JP2006351994A - Charged particle beam lithographic apparatus and method for beam correction thereof - Google Patents

Charged particle beam lithographic apparatus and method for beam correction thereof Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of beam correction where a difference is not generated between line widths in (x) direction and (y) direction, regardless of deflection coma aberrations and deflection chromatic aberrations, and to provide a charged particle beam lithographic apparatus. <P>SOLUTION: The charged particle beam lithographic device carries out dynamic focal correction and dynamic astigmatic correction regarding a beam. The device is provided with a beam correction means for carrying out the dynamic focal correction (110) and the dynamic astigmatic correction (120), by adding (323, 323) a focal deviation amount (312) and astigmatic deviation amount (322) for eliminating the difference between the (x) direction and the (y) direction of beam blurring, caused by the deflection coma aberration and the deflection chromatic aberration, respectively, to a correction value (321) for the dynamic focal correction and a correction value (321) for the dynamic astigmatic correction. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置のビーム補正方法および荷電粒子ビーム描画装置に関し、特に荷電粒子ビーム描画装置のビームについて動的焦点補正および動的非点補正を行う方法、および、ビームについて動的焦点補正および動的非点補正を行う荷電粒子ビーム描画装置に関する。   The present invention relates to a beam correction method and a charged particle beam drawing apparatus for a charged particle beam drawing apparatus, and more particularly, to a method for performing dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction for a beam of the charged particle beam drawing apparatus, and to dynamic for the beam. The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus that performs focus correction and dynamic astigmatism correction.

電子ビームやイオンビームによって半導体ウェハやマスク材料に所定のパターンを描画する荷電粒子ビーム描画装置では、ビーム偏向に伴う偏向像面湾曲収差と偏向非点収差によるビームぼけを補正するために、動的焦点補正および動的非点補正が行われる(例えば、特許文献1参照)。これらの収差はビームの偏向位置に依存するので、動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値は偏向位置ごとに用意され、描画時に偏向位置に対応して用いられる。
特開2003−347188号公報(第2−3頁、図1−3)
In a charged particle beam lithography system that draws a predetermined pattern on a semiconductor wafer or mask material using an electron beam or ion beam, in order to correct beam blur due to deflection field curvature aberration and deflection astigmatism due to beam deflection, Focus correction and dynamic astigmatism correction are performed (see, for example, Patent Document 1). Since these aberrations depend on the deflection position of the beam, a correction value for dynamic focus correction and a correction value for dynamic astigmatism correction are prepared for each deflection position and are used corresponding to the deflection position at the time of drawing.
JP 2003-347188 A (page 2-3, FIG. 1-3)

偏向収差にはさらに偏向コマ収差と偏向色収差があり、これらも偏向位置に依存するが、動的焦点補正や動的非点補正では補正不可能なので、これら収差に基づくビームぼけは取り除くことができない。また、偏向収差と偏向コマ収差によるビームぼけ量はx方向とy方向で異なるので、描画した線幅にはx方向とy方向で差が生じる。   Deflection aberrations further include deflection coma and chromatic aberration, which depend on the deflection position, but cannot be corrected by dynamic focus correction or dynamic astigmatism correction, so beam blur based on these aberrations cannot be removed. . Further, since the beam blur amount due to the deflection aberration and the deflection coma aberration is different in the x direction and the y direction, a difference is generated in the drawn line width between the x direction and the y direction.

そこで、本発明の課題は、偏向コマ収差と偏向色収差に関わらずx方向とy方向で線幅に差が生じないビーム補正方法、および、荷電粒子ビーム描画装置を実現することである。   Accordingly, an object of the present invention is to realize a beam correction method and a charged particle beam drawing apparatus that do not cause a difference in line width between the x direction and the y direction regardless of deflection coma and chromatic aberration.

上記の課題を解決するための請求項1に係る発明は、荷電粒子ビーム描画装置のビームについて動的焦点補正および動的非点補正を行うにあたり、偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量を動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値にそれぞれ加算して動的焦点補正および動的非点補正を行う、ことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置のビーム補正方法である。   The invention according to claim 1 for solving the above-described problem is related to the x direction of beam blur due to deflection coma and deflection chromatic aberration when performing dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction on a beam of a charged particle beam drawing apparatus. The focus shift amount and the astigmatism shift amount for eliminating the difference between the y-direction and the y-direction are added to the correction value for dynamic focus correction and the correction value for dynamic astigmatism correction, respectively. A beam correction method for a charged particle beam drawing apparatus, characterized in that point correction is performed.

上記の課題を解決するための請求項2に係る発明は、ビームについて動的焦点補正および動的非点補正を行う荷電粒子ビーム描画装置であって、偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量を動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値にそれぞれ加算して動的焦点補正および動的非点補正を行うビーム補正手段、を具備することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置である。   The invention according to claim 2 for solving the above-mentioned problem is a charged particle beam drawing apparatus for performing dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction on a beam, and x of beam blur caused by deflection coma aberration and deflection chromatic aberration. Dynamic focus correction and dynamic by adding the focus shift amount and astigmatism shift amount for eliminating the difference between the direction and the y direction to the correction value for dynamic focus correction and the correction value for dynamic astigmatism correction, respectively. A charged particle beam drawing apparatus comprising beam correction means for performing astigmatism correction.

上記の課題を解決するための請求項3に係る発明は、前記ビーム補正手段は、動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値をそれぞれ偏向位置に対応して記憶する第1および第2の記憶手段と、偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量をそれぞれ偏向位置に対応して記憶する第3および第4の記憶手段と、前記第1の記憶手段の出力値と前記第3の記憶手段の出力値を加算する第1の加算手段と、前記第2の記憶手段の出力値と前記第4の記憶手段の出力値を加算する第2の加算手段と、を具備することを特徴とする請求項2に記載の荷電粒子ビーム描画装置である。   In the invention according to claim 3 for solving the above-mentioned problem, the beam correction means stores a correction value for dynamic focus correction and a correction value for dynamic astigmatism correction corresponding to the deflection position, respectively. The first and second storage means, and the focal shift amount and the astigmatism shift amount for eliminating the difference between the x direction and the y direction of the beam blur caused by the deflection coma aberration and the deflection chromatic aberration are stored corresponding to the deflection position, respectively. Third and fourth storage means; first addition means for adding the output value of the first storage means and the output value of the third storage means; the output value of the second storage means; The charged particle beam drawing apparatus according to claim 2, further comprising: a second addition unit that adds the output value of the fourth storage unit.

請求項1に係る発明によれば、荷電粒子ビーム描画装置のビームについて動的焦点補正および動的非点補正を行うにあたり、偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量を動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値にそれぞれ加算して動的焦点補正および動的非点補正を行うので、偏向コマ収差と偏向色収差に関わらずx方向とy方向で線幅に差が生じないビーム補正方法を実現することができる。   According to the first aspect of the present invention, when performing dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction on the beam of the charged particle beam drawing apparatus, the difference between the x direction and the y direction of the beam blur due to deflection coma aberration and chromatic aberration is calculated. Since the focus shift amount and the astigmatism shift amount for canceling are respectively added to the correction value for dynamic focus correction and the correction value for dynamic astigmatism correction, dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction are performed. A beam correction method that does not cause a difference in line width between the x direction and the y direction regardless of the deflection coma aberration and the deflection chromatic aberration can be realized.

請求項2に係る発明によれば、ビームについて動的焦点補正および動的非点補正を行う荷電粒子ビーム描画装置は、偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量を動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値にそれぞれ加算して動的焦点補正および動的非点補正を行うビーム補正手段を具備するので、偏向コマ収差と偏向色収差に関わらずx方向とy方向で線幅に差が生じない荷電粒子ビーム描画装置を実現することができる。   According to the second aspect of the invention, the charged particle beam drawing apparatus that performs dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction on a beam eliminates the difference between the x direction and the y direction of the beam blur caused by deflection coma and chromatic aberration. Beam correcting means for performing dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction by adding the focus shift amount and the astigmatism shift amount for adjusting to the dynamic focus correction value and the dynamic astigmatism correction value, respectively Therefore, it is possible to realize a charged particle beam drawing apparatus in which there is no difference in line width between the x direction and the y direction regardless of the deflection coma aberration and the deflection chromatic aberration.

請求項3に係る発明によれば、前記ビーム補正手段は、動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値をそれぞれ偏向位置に対応して記憶する第1および第2の記憶手段と、偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量をそれぞれ偏向位置に対応して記憶する第3および第4の記憶手段と、前記第1の記憶手段の出力値と前記第3の記憶手段の出力値を加算する第1の加算手段と、前記第2の記憶手段の出力値と前記第4の記憶手段の出力値を加算する第2の加算手段とを具備するので、動的ビーム補正を容易に行うことができる。   According to the invention of claim 3, the beam correcting means stores the first and second dynamic focus correction values and dynamic astigmatism correction values corresponding to the deflection positions, respectively. The third and fourth storage units store the focal shift amount and the astigmatism shift amount corresponding to the deflection position for eliminating the difference between the x direction and the y direction of the beam blur caused by the deflection coma aberration and the deflection chromatic aberration, respectively. Storage means, first addition means for adding the output value of the first storage means and the output value of the third storage means, the output value of the second storage means, and the fourth storage means Since the second adding means for adding the output values is provided, dynamic beam correction can be easily performed.

以下、図面を参照して発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。なお、本発明は発明を実施するための最良の形態に限定されるものではない。図1に、荷電粒子ビーム描画装置の一例の構成をブロック図で示す。本装置の構成によって、荷電粒子ビーム描画装置に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。本装置の動作によって、荷電粒子ビーム描画装置のビーム補正方法に関する発明を実施するための最良の形態の一例が示される。   The best mode for carrying out the invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the best mode for carrying out the invention. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an example of a charged particle beam drawing apparatus. An example of the best mode for carrying out the invention relating to the charged particle beam drawing apparatus is shown by the configuration of the apparatus. An example of the best mode for carrying out the invention relating to the beam correction method of the charged particle beam drawing apparatus is shown by the operation of this apparatus.

図1に示すように、荷電粒子ビーム描画装置は電子銃1を有する。電子銃1から発生した電子ビームEBは、照明レンズ2を介して第1成形アパーチャ3上に照射される。
第1成形アパーチャの開口像は、成形レンズ4により、第2成形アパーチャ6上に結像されるが、その結像の位置は、成形偏向器5により変えることができる。第2成形アパーチャ6により成形された像は、縮小レンズ7、対物レンズ8を経て材料10上に照射される。材料10への照射位置は、位置決め偏向器9により変えることができる。
As shown in FIG. 1, the charged particle beam drawing apparatus has an electron gun 1. The electron beam EB generated from the electron gun 1 is irradiated onto the first shaping aperture 3 via the illumination lens 2.
The aperture image of the first shaping aperture is formed on the second shaping aperture 6 by the shaping lens 4, and the position of the imaging can be changed by the shaping deflector 5. The image formed by the second shaping aperture 6 is irradiated onto the material 10 through the reduction lens 7 and the objective lens 8. The irradiation position on the material 10 can be changed by the positioning deflector 9.

コンピュータ11は、メモリ12からのパターンデータをデータ転送回路13を通じてショット分割器14に転送する。パターンデータはショット分割器14によってショット分割される。   The computer 11 transfers the pattern data from the memory 12 to the shot divider 14 through the data transfer circuit 13. The pattern data is shot divided by the shot divider 14.

ショット分割器14からの描画データに応じた信号は、DA変換器15を介して、成形偏向器5に偏向電圧を供給する増幅器16に供給される。また、偏向器制御回路28およびDA変換器17を介して、位置決め偏向器9に偏向電圧を供給する増幅器18に供給される。また、DA変換器19を介して、電子銃1から発生した電子ビームのブランキングを行うブランキング電極20を制御するブランキングコントロール回路21に供給される。さらに、ビーム補正回路300を介してビーム補正器100に供給される。   A signal corresponding to the drawing data from the shot divider 14 is supplied to an amplifier 16 that supplies a deflection voltage to the shaping deflector 5 via a DA converter 15. Further, the voltage is supplied to an amplifier 18 that supplies a deflection voltage to the positioning deflector 9 via the deflector control circuit 28 and the DA converter 17. Further, it is supplied via a DA converter 19 to a blanking control circuit 21 that controls a blanking electrode 20 for blanking an electron beam generated from the electron gun 1. Further, it is supplied to the beam corrector 100 via the beam correction circuit 300.

コンピュータ11は、材料のフィールドごとの移動のために、材料10が載せられたステージ22の駆動機構23を制御する。このステージ22の移動量は、レーザー測長器24によって測定され、その測定結果はコンピュータ11に供給される。   The computer 11 controls the drive mechanism 23 of the stage 22 on which the material 10 is placed for the movement of the material for each field. The amount of movement of the stage 22 is measured by the laser length measuring device 24, and the measurement result is supplied to the computer 11.

材料10への電子ビームEBの照射によって2次電子や反射電子が発生するが、例えば、反射電子は一対の反射電子検出器25によって検出される。反射電子検出器25の検出信号は、加算器26によって加算された後、マーク信号処理装置27を通じてコンピュータ11に供給される。   Secondary electrons and reflected electrons are generated by irradiating the material 10 with the electron beam EB. For example, the reflected electrons are detected by the pair of reflected electron detectors 25. The detection signals of the backscattered electron detector 25 are added by the adder 26 and then supplied to the computer 11 through the mark signal processing device 27.

ステージ22上にはファラデーカップ202が設けられ、電子ビームEBがファラデーカップ202に入射する位置にステージ22を移動させることにより、電子ビームEBの電流を測定できるようになっている。測定結果は電流信号処理回路29を通じてコンピュータ11に供給される。   A Faraday cup 202 is provided on the stage 22, and the current of the electron beam EB can be measured by moving the stage 22 to a position where the electron beam EB enters the Faraday cup 202. The measurement result is supplied to the computer 11 through the current signal processing circuit 29.

本装置の描画動作について説明する。メモリ12に格納されたパターンデータは逐次読み出され、データ転送回路13を経てショット分割器14に供給される。ショット分割器14で分割されたデータに基づき、電子ビームの成形データはDA変換器15を介して増幅器16に供給され、増幅器16によって増幅された信号が成形偏向器5に供給される。また、描画パターンに応じた電子ビームの偏向信号は、偏向器制御回路28およびDA変換器17を介して増幅器18に供給され、増幅器18によって増幅された信号が位置決め偏向器9に供給される。   The drawing operation of this apparatus will be described. The pattern data stored in the memory 12 is sequentially read out and supplied to the shot divider 14 via the data transfer circuit 13. Based on the data divided by the shot divider 14, the electron beam shaping data is supplied to the amplifier 16 via the DA converter 15, and the signal amplified by the amplifier 16 is supplied to the shaping deflector 5. The deflection signal of the electron beam corresponding to the drawing pattern is supplied to the amplifier 18 via the deflector control circuit 28 and the DA converter 17, and the signal amplified by the amplifier 18 is supplied to the positioning deflector 9.

この結果、各分割されたパターンデータに基づき、成形偏向器5により電子ビームの断面が所望の面積の矩形や台形に成形され、そのような断面のビームが、位置決め偏向器9に供給される偏向信号に応じて順々に材料上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われる。なお、このとき、ブランキングコントロール回路21からブランキング電極20へのブランキング信号により、材料10への電子ビームのショットに同期して電子ビームのブランキングが実行される。   As a result, the cross section of the electron beam is formed into a rectangular or trapezoid having a desired area by the shaping deflector 5 based on the divided pattern data, and the beam having such a cross section is supplied to the positioning deflector 9. Shots are sequentially made on the material according to the signal, and a pattern having a desired shape is drawn. At this time, blanking of the electron beam is executed in synchronization with the shot of the electron beam on the material 10 by a blanking signal from the blanking control circuit 21 to the blanking electrode 20.

このような電子ビームの偏向による描画動作はフィールド単位で行われ、ひとつのフィールド内の描画が終了した後は、ステージ22が駆動機構23によってフィールドの長さ分移動させられ、次のフィールドの描画が行われる。このステージ22の移動量は、レーザー測長器24によって測定され、その測定値はコンピュータ11に供給される。コンピュータ11は移動量測定値に基づいて駆動機構23を制御することにより、正確なステージ22の移動が行われる。   Such a drawing operation by deflection of the electron beam is performed in units of fields, and after the drawing in one field is completed, the stage 22 is moved by the length of the field by the drive mechanism 23 to draw the next field. Is done. The amount of movement of the stage 22 is measured by the laser length measuring device 24, and the measured value is supplied to the computer 11. The computer 11 controls the drive mechanism 23 based on the movement amount measurement value, so that the stage 22 is accurately moved.

このような描画を行う過程で、ビーム補正回路300により、ビーム補正器100を通じて、ビーム偏向に伴う偏向像面湾曲収差と偏向非点収差によるビームぼけを補正するための動的焦点補正および動的非点補正が行われる。ビーム補正器100およびビーム補正回路300からなる部分は、本発明におけるビーム補正手段の一例である。   In the process of performing such drawing, the beam correction circuit 300 causes the beam corrector 100 to perform dynamic focus correction and dynamic correction for correcting beam blur due to deflection field curvature aberration and deflection astigmatism due to beam deflection. Astigmatism correction is performed. The portion composed of the beam corrector 100 and the beam correction circuit 300 is an example of the beam correction means in the present invention.

これら動的焦点補正および動的非点補正の補正値には、偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量が加算される。以下、ビーム補正について説明する。   To these correction values for dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction, a focus shift amount and an astigmatism shift amount for eliminating the difference between the x direction and the y direction of the beam blur due to deflection coma aberration and chromatic aberration are added. The Hereinafter, beam correction will be described.

図2に、ビーム補正に関わる本装置の要部をブロック図で示す。図2に示すように、ビーム補正器100は動的焦点補正器110と動的非点補正器120を有する。ビーム補正回路300は、動的焦点補正器110に対応して、焦点補正量マップ311、焦点ずらし量マップ312、加算器313および焦点補正制御回路314を有し、動的非点補正器120に対応して、非点補正量マップ321、非点ずらし量マップ322、加算器323および非点補正制御回路324を有する。   FIG. 2 is a block diagram showing the main part of the apparatus related to beam correction. As shown in FIG. 2, the beam corrector 100 includes a dynamic focus corrector 110 and a dynamic astigmatism corrector 120. The beam correction circuit 300 includes a focus correction amount map 311, a focus shift amount map 312, an adder 313 and a focus correction control circuit 314 corresponding to the dynamic focus corrector 110. Correspondingly, an astigmatism correction amount map 321, an astigmatism shift amount map 322, an adder 323 and an astigmatism correction control circuit 324 are provided.

焦点補正量マップ311、焦点ずらし量マップ312、非点補正量マップ321および非点ずらし量マップ322は、メモリ12に設けるようにしても良い。また、加算器313,323は、コンピュータ11の機能によって実現しても良い。   The focus correction amount map 311, the focus shift amount map 312, the astigmatism correction amount map 321 and the astigmatism shift amount map 322 may be provided in the memory 12. Further, the adders 313 and 323 may be realized by the function of the computer 11.

焦点補正量マップ311は、本発明における第1の記憶手段の一例である。焦点ずらし量マップ312は、本発明における第3の記憶手段の一例である。加算器313は、本発明における第1の加算手段の一例である。   The focus correction amount map 311 is an example of a first storage unit in the present invention. The defocus amount map 312 is an example of a third storage unit in the present invention. The adder 313 is an example of a first addition unit in the present invention.

非点補正量マップ321は、本発明における第2の記憶手段の一例である。非点ずらし量マップ322は、本発明における第4の記憶手段の一例である。加算器323は、本発明における第2の加算手段の一例である。   The astigmatism correction amount map 321 is an example of a second storage unit in the present invention. The astigmatism shift amount map 322 is an example of a fourth storage unit in the present invention. The adder 323 is an example of the second adding means in the present invention.

焦点補正量マップ311には動的焦点補正の補正値がビーム位置ごとに記憶され、焦点ずらし量マップ312には焦点ずらし量がビーム位置ごとに記憶され、それらの記憶値がビーム位置データに応じて読み出される。読み出された2つの値は加算器313によって加算されて焦点補正制御回路314に入力される。焦点補正制御回路314は入力信号に基づいて動的焦点補正器110を制御する。このように、ビーム位置対応で記憶され補正値を逐一読み出してビーム補正を行うことにより、動的なビーム補正を容易に行うことができる。   The focus correction amount map 311 stores a correction value for dynamic focus correction for each beam position, the focus shift amount map 312 stores a focus shift amount for each beam position, and these stored values correspond to the beam position data. Read out. The two values read out are added by the adder 313 and input to the focus correction control circuit 314. The focus correction control circuit 314 controls the dynamic focus corrector 110 based on the input signal. Thus, dynamic beam correction can be easily performed by reading out correction values stored in correspondence with beam positions and performing beam correction.

非点補正量マップ321には動的非点補正の補正値がビーム位置ごとに記憶され、非点ずらし量マップ322には非点ずらし量がビーム位置ごとに記憶され、それらの記憶値がビーム位置データに応じて読み出される。読み出された2つの値は加算器323によって加算されて非点補正制御回路324に入力される。非点補正制御回路324は入力信号に基づいて動的非点補正器120を制御する。このように、ビーム位置対応で記憶され補正値を逐一読み出してビーム補正を行うことにより、動的なビーム補正を容易に行うことができる。   The astigmatism correction map 321 stores dynamic astigmatism correction values for each beam position, the astigmatism shift map 322 stores astigmatism shifts for each beam position, and these stored values are stored as beam values. Read according to the position data. The two read values are added by the adder 323 and input to the astigmatism correction control circuit 324. The astigmatism correction control circuit 324 controls the dynamic astigmatism corrector 120 based on the input signal. Thus, dynamic beam correction can be easily performed by reading out correction values stored in correspondence with beam positions and performing beam correction.

動的焦点補正および動的非点補正について、図3を用いて説明する。図3は、焦点位置を横軸としビームぼけ量を縦軸とするグラフである。図3の(a)は、動的焦点補正および動的非点補正を行う前の状態、(b)は補正を行った後の状態である。   Dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a graph in which the focal position is the horizontal axis and the amount of beam blur is the vertical axis. FIG. 3A shows a state before dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction, and FIG. 3B shows a state after correction.

(a)に示すように、偏向ビームの平均焦点は、偏向像面湾曲収差と偏向非点収差により、無変更時の焦点位置f0からf’に移動しかつx方向の焦点位置fxとy方向の焦点位置fyに差が生じる。また、それぞれの焦点位置x,fyでのぼけ量も異なる。ぼけ量の差は偏向コマ収差と偏向色収差によって生じる。   As shown in (a), the average focal point of the deflected beam is moved from the focal position f0 to f ′ without change due to the deflection field curvature aberration and the deflection astigmatism, and the focal positions fx and y in the x direction. A difference occurs in the focal position fy. Also, the amounts of blur at the respective focal positions x and fy are different. The difference in blur amount is caused by deflection coma and deflection chromatic aberration.

偏向像面湾曲収差と偏向非点収差については、それぞれ、動的焦点補正と動的非点補正により、(b)に示すように、fx=fy=f0となるように補正される。fx=fyを実現するのが動的非点補正であり、それらfx,fyをf0に合わせるのが動的焦点補正である。このような補正を可能にする焦点補正値および非点補正値が、焦点補正量マップ311および非点補正量マップ321にそれぞれビーム位置ごとに記憶されている。   The deflection field curvature aberration and the deflection astigmatism are corrected by dynamic focus correction and dynamic astigmatism so that fx = fy = f0 as shown in FIG. Realizing fx = fy is dynamic astigmatism correction, and adjusting fx and fy to f0 is dynamic focus correction. A focus correction value and an astigmatism correction value that enable such correction are stored in the focus correction amount map 311 and the astigmatism correction amount map 321 for each beam position.

偏向コマ収差と偏向色収差があるために、補正後のビームの焦点位置f0におけるぼけ量はx方向とy方向で異なる。このようなぼけ量の差は、焦点補正値および非点補正値に加算される焦点ずらし量および非点ずらし量によって解消される。   Due to deflection coma and deflection chromatic aberration, the amount of blur at the focal position f0 of the beam after correction differs between the x direction and the y direction. Such a difference in blur amount is eliminated by a focus shift amount and an astigmatism shift amount added to the focus correction value and the astigmatism correction value.

焦点ずらし量および非点ずらし量について、図4を用いて説明する。図4は、焦点位置を横軸としビームぼけ量を縦軸とするグラフである。図4は、図3の(b)に示したビーム補正状態からΔfだけ焦点ずらしを行い、さらに、Δaだけの非点ずらしを行った状態である。   The focus shift amount and astigmatism shift amount will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph in which the focal position is the horizontal axis and the amount of beam blur is the vertical axis. FIG. 4 shows a state in which the focus is shifted by Δf from the beam correction state shown in FIG. 3B and the astigmatism is shifted by Δa.

このような焦点ずらしと非点ずらしによって、ビームの平均焦点の位置はf’’に移動するが、y方向の焦点位置はf0にとどまり、x方向の焦点位置だけがfxに移動する。x方向の焦点位置の移動量fxは、焦点位置f0におけるx方向のぼけ量がy方向と同じになるような移動量である。これによって、焦点位置f0におけるぼけ量がx方向とy方向で均等化され両者の差が解消する。   By such focal shift and astigmatism shift, the average focal position of the beam moves to f ″, but the focal position in the y direction remains at f0, and only the focal position in the x direction moves to fx. The movement amount fx of the focal position in the x direction is such a movement amount that the blur amount in the x direction at the focal position f0 is the same as that in the y direction. As a result, the amount of blur at the focal position f0 is equalized in the x and y directions, and the difference between the two is eliminated.

焦点位置f0におけるぼけ量の均等化は、図3の(b)に示したビーム補正状態において、x方向とy方向のうち焦点位置f0におけるぼけ量が大きい方に、ぼけ量が小さい方のぼけを大きくして合わせることによって行われる。したがって、焦点位置f0においてx方向のぼけ量が大きいときはy方向のぼけ量を大きくしてそれに合わせる。   The equalization of the blur amount at the focal position f0 is performed in the beam correction state shown in FIG. 3B in which the blur amount at the focal position f0 is larger in the x direction and the y direction and the blur amount is smaller. It is done by increasing and matching. Therefore, when the amount of blur in the x direction is large at the focal position f0, the amount of blur in the y direction is increased and matched.

このような焦点ずらし量および非点ずらし量が、焦点ずらし量マップ312および非点ずらし量マップ322に、それぞれビーム位置ごとに記憶されており、動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値にそれぞれ加算して用いられる。したがって、x方向とy方向でのビームぼけの差が解消された動的焦点補正および動的非点補正を行うことができる。   Such focus shift amount and astigmatism shift amount are stored in the focus shift amount map 312 and astigmatism shift amount map 322 for each beam position, respectively, and a correction value and dynamic astigmatism for dynamic focus correction are stored. It is used by adding to the correction value for correction. Therefore, dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction in which the difference in beam blur between the x direction and the y direction is eliminated can be performed.

焦点ずらし量および非点ずらし量の最適値は、予め用意した複数の候補値による描画の試行を経て特定される。焦点ずらし量および非点ずらし量の最適値は、描画した線幅が最小となり、かつ、x方向とy方向の線幅の差が最小となる値である。   The optimum values of the focus shift amount and the astigmatism shift amount are specified through a drawing trial using a plurality of candidate values prepared in advance. The optimum values of the focus shift amount and the astigmatism shift amount are values that minimize the drawn line width and minimize the difference between the line widths in the x and y directions.

複数の候補値による描画の試行は、焦点ずらし量Δfと非点ずらし量Δaについて、
±Δf=Δa/2
の関係にあるもの同士に限定行うことにより、効率の良い試行を行うことができる。
The trial of drawing with a plurality of candidate values is performed for the focus shift amount Δf and the astigmatism shift amount Δa.
± Δf = Δa / 2
Efficient trials can be performed by limiting to only those having the above relationship.

図5に、焦点ずらし量および非点ずらし量の最適値を用いて描画した結果の一例を示す。図5の(a)は、1重描画を行ったときの、描画フィールドにおける線幅の2次元分布を示すグラフであり、向かって左側が線幅Xの分布、向かって右側が線幅Yの分布である。両グラフにおける線幅の2次元分布は同一であり、x方向の線幅とy方向の線幅の差がないことを示している。   FIG. 5 shows an example of a drawing result using the optimum values of the focus shift amount and the astigmatism shift amount. FIG. 5A is a graph showing a two-dimensional distribution of line widths in a drawing field when single drawing is performed, with the line width X on the left side and the line width Y on the right side. Distribution. The two-dimensional distribution of the line width in both graphs is the same, indicating that there is no difference between the line width in the x direction and the line width in the y direction.

ただし、1重描画なのでフィールド内での線幅のばらつきは存在するが、線幅のばらつきは2重描画を行うことにより、(b)に示すように軽減される。なお、2重描画はフィールドを1/2フィールドずつずらして行われる。x方向の線幅とy方向の線幅の差がないので、多重描画を2重描画にとどめてもばらつきを十分に小さくすることができる。   However, since there is a single drawing, there is a variation in the line width in the field, but the variation in the line width is reduced as shown in FIG. Double drawing is performed by shifting the field by 1/2 field. Since there is no difference between the line width in the x direction and the line width in the y direction, variation can be sufficiently reduced even if the multiple drawing is limited to double drawing.

図6に、x方向とy方向のぼけの均等化の効果の一例を、均等化を行わない場合との比較によって示す。図6の(a)は、横軸を多重描画回数とし縦軸を線幅のフィールド内ばらつきとするグラフであり、実線が均等化なし、破線が均等化ありである。(b)は、横軸を多重描画回数とし縦軸を線幅のX−Y差のフィールド内ばらつきとするグラフであり、実線が均等化なし、破線が均等化ありである。これらのグラフから、x方向とy方向のぼけの均等化の顕著な効果が明らかである。以上は電子ビームを用いる描画装置の例であるが、イオンビームを用いる描画装置についても同じ効果を得ることができる。   FIG. 6 shows an example of the effect of equalizing the blur in the x direction and the y direction by comparison with the case where no equalization is performed. FIG. 6A is a graph in which the horizontal axis represents the number of times of multiple drawing and the vertical axis represents the line width variation within the field, the solid line is not equalized and the broken line is equalized. (B) is a graph in which the horizontal axis represents the number of times of multiple drawing and the vertical axis represents the in-field variation of the XY difference of the line width, where the solid line is not equalized and the broken line is equalized. From these graphs, the remarkable effect of equalizing the blur in the x direction and the y direction is clear. The above is an example of a drawing apparatus using an electron beam, but the same effect can be obtained for a drawing apparatus using an ion beam.

本発明を実施するための最良の形態の一例の荷電粒子ビーム描画装置の構成を示すブロック図である。1 is a block diagram showing a configuration of a charged particle beam drawing apparatus as an example of the best mode for carrying out the present invention. 本発明を実施するための最良の形態の一例の荷電粒子ビーム描画装置の要部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the principal part of the charged particle beam drawing apparatus of an example of the best form for implementing this invention. 焦点位置とビームぼけの関係の一例を示すを示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a focus position and beam blur. 焦点位置とビームぼけの関係の一例を示すを示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between a focus position and beam blur. フィールド内の線幅の2次元分布の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the two-dimensional distribution of the line | wire width in a field. ビーム補正効果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a beam correction effect.

符号の説明Explanation of symbols

1 電子銃
2 照明レンズ
3 第2成形アパーチャ
4 成形レンズ
5 成形偏向器
6 第2成形アパーチャ
7 縮小レンズ
8 対物レンズ
9 位置決め偏向器
10 材料
11 コンピュータ
12 メモリ
13 データ転送回路
14 ショット分割器
15,17,19 DA変換器
16,18 増幅器
20 ブランキング電極
21 ブランキングコントロール回路
22 ステージ
23 駆動機構
24 レーザー測長器
25 反射電子検出器
26 加算器
27 マーク信号処理回路
28 偏向器制御回路
29 電流信号処理回路
202 ファラデーカップ
100 ビーム補正器
110 動的焦点補正器
120 動的非点補正器
300 ビーム補正回路
311 焦点補正量マップ
312 焦点ずらし量マップ
313 加算器
314 焦点補正器制御回路
321 非点補正量マップ
322 非点ずらし量マップ
323 加算器
324 非点補正器制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron gun 2 Illumination lens 3 2nd shaping | molding aperture 4 Molding lens 5 Molding deflector 6 2nd shaping | molding aperture 7 Reduction lens 8 Objective lens 9 Positioning deflector 10 Material 11 Computer 12 Memory 13 Data transfer circuit 14 Shot dividers 15 and 17 , 19 DA converter 16, 18 amplifier 20 blanking electrode 21 blanking control circuit 22 stage 23 drive mechanism 24 laser length measuring device 25 backscattered electron detector 26 adder 27 mark signal processing circuit 28 deflector control circuit 29 current signal processing Circuit 202 Faraday cup 100 Beam corrector 110 Dynamic focus corrector 120 Dynamic astigmatism corrector 300 Beam correction circuit 311 Focus correction amount map 312 Focus shift amount map 313 Adder 314 Focus corrector control circuit 321 Astigmatism correction amount map Flop 322 astigmatic shift amount map 323 adder 324 astigmatism corrector control circuit

Claims (3)

荷電粒子ビーム描画装置のビームについて動的焦点補正および動的非点補正を行うにあたり、
偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量を動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値にそれぞれ加算して動的焦点補正および動的非点補正を行う、
ことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置のビーム補正方法。
In performing dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction for the beam of the charged particle beam drawing apparatus,
The focus shift amount and the astigmatism shift amount for eliminating the difference between the x direction and the y direction of the beam blur due to the deflection coma aberration and the deflection chromatic aberration are set as a correction value for dynamic focus correction and a correction value for dynamic astigmatism correction. Add each to perform dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction,
A beam correction method for a charged particle beam drawing apparatus.
ビームについて動的焦点補正および動的非点補正を行う荷電粒子ビーム描画装置であって、
偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量を動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値にそれぞれ加算して動的焦点補正および動的非点補正を行うビーム補正手段、
を具備することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
A charged particle beam drawing apparatus for performing dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction on a beam,
The focus shift amount and the astigmatism shift amount for eliminating the difference between the x direction and the y direction of the beam blur due to the deflection coma aberration and the deflection chromatic aberration are set as a correction value for dynamic focus correction and a correction value for dynamic astigmatism correction. Beam correction means for performing dynamic focus correction and dynamic astigmatism correction by adding each,
A charged particle beam drawing apparatus comprising:
前記ビーム補正手段は、
動的焦点補正用の補正値および動的非点補正用の補正値をそれぞれ偏向位置に対応して記憶する第1および第2の記憶手段と、
偏向コマ収差と偏向色収差によるビームぼけのx方向とy方向の差を解消するための焦点ずらし量および非点ずらし量をそれぞれ偏向位置に対応して記憶する第3および第4の記憶手段と、
前記第1の記憶手段の出力値と前記第3の記憶手段の出力値を加算する第1の加算手段と、
前記第2の記憶手段の出力値と前記第4の記憶手段の出力値を加算する第2の加算手段と、
を具備することを特徴とする請求項2に記載の荷電粒子ビーム描
画装置。
The beam correcting means includes
First and second storage means for storing a correction value for dynamic focus correction and a correction value for dynamic astigmatism correction corresponding to each deflection position;
Third and fourth storage means for storing a focus shift amount and an astigmatism shift amount corresponding to the deflection position, respectively, for eliminating the difference between the x direction and the y direction of beam blur caused by deflection coma and chromatic aberration;
First addition means for adding the output value of the first storage means and the output value of the third storage means;
Second addition means for adding the output value of the second storage means and the output value of the fourth storage means;
The charged particle beam drawing apparatus according to claim 2, further comprising:
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