JP2007258616A - Charged particle beam drawing system, and adjusting method of charged particle beam irradiation device - Google Patents

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拓見 太田
Tetsuo Nakasugi
哲郎 中杉
Takeshi Koshiba
健 小柴
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam drawing system capable of adjusting an irradiation position in a short time. <P>SOLUTION: The charged particle beam drawing system comprises: the charged particle beam irradiation device 90 provided with first and second deflectors 25a and 25b for deflecting charged particle beams so as to be transmitted through a plurality of pattern apertures and third and fourth deflectors 25c and 25d for deflecting them so as to be returned to a beam axis; a pattern selection deflection circuit 46 for impressing first-fourth deflection signals calculated from first-fourth signal ratios to the first-fourth deflectors; and a processing unit 54 for calculating the first-fourth reference deflection signals so as to irradiate the irradiation position through a reference pattern aperture and adjusting the first-fourth signal ratios from first adjustment deflection signals to be transmitted through an adjustment pattern aperture, second adjustment deflection signals to be transmitted through the reference pattern aperture, third adjustment deflection signals to be transmitted through the adjustment pattern aperture and deflected to the irradiation position and fourth adjustment deflection signals to be transmitted through the adjustment pattern aperture and deflected to the irradiation position. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画システムに関し、特に、キャラクタプロジェクションにおける荷電粒子ビームの照射位置を調整する荷電粒子ビーム照射装置の調整方法に関する。   The present invention relates to a charged particle beam drawing system, and more particularly to a method for adjusting a charged particle beam irradiation apparatus that adjusts an irradiation position of a charged particle beam in character projection.

集積回路の微細化および高密度化に伴い、電子ビームや集束イオンビーム等を用いる荷電粒子ビーム照射装置にも半導体装置量産装置として安定した稼動、高いスループット、更なる微細加工性等が要求される。このような要求を満たす荷電粒子ビーム照射装置の描画方法の一つとして、キャラクタプロジェクション(CP)法がある。   With the miniaturization and high density of integrated circuits, charged particle beam irradiation devices that use electron beams, focused ion beams, etc. are also required to have stable operation, high throughput, and further fine workability as semiconductor device mass production equipment. . One of the drawing methods of a charged particle beam irradiation apparatus that satisfies such a requirement is a character projection (CP) method.

CP法では、分割した複数の描画パターンに対応する図形アパーチャのそれぞれを露光して回路パターンを描画する。例えば、電子ビーム描画システムにおいて、電子ビーム照射装置の選択偏向部を用いて、アパーチャマスク上の図形アパーチャを選択して、図形アパーチャを透過した電子ビームをビーム軸上に振り戻している。四段の偏向器を有する選択偏向部で図形アパーチャを選択する場合、第1及び第2偏向器で図形アパーチャを選択し、第3及び第4偏向器で電子ビームをビーム軸上に振り戻す。第1〜第4偏向器のそれぞれの偏向信号は、電子ビーム照射装置の製造の設計仕様に基いて、第1偏向器の偏向信号に対する第2〜第4偏向器それぞれの偏向信号の比を用いて設定される。どの図形アパーチャを選択しても、透過してきた電子ビームは一定の位置に振り戻される。したがって、設計上では、結像レンズ系へも一定位置で入射し、基板表面上に電子ビームが照射される照射位置はずれない。   In the CP method, a circuit pattern is drawn by exposing each graphic aperture corresponding to a plurality of divided drawing patterns. For example, in an electron beam drawing system, a figure aperture on an aperture mask is selected using a selective deflection unit of an electron beam irradiation apparatus, and an electron beam transmitted through the figure aperture is turned back on the beam axis. When the graphic aperture is selected by the selective deflecting unit having four stages of deflectors, the graphic aperture is selected by the first and second deflectors, and the electron beam is turned back on the beam axis by the third and fourth deflectors. The respective deflection signals of the first to fourth deflectors use the ratio of the deflection signals of the second to fourth deflectors with respect to the deflection signals of the first deflector, based on the design specifications for manufacturing the electron beam irradiation apparatus. Is set. Regardless of which figure aperture is selected, the transmitted electron beam is turned back to a certain position. Therefore, by design, it is incident on the imaging lens system at a fixed position, and the irradiation position where the electron beam is irradiated onto the substrate surface does not change.

しかし、実際の第1〜第4偏向器には、製造上の誤差や取り付け時に発生する誤差が含まれる。その結果、異なる図形アパーチャを選択したとき、透過した電子ビームの位置がずれてしまう。また、結像レンズ系へ入射する電子ビームの位置が異なるために、基板表面上の照射位置が異なってしまう。したがって、基板表面において各描画パターンの描画接続精度が劣化する。   However, the actual first to fourth deflectors include manufacturing errors and errors that occur during installation. As a result, when a different figure aperture is selected, the position of the transmitted electron beam is shifted. Further, since the position of the electron beam incident on the imaging lens system is different, the irradiation position on the substrate surface is different. Therefore, the drawing connection accuracy of each drawing pattern is deteriorated on the substrate surface.

電子ビームの照射位置の補正方法として、各図形アパーチャに対して基板表面上の照射位置ずれをあらかじめ測定し、照射位置ずれを対物偏向器にフィードバックすることが提案されている(例えば、特許文献1参照。)。しかし、提案された補正方法では、複数の図形アパーチャの全てについて、各図形アパーチャを選択したときの基板表面上での照射位置ずれを求める工程が含まれる。また、各図形アパーチャを選択した後、再度ビーム軸調整を行う工程が含まれる。更に、ビーム軸調整パラメータを図形アパーチャの数だけ用意しなければならない。それゆえ、図形アパーチャの数が多い場合、各図形アパーチャに対する照射位置の測定やビーム軸調整に膨大な時間が掛かり、ビーム軸調整パラメータを含めたデータ量も膨大な量となってしまう。
特許第3394233号公報
As a method for correcting the irradiation position of the electron beam, it has been proposed to measure the irradiation position deviation on the substrate surface in advance for each figure aperture and feed back the irradiation position deviation to the objective deflector (for example, Patent Document 1). reference.). However, the proposed correction method includes a step of obtaining an irradiation position deviation on the substrate surface when each graphic aperture is selected for all of the plurality of graphic apertures. Moreover, after selecting each figure aperture, the process of adjusting a beam axis again is included. Furthermore, the beam axis adjustment parameters must be prepared for the number of figure apertures. Therefore, when there are a large number of figure apertures, it takes an enormous amount of time to measure the irradiation position and beam axis adjustment for each figure aperture, and the amount of data including the beam axis adjustment parameters also becomes enormous.
Japanese Patent No. 3394233

本発明の目的は、短時間で照射位置を調整することができ、描画接続精度を向上させることが可能な荷電粒子ビーム描画システム及び荷電粒子ビーム照射装置の調整方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a charged particle beam drawing system and a method for adjusting a charged particle beam irradiation apparatus that can adjust an irradiation position in a short time and can improve drawing connection accuracy.

本発明の第1の態様によれば、(イ)成形された荷電粒子ビームを、荷電粒子ビームのビーム軸に直交する平面上の複数の図形アパーチャのいずれかを透過するように偏向させる第1及び第2偏向器、及び透過した荷電粒子ビームをビーム軸方向に振り戻すように偏向させる第3及び第4偏向器を有する荷電粒子ビーム照射装置と、(ロ)荷電粒子ビームを偏向させるように、第1偏向信号に対する第1〜第4偏向信号の比率で規定される第1〜第4信号比から算出した第1〜第4偏向信号のそれぞれを第1〜第4偏向器にそれぞれ印加する図形選択偏向回路と、(ハ)複数の図形アパーチャの中の参照図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過し、且つ目的とする照射位置を照射するように第1〜第4信号比から第1〜第4偏向器にそれぞれ印加する第1〜第4参照偏向信号を算出し、第2参照偏向信号を印加しながら参照図形アパーチャとは異なる調整図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過するように第1偏向器に印加する第1調整偏向信号、第1調整偏向信号を印加しながら参照図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過するように第2偏向器に印加する第2調整偏向信号、第1調整偏向信号、第2及び第4参照偏向信号を印加しながら荷電粒子ビームが照射位置に偏向するように第3偏向器に印加する第3調整偏向信号、並びに、第1調整偏向信号、第2及び第3参照偏向信号を印加しながら照射位置に荷電粒子ビームが偏向するように第4偏向器に印加する第4調整偏向信号を用いて第1調整偏向信号に対する第1〜第4調整偏向信号の比率を算出して第1〜第4信号比を調整する処理ユニットとを備える荷電粒子ビーム描画システムが提供される。   According to the first aspect of the present invention, (a) the first charged particle beam is deflected so as to pass through any one of a plurality of graphic apertures on a plane orthogonal to the beam axis of the charged particle beam. And a second deflector, and a charged particle beam irradiation apparatus having a third and a fourth deflector for deflecting the transmitted charged particle beam so as to swing back in the beam axis direction, and (b) deflecting the charged particle beam. The first to fourth deflection signals calculated from the first to fourth signal ratios defined by the ratio of the first to fourth deflection signals to the first deflection signal are respectively applied to the first to fourth deflectors. From the first to fourth signal ratios, the first to fourth signal ratios allow the charged particle beam to pass through the graphic selection deflection circuit and (c) the reference graphic aperture in the plurality of graphic apertures and irradiate the target irradiation position. 4 deflectors each The first to fourth reference deflection signals to be applied are calculated, and the first reference deflection signal is applied to the first deflector so that the charged particle beam passes through the adjustment figure aperture different from the reference figure aperture while applying the second reference deflection signal. Second adjustment deflection signal, first adjustment deflection signal, second and fourth references applied to the second deflector so that the charged particle beam passes through the reference figure aperture while applying the adjustment deflection signal and the first adjustment deflection signal. While applying the deflection signal, the third adjustment deflection signal applied to the third deflector so that the charged particle beam is deflected to the irradiation position, and the first adjustment deflection signal, the second and third reference deflection signals are being applied. A ratio of the first to fourth adjustment deflection signals to the first adjustment deflection signal is calculated using a fourth adjustment deflection signal applied to the fourth deflector so that the charged particle beam is deflected to the irradiation position. 4 signal ratio Charged particle beam writing system comprising a processing unit for integer is provided.

本発明の第2の態様によれば、(イ)第1及び第2偏向器に第1及び第2偏向信号をそれぞれ印加して、成形された荷電粒子ビームを偏向して荷電粒子ビームのビーム軸に直交する平面上の複数の図形アパーチャのいずれかを透過させ、第3及び第4偏向器に第3及び第4偏向信号をそれぞれ印加して、透過した荷電粒子ビームを偏向してビーム軸方向に振り戻す荷電粒子ビーム照射装置の調整方法において、(ロ)複数の図形アパーチャの中の参照図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過し、且つ目的とする照射位置を照射するように、第1偏向信号に対する第1〜第4偏向信号の比率で規定される第1〜第4信号比から、第1〜第4偏向器にそれぞれ印加する第1〜第4参照偏向信号を求め、(ハ)第2参照偏向信号を印加しながら参照図形アパーチャとは異なる調整図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過するように第1偏向器に印加する第1調整偏向信号を検出し、(ニ)第1調整偏向信号を印加しながら参照図形アパーチャを荷電粒子ビームが透過するように第2偏向器に印加する第2調整偏向信号を検出し、(ホ)第1調整偏向信号、第2及び第4参照偏向信号をそれぞれ印加しながら調整図形アパーチャを透過した荷電粒子ビームを照射位置に偏向させるように第3偏向器に印加する第3調整偏向信号を検出し、(ヘ)第1調整偏向信号、第2及び第3参照偏向信号をそれぞれ印加しながら調整図形アパーチャを透過した荷電粒子ビームを照射位置に偏向させるように第4偏向器に印加する第4調整偏向信号を検出し、(ト)第1調整偏向信号に対する第1〜第4調整偏向信号の比率を算出して第1〜第4信号比を調整することを含む荷電粒子ビーム照射装置の調整方法が提供される。   According to the second aspect of the present invention, (a) the first and second deflection signals are respectively applied to the first and second deflectors to deflect the shaped charged particle beam, and the beam of the charged particle beam. One of a plurality of figure apertures on a plane orthogonal to the axis is transmitted, the third and fourth deflection signals are applied to the third and fourth deflectors, respectively, and the transmitted charged particle beam is deflected to be a beam axis. In the adjustment method of the charged particle beam irradiation apparatus that turns back in the direction, (b) the first deflection is performed so that the charged particle beam passes through the reference graphic aperture in the plurality of graphic apertures and irradiates the target irradiation position. First to fourth reference deflection signals to be applied to the first to fourth deflectors are obtained from the first to fourth signal ratios defined by the ratio of the first to fourth deflection signals to the signal, respectively. 2. Reference while applying reference deflection signal Detecting a first adjustment deflection signal applied to the first deflector so that the charged particle beam passes through an adjustment figure aperture different from the shape aperture, and (d) charging the reference figure aperture while applying the first adjustment deflection signal. A second adjustment deflection signal applied to the second deflector so that the particle beam is transmitted is detected, and (e) the adjustment figure aperture is transmitted while applying the first adjustment deflection signal, the second and fourth reference deflection signals, respectively. Detecting a third adjustment deflection signal applied to the third deflector so as to deflect the charged particle beam to the irradiation position, and (f) applying the first adjustment deflection signal and the second and third reference deflection signals, respectively. A fourth adjustment deflection signal applied to the fourth deflector is detected so as to deflect the charged particle beam transmitted through the adjustment figure aperture to the irradiation position, and (g) first to fourth adjustments with respect to the first adjustment deflection signal. Adjusting method of the charged particle beam irradiation system includes adjusting the first to fourth signal ratio by calculating the ratio of the deflection signal.

本発明によれば、短時間で照射位置を調整することができ、描画接続精度を向上させることが可能な荷電粒子ビーム描画システム及び荷電粒子ビーム照射装置の調整方法を提供することが可能となる。   According to the present invention, it is possible to provide a charged particle beam drawing system and a method for adjusting a charged particle beam irradiation apparatus that can adjust the irradiation position in a short time and improve the drawing connection accuracy. .

以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、装置やシステムの構成等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な構成は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの構成等が異なる部分が含まれていることは勿論である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic and the configuration of the apparatus and system is different from the actual one. Therefore, a specific configuration should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different structures and the like are included between the drawings.

本発明の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画システムとしての電子ビーム描画システムは、図1に示すように、第1及び第2マスク16、26を透過した電子ビームEBを基板60の表面に照射する電子ビーム照射装置90、及び電子ビーム照射装置(荷電粒子ビーム照射装置)90に接続された制御装置92等を備える。制御装置92は、レンズ制御回路42、ブランキング偏向回路44、図形選択偏向回路46、ビーム偏向回路48、信号処理回路50、ステージ制御回路52、処理ユニット54、外部メモリ56等を備える。   The electron beam drawing system as the charged particle beam drawing system according to the embodiment of the present invention irradiates the surface of the substrate 60 with the electron beam EB transmitted through the first and second masks 16 and 26, as shown in FIG. And a control device 92 connected to the electron beam irradiation device (charged particle beam irradiation device) 90. The control device 92 includes a lens control circuit 42, a blanking deflection circuit 44, a figure selection deflection circuit 46, a beam deflection circuit 48, a signal processing circuit 50, a stage control circuit 52, a processing unit 54, an external memory 56, and the like.

電子ビーム照射装置90は、電子ビームEBを射出する電子銃10を有する。電子銃10の加速電圧は、例えば5keVである。電子銃10の下方には、電流制限アパーチャマスク12及びコンデンサレンズ14が配置されている。電流制限アパーチャマスク12及びコンデンサレンズ14を透過することで、電子ビームEBの電流密度及びケーラー照明条件が調整される。   The electron beam irradiation apparatus 90 includes an electron gun 10 that emits an electron beam EB. The acceleration voltage of the electron gun 10 is, for example, 5 keV. A current limiting aperture mask 12 and a condenser lens 14 are disposed below the electron gun 10. By passing through the current limiting aperture mask 12 and the condenser lens 14, the current density of the electron beam EB and the Koehler illumination conditions are adjusted.

コンデンサレンズ14の下方には第1マスク16が配置されている。第1マスク16は、電子ビームEBの形状を、例えば矩形に成形する。第1マスク16の下方には投影レンズ22が配置されている。   A first mask 16 is disposed below the condenser lens 14. The first mask 16 shapes the shape of the electron beam EB into, for example, a rectangle. A projection lens 22 is disposed below the first mask 16.

投影レンズ22の下方には第2マスク26が配置されている。電子ビームEBで照射して形成される第1マスク16の像は、投影レンズ22により第2マスク26上に結像される。第2マスク26は、電子ビームEBの形状を回路パターンを描画する描画パターンの形状に成形する。   A second mask 26 is disposed below the projection lens 22. An image of the first mask 16 formed by irradiation with the electron beam EB is formed on the second mask 26 by the projection lens 22. The second mask 26 shapes the shape of the electron beam EB into the shape of a drawing pattern for drawing a circuit pattern.

第2マスク26の下方には、縮小レンズ28及び対物レンズ32を含む結像レンズ系34が配置されている。結像レンズ系34を透過することにより、電子ビームEBの形状が、例えば1/5に縮小される。   An imaging lens system 34 including a reduction lens 28 and an objective lens 32 is disposed below the second mask 26. By passing through the imaging lens system 34, the shape of the electron beam EB is reduced to 1/5, for example.

対物レンズ32の下方には、基板60を保持するためのステージ38が配置される。基板60の表面には、荷電粒子ビームに感度を有する樹脂等のレジスト膜が塗布されている。ステージ38は、電子ビームEBの入射方向に対して直交する平面で移動可能である。ステージ38には、電子ビーム測定用のマーク台36及びファラデーカップ40が配置されている。   A stage 38 for holding the substrate 60 is disposed below the objective lens 32. On the surface of the substrate 60, a resist film such as a resin having sensitivity to a charged particle beam is applied. The stage 38 is movable on a plane orthogonal to the incident direction of the electron beam EB. On the stage 38, a mark base 36 for measuring an electron beam and a Faraday cup 40 are arranged.

結像レンズ系34とステージ38の間に、検出器35が配置される。検出器35は、縮小投影された電子ビームEBに対してマーク台36を走査してマーク台36からの反射電子信号を検出する。   A detector 35 is disposed between the imaging lens system 34 and the stage 38. The detector 35 scans the mark table 36 with respect to the reduced-projected electron beam EB, and detects a reflected electron signal from the mark table 36.

第1マスク16と投影レンズ22の間には、ブランキング偏向部18及びブランキングアパーチャマスク20が配置されている。基板60上のレジスト膜への電子ビームEBの照射を止める場合、ブランキング偏向部18は、第1マスク16を透過した電子ビームEBをブランキングアパーチャマスク20上に偏向し、電子ビームEBが基板60上のレジスト膜に到達することを防止する。ブランキング偏向部18及びブランキングアパーチャマスク20で基板60上のレジスト膜への電子ビームEBの照射を止めることにより、基板60上のレジスト膜に結像される電子ビームEBの照射時間を調整し、照射位置における電子ビームEBの照射量が調整される。   A blanking deflection unit 18 and a blanking aperture mask 20 are disposed between the first mask 16 and the projection lens 22. When stopping the irradiation of the electron beam EB to the resist film on the substrate 60, the blanking deflection unit 18 deflects the electron beam EB transmitted through the first mask 16 onto the blanking aperture mask 20, and the electron beam EB is transferred to the substrate. The resist film on the upper surface 60 is prevented from reaching. The irradiation time of the electron beam EB imaged on the resist film on the substrate 60 is adjusted by stopping the irradiation of the electron beam EB to the resist film on the substrate 60 with the blanking deflector 18 and the blanking aperture mask 20. The irradiation amount of the electron beam EB at the irradiation position is adjusted.

投影レンズ22と縮小レンズ28の間には第2マスク26を挟んで選択偏向部24が配置されている。選択偏向部24は、投影レンズ22を透過した電子ビームEBを偏向して第2マスク26上における電子ビームEBの照射位置を制御し、第2マスク26を透過した電子ビームEBの進行方向が縮小レンズ28のビーム軸と平行となるよう偏向する。このようにして、基板60上のレジスト膜に転写される描画形状が選択される。   A selective deflection unit 24 is disposed between the projection lens 22 and the reduction lens 28 with the second mask 26 interposed therebetween. The selective deflection unit 24 controls the irradiation position of the electron beam EB on the second mask 26 by deflecting the electron beam EB transmitted through the projection lens 22, and the traveling direction of the electron beam EB transmitted through the second mask 26 is reduced. Deflection is performed in parallel with the beam axis of the lens 28. In this way, a drawing shape to be transferred to the resist film on the substrate 60 is selected.

対物レンズ32近傍には対物偏向部30が配置されている。対物偏向部30は第1マスク16及び第2マスク26で成形された電子ビームEBを偏向し、基板60上のレジスト膜表面における電子ビームEBの照射位置を制御する。   An objective deflection unit 30 is disposed in the vicinity of the objective lens 32. The objective deflection unit 30 deflects the electron beam EB formed by the first mask 16 and the second mask 26 and controls the irradiation position of the electron beam EB on the resist film surface on the substrate 60.

制御装置92のレンズ制御回路42は、コンデンサレンズ14、投影レンズ22、縮小レンズ28、及び対物レンズ32に接続され、照明、投影、縮小、結像等の条件を制御する。ブランキング偏向回路44は、ブランキング偏向部18に偏向信号を印加し、基板60上のレジスト膜への電子ビームEBの照射量を制御する。図形選択偏向回路46は、選択偏向部24に偏向信号を印加し、基板60上のレジスト膜に照射される電子ビームEBの描画形状を選択する。ビーム偏向回路48は、対物偏向部30に偏向信号を印加し、基板60上のレジスト膜に照射される電子ビームEBの照射位置を制御する。   The lens control circuit 42 of the control device 92 is connected to the condenser lens 14, the projection lens 22, the reduction lens 28, and the objective lens 32, and controls conditions such as illumination, projection, reduction, and image formation. The blanking deflection circuit 44 applies a deflection signal to the blanking deflection unit 18 and controls the irradiation amount of the electron beam EB to the resist film on the substrate 60. The figure selection deflection circuit 46 applies a deflection signal to the selection deflection unit 24 and selects a drawing shape of the electron beam EB irradiated on the resist film on the substrate 60. The beam deflection circuit 48 applies a deflection signal to the objective deflection unit 30 and controls the irradiation position of the electron beam EB irradiated on the resist film on the substrate 60.

選択偏向部24及び対物偏向部30で用いられる偏向器は、精度良く、高速に電子ビームEBを偏向する必要があるため、静電型偏向器が用いられる。また、選択偏向部24及び対物偏向部30は、高スループットで高精度に電子ビームEBを偏向するために、複数の偏向器から構成される。更に、各偏向器には、偏向収差を最小にするための複数の偏向電極が設けられている。   Since the deflector used in the selective deflection unit 24 and the objective deflection unit 30 needs to deflect the electron beam EB with high accuracy and high speed, an electrostatic deflector is used. The selective deflection unit 24 and the objective deflection unit 30 are configured by a plurality of deflectors in order to deflect the electron beam EB with high throughput and high accuracy. Furthermore, each deflector is provided with a plurality of deflection electrodes for minimizing deflection aberration.

また、ステージ制御回路52は、ステージ38を移動することで基板60、マーク台36、又はファラデーカップ40を選択する。信号処理回路50は、ステージ制御回路52の走査信号に基いて検出器35で検出されるマーク台36からの反射電子信号を処理して、電子ビームEBの照射位置及び描画形状を算出する。   The stage control circuit 52 selects the substrate 60, the mark base 36, or the Faraday cup 40 by moving the stage 38. The signal processing circuit 50 processes the reflected electron signal from the mark base 36 detected by the detector 35 based on the scanning signal of the stage control circuit 52, and calculates the irradiation position and drawing shape of the electron beam EB.

処理ユニット54は、電子ビーム照射装置90の設計仕様に基いて、レンズ制御回路42、ブランキング偏向回路44、図形選択偏向回路46、ビーム偏向回路48、ステージ制御回路52等を制御して、電子ビームEBを基板60、マーク台36、あるいはファラデーカップ40上に照射する。   The processing unit 54 controls the lens control circuit 42, blanking deflection circuit 44, figure selection deflection circuit 46, beam deflection circuit 48, stage control circuit 52, etc. based on the design specifications of the electron beam irradiation apparatus 90, and The beam EB is irradiated onto the substrate 60, the mark base 36, or the Faraday cup 40.

処理ユニット54には、外部メモリ56等が接続される。外部メモリ56は、半導体装置の回路パターンや描画パターン等のパターンデータ、第2マスク26の複数の図形アパーチャの位置データ、電子ビーム照射装置90の設計仕様、電子ビームの照射位置調整の処理手順等を格納する。   An external memory 56 and the like are connected to the processing unit 54. The external memory 56 includes pattern data such as circuit patterns and drawing patterns of the semiconductor device, position data of a plurality of graphic apertures of the second mask 26, design specifications of the electron beam irradiation apparatus 90, processing procedures for adjusting the irradiation position of the electron beam, and the like. Is stored.

図2に示すように、第2マスク26には、複数の照射領域127a、127b、・・・、127nが設けられる。図3〜図5に示すように、複数の照射領域127a〜127nのそれぞれには、図形アパーチャ27a、27b、・・・、27nが設けられる。複数の図形アパーチャ27a〜27nのそれぞれは、半導体装置の回路パターンを転写する時に使用頻度の高い描画パターンの図形に相当する形状を有する。   As shown in FIG. 2, the second mask 26 is provided with a plurality of irradiation areas 127a, 127b,. As shown in FIGS. 3 to 5, graphic apertures 27 a, 27 b,..., 27 n are provided in each of the plurality of irradiation areas 127 a to 127 n. Each of the plurality of graphic apertures 27a to 27n has a shape corresponding to a graphic of a drawing pattern that is frequently used when a circuit pattern of a semiconductor device is transferred.

図6に示すように、選択偏向部24の第1偏向器25a及び第2偏向器25bは、第2マスク26に関し第1マスク16の側に設けられる。第3偏向器25c及び第4偏向器25dは、第2マスク26に関し第1マスク16の反対側に設けられる。   As shown in FIG. 6, the first deflector 25 a and the second deflector 25 b of the selective deflection unit 24 are provided on the first mask 16 side with respect to the second mask 26. The third deflector 25 c and the fourth deflector 25 d are provided on the opposite side of the first mask 16 with respect to the second mask 26.

図形選択偏向回路46は、信号制御回路45、信号制御回路45にそれぞれ接続された出力回路47a、47b、47c、47d等を備える。信号制御回路45は、処理ユニット54に接続される。出力回路47a〜47dのそれぞれは、第1〜第4偏向器25a〜25dに接続される。処理ユニット54は、制御手段70、位置検出手段72、信号検出手段74、算出手段76、内部メモリ80等を備える。   The figure selection deflection circuit 46 includes a signal control circuit 45, output circuits 47a, 47b, 47c, 47d and the like connected to the signal control circuit 45, respectively. The signal control circuit 45 is connected to the processing unit 54. Each of the output circuits 47a to 47d is connected to the first to fourth deflectors 25a to 25d. The processing unit 54 includes a control unit 70, a position detection unit 72, a signal detection unit 74, a calculation unit 76, an internal memory 80, and the like.

第1マスク16は、矩形の成形アパーチャ17を有する。第1マスク16を電子ビームEBで照射することにより、成形アパーチャ17の像が第2マスク26上に形成される。第2マスク26上における成形アパーチャ17の像は、複数の照射領域127a〜127nのそれぞれの形状にほぼ対応する。成形アパーチャ17の像の位置は、第1及び第2偏向器25a、25bで任意に設定される。   The first mask 16 has a rectangular shaped aperture 17. An image of the shaping aperture 17 is formed on the second mask 26 by irradiating the first mask 16 with the electron beam EB. The image of the shaping aperture 17 on the second mask 26 substantially corresponds to the shape of each of the plurality of irradiation regions 127a to 127n. The position of the image of the shaping aperture 17 is arbitrarily set by the first and second deflectors 25a and 25b.

矩形の成形アパーチャ17の像は、第2マスク26上の複数の図形アパーチャ27a〜27nの中の第1図形アパーチャ27c、あるいは第2図形アパーチャ27dの周囲に形成される。例えば、第1図形アパーチャ27cを透過した電子ビームEBは、第3及び第4偏向器25c、25dでビーム軸に振り戻される。その結果、第1図形アパーチャ27cに対応する形状の描画パターンに成形された電子ビームEBが基板60上に縮小されて照射される。   An image of the rectangular shaped aperture 17 is formed around the first graphic aperture 27c or the second graphic aperture 27d among the plurality of graphic apertures 27a to 27n on the second mask 26. For example, the electron beam EB transmitted through the first graphic aperture 27c is returned to the beam axis by the third and fourth deflectors 25c and 25d. As a result, the electron beam EB formed into a drawing pattern having a shape corresponding to the first graphic aperture 27c is reduced and irradiated onto the substrate 60.

第1偏向器25aは、印加された第1偏向信号により、成形アパーチャ17の像が投影される第2マスク26上の位置に向かって図1に示した投影レンズ22を透過した電子ビームEBを偏向する。第2偏向器25bは、印加された第2偏向信号により、電子ビームEBが第2マスク26に垂直に入射するよう、電子ビームEBを振り戻す。第3偏向器25cは、印加された第3偏向信号により、第2マスク26を透過した電子ビームEBをビーム軸に向かって偏向する。第4偏向器25dは、印加された第4偏向信号により、電子ビームEBの進行方向がビーム軸と平行となるよう、電子ビームEBを振り戻す。   The first deflector 25a receives the electron beam EB transmitted through the projection lens 22 shown in FIG. 1 toward the position on the second mask 26 where the image of the shaping aperture 17 is projected by the applied first deflection signal. To deflect. The second deflector 25b swings back the electron beam EB so that the electron beam EB is perpendicularly incident on the second mask 26 by the applied second deflection signal. The third deflector 25c deflects the electron beam EB transmitted through the second mask 26 toward the beam axis by the applied third deflection signal. The fourth deflector 25d swings back the electron beam EB so that the traveling direction of the electron beam EB is parallel to the beam axis by the applied fourth deflection signal.

第1〜第4偏向信号の電圧値は、選択する図形アパーチャの第2マスク26面内での位置により変化する。しかし、第1偏向信号に対する第1〜第4偏向信号の電圧値の比は、第1〜第4偏向信号の電圧値が変化しても一定である。したがって、第2マスク26の図形アパーチャ27a〜27nのそれぞれの位置に対応する位置信号データと、第1偏向信号に対する第1〜第4偏向信号のそれぞれの電圧値の比率で規定される第1〜第4信号比とにより、選択偏向部24を制御することが可能である。   The voltage values of the first to fourth deflection signals vary depending on the position of the figure aperture to be selected in the second mask 26 plane. However, the ratio of the voltage values of the first to fourth deflection signals to the first deflection signal is constant even if the voltage values of the first to fourth deflection signals change. Accordingly, the position signal data corresponding to the positions of the graphic apertures 27a to 27n of the second mask 26 and the first to first voltages defined by the ratio of the respective voltage values of the first to fourth deflection signals with respect to the first deflection signal. The selective deflection unit 24 can be controlled by the fourth signal ratio.

図形選択偏向回路46の信号制御回路45には、予め電子ビーム照射装置90の設計仕様に記載された第1〜第4信号比が設定される。信号制御回路45は、複数の図形アパーチャ27a〜27nの中から選択された図形アパーチャの位置信号データを処理ユニット54を介して取得して、選択された図形アパーチャの位置に対応する位置信号を生成する。位置信号と第1〜第4信号比から算出された第1〜第4偏向信号が、出力回路47a〜47dを介して第1〜第4偏向器25a〜25dに印加される。   In the signal control circuit 45 of the figure selection deflection circuit 46, first to fourth signal ratios described in advance in the design specifications of the electron beam irradiation apparatus 90 are set. The signal control circuit 45 acquires the position signal data of the graphic aperture selected from the plurality of graphic apertures 27a to 27n via the processing unit 54, and generates a position signal corresponding to the position of the selected graphic aperture. To do. The first to fourth deflection signals calculated from the position signal and the first to fourth signal ratios are applied to the first to fourth deflectors 25a to 25d via the output circuits 47a to 47d.

第1及び第2偏向器25a、25bで偏向されて第2マスク26の複数の図形アパーチャ27a〜27nのいずれかを透過した電子ビームEBは、第3及び第4偏向器25c、25dによって振り戻されてビーム軸と平行に基板60に向かって進行する。そのため、第2マスク26上の第1及び第2偏向器25a、25bで電子ビームEBが大きく偏向されても、基板60上における電子ビームEBの照射位置の誤差を許容範囲内に抑えることが可能となる。   The electron beam EB deflected by the first and second deflectors 25a and 25b and transmitted through any of the plurality of graphic apertures 27a to 27n of the second mask 26 is turned back by the third and fourth deflectors 25c and 25d. Then, it proceeds toward the substrate 60 in parallel with the beam axis. Therefore, even if the electron beam EB is largely deflected by the first and second deflectors 25a and 25b on the second mask 26, the error of the irradiation position of the electron beam EB on the substrate 60 can be suppressed within an allowable range. It becomes.

しかし、第1〜第4偏向器25a〜25dの製造や取り付けの際に生じる誤差、あるいは第1〜第4偏向器25a〜25dの経時変化のため、異なる図形アパーチャを選択したとき、透過した電子ビームの照射位置がずれてしまうことがある。例えば、図7に示すように、第1図形アパーチャ27cを透過した電子ビームEBaの照射位置が、基板60表面上でビーム軸の位置xから(x+Δa)にずれている。第2図形アパーチャ27dを透過した電子ビームEBbの照射位置が、基板60表面上で(x+Δb)にずれている。その結果、基板60表面において各描画パターンの描画接続精度が劣化する。描画パターンの描画接続精度が許容誤差の範囲を越える場合、電子ビーム照射装置90の照射位置の調整が実施される。   However, the transmitted electrons when different graphic apertures are selected due to errors that occur during the manufacture and attachment of the first to fourth deflectors 25a to 25d, or due to changes over time of the first to fourth deflectors 25a to 25d. The irradiation position of the beam may be shifted. For example, as shown in FIG. 7, the irradiation position of the electron beam EBa transmitted through the first graphic aperture 27c is shifted from the position x of the beam axis to (x + Δa) on the surface of the substrate 60. The irradiation position of the electron beam EBb transmitted through the second graphic aperture 27d is shifted to (x + Δb) on the surface of the substrate 60. As a result, the drawing connection accuracy of each drawing pattern on the surface of the substrate 60 deteriorates. When the drawing connection accuracy of the drawing pattern exceeds the allowable error range, the irradiation position of the electron beam irradiation device 90 is adjusted.

処理ユニット54の制御手段70は、外部メモリ56から取得した照射位置調整の処理手順に基いて、図形選択偏向回路46により実施される電子ビームの照射位置の調整処理を制御する。位置検出手段72は、信号処理回路50から、図形選択偏向回路46で偏向調整された電子ビームEBの照射位置を検出する。信号検出手段74は、図形選択偏向回路46から、選択偏向部24の第1〜第4偏向器25a〜25dのそれぞれに印加される第1〜第4偏向信号を検出する。算出手段76は、第1偏向信号に対する第1〜第4偏向信号の比率を算出して第1〜第4信号比を調整する。   The control means 70 of the processing unit 54 controls the irradiation position adjustment processing of the electron beam performed by the figure selection deflection circuit 46 based on the irradiation position adjustment processing procedure acquired from the external memory 56. The position detection means 72 detects the irradiation position of the electron beam EB that is deflected and adjusted by the figure selection deflection circuit 46 from the signal processing circuit 50. The signal detection unit 74 detects first to fourth deflection signals applied to the first to fourth deflectors 25 a to 25 d of the selection deflection unit 24 from the figure selection deflection circuit 46. The calculating unit 76 calculates the ratio of the first to fourth deflection signals with respect to the first deflection signal and adjusts the first to fourth signal ratios.

処理ユニット54は、通常のコンピュータシステムの中央処理装置(CPU)の一部として構成すればよい。制御手段70、位置検出手段72、信号検出手段74、及び算出手段76は、それぞれ専用のハードウェアで構成しても良く、通常のコンピュータシステムのCPUを用いて、ソフトウェアで実質的に等価な機能を有していても構わない。内部メモリ80は、処理ユニット54における処理において、計算途中や処理途中のデータを一時的に保存する。   The processing unit 54 may be configured as a part of a central processing unit (CPU) of a normal computer system. The control means 70, the position detection means 72, the signal detection means 74, and the calculation means 76 may each be configured by dedicated hardware, and use a CPU of a normal computer system, and are substantially equivalent functions in software. You may have. The internal memory 80 temporarily stores data being calculated or being processed during processing in the processing unit 54.

電子ビーム照射装置90の照射位置調整は、制御手段70により、信号制御回路45、位置検出手段72、信号検出手段74、及び算出手段76が制御されて以下のように実施される。なお、照射位置調整の説明では、参照図形アパーチャ及び調整図形アパーチャとして、それぞれ第1及び第2図形アパーチャ27c、27dを用いる。   The irradiation position adjustment of the electron beam irradiation apparatus 90 is performed as follows by controlling the signal control circuit 45, the position detection means 72, the signal detection means 74, and the calculation means 76 by the control means 70. In the description of the irradiation position adjustment, the first graphic aperture 27c and the second graphic aperture 27d are used as the reference graphic aperture and the adjustment graphic aperture, respectively.

まず、複数の図形アパーチャ27a〜27nの中から参照図形アパーチャとして選択された第1図形アパーチャ27cの位置データに対応する位置信号と、予め設定された第1〜第4信号比とから第1〜第4参照偏向信号が算出される。第1〜第4参照偏向信号のそれぞれが、第1〜第4偏向器25a〜25dに印加される。参照図形アパーチャを透過して照射された電子ビームの照射位置(x+Δa)が検出される。   First, the first to fourth signals are obtained from the position signal corresponding to the position data of the first graphic aperture 27c selected as the reference graphic aperture from the plurality of graphic apertures 27a to 27n and the first to fourth signal ratios set in advance. A fourth reference deflection signal is calculated. Each of the first to fourth reference deflection signals is applied to the first to fourth deflectors 25a to 25d. The irradiation position (x + Δa) of the electron beam irradiated through the reference graphic aperture is detected.

第2〜第4参照偏向信号のそれぞれを第2〜第4偏向器25b〜25dに印加しながら、調整図形アパーチャとして選択された第2図形アパーチャ27dを電子ビームが透過するように第1偏向器25aに第1調整偏向信号が印加される。印加された第1調整偏向信号が検出される。   While applying each of the second to fourth reference deflection signals to the second to fourth deflectors 25b to 25d, the first deflector so that the electron beam is transmitted through the second graphic aperture 27d selected as the adjustment graphic aperture. The first adjustment deflection signal is applied to 25a. The applied first adjustment deflection signal is detected.

第1調整偏向信号、第3及び第4参照偏向信号のそれぞれを第1、第3及び第4偏向器25a、25c、25dに印加しながら、第1図形アパーチャ27cを電子ビームが透過するように第2偏向器25bに第2調整偏向信号が印加される。印加された第2調整偏向信号が検出される。   While applying the first adjustment deflection signal and the third and fourth reference deflection signals to the first, third and fourth deflectors 25a, 25c, and 25d, respectively, the electron beam is transmitted through the first graphic aperture 27c. The second adjustment deflection signal is applied to the second deflector 25b. The applied second adjustment deflection signal is detected.

第1調整偏向信号、第2及び第4参照偏向信号のそれぞれを第1、第2及び第4偏向器25a、25b、25dに印加しながら、第2図形アパーチャ27dを透過した電子ビームが照射位置(x+Δa)に照射されるように第3偏向器25cに第3調整偏向信号が印加される。印加された第3調整偏向信号が検出される。   While applying the first adjustment deflection signal, the second and fourth reference deflection signals to the first, second and fourth deflectors 25a, 25b and 25d, the electron beam transmitted through the second graphic aperture 27d is irradiated. A third adjustment deflection signal is applied to the third deflector 25c so as to irradiate (x + Δa). The applied third adjustment deflection signal is detected.

更に、第1調整偏向信号、第2及び第3参照偏向信号のそれぞれを第1〜第3偏向器25a〜25cに印加しながら、第2図形アパーチャ27dを透過した電子ビームが照射位置(x+Δa)に照射されるように第4偏向器25dに第4調整偏向信号が印加される。印加された第4調整偏向信号が検出される。   Furthermore, the electron beam transmitted through the second graphic aperture 27d is applied to the irradiation position (x + Δa) while applying the first adjustment deflection signal, the second and third reference deflection signals to the first to third deflectors 25a to 25c, respectively. The fourth adjustment deflection signal is applied to the fourth deflector 25d so as to irradiate the light. The applied fourth adjustment deflection signal is detected.

その後、第1調整偏向信号に対する第1〜第4調整偏向信号の比率が算出される。算出された比率により信号制御回路45に設定された第1〜第4信号比が調整される。その結果、図8に示すように、第1及び第2偏向器25a、25dにより第1及び第2図形アパーチャ27c、27dのそれぞれを透過するように偏向された電子ビームEBa、EBbを、第3及び第4偏向器25c、25dによりビーム軸に振り戻して一定の照射位置に照射させることができる。   Thereafter, the ratio of the first to fourth adjustment deflection signals to the first adjustment deflection signal is calculated. The first to fourth signal ratios set in the signal control circuit 45 are adjusted by the calculated ratio. As a result, as shown in FIG. 8, the electron beams EBa and EBb deflected so as to pass through the first and second graphic apertures 27c and 27d by the first and second deflectors 25a and 25d, And it can irradiate to a fixed irradiation position by turning back to the beam axis by the fourth deflectors 25c and 25d.

実施の形態に係る電子ビーム描画システムでは、電子ビーム照射装置90の照射位置の調整が、複数の図形アパーチャ27a〜27nの中の任意の二つの図形アパーチャを用いて第1〜第4信号比を補正することにより実施される。複数の図形アパーチャ27a〜27nのそれぞれを透過した電子ビームは、補正された第1〜第4信号比により制御されて、選択された図形アパーチャのパターンを一定の照射位置に投影する。その結果、複数の図形アパーチャを用いて基板60表面に転写されるパターンの描画接続精度を向上させることが可能となる。   In the electron beam drawing system according to the embodiment, the adjustment of the irradiation position of the electron beam irradiation apparatus 90 is performed using the arbitrary two graphic apertures of the plurality of graphic apertures 27a to 27n to obtain the first to fourth signal ratios. Implemented by correcting. The electron beam transmitted through each of the plurality of graphic apertures 27a to 27n is controlled by the corrected first to fourth signal ratios to project the pattern of the selected graphic aperture onto a certain irradiation position. As a result, it is possible to improve the drawing connection accuracy of a pattern transferred to the surface of the substrate 60 using a plurality of graphic apertures.

また、第1〜第4の信号比の調整により、照射位置に加えてビーム軸も調整される。したがって、複数の図形アパーチャの全てについて、照射位置の測定及びビーム軸の調整を実施する必要はなく、短時間で電子ビームの照射位置を調整することが可能となる。   In addition to the irradiation position, the beam axis is also adjusted by adjusting the first to fourth signal ratios. Therefore, it is not necessary to measure the irradiation position and adjust the beam axis for all of the plurality of graphic apertures, and the irradiation position of the electron beam can be adjusted in a short time.

なお、実施の形態では、第1〜第4偏向器25a〜25dを含む選択偏向部24が用いられている。しかしながら、選択偏向部を、第1及び第2偏向器25a、25bだけで構成してもよい。この場合、対物偏向部30の偏向器を第3及び第4偏向器25c、25dの代わりに用いればよい。   In the embodiment, the selective deflection unit 24 including the first to fourth deflectors 25a to 25d is used. However, the selective deflection unit may be configured by only the first and second deflectors 25a and 25b. In this case, the deflector of the objective deflection unit 30 may be used in place of the third and fourth deflectors 25c and 25d.

次に、実施の形態に係る調整方法及び半導体装置の製造方法を、図9に示すフローチャートを用いて説明する。なお、図形選択偏向回路46の信号制御回路45には、予め電子ビーム照射装置90の設計仕様に記載された第1〜第4信号比が設定されている。処理ユニット54の制御手段70は、外部メモリ56に格納された照射位置調整の処理手順を取得し、一連の調整処理を制御する。   Next, an adjustment method and a semiconductor device manufacturing method according to the embodiment will be described with reference to a flowchart shown in FIG. In the signal control circuit 45 of the figure selection deflection circuit 46, the first to fourth signal ratios described in the design specifications of the electron beam irradiation apparatus 90 are set in advance. The control means 70 of the processing unit 54 acquires the irradiation position adjustment processing procedure stored in the external memory 56 and controls a series of adjustment processing.

(イ)ステップS100で、信号制御回路45は、複数の図形アパーチャ27a〜27nの中から選択された参照図形アパーチャの位置データに対応する参照位置信号と、予め設定された第1〜第4信号比とから第1〜第4参照偏向信号を算出する。第1〜第4参照偏向信号のそれぞれが、出力回路47a〜47dを介して第1〜第4偏向器25a〜25dに印加される。信号処理回路50は、検出器35及びステージ制御回路52から受信する反射電子信号及び走査信号に基いて、参照図形アパーチャを透過して照射された電子ビームの参照照射位置を算出する。位置検出手段72は、信号処理回路50から、参照図形アパーチャを透過して照射された電子ビームの参照照射位置を検出する。   (A) In step S100, the signal control circuit 45, the reference position signal corresponding to the position data of the reference figure aperture selected from the plurality of figure apertures 27a to 27n, and the preset first to fourth signals. The first to fourth reference deflection signals are calculated from the ratio. Each of the first to fourth reference deflection signals is applied to the first to fourth deflectors 25a to 25d via the output circuits 47a to 47d. The signal processing circuit 50 calculates the reference irradiation position of the electron beam irradiated through the reference graphic aperture based on the reflected electron signal and the scanning signal received from the detector 35 and the stage control circuit 52. The position detection means 72 detects the reference irradiation position of the electron beam irradiated from the signal processing circuit 50 through the reference graphic aperture.

(ロ)ステップS101で、信号制御回路45は、第2〜第4参照偏向信号のそれぞれを第2〜第4偏向器25b〜25dに印加しながら、参照図形アパーチャと異なる調整図形アパーチャを電子ビームが透過するように第1偏向器25aに第1調整偏向信号を印加する。信号検出手段74は、信号制御回路45から第1調整偏向信号を検出する。   (B) In step S101, the signal control circuit 45 applies an adjustment figure aperture different from the reference figure aperture to the electron beam while applying each of the second to fourth reference deflection signals to the second to fourth deflectors 25b to 25d. The first adjustment deflection signal is applied to the first deflector 25a so as to pass through. The signal detection unit 74 detects the first adjustment deflection signal from the signal control circuit 45.

(ハ)ステップS102で、信号制御回路45は、第1調整偏向信号、第3及び第4参照偏向信号のそれぞれを第1、第3及び第4偏向器25a、25c、25dに印加しながら、参照図形アパーチャを電子ビームが透過するように第2偏向器25bに第2調整偏向信号を印加する。信号検出手段74は、信号制御回路45から第2調整偏向信号を検出する。   (C) In step S102, the signal control circuit 45 applies the first adjustment deflection signal and the third and fourth reference deflection signals to the first, third, and fourth deflectors 25a, 25c, and 25d, respectively. A second adjustment deflection signal is applied to the second deflector 25b so that the electron beam is transmitted through the reference graphic aperture. The signal detection unit 74 detects the second adjustment deflection signal from the signal control circuit 45.

(ニ)ステップS103で、信号制御回路45は、第1調整偏向信号、第2及び第4参照偏向信号のそれぞれを第1、第2及び第4偏向器25a、25b、25dに印加しながら、調整図形アパーチャを透過した電子ビームが参照照射位置に照射されるように第3偏向器25cに第3調整偏向信号を印加する。信号検出手段74は、信号制御回路45から第3調整偏向信号を検出する。   (D) In step S103, the signal control circuit 45 applies the first adjustment deflection signal and the second and fourth reference deflection signals to the first, second, and fourth deflectors 25a, 25b, and 25d, respectively. A third adjustment deflection signal is applied to the third deflector 25c so that the electron beam transmitted through the adjustment figure aperture is irradiated to the reference irradiation position. The signal detection unit 74 detects the third adjustment deflection signal from the signal control circuit 45.

(ホ)ステップS104で、信号制御回路45は、第1調整偏向信号、第2及び第3参照偏向信号のそれぞれを第1〜第3偏向器25a〜25cに印加しながら、調整図形アパーチャを透過した電子ビームが参照照射位置に照射されるように第4偏向器25dに第4調整偏向信号を印加する。信号検出手段74は、信号制御回路45から第4調整偏向信号を検出する。   (E) In step S104, the signal control circuit 45 transmits the adjustment graphic aperture while applying the first adjustment deflection signal, the second and third reference deflection signals to the first to third deflectors 25a to 25c, respectively. A fourth adjustment deflection signal is applied to the fourth deflector 25d so that the electron beam irradiated to the reference irradiation position. The signal detection unit 74 detects the fourth adjustment deflection signal from the signal control circuit 45.

(ヘ)ステップS105で、算出手段76は、第1調整偏向信号に対する第1〜第4調整偏向信号の比率を算出して第1〜第4信号比を調整する。   (F) In step S105, the calculation means 76 calculates the ratio of the first to fourth adjustment deflection signals to the first adjustment deflection signal to adjust the first to fourth signal ratios.

(ト)ステップS106で、算出手段76は、補正された第1〜第4信号比を信号制御回路45に設定する。   (G) In step S106, the calculation means 76 sets the corrected first to fourth signal ratios in the signal control circuit 45.

(チ)ステップS107で、電子ビームの照射位置が調整された電子ビーム描画システムにより、半導体基板等の基板60表面に塗布されたレジスト膜に複数の図形アパーチャ27a〜27nのパターンが転写される。転写されたパターンをマスクとして、基板60を加工することにより半導体装置の製造が実施される。   (H) In step S107, the pattern of the plurality of graphic apertures 27a to 27n is transferred to the resist film applied to the surface of the substrate 60 such as a semiconductor substrate by the electron beam drawing system in which the irradiation position of the electron beam is adjusted. The semiconductor device is manufactured by processing the substrate 60 using the transferred pattern as a mask.

その結果、図8に示すように、第1及び第2偏向器25a、25dにより第1及び第2図形アパーチャ27c、27dのそれぞれを透過するように偏向された電子ビームEBa、EBbを、第3及び第4偏向器25c、25dによりビーム軸に振り戻して一定の照射位置に照射することができる。   As a result, as shown in FIG. 8, the electron beams EBa and EBb deflected so as to pass through the first and second graphic apertures 27c and 27d by the first and second deflectors 25a and 25d, And it can irradiate to a fixed irradiation position by turning back to the beam axis by the fourth deflectors 25c and 25d.

実施の形態に係る調整方法では、電子ビーム照射装置90の照射位置の調整が、複数の図形アパーチャ27a〜27nの中の任意の二つの図形アパーチャを用いて第1〜第4信号比を調整することにより実施される。複数の図形アパーチャ27a〜27nのそれぞれを透過した電子ビームは、補正された第1〜第4信号比により制御されて、選択された図形アパーチャのパターンを一定の照射位置に投影する。その結果、複数の図形アパーチャを用いて基板60表面に転写されるパターンの描画接続精度を向上させることが可能となる。   In the adjustment method according to the embodiment, the adjustment of the irradiation position of the electron beam irradiation apparatus 90 adjusts the first to fourth signal ratios using any two graphic apertures among the plurality of graphic apertures 27a to 27n. Is implemented. The electron beam transmitted through each of the plurality of graphic apertures 27a to 27n is controlled by the corrected first to fourth signal ratios to project the pattern of the selected graphic aperture onto a certain irradiation position. As a result, it is possible to improve the drawing connection accuracy of a pattern transferred to the surface of the substrate 60 using a plurality of graphic apertures.

また、第1〜第4の信号比の補正により、照射位置に加えてビーム軸も調整される。複数の図形アパーチャの全てについて、照射位置の測定及びビーム軸の調整を実施する必要はない。したがって、短時間で電子ビームの照射位置を調整することが可能となる。   In addition to the irradiation position, the beam axis is also adjusted by correcting the first to fourth signal ratios. It is not necessary to measure the irradiation position and adjust the beam axis for all of the plurality of graphic apertures. Therefore, the irradiation position of the electron beam can be adjusted in a short time.

(その他の実施の形態)
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

本発明の実施の形態においては、荷電粒子ビーム描画システムとして、電子ビーム描画システムを用いて説明した。しかし、荷電粒子ビームは電子ビームに限定されない。例えば、荷電粒子ビームとして、イオンビーム等を用いてもよい。   In the embodiment of the present invention, the electron beam lithography system has been described as the charged particle beam lithography system. However, the charged particle beam is not limited to an electron beam. For example, an ion beam or the like may be used as the charged particle beam.

このように、本発明はここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。   As described above, the present invention naturally includes various embodiments that are not described herein. Accordingly, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.

本発明の実施の形態に係る電子ビーム描画システムの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the electron beam drawing system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の説明に用いる第2マスクの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the 2nd mask used for description of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の説明に用いる図形アパーチャの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the figure aperture used for description of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の説明に用いる図形アパーチャの他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of the figure aperture used for description of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の説明に用いる図形アパーチャの他の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the other example of the figure aperture used for description of embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る選択偏向部の制御の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of control of the selection deflection | deviation part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る選択偏向部で調整前に偏向された電子ビームの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the electron beam deflected before the adjustment by the selective deflection part which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る選択偏向部で調整後に偏向された電子ビームの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the electron beam deflected after adjustment in the selective deflection part concerning an embodiment of the invention. 本発明の実施の形態に係る調整方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the adjustment method which concerns on embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10…電子銃
12…電流制限アパーチャマスク
14…コンデンサレンズ
16…第1マスク
17…成形アパーチャ
18…ブランキング偏向部
20…ブランキングアパーチャマスク
22…投影レンズ
24…選択偏向部
25a…第1偏向器
25b…第2偏向器
25c…第3偏向器
25d…第4偏向器
26…第2マスク
27a、27b、27n…図形アパーチャ
27c…第1図形アパーチャ
27d…第2図形アパーチャ
28…縮小レンズ
30…対物偏向部
32…対物レンズ
34…結像レンズ系
35…検出器
36…マーク台
38…ステージ
40…ファラデーカップ
42…レンズ制御回路
44…ブランキング偏向回路
45…信号制御回路
46…図形選択偏向回路
47a〜47d…出力回路
48…ビーム偏向回路
50…信号処理回路
52…ステージ制御回路
54…処理ユニット
56…外部メモリ
60…基板
70…制御手段
72…位置検出手段
74…信号検出手段
76…算出手段
80…内部メモリ
90…電子ビーム照射装置
92…制御装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electron gun 12 ... Current limiting aperture mask 14 ... Condenser lens 16 ... 1st mask 17 ... Molding aperture 18 ... Blanking deflection part 20 ... Blanking aperture mask 22 ... Projection lens 24 ... Selection deflection part 25a ... 1st deflector 25b ... second deflector 25c ... third deflector 25d ... fourth deflector 26 ... second mask 27a, 27b, 27n ... graphic aperture 27c ... first graphic aperture 27d ... second graphic aperture 28 ... reducing lens 30 ... objective Deflection section 32 ... Objective lens 34 ... Imaging lens system 35 ... Detector 36 ... Mark stand 38 ... Stage 40 ... Faraday cup 42 ... Lens control circuit 44 ... Blanking deflection circuit 45 ... Signal control circuit 46 ... Graphic selection deflection circuit 47a ˜47d: output circuit 48: beam deflection circuit 50: signal processing circuit 2 ... stage control circuit 54 ... processing unit 56 ... external memory 60 ... substrate 70 ... control means 72 ... position detecting means 74 ... signal detecting means 76 ... calculating means 80 ... internal memory 90 ... electron beam irradiation device 92 ... control device

Claims (5)

成形された荷電粒子ビームを、前記荷電粒子ビームのビーム軸に直交する平面上の複数の図形アパーチャのいずれかを透過するように偏向させる第1及び第2偏向器、及び透過した前記荷電粒子ビームを前記ビーム軸方向に振り戻すように偏向させる第3及び第4偏向器を有する荷電粒子ビーム照射装置と、
前記荷電粒子ビームを偏向させるように、第1偏向信号に対する第1〜第4偏向信号の比率で規定される第1〜第4信号比から算出した前記第1〜第4偏向信号のそれぞれを前記第1〜第4偏向器にそれぞれ印加する図形選択偏向回路と、
前記複数の図形アパーチャの中の参照図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過し、且つ目的とする照射位置を照射するように前記第1〜第4信号比から前記第1〜第4偏向器にそれぞれ印加する第1〜第4参照偏向信号を算出し、前記第2参照偏向信号を印加しながら前記参照図形アパーチャとは異なる調整図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過するように前記第1偏向器に印加する第1調整偏向信号、前記第1調整偏向信号を印加しながら前記参照図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過するように前記第2偏向器に印加する第2調整偏向信号、前記第1調整偏向信号、前記第2及び第4参照偏向信号を印加しながら前記荷電粒子ビームが前記照射位置に偏向するように前記第3偏向器に印加する第3調整偏向信号、並びに、前記第1調整偏向信号、前記第2及び第3参照偏向信号を印加しながら前記照射位置に前記荷電粒子ビームが偏向するように前記第4偏向器に印加する第4調整偏向信号を用いて前記第1調整偏向信号に対する前記第1〜第4調整偏向信号の比率を算出して前記第1〜第4信号比を調整する処理ユニット
とを備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画システム。
First and second deflectors for deflecting the shaped charged particle beam so as to transmit any of a plurality of graphic apertures on a plane orthogonal to the beam axis of the charged particle beam, and the transmitted charged particle beam A charged particle beam irradiation apparatus having third and fourth deflectors for deflecting the beam so as to swing back in the beam axis direction;
Each of the first to fourth deflection signals calculated from the first to fourth signal ratios defined by the ratio of the first to fourth deflection signals to the first deflection signal so as to deflect the charged particle beam. A figure selection deflection circuit to be applied to each of the first to fourth deflectors;
From the first to fourth signal ratios to the first to fourth deflectors so that the charged particle beam passes through a reference graphic aperture in the plurality of graphic apertures and irradiates a target irradiation position. First to fourth reference deflection signals to be applied are calculated and applied to the first deflector so that the charged particle beam passes through an adjustment figure aperture different from the reference figure aperture while applying the second reference deflection signal. A first adjustment deflection signal to be applied; a second adjustment deflection signal to be applied to the second deflector so that the charged particle beam passes through the reference graphic aperture while applying the first adjustment deflection signal; and the first adjustment. A third adjustment deflection signal applied to the third deflector so that the charged particle beam is deflected to the irradiation position while applying a deflection signal, the second and fourth reference deflection signals; and Using the fourth adjustment deflection signal applied to the fourth deflector so that the charged particle beam is deflected to the irradiation position while applying the first adjustment deflection signal and the second and third reference deflection signals. A charged particle beam drawing system comprising: a processing unit that calculates a ratio of the first to fourth adjustment deflection signals to the first adjustment deflection signal to adjust the first to fourth signal ratios.
前記荷電粒子ビームが、電子ビームであることを特徴とする請求項1に記載の荷電粒子ビーム描画システム。   The charged particle beam drawing system according to claim 1, wherein the charged particle beam is an electron beam. 第1及び第2偏向器に第1及び第2偏向信号をそれぞれ印加して、成形された荷電粒子ビームを偏向して前記荷電粒子ビームのビーム軸に直交する平面上の複数の図形アパーチャのいずれかを透過させ、第3及び第4偏向器に第3及び第4偏向信号をそれぞれ印加して、透過した前記荷電粒子ビームを偏向して前記ビーム軸方向に振り戻す荷電粒子ビーム照射装置の調整方法において、
前記複数の図形アパーチャの中の参照図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過し、且つ目的とする照射位置を照射するように、前記第1偏向信号に対する前記第1〜第4偏向信号の比率で規定される第1〜第4信号比から、前記第1〜第4偏向器にそれぞれ印加する前記第1〜第4参照偏向信号を求め、
前記第2参照偏向信号を印加しながら前記参照図形アパーチャとは異なる調整図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過するように前記第1偏向器に印加する第1調整偏向信号を検出し、
前記第1調整偏向信号を印加しながら前記参照図形アパーチャを前記荷電粒子ビームが透過するように前記第2偏向器に印加する第2調整偏向信号を検出し、
前記第1調整偏向信号、第2及び第4参照偏向信号をそれぞれ印加しながら前記調整図形アパーチャを透過した前記荷電粒子ビームを前記照射位置に偏向させるように前記第3偏向器に印加する第3調整偏向信号を検出し、
前記第1調整偏向信号、第2及び第3参照偏向信号をそれぞれ印加しながら前記調整図形アパーチャを透過した前記荷電粒子ビームを前記照射位置に偏向させるように前記第4偏向器に印加する第4調整偏向信号を検出し、
前記第1調整偏向信号に対する前記第1〜第4調整偏向信号の比率を算出して前記第1〜第4信号比を調整する
ことを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム照射装置の調整方法。
The first and second deflection signals are respectively applied to the first and second deflectors to deflect the shaped charged particle beam, and any one of a plurality of graphic apertures on a plane orthogonal to the beam axis of the charged particle beam. Adjustment of the charged particle beam irradiation apparatus which transmits the first and fourth deflection signals to the third and fourth deflectors, deflects the transmitted charged particle beam and returns it to the beam axis direction. In the method
The ratio of the first to fourth deflection signals with respect to the first deflection signal is defined so that the charged particle beam passes through a reference graphics aperture in the plurality of graphics apertures and irradiates a target irradiation position. Obtaining the first to fourth reference deflection signals to be applied to the first to fourth deflectors, respectively, from the first to fourth signal ratios,
Detecting a first adjustment deflection signal applied to the first deflector so that the charged particle beam passes through an adjustment figure aperture different from the reference figure aperture while applying the second reference deflection signal;
Detecting a second adjustment deflection signal applied to the second deflector so that the charged particle beam passes through the reference graphic aperture while applying the first adjustment deflection signal;
Applying a first adjustment deflection signal, a second reference deflection signal, and a fourth reference deflection signal to the third deflector so as to deflect the charged particle beam transmitted through the adjustment figure aperture to the irradiation position; Detect the adjustment deflection signal,
Applying a first adjustment deflection signal, a second reference deflection signal, and a third reference deflection signal to the fourth deflector so as to deflect the charged particle beam transmitted through the adjustment figure aperture to the irradiation position; Detect the adjustment deflection signal,
A method for adjusting a charged particle beam irradiation apparatus, comprising: calculating a ratio of the first to fourth adjustment deflection signals to the first adjustment deflection signal to adjust the first to fourth signal ratios.
前記荷電粒子ビームが、電子ビームであることを特徴とする請求項3に記載の荷電粒子ビーム照射装置の調整方法。   4. The method for adjusting a charged particle beam irradiation apparatus according to claim 3, wherein the charged particle beam is an electron beam. 前記第1〜第4偏向信号が、前記複数の図形アパーチャの中から選択された図形アパーチャの前記平面内での位置に対応する位置信号及び前記第1〜第4信号比から算出されることを特徴とする請求項3又は4に記載の荷電粒子ビーム照射装置の調整方法。   The first to fourth deflection signals are calculated from a position signal corresponding to a position in the plane of a graphic aperture selected from the plurality of graphic apertures and the first to fourth signal ratios. The method for adjusting a charged particle beam irradiation apparatus according to claim 3 or 4,
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