JP2005317810A - Electron beam exposure device, method for measuring distortion of and correcting deflected position of electron beam, and semiconductor wafer and exposure mask - Google Patents

Electron beam exposure device, method for measuring distortion of and correcting deflected position of electron beam, and semiconductor wafer and exposure mask Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam exposure device for irradiating and scanning over a mask having a mask pattern according to an exposure pattern with an electron beam generated by an electron beam source using a deflection means, for performing the exposure of the exposure pattern to the electron beam passing through the mask, and for performing high precision correction of deflection distortion in this deflection means; and capable of carrying out the work required in this correction in a short time. <P>SOLUTION: The electron beam exposure device 1 comprises: support means 43, 44 for positioning a position detection mark 46 to produce secondary electrons by the irradiation with the electron beam 15 at the known position in the deflection region of the deflection means 21 and 22; a deflection command amount acquiring unit 72 for acquiring the deflection command amount when the secondary electrons produced by this position detection mark 46 are detected; and a correction unit 74 which, in order to deflect the electron beam 15 to the known position of the position detection mark, corrects a predetermined deflection command amount corresponding to that position to obtain the acquired deflection command amount. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体集積回路などの製造工程で使用され、電子線源により発生させた電子ビームを偏向し、露光パターンに対応するマスクパターンを有するマスク上で走査させて露光パターンを露光する電子線露光装置、その電子ビームの偏向位置の歪み測定方法、その電子ビームの偏向位置補正方法、およびこれら方法に使用される半導体ウエハに関する。   The present invention is an electron beam that is used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit and the like, deflects an electron beam generated by an electron beam source, and scans a mask having a mask pattern corresponding to the exposure pattern to expose the exposure pattern. The present invention relates to an exposure apparatus, a method for measuring distortion of the deflection position of the electron beam, a method for correcting the deflection position of the electron beam, and a semiconductor wafer used in these methods.

近年、半導体集積回路の高集積化のニーズに伴い、回路パターンの一層の微細化が要望されている。現在、微細化の限界を規定しているのは主として露光装置であり、電子ビーム直接描画装置やX線露光装置などの新しい方式の露光装置が開発されている。   In recent years, with the need for higher integration of semiconductor integrated circuits, further miniaturization of circuit patterns has been demanded. At present, the limits of miniaturization are mainly limited to exposure apparatuses, and new exposure apparatuses such as an electron beam direct writing apparatus and an X-ray exposure apparatus have been developed.

最近では新しい方式の露光装置として、量産レベルで超微細加工用に使用可能な電子線近接露光装置が開示されている(例えば特許文献1、およびこれに対応する日本国特許出願の特許文献2)。   Recently, an electron beam proximity exposure apparatus that can be used for ultrafine processing at a mass production level has been disclosed as a new type of exposure apparatus (for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 corresponding to Japanese Patent Application). .

図1は、特許文献1に開示された電子線近接露光装置の基本構成を示す図である。この図を参照して、電子線近接露光装置について簡単に説明する。図示するように、電子光学鏡筒(カラム)10内には、電子ビーム15を発生する電子線源14と整形アパチャ18と電子ビーム15を平行ビームにする照射レンズ16とを有する電子銃12、対となる主偏向器21、22と、対となる副偏向器51、52とを含み、電子ビーム15を光軸19に平行に走査する走査手段13、露光するパターンに対応する開口を有するマスク30、および静電チャック43とXYステージ44とから構成される。試料(半導体ウエハ)40は、表面にレジスト層42が形成され、静電チャック43上に保持されている。   FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an electron beam proximity exposure apparatus disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. The electron beam proximity exposure apparatus will be briefly described with reference to this figure. As shown in the figure, an electron gun 12 having an electron beam source 14 for generating an electron beam 15, a shaping aperture 18, and an irradiation lens 16 for converting the electron beam 15 into a parallel beam is disposed in an electron optical column (column) 10. Scanning means 13 for scanning the electron beam 15 parallel to the optical axis 19 and a mask having an opening corresponding to the pattern to be exposed, which includes a pair of main deflectors 21 and 22 and a pair of sub-deflectors 51 and 52 30, and an electrostatic chuck 43 and an XY stage 44. A sample (semiconductor wafer) 40 has a resist layer 42 formed on the surface thereof and is held on an electrostatic chuck 43.

試料40は、表面がマスク30に近接するように配置される。この状態でマスク30に垂直に電子ビーム15を照射すると、マスク30の開口を通過した電子ビーム15が試料40の表面のレジスト層42に照射される。   The sample 40 is arranged so that the surface is close to the mask 30. When the electron beam 15 is irradiated perpendicularly to the mask 30 in this state, the electron beam 15 that has passed through the opening of the mask 30 is irradiated to the resist layer 42 on the surface of the sample 40.

走査手段13の主偏向器21、22が、電子ビーム15を所定の偏向領域内の各偏向位置へと偏向させる偏向量を指令するための各偏向指令量は、各偏向位置に対応してそれぞれ予め定められている。
そして、主偏向器21、22は、この偏向指令量を図示しない信号線を介して外部制御装置から受信して、受信した偏向指令量に応じた電場及び/又は磁場を発生させて電子ビーム15を偏向することが可能である。電子ビーム15は、主偏向器21、22が発生させた電場及び/又は磁場により、前記偏向指令量に対応して定められた偏向位置へと偏向される。
Each deflection command amount for commanding the deflection amount by which the main deflectors 21 and 22 of the scanning means 13 deflect the electron beam 15 to each deflection position in a predetermined deflection region corresponds to each deflection position. It is predetermined.
The main deflectors 21 and 22 receive the deflection command amount from an external control device via a signal line (not shown), generate an electric field and / or a magnetic field corresponding to the received deflection command amount, and generate the electron beam 15. Can be deflected. The electron beam 15 is deflected to a deflection position determined in accordance with the deflection command amount by the electric field and / or magnetic field generated by the main deflectors 21 and 22.

これにより、主偏向器21、22は、図2に示すように、電子ビーム15がマスク30上の露光パターンが設けられるメンブレン部分の全面を走査するように、電子ビームを偏向制御する。これによりマスク30のマスクパターンが試料40上のレジスト層42に等倍転写される。   Thereby, the main deflectors 21 and 22 control the deflection of the electron beam so that the electron beam 15 scans the entire surface of the membrane portion where the exposure pattern on the mask 30 is provided, as shown in FIG. As a result, the mask pattern of the mask 30 is transferred to the resist layer 42 on the sample 40 at the same magnification.

XYステージ44は、静電チャック43に吸着された試料40を水平の直交2軸方向に移動させるもので、マスクパターンの等倍転写が終了するたびに試料40を所定量移動させ、これにより1枚の試料40に複数のマスクパターンを転写できるようにしている。   The XY stage 44 moves the sample 40 adsorbed on the electrostatic chuck 43 in two horizontal orthogonal horizontal directions, and moves the sample 40 by a predetermined amount each time the mask pattern is transferred at an equal magnification. A plurality of mask patterns can be transferred to a single sample 40.

走査手段13中の副偏向器51、52は、マスク歪みを補正するように電子ビーム15のマスクパターンへの入射角度を制御(傾き制御)する。いま図3に示すように電子ビーム15の露光用マスク30への入射角度をα、露光用マスク30とウエハ40とのギャップをGとすると、入射角度αによるマスクパターンの転写位置のずれ量δは、
δ=G・tanα
で表される。図3上ではマスクパターンが正規の位置からずれ量δだけずれた位置に転写される。
The sub deflectors 51 and 52 in the scanning unit 13 control (tilt control) the incident angle of the electron beam 15 on the mask pattern so as to correct the mask distortion. As shown in FIG. 3, when the incident angle of the electron beam 15 to the exposure mask 30 is α and the gap between the exposure mask 30 and the wafer 40 is G, the shift amount δ of the transfer position of the mask pattern due to the incident angle α. Is
δ = G ・ tanα
It is represented by In FIG. 3, the mask pattern is transferred to a position shifted from the normal position by a shift amount δ.

したがって、露光用のマスク30に、例えば図4(A)に示されるようなマスク歪みがある場合には、電子ビーム走査位置におけるマスク歪みに応じて、電子ビームの傾き制御を行うことにより、図4(B)に示されるようにマスク歪みのない状態でのマスクパターンを転写することが可能となる。   Therefore, when the exposure mask 30 has a mask distortion as shown in FIG. 4A, for example, the tilt of the electron beam is controlled according to the mask distortion at the electron beam scanning position. As shown in FIG. 4B, it is possible to transfer the mask pattern without mask distortion.

米国特許第5,831,272号明細書(全体)US Pat. No. 5,831,272 (Overall) 日本特許第2951947号公報(全体)Japanese Patent No. 2951947 (Overall)

上述の電子線露光装置によって露光が行われ、その後に現像処理が施されたレジスト層42上に形成されるパターン線幅は、電子ビーム15の露光量すなわち電子ビーム15の電流量と露光時間との積により変化する。
したがって、形成されたパターン線幅のムラを防止して解像性劣化を防止するためには、電子ビーム15の電流値を維持する一方で、電子ビーム15のマスク上における走査速度を所定の精度で制御及び維持する必要がある。このため、上記走査手段13(特に主偏向器21、22)は、高い精度で電子ビーム15のマスク上の偏向位置を制御しなければならない。
The pattern line width formed on the resist layer 42 exposed by the above-described electron beam exposure apparatus and subsequently developed is determined by the exposure amount of the electron beam 15, that is, the current amount and exposure time of the electron beam 15. Varies depending on the product of
Therefore, in order to prevent unevenness of the formed pattern line width and prevent deterioration of resolution, while maintaining the current value of the electron beam 15, the scanning speed of the electron beam 15 on the mask is set to a predetermined accuracy. Need to be controlled and maintained at. For this reason, the scanning means 13 (especially the main deflectors 21 and 22) must control the deflection position of the electron beam 15 on the mask with high accuracy.

しかし、実際には上記走査手段13、特に主偏向器21、22、をカラム10に取り付ける際の機械的な取り付け誤差や各偏向器を構成する電極の特性差等の影響により、主偏向器21、22が発生させる電場及び/又は磁場には歪み(偏向歪み)が生じている。この偏向歪みに起因して、所望の偏向位置に対応して予め定められた偏向指令量を入力された主偏向器21、22により偏向された電子ビームの実際の偏向位置と、前記所望の偏向位置とが一致しない現象が生じていた。このような、所望の偏向位置と実際の偏向位置とのズレは、電子ビーム15のマスク上における走査速度の変動を招来し、試料40への電子ビーム15の露光量ムラ及び解像性劣化を引き起こしていた。   However, in practice, the main deflector 21 is affected by mechanical attachment errors when attaching the scanning means 13, particularly the main deflectors 21, 22, to the column 10, and differences in the characteristics of the electrodes constituting each deflector. , 22 generates distortion (deflection distortion) in the electric field and / or magnetic field. Due to this deflection distortion, the actual deflection position of the electron beam deflected by the main deflectors 21 and 22 to which a predetermined deflection command amount corresponding to the desired deflection position is input, and the desired deflection There was a phenomenon where the position did not match. Such a deviation between the desired deflection position and the actual deflection position causes fluctuations in the scanning speed of the electron beam 15 on the mask, resulting in uneven exposure amount of the electron beam 15 on the sample 40 and deterioration of resolution. It was causing.

このような主偏向器21、22の偏向歪みを補正するために、従来では、主偏向器21、22の偏向領域内各位置に対応して定められた各偏向指令量で電子ビーム15を偏向し、偏向された電子ビーム15を、高精度に位置制御可能なテーブル機構上などに載置された電子検出器を照射位置まで移動して検出することにより、電子ビーム15の実際の各偏向位置を検出して、前記各偏向指令量に対応して定められた各偏向位置と実際に検出された各偏向位置とを比較して、偏向歪み量を測定する偏向歪み測定が従来行われていた。   In order to correct such deflection distortion of the main deflectors 21 and 22, conventionally, the electron beam 15 is deflected by each deflection command amount determined corresponding to each position in the deflection region of the main deflectors 21 and 22. Then, the deflected electron beam 15 is detected by moving an electron detector placed on a table mechanism or the like capable of controlling the position with high accuracy to the irradiation position, thereby detecting the actual deflection position of the electron beam 15. Conventionally, deflection distortion measurement is performed to measure the deflection distortion amount by comparing each deflection position determined corresponding to each deflection command amount and each actually detected deflection position. .

しかし、かかる方法によると測定位置ごとに電子検出器を移動させるため、補正の精度向上のために測定点数を増加させると、測定作業が増加し露光装置としての稼働時間の低下を招来させる。   However, according to such a method, since the electron detector is moved for each measurement position, if the number of measurement points is increased in order to improve the correction accuracy, the measurement work increases and the operation time of the exposure apparatus is reduced.

上記問題点を鑑みて、本発明は、電子線源から発生させた電子ビームを、偏向手段により露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスク上で走査するように照射させて、マスクを通過した電子ビームで露光パターンを露光する電子線露光装置であって、この偏向手段の偏向歪み補正を高精度に行い、かつ補正に要する作業を短時間で行うことが可能な電子線露光装置を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention is directed to an electron beam that has passed through a mask by irradiating an electron beam generated from an electron beam source so as to scan on a mask having a mask pattern corresponding to an exposure pattern by a deflecting unit. Provided is an electron beam exposure apparatus that exposes an exposure pattern with a beam, which can correct the deflection distortion of the deflecting means with high accuracy and can perform the work required for the correction in a short time. With the goal.

また、本発明は、電子線源から発生させた電子ビームを、偏向手段により露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスク上で走査するように照射させて、マスクを通過した電子ビームで露光パターンを露光する電子線露光において、この偏向手段の偏向歪みの測定を高精度に行い、かつ測定に要する作業を短時間で行うことが可能な電子ビームの偏向位置の歪み測定方法を提供することを目的とする。   Further, the present invention irradiates an electron beam generated from an electron beam source so as to scan on a mask having a mask pattern corresponding to the exposure pattern by the deflecting means, and the exposure pattern is formed by the electron beam passing through the mask. An object of the present invention is to provide an electron beam deflection position distortion measuring method capable of measuring the deflection distortion of the deflecting means with high accuracy and performing the work required for the measurement in a short time in the electron beam exposure. And

さらにまた、本発明は、電子線源から発生させた電子ビームを、偏向手段により露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスク上で走査するように照射させて、マスクを通過した電子ビームで露光パターンを露光する電子線露光において、この偏向手段の偏向歪み補正を高精度に行い、かつ補正に要する作業を短時間で行うことが可能な電子ビームの偏向位置補正方法を提供することを目的とする。   Furthermore, the present invention is such that an electron beam generated from an electron beam source is irradiated by a deflecting means so as to scan on a mask having a mask pattern corresponding to the exposure pattern, and the exposure pattern is emitted by the electron beam passing through the mask. It is an object of the present invention to provide a method for correcting the deflection position of an electron beam capable of correcting the deflection distortion of the deflecting means with high accuracy and performing the work required for the correction in a short time. .

上記目的を達成するために、本発明では、電子ビームを照射されることにより2次電子を生じる位置検出マークを偏向手段の偏向領域内の既知の位置に位置付け、この位置検出マークから生じた2次電子を検出したときの偏向指令量を取得し、既知の位置検出マーク位置に電子ビームを偏向するために該位置に対応して予め定められる偏向指令量と、前記取得した偏向指令量とを比較して、偏向歪みを取得する。   In order to achieve the above object, according to the present invention, a position detection mark that generates secondary electrons when irradiated with an electron beam is positioned at a known position in the deflection area of the deflecting means, and 2 generated from the position detection mark. A deflection command amount at the time of detecting the next electron is acquired, and a deflection command amount predetermined corresponding to the position for deflecting the electron beam to a known position detection mark position, and the obtained deflection command amount In comparison, the deflection distortion is obtained.

すなわち、本発明の第1形態に係る電子線露光装置は、電子ビームを発生する電子線源と、露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスクと、マスク上の各位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量の入力に従い電子ビームを該各位置に偏向する偏向手段と、を備え、電子ビームをマスク上に照射させてマスクを通過した電子ビームで、試料表面に露光パターンを露光する電子線露光装置であって、さらに電子ビームを照射されることにより2次電子を生じる位置検出マークを、偏向手段による電子ビームの偏向領域内の既知の位置に位置付けて支持する位置検出マーク支持手段と、位置検出マークに電子ビームが照射されたときに生じる2次電子を検出する電子検出器と、2次電子の検出時に偏向手段に入力された偏向指令量を取得する偏向指令量取得手段と、位置検出マークの位置に対応して予め定められた偏向指令量を、取得された偏向指令量に補正する補正手段と、を備える。   That is, the electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention is predetermined in advance corresponding to each position on the mask, an electron beam source that generates an electron beam, a mask having a mask pattern corresponding to the exposure pattern, and the like. Deflecting means for deflecting the electron beam to each position in accordance with the input of each deflection command amount, and exposing the exposure pattern on the sample surface with the electron beam that has passed through the mask by irradiating the electron beam onto the mask. An electron beam exposure apparatus, further comprising a position detection mark support means for positioning and supporting a position detection mark that generates secondary electrons when irradiated with an electron beam at a known position in a deflection area of the electron beam by the deflection means An electron detector that detects secondary electrons generated when the position detection mark is irradiated with an electron beam, and a deflection finger that is input to the deflection means when the secondary electrons are detected. Comprising a deflection command amount acquiring means for acquiring the amount, the deflection command value predetermined corresponding to the position of the position detection mark, and correcting means for correcting the acquired deflection command amount.

また、本発明の第2形態に係る電子ビームの偏向位置の歪み測定方法は、電子線源により生じる電子ビームを、露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスク上の各位置に、該各位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量の入力に従い電子ビームを該各位置に偏向する偏向手段によって偏向して照射させて、マスクを通過した電子ビームで、試料表面に露光パターンを露光する電子線露光における、偏向手段による電子ビームの偏向位置の歪み測定方法であって、電子ビームを照射されることにより2次電子を生じる位置検出マークを、偏向手段による電子ビームの偏向領域内の既知の位置に位置付けて支持する位置検出マーク支持ステップと、偏向手段に偏向指令量を変化させて入力し、電子ビームを位置検出マーク上に走査させる電子ビーム走査ステップと、位置検出マークに前記電子ビームが照射されたときに生じる2次電子を検出する電子検出ステップと、2次電子の検出時に偏向手段に入力された偏向指令量を取得する偏向指令量取得ステップと、位置検出マークの位置に対応して定められた偏向指令量と、偏向指令量取得ステップで取得された偏向指令量との差を求める比較ステップと、を有する。   Further, in the distortion measuring method of the deflection position of the electron beam according to the second embodiment of the present invention, the electron beam generated by the electron beam source is placed at each position on the mask having a mask pattern corresponding to the exposure pattern. Correspondingly, an electron beam is deflected and irradiated by deflecting means for deflecting the electron beam to each position in accordance with the input of each predetermined deflection command amount, and the exposure pattern is exposed on the sample surface with the electron beam passing through the mask. A method for measuring the distortion of the deflection position of an electron beam by a deflecting unit in electron beam exposure, wherein a position detection mark that generates secondary electrons when irradiated with an electron beam is known within a deflection region of the electron beam by the deflecting unit. The position detection mark support step for positioning and supporting at the position and the deflection command amount are input to the deflecting means while being changed, and the electron beam is placed on the position detection mark. An electron beam scanning step to be inspected, an electron detection step for detecting secondary electrons generated when the position detection mark is irradiated with the electron beam, and a deflection command amount input to the deflecting means when the secondary electrons are detected. And a comparison step for obtaining a difference between the deflection command amount determined corresponding to the position of the position detection mark and the deflection command amount acquired in the deflection command amount acquisition step.

またさらに、本発明の第3形態に係る電子ビームの偏向位置補正方法は、電子線源により生じる電子ビームを、露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスク上の各位置に、該各位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量の入力に従い前記電子ビームを該各位置に偏向する偏向手段によって偏向して照射させて、マスクを通過した電子ビームで、試料表面に露光パターンを露光する電子線露光における、偏向手段による電子ビームの偏向位置補正方法であって、電子ビームを照射されることにより2次電子を生じる位置検出マークを、偏向手段による電子ビームの偏向領域内の既知の位置に位置付けて支持する位置検出マーク支持ステップと、偏向手段に偏向指令量を変化させて入力し、電子ビームを位置検出マーク上に走査させる電子ビーム走査ステップと、位置検出マークに前記電子ビームが照射されたときに生じる2次電子を検出する電子検出ステップと、2次電子の検出時に偏向手段に入力された偏向指令量を取得する偏向指令量取得ステップと、位置検出マークの位置に対応して予め定められた偏向指令量を、取得された偏向指令量に補正する補正ステップと、を有する。   Still further, the electron beam deflection position correcting method according to the third aspect of the present invention corresponds to each position of the electron beam generated by the electron beam source on each position on the mask having a mask pattern corresponding to the exposure pattern. Then, the electron beam is deflected and irradiated by deflecting means for deflecting the electron beam to each position in accordance with each predetermined deflection command amount input, and the exposure pattern is exposed on the sample surface with the electron beam that has passed through the mask. A method for correcting the deflection position of an electron beam by a deflecting unit in electron beam exposure, wherein a position detection mark that generates secondary electrons when irradiated with an electron beam is a known position within a deflection region of the electron beam by the deflecting unit. The position detection mark support step for positioning and supporting the position detection mark, the deflection command amount being changed and input to the deflection means, and the electron beam traveling on the position detection mark. An electron beam scanning step, an electron detection step for detecting secondary electrons generated when the position detection mark is irradiated with the electron beam, and a deflection command amount input to the deflection means when the secondary electrons are detected. A deflection command amount acquisition step; and a correction step of correcting a deflection command amount determined in advance corresponding to the position of the position detection mark to the acquired deflection command amount.

位置検出マークは複数個設けられることとしてよく、このとき電子ビームは前記偏向手段によって各前記位置検出マーク上に走査され、前記偏向指令量取得手段によって、各前記位置検出マークから生じた2次電子の検出時の各偏向指令量がそれぞれ取得されることとしてよい。
そして、各位置検出マークの位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量を、前記補正手段によって、それぞれ前記取得された各偏向指令量に補正してよく、または、前記比較手段によって、各位置検出マークの位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量と取得された各偏向指令量とのそれぞれの差を求めて偏向歪み量を測定することとしてよい。
A plurality of position detection marks may be provided. At this time, an electron beam is scanned on each position detection mark by the deflection means, and secondary electrons generated from the position detection marks by the deflection command amount acquisition means. Each deflection command amount at the time of detection may be acquired.
Then, each deflection command amount predetermined corresponding to the position of each position detection mark may be corrected to each obtained deflection command amount by the correction unit, or by the comparison unit, The deflection distortion amount may be measured by obtaining a difference between each deflection command amount predetermined in correspondence with the position of each position detection mark and each obtained deflection command amount.

前記の位置検出マークの少なくとも一部の縁部は、所定方向に直線形状をなすことが好適である。このとき前記偏向手段は、位置検出マークの前記縁部上に所定方向の垂直方向に電子ビームを走査し、前記偏向指令量取得手段は、電子ビームの走査位置の変化に伴う2次電子の検出値の変化に基づき、所定方向の垂直方向について縁部の位置に対応する偏向指令量を取得することが好適である。   It is preferable that at least a part of the edge of the position detection mark has a linear shape in a predetermined direction. At this time, the deflecting unit scans the edge of the position detection mark with the electron beam in a predetermined vertical direction, and the deflection command amount acquiring unit detects the secondary electrons accompanying the change in the scanning position of the electron beam. It is preferable to acquire a deflection command amount corresponding to the position of the edge in the vertical direction of the predetermined direction based on the change in value.

位置検出マークは、半導体ウエハの表面またはマスクの表面に形成される重金属又は段差として実現することとしてよく、前記位置検出マーク支持手段を半導体ウエハ支持手段として、半導体ウエハ支持手段によって、その表面に位置検出マークが形成された半導体ウエハを支持することとしてよく、前記位置検出マーク支持手段をマスク支持手段として、マスク支持手段によって、その表面に位置検出マークが形成されたマスクを支持することとしてよい。   The position detection mark may be realized as a heavy metal or a step formed on the surface of the semiconductor wafer or the surface of the mask. The position detection mark support means is used as the semiconductor wafer support means, and the position is detected on the surface by the semiconductor wafer support means. The semiconductor wafer on which the detection mark is formed may be supported, and the position detection mark support unit may be used as a mask support unit, and the mask on which the position detection mark is formed may be supported by the mask support unit.

本発明の第4形態に係る半導体ウエハは、重金属部分又は段差部分である位置検出マークが表面に形成され、上述の本発明の第2形態に係る電子ビームの偏向位置の歪み測定方法及び本発明の第3形態に係る電子ビームの偏向位置補正方法に使用される。   The semiconductor wafer according to the fourth embodiment of the present invention has a position detection mark which is a heavy metal portion or a step portion formed on the surface thereof, and the method for measuring the distortion of the deflection position of the electron beam according to the second embodiment of the present invention and the present invention. This is used for the electron beam deflection position correction method according to the third embodiment.

本発明によれば、電子ビーム露光装置の偏向手段の偏向歪みを補正または測定するために、この偏向手段による所望の偏向位置と実際の偏向位置とのずれを求めるのに際し、位置が既知の位置検出マークに電子ビームを偏向するだけでよいので、非常に短時間で偏向歪みの補正または測定を行うことが可能となる。   According to the present invention, in order to correct or measure the deflection distortion of the deflecting means of the electron beam exposure apparatus, when obtaining the deviation between the desired deflection position by the deflecting means and the actual deflection position, the position is known. Since only the electron beam needs to be deflected to the detection mark, the deflection distortion can be corrected or measured in a very short time.

このように、偏向歪みの補正または測定に要する時間を非常に短くすることができるため、偏向位置の測定点を増やすことが容易となり、従来に比してより高精度な偏向歪みの補正または測定を行うことが可能となる。これにより電子線露光装置の電子線の照射量(露光量)の均一性を向上することが可能となり、試料に露光されたパターンの解像性を向上することが可能となる。
また、すでに前工程で下層パターンが形成された試料に露光パターンを重ねて露光する場合には、偏向歪み補正の精度の向上により、試料上にパターンを露光する位置の精度が向上され、下層パターンとの重ね合わせ精度が向上する。
In this way, the time required for correcting or measuring the deflection distortion can be made very short, so it becomes easy to increase the number of measurement points of the deflection position, and the deflection distortion can be corrected or measured with higher accuracy than before. Can be performed. As a result, the uniformity of the electron beam irradiation amount (exposure amount) of the electron beam exposure apparatus can be improved, and the resolution of the pattern exposed to the sample can be improved.
In addition, when an exposure pattern is overlaid on a sample on which a lower layer pattern has already been formed in the previous process, the accuracy of the position at which the pattern is exposed on the sample is improved by improving the accuracy of deflection distortion correction. And the overlay accuracy is improved.

なお、前記偏向歪みは、マスク面上のX方向にもY方向にも生じる。したがって、位置検出マークの少なくとも一部の縁部を所定方向(例えばY方向)に直線形状とし、偏向手段が、位置検出マークのこの縁部上に所定方向の垂直方向(この例ではX方向)に電子ビームを走査することにより、たとえ偏向歪みにより電子ビーム偏向位置が所定方向(この例ではY方向)に変動しても、この縁部の位置と電子ビームの偏向位置との所定方向の垂直方向(この例ではX方向)についての相対位置関係を一定に保つことが可能となる。
これにより、偏向歪みにより電子ビーム偏向位置が所定方向(この例ではY方向)に変動しても、この縁部の所定方向の垂直方向位置(この例ではX方向位置)に対応する前記偏向指令量を正確に取得することが可能となる。
The deflection distortion occurs in the X direction and the Y direction on the mask surface. Accordingly, at least a part of the edge of the position detection mark is linearly formed in a predetermined direction (for example, the Y direction), and the deflecting unit is perpendicular to the edge of the position detection mark in the predetermined direction (the X direction in this example). By scanning the electron beam, even if the electron beam deflection position fluctuates in a predetermined direction (Y direction in this example) due to deflection distortion, the edge position and the electron beam deflection position are perpendicular to each other in the predetermined direction. It is possible to keep the relative positional relationship in the direction (X direction in this example) constant.
Thus, even if the electron beam deflection position fluctuates in a predetermined direction (Y direction in this example) due to deflection distortion, the deflection command corresponding to the vertical direction position (X direction position in this example) of this edge portion. It becomes possible to acquire the amount accurately.

また、位置検出マークとして、露光装置の試料と同様な半導体ウエハの表面に形成される重金属部分又は段差部分を使用することにより、露光する試料と同じ位置関係で偏向歪みの補正または測定を行うことが可能となり、より正確な補正及び測定を行うことが可能となる。   In addition, by using a heavy metal part or stepped part formed on the surface of the semiconductor wafer similar to the sample of the exposure apparatus as the position detection mark, the deflection distortion is corrected or measured in the same positional relationship as the sample to be exposed. Thus, more accurate correction and measurement can be performed.

以下、添付する図面を参照して本発明の実施例を説明する。図5は、本発明の実施例に係る電子線露光装置の概略構成図である。以下の説明では、電子線露光装置1として近接露光方式の電子線近接露光装置1を例示するが、本発明の電子線露光装置は、電子線近接露光装置だけでなく、露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスクに電子ビームを照射して、マスクを通過する電子ビームにより試料に露光パターンを露光する電子線露光装置であれば、他の方式の電子線露光装置にも利用可能である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 5 is a schematic block diagram of an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In the following description, an electron beam proximity exposure apparatus 1 of the proximity exposure method is exemplified as the electron beam exposure apparatus 1, but the electron beam exposure apparatus of the present invention is not only an electron beam proximity exposure apparatus but also a mask corresponding to an exposure pattern. Any electron beam exposure apparatus that irradiates a mask having a pattern with an electron beam and exposes an exposure pattern onto the sample with an electron beam passing through the mask can be used for other types of electron beam exposure apparatuses.

なお、以下の図においては、同一の構成の要素が複数設けられている場合には、同一の参照番号にアルファベットを付して表し、各要素の説明においては参照番号のみで表す場合がある。また、電子ビーム近接露光装置の基本構成は、図1に示した構成及び上記の文献1に開示された構成に類似した構成を有している。よって、図1と同一の機能部分には同一の参照番号を付して表し、詳しい説明は省略する。   In the following drawings, when a plurality of elements having the same configuration are provided, the same reference numerals may be indicated by adding alphabets, and the description of each element may be expressed by only the reference numerals. Further, the basic configuration of the electron beam proximity exposure apparatus has a configuration similar to the configuration shown in FIG. 1 and the configuration disclosed in Document 1 above. Therefore, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図5に示すように、電子線近接露光装置1は、カラム10内に、電子ビーム15を発生する電子ビーム源14と電子ビーム15を平行ビームにする照射レンズ16とを有する電子銃12、主偏向器21、22と副偏向器51、52とを含み電子ビーム15を光軸19に平行に走査するように前記電子ビーム15を偏向する走査手段13、露光するパターンに対応する開口を有するマスク30、マスク30を支持するマスクチャックを有しマスク30を少なくとも水平の直交2軸方向(XY方向に)に移動させるマスクステージ36を備える。ここでマスクステージ36は、マスク30を支持するマスク支持手段をなす。
なお以下の説明では、前記マスク30を装着しない状態で、本発明に従う電子ビームの偏向歪みの測定及び補正を行う。このため図5ではマスク30を点線にして表示する。
As shown in FIG. 5, an electron beam proximity exposure apparatus 1 includes an electron gun 12 having a column 10 and an electron beam source 14 that generates an electron beam 15 and an irradiation lens 16 that converts the electron beam 15 into a parallel beam. A scanning unit 13 that includes deflectors 21 and 22 and sub-deflectors 51 and 52 that deflects the electron beam 15 so as to scan the electron beam 15 parallel to the optical axis 19, and a mask having an opening corresponding to the pattern to be exposed. 30 and a mask stage 36 having a mask chuck for supporting the mask 30 and moving the mask 30 at least in the horizontal two-axis directions (XY directions). Here, the mask stage 36 constitutes a mask support means for supporting the mask 30.
In the following description, the deflection distortion of the electron beam according to the present invention is measured and corrected in a state where the mask 30 is not attached. Therefore, in FIG. 5, the mask 30 is displayed with a dotted line.

一方、電子線近接露光装置1は、チャンバ内8に、静電チャック43とXYステージ44とを備える。静電チャック43は、試料50である半導体ウエハを支持する半導体ウエハ支持手段である。
マスク30は、静電チャック43に吸着された試料40の表面に近接するように(マスク30と試料40とのギャップが、例えば、50μmとなるように)配置される。
以下説明する本発明に従う電子ビームの偏向歪み測定及び補正では、静電チャック43上には、以下詳述する位置検出マークが表面に形成された測定用ウエハ45が載置される。
On the other hand, the electron beam proximity exposure apparatus 1 includes an electrostatic chuck 43 and an XY stage 44 in the chamber 8. The electrostatic chuck 43 is a semiconductor wafer support unit that supports the semiconductor wafer as the sample 50.
The mask 30 is disposed so as to be close to the surface of the sample 40 adsorbed by the electrostatic chuck 43 (so that the gap between the mask 30 and the sample 40 is, for example, 50 μm).
In measurement and correction of deflection distortion of an electron beam according to the present invention described below, a measurement wafer 45 having a position detection mark described in detail below formed on the surface is placed on the electrostatic chuck 43.

電子線近接露光装置1は、電子線近接露光装置1の全体的な動作を司るコンピュータなどの制御装置である計算機91を備える。
電子線近接露光装置1は、計算機91が実行するプログラムや各種データを記憶するためのメモリ93を備える。メモリ93は計算機91のバス92に接続され、これにより計算機91や、バス92を供用する他の構成要素と相互にデータのやりとりが可能である。
メモリ93には、前記測定用ウエハ45上に形成された位置検出マークの位置データも記憶される。
The electron beam proximity exposure apparatus 1 includes a computer 91 that is a control device such as a computer that controls the overall operation of the electron beam proximity exposure apparatus 1.
The electron beam proximity exposure apparatus 1 includes a memory 93 for storing a program executed by the computer 91 and various data. The memory 93 is connected to the bus 92 of the computer 91, whereby data can be exchanged with the computer 91 and other components that use the bus 92.
The memory 93 also stores position data of position detection marks formed on the measurement wafer 45.

電子線近接露光装置1は、走査手段13の主偏向器21、22が、電子ビーム15を所定の偏向領域内の各偏向位置へと偏向させるための偏向指令量を主偏向器21、22に供給するための偏向指令量供給部94を備える。偏向指令量供給部94は計算機91のバス92に接続され、これにより計算機91や、バス92を供用する他の構成要素と相互にデータのやりとりが可能である。主偏向器21、22の偏向領域内の各偏向位置とこの位置に電子ビームを偏向するために必要な各偏向指令量とは、それぞれ対応させてテーブル又はマップの形式で予め定められており、メモリ93や偏向指令量供給部94内蔵の記憶手段(図示せず)に記憶されている。
偏向指令量供給部94から供給されるディジタル信号である偏向指令量は、ディジタルアナログ変換器(以下DACと記す)23にてアナログ信号に変換された後、増幅器24で増幅されて主偏向器21、22に供給される。
In the electron beam proximity exposure apparatus 1, the main deflectors 21 and 22 of the scanning unit 13 provide the main deflectors 21 and 22 with a deflection command amount for deflecting the electron beam 15 to each deflection position in a predetermined deflection region. A deflection command amount supply unit 94 for supplying is provided. The deflection command amount supply unit 94 is connected to the bus 92 of the computer 91, so that data can be exchanged with the computer 91 and other components that use the bus 92. Each deflection position in the deflection region of the main deflectors 21 and 22 and each deflection command amount necessary for deflecting the electron beam to this position are determined in advance in the form of a table or a map, respectively. The information is stored in a memory 93 (not shown) built in the memory 93 or the deflection command amount supply unit 94.
A deflection command amount which is a digital signal supplied from the deflection command amount supply unit 94 is converted into an analog signal by a digital-analog converter (hereinafter referred to as DAC) 23, and then amplified by an amplifier 24 to be amplified by the main deflector 21. , 22.

さらに電子線近接露光装置1は、電子ビーム15が、静電チャック43に保持される測定用ウエハ45上に形成された位置検出マークに照射されることにより生じる2次(反射)電子17を検出する2次電子検出器71と、この2次電子検出器71が2次電子の検出した時点で偏向指令量供給部94からDAC23に入力されている偏向指令量を取得する偏向指令量取得部72とを備える。偏向指令量取得部72は計算機91のバス92に接続され、これにより計算機91や、バス92を供用する他の構成要素と相互にデータのやりとりが可能である。偏向指令量取得部72はこのバスを介して、取得した指令量をメモリ93に記憶させる。   Further, the electron beam proximity exposure apparatus 1 detects secondary (reflected) electrons 17 generated by irradiating the position detection mark formed on the measurement wafer 45 held by the electrostatic chuck 43 with the electron beam 15. Secondary electron detector 71 that performs this operation, and a deflection command amount acquisition unit 72 that acquires the deflection command amount input to the DAC 23 from the deflection command amount supply unit 94 when the secondary electron detector 71 detects secondary electrons. With. The deflection command amount acquisition unit 72 is connected to the bus 92 of the computer 91, so that data can be exchanged with the computer 91 and other components using the bus 92. The deflection command amount acquisition unit 72 stores the acquired command amount in the memory 93 via this bus.

また、電子線近接露光装置1は、メモリ93から位置検出マークの位置情報を取得し、かつ、この位置に対応して定められている偏向指令量をメモリ93又は偏向指令量供給部94から取得し、これと偏向指令量取得部72によって取得された偏向指令量との差を求める比較部73を備える。
さらに、電子線近接露光装置1は、位置検出マークの位置と同じ偏向位置に対応して予め定められ、メモリ93又は偏向指令量供給部94に記憶される偏向指令量を、偏向指令量取得部72によって取得された偏向指令量に補正する補正部74を備える。
比較部73及び補正部74もまた、計算機91のバス92に接続され、これにより計算機91や、バス92を供用する他の構成要素と相互にデータのやりとりが可能である。
Further, the electron beam proximity exposure apparatus 1 acquires the position information of the position detection mark from the memory 93, and acquires the deflection command amount determined corresponding to this position from the memory 93 or the deflection command amount supply unit 94. And a comparison unit 73 for obtaining a difference between this and the deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72.
Further, the electron beam proximity exposure apparatus 1 determines a deflection command amount that is predetermined in correspondence with the same deflection position as the position detection mark and stored in the memory 93 or the deflection command amount supply unit 94 as a deflection command amount acquisition unit. A correction unit 74 that corrects the deflection command amount acquired by 72 is provided.
The comparison unit 73 and the correction unit 74 are also connected to the bus 92 of the computer 91, so that data can be exchanged with the computer 91 and other components that use the bus 92.

さらに、電子線近接露光装置1は、測定用ウエハ45上に形成され位置検出マークとの相対位置関係が既知であるアライメントマークを撮像するためのCCDカメラ等の撮像部83と、撮像部83による撮像画像及び撮像時のXYステージ44の位置情報とに基づき、位置検出マークを主偏向器21、22の所定の偏向領域内の既知の位置に高精度に位置付けるアライメント部84とを備える。   Furthermore, the electron beam proximity exposure apparatus 1 includes an imaging unit 83 such as a CCD camera for imaging an alignment mark formed on the measurement wafer 45 and having a known relative positional relationship with the position detection mark, and an imaging unit 83. An alignment unit 84 that positions the position detection mark at a known position in a predetermined deflection area of the main deflectors 21 and 22 with high accuracy based on the captured image and the positional information of the XY stage 44 at the time of imaging is provided.

図6は、本発明に係る電子ビームの偏向位置の歪み測定方法のフローチャートである。以下、X方向に関する偏向位置の歪み測定について説明する。
ステップS101において、図7(A)に示す複数の位置検出マーク46A〜46Pが設けられた測定用ウエハ45をXYステージ44上の静電チャック43に載置し、静電チャック43によって支持する。なお、説明のため測定用ウエハ45上のX座標軸、Y座標軸をそれぞれ図7(A)に示すように定める。
位置検出マーク46は、半導体ウエハである測定用ウエハ45の表面(露光面)に段差を設けることにより形成してもよいが、位置検出マーク46から生じる2次電子のS/N比を高めるために、タンタル(Ta)、タングステン(W)、銅(Cu)、アルミニウム(Al)、タンタル・シリサイド(TaSiXX)やチタン・シリサイド(TiSiXX)などの(重)金属部分を形成して設けてもよい。また、このとき又は予め、各位置検出マーク46の各位置データが電子線近接露光装置1に与えられメモリ93に記憶される。
FIG. 6 is a flowchart of the method for measuring the distortion of the deflection position of the electron beam according to the present invention. Hereinafter, the distortion measurement of the deflection position in the X direction will be described.
In step S <b> 101, the measurement wafer 45 provided with the plurality of position detection marks 46 </ b> A to 46 </ b> P shown in FIG. 7A is placed on the electrostatic chuck 43 on the XY stage 44 and supported by the electrostatic chuck 43. For the sake of explanation, the X coordinate axis and the Y coordinate axis on the measurement wafer 45 are determined as shown in FIG.
The position detection mark 46 may be formed by providing a step on the surface (exposure surface) of the measurement wafer 45 which is a semiconductor wafer. In order to increase the S / N ratio of secondary electrons generated from the position detection mark 46. In addition, (heavy) metal portions such as tantalum (Ta), tungsten (W), copper (Cu), aluminum (Al), tantalum silicide (TaSiXX) and titanium silicide (TiSiXX) may be formed and provided. . At this time or in advance, each position data of each position detection mark 46 is given to the electron beam proximity exposure apparatus 1 and stored in the memory 93.

測定用ウエハ45を静電チャック43上に置いたのち、XYステージ44は、測定用ウエハ45をアライメントマーク撮像位置まで移動させる。アライメントマーク撮像位置では、撮像部83が測定用ウエハ45上に形成されたアライメントマーク(図示せず)を撮像する。このアライメントマークと、各位置検出マーク46との各相対位置関係は、電子線近接露光装置1に予め与えられメモリ93に記憶されている。
これにより、アライメント部84は、撮像部83による撮像画像中のアライメントマークの位置と、撮像時のXYステージ44の位置情報と、アライメントマークと位置検出マーク46との各相対位置関係とに基づき、主偏向器21、22の所定の偏向領域と各位置検出マーク46との各相対位置関係を計算する。
After placing the measurement wafer 45 on the electrostatic chuck 43, the XY stage 44 moves the measurement wafer 45 to the alignment mark imaging position. At the alignment mark imaging position, the imaging unit 83 images an alignment mark (not shown) formed on the measurement wafer 45. The relative positional relationship between the alignment mark and each position detection mark 46 is given in advance to the electron beam proximity exposure apparatus 1 and stored in the memory 93.
Thereby, the alignment unit 84 is based on the position of the alignment mark in the captured image by the imaging unit 83, the positional information of the XY stage 44 at the time of imaging, and the relative positional relationship between the alignment mark and the position detection mark 46. Each relative positional relationship between a predetermined deflection area of the main deflectors 21 and 22 and each position detection mark 46 is calculated.

アライメント部84は、各位置検出マーク46が主偏向器21、22の偏向領域25内の各既知の偏向位置に位置付けられるように、XYステージ44を位置決め制御する(図7(A))。   The alignment unit 84 controls the positioning of the XY stage 44 so that each position detection mark 46 is positioned at each known deflection position in the deflection region 25 of the main deflectors 21 and 22 (FIG. 7A).

ステップS102において、偏向指令量供給部94は、X方向走査開始偏向位置27Xに対応して予め定めれ記憶された偏向指令量をメモリ93又は自己の内蔵メモリから読み出し、この偏向指令量をDAC23、増幅器24を介して主偏向器21、22へ入力する。これによりステップS103において、X方向走査開始偏向位置27X付近に電子ビーム15が照射される。このとき、電子ビーム15のウエハ45上の実際の照射位置は、上述の主偏向器21、22の偏向歪みによって、所望のX方向走査開始偏向位置27Xからややずれている。以下X方向に関する偏向位置の歪み測定について説明する。   In step S102, the deflection command amount supply unit 94 reads out a deflection command amount that is predetermined and stored in correspondence with the X-direction scanning start deflection position 27X from the memory 93 or its own built-in memory. The signal is input to the main deflectors 21 and 22 through the amplifier 24. Thereby, in step S103, the electron beam 15 is irradiated in the vicinity of the X-direction scanning start deflection position 27X. At this time, the actual irradiation position of the electron beam 15 on the wafer 45 is slightly deviated from the desired X-direction scanning start deflection position 27X due to the deflection distortion of the main deflectors 21 and 22 described above. Hereinafter, the distortion measurement of the deflection position in the X direction will be described.

そしてステップS104において、偏向指令量取得部72は、電子ビーム15が位置検出マーク46に照射されることにより生じる2次電子17が電子検出器71によって検出されたか否かを判断する。2次電子17が検出されていなければ、処理はステップS105に移り、偏向指令量供給部94が偏向指令量をX方向に増加させて主偏向器21、22へ入力し、電子ビーム15を軌跡26Xに沿って移動させる。   In step S <b> 104, the deflection command amount acquisition unit 72 determines whether or not the secondary electrons 17 generated by irradiating the position detection mark 46 with the electron beam 15 are detected by the electron detector 71. If the secondary electrons 17 have not been detected, the process proceeds to step S105, where the deflection command amount supply unit 94 increases the deflection command amount in the X direction and inputs it to the main deflectors 21 and 22, and the electron beam 15 is traced. Move along 26X.

これらステップS103〜S105を繰り返した後、電子ビーム15が位置検出マーク46に照射されると、位置検出マーク46から生じた2次電子17が電子検出器71によって検出され、処理がステップS106へ移る。   After repeating these steps S103 to S105, when the position detection mark 46 is irradiated with the electron beam 15, the secondary electrons 17 generated from the position detection mark 46 are detected by the electron detector 71, and the process proceeds to step S106. .

ステップS106において、偏向指令量取得部72は、電子検出器71が各位置検出マーク46から生じた前記2次電子の検出した時点において、偏向指令量供給部94が主偏向器21、22へ入力していた偏向指令量を取得する。
そしてステップS107において、偏向指令量取得部72は、取得された偏向指令量をメモリ93に記憶する。
これらステップS102〜S107は、電子ビーム15の偏向位置を軌跡26Xに沿って移動させながら、主偏向器21、22の偏向領域内に位置付けられた複数の位置検出マーク46A〜46P上を走査するまで繰り返される(S108)。
In step S <b> 106, the deflection command amount acquisition unit 72 inputs the deflection command amount supply unit 94 to the main deflectors 21 and 22 when the electron detector 71 detects the secondary electrons generated from the position detection marks 46. Get the deflection command amount.
In step S <b> 107, the deflection command amount acquisition unit 72 stores the acquired deflection command amount in the memory 93.
Steps S102 to S107 are performed until scanning is performed on the plurality of position detection marks 46A to 46P positioned in the deflection regions of the main deflectors 21 and 22 while moving the deflection position of the electron beam 15 along the locus 26X. Repeated (S108).

そしてステップS109において、比較部73は、メモリ93に記憶された各位置検出マーク46の位置を読み出して、読み出した各位置に対応して予め定められた偏向指令量をメモリ93又は偏向指令量供給部94の内部メモリから読み出す。
一方で比較部73は、ステップS106で偏向指令量取得部72により取得されメモリ93に記憶された各偏向指令量をメモリ93から読み出す。そして、各位置検出マーク46の位置に対応して予め定められた各偏向指令量と、これに対応する偏向指令量取得部72により取得された各偏向指令量とのそれぞれの差を求める。これらの各偏向指令量の差は、各位置検出マーク46の位置に電子ビーム15を偏向するために対応して予め定められた各偏向指令量と、実際に電子ビーム15が各位置検出マーク46の位置に偏向されたときの各偏向指令量のX方向のズレを表すため、これをX方向の偏向歪み量として取得する。
In step S109, the comparison unit 73 reads the position of each position detection mark 46 stored in the memory 93, and supplies a predetermined deflection command amount corresponding to each read position to the memory 93 or the deflection command amount supply. Read from the internal memory of the unit 94.
On the other hand, the comparison unit 73 reads each deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 and stored in the memory 93 in step S <b> 106 from the memory 93. Then, a difference between each deflection command amount determined in advance corresponding to the position of each position detection mark 46 and each deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 corresponding thereto is obtained. The difference between these deflection command amounts is that each deflection command amount determined in advance corresponding to deflecting the electron beam 15 to the position of each position detection mark 46 is actually different from each position detection mark 46. In order to express the deviation in the X direction of each deflection command amount when deflected to the position, this is acquired as the deflection distortion amount in the X direction.

ステップS106における偏向指令量の取得方法の例を、図8(A)及び(B)を参照して具体的に説明する。図8(A)は、電子ビーム15をX方向に走査したときの電子ビーム照射位置と位置検出マーク46A、46B、46C及び46Dの位置関係を示す図である。
ここに図8(A)に示すように、各位置検出マーク46A、46B、46C及び46Dは略長方形をなし、その1つの隅部の座標を、それぞれ(XA1、YA1)、(XB1、YB1)、(XC1、YC1)及び(XD1、YD1)と定め、その対角の隅部の座標を、それぞれ(XA2、YA2)、(XB2、YB2)、(XC2、YC2)及び(XD2、YD2)と定めることとする。
An example of the method of acquiring the deflection command amount in step S106 will be specifically described with reference to FIGS. 8 (A) and 8 (B). FIG. 8A shows the positional relationship between the electron beam irradiation position and the position detection marks 46A, 46B, 46C and 46D when the electron beam 15 is scanned in the X direction.
As shown in FIG. 8A, each of the position detection marks 46A, 46B, 46C and 46D has a substantially rectangular shape, and the coordinates of one corner thereof are (XA1, YA1), (XB1, YB1), respectively. , (XC1, YC1) and (XD1, YD1), and the coordinates of the diagonal corners are (XA2, YA2), (XB2, YB2), (XC2, YC2) and (XD2, YD2), respectively. It will be determined.

各位置検出マーク46の辺に比して小さな径の電子ビーム15を、軌跡26Xに沿って各位置検出マーク46A、46B、46C及び46D上も走査したとき、電子検出器71の検出信号の波形図は図8(B)のとおりとなる。
2次電子検出値は、電子ビーム15が各位置検出マーク46のエッジ部(縁部)に照射されたときに大きくなる。したがって、電子ビーム15を上記位置検出マーク46上にX方向に走査したときの2次電子検出値の信号波形は、電子ビーム15の照射位置が、各位置検出マーク46のY方向に直線形状を有する辺である、辺A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1及びD2上にあるときピーク値をとることになる。
When the electron beam 15 having a diameter smaller than the side of each position detection mark 46 is also scanned on each position detection mark 46A, 46B, 46C and 46D along the locus 26X, the waveform of the detection signal of the electron detector 71 The figure is as shown in FIG.
The secondary electron detection value increases when the electron beam 15 is irradiated to the edge portion (edge portion) of each position detection mark 46. Therefore, the signal waveform of the secondary electron detection value when the electron beam 15 is scanned on the position detection mark 46 in the X direction is such that the irradiation position of the electron beam 15 has a linear shape in the Y direction of each position detection mark 46. The peak value is taken when the side is on the sides A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, and D2.

したがって、各位置検出マーク46A、46B、46C及び46Dの、Y方向に直線形状を有する辺である、辺A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1及びD2のそれぞれのX座標であるXA1、XA2、XB1、XB2、XC1、XC2、XD1及びXD2を、各位置検出マーク46A、46B、46C及び46Dの各X方向位置データとして使用する。
そして、電子ビーム15が辺A1、A2、B1、B2、C1、C2、D1及びD2に照射されることにより電子検出器71の検出信号のピーク値を検出した時点において偏向指令量供給部94が主偏向器21、22へ入力していたそれぞれの偏向指令量、XDA1、XDA2、XDB1、XDB2、XDC1、XDC2、XDD1及びXDD2を、各位置検出マーク46A、46B、46C及び46Dの各X方向位置データに対応する各偏向指令量として取得する。
Therefore, each position detection mark 46A, 46B, 46C and 46D is an XA1 which is an X coordinate of each of the sides A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, and D2, which are sides having a linear shape in the Y direction. , XA2, XB1, XB2, XC1, XC2, XD1, and XD2 are used as position data of each position detection mark 46A, 46B, 46C, and 46D in the X direction.
Then, when the electron beam 15 is irradiated onto the sides A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, and D2, the deflection command amount supply unit 94 detects the peak value of the detection signal of the electron detector 71. The respective deflection command amounts XDA1, XDA2, XDB1, XDB2, XDC1, XDC2, XDD1, and XDD2 input to the main deflectors 21 and 22 are respectively detected in the X direction positions of the position detection marks 46A, 46B, 46C, and 46D. Acquired as each deflection command amount corresponding to the data.

図9(A)は、位置検出マーク46にその辺の長さに比して大きい径を有する電子ビーム15をX方向に走査したときの電子ビーム照射位置と位置検出マーク46の位置関係を示す図である。図9(A)に示すように、各位置検出マーク46は略長方形をなし、その1つの隅部の座標を(X1、Y1)と定め、その対角の隅部の座標を(X2、Y2)と定めることとする。このときの電子検出器71の検出信号の波形図を図9(B)に示し、電子検出器71の検出信号の1次微分値の波形図を図9(C)に示す。   FIG. 9A shows the positional relationship between the position detection mark 46 and the position detection mark 46 when the position detection mark 46 is scanned in the X direction with the electron beam 15 having a diameter larger than the length of its side. FIG. As shown in FIG. 9A, each position detection mark 46 has a substantially rectangular shape, the coordinates of one corner of the position detection mark 46 are defined as (X1, Y1), and the coordinates of the corner of the diagonal are (X2, Y2). ). The waveform diagram of the detection signal of the electron detector 71 at this time is shown in FIG. 9B, and the waveform diagram of the first derivative value of the detection signal of the electron detector 71 is shown in FIG. 9C.

図9(C)に示すとおり、電子ビーム15を上記位置検出マーク46上にX方向に走査したときの2次電子検出値の1次微分波形は、電子ビーム15の照射位置が、各位置検出マーク46のY方向に直線形状を有する辺である、辺A1、A2上にあるとき極大値極小値をとることになる。   As shown in FIG. 9C, the primary differential waveform of the secondary electron detection value when the electron beam 15 is scanned on the position detection mark 46 in the X direction indicates that the irradiation position of the electron beam 15 is the position detection. When the mark 46 is on the sides A1 and A2, which are sides having a linear shape in the Y direction, the maximum value and the minimum value are taken.

したがって、位置検出マーク46にその辺の長さに比して大きい径を有する電子ビーム15を使用する場合には、位置検出マーク46のY方向に直線形状を有する辺である辺A1、A2のそれぞれのX座標であるX1及びX2を、位置検出マーク46の各X方向位置データとして使用する。そして、電子検出器71の検出信号の1次微分波形が極大値、極小値を検出した時点において偏向指令量供給部94が主偏向器21、22へ入力していたそれぞれの偏向指令量XD1及びXD2を、位置検出マーク46のX方向位置データに対応する各偏向指令量として取得する。   Therefore, when the electron beam 15 having a diameter larger than the length of the side is used for the position detection mark 46, the sides A1 and A2, which are sides having a linear shape in the Y direction of the position detection mark 46, are used. The respective X coordinates X1 and X2 are used as position data of the position detection mark 46 in the X direction. The deflection command amount supply unit 94 inputs the deflection command amounts XD1 and XD1 input to the main deflectors 21 and 22 when the first-order differential waveform of the detection signal of the electron detector 71 detects the maximum value and the minimum value. XD2 is acquired as each deflection command amount corresponding to the position data of the position detection mark 46 in the X direction.

以上、X方向に関する偏向位置の歪み測定について説明したが、電子ビーム15の走査の方向を90°変えることにより、Y方向に関する偏向位置の歪み測定についても行うことが可能である。図7(B)は、Y方向に関する偏向位置の歪み測定を行う際に、各位置検出マーク46A〜46Pと、電子ビーム15をY方向に走査する際の軌跡26Yとを示す図であり、図8(C)は、軌跡26Yに沿って各位置検出マーク46A、46E、46I及び46M上を走査したときの、電子検出器71の検出信号の波形図であり、図8(D)は、電子ビーム15をY方向に走査したときの電子ビーム照射位置と位置検出マーク46A、46E、46I及び46Mの位置関係を示す図である。   Although the deflection position distortion measurement in the X direction has been described above, the deflection position distortion measurement in the Y direction can be performed by changing the scanning direction of the electron beam 15 by 90 °. FIG. 7B is a diagram showing each of the position detection marks 46A to 46P and a locus 26Y when scanning the electron beam 15 in the Y direction when measuring the distortion of the deflection position in the Y direction. 8 (C) is a waveform diagram of a detection signal of the electron detector 71 when the position detection marks 46A, 46E, 46I, and 46M are scanned along the locus 26Y. FIG. It is a figure which shows the positional relationship of the electron beam irradiation position and position detection mark 46A, 46E, 46I, and 46M when scanning the beam 15 to a Y direction.

Y方向に関する偏向位置の歪み測定は、図6、図7(A)、図8(A)及び図8(B)を参照して上記説明したX方向に関する偏向位置の歪み測定と同様に行うことが可能であり、重複を避けるために説明を省略する。   The distortion measurement of the deflection position with respect to the Y direction is performed in the same manner as the measurement of the distortion of the deflection position with respect to the X direction described above with reference to FIGS. 6, 7A, 8A, and 8B. The description is omitted to avoid duplication.

各位置検出マーク46の形状は、電子ビーム15の偏向位置歪み量の測定または後述の偏向位置補正を行う方向と垂直方向に直線形状の縁部を有することが好適である。この理由を図10(A)及び(B)を参照して説明する。   Each position detection mark 46 preferably has a linear edge in a direction perpendicular to a direction in which the deflection position distortion amount of the electron beam 15 is measured or a deflection position correction described later is performed. The reason for this will be described with reference to FIGS. 10 (A) and 10 (B).

図10(A)は、電子ビーム15の偏向位置歪み量の測定または偏向位置補正を行う方向と垂直方向に直線部分の縁を有する位置検出マーク46の上面図である。X方向、Y方向を図示するように定め、X方向について電子ビーム15の偏向位置歪み量の測定または後述の偏向位置補正を行う場合を説明する。以下、電子ビーム15の偏向歪み量の測定または偏向位置補正を行う方向をX方向と記し、これと垂直な方向をY方向と記す。   FIG. 10A is a top view of the position detection mark 46 having an edge of a straight line portion in a direction perpendicular to the direction in which the deflection position distortion amount of the electron beam 15 is measured or the deflection position correction is performed. A case will be described in which the X direction and the Y direction are determined as illustrated, and the deflection position distortion amount of the electron beam 15 is measured in the X direction or the deflection position correction described later is performed. Hereinafter, the direction in which the deflection distortion amount of the electron beam 15 is measured or the deflection position correction is performed is referred to as the X direction, and the direction perpendicular thereto is referred to as the Y direction.

位置検出マーク46のX方向位置データとして、位置検出マーク46のY方向に直線形状を有する辺である辺A1のX座標XEを使用する。さらに、偏向指令量取得部72により偏向指令量を取得する方法(ステップS106参照)として図8を参照して上記説明した方法を使用することとする。
すなわち、主偏向器21、22により電子ビーム15をX方向(辺A1の方向とは垂直な方向)に軌跡26Xに沿って走査させたときの、電子ビーム15が辺A1に照射されることにより電子検出器71の検出信号のピーク値を検出した時点における偏向指令量供給部94の主偏向器21、22への入力偏向指令量を、位置検出マーク46のX方向位置データに対応する偏向指令量として取得することとする。
As the X direction position data of the position detection mark 46, the X coordinate XE of the side A1, which is a side having a linear shape in the Y direction of the position detection mark 46, is used. Furthermore, the method described above with reference to FIG. 8 is used as a method of acquiring the deflection command amount by the deflection command amount acquisition unit 72 (see step S106).
That is, when the electron beam 15 is scanned along the locus 26X in the X direction (direction perpendicular to the direction of the side A1) by the main deflectors 21 and 22, the side A1 is irradiated with the electron beam 15. The deflection command amount input to the main deflectors 21 and 22 of the deflection command amount supply unit 94 at the time when the peak value of the detection signal of the electron detector 71 is detected is the deflection command corresponding to the position data of the position detection mark 46 in the X direction. It will be acquired as a quantity.

ここで、主偏向器21、22の偏向歪みは、X方向、Y方向いずれについても発生する。したがってY方向の偏向歪みがある状態では、電子ビーム15が正確に軌跡26Xに沿って走査されているとは限らず、図10(A)に示す軌跡26X’のように、所望の軌跡26XよりもY方向に偏倚している可能性もある。   Here, the deflection distortion of the main deflectors 21 and 22 occurs in both the X direction and the Y direction. Therefore, in a state where there is a deflection distortion in the Y direction, the electron beam 15 is not always scanned accurately along the locus 26X. May also be biased in the Y direction.

したがって、位置検出マーク46に、X方向と垂直な方向であるY方向に直線形状の縁部A1を設け、偏向指令量取得部72は、この縁部A1に電子ビームが照射されたときの偏向指令量を取得することとすれば、たとえ、電子ビーム15の軌跡26が、Y方向に偏倚が生じていても、電子ビーム15が縁部A1に照射するときの、X方向についての電子ビーム15の偏向位置のX座標を一定とすることができる。これにより、X方向について偏向指令量取得部72が取得する入力偏向指令量に対する、電子ビーム15のY方向についての偏向歪みによる影響を防止することが可能となる。   Accordingly, the position detection mark 46 is provided with a linear edge A1 in the Y direction, which is a direction perpendicular to the X direction, and the deflection command amount acquisition unit 72 performs deflection when the edge A1 is irradiated with an electron beam. If the command amount is acquired, even if the locus 26 of the electron beam 15 is deviated in the Y direction, the electron beam 15 in the X direction when the electron beam 15 irradiates the edge A1. The X coordinate of the deflection position can be made constant. Thereby, it is possible to prevent the influence of the deflection distortion in the Y direction of the electron beam 15 on the input deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 in the X direction.

これに対して、図10(B)は、電子ビーム15の偏向歪み量の測定または偏向位置補正を行う方向と垂直方向に直線部分の縁を有さない位置検出マーク46の上面図である。図10(B)の位置検出マーク46の場合では、Y方向の偏向歪みにより、電子ビーム15の軌跡26X’が所望の位置26XよりY方向に偏倚すると、電子ビーム15が縁部A1に照射するときのX方向についての電子ビーム15の偏向位置のX座標が、XE1からXE2に変動することとなり、X方向について偏向指令量取得部72が取得する入力偏向指令量が影響を受けることとなる。   On the other hand, FIG. 10B is a top view of the position detection mark 46 that does not have the edge of the straight line portion in the direction perpendicular to the direction in which the deflection distortion amount of the electron beam 15 is measured or the deflection position is corrected. In the case of the position detection mark 46 in FIG. 10B, if the locus 26X ′ of the electron beam 15 is deviated in the Y direction from the desired position 26X due to deflection distortion in the Y direction, the electron beam 15 irradiates the edge A1. Then, the X coordinate of the deflection position of the electron beam 15 in the X direction changes from XE1 to XE2, and the input deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 in the X direction is affected.

また、ステップS106において偏向指令量供給部94が図9を参照して上記説明した方法を使用して偏向指令量を取得する場合においても、同様の理由により、各位置検出マーク46が、電子ビーム15の偏向歪み量位置の測定または後述の偏向位置補正を行う方向と垂直方向に直線形状の縁部を有することが好適である。
また、電子線近接露光装置1が、例えば、図7(A)に示すX方向及びY方向の偏向位置歪み測定及び偏向位置補正を行う場合には、各位置検出マーク46は、それぞれY方向及びX方向の直線形状の縁部を有することが好適である。
Also, in the case where the deflection command amount supply unit 94 acquires the deflection command amount using the method described above with reference to FIG. 9 in step S106, each position detection mark 46 is moved to the electron beam for the same reason. It is preferable to have a linear edge portion in a direction perpendicular to the direction of measuring 15 deflection distortion amount positions or performing the deflection position correction described later.
Further, when the electron beam proximity exposure apparatus 1 performs deflection position distortion measurement and deflection position correction in the X direction and the Y direction shown in FIG. 7A, for example, the position detection marks 46 are respectively in the Y direction and It is preferable to have a linear edge in the X direction.

ところで、実際に各位置検出マーク46に電子ビーム15が照射されることにより生じた2次反射電子を検出したときに偏向指令量取得部72が取得する各偏向指令量は、主偏向器21、22の偏向歪みのため、各位置検出マーク46の位置に対応して予め定められメモリ93又は偏向指令量供給部94の内部メモリに記憶されている偏向指令量とは異なっている。   By the way, each deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 when the secondary reflected electrons generated by actually irradiating each position detection mark 46 with the electron beam 15 are detected are the main deflector 21, 22 is different from the deflection command amount stored in the memory 93 or the internal memory of the deflection command amount supply unit 94 in advance corresponding to the position of each position detection mark 46.

したがってステップS109において、比較部73は、偏向指令量取得部72により取得された各偏向指令量が、メモリ93に記憶されている各位置検出マーク46のどの位置に対応するかを決定する。
主偏向器21、22により生じうる偏向歪み量が、各位置検出マーク46の配置間隔や各位置検出マーク46の大きさに比べて小さい場合には、比較部73は、偏向指令量取得部72により取得されたある偏向指令量が、ある位置検出マーク46の位置に対応して予め定められる偏向指令量から一定の誤差範囲ΔW内にあるとき、この偏向指令量取得部72により取得された偏向指令量が、この位置検出マーク46と対応し、この位置検出マーク46の位置に対応して予め定められる偏向指令量に対応すると決定する。この方法を図11(A)及び11(B)を参照して説明する。
Accordingly, in step S <b> 109, the comparison unit 73 determines which position of each position detection mark 46 stored in the memory 93 corresponds to each deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72.
When the amount of deflection distortion that can be generated by the main deflectors 21 and 22 is smaller than the arrangement interval of the position detection marks 46 and the size of the position detection marks 46, the comparison unit 73 performs a deflection command amount acquisition unit 72. The deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 when the deflection command amount acquired by the above is within a certain error range ΔW from the deflection command amount determined in advance corresponding to the position of the position detection mark 46. It is determined that the command amount corresponds to the position detection mark 46 and corresponds to a deflection command amount determined in advance corresponding to the position of the position detection mark 46. This method will be described with reference to FIGS. 11 (A) and 11 (B).

図11(A)は、偏向指令量取得部72により取得されたある偏向指令量が、ある位置検出マーク46の位置に対応して予め定められる偏向指令量から一定の誤差範囲ΔW内にある場合の説明図である。偏向指令量の取得は、例えば、図8を参照して上記説明した方法を使用するものとする。   FIG. 11A shows a case where a certain deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 is within a certain error range ΔW from a deflection command amount determined in advance corresponding to the position of a certain position detection mark 46. It is explanatory drawing of. For example, the method described above with reference to FIG. 8 is used to acquire the deflection command amount.

位置検出マーク46のX方向に関する位置情報データとして縁部A1及びA2のX座標が使用され、このX座標に対応して予め定められた偏向指令量はX1及びX2である。比較部73は、これら位置検出マーク46のX方向に関する位置に対応して予め定められた偏向指令量X1及びX2を、メモリ93又は偏向指令量供給部94の内部メモリから読み出す。
一方で、偏向指令量取得部72は、図11(A)の下段に示す電子検出器の検出値波形図から偏向指令量XD1及びXD2を、位置検出マーク46検出時における偏向指令量として取得する。
このとき、図11(A)に示すように、偏向指令量取得部72が取得した偏向指令量XD1及びXD2が、位置検出マーク46に対応して定められた偏向指令量X1及びX2から所定の誤差範囲ΔW内にあれば、比較部73は、位置検出マーク46の位置に対応して定められた各偏向指令量X1及びX2が、偏向指令量取得部72により取得された各偏向指令量XD1及びXD2に、それぞれ対応すると決定する。
The X coordinates of the edge portions A1 and A2 are used as position information data regarding the X direction of the position detection mark 46, and deflection command amounts determined in advance corresponding to the X coordinates are X1 and X2. The comparison unit 73 reads out deflection command amounts X1 and X2 determined in advance corresponding to the positions of the position detection marks 46 in the X direction from the memory 93 or the internal memory of the deflection command amount supply unit 94.
On the other hand, the deflection command amount acquisition unit 72 acquires the deflection command amounts XD1 and XD2 as deflection command amounts when the position detection mark 46 is detected from the detection value waveform diagram of the electron detector shown in the lower part of FIG. .
At this time, as shown in FIG. 11A, the deflection command amounts XD1 and XD2 acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 are determined from the deflection command amounts X1 and X2 determined corresponding to the position detection mark 46. If it is within the error range ΔW, the comparison unit 73 determines that each of the deflection command amounts X1 and X2 determined corresponding to the position of the position detection mark 46 is acquired by the deflection command amount acquisition unit 72. And XD2 are determined to correspond to each other.

しかし図11(B)に示すように偏向指令量取得部72により取得されたある偏向指令量が、一定の誤差範囲ΔW内にない場合には、比較部73は、当該偏向指令量については偏向歪み量を求めることを停止し、その旨をオペレータ等に知らせるための信号を発生させ、計算機91に送信する。   However, as shown in FIG. 11B, when a certain deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 is not within a certain error range ΔW, the comparison unit 73 deflects the deflection command amount. The calculation of the distortion amount is stopped, and a signal for notifying the operator of the fact is generated and transmitted to the computer 91.

主偏向器21、22により生じうる偏向歪み量が、各位置検出マーク46の配置間隔や各位置検出マーク46の大きさに比べて大きい場合には、偏向指令量取得部72が取得した偏向指令量が、それが取得されたときに電子ビーム15が照射されていた位置検出マーク46よりも、これと異なるマーク位置に接近する可能性がある。   When the deflection distortion amount that can be generated by the main deflectors 21 and 22 is larger than the arrangement interval of the position detection marks 46 and the size of the position detection marks 46, the deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 is obtained. There is a possibility that the amount is closer to a different mark position than the position detection mark 46 that was irradiated with the electron beam 15 when it was acquired.

したがって、このような主偏向器21、22の偏向歪みを測定及び補正する場合には、各位置検出マーク46について一意な識別部分を、各位置検出マーク46に設けることが好適である。図12に、識別部分を有する位置検出マークの実施例を示す。各位置検出マーク46A〜46Cは、各マークに一意な識別部分である切欠部47A〜47Cを備えている。   Therefore, when measuring and correcting such deflection distortion of the main deflectors 21 and 22, it is preferable to provide each position detection mark 46 with a unique identification portion for each position detection mark 46. FIG. 12 shows an example of a position detection mark having an identification portion. Each of the position detection marks 46A to 46C includes notches 47A to 47C, which are identification parts unique to each mark.

各位置検出マーク46の識別部分47A〜47Cの2次反射電子像から、各位置検出マークとを関連付け、特定するために必要な情報は予め与えられメモリ93に記憶されている。
一方、電子線近接露光装置1は、電子検出器71の出力信号を偏向指令部供給部94から出力される偏向指令量に基づいて2次元平面上に配置して位置検出マーク46の2次反射電子像を生成する画像処理部81と、画像処理部81が生成した位置検出マーク46の2次反射電子像を入力し、その識別部分47A〜47Cの2次反射電子像から各位置検出マークを特定するために必要な情報をメモリ93から読み出して、その識別部分47A〜47Cの2次反射電子像から、撮像された位置検出マークがいずれの位置検出マークであるのかを特定するマーク位置取得部82とを備える。
さらにマーク位置取得部82は、偏向指令量取得部72に取得されてメモリ93に記憶された各偏向指令量が、前記特定された各位置検出マークのいずれに対応するのかを、2次反射電子像情報が有する偏向指令量情報に基づき決定して、決定した各位置検出マークを特定できる情報を、偏向指令量取得部72が取得した各偏向指令量に関連付けてメモリ93に記憶する。
Information necessary for associating and specifying each position detection mark from the secondary reflected electron images of the identification portions 47 </ b> A to 47 </ b> C of each position detection mark 46 is given in advance and stored in the memory 93.
On the other hand, the electron beam proximity exposure apparatus 1 arranges the output signal of the electron detector 71 on a two-dimensional plane based on the deflection command amount output from the deflection command unit supply unit 94 and performs secondary reflection of the position detection mark 46. An image processing unit 81 that generates an electronic image and a secondary reflected electron image of the position detection mark 46 generated by the image processing unit 81 are input, and each position detection mark is extracted from the secondary reflected electron images of the identification portions 47A to 47C. A mark position acquisition unit that reads information necessary for identification from the memory 93 and identifies which position detection mark is captured from the secondary reflected electron images of the identification portions 47A to 47C. 82.
Further, the mark position acquisition unit 82 determines whether each of the specified position detection marks corresponds to each of the deflection command amounts acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 and stored in the memory 93. Information that can be determined based on the deflection command amount information included in the image information and that can identify each determined position detection mark is stored in the memory 93 in association with each deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72.

比較部73及び補正部74は、マーク位置取得部82が、偏向指令量取得部72が取得した各偏向指令量に関連付けてメモリ93に記憶した各位置検出マーク特定情報を参照して、偏向指令量に対応する位置検出マークを特定し、その位置検出マークの位置と該位置に対応して予め決定された偏向指令量をメモリ93から読み出す。   The comparison unit 73 and the correction unit 74 refer to each position detection mark specifying information stored in the memory 93 in association with each deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 by the mark position acquisition unit 82. The position detection mark corresponding to the amount is specified, and the position of the position detection mark and the deflection command amount determined in advance corresponding to the position are read from the memory 93.

図13は、本発明に係る電子ビームの偏向位置補正測定方法のフローチャートである。以下、X方向に関する偏向位置測定について説明する。
ステップS201〜ステップS208において、図6を参照して説明した本発明に係る電子ビームの偏向位置の歪み測定方法のステップS101〜S108と同様に、主偏向器21、22が電子ビーム15の偏向位置を軌跡26X及び軌跡26Yに沿って移動させる。
そして、このとき偏向指令量取得部72は、主偏向器21、22の偏向領域内に位置付けられた位置検出マーク46A〜46P上を走査し、電子検出器71が各位置検出マーク46から生じた前記2次電子の検出した時点において、偏向指令量供給部94が主偏向器21、22へ入力していたX方向偏向指令量及びY方向偏向指令量を取得する。
FIG. 13 is a flowchart of an electron beam deflection position correction measuring method according to the present invention. Hereinafter, the deflection position measurement in the X direction will be described.
In steps S201 to S208, the main deflectors 21 and 22 are deflected positions of the electron beam 15 as in steps S101 to S108 of the electron beam deflection position distortion measuring method according to the present invention described with reference to FIG. Are moved along the locus 26X and the locus 26Y.
At this time, the deflection command amount acquisition unit 72 scans the position detection marks 46 </ b> A to 46 </ b> P positioned in the deflection regions of the main deflectors 21 and 22, and the electron detector 71 is generated from each position detection mark 46. When the secondary electrons are detected, the deflection command amount supply unit 94 acquires the X direction deflection command amount and the Y direction deflection command amount that have been input to the main deflectors 21 and 22.

なお、ステップS206において、偏向指令量取得部72がX方向偏向指令量及びY方向偏向指令量を取得する方法は、図6を参照して説明した本発明に係る電子ビームの偏向位置の歪み測定方法のステップS106について、図8、図9を参照して説明した方法と同様であり、重複を避けるためここでは省略する。   In step S206, the method in which the deflection command amount acquisition unit 72 acquires the X direction deflection command amount and the Y direction deflection command amount is the distortion measurement of the deflection position of the electron beam according to the present invention described with reference to FIG. Step S106 of the method is the same as that described with reference to FIGS. 8 and 9, and is omitted here to avoid duplication.

図14は、本発明に係る電子ビームの偏向位置補正方法の説明図である。主偏向器21、22の偏向領域内の各位置に設けられた各位置検出マーク46は、その位置情報(例えば、図8に示す各位置検出マーク46A〜46Dの隅部の位置)によって理想格子48を定義する。格子48に含まれる縦線及び横線の各交差点は、各位置検出マーク46の位置情報が示す位置を示す。ここでは簡単のため各位置検出マーク46の位置情報が示す位置として、最上行の点であるPI1〜PI9だけに参照符号を付す。   FIG. 14 is an explanatory diagram of an electron beam deflection position correcting method according to the present invention. Each position detection mark 46 provided at each position in the deflection region of the main deflectors 21 and 22 is an ideal lattice according to its position information (for example, the positions of the corners of the position detection marks 46A to 46D shown in FIG. 8). 48 is defined. Each intersection of a vertical line and a horizontal line included in the lattice 48 indicates a position indicated by position information of each position detection mark 46. Here, for the sake of simplicity, as the positions indicated by the position information of the respective position detection marks 46, only the reference points PI1 to PI9 that are the points on the uppermost row are given reference numerals.

上記ステップS201〜S208により、電子検出器71が電子ビーム15が照射された各位置検出マーク46から発生した2次電子が検出したときに、主偏向器21、22に入力された各X方向偏向指令量及び各Y方向偏向指令量が取得される。これら各X方向偏向指令量及び各Y方向偏向指令量の範囲は、図14において格子48の外側に示される曲線部28で示される。ここに各偏向指令量PD1〜PD9は、各位置検出マーク46の位置情報PI1〜PI9にそれぞれ対応している。   When the electron detector 71 detects secondary electrons generated from the position detection marks 46 irradiated with the electron beam 15 through the steps S201 to S208, the X-direction deflections input to the main deflectors 21 and 22 are detected. The command amount and each Y-direction deflection command amount are acquired. The range of each X direction deflection command amount and each Y direction deflection command amount is indicated by a curved portion 28 shown outside the lattice 48 in FIG. Here, the deflection command amounts PD1 to PD9 correspond to the position information PI1 to PI9 of the position detection marks 46, respectively.

ステップS209において、補正部74は、ステップS206で偏向指令量取得部72により取得されメモリ93に記憶された各偏向指令量をメモリ93から読み出す。
そして、補正部74は、本発明に係る電子ビームの偏向位置の歪み測定方法において比較部73が、図11及び図12を参照して上記説明した方法で行ったのと同様に、ステップS206で取得された各偏向指令量に対応する各位置検出マーク46を決定する。
補正部74は、各位置検出マーク46の位置に対応して予め定められ、メモリ93又は偏向指令量供給部94により記憶される各偏向指令量を、ステップS206で取得された各偏向指令量に補正する。
In step S <b> 209, the correction unit 74 reads from the memory 93 each deflection command amount acquired by the deflection command amount acquisition unit 72 in step S <b> 206 and stored in the memory 93.
Then, the correction unit 74 is the same as that performed by the comparison unit 73 in the method described above with reference to FIGS. 11 and 12 in the electron beam deflection position distortion measuring method according to the present invention in step S206. Each position detection mark 46 corresponding to each acquired deflection command amount is determined.
The correction unit 74 determines the deflection command amount stored in advance by the memory 93 or the deflection command amount supply unit 94 in correspondence with the position of each position detection mark 46 to each deflection command amount acquired in step S206. to correct.

すなわち補正部74は、図14に示すように、各位置検出マーク46の位置情報が示す位置(例えばPI1〜PI9)に電子ビーム15を偏向させるために必要な各偏向指令量を、ステップS206で取得した各偏向指令量PD1〜PD9に補正する。   That is, as shown in FIG. 14, the correcting unit 74 sets each deflection command amount necessary for deflecting the electron beam 15 to the position (for example, PI1 to PI9) indicated by the position information of each position detection mark 46 in step S206. The obtained deflection command amounts PD1 to PD9 are corrected.

なお上記説明では、測定用ウエハ45上に形成された各位置検出マーク46を使用した電子ビーム15の偏向位置の歪み測定方法及び偏向位置補正方法について説明したが、測定用ウエハ45上に形成された各位置検出マーク46に代えて、測定用の露光マスク上に、上記説明した位置検出マーク46と同様の複数の位置検出マーク(マスク用)を形成し、これを用いて電子ビーム15の偏向位置の歪みを測定し偏向位置を補正してもよい。位置検出マーク(マスク用)が形成された測定用露光マスクは、マスク支持手段であるマスクステージ36に支持される。   In the above description, the method for measuring the distortion of the deflection position of the electron beam 15 and the method for correcting the deflection position using each position detection mark 46 formed on the measurement wafer 45 have been described. Instead of the position detection marks 46, a plurality of position detection marks (for masks) similar to the position detection marks 46 described above are formed on the exposure mask for measurement, and the deflection of the electron beam 15 is performed using them. The deflection position may be corrected by measuring position distortion. The measurement exposure mask on which the position detection mark (for mask) is formed is supported by a mask stage 36 as mask support means.

この場合、メモリ93上には前記測定用マスク上に形成された各位置検出マーク(マスク用)の位置データ、またこの各位置検出マーク(マスク用)に前記識別部分47が設けられた場合には、識別部分47の2次反射電子像から位置検出マークを特定するために必要な情報が記憶される。
また、前記2次電子検出器71は、測定用ウエハ45上に形成された位置検出マークに照射されることにより生じる2次電子17に代えて、マスクステージ36に支持される測定用露光マスク上に形成される位置検出マーク(マスク用)に照射されることにより生じる2次電子を検出する。
In this case, when the position data of each position detection mark (for mask) formed on the measurement mask is provided on the memory 93 and the identification portion 47 is provided for each position detection mark (for mask). Stores information necessary for specifying the position detection mark from the secondary reflected electron image of the identification portion 47.
The secondary electron detector 71 is arranged on a measurement exposure mask supported by the mask stage 36 in place of the secondary electrons 17 generated by irradiating the position detection mark formed on the measurement wafer 45. Secondary electrons generated by irradiating the position detection mark (for mask) formed on the substrate are detected.

また前記撮像部83は、測定用ウエハ45上に形成された位置検出マークとの相対位置が既知であるアライメントマークに代えて、測定用露光マスク上に形成される位置検出マーク(マスク用)との相対位置が既知であるアライメントマークを撮像する。前記アライメント部84は、撮像部83による撮像画像及び撮影時のマスクステージ36の位置情報に基づき、測定用露光マスク上の位置検出マーク(マスク用)を主偏向器21、22の所定の偏向領域内の既知の位置に位置付ける。   Further, the imaging unit 83 replaces the alignment mark whose position relative to the position detection mark formed on the measurement wafer 45 is known with a position detection mark (for mask) formed on the measurement exposure mask. An alignment mark whose relative position is known is imaged. The alignment unit 84 uses a position detection mark (for mask) on the measurement exposure mask as a predetermined deflection region of the main deflectors 21 and 22 based on the image captured by the image capturing unit 83 and the position information of the mask stage 36 at the time of capturing. Position it at a known location.

また前記画像処理部81は、電子検出器71の出力信号を偏向指令量供給部94から出力される偏向指令量に基づいて2次元平面上に配置して、測定用露光マスク上の位置検出マーク(マスク用)の2次反射電子像を生成し、マーク位置取得部82は、この2次反射電子像を入力して、そこに含まれる位置検出マーク(マスク用)の識別部分の2次反射電子像から対応する位置検出マーク(マスク用)を特定する。   Further, the image processing unit 81 arranges the output signal of the electron detector 71 on a two-dimensional plane based on the deflection command amount output from the deflection command amount supply unit 94, and a position detection mark on the measurement exposure mask. A secondary reflected electron image (for mask) is generated, and the mark position acquisition unit 82 inputs the secondary reflected electron image and performs secondary reflection of the identification portion of the position detection mark (for mask) included therein. A corresponding position detection mark (for mask) is specified from the electronic image.

位置検出マークを測定用露光マスクに設けた場合の偏向位置の歪み測定方法、及び偏向位置補正方法は、上述の位置検出マーク46を測定用ウエハ45に設けた場合の偏向位置の歪み測定方法、及び偏向位置補正方法と同様であり、上述の説明において、測定用ウエハ45を測定用露光マスクに、位置検出マーク46を位置検出マーク(マスク用)に、静電チャック43をマスクチャックに、XYステージ44をマスクステージ36にそれぞれ読み替えることにより容易に理解できることから、説明を省略する。   The deflection position distortion measurement method when the position detection mark is provided on the measurement exposure mask, and the deflection position correction method include the deflection position distortion measurement method when the position detection mark 46 is provided on the measurement wafer 45, In the above description, the measurement wafer 45 is used as a measurement exposure mask, the position detection mark 46 is used as a position detection mark (for mask), the electrostatic chuck 43 is used as a mask chuck, and XY. Since it can be easily understood by replacing the stage 44 with the mask stage 36, description thereof will be omitted.

電子線近接露光装置の構成図である。It is a block diagram of an electron beam proximity exposure apparatus. 走査手段の動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of a scanning means. 電子ビームの走査方法の説明図である。It is explanatory drawing of the scanning method of an electron beam. マスク歪み補正の説明図である。It is explanatory drawing of mask distortion correction. 本発明の実施例に係る電子線露光装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the electron beam exposure apparatus which concerns on the Example of this invention. 本発明に係る電子ビームの偏向位置の歪み測定方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a method for measuring distortion of an electron beam deflection position according to the present invention. (A)は電子ビームをX方向に走査したときの基準用ウエハの上面図であり、(B)は電子ビームをY方向に走査したときの基準用ウエハの上面図である。(A) is a top view of the reference wafer when the electron beam is scanned in the X direction, and (B) is a top view of the reference wafer when the electron beam is scanned in the Y direction. (A)は電子ビームをX方向に走査したときの電子ビーム照射位置と位置検出マークの位置関係を示す図であり、(B)はそのときの電子検出器の出力信号波形図であり、(C)は電子ビームをY方向に走査したときの電子検出器の出力信号波形図であり、(D)はそのときの電子ビーム軌跡と位置検出マークの位置関係を示す図である。(A) is a diagram showing the positional relationship between an electron beam irradiation position and a position detection mark when the electron beam is scanned in the X direction, and (B) is an output signal waveform diagram of the electron detector at that time. (C) is an output signal waveform diagram of the electron detector when the electron beam is scanned in the Y direction, and (D) is a diagram showing the positional relationship between the electron beam locus and the position detection mark at that time. (A)は位置検出マークに比べて径の大きい電子ビームを走査したときの電子ビーム照射位置と位置検出マークの位置関係を示す図であり、(B)はそのときの電子検出器の出力信号波形図であり、(C)は(B)の1次微分波形図である。(A) is a figure which shows the positional relationship of an electron beam irradiation position and a position detection mark when scanning an electron beam with a diameter larger than a position detection mark, (B) is the output signal of the electron detector at that time It is a wave form diagram, (C) is a primary differential wave form figure of (B). (A)はY方向に直線部分の縁を有する位置検出マークの上面図であり、Y方向に直線部分の縁を有さない位置検出マークの上面図である。(A) is a top view of a position detection mark having a straight portion edge in the Y direction, and is a top view of a position detection mark having no straight portion edge in the Y direction. (A)は電子検出器の検出信号に対応する位置検出マークが特定できる場合の説明図であり、(B)は電子検出器の検出信号に対応する位置検出マークが特定できない場合の説明図である。(A) is explanatory drawing when the position detection mark corresponding to the detection signal of an electron detector can be specified, (B) is explanatory drawing when the position detection mark corresponding to the detection signal of an electron detector cannot be specified. is there. 識別部分を有する位置検出マークの実施例を例示する図である。It is a figure which illustrates the Example of the position detection mark which has an identification part. 本発明に係る電子ビームの偏向位置補正方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a method for correcting the deflection position of an electron beam according to the present invention. 本発明に係る電子ビームの偏向位置補正方法の説明図である。It is explanatory drawing of the deflection position correction method of the electron beam which concerns on this invention.

符号の説明Explanation of symbols

8…チャンバ
10…電子線鏡筒(カラム)
12…電子銃
13…走査手段
14…電子線源
15…電子ビーム
16…照射レンズ
21、22…主偏向器
30…マスク
40…試料
43…静電チャック
44…XYステージ
45…偏向歪み測定用ウエハ
46…位置検出マーク
51、52…副偏向器
72…偏向指令量取得部
73…比較部
74…補正部
8 ... Chamber 10 ... Electron tube (column)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 ... Electron gun 13 ... Scanning means 14 ... Electron beam source 15 ... Electron beam 16 ... Irradiation lens 21, 22 ... Main deflector 30 ... Mask 40 ... Sample 43 ... Electrostatic chuck 44 ... XY stage 45 ... Deflection distortion measuring wafer 46 ... Position detection marks 51 and 52 ... Sub deflector 72 ... Deflection command amount acquisition unit 73 ... Comparison unit 74 ... Correction unit

Claims (19)

電子ビームを発生する電子線源と、露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスクと、前記マスク上の各位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量の入力に従い前記電子ビームを該各位置に偏向する偏向手段と、を備え、前記電子ビームを前記マスク上に照射させて前記マスクを通過した前記電子ビームで、試料表面に前記露光パターンを露光する電子線露光装置であって、さらに
前記電子ビームを照射されることにより2次電子を生じる位置検出マークを、前記偏向手段による前記電子ビームの偏向領域内の既知の位置に位置付けて支持する位置検出マーク支持手段と、
前記位置検出マークに前記電子ビームが照射されたときに生じる2次電子を検出する電子検出器と、
前記2次電子の検出時に前記偏向手段に入力された偏向指令量を取得する偏向指令量取得手段と、
前記位置検出マークの位置に対応して予め定められた偏向指令量を、取得された前記偏向指令量に補正する補正手段と、
を備える電子線露光装置。
An electron beam source for generating an electron beam, a mask having a mask pattern corresponding to an exposure pattern, and each of the electron beams according to an input of each deflection command amount predetermined corresponding to each position on the mask An electron beam exposure apparatus that irradiates the exposure pattern on the surface of the sample with the electron beam that has passed through the mask by irradiating the electron beam onto the mask. Position detection mark support means for positioning and supporting a position detection mark that generates secondary electrons when irradiated with the electron beam at a known position in the deflection region of the electron beam by the deflection means;
An electron detector for detecting secondary electrons generated when the position detection mark is irradiated with the electron beam;
A deflection command amount acquisition means for acquiring a deflection command amount input to the deflection means upon detection of the secondary electrons;
Correction means for correcting a predetermined deflection command amount corresponding to the position of the position detection mark to the obtained deflection command amount;
An electron beam exposure apparatus comprising:
前記位置検出マークは複数個設けられ、
前記偏向手段は、各前記位置検出マーク上に前記電子ビームを走査させ、
前記偏向指令量取得手段は、各前記位置検出マークから生じた前記2次電子の検出時の各前記偏向指令量をそれぞれ取得し、
前記補正手段は、前記各位置検出マークの位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量を、取得された前記各偏向指令量にそれぞれ補正する請求項1に記載の電子線露光装置。
A plurality of the position detection marks are provided,
The deflecting means scans the electron beam on each position detection mark,
The deflection command amount acquisition means acquires the deflection command amounts at the time of detection of the secondary electrons generated from the position detection marks, respectively.
2. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the correction unit corrects each deflection command amount predetermined corresponding to the position of each position detection mark to each of the acquired deflection command amounts. 3.
前記位置検出マークの少なくとも一部の縁部は、所定方向に直線形状をなし、
前記偏向手段は、前記位置検出マークの前記縁部上に前記所定方向の垂直方向に前記電子ビームを走査させ、
前記偏向指令量取得手段は、前記電子ビームの走査位置の変化に伴う前記2次電子の検出値の変化に基づき、前記所定方向の垂直方向について前記縁部の位置に対応する前記偏向指令量を取得する請求項1又は2に記載の電子線露光装置。
At least a part of the edge of the position detection mark has a linear shape in a predetermined direction,
The deflecting means scans the electron beam in the vertical direction of the predetermined direction on the edge of the position detection mark,
The deflection command amount acquisition means obtains the deflection command amount corresponding to the position of the edge in the vertical direction of the predetermined direction based on a change in the detection value of the secondary electrons accompanying a change in the scanning position of the electron beam. The electron beam exposure apparatus of Claim 1 or 2 to acquire.
前記位置検出マークは、半導体ウエハの表面に形成される重金属又は段差であり、
前記位置検出マーク支持手段は、半導体ウエハ支持手段である請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子線露光装置。
The position detection mark is a heavy metal or a step formed on the surface of the semiconductor wafer,
The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the position detection mark support means is a semiconductor wafer support means.
前記位置検出マークは、マスクの表面に形成される重金属又は段差であり、
前記位置検出マーク支持手段は、マスク支持手段である請求項1〜3のいずれか一項に記載の電子線露光装置。
The position detection mark is a heavy metal or a step formed on the surface of the mask,
The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the position detection mark support unit is a mask support unit.
電子線源により生じる電子ビームを、露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスク上の各位置に、該各位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量の入力に従い前記電子ビームを該各位置に偏向する偏向手段によって偏向して照射させて、前記マスクを通過した前記電子ビームで、試料表面に前記露光パターンを露光する電子線露光における、前記偏向手段による電子ビームの偏向位置の歪み測定方法であって、
前記電子ビームを照射されることにより2次電子を生じる位置検出マークを、前記偏向手段による前記電子ビームの偏向領域内の既知の位置に位置付けて支持する位置検出マーク支持ステップと、
前記偏向手段に偏向指令量を変化させて入力し、前記電子ビームを前記位置検出マーク上に走査させる電子ビーム走査ステップと、
前記位置検出マークに前記電子ビームが照射されたときに生じる2次電子を検出する電子検出ステップと、
前記2次電子の検出時に前記偏向手段に入力された偏向指令量を取得する偏向指令量取得ステップと、
前記位置検出マークの位置に対応して定められた偏向指令量と、前記偏向指令量取得ステップで取得された前記偏向指令量との差を求める比較ステップと、
を有する電子ビームの偏向位置の歪み測定方法。
The electron beam generated by the electron beam source is applied to each position on a mask having a mask pattern corresponding to the exposure pattern, and the electron beam is applied to each position according to each predetermined deflection command amount input corresponding to each position. Measurement of distortion of the deflection position of the electron beam by the deflection means in the electron beam exposure in which the exposure pattern is exposed on the sample surface with the electron beam which has been deflected and irradiated by the deflection means and passed through the mask. A method,
A position detection mark support step for positioning and supporting a position detection mark that generates secondary electrons by being irradiated with the electron beam at a known position in the deflection region of the electron beam by the deflection means;
An electron beam scanning step of changing and inputting a deflection command amount to the deflection means, and scanning the electron beam on the position detection mark;
An electron detection step of detecting secondary electrons generated when the position detection mark is irradiated with the electron beam;
A deflection command amount acquisition step of acquiring a deflection command amount input to the deflection means when detecting the secondary electrons;
A comparison step for obtaining a difference between the deflection command amount determined corresponding to the position of the position detection mark and the deflection command amount acquired in the deflection command amount acquisition step;
A method for measuring the distortion of the deflection position of an electron beam comprising:
前記電子ビーム走査ステップは、前記電子ビームを、複数個設けられた各前記位置検出マーク上に走査させ、
前記偏向指令量取得ステップは、各前記位置検出マークから生じた前記2次電子の検出時の各前記偏向指令量をそれぞれ取得し、
前記比較ステップは、前記各位置検出マークの位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量と、前記偏向指令量取得ステップでそれぞれ取得された各前記偏向指令量と、のそれぞれの差を求める請求項6に記載の電子ビームの偏向位置の歪み測定方法。
In the electron beam scanning step, the electron beam is scanned on each of the plurality of position detection marks provided,
The deflection command amount acquisition step acquires each of the deflection command amounts at the time of detection of the secondary electrons generated from the position detection marks,
In the comparison step, a difference between each deflection command amount predetermined in correspondence with the position of each position detection mark and each deflection command amount acquired in the deflection command amount acquisition step is calculated. The distortion measuring method of the deflection position of the electron beam according to claim 6 to be obtained.
前記位置検出マークの少なくとも一部の縁部は、所定方向に直線形状をなし、
前記偏向指令量取得ステップは、前記偏向手段が前記位置検出マークの前記縁部上に前記所定方向の垂直方向に前記電子ビームを走査させるとき、これに伴う前記2次電子の検出値の変化に基づき、前記所定方向の垂直方向について前記縁部の位置に対応する前記偏向指令量を取得する請求項6又は7に記載の電子ビームの偏向位置の歪み測定方法。
At least a part of the edge of the position detection mark has a linear shape in a predetermined direction,
In the deflection command amount acquisition step, when the deflecting means scans the electron beam in the vertical direction of the predetermined direction on the edge portion of the position detection mark, a change in the detected value of the secondary electrons accompanying this is detected. 8. The method according to claim 6, wherein the deflection command amount corresponding to the position of the edge in the vertical direction of the predetermined direction is acquired.
前記位置検出マークは、半導体ウエハの表面に形成される重金属又は段差であり、
前記位置検出マーク支持ステップは、前記位置検出マークが形成された半導体ウエハを支持する請求項6〜8のいずれか一項に記載の電子ビームの偏向位置の歪み測定方法。
The position detection mark is a heavy metal or a step formed on the surface of the semiconductor wafer,
9. The method for measuring distortion of an electron beam deflection position according to claim 6, wherein the position detection mark support step supports a semiconductor wafer on which the position detection mark is formed.
前記位置検出マークは、マスクの表面に形成される重金属又は段差であり、
前記位置検出マーク支持ステップは、前記位置検出マークが形成されたマスクを支持する請求項6〜8のいずれか一項に記載の電子ビームの偏向位置の歪み測定方法。
The position detection mark is a heavy metal or a step formed on the surface of the mask,
The method for measuring distortion of an electron beam deflection position according to any one of claims 6 to 8, wherein the position detection mark support step supports a mask on which the position detection mark is formed.
請求項6〜8のいずれか一項に記載の電子ビームの偏向位置の歪み測定方法において、前記位置検出マークとして使用される重金属部分又は段差部分が表面に形成される半導体ウエハ。   9. The method of measuring distortion of an electron beam deflection position according to claim 6, wherein a heavy metal portion or a step portion used as the position detection mark is formed on a surface. 請求項6〜8のいずれか一項に記載の電子ビームの偏向位置の歪み測定方法において、前記位置検出マークとして使用される重金属部分又は段差部分が表面に形成される露光マスク。   9. The exposure mask according to claim 6, wherein a heavy metal portion or a step portion used as the position detection mark is formed on a surface. 電子線源により生じる電子ビームを、露光パターンに応じたマスクパターンを有するマスク上の各位置に、該各位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量の入力に従い前記電子ビームを該各位置に偏向する偏向手段によって偏向して照射させて、前記マスクを通過した前記電子ビームで、試料表面に前記露光パターンを露光する電子線露光における、前記偏向手段による電子ビームの偏向位置補正方法であって、
前記電子ビームを照射されることにより2次電子を生じる位置検出マークを、前記偏向手段による前記電子ビームの偏向領域内の既知の位置に位置付けて支持する位置検出マーク支持ステップと、
前記偏向手段に偏向指令量を変化させて入力し、前記電子ビームを前記位置検出マーク上に走査させる電子ビーム走査ステップと、
前記位置検出マークに前記電子ビームが照射されたときに生じる2次電子を検出する電子検出ステップと、
前記2次電子の検出時に前記偏向手段に入力された偏向指令量を取得する偏向指令量取得ステップと、
前記位置検出マークの位置に対応して予め定められた偏向指令量を、取得された前記偏向指令量に補正する補正ステップと、
を有する電子ビームの偏向位置補正方法。
The electron beam generated by the electron beam source is applied to each position on a mask having a mask pattern corresponding to the exposure pattern, and the electron beam is applied to each position according to each predetermined deflection command amount input corresponding to each position. A method of correcting the deflection position of an electron beam by the deflection means in electron beam exposure in which the exposure pattern is exposed on the surface of a sample with the electron beam that has been deflected and irradiated by a deflection means that deflects the position and passed through the mask. There,
A position detection mark support step for positioning and supporting a position detection mark that generates secondary electrons by being irradiated with the electron beam at a known position in the deflection region of the electron beam by the deflection means;
An electron beam scanning step of changing and inputting a deflection command amount to the deflection means, and scanning the electron beam on the position detection mark;
An electron detection step of detecting secondary electrons generated when the position detection mark is irradiated with the electron beam;
A deflection command amount acquisition step of acquiring a deflection command amount input to the deflection means when detecting the secondary electrons;
A correction step of correcting a predetermined deflection command amount corresponding to the position of the position detection mark to the obtained deflection command amount;
A method for correcting the deflection position of an electron beam.
前記電子ビーム走査ステップは、前記電子ビームを、複数個設けられた各前記位置検出マーク上に走査させ、
前記偏向指令量取得ステップは、前記各位置検出マークから生じた2次電子検出時の各前記偏向指令量をそれぞれ取得し、
前記補正ステップは、前記各位置検出マークの位置に対応してそれぞれ予め定められた各偏向指令量を、取得された前記各偏向指令量にそれぞれ補正する請求項13に記載の電子ビームの偏向位置補正方法。
In the electron beam scanning step, the electron beam is scanned on each of the plurality of position detection marks provided,
The deflection command amount acquisition step acquires each of the deflection command amounts at the time of detection of secondary electrons generated from the position detection marks,
The deflection position of the electron beam according to claim 13, wherein the correcting step corrects each deflection command amount predetermined corresponding to the position of each position detection mark to each acquired deflection command amount. Correction method.
前記位置検出マークの少なくとも一部の縁部は、所定方向に直線形状をなし、
前記偏向指令量取得ステップは、前記偏向手段が前記位置検出マークの前記縁部上に前記所定方向の垂直方向に前記電子ビームを走査させるとき、これに伴う前記2次電子の検出値の変化に基づき、前記所定方向の垂直方向について前記縁部の位置に対応する前記偏向指令量を取得する請求項13又は14に記載の電子ビームの偏向位置補正方法。
At least a part of the edge of the position detection mark has a linear shape in a predetermined direction,
In the deflection command amount acquisition step, when the deflecting unit scans the edge of the position detection mark with the electron beam in the vertical direction of the predetermined direction, a change in the detected value of the secondary electrons accompanying this is performed. 15. The electron beam deflection position correction method according to claim 13, wherein the deflection command amount corresponding to the position of the edge is obtained in the vertical direction of the predetermined direction.
前記位置検出マークは、半導体ウエハの表面に形成される重金属又は段差であり、
前記位置検出マーク支持ステップは、前記位置検出マークが形成された半導体ウエハを支持する請求項13〜15のいずれか一項に記載の電子ビームの偏向位置補正方法。
The position detection mark is a heavy metal or a step formed on the surface of the semiconductor wafer,
16. The electron beam deflection position correction method according to claim 13, wherein the position detection mark support step supports a semiconductor wafer on which the position detection mark is formed.
前記位置検出マークは、マスクの表面に形成される重金属又は段差であり、
前記位置検出マーク支持ステップは、前記位置検出マークが形成されたマスクを支持する請求項13〜15のいずれか一項に記載の電子ビームの偏向位置補正方法。
The position detection mark is a heavy metal or a step formed on the surface of the mask,
The electron beam deflection position correction method according to any one of claims 13 to 15, wherein the position detection mark support step supports a mask on which the position detection mark is formed.
請求項13〜15のいずれか一項に記載の電子ビームの偏向位置補正方法において、前記位置検出マークとして使用される重金属部分又は段差部分が表面に形成される半導体ウエハ。   16. The method for correcting a deflection position of an electron beam according to claim 13, wherein a heavy metal portion or a step portion used as the position detection mark is formed on a surface. 請求項13〜15のいずれか一項に記載の電子ビームの偏向位置補正方法において、前記位置検出マークとして使用される重金属部分又は段差部分が表面に形成される露光マスク。   16. The electron beam deflection position correction method according to claim 13, wherein a heavy metal portion or a step portion used as the position detection mark is formed on a surface.
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