![]() 帶電粒子束描繪設備和製造物品的方法
专利摘要:
帶電粒子束描繪設備包括:帶電粒子光學系統;基板架台;干涉儀,被建構成測量該架台於該帶電粒子光學系統之光軸的方向中之位置;測量裝置,被建構成測量該帶電粒子束之特徵;及控制器,被建構成使用校正資訊來校正藉由該干涉儀所獲得之測量。該控制器被建構,以造成第一測量當作藉由該干涉儀之測量及第二測量當作藉由該測量裝置之待平行地執行的測量,並基於該第一測量及該第二測量獲得該校正資訊,該第一測量及該第二測量係相對於該複數位置之每一位置所獲得。 公开号:TW201306076A 申请号:TW101125352 申请日:2012-07-13 公开日:2013-02-01 发明作者:Shigeo Koya 申请人:Canon Kk; IPC主号:H01J37-00
专利说明:
帶電粒子束描繪設備和製造物品的方法 本發明有關帶電粒子束描繪設備,及製造物品之方法。 近年來,由於其高解析度,電子束描繪設備被期待使用於具有圖案微型化之趨勢的半導體製程之微影步驟中。日本專利特許公開申請案第09-245708號揭示多數電子束描繪設備,其將藉由電子來源所放射之電子束分成複數電子束,以使用該複數電子束平行地描繪。 然而,多數電子束描繪設備特別是使用於它們之間具有狹窄間隙的圓柱及基板,雖然此配置係不受限於多數電子束描繪設備。這使得其難以實現一測量裝置,該測量裝置直接地測量配置在該圓柱下方之基板於該Z方向中的位置(表面形狀)。為對抗此問題,該基板於該Z方向中之位置能當其被配置在一與該圓柱下方不同的位置時被測量,且基板架台於該Z方向中相對Z參考鏡片之位置能基於該測量值被控制,藉此控制該基板於該Z方向中之位置。不幸地是,於此方法中,該Z參考鏡片之平坦性變成Z方向位置測量的一錯誤因素,如此使該描繪精確性降級。 本發明譬如提供在基板之精確定位中有利於聚焦的描繪設備。 本發明提供一描繪設備,其在基板上以帶電粒子束執行描繪,該設備包括:帶電粒子光學系統,被建構成放射該帶電粒子束朝該基板;架台,被建構成固持該基板,並將在該帶電粒子光學系統之光軸的方向中及一垂直於該光軸的方向中運動;干涉儀,包含參考反射表面,且被建構成測量該架台於該光軸的方向中之位置;測量裝置,被建構成測量該帶電粒子束之特徵;及控制器,被建構成使用校正資訊來校正藉由該干涉儀所獲得之測量,其中該控制器被建構,以相對於該架台在垂直於該光軸的方向中之複數位置的每一位置,造成第一測量當作藉由該干涉儀之測量及第二測量當作藉由該測量裝置之待平行地執行的測量,並基於該第一測量及該第二測量獲得該校正資訊,該第一測量及該第二測量係相對於該複數位置之每一位置所獲得。 本發明之進一步特色將由示範實施例之參考所附圖面的以下敘述變得顯而易知。 本發明之實施例中將在下面參考所附圖面被詳細地敘述。注意遍及該等圖面相同之參考數字標示相同之構件,且其重複的敘述將不被給與。本發明係適用於一般之描繪設備,其使用帶電粒子束在基板上描繪,但將當作其應用至使用電子束在基板上描繪之描繪設備的一範例被敘述。 [第一實施例] 根據該第一實施例之電子束描繪設備將參考圖1被敘述。該電子束描繪設備包含放射電子束之電子槍、電子光學系統(帶電粒子光學系統)、及架台103。該電子光學系統將藉由該電子槍所放射之電子束分成複數電子束,並將該複數被分開之電子束導引至基板上,以在該基板上形成這些電子束之影像。該架台103固持該基板,且能夠於該Z方向中運動;亦即,該電子光學系統之光軸的方向;及垂直於該光軸的X及Y方向。該電子光學系統被裝在透鏡筒(圓柱或圍阻構件)101中。該基板及該圓柱101的下表面間之直立間隔係如1毫米或更少地狹窄。因此,該電子束描繪設備不能包含焦點感測器,用於執行該基板在該圓柱101之光軸位置的焦點測量。 藉由測量該電子束直徑,該架台103之直立位置(Z位置)的測量(第一測量)將參考圖2被敘述。於該第一實施例中,測量裝置201包含一組刀緣(屏蔽構件)202及光電二極體(檢測器)203,其於該架台103之X方向中被配置在複數位置的每一位置。電子束204係於該X方向中掃描,以便與該刀緣202延伸之方向(Y方向)相交,且用該光電二極體203檢測藉由未被該對應之刀緣202所阻斷的電子束所產生之電流。當該電子束204全然未被該刀緣202所阻斷時,該電流值最大化,且當該電子束204完全被該刀緣202所阻斷時,該電流值變成零。如圖3所示,信號強度分佈能藉由辨別該電流之波形被獲得,該電流藉由該光電二極體203所檢測。此信號強度分佈之使用使得其可能獲得藉由圖3中之參考符號W所標示的電子束直徑。該電子束於錐形之形狀中行進朝該光電二極體203,如圖2所示。這意指該電子束直徑視該光電二極體203之Z位置、亦即該架台103的Z位置而定來改變。因此,該架台103之Z位置能藉由事先獲得該電子束直徑及該測量裝置201(譬如該光電二極體203)相對該圓柱101的Z位置間之關係的資料被測量。雖然該光電二極體203之使用已於此實施例中被當作一範例,譬如法拉第杯或CCD亦可被使用於檢測該電子束之檢測器。 與使用該光電二極體(檢測器)203的測量(第一測量)平行,其次將敘述該架台103之Z位置使用干涉儀的測量(第二測量)。藉由干涉儀301所放射之參考光304被設定在該架台103上之反射表面所反射,且沿著其進來的路徑反向行進,其將返回至該干涉儀301,該干涉儀使用一雷射頭(未示出)當作光源。測量光305被具有反射表面的反射器302直立地向上反射,該反射器被設定在該架台103上及由該X方向至該Z方向地改變該光學路徑之方向。被直立地向上反射的測量光305係藉由條鏡(參考反射器)303之參考反射表面所進一步反射,且沿著其進來的路徑反向行進以返回至該干涉儀301。該條鏡303被固定在譬如一基座上,該基座在該架台103上方的一位置支撐該圓柱101,且該條鏡303的參考反射表面與該圓柱101之間於該Z方向中的位置關係實際上被控制。該架台103之Z位置係基於該測量光305之光學路徑長度及該參考光304的光學路徑長度間之差異中的變化來測量,以使用該測量值來於該Z方向中定位該架台103。該測量光305之光學路徑長度係至該反射器302之反射表面的光學路徑、及在此反射表面與該條鏡303的參考反射表面間之光學路徑的總光學路徑長度。 然而,當該架台103係譬如在該X方向中驅動時,該架台103於該Z方向中之定位準確性被該條鏡303之Z平坦性所影響,遍及該X方向中、亦即該縱長方向中之整個長度,該條鏡用作該Z方向中之參考反射器。如果該條鏡303於該X方向中具有不平坦性,由於其參考反射表面之不平坦性,該架台103藉由該干涉儀301所獲得的Z位置之測量結果包含一測量誤差。其結果是,當描繪被做成時,雖然該架台103之位置係基於藉由該干涉儀301所獲得之測量結果來控制,且如果譬如該電子束在該基板上之入射角度變化,以該電子束照射該基板的位置於該X方向中改變,導致覆疊精確度中之降級。此變動亦可導致該電子束相對於該基板之散焦。注意該干涉儀301之組構不被限制於該前述之組構,且本發明係適用於任何組構,只要其包含一用作位置測量用之參考的參考反射器(參考反射表面)。 於該第一實施例中,在使用該干涉儀301測量該架台103的Z位置中,該電子束204係相對該刀緣202掃描,以藉由額外地使用測量該電子束直徑的測量裝置201來測量該架台103的Z位置。該測量裝置201包含複數組刀緣202及光電二極體203。當於該X方向中運動該架台103時,藉由使用該干涉儀301及測量裝置201測量該架台103的Z位置,使用該干涉儀301所測量之值及使用該測量裝置201所測量之值兩者可在該X方向中的複數位置之每一位置被獲得。在該複數刀緣202之中,使用該電子束藉由該測量裝置201所測量之值可包含該Z方向中之位置中的差異之影響。然而,在該等刀緣202之中,位準中之差異能藉由譬如預先測量該複數刀緣202之位準及消除其Z位置之影響、或使用二或更多電子束測量該等刀緣202之位準而被消除,該等電子束在特徵上具有習知的相對差異,且該基板係以此差異在該X方向中之不同位置被照射。更明確地是,在該等刀緣202之中,位準中之差異能藉由使用二或更多電子束來測量該等刀緣202之位準而被消除,該等電子束在特徵上具有習知的相對差異,且該基板係以此差異在該X方向中之不同位置被照射。該複數刀緣202被以該電子束照射及測量,且接著使用另一電子束再次被測量。該等相同之刀緣202被測量,但儘管如此,相同之測量值有時候未能被獲得。這是因為視該架台103之X位置而定,這些測量值於該Z方向中具有誤差,亦即它們被該條鏡303於該Z方向中之平坦性所影響。然而,作該上述之量測使其可能測量該條鏡303於該Z方向中之平坦性(校正資訊),而在該等刀緣202之中無位準中的差異之影響。 以該前面之方式所獲得的條鏡303於該Z方向中之平坦性被儲存於處理器(未示出)之記憶體中,該處理器控制該架台103。當該架台103將於一實際的描繪順序中被驅動時,控制器102計算該條鏡303離其目標位置之校正值,以校正該架台103的Z位置。其結果是,該架台103可被定位在藉由校正該條鏡303的平坦性所獲得之理想位置。這使其可能改善該基板於該Z方向中之位置準確性,且最後改善該覆疊精確度。雖然該測量裝置201測量該電子束直徑,本發明不被限制於此。該測量裝置201亦可測量譬如該電子束之位置。更明確地是,如圖3所示,呈現一信號之強度分佈的峰值之位置係藉由運動該架台103獲得,而該電子束係於該x方向中藉由偏向器偏向達一預定角度,並使用該測量裝置201測量該電子束。如圖3所示,呈現一信號之強度分佈的峰值之位置係藉由運動該架台103所獲得,而該電子束係在與該前述之偏向操作相反的X方向中被偏向達一預定角度,並使用該測量裝置201測量該電子束。這些峰值位置(峰間距離)間之差異視該二量測間之光電二極體203的Z位置中間的差異而定來改變,該架台103之x位置係彼此不同,亦即,該架台103的Z位置間之差異。在該架台103的Z位置之間,該等差異上之峰值位置間之差異的相依性係基於該電子束藉由該測量裝置201上之偏向器所偏向的入射角由0°移位的前提。因此,該架台103的Z位置間之差異能事先在該Z方向中藉由獲得該峰間距離及該測量裝置201(譬如,該光電二極體203)的位置與該圓柱101間之差異之間的關係之資料被測量。然而,該電子束之其他特徵(譬如,該電子束之電子束形狀)可被該測量裝置201所測量,該等特徵與該光軸方向中之電子束的散焦數量(該交越與該基板表面之間在該光軸方向中的距離)有相互關係。該參考反射表面之平坦性的誤差能基於該等前述特徵及該散焦數量間之關係的資訊(事先獲得)被獲得。另一選擇係,該參考反射表面之平坦性的誤差能基於該架台103於該Z方向中之運動量被獲得,該誤差被要求,以允許該散焦量基於該等上述特徵落在該容差內。 [第二實施例] 根據該第二實施例的電子束描繪設備將參考圖4及5被敘述。在測量該電子束直徑的測量裝置201之規格中,該第二實施例中之電子束描繪設備係與該第一實施例不同。於該第二實施例中測量該電子束直徑的測量裝置201將被敘述。已在其上形成複數反射記號(記號)403的參考晶圓405被安裝在架台103上,該等反射記號本身於該X方向中對齊。在另一方面,被反射之電子測量裝置(檢測器)404係被附著至圓柱101的下部,該測量裝置檢測藉由以該電子束照射該等記號403所散射或反射的電子束所產生之電流。該等記號403係譬如由鎢或金所製成,且形成在基板401上之鋁薄膜402上,以於該Y方向中之條帶形狀中延伸。電子束204係於該X方向中藉由偏向器偏向,且被掃描,以便與該等記號403相交。該被反射之電子測量裝置404檢測一於其在該等記號403上掃描時所產生之電子束,以獲得一電流波形,如圖6所示。撞擊在該等記號403上之每一電子束204的直徑W可為由來自每一波形的前緣及後緣的電子束204之電流分佈所獲得。因為該電子束直徑視該記號403之Z位置而定改變,藉由預先獲得該電子束直徑及該記號403的Z位置間之關係,該記號403的Z位置、及最後該架台103的Z位置能被計算。 當該架台103的Z位置係使用干涉儀301測量時,造成與該第一實施例中所敘述者相同之問題。為對抗此問題,於使用該干涉儀301測量該架台103的Z位置中,該電子束204被掃描,以便與該等記號403相交,藉此獲得使用該干涉儀301所測量之值及使用該電子束所測量之值兩者。因為該等記號403係於該X方向中在複數位置形成在該參考晶圓405上,使用該干涉儀301所測量之該架台103的Z位置之值、及使用該電子束所測量之值兩者可被獲得。這使其可能於該X方向中遍及該全長使用該二測量值獲得條鏡303於該Z方向中之平坦性。在此時,於該複數記號403之中,使用該電子束所測量之值包含在該Z方向中的位準中之差異的影響。然而,於該等記號403之中,在該Z方向中的位準中之差異可為藉由使用二或更多電子束測量該等記號403之位準來消除,該等電子束在特徵上具有習知的相對差異,且該基板係以此差異在該X方向中之不同位置被照射。更明確地是,複數記號403被以一電子束照射及測量,且接著使用另一電子束再次被測量。該架台103的Z位置係在相同記號403之位置被測量,但儘管如此,該等相同之測量值未能總是被獲得。這是因為於該架台103之X驅動時,這些測量值於該Z方向中具有誤差,亦即它們被用作Z參考鏡片之條鏡303的處理精確度所影響。然而,作該上述之量測使其可能測量該條鏡303在X方向之全部長度於該Z方向中之平坦性(校正資訊),而在該等記號403之中無位準中的差異之影響。 以該前面之方式所獲得的條鏡303於該Z方向中之平坦性被儲存於處理器(未示出)之記憶體中,該處理器控制該架台103。當該架台103將於一實際的描繪順序中被驅動時,該條鏡303之校正值可為由其目標位置所計算,以校正該架台103的Z位置。其結果是,該架台103可被定位在藉由校正該條鏡303的平坦性所獲得之理想位置。這使其可能改善該基板於該Z方向中之位置準確性,且最後改善該覆疊精確度。 於該等前述之實施例中,雖然該電子束係藉由該偏向器所掃描,以相對該等記號403運動該電子束,該架台103可被運動,以相對它們運動。雖然反射電子亦被檢測,以獲得該等前述實施例中之電流波形,當該電子束撞擊在該等記號403上時所產生之第二電子(帶電粒子)可被檢測,以獲得一電流波形。再者,雖然該測量裝置201測量該電子束直徑,本發明不受限於此。該測量裝置201譬如亦可測量該電子束之位置(譬如,呈現一峰值強度的位置),如上面所述。然而,該電子束之其他特徵(譬如,該電子束之電子束形狀)可被測量,該等特徵與該光軸方向中之電子束的散焦數量(該交越與該基板表面之間在該光軸方向中的距離)有相互關係。該參考反射表面之平坦性的誤差亦能基於該等前述特徵及該散焦數量間之關係的資訊(事先獲得)被獲得。另一選擇地,該參考反射表面之平坦性的誤差能基於該架台103於該Z方向中之運動量被獲得,該誤差被要求,以允許該散焦量基於該等上述特徵落在該容差內。 [製造物品方法的實施例] 根據本發明之實施例來製造物品的方法係適合用於製造諸如微裝置之物品、諸如半導體裝置或具有微結構的元件。此方法能包含使用該前述之描繪設備在被塗於基板上之感光劑上形成一潛像圖案的步驟(在基板上描繪的步驟)、及使在該形成步驟中於其上形成有該潛像圖案的基板顯影之步驟。此方法亦可包含隨後之習知步驟(譬如,氧化、薄膜形成、蒸氣沈積、加入摻雜劑、拋光、蝕刻、抗蝕劑移除、切丁、接合、及封裝)。在物品之性能/品質/產量/製造成本之至少一者中,根據本實施例來製造物品的方法係比該等傳統方法更有利的。 雖然本發明已參考示範實施例被敘述,應了解本發明不被限制於所揭示之示範實施例。以下申請專利之範圍將給與最寬廣之解釋,以便涵括所有此等修改及同等結構與功能。 101‧‧‧透鏡筒 102‧‧‧控制器 103‧‧‧架台 201‧‧‧測量裝置 202‧‧‧刀緣 203‧‧‧光電二極體 204‧‧‧電子束 301‧‧‧干涉儀 302‧‧‧反射器 303‧‧‧條鏡 304‧‧‧參考光 305‧‧‧測量光 401‧‧‧基板 402‧‧‧薄膜 403‧‧‧反射記號 404‧‧‧檢測器 405‧‧‧參考晶圓 圖1係用於說明該第一實施例中之電子束描繪設備的圖解;圖2係用於說明該第一實施例中之電子束測量的視圖;圖3係一曲線圖,顯示該第一實施例中所獲得之測量結果;圖4係用於說明該第二實施例中之電子束描繪設備的圖解;圖5係用於說明該第二實施例中之電子束測量的視圖;及圖6係一曲線圖,顯示該第二實施例中所獲得之測量結果。 101‧‧‧透鏡筒 102‧‧‧控制器 103‧‧‧架台 201‧‧‧測量裝置 301‧‧‧干涉儀 302‧‧‧反射器 303‧‧‧條鏡 304‧‧‧參考光 305‧‧‧測量光
权利要求:
Claims (6) [1] 一種描繪設備,其在基板上以帶電粒子束執行描繪,該設備包括:帶電粒子光學系統,被建構成放射該帶電粒子束朝該基板;架台,被建構成固持該基板,並將在該帶電粒子光學系統之光軸的方向中及一垂直於該光軸的方向中運動;干涉儀,包含參考反射表面,且被建構成測量該架台於該光軸的方向中之位置;測量裝置,被建構成測量該帶電粒子束之特徵;及控制器,被建構成使用校正資訊來校正藉由該干涉儀所獲得之測量,其中該控制器被建構,以相對於該架台在垂直於該光軸的方向中之複數位置的每一位置,造成第一測量當作藉由該干涉儀之測量及第二測量當作藉由該測量裝置之待平行地執行的測量,並基於該第一測量及該第二測量獲得該校正資訊,該第一測量及該第二測量係相對於該複數位置之每一位置所獲得。 [2] 如申請專利範圍第1項之描繪設備,其中該控制器被建構成進一步基於該帶電粒子束於該光軸方向中的散焦數量及該特徵間之關係的資訊來獲得該校正資訊。 [3] 如申請專利範圍第1項之描繪設備,其中該測量裝置包含一組屏蔽構件及檢測器,其配置在該架台上之複數位置的每一位置;及該檢測器被建構成檢測帶電粒子束,該帶電粒子束之至少一部份未被對應於該檢測器的屏蔽板構件所屏蔽。 [4] 如申請專利範圍第1項之描繪設備,其中該測量裝置包含被配置在該架台上之複數位置的每一位置之記號,且檢測器被建構成檢測藉由以該帶電粒子束所照射之記號來散射或放射的帶電粒子束。 [5] 如申請專利範圍第1項之描繪設備,另包括用於該帶電粒子光學系統的外殼,其中該描繪係於該外殼及藉由該架台所固持的基板間之光軸的方向中以被製成為不大於1毫米的間隙來執行。 [6] 一種製造物品的方法,該方法包括:使用描繪設備在基板上執行描繪;使該基板顯影,該描繪已在該基板上執行;及處理該顯影過的基板,以製造該物品,其中該描繪設備在該基板上以帶電粒子束執行描繪,該設備包含:帶電粒子光學系統,被建構成放射該帶電粒子束朝該基板;架台,被建構成固持該基板,並將在該帶電粒子光學系統之光軸的方向中及一垂直於該光軸的方向中運動;干涉儀,包含參考反射表面,且被建構成測量該架台於該光軸的方向中之位置;測量裝置,被建構成測量該帶電粒子束之特徵;及控制器,被建構成使用校正資訊來校正藉由該干涉儀所獲得之測量,且其中該控制器被建構,以相對於該架台在垂直於該光軸的方向中之複數位置的每一位置,造成第一測量當作藉由該干涉儀之測量及第二測量當作藉由該測量裝置之待平行地執行的測量,並基於該第一測量及該第二測量獲得該校正資訊,該第一測量及該第二測量係相對於該複數位置之每一位置所獲得。
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同族专利:
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引用文献:
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