
【0016】(6) ビーム描画装置に準備されたノイ
ズ検出用マークに所定周波数でビームを照射し、その反
射あるいは透過するビームの信号をモニタ記憶させる検
出工程と、前記検出工程の測定範囲に及ばない周波数を
少なくとも1つ含むようにした2種類以上の前記所定周
波数について前記検出工程を行う工程とを具備し、対象
となるノイズの周波数より小さい周波数で単位面積分だ
け前記ビームを前記マークにかけて照射して行われる前
記検出工程のモニタ結果及びこれを周波数解析したリフ
ァレンスデータを予め保持しておく工程とを具備し、前
記所定周波数の1つについて前記検出工程を行ったモニ
タ結果から周波数解析し、前記リファレンスデータと比
較することにより、ノイズの周波数を特定すると共に、
さらに前記所定周波数の他の例について前記検出工程を
行ったモニタ結果から周波数解析し相互に強度比較する
ことによりノイズの大きさを分析することを特徴とす
る。(6) The detection step of irradiating the noise detection mark prepared in the beam drawing apparatus with a beam at a predetermined frequency and storing the signal of the beam reflected or transmitted through the monitor, and the measurement range of the detection step. Irradiating the beam with the beam over the unit area at a frequency lower than the frequency of the target noise, the step of performing the detecting step for two or more kinds of the predetermined frequencies including at least one non-existing frequency. And a step of preliminarily holding reference data obtained by frequency-analyzing the monitoring result of the detecting step performed by performing frequency analysis from the monitoring result of performing the detecting step for one of the predetermined frequencies, By comparing with the reference data, while specifying the frequency of noise,
Further, another example of the predetermined frequency is characterized in that the magnitude of noise is analyzed by performing frequency analysis from the monitoring result obtained by performing the detection step and comparing the intensities with each other.
【0017】この発明の描画装置におけるノイズ検出用
マークは、最も代表的な特徴として、基板上に設けられ
る、両者の一部ずつにビームがかかる程度に離間した線
対称な2つのパターンと、前記基板上に設けられる、前
記2つのうちの1つのパターンと同じパターンとを具備
したことを特徴とする。The most representative feature of the noise detection mark in the drawing apparatus of the present invention is two line-symmetrical patterns provided on the substrate and spaced apart to the extent that a beam is applied to each part of the two. It is characterized in that it has the same pattern as one of the two patterns provided on the substrate.
【0018】この発明の描画装置におけるノイズ検出用
マークのさらなる特徴を(1)〜(4)に示す。 (1) ノイズ検出用マークは荷電粒子ビームまたは電
磁波のビームを用いる描画装置内に配備され、マークの
原子はマークが設けられている基板あるいは支持台を構
成する原子とは異なることを特徴とする。 (2) ノイズ検出用マークのパターンそれぞれは、X
方向の各ノイズ検出用とY方向の各ノイズ検出用と別個
に設けられていることを特徴とする。 (3) 荷電粒子ビームを用いる描画装置内に備えるノ
イズ検出用マークにおいて、パターンは磁化しない性質
を有する物質で構成されていることを特徴とする。 (4) 電磁波のビームを用いる描画装置内に備えるノ
イズ検出用マークにおいて、パターンはW,Au,Ag
のうちの1つの原子を含んで構成されることを特徴とす
る。Further features of the noise detection mark in the drawing apparatus of the present invention are shown in (1) to (4). (1) The noise detection mark is provided in a drawing apparatus that uses a charged particle beam or an electromagnetic wave beam, and the atoms of the mark are different from the atoms that form the substrate or the support on which the mark is provided. . (2) Each pattern of the noise detection mark has X
It is characterized in that it is provided separately for each noise detection in the direction and for each noise detection in the Y direction. (3) In the noise detection mark provided in the drawing apparatus using the charged particle beam, the pattern is made of a substance having a property of not magnetizing. (4) In the noise detection mark provided in the drawing device using the beam of electromagnetic waves, the patterns are W, Au, Ag
One of the atoms is included.
【0019】この発明の描画装置は、代表的な第1の特
徴として、ビーム描画装置におけるノイズ検出に利用す
るためのノイズ検出用マークを備える手段と、前記マー
クに所定周波数でビームを繰り返し照射する照射手段
と、前記照射手段により前記マークに応じて反射あるい
は透過したビームの信号を所定周期で取り込むモニタ手
段と、前記モニタ手段により取り込んだ信号を周波数解
析しその結果からピーク周波数とそのピークの大きさ
を、あるいはピーク周波数のみを認識する演算手段と、
前記モニタ手段の有する所定周期に対し測定限界以上の
周波数を少なくとも含むようにした前記ビームの所定周
波数を変更する制御手段とを具備し、前記制御手段を用
い2種類以上の周波数のビームについて前記演算手段が
実行され、認識された各データをそれぞれ比較すること
によって、装置に発生するノイズの種類及びノイズの周
波数とその大きさ、あるいはノイズの周波数を得ること
を特徴としている。As a typical first characteristic, the drawing apparatus of the present invention has means for providing a noise detection mark for use in noise detection in the beam drawing apparatus, and the mark is repeatedly irradiated with a beam at a predetermined frequency. Irradiation means, monitor means for taking in the signal of the beam reflected or transmitted by the irradiation means according to the mark at a predetermined cycle, and frequency analysis of the signal taken in by the monitor means. Or a calculation means for recognizing only the peak frequency,
Control means for changing a predetermined frequency of the beam so as to include at least a frequency equal to or higher than a measurement limit with respect to a predetermined period of the monitor means, and the calculation is performed for beams having two or more kinds of frequencies using the control means. The means is executed and the recognized data are compared with each other to obtain the type of noise generated in the device, the frequency of the noise and its magnitude, or the frequency of the noise.
【0020】上記の描画装置におけるさらなる特徴とし
て、前記制御手段に応じた前記演算手段により前記測定
限界以上の入射周波数fe のビームによって得られた周
波数解析結果のピークが、ノイズとこの入射したビーム
との間に生じたうなりであるか否かを周波数演算を行う
ことにより認識する演算機構をさらに具備し、生じたピ
ークがうなりであるとき前記ピークの周波数と入射周波
数fe より、前記ノイズの周波数の値、またはその近似
値を求めることを特徴とする。As a further feature of the drawing apparatus described above, the peak of the frequency analysis result obtained by the calculation means corresponding to the control means by the beam having the incident frequency fe above the measurement limit is the noise and the incident beam. Further, a calculation mechanism for recognizing whether or not a beat is generated by performing a frequency calculation is provided, and when the generated peak is a beat, the frequency of the noise is calculated from the frequency of the peak and the incident frequency fe. It is characterized in that a value or its approximate value is obtained.
【0021】この発明の描画装置は、代表的な第2の特
徴として、ビーム描画装置におけるノイズ検出に利用す
るためのノイズ検出用マークを備える手段と、前記マー
クに所定周波数でビームを繰り返し照射する照射手段
と、前記照射手段により前記マークに応じて反射あるい
は透過したビームの信号を所定周期で取り込むモニタ手
段と、前記モニタ手段により取り込んだ信号を周波数解
析しその結果からピーク周波数とそのピークの大きさ
を、あるいはピーク周波数のみを認識する演算手段と、
前記モニタ手段の有する所定周期に対し測定限界以上の
周波数を少なくとも1つ含むようにした前記ビームの所
定周波数を変更する制御手段と、対象となるノイズの周
波数より小さい周波数で単位面積分だけ前記ビームを前
記マークにかけて照射したときの前記演算手段の結果を
リファレンスデータとして予め保有する手段とを具備
し、前記所定周波数の1つについて前記演算手段が実行
され、前記リファレンスデータと比較することにより、
ノイズの周波数を特定すると共に、さらに前記所定周波
数の他の例についての前記演算手段が実行され、相互に
強度比較することによりノイズの大きさを分析すること
を特徴としている。The drawing apparatus of the present invention has, as a second typical feature, means for providing a noise detection mark for use in noise detection in the beam drawing apparatus, and repeatedly irradiating the mark with a beam at a predetermined frequency. Irradiation means, monitor means for taking in the signal of the beam reflected or transmitted by the irradiation means according to the mark at a predetermined cycle, and frequency analysis of the signal taken in by the monitor means. Or a calculation means for recognizing only the peak frequency,
Control means for changing a predetermined frequency of the beam so as to include at least one frequency equal to or higher than a measurement limit with respect to a predetermined cycle of the monitor means, and the beam for a unit area at a frequency lower than the frequency of the target noise. And a means for previously retaining as a reference data a result of the arithmetic means when the mark is irradiated over the mark, the arithmetic means is executed for one of the predetermined frequencies, and by comparing with the reference data,
It is characterized in that the frequency of noise is specified, and the calculating means for another example of the predetermined frequency is executed, and the magnitude of noise is analyzed by comparing the intensities with each other.
【0022】上記の描画装置におけるさらなる特徴とし
て、ビーム描画装置におけるリファレンスデータ検出に
利用するためのレファレンス用パターンを備える手段を
さらに具備したことを特徴とする。A further feature of the above-mentioned drawing apparatus is that it further comprises means for providing a reference pattern for use in detecting reference data in the beam drawing apparatus.
【0023】この発明の描画装置の描画方法は、代表的
な第1の特徴として、ビーム描画装置におけるノイズ検
出に利用するためのノイズ検出用マークを備える手段
と、前記マークに所定周波数でビームを繰り返し照射す
る照射手段と、前記照射手段により前記マークに応じて
反射あるいは透過したビームの信号を所定周期で取り込
むモニタ手段と、前記モニタ手段の有する所定周期に対
し測定限界以上の周波数を少なくとも1つ含むようにし
た前記ビームの所定周波数を変更する制御手段と、前記
制御手段を用い2種類以上の周波数のビームについて前
記モニタ手段により取り込んだそれぞれの信号を周波数
解析しその結果からピーク周波数とそのピークの大きさ
を認識し、認識された各データをそれぞれ比較すること
によって、装置に発生するノイズの周波数υ及びノイズ
の種類及びノイズの大きさを検出する演算手段を具備
し、前記演算手段の結果、ノイズの大きさが最大となる
ノイズに関しその周期を整数倍した1/υ、2/υ、3
/υ、…n/υを計算し、少なくとも描画装置に使用さ
れている偏向器を制御する回路の時定数より大きい周期
となる周波数を前記周期1/υ、2/υ、3/υ、…n
/υに応じて決定される周波数υ、υ/2、υ/3、…
υ/nの中から選択し、その周波数で描画を行うことを
特徴とする。The drawing method of the drawing apparatus according to the present invention has, as a first typical feature, means for providing a noise detection mark for use in noise detection in the beam drawing apparatus, and a beam at a predetermined frequency for the mark. Irradiating means for repeatedly irradiating, monitor means for taking in a signal of a beam reflected or transmitted by the irradiating means in accordance with the mark at a predetermined cycle, and at least one frequency higher than the measurement limit for the predetermined cycle of the monitor means. The control means for changing the predetermined frequency of the beam included, and the frequency signals of the signals captured by the monitor means for the beams of two or more kinds of frequencies are analyzed by the control means, and the peak frequency and its peak are obtained from the result. Is recognized by the device by recognizing the size of each The frequency of the noise, the type of the noise, and the magnitude of the noise are detected. As a result of the arithmetic means, 1 / υ, which is an integer multiple of the cycle of the noise having the maximum noise, / Υ, 3
/ Ν, ... N / υ is calculated, and at least a frequency having a period larger than the time constant of the circuit controlling the deflector used in the drawing apparatus is set to the period 1 / υ, 2 / υ, 3 / υ ,. n
Frequency υ, υ / 2, υ / 3, ...
It is characterized by selecting from υ / n and drawing at that frequency.
【0024】上記描画装置の描画方法におけるさらなる
特徴を(1)〜(3)に示す。 (1) 多重描画を行う際、前記周波数υ、υ/2、υ
/3、…υ/nの中から少なくとも1つ以上の周波数を
選択し、その周波数で描画を行うことを特徴とする。 (2) 描画の周波数をυ、υ/2、υ/3、…υ/n
の中から決定する際、電子ビーム反射検出器等、装備し
た検出器によって検出不可能な範囲内の周波数を選択し
て描画を行うことを特徴とする。 (3) 描画の周波数を決定する際、前記演算手段の結
果から描画装置に発生するトータルノイズ成分が最も小
さくなるように周波数をυ、υ/2、υ/3、…υ/n
の中から選択して描画を行うことを特徴とする。Further features of the drawing method of the drawing apparatus are shown in (1) to (3). (1) When performing multiple drawing, the frequencies υ, υ / 2, υ
It is characterized in that at least one frequency is selected from / 3, ... And υ / n, and drawing is performed at that frequency. (2) Drawing frequency is υ, υ / 2, υ / 3, ... υ / n
When determining from among the above, the drawing is performed by selecting a frequency within a range that cannot be detected by a detector such as an electron beam reflection detector. (3) When the drawing frequency is determined, the frequencies are υ, υ / 2, υ / 3, ... υ / n so that the total noise component generated in the drawing device is minimized from the result of the calculation means.
It is characterized in that it is selected from among and drawn.
【0025】この発明の描画装置の描画方法は、代表的
な第2の特徴として、ビーム描画装置におけるビームを
試料上のマークに照射し複数回走査して得られる前記ビ
ームに対応する2次的な信号を用いてマーク位置を検出
することにより前記試料に対して位置決め、描画する方
法において、k回目のマーク検出のためのビーム走査を
開始するタイミングをtk、全ビーム走査回数をn回、
ビーム位置を変動させる擾乱の1つの周波数をfとする
とき、Σ exp(i(2πftk))がほぼ0となるよう
にtkを定め、このtkのタイミングを有する周波数で
前記試料に対してビーム位置を決め、描画することを特
徴とする。The drawing method of the drawing apparatus of the present invention has, as a second typical feature, a secondary characteristic corresponding to the beam obtained by irradiating the mark on the sample with the beam in the beam drawing apparatus and scanning the mark a plurality of times. In the method of positioning and drawing with respect to the sample by detecting the mark position using such a signal, the timing to start the beam scanning for the k-th mark detection is t k , the total number of beam scanning times is n times,
When one frequency disturbance for varying the beam position is f, defines t k such that Σ exp (i (2πft k) ) is approximately 0, relative to the sample at a frequency having the timing of this t k The feature is that the beam position is determined by drawing and drawing.
【0026】上記描画装置の描画方法におけるさらなる
特徴を(1)〜(2)に示す。 (1) 前記周波数fは描画装置の電源の基本周波数、
もしくはその倍数であることを特徴とする。 (2)ビーム位置を変動させる異なる2種類の周波数を
持つ2種類以上の擾乱に対しそれぞれの周波数をf
m(m=1,2,3 …)とするとき、Σ exp(i(2πfm
tk))がほぼ0となるようにtkを定め、このtkの
タイミングを有する周波数で前記試料に対してビーム位
置を決め、描画することを特徴とする。Further features of the drawing method of the drawing apparatus are shown in (1) and (2). (1) The frequency f is the fundamental frequency of the power supply of the drawing apparatus,
Alternatively, it is a multiple thereof. (2) For each of two or more types of disturbances having two different types of frequencies that change the beam position, set each frequency to f
When m (m = 1,2,3 ...), Σ exp (i (2πf m
t k)) determined a t k such that approximately 0, determines the beam position relative to the specimen at a frequency having the timing of this t k, characterized by drawing.
【0027】この発明によれば、以下のような作用を伴
う。ある所定周波数でノイズ検出用マークにビームをあ
てることによって、ビームのノイズ成分と入射ビームと
の間にうなりが生じる。このうなりの周波数は低いた
め、元来検出不可能だった高周波ノイズでも同様の検出
器を用いてうなりの形で検出可能となる。ここで検出さ
れるものは、うなりと元から存在する低周波のノイズと
の2種の成分とが存在する。この2つの成分は少なくと
も2種類以上の入射周波数成分でモニタすることによっ
て分離が可能となる。また、反射ビーム強度により、ノ
イズの大きさを知ることも可能である。According to the present invention, the following actions are involved. When the beam is applied to the noise detection mark at a predetermined frequency, a beat occurs between the noise component of the beam and the incident beam. Since the frequency of this beat is low, even high-frequency noise that was originally undetectable can be detected in the form of a beat using the same detector. What is detected here includes two types of components, a beat and a low-frequency noise that originally exists. These two components can be separated by monitoring at least two types of incident frequency components. It is also possible to know the magnitude of noise from the reflected beam intensity.
【0028】ノイズの大きさを知るには2種類のノイズ
検出用マークを利用する。線対称な2つのパターンにか
かるビームは位置ずれの変動は相殺され、大きさの変動
が抽出でき、1つのパターンにかかるビームは大きさ+
位置ずれの変動が含まれる。1つのパターンにおける変
動量から大きさの変動量を減じれば、位置ずれの変動が
抽出される。Two types of noise detection marks are used to know the magnitude of noise. With respect to the beams applied to the two line-symmetrical patterns, the positional deviation variation is canceled out, and the size variation can be extracted, and the beam applied to one pattern is equal to
Variations in misalignment are included. If the magnitude variation amount is subtracted from the variation amount in one pattern, the positional deviation variation is extracted.
【0029】この発明の描画方法において、第1の代表
的な特徴では、ノイズに対し、そのノイズの種類(ビー
ムサイズ変動かまたはビーム位置ずれ変動)が特定でき
ることから、描画時、ノイズ除去の選択的制御が可能と
なる。また、第2の代表的な特徴では、マーク検出時の
座標からビーム位置の誤差を除去し、位置変動を描画時
に極力与えない。According to the first typical feature of the drawing method of the present invention, the type of the noise (beam size fluctuation or beam position deviation fluctuation) can be specified for noise. Therefore, noise removal is selected at the time of drawing. Control becomes possible. In the second typical feature, the error of the beam position is removed from the coordinates at the time of detecting the mark, and the position variation is not given as much as possible at the time of drawing.
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】この発明に係る描画装置における
ノイズ検出方法を説明する。以下では、EB(電子ビー
ム)を例とし、ビームサイズ、ビーム位置ずれのノイズ
を考え、これを図と式で説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A noise detecting method in a drawing apparatus according to the present invention will be described. In the following, taking EB (electron beam) as an example, the noise of beam size and beam position shift will be considered, and this will be described with reference to figures and formulas.
【0031】第1の実施形態として、1ノイズの場合を
説明する。簡単のため、ある装置状態(ビームサイズ
S)がノイズを持ち、そのノイズNは1つの周波数(M
Hzオーダー)をもつ正弦関数で表されるとする。下記
の式(1) に示すような正弦波の時間変化で示されるショ
ットを1つのノイズ検出用マーク(パターンともいう)
に向かって打つとする。すると、ビームサイズSは S=So (1+Asinωn t) …(1) A,So :一定 ωn :ノイズの角周波数 と表される。As a first embodiment, the case of one noise will be described. For simplicity, a certain device state (beam size S) has noise, and the noise N is one frequency (M
It is assumed to be represented by a sine function having a (Hz order). One noise detection mark (also called a pattern) is a shot represented by the time change of a sine wave as shown in the following formula (1).
Suppose you hit. Then, the beam size S is expressed as S = S o (1 + Asin ω n t) (1) A, S o : constant ω n : noise angular frequency.
【0032】ビームをある周波数ωs でパターンに照射
したとする。すると、ビームの強度Is は Is =Io (1+αsinωs t) …(2) ωs :ビームの角周波数 α、Io :一定 と表される。It is assumed that the beam is applied to the pattern at a certain frequency ω s . Then, the beam intensity I s is I s = I o (1 + αsinω s t) ... (2) ω s: beam angular frequency α of, I o: is represented by a constant.
【0033】このときの反射電子量Os は Os =Oo (1+Asinωn t)(1+αsinωs t) …(3) Os :一定 となる。The amount of reflected electrons O s at this time is O s = O o (1 + A sin ω n t) (1 + α sin ω s t) (3) O s : constant.
【0034】ここで、ωs =0、すなわちビームをブラ
ンキングオフの状態とすると、反射ビーム検出器の特性
で実効的にOs =一定となり、ノイズ検出不能となる。
しかし、ωs をωn に十分近づけてビーム照射を行え
ば、うなりの周波数を検出することができる。式(3)
で得られる反射電子強度に対し、フーリエ変換を行うと
式(4)が得られる。 F{Os }=f(ω)=Bδ(ωs −ωn ) +Cδ(ωn )+Dδ(ωs )+Eδ(ωs +ωn ) …(4) B,C,D,E:一定ここで、反射ビーム検出器の時定
数から、周波数の高い(MHzオーダー) ωn ,ωs ,ωs +ωn は検出されない。周波数解析の
結果得られるスペクトルはωs −ωn の1本のみであ
り、この値がうなりの角周波数を表していることがわか
る。その値をωu とする。すると、ノイズの周波数ωn
は式(5) で表される。 ωn =ωs ±ωu …(5) この段階では、まだノイズ周波数の特定には至っていな
い。ノイズ周波数特定のため、更に、ショットの角周波
数ωs を変化させ、ωs * (ωs との差が検出器の時定
数より小さい範囲)でパターンにショットを再び打つ。
先に述べたのと同様に反射ビーム量を検出器でモニタ
し、周波数解析の結果、得られるうなりの角周波数ωu
* とすると ωn =ωs ±ωu * …(6) となる。Here, when ω s = 0, that is, when the beam is in the blanking off state, O s = constant effectively due to the characteristics of the reflected beam detector, and noise cannot be detected.
However, if the beam irradiation is performed with ω s sufficiently close to ω n , the beat frequency can be detected. Equation (3)
When the Fourier transform is performed on the backscattered electron intensity obtained in step (4), equation (4) is obtained. F {O s } = f (ω) = Bδ (ω s −ω n ) + C δ (ω n ) + D δ (ω s ) + E δ (ω s + ω n ) ... (4) B, C, D, E: constant here Therefore, ω n , ω s , and ω s + ω n having high frequencies are not detected from the time constant of the reflected beam detector. It can be seen that the spectrum obtained as a result of the frequency analysis is only one of ω s −ω n , and this value represents the angular frequency of the beat. Let that value be ω u . Then, the noise frequency ω n
Is expressed by equation (5). ω n = ω s ± ω u (5) At this stage, the noise frequency has not been specified yet. In order to identify the noise frequency, the angular frequency ω s of the shot is further changed, and the shot is shot again in the pattern with ω s * (the range where the difference from ω s is smaller than the time constant of the detector).
Similar to the above, the amount of reflected beam is monitored by the detector, and as a result of the frequency analysis, the angular frequency ω u of the obtained beat is obtained.
If * , then ω n = ω s ± ω u * (6)
【0035】式(5) ,(6) からわかるように、ピーク位
置がずれることから、このノイズが元からのものではな
く、うなりによって生じるものであることが逆にわか
る。また、シフトの方向とシフトの量から元の高周波ノ
イズの周波数を特定できる。式(5) の2候補、式(6) の
2候補の中で一致するものがノイズの角周波数である。As can be seen from the equations (5) and (6), since the peak positions are displaced, it is conversely understood that this noise is not caused by the original noise but caused by the beat. Further, the frequency of the original high frequency noise can be specified from the shift direction and the shift amount. Among the two candidates of the formula (5) and the two candidates of the formula (6), the coincident one is the angular frequency of noise.
【0036】上述では、高周波数のノイズであるという
前提で議論を進めた。しかし、この前提はなくとも良
い。例えば、入射ビームを周波数0(ブランキングオ
フ)でノイズ検出用マークのパターンに照射し、測定結
果の周波数解析をする。その結果を図1(a)に示す
(I(a.u)はビーム強度であり単位は任意)。この解析
結果と上記の高周波ビームによる解析結果の図1(b)
とを比較すれば、観測されたピークが高周波ノイズとビ
ームのうなりによるものか、ただの低周波ノイズなのか
がわかる。例えば、図1(a)でピークがなく、図1
(b)でピークがあれば、これは高周波ノイズである。
逆にもし、図1(a),(b)で同位置にピークがある
とすれば、これは低周波ノイズを示している。In the above, the discussion has been advanced on the premise that the noise is high frequency noise. However, this assumption is not necessary. For example, the pattern of the noise detection mark is irradiated with the incident beam at a frequency of 0 (blanking off), and the frequency of the measurement result is analyzed. The results are shown in FIG. 1 (a) (I (au) is the beam intensity and the unit is arbitrary). Fig. 1 (b) showing the analysis result and the analysis result by the high frequency beam.
If you compare with, you can see whether the observed peak is due to high frequency noise and the beat of the beam, or just low frequency noise. For example, there is no peak in FIG.
If there is a peak in (b), this is high frequency noise.
On the contrary, if there is a peak at the same position in FIGS. 1A and 1B, this indicates low frequency noise.
【0037】また、高周波ノイズの存在の有無及びノイ
ズ周波数の目安だけを知りたい場合には、周波数0の測
定を1回、高周波数の測定を1回、合わせて2回行うだ
けで十分である。When it is desired to know only the presence or absence of high frequency noise and a guideline of noise frequency, it is sufficient to perform the measurement of frequency 0 once, the measurement of high frequency once, and a total of two times. .
【0038】第2の実施形態として、複数ノイズの場合
を説明する。第1の実施の形態と同様、基本的原理、方
法に変化はない。変わるところは、各周波数解析結果で
ピークが2つ以上生じる点だけである。それも各周波数
解析結果の個々のピークに、第1の実施の形態での議論
をあてはめればよい。すなわち、ゼロ周波数あるいは低
周波数ビームの測定でも存在したピークは低周波ノイズ
であり、存在しないピークは高周波ノイズである。ノイ
ズ周波数の測定精度を高めるためには、第1の実施の形
態と同様に入射周波数をわずかに変え、式(5)と式(6)
から周波数を求めればよい。As a second embodiment, the case of plural noises will be described. Similar to the first embodiment, there is no change in the basic principle and method. The only difference is that each frequency analysis result has two or more peaks. The discussion in the first embodiment may be applied to the individual peaks of each frequency analysis result. That is, the peaks that were present in the zero frequency or low frequency beam measurement were low frequency noise, and the peaks that were not present were high frequency noise. In order to increase the measurement accuracy of the noise frequency, the incident frequency is slightly changed as in the first embodiment, and the equation (5) and the equation (6) are changed.
The frequency can be obtained from
【0039】さらに好ましくは、測定限界以上の入射周
波数を2種以上用いればよい。なぜなら、1つの入射ビ
ームの周波数だけでは、観測しきれないものがあるため
である。反射電子検出器の測定限界周波数をfu とす
る。入射ビームの周波数がfsの場合、測定可能な高周
波ノイズはfs −fu 〜fs +fu である。そのため、
手当たり次第に測定するのであれば、図2のように、入
射ビームの周波数fs1、fs2…を設定すればよい。図中
aは測定不能点を残さないためのマージン分である。無
論、第1の実施の形態で述べたのと同様に測定精度をあ
げるためビーム周波数をfs1、fs2…とし、また、これ
とは別にわずかに周波数をずらしたfs1、fs2…でも観
測すれば、ノイズの周波数をほぼ完全に特定できる。More preferably, two or more types of incident frequencies above the measurement limit may be used. This is because some frequencies cannot be observed with only one incident beam frequency. Let f u be the measurement limit frequency of the backscattered electron detector. If the frequency of the incident beam is f s, measurable high frequency noise is f s -f u ~f s + f u. for that reason,
If the measurement is performed randomly, the frequencies f s1 , f s2, ... Of the incident beam may be set as shown in FIG. In the figure, a is a margin for leaving no unmeasurable points. Needless to say, the beam frequencies are f s1 , f s2, ... To improve the measurement accuracy as described in the first embodiment, and f s1 , f s2, ... If observed, the frequency of noise can be specified almost completely.
【0040】なお、上述では電子ビーム強度を三角関数
で変化させたが、他の変調方法でも良い。なぜなら、繰
り返される強度変調は三角関数の加法で表現できるから
である。例えば、図3のように矩形で変調しても良い。
簡単のため、ノイズは高周波ノイズ1個だけが存在する
ものとする。図3のような矩形波の繰り返しの角周波数
をWo としたとき、観測される反射ビーム強度Irec は Irec =Ao +ΣAi sin(ωi t+λ/2) …(7) と表される。ここで、ωi =Wo ×n (n=1,2 …)
である。Although the electron beam intensity is changed by the trigonometric function in the above description, another modulation method may be used. This is because the repeated intensity modulation can be expressed by addition of trigonometric functions. For example, as shown in FIG. 3, the modulation may be rectangular.
For simplicity, it is assumed that there is only one high frequency noise. When the angular frequency of repetition of a rectangular wave as shown in FIG. 3 is W o , the observed reflected beam intensity I rec is expressed as I rec = A o + ΣA i sin (ω i t + λ / 2) (7) It Where ω i = W o × n (n = 1,2 ...)
It is.
【0041】上記式(7) で、Ao はゼロ周波数を表し、
一般に0ではない。つまり、角周波数0、Wo 、2
Wo 、4Wo をもった三角関係の重ね合わせとなる。ノ
イズ周波数Wn も入射周波数Wo も測定限界周波数Wu
以上とする。また、Wn とWo は近い値を取るとする。
このとき観測されるピークは、Wn 成分とノイズのうな
りだけである。これは、Wn −Wo である。周波数0の
成分とのうなりはWn で観測できず、周波数mWm (m
=2,3 …)とのうなりはmWm −Wo >となり、やはり
観測されない。In the above formula (7), A o represents a zero frequency,
Generally not 0. That is, angular frequency 0, W o , 2
W o, the superposition of the triangular relationship with a 4W o. Both the noise frequency W n and the incident frequency W o are the measurement limit frequency W u
Above. It is also assumed that W n and W o have close values.
The peaks observed at this time are only the W n component and the beat of noise. This is a W n -W o. The beat with the component of frequency 0 cannot be observed at W n , and the frequency mW m (m
= 2,3 ...) The beat is mW m −W o >, which is not observed.
【0042】上記、入射ビームの形状に関するノイズの
形状についてもあてはまる。すなわち、上でノイズ形状
を三角関数に限定したが、本発明はこれに限定されな
い。なぜなら、すべての繰り返し関数は、三角関数の加
法で表されるからである。例えば、何らかの理由でノイ
ズが矩形形状であり、角周波数ωで繰り返し発振してい
る場合を考える。このノイズは反射ビーム強度 I=Ao +ΣA(n)sin(nωt) …(8) で表される(n=1,2 …)。つまり、角周波数0、ω、
2ω、3ω、の周期をもった三角関係の重ね合わせとな
る。The above-described noise shape related to the shape of the incident beam also applies. That is, although the noise shape is limited to the trigonometric function in the above, the present invention is not limited to this. This is because all iterative functions are represented by trigonometric additions. For example, consider a case where the noise has a rectangular shape for some reason and repeatedly oscillates at an angular frequency ω. This noise is represented by reflected beam intensity I = A o + ΣA (n) sin (nωt) (8) (n = 1, 2 ...). That is, angular frequency 0, ω,
It is a superposition of triangular relationships having periods of 2ω and 3ω.
【0043】角周波数ωのノイズが観測されることによ
って、このノイズの存在が認識できる。簡単のため、ノ
イズの例としてビームサイズ変動を取り上げ、その原理
を説明する。以下を第3の実施形態とする。The presence of this noise can be recognized by observing the noise of the angular frequency ω. For simplification, the beam size variation will be taken as an example of noise and its principle will be described. The following is the third embodiment.
【0044】図4はこの発明に係るノイズ検出用マーク
の1つを示すパターン平面図である。このノイズ検出用
マーク4 は、例えば装置のステージに備えられる支持台
(基板)上に設けられており、両者の一部ずつにビーム
がかかる程度に離間した線対称な2つのパターンであ
る。例えば、前述までのノイズ検出に使用されていたの
はこのパターンが1つだけで構成されている。FIG. 4 is a pattern plan view showing one of the noise detection marks according to the present invention. The noise detection mark 4 is provided on, for example, a support (substrate) provided on the stage of the apparatus, and has two line-symmetric patterns that are apart from each other such that a beam is applied to a part of each of them. For example, only one pattern has been used for the noise detection up to the above.
【0045】図4のように、ビームを一方のマークにX
だけ(例えば0.5μm分)マークにかけ照射する。そ
の反射ビーム量のフーリエ変換をとり、ビーム照射の周
波数に対応するピークの大きさを求める。このピーク強
度を、例えばAとする。上述の高周波数のON、OFF
ビームによるノイズ解析を行う。この時、得られたビー
ムとノイズのうなりによるピークの強度をnp とする
と、ビーム寸法の変動は 2Xnp /A …(9) となる。この理由を以下に述べる。As shown in FIG. 4, the beam is X-marked on one mark.
Only (for example, 0.5 μm) is irradiated on the mark. The Fourier transform of the reflected beam amount is taken, and the size of the peak corresponding to the frequency of beam irradiation is obtained. Let this peak intensity be A, for example. ON / OFF of the above high frequency
Perform noise analysis by beam. At this time, when the intensity of the peak due to the beat of the obtained beam and noise is n p , the variation of the beam size is 2Xn p / A (9). The reason for this will be described below.
【0046】ビームサイズが L=Lo +Lsinωn t …(10) ωn :高角周波数 入射するビームの強度を次のように近似する。 I=Io (1+sinωe t) …(11) 反射ビーム量Rは次のように表される。 R=K1 LI+K2 …(12) K1 、K2 :一定 第1項は、ノイズ検出用マークによる反射を表し、第2
項は、他の部分及び迷走電子による部分を表し、これは
ほぼ一定と近似する。The beam size is L = L o + Lsinω n t ... (10) ω n: high-angle the intensity of the beam frequency incident is approximated as follows. I = I o (1 + sin ω e t) (11) The reflected beam amount R is expressed as follows. R = K 1 LI + K 2 (12) K 1 , K 2 : constant The first term represents the reflection by the noise detection mark, and the second term
The term represents the other part and the part due to stray electrons, which approximates to be almost constant.
【0047】反射ビーム検出器による測定量Mは、 M=Ca F(R)+Cb …(13) で表される。Ca 、Cb は測定器、測定状態によって決
まる定数である。Fは()内の量の高周波成分を無視す
ることを意味する。式(13)を変形して M=D1 F(LI)+D2 …(14) を得る。手順1ではMは以下のようになる。 M=D1 F{(Lo +Lsinωn t)Io (1+sinωe t)/2}+D2 =D1 F{Lo Io (1+sinωe t)}+D2 …(15) これをフーリエ変換した量をM* とすると M* =Z1 δ(ω−0)+D1 Lo Io δ(ω−ωe )/4 …(16) 但し、Z1 =FD1 Lo Io /2+Do …(17) となる。The measurement amount M by the reflected beam detector is expressed by M = C a F (R) + C b (13) C a and C b are constants determined by the measuring device and the measuring state. F means to ignore the high frequency components in the amount in parentheses. By modifying the equation (13), M = D 1 F (LI) + D 2 (14) is obtained. In procedure 1, M is as follows. M = D 1 F {(L o + L sinω n t) I o (1 + sinω e t) / 2} + D 2 = D 1 F {L o I o (1 + sinω e t)} + D 2 (15) Fourier transform If the amount is M * , then M * = Z 1 δ (ω−0) + D 1 Lo Io δ (ω−ω e ) / 4 (16) where Z 1 = FD 1 Lo Io / 2 + D o It becomes (17).
【0048】一方、手順2のMは以下のように求められ
る。 M=D1 F{(Lo +Lsin ωn t)Io (1+sin ωe t)/2}+D2 =D1 F{Lo Io /2+Lo Io /2sin ωe t+LIo ×sin ωn t /2+LIo ×sin ωn t×sin ωe t/2}+D2 …(18) かっこ内の第2項と第3項は高周波成分であるため無視
する。よって、 M=D1 F[Lo Io /2+LIo {cos (ωn +ωe )t −cos (ωn −ωe )t}/4]+D2 …(19) かっこ内の第2項も高周波成分であるから無視すると結
局次のようになる。 M=D1 F[Lo Io /2−{LIo cos(ωn −ωe )t}/4] +D2 …(20) 式(20)をフーリエ変換すると M* =Z1 δ(ω−0)+D1 LIo δ{ω−(ωn −ωe )}/4 …(21) ここで、 Z1 =D1 Lo Io /2+D2 …(22) である。On the other hand, M in procedure 2 is obtained as follows. M = D 1 F {(L o + Lsin ω n t) I o (1 + sin ω e t) / 2} + D 2 = D 1 F {L o I o / 2 + L o I o / 2sin ω e t + LI o × sin ω n t / 2 + LI o × sin ω n t × sin ω e t / 2} + D 2 (18) The second and third terms in parentheses are high-frequency components and are ignored. Therefore, M = D 1 F [L o I o / 2 + LI o {cos (ω n + ω e ) t −cos (ω n −ω e ) t} / 4] + D 2 (19) The second term in parentheses Is also a high-frequency component, so if it is ignored, the result will be as follows. M = D 1 F [ Lo Io / 2- {LI o cos (ω n −ω e ) t} / 4] + D 2 (20) When Fourier transform of the equation (20) is performed, M * = Z 1 δ ( ω−0) + D 1 LI o δ {ω− (ω n −ω e )} / 4 (21) Here, Z 1 = D 1 L o Io / 2 + D 2 (22).
【0049】従って、ビームを上と下の両方のパターン
にかけたときにON、OFFしたときのピーク強度は A=D1 Lo Io /4 …(23) np =D1 LIo /8 …(24) よって比例関係から、ノイズの変動振幅Lは、 L=X×np /2A …(25) で求められる。Therefore, the peak intensity when the beam is turned on and off when the beam is applied to both the upper and lower patterns is A = D 1 L o I o / 4 (23) n p = D 1 LI o / 8 ( 24) Therefore, from the proportional relationship, the fluctuation amplitude L of the noise is obtained by L = X × n p / 2A (25).
【0050】上記各実施形態によれば、次のような、描
画装置におけるノイズ検出方法のシーケンスがまとめら
れる。 (i ) 描画装置におけるノイズを検出するために作製
した1つのマークと、そのマークと同じマークと線対称
に離間したマークの2種類のノイズ検出用マーク(パタ
ーン)を用いること。 (ii) 上記( i)のパターンに所定周波数で整形、変
調されたビーム等を照射し、パターンを透過あるいはパ
ターンにより反射されたビーム信号をメモリにモニタ記
憶すること。 (iii) 少なくとも2種類以上の周波数によって(ii)
を行うこと(2種類のノイズ検出用マークについて各
々)。 (iv) 上記各種のモニタ結果をフーリエ変換等の周波
数解析を行い、その結果を比較することによりノイズの
周波数υを求めること。また、 (v ) ノイズの大きさ(変動量)について、ノイズの
周波数より十分小さいと思われる周波数で単位面積分だ
けビームをパターンにかけて照射し、その透過もしくは
反射ビーム量に関するリファレンスデータ(ノイズ検出
用マークの単位面積当たりの透過、反射ビーム量のデー
タ)と(ii),(iii) ,(iv)で得られたモニタ結果と
の強度比較を行い、ノイズをビームのサイズの変動量と
ビームの位置ずれに分離し、それぞれの変動量を求める
こと。According to each of the above-described embodiments, the following sequence of noise detection methods in the drawing device is summarized. (I) Use of two types of noise detection marks (patterns), one mark produced for detecting noise in the drawing apparatus and a mark which is line symmetrical with the same mark as the mark. (Ii) The pattern of (i) above is irradiated with a beam or the like shaped and modulated at a predetermined frequency, and the beam signal transmitted through the pattern or reflected by the pattern is stored in a memory as a monitor. (iii) At least two types of frequencies (ii)
(For each of the two types of noise detection marks). (Iv) The frequency of noise is calculated by performing frequency analysis such as Fourier transform on the above-mentioned various monitor results and comparing the results. In addition, (v) Regarding the size (variation) of noise, the beam is applied to the pattern by a unit area at a frequency that is considered to be sufficiently smaller than the frequency of the noise, and reference data (for noise detection) related to the amount of the transmitted or reflected beam is emitted. The intensity of the transmitted / reflected beam per unit area of the mark) and the monitor results obtained in (ii), (iii), and (iv) are compared, and noise is compared with the variation in beam size and the beam. Separate into position shifts and obtain the amount of variation for each.
【0051】次に、第4の実施形態として、電子ビーム
描画装置を踏まえて説明する。図5は本発明を適用する
電子ビーム描画装置を示す概略構成図である。図中、10
は試料室、11はターゲット、12は試料台、13はマーク支
持台、14はノイズ検出用マーク(パターン)、15は反射
電子検出器、16はレファレンス用パターン、20は電子光
学鏡筒、21は電子銃、22a〜22eは各種レンズ系、23〜
26は各種偏向系、27aはブランキング板、27b,27cは
ビーム成形用アパーチャマスクを示している。また、31
は試料台駆動回路部、32はレーザー測長系、33は偏向制
御回路部、34は可変成形ビーム寸法制御回路部、36はバ
ッファメモリ及び制御回路、37は制御計算機、38はデー
タ変換用計算機、39はCADシステムを示している。Next, as a fourth embodiment, an electron beam drawing apparatus will be described. FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an electron beam drawing apparatus to which the present invention is applied. 10 in the figure
Is a sample chamber, 11 is a target, 12 is a sample stand, 13 is a mark support, 14 is a noise detection mark (pattern), 15 is a backscattered electron detector, 16 is a reference pattern, 20 is an electron optical lens barrel, 21 Is an electron gun, 22a to 22e are various lens systems, and 23 to
Reference numeral 26 is various deflection systems, 27a is a blanking plate, and 27b and 27c are beam forming aperture masks. Also, 31
Is a sample stage drive circuit unit, 32 is a laser length measurement system, 33 is a deflection control circuit unit, 34 is a variable shaped beam size control circuit unit, 36 is a buffer memory and control circuit, 37 is a control computer, 38 is a data conversion computer. , 39 shows a CAD system.
【0052】試料台駆動回路31は制御計算機37からの命
令によりテーブルを移動させることができる。電子銃21
から放出された電子ビームはブランキング用偏向器23に
よりON、OFFされる。この装置はこのブランキング
用偏向器23のON時間を調整することにより照射時間
が、また、OFF時間を調整することにより照射待ち時
間(セトリングタイム)が調整可能となっている。これ
らを調整することにより、ビームの照射周波数が可変と
なっている。各ON(及びOFF)時間は、図5のブラ
ンキング制御回路部34内に設定可能である。これらの時
間は、制御計算機37から制御回路36を通し設定される。
また、ビームのON、OFFの繰り返し、照射の開始、
周波数の倍数計算、描画のスループットや偏向を制御す
るコンデンサ・レンズの時定数に応じた周波数の選択、
照射の開始及び終了もまた制御計算機37から行われる。The sample table drive circuit 31 can move the table according to an instruction from the control computer 37. Electron gun 21
The electron beam emitted from is turned on and off by the blanking deflector 23. In this device, the irradiation time can be adjusted by adjusting the ON time of the blanking deflector 23, and the irradiation waiting time (settling time) can be adjusted by adjusting the OFF time. By adjusting these, the irradiation frequency of the beam is variable. Each ON (and OFF) time can be set in the blanking control circuit unit 34 of FIG. These times are set from the control computer 37 through the control circuit 36.
In addition, the beam is turned on and off repeatedly, irradiation is started,
Frequency multiple calculation, selection of frequency according to time constant of condenser lens that controls drawing throughput and deflection,
The start and end of irradiation are also performed from the control computer 37.
【0053】ブランキング板27aを通過したビームはビ
ーム成形用偏向器24及びビーム成形用アパーチャマスク
27b,27cにより矩形ビームに成形され、そしてその矩
形の寸法が可変される。そして、この成形されたビーム
は走査用偏向器25,26によりターゲット11上で偏向走査
され、このビーム走査によりターゲット11が所望パター
ンに描画されるものとなっている。なお、この装置にお
ける電子線の標準の加速電圧は50kVであり、また発
生し得る可変成形ビームの最大のサイズは高さ2μm、
幅2μmの矩形である。The beam passing through the blanking plate 27a is deflected by the beam forming deflector 24 and the beam forming aperture mask.
The beam is shaped into a rectangular beam by 27b and 27c, and the size of the rectangle is changed. Then, the shaped beam is deflected and scanned on the target 11 by the scanning deflectors 25 and 26, and the target 11 is drawn in a desired pattern by this beam scanning. The standard acceleration voltage of the electron beam in this device is 50 kV, and the maximum size of the variable shaped beam that can be generated is 2 μm in height,
It is a rectangle with a width of 2 μm.
【0054】また、同装置には、反射ビーム検出器15が
備えられており、パターン(ノイズ検出用マーク等)で
反射された電子を検出する。ここで、反射ビーム検出器
15の測定限界角周波数は500kHzである。モニタ及
び制御回路40は反射ビーム検出器からデータを取り込
む。これは、所定の時間間隔ごとに行われ、所定の回数
N回だけ行った後、その動作を終了する。このようにし
て蓄えられたN個のデータは一括して制御計算機37が取
り込む。上記、回路の制御及び検出間隔の設定等は制御
計算機37から行われる。The apparatus is also provided with a reflected beam detector 15, which detects the electrons reflected by the pattern (noise detection mark or the like). Where the reflected beam detector
The measurement limit angular frequency of 15 is 500 kHz. Monitor and control circuit 40 acquires data from the reflected beam detector. This is performed at predetermined time intervals, and after the predetermined number of times N times, the operation is finished. The N pieces of data thus stored are collectively fetched by the control computer 37. The control computer 37 controls the circuit and sets the detection interval.
【0055】試料台12の上にはマーク支持台13とその上
にノイズ検出用の各種マークが搭載されている。このマ
ークは、シリコンウエハー上に形成されたW(タングス
テン)のパターンである。これらのマークはそれぞれの
形状に応じて、ノイズの種別を判定するのに使用する。
ノイズの種類としてはここでは大きくわけてショットサ
イズ変動とショット位置ずれの2つを考える。ここで簡
略のため、Y方向のノイズのみを考えることにする。A mark support base 13 is mounted on the sample base 12, and various marks for noise detection are mounted on the mark support base 13. This mark is a W (tungsten) pattern formed on a silicon wafer. These marks are used to determine the type of noise according to their shapes.
There are two types of noise, shot size fluctuation and shot position shift. Here, for simplicity, only noise in the Y direction will be considered.
【0056】図6(a),(b),(c),(d)にノ
イズ検出用マークの例を示す。簡単のため、マーク4-1
,4-2 ,5-1 ,5-2 は1μmで統一してある。図6
(a),(b)中の点線はビームの照射例である。マー
クのエッジ(パターンの一部)にかけて照射する。この
図6(a),(b)に示したパターン形状ではショット
の位置ずれによる反射電子変動量が上下のパターンで相
殺されるので、ショットの位置ずれによるトータルの反
射電子量は変動しない。従って、このパターンではショ
ットサイズ変動量のみが検出されることになる。Examples of noise detection marks are shown in FIGS. 6 (a), 6 (b), 6 (c) and 6 (d). Mark 4-1 for simplicity
, 4-2, 5-1, and 5-2 are unified to 1 μm. FIG.
The dotted lines in (a) and (b) are examples of beam irradiation. Irradiate to the edge of the mark (a part of the pattern). In the pattern shapes shown in FIGS. 6A and 6B, the variation amount of backscattered electrons due to the displacement of the shot is offset by the upper and lower patterns, so that the total backscattered electron amount does not vary due to the displacement of the shot position. Therefore, only the shot size variation amount is detected in this pattern.
【0057】また、図6(c),(d)に示したパター
ンによる反射電子量は、ショットサイズ変動量とショッ
ト位置ずれ量の効果が混在した反射電子強度になってい
る。従って、図6(a),(b)のパターンで得られた
反射電子の周波数解析結果との比較によりショットの位
置ずれ量、ショットサイズ変動量のノイズの分離が可能
である。The amount of backscattered electrons according to the patterns shown in FIGS. 6C and 6D has a backscattered electron intensity in which the effects of the shot size variation amount and the shot position shift amount are mixed. Therefore, by comparing with the frequency analysis result of the backscattered electrons obtained in the patterns of FIGS. 6A and 6B, it is possible to separate the noise of the shot displacement amount and the shot size variation amount.
【0058】このような装置によってノイズ解析が以下
のように行われる。図5において、まず、制御計算機37
から試料台駆動回路部31に命令を送り、対象のノイズ検
出用マークがビーム直下の位置にセットされるようにす
る。次に、制御計算機からビームのON及びOFF時間
をブランキング制御回路部34に設定する。さらに、モニ
タ及び制御回路部40にモニタする時間、間隔と回数を設
定する。次に、ビームのON、OFFの照射の繰り返し
命令をブランキング制御回路部34に送り、次に制御回路
部40にモニタ開始するコメントを送る。これらもすべて
制御計算機37から行われる。所定時間経過後、制御計算
機37はブランキング制御回路部34に終了命令を送り、モ
ニタ及び制御回路部40から検出データを取り込み、ハー
ドディスクにセーブする。Noise analysis is performed as follows by such an apparatus. In FIG. 5, first, the control computer 37
Sends a command to the sample stage drive circuit section 31 so that the target noise detection mark is set at a position directly below the beam. Next, the ON / OFF time of the beam is set in the blanking control circuit unit 34 from the control computer. Further, the monitor, the control circuit unit 40, and the monitor time and interval are set. Next, a repeat command of beam ON / OFF irradiation is sent to the blanking control circuit unit 34, and then a comment to start monitoring is sent to the control circuit unit 40. All of these are also performed from the control computer 37. After a lapse of a predetermined time, the control computer 37 sends an end command to the blanking control circuit unit 34, fetches the detection data from the monitor and control circuit unit 40, and saves it in the hard disk.
【0059】以上の動作をいくつかの入射ビーム周波数
について行う。さらにこのような動作を各ノイズ検出用
のパターンについて行う。その後、データの解析を行
う。以上の動作は制御計算機37に予め組み込まれたシー
ケンスに従って制御計算機37が行う。データの解析例は
後に示すのでここではおおまかな流れだけを述べる。The above operation is performed for several incident beam frequencies. Further, such an operation is performed for each noise detection pattern. After that, the data is analyzed. The above operation is performed by the control computer 37 in accordance with a sequence previously incorporated in the control computer 37. An example of data analysis will be shown later, so only the rough flow will be described here.
【0060】まず、入射ビームの各周波数のデータに関
し、制御計算機37はその周波数解析を行い、そのピーク
位置と強度を求める。次にその結果を比較し、ピーク位
置からノイズの周波数を求め、強度からノイズの大きさ
の程度を求める。ここで周波数解析はあらかじめ組み込
まれた高速フーリエ変換のシーケンスを実行することに
より行われる。また、ピークの位置と強度の解析は以下
の順序で行われる。すなわち、(1)ピークの認識、
(2)ピークの周波数の認識、(3)ピークの強度の認
識である。ここで(3)の強度をピークの面積にかえて
求めても良い。First, with respect to each frequency data of the incident beam, the control computer 37 analyzes the frequency and obtains the peak position and intensity thereof. Next, the results are compared, the frequency of the noise is obtained from the peak position, and the magnitude of the noise is obtained from the intensity. Here, the frequency analysis is carried out by executing a sequence of fast Fourier transforms that are incorporated in advance. The analysis of peak positions and intensities is performed in the following order. That is, (1) peak recognition,
(2) Recognition of peak frequency, and (3) Recognition of peak intensity. Here, the intensity of (3) may be obtained instead of the peak area.
【0061】次に、第5の実施形態として、上記第4の
実施形態を用いた具体的なノイズの検出について(例え
ばY方向のビームサイズにのったノイズ)説明する。こ
こでのノイズは、例えば、周波数0.7MHz、その振
幅20nmを出力する。1.5μm角のビームを用い、
これをON、OFFさせてビーム強度の変調を行った。
強度は矩形の繰り返しで変化する。この時の入射ビーム
の角周波数feは0Hz、900kHz、1.8MHz
とした。これにより、0Hzから2.3MHz(1.8
+0.5MHz)までのノイズをモニタできる。Next, as the fifth embodiment, specific noise detection using the fourth embodiment (for example, noise according to the beam size in the Y direction) will be described. The noise here outputs a frequency of 0.7 MHz and an amplitude of 20 nm, for example. Using a 1.5 μm square beam,
This was turned on and off to modulate the beam intensity.
The intensity changes with the repetition of the rectangle. The angular frequency f e of the incident beam at this time is 0 Hz, 900 kHz, 1.8 MHz
And As a result, 0 Hz to 2.3 MHz (1.8
Noise up to +0.5 MHz can be monitored.
【0062】以下、Y方向のビームサイズ及びビーム位
置の解析例を述べる。ビームを図6(a)の点線位置に
繰り返し照射し、Y方向のビームサイズのノイズを調べ
た。その周波数解析結果を図7(a),(b),(c)
に示す。図中、ピークA1 からA3 は、50kHzの低
周波ノイズの存在を示している。一方、ピークB1 は
1.1MHz(0.9+0.2MHz)または、0.7
MHz(0.9−0.2MHz)のノイズの存在を示し
ている(結果[1] )。ピークC1は2.2MHz(1.
8+0.4MHz)または、1.4MHz(1.8−
0.4MHz)のノイズの存在を示している(結果[2]
)。このことからまず、Y方向のビームサイズに関わ
る回路部分に、何らかの問題があり、ノイズを引き起こ
していることがわかる。しかもそれはMHzオーダーの
ものである。An example of analyzing the beam size and the beam position in the Y direction will be described below. The beam was repeatedly irradiated at the position indicated by the dotted line in FIG. 6A, and the noise of the beam size in the Y direction was examined. The frequency analysis results are shown in Figs. 7 (a), (b), (c).
Shown in In the figure, peaks A1 to A3 indicate the presence of low-frequency noise of 50 kHz. On the other hand, the peak B1 is 1.1 MHz (0.9 + 0.2 MHz) or 0.7
It shows the presence of noise of MHz (0.9-0.2 MHz) (result [1]). The peak C1 is 2.2 MHz (1.
8 + 0.4 MHz) or 1.4 MHz (1.8-
It shows the presence of noise of 0.4 MHz (result [2]
). From this, it can be seen that there is some problem in the circuit portion related to the beam size in the Y direction and causes noise. Moreover, it is of the MHz order.
【0063】周波数の特定のため、制御計算機はシーケ
ンスに従ってfe =0.8MHz、及び2.2MHzで
再測定を行う。その周波数解析結果を図8(a),
(b)に示す。ピークB2 の周波数から、このノイズの
周波数は0.9MHz(0.8+0.1)または、0.
7MHz(0.8−0.1)であることがわかる。先述
の結果[1] と合わせ、ノイズ周波数は0.7MHzと決
定される(結果[3] )。In order to identify the frequency, the control computer re-measures at f e = 0.8 MHz and 2.2 MHz according to the sequence. The frequency analysis result is shown in FIG.
(B). From the frequency of peak B2, the frequency of this noise is 0.9 MHz (0.8 + 0.1) or 0.
It can be seen that the frequency is 7 MHz (0.8-0.1). The noise frequency is determined to be 0.7 MHz together with the result [1] described above (result [3]).
【0064】図7(c)のピークC1 、図8(b)のピ
ークC2 についても同様にしてノイズ周波数は1.4M
Hzと決定される。この値0.7MHzは(結果[3] )
の倍であるから、結果[3] で検出されたノイズの高調波
成分と考えられる。これにより、Y方向nビームサイズ
に関わる回路部で発生するノイズは0.7MHzあるい
は1.4MHzであることがわかり、制御計算機はこの
結果を出力する。The noise frequency of the peak C1 in FIG. 7C and the peak C2 in FIG. 8B are 1.4M in the same manner.
Hz is determined. This value 0.7MHz is (result [3])
Therefore, it is considered to be the harmonic component of the noise detected in the result [3]. As a result, it can be seen that the noise generated in the circuit section related to the n-beam size in the Y direction is 0.7 MHz or 1.4 MHz, and the control computer outputs this result.
【0065】次に、図6(c)に示したノイズ検出用マ
ークの1つを利用しノイズを測定する。上で述べたよう
に、このマークを用いればビームサイズ変動のノイズと
ビームの位置ズレ変動のノイズの両者が測定される。周
波数fe は、上述の例と同様に0MHz、0.8MH
z、0.9MHz、1.6MHz、1.8MHzとし
た。周波数解析結果を図9(a),(b),(c)、図
10(a),(b)に示す。ピークA1 ′〜A5 ′、C
1 ′、C2 ′は図6(a)のマーク利用時にも見えたも
のである。ピークP1 、P2 が新たに出現したものであ
る。これらのピーク位置300kHzと400kHzか
らこのノイズの周波数は1.2MHzであることがわか
る。これにより、Y方向のビーム位置を制御する電気回
路系に何らかの問題がありその周波数は1.2MHzで
あることがわかる。Next, the noise is measured by using one of the noise detection marks shown in FIG. 6 (c). As described above, this mark can be used to measure both the beam size variation noise and the beam position variation variation noise. The frequency f e is 0 MHz and 0.8 MH as in the above example.
z, 0.9 MHz, 1.6 MHz and 1.8 MHz. The frequency analysis results are shown in FIGS. 9 (a), (b), (c), and FIGS. 10 (a), (b). Peaks A1 'to A5', C
1'and C2 'are also visible when the mark in FIG. 6 (a) is used. Peaks P1 and P2 have newly appeared. From these peak positions of 300 kHz and 400 kHz, it can be seen that the frequency of this noise is 1.2 MHz. From this, it can be seen that there is some problem in the electric circuit system that controls the beam position in the Y direction, and its frequency is 1.2 MHz.
【0066】次に、上記周波数解析のデータからノイズ
強度を求める。1.5μm角のビームを図11(a)の
点線に示したようにマークにかけ、周波数1kHzでO
N、OFFし対応する1kHzのピークの大きさk1 及
びk2 を得る。一方、上記寸法変動に関する0.7MH
zのうなりの強度は0.01k1 であった。このことか
らノイズの振幅は0.01×2×1μm=0.02μm
と計算される。制御計算機はノイズの種類として、Y方
向のビームサイズ、ノイズの周波数(0.7MHz)、
大きさ(20nm)を出力する。Next, the noise intensity is obtained from the frequency analysis data. A beam of 1.5 μm square was applied to the mark as shown by the dotted line in FIG.
N and OFF, and the corresponding peak magnitudes k 1 and k 2 of 1 kHz are obtained. On the other hand, 0.7 MH related to the above dimensional variation
The beat intensity of z was 0.01 k 1 . From this, the amplitude of noise is 0.01 × 2 × 1 μm = 0.02 μm
Is calculated. The control computer, as the type of noise, the beam size in the Y direction, the frequency of the noise (0.7 MHz),
The size (20 nm) is output.
【0067】次に、上記実施したマークの実験結果より
位置に関するノイズを調べる。まず、fe =0.9MH
zでの200kHzのうなり(ノイズ周波数は0.7M
Hz)について計算する。そのピークの大きさとして、
図11(b)として示されるように、0.011k2 が
得られる。この結果により、このノイズによる変動量
は、±0.011×2×1μm=±0.022μmと計
算される。この変動量のうち、±0.02の変動分が上
記ビームサイズの変動によるものであり、残り±0.0
02μmの変動が位置の変動ノイズと考えられる。よっ
て、制御計算機は、 (1)ノイズの種類(Y方向のビーム位置、ビームサイ
ズ変動) (2)ノイズの周波数(0.7MHz) (3)ノイズの大きさ(20nm、2nm) を出力する。Next, the noise relating to the position is examined from the result of the mark experiment conducted above. First, f e = 0.9 MH
200kHz beat at z (noise frequency is 0.7M
Hz). As the size of the peak,
As shown in FIG. 11B, 0.011 k 2 is obtained. From this result, the fluctuation amount due to this noise is calculated as ± 0.011 × 2 × 1 μm = ± 0.022 μm. Of this variation, the variation of ± 0.02 is due to the variation of the beam size, and the remaining ± 0.02.
A fluctuation of 02 μm is considered as position fluctuation noise. Therefore, the control computer outputs (1) noise type (beam position in Y direction, beam size fluctuation) (2) noise frequency (0.7 MHz) (3) noise magnitude (20 nm, 2 nm).
【0068】次にfe =0.9MHzでの300kHz
のうなり(ノイズの周波数は1.2MHz)について処
理する。このピークの大きさとして0.0015k2 を
得る。このノイズの振幅は0.0015×2×1μm=
0.003μmと計算される。制御計算機は次のように
出力する。 (1)ノイズの種類(Y方向のビーム位置) (2)ノイズの周波数(1.2MHz) (3)ノイズの大きさ(3nm) 以上の制御計算機の出力からY方向のビームサイズに関
するノイズに対処すべきことがわかった。Next, 300 kHz at f e = 0.9 MHz
A beat (noise frequency is 1.2 MHz) is processed. The magnitude of this peak is 0.0015 k 2 . The amplitude of this noise is 0.0015 × 2 × 1 μm =
It is calculated to be 0.003 μm. The control computer outputs as follows. (1) Kind of noise (beam position in Y direction) (2) Frequency of noise (1.2 MHz) (3) Magnitude of noise (3 nm) Dealing with noise related to beam size in Y direction from the output of the above control computer I knew what to do.
【0069】上記実施の形態では、ピークの大きさとノ
イズの大きさの関係はノイズ解析と同時に行ったが同時
である必要はない。あらかじめ上記関係を求めておき、
ノイズ解析時に繰り返し利用することも可能である。In the above-mentioned embodiment, the relationship between the peak size and the noise size is performed at the same time as the noise analysis, but it does not have to be the same. I asked for the above relationship in advance,
It can also be used repeatedly during noise analysis.
【0070】上記実施の形態では、電子ビーム描画装置
についてのノイズ解析方法を示したものであるが、本発
明は電子ビーム描画装置に限定したものでない。パター
ンの描画に荷電粒子を用いたものすべてに有効であり、
例えば、イオンビーム描画装置についても本発明は有効
である。In the above embodiment, the noise analysis method for the electron beam writing apparatus is shown, but the present invention is not limited to the electron beam writing apparatus. It is effective for all those that use charged particles to draw patterns,
For example, the present invention is effective for an ion beam drawing device.
【0071】次に、第6の実施形態として、電磁波を使
用して描画を行うものの例としてレーザ描画装置を踏ま
えて説明する。図12は本発明を適用するレーザ描画装
置を示す概略構成図である。図において、光学系は基本
的構成について図5と同様であるので、レーザ光学系を
簡略化して示した。101 は試料室、11はターゲット、12
は試料台、13はマーク支持台、14はノイズ検出用マーク
(パターン)、31は試料台駆動回路部、44はフォトマル
チプライア、401 はモニタ及び制御回路、37は制御計算
機、41は電源及び制御回路、45はレーザ機構、36はバッ
ファメモリ及び制御回路、42はファンクションジェネレ
ータ、43は各種制御回路、46は各種光学系である。Next, as a sixth embodiment, a description will be given based on a laser drawing apparatus as an example of drawing using electromagnetic waves. FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a laser drawing apparatus to which the present invention is applied. In the figure, the optical system has the same basic configuration as that shown in FIG. 5, so the laser optical system is simplified. 101 is the sample chamber, 11 is the target, 12
Is a sample stand, 13 is a mark support stand, 14 is a noise detection mark (pattern), 31 is a sample stand drive circuit unit, 44 is a photomultiplier, 401 is a monitor and control circuit, 37 is a control computer, 41 is a power supply and A control circuit, 45 is a laser mechanism, 36 is a buffer memory and control circuit, 42 is a function generator, 43 is various control circuits, and 46 is various optical systems.
【0072】このレーザ描画装置において、φ=0.3
μmのレーザビームにファンクションジェネレータ42を
用い、ビームの波形整形、ビームの周波数変調を行う。
ここでは、周波数は0.86MHz、0.80MHzの
2種類の周波数でビーム強度が正弦波の時間変化を持つ
もので行った。In this laser drawing apparatus, φ = 0.3
The function generator 42 is used for the μm laser beam to shape the waveform of the beam and modulate the frequency of the beam.
Here, the frequency was 0.86 MHz and 0.80 MHz, and the beam intensity was sinusoidal with time.
【0073】ここでのノイズもビームサイズ変動、ビー
ムの位置ずれのことを意味する。上記2種類の周波数で
ビームをノイズ検出用マーク(パターン)に照射する。
この場合のパターンはレーザー光に対する反射率、耐性
等を考慮するとAuが望ましい。パターンからの反射光
強度をフォトマルチプライア44の感度を調節しながらモ
ニタし、データを記憶させ、フーリエ変換を行うと図1
3(a),(b)のような解析結果が得られた。これに
より、高周波数領域の周波数0.86MHzに対して4
0kHz、0.80MHzに対して20kHzシフトし
たピークが得られていることから、Y方向の位置ずれノ
イズの周波数は(0.86±0.04)MHz、(0.
80±0.02)MHzが候補としてあげられ、双方の
結果から0.82MHzが求めるノイズの周波数である
ことがわかる。また、この結果からノイズ強度を求める
と図14(a)に示すように、0.001k1 であっ
た。これにより、ノイズのビーム変動の振幅は0.00
1×2×1=0.002μmと計算される。The noise here also means a beam size variation and a beam position shift. The beam is applied to the noise detection mark (pattern) at the above two frequencies.
In this case, the pattern is preferably Au in consideration of the reflectance and resistance to the laser light. The intensity of reflected light from the pattern is monitored while adjusting the sensitivity of the photomultiplier 44, the data is stored, and the Fourier transform is performed.
The analysis results as shown in 3 (a) and 3 (b) were obtained. As a result, 4 for the frequency of 0.86MHz in the high frequency range
Since a peak shifted by 20 kHz is obtained with respect to 0 kHz and 0.80 MHz, the frequency of the positional deviation noise in the Y direction is (0.86 ± 0.04) MHz, (0.
80 ± 0.02) MHz is given as a candidate, and it is understood from both results that 0.82 MHz is the desired noise frequency. The noise intensity obtained from this result was 0.001 k 1 , as shown in FIG. As a result, the amplitude of the beam fluctuation of noise is 0.00
It is calculated that 1 × 2 × 1 = 0.002 μm.
【0074】次に、図6(c)で示したノイズ検出用マ
ークに、上記同様の周波数0.86MHzと0.80M
Hzの2種類の周波数でビームを照射する。このマーク
を用いれば、前述したように、反射ビーム量がビームの
位置ずれビームサイズの変動の両者が測定される。この
マークは図6(a)の上下どちらか片方しか存在しない
場合と全く同じである。それを図6(c)のマークをセ
ットしたポイントと全く同様の場所にセットする。その
時の反射ビーム量を先程と同様にデータを記憶させ、フ
ーリエ変換を行い、周波数解析を行うと、図13
(c),(d)の解析結果が得られた。この結果からノ
イズ強度を求めると0.046k2 であった。これによ
り、ノイズのビームサイズ変動とビーム位置ずれ変動の
合計の変動振幅は0.046×2×1=0.092μm
と計算される。この結果より、ビームのサイズ変動分が
0.002μm、位置ずれ変動分が0.09μmである
ことがわかった。Next, on the noise detection mark shown in FIG. 6C, the same frequencies as above, 0.86 MHz and 0.80 M, are added.
The beam is emitted at two frequencies of Hz. If this mark is used, as described above, both the amount of the reflected beam, the displacement of the beam, and the variation of the beam size can be measured. This mark is exactly the same as the case where only one of the upper and lower sides exists in FIG. Set it at exactly the same place as the point where the mark in FIG. 6 (c) was set. Data of the reflected beam amount at that time is stored in the same manner as above, Fourier transform is performed, and frequency analysis is performed.
The analysis results of (c) and (d) were obtained. The noise intensity obtained from this result was 0.046 k 2 . As a result, the total fluctuation amplitude of the noise beam size fluctuation and the beam position deviation fluctuation is 0.046 × 2 × 1 = 0.092 μm.
Is calculated. From this result, it was found that the beam size variation was 0.002 μm and the positional deviation variation was 0.09 μm.
【0075】以上の結果から、この実施形態におけるレ
ーザ描画装置におけるノイズ周波数0.82MHzにつ
いても装置内部のレーザのビーム幅、位置を決定する回
路等にノイズの原因があることがわかった。From the above results, it was found that even with the noise frequency of 0.82 MHz in the laser drawing apparatus of this embodiment, there is a cause of noise in the circuit for determining the beam width and position of the laser inside the apparatus.
【0076】因みに、レーザ描画装置において、上記結
果を算出するために従来のレジスト段階で評価を進める
と、約3ケ月もの期間が費やされる。しかし、この発明
を適用することにより、上記結果を算出するための期間
は従来の約1/5にまで短縮することができる。Incidentally, in the laser drawing apparatus, if evaluation is carried out at the conventional resist stage in order to calculate the above result, it takes about 3 months. However, by applying the present invention, the period for calculating the above result can be shortened to about ⅕ of the conventional period.
【0077】次に、第7の実施形態として、ビーム強度
の変調方法についての他の例を説明する。これまでの実
施形態では、ビームのON、OFFを繰り返すことによ
り、うなりを生じさせていた。これを他の方法で行って
もよい。Next, as a seventh embodiment, another example of the beam intensity modulation method will be described. In the above-described embodiments, beats are generated by repeating ON / OFF of the beam. This may be done in other ways.
【0078】例えば、図15(a),(b)に示すよう
にビーム位置を変動、スキャンさせる方法もある。これ
はビームONの状態のまま偏向器にかける電圧を高周波
数で変動させることによって実現できる。For example, there is also a method of changing and scanning the beam position as shown in FIGS. This can be realized by changing the voltage applied to the deflector at a high frequency while the beam is on.
【0079】この発明で用いられるノイズ検出用マーク
は、モニタする上で、マークが設けられる基板と異なる
原子を用いて構成されることはもちろんのこと、パター
ンの素材について、ビームの種類に応じて使い分けても
よい。例えば電子ビーム描画装置において、Wに限らず
磁化せずかつ散乱断面積の大きい原子量の比較的大きい
金属であれば何でもよい。W−Siも候補としてあげて
おく。The noise detection mark used in the present invention is constructed not only by using atoms different from the substrate on which the mark is provided for monitoring, but also by the pattern material depending on the type of beam. You may use them properly. For example, in an electron beam drawing apparatus, not only W but any metal that does not magnetize and has a large scattering cross-section and a relatively large atomic weight may be used. W-Si is also listed as a candidate.
【0080】レーザー描画装置においてもAuに限定さ
れるものではない。レーザーのパワー、波長に応じて反
射率と耐性の良い金属(例Ag,W)または通常のパタ
ーンにコーティングを施し反射率と耐性を上げたものに
対しても本発明は有効である。The laser drawing apparatus is not limited to Au. The present invention is also effective for a metal (eg, Ag, W) having a high reflectance and resistance depending on the laser power and wavelength, or a metal having a normal pattern coated to increase the reflectance and resistance.
【0081】パターンの形状についても、図6(a),
(b),(c),(d)に示したもの以外ショットにノ
イズがのる事によりその反射電子強度が大きく変化する
ものであれば形状は特にこだわらない。Regarding the shape of the pattern, as shown in FIG.
Other than the shapes shown in (b), (c), and (d), the shape is not particularly limited as long as the reflected electron intensity greatly changes due to noise on the shot.
【0082】ビームの波形についても、特定の周期をも
つものであれば前出同様の周波数解析が行えるので正弦
波、矩形波に限定されず、鋸波等のビームを利用しても
良い。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。The beam waveform is not limited to a sine wave or a rectangular wave because a frequency analysis similar to the above can be performed as long as it has a specific period, and a sawtooth beam or the like may be used. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【0083】次に、第8の実施形態として、上述のよう
な描画装置における描画方法について説明する。ノイズ
の周波数、大きさがたとえ判明しても、偏向系やその制
御系にノイズの原因と考えられる要因が回路等に見出だ
せない場合、ノイズの原因箇所がはっきりとは特定でき
ない。この結果、描画時におけるノイズを除去できず、
マスク、ウェハ面内でのばらつきが改善されない事態も
考えられる。Next, as an eighth embodiment, a drawing method in the above-described drawing apparatus will be described. Even if the frequency and magnitude of noise are known, the cause of noise cannot be clearly identified if the cause of the noise in the deflection system or its control system cannot be found in the circuit or the like. As a result, noise at the time of drawing cannot be removed,
It is also possible that the variations in the mask and wafer planes are not improved.
【0084】そこで、描画装置に生ずるノイズの周波
数、ビームサイズの変化量、ビームの位置ずれ量等の特
定を、上述実施形態に示したように精度良く効率的に行
い、その結果を描画装置にフィードバックすることによ
り、描画における高周波ノイズを低減し、マスク、ウェ
ハ面内の寸法のばらつきを大幅に低減する。Therefore, the frequency of noise generated in the drawing apparatus, the amount of change in beam size, the amount of beam positional deviation, etc. are specified accurately and efficiently as described in the above embodiment, and the result is shown in the drawing apparatus. By feeding back, high-frequency noise in drawing is reduced, and dimensional variations in the mask and wafer are significantly reduced.
【0085】前記(iv)で求めるノイズの周波数υと、
前記(v )で求めるビームサイズ変動量とビームの位置
ずれ変動量のそれぞれの変動量を基にノイズを排除した
描画方法を以下説明する。The noise frequency ν obtained in (iv) above,
A description will be given below of a drawing method in which noise is eliminated based on the fluctuation amounts of the beam size fluctuation amount and the beam position deviation fluctuation amount obtained in (v) above.
【0086】前記(iv)で求めたノイズの周波数υの逆
数の整数倍である1/υ,2/υ,3/υ,…n/υで
もって描画を行うことにより、常に前回のショットとそ
の次のショットが、同じノイズを持つか持たない状態の
まま描画することになり、マスクやウェハ面内のノイズ
によるばらつきが低減可能となる。By drawing with 1 / υ, 2 / υ, 3 / υ, ... N / υ, which are integer multiples of the reciprocal of the frequency υ of the noise obtained in (iv) above, it is always possible to obtain the previous shot. The next shot will be drawn with or without the same noise, and variations due to noise in the mask and wafer can be reduced.
【0087】全てのノイズ成分を排除した状態で描画を
行うためには、ノイズとして検出された全ての周波数υ
1 〜υn の逆数の整数倍の最小公倍数を周波数として取
らねばならず、それは事実上難しいと考えられる。そこ
で、まず始めにノイズとしてのずれ量の最も大きいもの
を抽出する。そして、そのノイズの周波数で描画を行う
ことにより、ノイズのトータルの大きさを決定するもの
の主成分が排除されることになる。そのノイズの排除効
果は以下の式で表される。マスクやウェハの面内のばら
つきをDisp とし、ノイズとして検出された上記それぞ
れの周波数υ1 〜υn におけるビームサイズ変動量をS
dp1 〜Sdpn 、ビームの位置ずれ変動量をPdp1 〜Pdp
n とすると、 Disp ={(Sdp1 )2 +(Sdp2 )2 +…(Sdpn )2 +(Pdp1 )2 +(Pdp2 )2 +…(Pdpn )2 }1/2 …(26) ここで、例えばビームサイズ変動量Sdp1 が最も大きい
とすると、そのノイズ排除効果はビームサイズ変動量
他、他の値との大きさ比較によるが、その格差が大きい
ほど有効性が高い。In order to perform drawing with all noise components removed, all frequencies υ detected as noise are
The least common multiple of an integral multiple of the reciprocal of 1 to υ n must be taken as the frequency, which is considered difficult in practice. Therefore, first, the one having the largest deviation amount as noise is extracted. Then, by drawing at the frequency of the noise, the main component that determines the total size of the noise is eliminated. The noise elimination effect is expressed by the following equation. The in-plane variation of the mask or wafer is Disp, and the beam size fluctuation amount at each of the above frequencies ν 1 to υ n detected as noise is S
dp1 to Sdpn, the beam position deviation variation amount is set to Pdp1 to Pdp
When n, Disp = {(Sdp1) 2 + (Sdp2) 2 + ... (Sdpn) 2 + (Pdp1) 2 + (Pdp2) 2 + ... (Pdpn) 2} 1/2 ... (26) Here, for example, If the beam size variation Sdp1 is the largest, its noise elimination effect depends on the beam size variation and other values, but the larger the difference, the higher the effectiveness.
【0088】また、描画の周波数をυ,υ/2,υ/
3,…υ/nから決定する際、装備した反射検出器等の
能力によって検出不可能な範囲の周波数を選択して描画
を行うことにより高周波ノイズを除去することが可能と
なる。Further, the drawing frequency is set to υ, υ / 2, υ /
3. When determining from .nu. / N, it becomes possible to remove high frequency noise by selecting a frequency in an undetectable range by the capability of the equipped reflection detector and performing drawing.
【0089】また、それぞれのノイズの周波数によって
は、反射、透過あるいは吸収ビーム量のモニタ結果から
最もトータルノイズが小さくなるような周波数をυ,υ
/2,υ/3,…υ/nの周波数の中から少なくとも1
つ以上選択し、描画を行うことにより高周波だけでな
く、低周波ノイズをも効率的に除去することが可能とな
る。Further, depending on the frequency of each noise, from the monitoring results of the amount of reflected, transmitted or absorbed beams, the frequencies such that the total noise becomes the smallest are υ and υ.
At least 1 out of frequencies of / 2, υ / 3, ... υ / n
By selecting one or more and performing drawing, not only high frequency but also low frequency noise can be efficiently removed.
【0090】各実施形態によれば、次のような描画方法
のシーケンスがまとめられる。 (i ) 描画装置におけるノイズを検出するために作製
した1つのマークと、そのマークと同じマークと線対称
に離間したマークの2種類のノイズ検出用マーク(パタ
ーン)を用いること。 (ii) 上記( i)のパターンに所定周波数で整形、変
調されたビーム等を照射し、パターンを透過あるいはパ
ターンにより反射されたビーム信号をメモリにモニタ記
憶すること。 (iii) 少なくとも2種類以上の周波数によって(ii)
を行うこと(2種類のノイズ検出用マークについて各
々)。 (iv) 上記各種のモニタ結果をフーリエ変換等の周波
数解析を行い、その結果を比較することによりノイズの
周波数υを求めること。また、 (v ) ノイズの大きさ(変動量)について、ノイズの
周波数より十分小さいと思われる周波数で単位面積分だ
けビームをパターンにかけて照射し、その透過もしくは
反射ビーム量に関するリファレンスデータ(ノイズ検出
用マークの単位面積当たりの透過、反射ビーム量のデー
タ)と(ii),(iii) ,(iv)で得られたモニタ結果と
の強度比較を行い、ノイズをビームのサイズの変動量と
ビームの位置ずれに分離し、それぞれの変動量を求める
こと。 (vi) 得られたノイズについて変動量の一番大きいも
のを選択し、その周波数υの逆数の整数倍である1/
υ,2/υ,3/υ,…n/υを計算する。According to each embodiment, the following drawing method sequences are summarized. (I) Use of two types of noise detection marks (patterns), one mark produced for detecting noise in the drawing apparatus and a mark which is line symmetrical with the same mark as the mark. (Ii) The pattern of (i) above is irradiated with a beam or the like shaped and modulated at a predetermined frequency, and the beam signal transmitted through the pattern or reflected by the pattern is stored in a memory as a monitor. (iii) At least two types of frequencies (ii)
(For each of the two types of noise detection marks). (Iv) The frequency of noise is calculated by performing frequency analysis such as Fourier transform on the above-mentioned various monitor results and comparing the results. In addition, (v) Regarding the size (variation) of noise, the beam is applied to the pattern by a unit area at a frequency that is considered to be sufficiently smaller than the frequency of noise, and reference data (for noise detection) related to the amount of transmitted or reflected beam is emitted. The intensity of the transmitted / reflected beam per unit area of the mark) and the monitor results obtained in (ii), (iii), and (iv) are compared, and noise is compared with the variation in beam size and the beam. Separate into position shifts and obtain the amount of variation for each. (Vi) For the obtained noise, select the one with the largest fluctuation amount, and 1 / which is an integer multiple of the reciprocal of the frequency υ.
Calculate ν, 2 / υ, 3 / υ, ... N / υ.
【0091】(vii) 一方、描画装置のコンデンサ・レ
ンズ等の偏向器の時定数やスループットを考慮した描画
に最適な周波数を、さらに、反射ビーム検出器の固有の
時定数により検出不可能な周波数を、また、多重描画等
を行う際は反射ビーム量のモニタ結果から、最もトータ
ルノイズ成分が小さくなるような周波数をυ,υ/2,
υ/3,…υ/nの周波数の中から少なくとも1つ以上
選択する。 (viii) 上記 (vii)によって得られた周波数に合わせて
描画時間と描画待ち時間(セトリングタイム)を設定
し、描画を行う。(Vii) On the other hand, the optimum frequency for drawing in consideration of the time constant and throughput of the deflector such as the condenser and lens of the drawing device, and the frequency that cannot be detected due to the unique time constant of the reflected beam detector. In addition, when performing multiple drawing, the frequency that minimizes the total noise component is υ, υ / 2, based on the results of monitoring the reflected beam amount.
At least one or more is selected from the frequencies υ / 3, ... υ / n. (viii) Drawing is performed by setting the drawing time and drawing waiting time (settling time) according to the frequency obtained in (vii) above.
【0092】次に、第9の実施形態として、具体的なノ
イズの検出に応じた描画方法を説明する。ここでは、前
記第5の実施形態で求めたY方向のビームサイズにのっ
たノイズで説明する。第5の実施形態で求められたノイ
ズの周波数0.7MHzにおいて、検出精度は数十kH
zである。この検出精度を高めるために0.7MHz付
近の周波数、例えば701kHzと702kHzなどで
再度繰り返しうなりを測定し、更に精度の良いノイズの
周波数を求める。この作業をうなりが検出されなくなる
まで、例えば0.001Hzオーダまで行う。このよう
な工程により、ノイズ周波数の正確な値を知ることがで
きる。Next, as a ninth embodiment, a drawing method according to specific noise detection will be described. Here, the noise according to the beam size in the Y direction obtained in the fifth embodiment will be described. At the noise frequency of 0.7 MHz obtained in the fifth embodiment, the detection accuracy is several tens of kHz.
z. In order to improve the detection accuracy, beats are repeatedly measured at a frequency around 0.7 MHz, for example, 701 kHz and 702 kHz, and a more accurate noise frequency is obtained. This operation is performed until the beat is no longer detected, for example, on the order of 0.001 Hz. Through such steps, it is possible to know the exact value of the noise frequency.
【0093】以下、Y方向のビームサイズ及びビーム位
置の解析結果例を述べる。ノイズの周波数解析の結果、
0.702159216MHz、0.82000031
2MHzの2種類のノイズ周波数が存在する。それぞれ
の変動量を図16に示す。Hereinafter, an example of the analysis result of the beam size and the beam position in the Y direction will be described. As a result of noise frequency analysis,
0.702159216MHz, 0.82000031
There are two types of noise frequencies of 2 MHz. The respective fluctuation amounts are shown in FIG.
【0094】以上のような結果が、例えば図5の制御計
算機37内に記憶されている。次に、制御計算機37は、ビ
ーム位置ずれ変動量、ビームサイズ変動量の中で最も大
きい値(ここではビーム位置ずれ変動量の90nm)を
示すノイズの周波数(ここでは0.702MHz)を選
択する。The results as described above are stored in the control computer 37 of FIG. 5, for example. Next, the control computer 37 selects the noise frequency (here, 0.702 MHz) that shows the largest value of the beam position deviation variation and the beam size variation (here, 90 nm of the beam position variation). .
【0095】その後、制御計算機37内で選択されたノイ
ズの周波数の逆数の整数倍の周期(1.4282465
72ns、2.856493144ns、… )に対応
する照射時間と照射待ち時間(セトリングタイム)を決
定する。その際、セトリングタイムは、最低コンデンサ
・レンズの時定数(ここでは250ns)以上になるよ
うに、かつ、スループットを考慮して、選択されたノイ
ズの周波数の中で最もコンデンサ・レンズの時定数に近
いもの(1.428246572×176=251.3
713967ns)を選択するように制御計算機のシー
ケンスを設定する。このような値をセトリングタイムと
して設定することにより、描画効率の良い、かつ、ノイ
ズの周波数の整数分の1に同期した周波数で描画が可能
となる。After that, a cycle (1.4282465) which is an integral multiple of the reciprocal of the frequency of the noise selected in the control computer 37.
The irradiation time and irradiation waiting time (settling time) corresponding to 72 ns, 2.856493144 ns, ... At that time, the settling time is set to be the minimum condenser lens time constant (here, 250 ns) or more, and in consideration of the throughput, the settling time is set to the most condenser lens time constant among the selected noise frequencies. Close things (1.4282465472 × 176 = 251.3
713967 ns) to set the sequence of the control computer. By setting such a value as the settling time, it is possible to perform drawing with good drawing efficiency and at a frequency synchronized with an integer fraction of the noise frequency.
【0096】また、上述のような描画装置にはクロック
が搭載されている。これは、1回のショットから次のシ
ョットまでの時間がステージの移動により律速している
場合、上記設定したセトリングタイムと描画開始のタイ
ミングがずれることが考えられる。しかし、上記検出を
行ったノイズの正確な周波数を描画開始時からクロック
によってモニタし、ステージの移動等があった場合でも
上記設定した周波数でのみショットを打つように制御す
ることにより、描画によるマスク、ウェハ面内の寸法ば
らつきを抑えることが可能となる。A clock is mounted on the drawing apparatus as described above. This is because, when the time from one shot to the next shot is rate-controlled by the movement of the stage, it is conceivable that the settling time set above and the timing of drawing start are deviated. However, the accurate frequency of the noise detected above is monitored by the clock from the start of drawing, and even if there is stage movement, it is controlled so that shots are only made at the set frequency. Therefore, it is possible to suppress the dimensional variation within the wafer surface.
【0097】上記シーケンスで6インチマスク描画を行
ったところ、従来では0.84μm(3σ)、本描画方
法によれば0.24μmと寸法面内ばらつきが大幅に低
減された。When a 6-inch mask was drawn in the above sequence, the in-plane variation was greatly reduced to 0.84 μm (3σ) in the conventional case and 0.24 μm in the drawing method.
【0098】上述の描画方法は1つのノイズ成分除去に
限定されない。基本的には高周波ノイズの除去が主であ
るが、例えば複数のノイズ成分が描画装置に存在する場
合や、1回目の描画、2回目の描画…n回目の描画にお
いて描画開始時刻が同じノイズの位相状態を持つように
クロックでモニタし、解析結果から得られたノイズの周
波数にショットを合わせる多重描画方法を本発明に適用
する場合、いずれの場合も、得られたモニタ結果から描
画装置に発生するトータルノイズ成分が最も小さくなる
ような周波数を、υ,υ/2,υ/3,…υ/nの周波
数の中から少なくとも1つ以上選択して描画を行うこと
も可能である。The drawing method described above is not limited to the removal of one noise component. Basically, high-frequency noise is mainly removed, but for example, when a plurality of noise components are present in the drawing device, or when the drawing start time is the same in the first drawing, the second drawing ... In the case of applying the multiple drawing method of monitoring the clock so as to have a phase state and adjusting the shot to the frequency of the noise obtained from the analysis result to the present invention, in any case, it is generated in the drawing device from the obtained monitor result. It is also possible to select and draw at least one frequency from among the frequencies of υ, υ / 2, υ / 3, ... υ / n that minimizes the total noise component.
【0099】また、高周波ノイズ除去のため、描画にお
ける周波数をυ,υ/2,υ/3,…υ/nから決定す
る際、例えば、ここでは電子ビーム反射検出器等、装備
した検出器の時定数を100kHzとすると0.1MH
z以下にならないような値を選択して描画を行うことも
有効である。Further, in order to remove high frequency noise, when the frequency for drawing is determined from υ, υ / 2, υ / 3, ... υ / n, for example, here, an electron beam reflection detector, etc. 0.1MH when the time constant is 100kHz
It is also effective to draw by selecting a value that does not fall below z.
【0100】以上の描画方法により、寸法ばらつきに多
大な影響を及ぼす高周波ノイズを排除することが可能と
なり、マスク、ウェハ面内の寸法ばらつきやエッジラフ
ネスを低減することができる。By the drawing method described above, it is possible to eliminate high-frequency noise that has a great influence on dimensional variations, and reduce dimensional variations and edge roughness in the mask and wafer planes.
【0101】すなわち、パターン描画装置に発生するノ
イズに関し、2種類のノイズ検出用マークを用いて2種
類以上の周波数でマークにビームを照射し、反射あるい
は透過ビーム強度を検出し、ノイズの種類、大きさ、周
波数を特定し、検出されたノイズの中から最も変動量の
大きいノイズ成分の周波数を選び、その周波数の逆数の
整数倍の中から適切な周波数を選択し、その周波数で描
画を行うことにより、セトリングタイムが調整でき、描
画装置に発生する高周波ノイズを除去しながら描画する
ことが可能となり、マスクやウェハのエッジラフネスや
寸法のばらつきを低減できる。また、周波数の選択方法
によっては、高周波ノイズだけでなく、低周波のノイズ
をも効率的に除去し、描画することも可能である。That is, regarding the noise generated in the pattern drawing device, the mark is irradiated with a beam at two or more types of frequencies using two types of noise detection marks, and the reflected or transmitted beam intensity is detected to determine the type of noise. Specify the magnitude and frequency, select the frequency of the noise component with the largest fluctuation amount from the detected noise, select an appropriate frequency from the integer multiples of the reciprocal of that frequency, and draw at that frequency. As a result, the settling time can be adjusted, and it becomes possible to perform drawing while removing high-frequency noise generated in the drawing apparatus, and it is possible to reduce edge roughness and dimensional variation of the mask and wafer. Further, depending on the frequency selection method, not only high-frequency noise but also low-frequency noise can be efficiently removed and drawing can be performed.
【0102】次に、第10の実施形態として、上述のよ
うな描画装置の描画方法に伴うマーク位置の検出につい
て説明する。電子ビーム描画装置を用いたパターン形成
技術は、半導体デバイスパターンの微細化に伴い、形成
位置を精密に制御する必要がある。通常、所望するパタ
ーンを描画する領域の周囲にビーム位置を決めるための
レジストレーション・マークを形成し、そのマーク座標
を基準としてビーム位置を決定し、パターン形成する。Next, as a tenth embodiment, detection of mark positions according to the drawing method of the drawing apparatus as described above will be described. A pattern forming technique using an electron beam drawing apparatus needs to precisely control a forming position as a semiconductor device pattern is miniaturized. Usually, a registration mark for determining a beam position is formed around a region for drawing a desired pattern, and the beam position is determined with reference to the mark coordinates to form a pattern.
【0103】半導体デバイスパターンの微細化に伴い、
ビーム位置の再現性に関する要求はオングストロームの
領域に近づきつつある。高精度のビーム位置決めを行う
ためにはマーク位置の検出再現性も同時に、より高い精
度が要求される。With the miniaturization of semiconductor device patterns,
Beam position repeatability requirements are approaching the angstrom region. In order to perform beam positioning with high accuracy, the detection reproducibility of the mark position and at the same time higher accuracy are required.
【0104】図17はマーク検出の方法を示す構成図で
ある。マーク検出はマーク上にビームを走査した時に得
られる反射信号により行う。図において、ウェハ50上の
マーク51上に、ビーム52を矢印53の方向に走査した時に
得られる反射信号は、図18(a)のようになる。この
ような信号を走査回数だけ足し合わせて平均をとり、さ
らに微分すると、図18(b)のような波形が得られ
る。波形が頂点を通る点X1 ,X2 を求め、その平均値
XcをマークのX座標と定める。または、図18(a)
のI−x平面での重心のX座標をマークのX座標と定め
てもよい。FIG. 17 is a block diagram showing a mark detecting method. Mark detection is performed by the reflection signal obtained when the beam is scanned over the mark. In the figure, the reflection signal obtained when the beam 52 is scanned in the direction of the arrow 53 on the mark 51 on the wafer 50 is as shown in FIG. When such signals are added up for the number of scanning times and averaged, and further differentiated, a waveform as shown in FIG. 18B is obtained. The points X 1 and X 2 at which the waveform passes the apex are obtained, and the average value Xc is determined as the X coordinate of the mark. Alternatively, FIG. 18 (a)
The X coordinate of the center of gravity on the I-x plane may be defined as the X coordinate of the mark.
【0105】ところで、描画装置は、従来でも説明した
ように、精度を妨げる様々な誤差発生要因が存在する。
外部磁場変動、床振動の環境に置かれるのも原因の一つ
であり、また、電源のノイズや信号系のノイズによる制
御信号の揺らぎもある。従って、ビームは試料に対して
ある程度の振幅で振動している。By the way, in the drawing apparatus, as described in the related art, there are various error generation factors that hinder the accuracy.
One of the causes is that it is placed in the environment of external magnetic field fluctuations and floor vibrations, and there is also fluctuation of the control signal due to power supply noise and signal system noise. Therefore, the beam vibrates with a certain amplitude with respect to the sample.
【0106】今、例として擾乱(ノイズ)の振動を25
0Hzとして考える。これに対して、ビームを走査する
時のトリガの周波数が250Hzであるとすると、ビー
ム走査開始時刻によって求めるマークの座標にオフセッ
トがかかる。この事情を図19で説明する。簡単のた
め、1回のビーム走査の時間は考えている振動の周期よ
りも十分短いとする。Now, as an example, the vibration of disturbance (noise) is 25
Consider 0 Hz. On the other hand, if the frequency of the trigger for scanning the beam is 250 Hz, the coordinates of the mark to be obtained are offset depending on the beam scanning start time. This situation will be described with reference to FIG. For the sake of simplicity, it is assumed that the time for one beam scan is sufficiently shorter than the period of vibration considered.
【0107】図19において、振動の振幅をΔとする。
振動波形に対してそれぞれA,Dで示された時刻に走査
を開始した場合には、以後も振動に対して同じ位相で走
査を開始するから、振動の影響を受けない。一方、それ
ぞれB,Cで示された時刻に走査を開始したした場合に
は、それぞれnΔ、−nΔだけずれたマーク座標を与え
ることになる。従って、マーク検出誤差は最大2nΔに
なる。また、トリガの周波数が例えば249.9Hzで
あるとすると、2500回平均をとらねばマーク検出誤
差が生じる。すなわち、走査回数に比例して誤差は増大
してしまう。In FIG. 19, the vibration amplitude is Δ.
When the scanning is started at the times indicated by A and D for the vibration waveform, the scanning is started in the same phase with respect to the vibration thereafter, so that the vibration is not affected. On the other hand, when the scanning is started at the times indicated by B and C, the mark coordinates deviated by nΔ and −nΔ are given. Therefore, the maximum mark detection error is 2nΔ. If the trigger frequency is, for example, 249.9 Hz, a mark detection error will occur if the average of 2500 times is not obtained. That is, the error increases in proportion to the number of scans.
【0108】擾乱の代表的なものとしては、描画装置の
システムの電源に用いられる商用電力の基本周波数すな
わち50Hz、60Hzもしくはそれらの高調波があげ
られる。Typical disturbances include the fundamental frequency of commercial power used for the power supply of the system of the drawing apparatus, that is, 50 Hz, 60 Hz or their harmonics.
【0109】このように、マーク検出のためのビーム走
査のトリガのタイミングが外乱の周期と一致、あるいは
それに近い場合に、得られるマーク座標に誤差が生じる
という問題があり、対策が必要である。そこで、この実
施の形態では外乱による影響を平均して打ち消すように
マーク検出のためのビーム走査のトリガのタイミングを
とる。以下図面を参照して説明する。As described above, when the trigger timing of beam scanning for mark detection coincides with or is close to the period of disturbance, there is a problem that an error occurs in the obtained mark coordinates, and a countermeasure is required. Therefore, in this embodiment, the timing of triggering the beam scanning for mark detection is set so that the influence of the disturbance is canceled out evenly. This will be described below with reference to the drawings.
【0110】図20は描画装置における擾乱を示す正弦
波形図である。擾乱の波形は正弦波に分離し、異なる周
波数の成分は異なる擾乱と見なすことができる。図のよ
うに、簡単のため問題とする擾乱は1種類で、その周波
数をfとする。また、ビームの走査回数を2回で、それ
ぞれの走査開始時刻をt1 ,t2 (t2 >t1 )とす
る。このとき、次式 exp(i(2πft1 ))+ exp(i(2πft2 ))=0 …(27) となるように、t1 ,t2 を定める。この条件を満たす
には、 t2 =t1 +(n+1/2)T …(28) とすればよい。式(28)において、nは0または自然数、
T=1/fである。FIG. 20 is a sine waveform diagram showing a disturbance in the drawing apparatus. The waveform of the disturbance is separated into sine waves, and the components of different frequencies can be regarded as different disturbances. As shown in the figure, one type of disturbance is a problem for simplicity, and its frequency is f. Further, the number of beam scans is two, and the respective scan start times are t 1 and t 2 (t 2 > t 1 ). At this time, t 1 and t 2 are determined so that the following expression exp (i (2πft 1 )) + exp (i (2πft 2 )) = 0 (27). To satisfy this condition, t 2 = t 1 + (n + 1/2) T (28) In formula (28), n is 0 or a natural number,
T = 1 / f.
【0111】図20はn=0,1の場合を示す(1/2
周期ずらす場合)。A,B,C,Dはそれぞれの振動に
対して異なる位相での1回目の走査開始時刻を表し、
A′,B′,C′,D′はそれぞれに対応してn=0と
したときの2回目の走査開始時刻を表す。A″,B″,
C″,D″はn=1の場合の2回目の走査開始時刻を表
す。いずれの場合にも2回の走査の結果を平均すれば、
外乱の影響は除去される。FIG. 20 shows the case where n = 0, 1 (1/2
When shifting the cycle). A, B, C, D represent the first scan start time in different phases for each vibration,
A ', B', C'and D'represent the second scanning start time when n = 0 corresponding to each. A ″, B ″,
C ″ and D ″ represent the second scanning start time when n = 1. In either case, averaging the results of the two scans
The effects of disturbance are eliminated.
【0112】同様にしてn回走査を行う場合には、k回
目の走査の開始時刻をtkとするとき、 Σ exp(i(2πftk))=0 …(29) となるようにtkを定めればよい。解として例えば、t
k=kτ+T0、τ=(N/M)(1/f)とすること
ができる。ただし、NとMは互いに素な自然数でMは1
ではない。他にもtkのとり方はあるが、容易に理解で
きるので省略する。Similarly, when scanning is performed n times, when the start time of the k-th scanning is t k , Σ exp (i (2πft k )) = 0 (29) so that t k Should be set. As a solution, for example, t
It is possible to set k 1 = kτ + T0 and τ = (N / M) (1 / f). However, N and M are relatively prime natural numbers and M is 1.
is not. There is-taking of Additional t k is omitted can be easily understood.
【0113】次に、問題とすべき擾乱が2種類あり、そ
の周波数がf1 ,f2 で与えられる場合を説明する。こ
の場合にtkが満たす条件は、次式である。 Σ exp(i(2πf1 tk))=Σ exp(i(2πf2 tk))=0 …(30) この場合にはτの満たすべき条件はtk=kτ+T0と
おいて、 (M′/N′)(1/f1 )=(M゜/N゜)(1/f2 ) …(31) ただし、N′とN゜は1ではないNの約数、N′と
M′、及びN゜とM゜とはそれぞれ互いに素な自然数対
である。いま、p,qを互いに素な自然数であるとし
て、f1 =(p/q)f2 とおけるとすると、pM゜
N′=qM′N゜となるようにM′、M゜、N′、N゜
を定めればよい。Next, a case will be described in which there are two types of disturbances to be problematic and the frequencies are given by f 1 and f 2 . Conditions t k satisfies in this case is of the formula. Σ exp (i (2πf 1 t k )) = Σ exp (i (2πf 2 t k )) = 0 (30) In this case, the condition that τ must satisfy is t k = kτ + T0, and (M ′ / N ') (1 / f 1 ) = (M ° / N °) (1 / f 2 ) ... (31) However, N ′ and N ° are not divisors of N, N ′ and M ′, and N ° and M ° are pairs of natural numbers that are relatively prime. Assuming that p and q are natural numbers that are relatively prime to each other, if f 1 = (p / q) f 2 is satisfied, M ′, M ° and N ′ are set so that pM ° N ′ = qM′N °. , N ° should be set.
【0114】もし、f1 とf2 との比が分数で表せない
場合、厳密には上の条件では表せないが、その場合にも
既約分数で必要な精度で近似できる。例えば、 τ=((s/o)+Δ)/f2 …(32) とするときに、Δ<<s/oとなるようにすればよい。If the ratio of f 1 and f 2 cannot be expressed by a fraction, it cannot be strictly expressed by the above condition, but even in that case, it can be approximated by the irreducible fraction with the required accuracy. For example, when τ = ((s / o) + Δ) / f2 (32), Δ << s / o may be satisfied.
【0115】例として、f1 =50Hz、f2 =75H
zの場合を説明する。f1 =(2/3)f2 である。求
める条件は、2M゜N′=3M′N゜となる。N゜=
2、N′=3、M′=5、M゜=5はこの条件を満足す
る。As an example, f 1 = 50 Hz, f 2 = 75H
The case of z will be described. f 1 = (2/3) f 2 . The condition to be obtained is 2M ° N ′ = 3M′N °. N ° =
2, N ′ = 3, M ′ = 5, M ° = 5 satisfy this condition.
【0116】さらに、一般的な場合について説明する。
問題とするm種類の擾乱の周波数をf1 ,f2 ,f3 ,
…fmとする。これまでの議論と同様に、それらは基準
周波数f0 に対して既約分数s1 ,s2 ,s3 ,…sm
を用いてs1 f0 ,s2 f0,s3 f0 ,…smf0 と
表されるとする。厳密には既約分数で表せないものもあ
るが、上の議論と同様に、既約分数で必要な精度が得ら
れる。Further, a general case will be described.
The frequencies of the m types of disturbances in question are f 1 , f 2 , f 3 ,
... and f m. Similar to the discussion so far, they are irreducible fractions s 1 , s 2 , s 3 , ... S m with respect to the reference frequency f 0 .
Are represented as s 1 f 0 , s 2 f 0 , s 3 f 0 , ... S m f 0 . Strictly speaking, some things cannot be represented by irreducible fractions, but similar to the above discussion, irreducible fractions provide the required accuracy.
【0117】n回の検出で十分な精度が得られる条件
は、検出間隔をt0 とするときにi=1,2,3,…mとし
て、 si・f0 ・t0 =qi/pi …(33) (pi,qiは互いに素な自然数、ただし、pi≠1か
つ、n・si・f0 ・t0 =k(kは自然数))である
ことである。The condition that sufficient accuracy can be obtained by detecting n times is as follows: i = 1,2,3, ... m when the detection interval is t 0, and s i · f 0 · t 0 = q i / p i (33) (p i and q i are mutually prime natural numbers, where p i ≠ 1 and n · s i · f 0 · t 0 = k (k is a natural number)).
【0118】ここで、rを自然数として、 r+1/2<qi/pi<r+3/2 …(34) であることが望ましい。Here, it is desirable that r + 1/2 <q i / p i <r + 3/2 (34), where r is a natural number.
【0119】従って、この発明で定めたようにマーク検
出のためのビーム走査のトリガ時刻を設定すれば、検出
回数を増やすことなく周期的な擾乱によるマーク位置の
検出誤差をほぼ除くことができる。Therefore, by setting the beam scanning trigger time for mark detection as defined in the present invention, it is possible to substantially eliminate the mark position detection error due to periodic disturbance without increasing the number of detection times.
【0120】この第10の実施形態においては、描画装
置において描画する上で、特にビーム位置の変動を低減
すべくマーク位置を検出し、全体の描画に対して擾乱す
なわちノイズの影響を平均して打ち消すように作用する
ので、多重描画に有効である。擾乱(ノイズ)の周波数
の測定方法としては、上述したこの発明のノイズ検出方
法を用いるとよい。しかし、ノイズの周波数の測定方法
は限定しない。その他、レジストを塗布した試料に実際
に直線を露光し、出来上がったレジストパターンの直線
からの揺らぎを測定してノイズの周波数を知ることも可
能である。また、描画時にステージを移動させる場合で
も、ステージ移動に対応してビームがマークの動きに追
従できるように偏向器を制御すれば、この発明のノイズ
検出方法を用いて容易にノイズを検出できる。In the tenth embodiment, when drawing is performed by the drawing apparatus, the mark position is detected particularly to reduce the fluctuation of the beam position, and the influence of disturbance, that is, noise, is averaged over the entire drawing. Since it acts so as to cancel, it is effective for multiple drawing. As the method of measuring the frequency of the disturbance (noise), the noise detection method of the present invention described above may be used. However, the method of measuring the noise frequency is not limited. In addition, it is also possible to know the frequency of noise by actually exposing a straight line to a resist-coated sample and measuring the fluctuation of the finished resist pattern from the straight line. Further, even when the stage is moved at the time of drawing, if the deflector is controlled so that the beam can follow the movement of the mark in response to the movement of the stage, the noise can be easily detected by using the noise detecting method of the present invention.
【0121】この第10の実施形態における描画装置
も、電子ビーム描画装置、レーザ描画装置等、種々の描
画装置に対して、擾乱(ノイズ)を極力除去する描画方
法を提供する。The drawing apparatus according to the tenth embodiment also provides a drawing method for removing disturbance (noise) as much as possible for various drawing apparatuses such as an electron beam drawing apparatus and a laser drawing apparatus.
【0122】[0122]
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
ノイズ検出用マークのパターンに電子ビームを照射し、
その反射電子強度がショットの周波数とショットノイズ
の周波数との間にうなりを生じさせる。電子ビームの周
波数を変化させてそれを周波数解析するノイズ検出方法
は、描画装置に生じている複数のノイズの周波数をそれ
ぞれ特定するのに有効で、今まで検知できなかった高周
波のノイズの検知も高精度に、かつ迅速に行うことが可
能になった。As described above, according to the present invention,
Irradiate the pattern of the noise detection mark with an electron beam,
The reflected electron intensity causes a beat between the shot frequency and the shot noise frequency. The noise detection method that changes the frequency of the electron beam and analyzes the frequency of the electron beam is effective for identifying the frequencies of a plurality of noises generated in the drawing device, and can detect high-frequency noises that could not be detected until now. It has become possible to perform with high precision and speed.
【0123】周波数によっては、ノイズ原因、発生箇所
を特定することも容易である。また、ショットサイズの
変化量、ショットの位置ずれ量を見積もることが可能と
なり、これらは描画装置の各種調整、描画方法の検討を
行う事により低減することが可能になり、描画装置の安
定性に寄与する。Depending on the frequency, it is easy to identify the cause of noise and the place of occurrence. In addition, it is possible to estimate the amount of change in shot size and the amount of positional deviation of shots. These can be reduced by making various adjustments to the drawing device and by examining the drawing method, thus improving the stability of the drawing device. Contribute.
【0124】すなわち、ノイズに対し、そのノイズの種
類(ビームサイズ変動かまたはビーム位置ずれ変動)が
特定できることから、描画時、ノイズ除去の選択的制御
が可能となり、描画装置の安定した制御が可能となる。
また、マーク検出時の座標から誤差を除去し、位置変動
を描画時に極力与えない精度の良い描画装置が実現でき
る。That is, since the type of the noise (variation of beam size or variation of beam position deviation) can be specified for the noise, it is possible to selectively control the noise removal at the time of drawing, and stable control of the drawing apparatus is possible. Becomes
Further, it is possible to realize an accurate drawing apparatus that removes an error from the coordinates at the time of detecting a mark and does not give a positional variation as much as possible at the time of drawing.
【図1】図1(a),(b)はそれぞれこの発明の第1
の実施形態に関し、周波数の異なる入射ビームに応じた
それぞれの周波数解析結果のビーム強度を示す特性図。FIG. 1A and FIG. 1B are respectively the first of the present invention.
FIG. 6 is a characteristic diagram showing beam intensities as a result of frequency analysis according to incident beams having different frequencies in the embodiment of FIG.
【図2】第2の実施形態に関し、ノイズ周波数の測定精
度を高めるための入射ビームの周波数設定例を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an example of setting a frequency of an incident beam for improving a measurement accuracy of a noise frequency according to the second embodiment.
【図3】電子ビーム強度の変調例を示す特性図。FIG. 3 is a characteristic diagram showing an example of modulation of electron beam intensity.
【図4】第3の実施形態に関し、この発明に係るノイズ
検出用マークの1つを示すパターン平面図。FIG. 4 is a pattern plan view showing one of the noise detection marks according to the present invention regarding the third embodiment.
【図5】第4の実施形態に関し、この発明を適用する電
子ビーム描画装置を示す概略構成図。FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an electron beam drawing apparatus to which the present invention is applied in relation to the fourth embodiment.
【図6】図6(a),(b),(c),(d)はそれぞ
れ各実施形態に関する、この発明のノイズ検出用マーク
の例を示すパターン平面図。FIG. 6A, FIG. 6B, FIG. 6C, and FIG. 6D are pattern plan views showing examples of the noise detection mark of the present invention related to the respective embodiments.
【図7】図7(a),(b),(c)はそれぞれ第5の
実施形態に関する、周波数の異なる入射ビームに応じた
それぞれの周波数解析結果のビーム強度を示す特性図。7 (a), (b), and (c) are characteristic diagrams showing beam intensities of respective frequency analysis results according to incident beams having different frequencies, respectively, regarding the fifth embodiment.
【図8】図8(a),(b)はそれぞれ第5の実施形態
に関する、周波数の異なる入射ビームに応じたそれぞれ
の周波数解析結果のビーム強度を示す特性図。8A and 8B are characteristic diagrams showing beam intensities as a result of frequency analysis according to incident beams having different frequencies, respectively, according to the fifth embodiment.
【図9】図9(a),(b),(c)はそれぞれ第5の
実施形態に関する、周波数の異なる入射ビームに応じた
それぞれの周波数解析結果のビーム強度を示す特性図。9A, 9B, and 9C are characteristic diagrams showing beam intensities of respective frequency analysis results according to incident beams having different frequencies in the fifth embodiment.
【図10】図10(a),(b)はそれぞれ第5の実施
形態に関する、周波数の異なる入射ビームに応じたそれ
ぞれの周波数解析結果のビーム強度を示す特性図。10A and 10B are characteristic diagrams showing beam intensities as a result of frequency analysis according to incident beams having different frequencies, respectively, relating to the fifth embodiment.
【図11】図11(a),(b)はそれぞれ第5の実施
形態に関する、ノイズの種類と大きさ(変動量)を特定
するための解析手順を説明するための図。11A and 11B are diagrams for explaining an analysis procedure for specifying the type and magnitude (variation amount) of noise, respectively, according to the fifth embodiment.
【図12】第6の実施形態に関し、この発明を適用する
レーザ描画装置を示す概略構成図。FIG. 12 is a schematic configuration diagram showing a laser drawing apparatus to which the invention is applied in relation to the sixth embodiment.
【図13】図13(a),(b),(c),(d)はそ
れぞれ第6の実施形態に関する、周波数の異なる入射ビ
ームに応じたそれぞれの周波数解析結果のビーム強度を
示す特性図。13 (a), (b), (c), and (d) are characteristic diagrams showing beam intensities of respective frequency analysis results according to incident beams having different frequencies in the sixth embodiment. .
【図14】図14(a),(b)はそれぞれ第6の実施
形態に関する、ノイズの種類と大きさ(変動量)を特定
するためのノイズ強度を示す特性図。FIG. 14A and FIG. 14B are characteristic diagrams showing noise intensity for specifying the type and magnitude (variation amount) of noise, respectively, according to the sixth embodiment.
【図15】図15(a),(b)はそれぞれ第7の実施
形態に関する、ビーム強度の変調方法の他の例を説明す
るための検出マークへのビーム照射例を示す図。FIGS. 15 (a) and 15 (b) are views showing an example of beam irradiation to a detection mark for explaining another example of the beam intensity modulation method according to the seventh embodiment.
【図16】第9の実施形態として、具体例としてY方向
のビームサイズ及びビーム位置のノイズの解析結果例を
示す図。FIG. 16 is a diagram showing, as a specific example, an analysis result example of noise in the beam size and beam position in the Y direction as a ninth embodiment.
【図17】描画装置におけるマーク検出の方法を示す構
成図。FIG. 17 is a configuration diagram showing a mark detection method in the drawing device.
【図18】図18(a)は、図17のマーク検出による
ビーム走査時の反射信号を示す波形図、図18(b)
は、マーク検出による総走査回数の平均をとり、さらに
微分した場合の波形図。18 (a) is a waveform diagram showing a reflection signal at the time of beam scanning by the mark detection of FIG. 17, FIG. 18 (b).
Is a waveform diagram when an average of the total number of scans by mark detection is taken and further differentiated.
【図19】擾乱(ノイズ)の振動に対しビームを走査す
る時のトリガのタイミングを示す波形図。FIG. 19 is a waveform diagram showing a trigger timing when a beam is scanned for vibration of disturbance (noise).
【図20】第10の実施形態に係る、ビームを走査する
時のトリガのタイミングを説明するための描画装置にお
ける擾乱を示す波形図。FIG. 20 is a waveform chart showing a disturbance in the drawing apparatus for explaining the timing of the trigger when scanning the beam according to the tenth embodiment.
【図21】図21(a),(b)はそれぞれ従来の描画
装置におけるビーム強度検出用パターンを示す平面図。21A and 21B are plan views showing beam intensity detection patterns in a conventional drawing apparatus, respectively.
4,4-1 ,4-2 ,5-1 ,5-2 ,14…ノイズ検出用マーク
(パターン) 10…試料室 11…ターゲット 12…試料台 13…マーク支持台 15…反射電子検出器 16…レファレンス用パターン 20…電子光学鏡筒 21…電子銃 22a〜22e…各種レンズ系 23〜26…各種偏向系 27a…ブランキング板 27b,27c…ビーム成形用アパーチャマスク 31…試料台駆動回路部 32…レーザー測長系 33…偏向制御回路部 34…可変成形ビーム寸法制御回路部 36…バッファメモリ及び制御回路 37…制御計算機 38…データ変換用計算機 39…CADシステム 40…モニタ及び制御回路 42…ファンクションジェネレータ 44…フォトマルチプライア4, 4-1, 4-2, 5-1, 5-2, 14 ... Noise detection mark (pattern) 10 ... Sample chamber 11 ... Target 12 ... Sample stand 13 ... Mark support stand 15 ... Backscattered electron detector 16 Reference pattern 20 Electron optical column 21 Electron gun 22a to 22e Various lens systems 23 to 26 Various deflection systems 27a Blanking plates 27b and 27c Beam shaping aperture mask 31 Sample stage drive circuit 32 Laser measurement system 33 Deflection control circuit 34 Variable beam size control circuit 36 Buffer memory and control circuit 37 Control computer 38 Data conversion computer 39 CAD system 40 Monitor and control circuit 42 Function Generator 44 ... Photomultiplier
フロントページの続き (72)発明者 砂押 仁 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 室岡 賢一 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 小笠原 宗博 神奈川県川崎市幸区堀川町72番地 株式会 社東芝川崎事業所内 (72)発明者 西村 慎祐 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 福留 裕二 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 中山田 憲昭 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 東川 巌 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内Continued Front Page (72) Inventor Hitoshi Sunao, 33 Shin-isogo-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd.Inside Toshiba Industrial Technology Research Institute, Inc. (72) Inventor Kenichi Murooka, 72, Horikawa-cho, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Kawasaki Plant (72) Inventor Munehiro Ogasawara 72 Horikawa-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Stock Company Toshiba Kawasaki Plant (72) Inventor Shinsuke Nishimura Komukai-Toshiba, Kawasaki-shi, Kanagawa 1-share company Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Yuji Fukudome, 1 Komukai Toshiba Town, Saiwai-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Corporate Research and Development Center, Toshiba Corporation (72) Inventor Noriaki Nakayamada Komukai Toshiba Town, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 in the Corporate Research & Development Center of Toshiba Corporation (72) Iwa Higashikawa No. 1 in Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa In the Corporate Research & Development Center of Toshiba
Claims (8)
用マークに所定周波数でビームを照射し、その反射ある
いは透過するビームの信号をモニタ記憶させる検出工程
と、 前記所定周波数を変更した前記検出工程を行う工程とを
具備し、 前記検出工程それぞれのモニタ結果及び周波数解析した
情報を用いてノイズの周波数とその大きさを同定するこ
とにより、ビーム描画装置の性能を管理することを特徴
とする描画装置におけるノイズ検出方法。1. A detection step of irradiating a noise detection mark prepared in a beam drawing apparatus with a beam at a predetermined frequency and storing a signal of a beam reflected or transmitted through the monitor, and the detection step in which the predetermined frequency is changed. And a step of performing a step of performing the following, and managing the performance of the beam drawing apparatus by identifying the frequency of noise and its magnitude by using the monitoring result of each detection step and the information obtained by frequency analysis. Noise detection method in device.
イズ検出用マークに所定周波数でビームを照射し、その
反射あるいは透過するビームの信号をモニタ記憶させる
検出工程であって、前記検出工程の測定範囲に及ばない
周波数を少なくとも1つ含むようにした2種類以上の前
記所定周波数について前記検出工程を行い、前記検出工
程それぞれのモニタ結果から周波数解析し比較すること
によってノイズの周波数を求めると共にノイズの大きさ
を分析することにより、ビーム描画装置の性能を管理す
ることを特徴とする描画装置におけるノイズ検出方法。2. A detection step of irradiating two types of noise detection marks prepared in a beam drawing apparatus with a beam at a predetermined frequency and storing the signal of the beam reflected or transmitted by the monitor in the monitor step. The detection step is performed for two or more kinds of the predetermined frequencies that include at least one frequency that does not fall within the measurement range, and the frequency of noise is obtained by performing frequency analysis and comparison from the monitor results of each of the detection steps and the noise. A method for detecting noise in a drawing apparatus, characterized in that the performance of the beam drawing apparatus is managed by analyzing the size of the beam drawing apparatus.
ビームがかかる程度に離間した線対称な2つのパターン
と、 前記基板上に設けられる、前記2つのうちの1つのパタ
ーンと同じ形のパターンとを具備したことを特徴とする
描画装置におけるノイズ検出用マーク。3. A line-symmetrical two pattern provided on the substrate and spaced so that a beam is applied to each part of the two, and the same shape as one of the two patterns provided on the substrate. And a noise detection mark in a drawing apparatus.
支持台と、 前記支持台に設けられ、両者の一部ずつにビームがかか
る程度に離間した線対称な2つのパターンと、 前記支持台に設けられ、前記2つのうちの1つのパター
ンと同じ形のパターンとを具備し、 前記支持台を構成する原子と前記パターンを構成する原
子とが異なることを特徴とする描画装置におけるノイズ
検出用マーク。4. A support table provided in a drawing apparatus using a beam, two line-symmetrical patterns provided on the support table and spaced so that the beam is applied to a part of each of the two, and the support table. And a pattern having the same shape as one of the two patterns, wherein atoms forming the support base and atoms forming the pattern are different from each other. mark.
用するためのノイズ検出用マークを備える手段と、 前記マークに所定周波数でビームを繰り返し照射する照
射手段と、 前記照射手段により前記マークに応じて反射あるいは透
過したビームの信号を所定周期で取り込むモニタ手段
と、 前記モニタ手段により取り込んだ信号を周波数解析しそ
の結果からピーク周波数とそのピークの大きさを、ある
いはピーク周波数のみを認識する演算手段と、 前記モニタ手段の有する所定周期に対し測定限界以上の
周波数を少なくとも1つ含むようにした前記ビームの所
定周波数を変更する制御手段とを具備し、 前記制御手段を用い2種類以上の周波数のビームについ
て前記演算手段が実行され、認識された各データをそれ
ぞれ比較することによって、装置に発生するノイズの種
類及びノイズの周波数とその大きさ、あるいはノイズの
周波数を得ることを特徴とした描画装置。5. A means provided with a noise detection mark for use in noise detection in a beam drawing apparatus, an irradiation means for repeatedly irradiating the mark with a beam at a predetermined frequency, and reflection by the irradiation means according to the mark. Alternatively, monitor means for capturing the signal of the transmitted beam at a predetermined cycle, and arithmetic means for recognizing the peak frequency and its peak size from the result of frequency analysis of the signal captured by the monitor means, or only the peak frequency, Control means for changing a predetermined frequency of the beam so as to include at least one frequency higher than a measurement limit with respect to a predetermined period of the monitor means, and using the control means for a beam having two or more kinds of frequencies. By executing the arithmetic means and comparing each recognized data, Drawing apparatus and obtaining the frequency of the noise type and noise generated in the location and its size, or the frequency of the noise.
用するためのノイズ検出用マークを備える手段と、 前記マークに所定周波数でビームを繰り返し照射する照
射手段と、 前記照射手段により前記マークに応じて反射あるいは透
過したビームの信号を所定周期で取り込むモニタ手段
と、 前記モニタ手段により取り込んだ信号を周波数解析しそ
の結果からピーク周波数とそのピークの大きさを、ある
いはピーク周波数のみを認識する演算手段と、 前記モニタ手段の有する所定周期に対し測定限界以上の
周波数を少なくとも1つ含むようにした前記ビームの所
定周波数を変更する制御手段と、 対象となるノイズの周波数より小さい周波数で単位面積
分だけ前記ビームを前記マークにかけて照射したときの
前記演算手段の結果をリファレンスデータとして予め保
有する手段とを具備し、前記所定周波数の1つについて
前記演算手段が実行され、前記リファレンスデータと比
較することにより、ノイズの周波数を特定すると共に、
さらに前記所定周波数の他の例についての前記演算手段
が実行され、相互に強度比較することによりノイズの大
きさを分析することを特徴とする描画装置。6. A means provided with a noise detection mark for use in noise detection in a beam drawing apparatus, an irradiation means for repeatedly irradiating the mark with a beam at a predetermined frequency, and reflection by the irradiation means according to the mark. Alternatively, monitor means for capturing the signal of the transmitted beam at a predetermined cycle, and arithmetic means for recognizing the peak frequency and its peak size from the result of frequency analysis of the signal captured by the monitor means, or only the peak frequency, Control means for changing a predetermined frequency of the beam so as to include at least one frequency equal to or higher than a measurement limit with respect to a predetermined cycle of the monitor means; The reference result is the result of the calculation means when the mark is irradiated onto the mark. And means for pre-held as data, wherein the calculating means for one of the predetermined frequency is performed by comparing with the reference data, as well as identifying the frequency of the noise,
Further, the drawing device is characterized in that the calculation means for another example of the predetermined frequency is executed, and the magnitudes of noises are analyzed by comparing intensities with each other.
用するためのノイズ検出用マークを備える手段と、 前記マークに所定周波数でビームを繰り返し照射する照
射手段と、 前記照射手段により前記マークに応じて反射あるいは透
過したビームの信号を所定周期で取り込むモニタ手段
と、 前記モニタ手段の有する所定周期に対し測定限界以上の
周波数を少なくとも1つ含むようにした前記ビームの所
定周波数を変更する制御手段と、 前記制御手段を用い2種類以上の周波数のビームについ
て前記モニタ手段により取り込んだそれぞれの信号を周
波数解析しその結果からピーク周波数とそのピークの大
きさを認識し、認識された各データをそれぞれ比較する
ことによって、装置に発生するノイズの周波数υ及びノ
イズの種類及びノイズの大きさを検出する演算手段を具
備し、 前記演算手段の結果、ノイズの大きさが最大となるノイ
ズに関しその周期を整数倍した1/υ、2/υ、3/
υ、…n/υを計算し、少なくとも描画装置に使用され
ている偏向器を制御する回路の時定数より大きい周期と
なる周波数を前記周期1/υ、2/υ、3/υ、…n/
υに応じて決定される周波数υ、υ/2、υ/3、…υ
/nの中から選択し、その周波数で描画を行うことを特
徴とする描画装置の描画方法。7. A means having a noise detection mark for use in noise detection in a beam drawing apparatus, an irradiation means for repeatedly irradiating the mark with a beam at a predetermined frequency, and a reflection means for reflecting the mark by the irradiation means. Alternatively, monitor means for taking in the signal of the transmitted beam at a predetermined cycle, control means for changing the predetermined frequency of the beam so as to include at least one frequency higher than the measurement limit for the predetermined cycle of the monitor means, Frequency analysis is performed on each of the signals captured by the monitor for the beams of two or more types of frequencies using the control means, the peak frequency and the magnitude of the peak are recognized from the results, and each recognized data is compared. Depending on the frequency of noise generated in the device, the type of noise and the magnitude of noise. 1 / υ, 2 / υ, 3 / which is an integer multiple of the cycle of the noise having the maximum noise level as a result of the calculation means.
ν, ... N / υ is calculated, and a frequency having a period larger than at least the time constant of the circuit controlling the deflector used in the drawing device is set to the period 1 / υ, 2 / υ, 3 / υ, ... N. /
Frequency determined according to υ, υ / 2, υ / 3, ... υ
A drawing method of a drawing apparatus, characterized by selecting from / n and drawing at that frequency.
のマークに照射し複数回走査して得られる前記ビームに
対応する2次的な信号を用いてマーク位置を検出するこ
とにより前記試料に対して位置決め、描画する方法にお
いて、k回目のマーク検出のためのビーム走査を開始す
るタイミングをtk、全ビーム走査回数をn回、ビーム
位置を変動させる擾乱の1つの周波数をfとするとき、 Σ exp(i(2πftk))がほぼ0となるようにtk
を定め、このtkのタイミングを有する周波数で前記試
料に対してビーム位置を決め、描画することを特徴とす
る描画装置の描画方法。8. A mark on a sample is detected by irradiating a beam on a sample with a beam in a beam drawing apparatus and detecting a mark position using a secondary signal corresponding to the beam obtained by scanning a plurality of times. In the method of positioning and drawing, when the timing for starting the beam scanning for the k-th mark detection is t k , the total number of beam scanning times is n, and one frequency of the disturbance that changes the beam position is f, so that exp (i (2πft k )) becomes almost 0, t k
And a beam position is determined for the sample at a frequency having the timing of t k , and the sample is drawn.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8108014A JPH09312246A (en) | 1996-03-18 | 1996-04-26 | Detecting noise in pattern forming apparatus, noise detecting mark, and method and apparatus for forming pattern having them |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8-60959 | 1996-03-18 | ||
JP6095996 | 1996-03-18 | ||
JP8108014A JPH09312246A (en) | 1996-03-18 | 1996-04-26 | Detecting noise in pattern forming apparatus, noise detecting mark, and method and apparatus for forming pattern having them |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH09312246A true JPH09312246A (en) | 1997-12-02 |
Family
ID=26402015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP8108014A Pending JPH09312246A (en) | 1996-03-18 | 1996-04-26 | Detecting noise in pattern forming apparatus, noise detecting mark, and method and apparatus for forming pattern having them |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH09312246A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010258339A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Nuflare Technology Inc | Drift measuring method, method of charged particle beam drawing method, and charged particle beam drawing apparatus |
KR20220015925A (en) | 2020-07-31 | 2022-02-08 | 주식회사 히타치하이테크 | Charged particle beam apparatus and electric noise measuring method |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP8108014A patent/JPH09312246A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010258339A (en) * | 2009-04-28 | 2010-11-11 | Nuflare Technology Inc | Drift measuring method, method of charged particle beam drawing method, and charged particle beam drawing apparatus |
KR20220015925A (en) | 2020-07-31 | 2022-02-08 | 주식회사 히타치하이테크 | Charged particle beam apparatus and electric noise measuring method |
US11735395B2 (en) | 2020-07-31 | 2023-08-22 | Hitachi High-Tech Corporation | Charged particle beam device and method of measuring electrical noise |
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