JP3913250B2 - Electron beam exposure apparatus and exposure method therefor - Google Patents

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本発明は電子ビーム露光装置及びその露光方法に関し、特にウエハ直接描画またはマスク、レチクル露光の為に、複数の電子ビームを用いてパターン描画を行う電子ビーム露光装置及びその露光方法に関する。   The present invention relates to an electron beam exposure apparatus and an exposure method therefor, and more particularly to an electron beam exposure apparatus and pattern exposure method that perform pattern drawing using a plurality of electron beams for wafer direct drawing or mask / reticle exposure.

電子ビーム露光装置には、ビームをスポット状にして使用するポイントビーム型、サイズ可変の矩形断面にして使用する可変矩形ビーム型、ステンシルを使用して所望断面形状にするステンシルマスク型等の装置がある。   The electron beam exposure apparatus includes a point beam type that uses a beam in the form of a spot, a variable rectangular beam type that uses a variable-size rectangular cross section, and a stencil mask type apparatus that uses a stencil to obtain a desired cross-sectional shape. is there.

ポイントビーム型の電子ビーム露光装置ではスループットが低いので、研究開発用にしか使用されていない。可変矩形ビーム型の電子ビーム露光装置では、ポイント型と比べるとスループットが1〜2桁高いが、0.1μm程度の微細なパターンが高集積度で詰まったパターンを露光する場合などではやはりスループットの点で問題が多い。他方、ステンシルマスク型の電子ビーム露光装置は、可変矩形アパーチャに相当する部分に複数の繰り返しパターン透過孔を形成したステンシルマスクを用いる。従って、ステンシルマスク型の電子ビーム露光装置では繰り返しパターンを露光する場合のメリットが大きく、可変矩形ビーム型に比べてスループットが向上される。   The point beam type electron beam exposure apparatus has low throughput and is used only for research and development. In the variable rectangular beam type electron beam exposure apparatus, the throughput is one to two orders of magnitude higher than that of the point type. However, in the case of exposing a pattern in which a fine pattern of about 0.1 μm is packed with a high degree of integration, it is still a point of throughput. There are many problems. On the other hand, a stencil mask type electron beam exposure apparatus uses a stencil mask in which a plurality of repetitive pattern transmission holes are formed in a portion corresponding to a variable rectangular aperture. Therefore, the stencil mask type electron beam exposure apparatus has a great merit in exposing a repeated pattern, and the throughput is improved as compared with the variable rectangular beam type.

図2に、ステンシルマスクを備えた電子ビーム露光装置の概要を示す。電子銃501からの電子ビームは、ステンシルマスクの電子ビーム照射領域を規定する第1アパーチャ502に照射される。第1アパーチャによって規定される照明用の電子ビームが投影電子レンズ503を介して第2アパーチャ504上のステンシルマスクを照射し、ステンシルマスクに形成された繰り返しパターン透過孔からの電子ビームを縮小電子光学系505によってウエハ506上に縮小投影する。更に偏向器507により繰り返しパターン透過孔の像がウエハ上を移動し、順次露光される。   FIG. 2 shows an outline of an electron beam exposure apparatus provided with a stencil mask. The electron beam from the electron gun 501 is irradiated to the first aperture 502 that defines the electron beam irradiation region of the stencil mask. The illumination electron beam defined by the first aperture irradiates the stencil mask on the second aperture 504 via the projection electron lens 503, and the electron beam from the repetitive pattern transmission hole formed in the stencil mask is reduced by electron optics. A system 505 projects the reduced image onto the wafer 506. Further, the image of the pattern transmission holes is repeatedly moved on the wafer by the deflector 507 and sequentially exposed.

ステンシルマスク型は、繰り返しパターンを一時に露光でき、露光速度を挙げることができる。しかしステンシルマスク型は、図3に示すように、複数のパターン透過孔を持つものの、そのパターンは露光パターンに合わせて、事前にステンシルマスクとして形成しなければならない。   The stencil mask type can expose a repeated pattern at a time, and can increase the exposure speed. However, although the stencil mask type has a plurality of pattern transmission holes as shown in FIG. 3, the pattern must be formed in advance as a stencil mask in accordance with the exposure pattern.

また、空間電荷効果及び縮小電子光学系の収差の為、一時に露光できる露光領域には限りがあるので、1枚のステンシルマスクに納まらない多数の転写パターンが必要な半導体回路に対しては、複数枚のステンシルマスクを作成しておいてそれを1枚ずつ取り出して使用する必要があり、マスク交換の時間が必要になるため、著しくスループットが低下する。   In addition, because of the space charge effect and the aberration of the reduced electron optical system, the exposure area that can be exposed at one time is limited, so for semiconductor circuits that require a large number of transfer patterns that do not fit in one stencil mask, Since it is necessary to prepare a plurality of stencil masks and use them one by one, and it takes time to replace the mask, so the throughput is significantly reduced.

またステンシルマスクに、大きさの異なるパターンある場合、もしくは大きさの異なるパターンが結合されたような1つのパターンがある場合、パターンの大きさに応じて、空間電荷効果による露光パターンのぼけが異なる。そのぼけをリフォーカシングにより補正しようとしてもパターンの大きさによりリフォーカス量が異なり、実質的に上述のようなパターンはステンシルマスクのパターンとして使用出来ない。   In addition, when there are patterns with different sizes in the stencil mask or when there is one pattern in which patterns with different sizes are combined, the exposure pattern blur due to the space charge effect varies depending on the size of the pattern. . Even if the blur is corrected by refocusing, the refocus amount varies depending on the size of the pattern, and the above-described pattern cannot be used as a stencil mask pattern.

本発明は、例えば、スループットの向上に有利な電子ビーム露光方法及び装置を提供することにある。   An object of the present invention is, for example, to provide an electron beam exposure method and apparatus advantageous in improving throughput.

本発明の電子ビーム露光方法は、複数の電子ビームで被露光面を露光する電子ビーム露光装置による露光方法に係り、ここで、前記被露光面は、前記複数の電子ビームでそれぞれによって露光される複数の走査フィールドを含み、前記複数の走査フィールドのそれぞれは、同一間隔で配置された複数の露光位置を含み、前記電子ビーム露光装置は、前記複数の電子ビームが前記被露光面上において同一移動量で移動するように偏向させる偏向器と、前記被露光面に形成すべき露光パターンに応じて、各走査フィールド内の各露光位置を露光するか否かを制御するために、前記複数の電子ビームを透過させるか遮断するかを電子ビームごとに個別に制御するブランキングアレイとを備える。前記電子ビーム露光方法では、前記偏向器で前記複数の電子ビームをある露光位置から次の露光位置に移動させる際に、前記ブランキングアレイが前記複数の電子ビームのうち少なくとも1つを透過させるべき露光位置に前記複数の電子ビームを移動させ、前記複数の電子ビームのすべてを前記ブランキングアレイで遮断すべき露光位置についてはスキップするThe electron beam exposure method of the present invention relates to an exposure method by an electron beam exposure apparatus that exposes an exposed surface with a plurality of electron beams, wherein the exposed surface is exposed with the plurality of electron beams, respectively. A plurality of scanning fields; each of the plurality of scanning fields includes a plurality of exposure positions arranged at the same interval; and the electron beam exposure apparatus moves the plurality of electron beams on the surface to be exposed. A plurality of electrons for controlling whether or not to expose each exposure position in each scanning field according to an exposure pattern to be formed on the surface to be exposed, and a deflector that deflects to move by an amount And a blanking array for individually controlling whether to transmit or block the beam. In the electron beam exposure method, the blanking array should transmit at least one of the plurality of electron beams when the deflector moves the plurality of electron beams from one exposure position to the next exposure position. The plurality of electron beams are moved to an exposure position, and the exposure positions to be blocked by the blanking array are all skipped .

本発明の好適な実施形態によれば、前記電子ビーム露光方法は、前記露光パターンに含まれる繰り返しパターンのピッチに応じて、前記複数の電子ビームの間隔設定されることが好ましい。 According to a preferred embodiment of the present invention, the electron beam exposure method, wherein according to the pitch of repeated patterns included in the exposure pattern, the interval of the plurality of electron beams is preferably set.

本発明の好適な実施形態によれば、前記複数の走査フィールドの間隔前記露光パターンに含まれる繰り返しパターンのピッチの整数倍に設定されることが好ましい。 According to a preferred embodiment of the present invention, that the spacing of the plurality of scanning fields is set to an integral multiple of the pitch of repeated patterns included in said exposure pattern is preferred.

本発明の電子ビーム露光装置は、複数の電子ビームで被露光面を露光する電子ビーム露光装置に係り、ここで、前記被露光面は、前記複数の電子ビームでそれぞれによって露光される複数の走査フィールドを含み、前記複数の走査フィールドのそれぞれは、同一間隔で配置された複数の露光位置を含む。前記電子ビーム露光装置は、前記複数の電子ビームが前記被露光面上において同一移動量で移動するように偏向させる偏向器と、前記被露光面に形成すべき露光パターンに応じて、各走査フィールド内の各露光位置を露光するか否かを制御するために、前記複数の電子ビームを透過させるか遮断するかを電子ビームごとに個別に制御するブランキングアレイとを備え、前記偏向器は、前記複数の電子ビームをある露光位置から次の露光位置に移動させる際に、前記ブランキングアレイが前記複数の電子ビームのうち少なくとも1つを透過させるべき露光位置に前記複数の電子ビームを移動させ、前記複数の電子ビームのすべてを前記ブランキングアレイで遮断すべき露光位置についてはスキップするように制御されるThe electron beam exposure apparatus according to the present invention relates to an electron beam exposure apparatus that exposes an exposed surface with a plurality of electron beams, wherein the exposed surface is exposed to a plurality of scans respectively exposed with the plurality of electron beams. Each of the plurality of scanning fields includes a plurality of exposure positions arranged at the same interval. The electron beam exposure apparatus includes: a deflector that deflects the plurality of electron beams so as to move with the same movement amount on the surface to be exposed; and a scanning field corresponding to an exposure pattern to be formed on the surface to be exposed. A blanking array that individually controls for each electron beam whether to transmit or block the plurality of electron beams in order to control whether or not each exposure position is exposed, and the deflector includes: When moving the plurality of electron beams from one exposure position to the next exposure position, the blanking array moves the plurality of electron beams to an exposure position where at least one of the plurality of electron beams should be transmitted. The exposure position where all of the plurality of electron beams should be blocked by the blanking array is controlled to be skipped .

本発明によれば、例えば、スループットの向上に有利な電子ビーム露光方法及び装置を提供することができる。   According to the present invention, for example, it is possible to provide an electron beam exposure method and apparatus advantageous for improving throughput.

本発明の一つの実施形態によれば、ステンシルマスクを用いずに、空間電荷効果及び縮小電子光学系の収差の影響を低減して一時に露光できる露光領域を拡大して、スループットの高い電子ビーム露光装置が提供される。   According to one embodiment of the present invention, without using a stencil mask, the exposure area that can be exposed at one time is expanded by reducing the influence of space charge effect and aberration of the reduced electron optical system, and an electron beam with high throughput is obtained. An exposure apparatus is provided.

本発明の他の実施形態によれば、ステンシルマークに使用できるパターンの制限がない電子ビーム露光装置が提供される。   According to another embodiment of the present invention, an electron beam exposure apparatus that does not limit the patterns that can be used for the stencil mark is provided.

(1)本発明の電子ビーム露光装置のある形態は、電子ビームを放射する光源と被露光面に該光源の像を縮小投影する縮小電子光学系とを有する電子ビーム露光装置において、前記光源と前記縮小電子光学系の間に設けられ、前記縮小電子光学系の光軸に直交する方向に前記光源の中間像を複数形成し、各中間像が前記縮小電子光学系によって前記被露光面に縮小投影される際に発生する収差を予め補正する補正電子光学系を有する。   (1) An embodiment of the electron beam exposure apparatus of the present invention is an electron beam exposure apparatus having a light source that emits an electron beam and a reduced electron optical system that reduces and projects an image of the light source on an exposed surface. A plurality of intermediate images of the light source are formed in a direction perpendicular to the optical axis of the reduced electron optical system, provided between the reduced electron optical systems, and each intermediate image is reduced to the exposed surface by the reduced electron optical system A correction electron optical system that corrects in advance aberrations generated during projection is provided.

(1-1)前記補正電子光学系は、前記縮小電子光学系の像面湾曲に応じて前記縮小電子光学系の光軸方向に関する前記各中間像の位置を設定することができる。   (1-1) The correction electron optical system can set the position of each intermediate image in the optical axis direction of the reduced electron optical system according to the curvature of field of the reduced electron optical system.

(1-2)前記補正電子光学系は、前記縮小電子光学系の歪曲に応じて前記縮小電子光学系の光軸に直交する方向に関する前記各中間像の位置を設定することができる。   (1-2) The correction electron optical system can set the position of each intermediate image in a direction orthogonal to the optical axis of the reduced electron optical system according to distortion of the reduced electron optical system.

(1-3)前記電子ビーム露光装置は、前記各中間像毎に、前記中間像を形成する電子ビームが前記被露光面に到達しないように該電子ビームを遮断する手段を有することができる。   (1-3) The electron beam exposure apparatus may include means for blocking the electron beam for each intermediate image so that the electron beam forming the intermediate image does not reach the exposed surface.

(1-4)前記電子ビーム露光装置は、前記被露光面に露光されるべきパターンに応じて、前記遮断手段を制御する制御手段を有することができる。   (1-4) The electron beam exposure apparatus may include a control unit that controls the blocking unit according to a pattern to be exposed on the surface to be exposed.

(1-5)前記電子ビーム露光装置は、前記縮小電子光学系の光軸に直交する方向に関する前記各中間像の位置を調整する第1位置調整手段を有することができる。   (1-5) The electron beam exposure apparatus may include first position adjusting means for adjusting the position of each intermediate image in a direction orthogonal to the optical axis of the reduced electron optical system.

(1-6)前記電子ビーム露光装置は、前記各中間像が前記縮小電子光学系によって縮小投影される位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段の結果に基づいて前記各中間像が予め決められた位置に位置するように前記第1位置調整手段を制御する手段とを有することができる。   (1-6) The electron beam exposure apparatus includes: a position detection unit that detects a position where each of the intermediate images is reduced and projected by the reduced electron optical system; and the intermediate image is generated based on a result of the position detection unit. And a means for controlling the first position adjusting means so as to be located at a predetermined position.

(1-7)前記電子ビーム露光装置は、前記縮小電子光学系の光軸方向に関する各中間像の位置を調整する第2位置調整手段を有することができる。   (1-7) The electron beam exposure apparatus may include a second position adjusting unit that adjusts the position of each intermediate image in the optical axis direction of the reduced electron optical system.

(1-8)前記電子ビーム露光装置は、前記各中間像が前記縮小電子光学系によって縮小投影される位置を検出する位置検出手段と、該位置検出手段の結果に基づいて前記第2位置調整手段を制御する手段とを有することができる。   (1-8) The electron beam exposure apparatus includes a position detection unit that detects a position where each of the intermediate images is reduced and projected by the reduction electron optical system, and the second position adjustment based on a result of the position detection unit. Means for controlling the means.

(1-9)前記縮小電子光学系は、該縮小電子光学系の倍率を調整する倍率調整手段を有することができる。   (1-9) The reduced electron optical system can have a magnification adjusting means for adjusting the magnification of the reduced electron optical system.

(1-10)前記電子ビーム露光装置は、前記各中間像が前記縮小電子光学系によって縮小投影される位置を検出する位置検出手段と、該検出手段の結果に基づいて前記倍率調整手段を制御する手段とを有することができる。
(1-11)前記縮小電子光学系は、前記被露光面内において複数の前記光源像を走査させる偏向手段と、偏向の際に発生する収差を補正するための偏向収差補正手段とを有することができる。
(1-10) The electron beam exposure apparatus controls a position detection unit that detects a position where each intermediate image is reduced and projected by the reduction electron optical system, and controls the magnification adjustment unit based on a result of the detection unit. Means.
(1-11) The reduction electron optical system includes a deflection unit that scans the plurality of light source images within the exposure surface, and a deflection aberration correction unit that corrects aberrations that occur during deflection. Can do.

(1-12)前記電子ビーム露光装置は、前記光源の大きさを変更する手段を有することができる。   (1-12) The electron beam exposure apparatus may include means for changing the size of the light source.

(1-13)前記電子ビーム露光装置は、前記補正電子光学系は、光源からの電子ビームを略平行にする電子光学系と、略平行となった前記電子ビームの一部から前記各中間像を形成するための複数の要素電子光学系とを有することができる。   (1-13) In the electron beam exposure apparatus, the correction electron optical system includes an electron optical system that makes an electron beam from a light source substantially parallel, and each intermediate image from a part of the electron beam that is substantially parallel. And a plurality of element electron optical systems.

(1-14)各前記要素電子光学系の焦点距離は、前記縮小電子光学系の像面湾曲に応じて設定されうる。   (1-14) The focal length of each of the element electron optical systems can be set according to the curvature of field of the reduced electron optical system.

(1-15)前記縮小電子光学系の光軸に直交する方向に関する各前記要素電子光学系の位置は、前記縮小電子光学系の歪曲に応じて設定されうる。   (1-15) The position of each element electron optical system in the direction orthogonal to the optical axis of the reduced electron optical system can be set according to the distortion of the reduced electron optical system.

(1-16)各前記要素電子光学系の非点収差は、前記縮小電子光学系の像面内において前記要素電子光学系介して形成される前記光源像の位置と前記縮小電子光学系の非点収差に応じて設定されうる。   (1-16) The astigmatism of each element electron optical system is determined by the position of the light source image formed via the element electron optical system in the image plane of the reduction electron optical system and the astigmatism of the reduction electron optical system. It can be set according to the point aberration.

(1-17)前記要素電子光学系のそれぞれについて、前記光源側に該要素電子光学系の光軸近傍に入射する電子ビームを遮蔽する開口絞りを設けることができる。   (1-17) For each of the element electron optical systems, an aperture stop that blocks an electron beam incident in the vicinity of the optical axis of the element electron optical system can be provided on the light source side.

(1-18)前記電子ビーム露光装置は、前記要素電子光学系の焦点距離を切り替える手段と、前記要素電子光学系の焦点距離が予め決められた焦点距離の切り替わった際、前記要素電子光学系に対して前記被露光面側に該要素電子光学系に入射した該電子ビームを遮蔽する遮蔽絞りとを有することができる。   (1-18) The electron beam exposure apparatus includes means for switching a focal length of the element electron optical system, and the element electron optical system when the focal length of the element electron optical system is switched to a predetermined focal length. On the other hand, a shielding stop for shielding the electron beam incident on the element electron optical system can be provided on the exposed surface side.

(1-19)前記遮蔽絞りは、前記縮小電子光学系の瞳に配置されうる。   (1-19) The shielding stop may be disposed on a pupil of the reduced electron optical system.

(1-20)前記要素電子光学系のそれぞれについて、前記光源側に該中間像電子レンズ系に入射する略平行の電子ビームを偏向する手段と、該中間像電子レンズ系に入射する該電子ビームが偏向された際、前記要素電子光学系に対して前記被露光面側に該電子ビームを遮蔽する遮蔽絞りとを設けることができる。   (1-20) Means for deflecting a substantially parallel electron beam incident on the intermediate image electron lens system toward the light source for each of the element electron optical systems, and the electron beam incident on the intermediate image electron lens system When the beam is deflected, a shielding stop for shielding the electron beam can be provided on the exposed surface side with respect to the element electron optical system.

(1-21)前記遮断絞りは、前記縮小電子光学系の瞳に配置される。   (1-21) The blocking diaphragm is disposed at a pupil of the reduction electron optical system.

(1-22)複数の前記要素電子光学系は、同一の基板上に形成されうる。   (1-22) The plurality of element electron optical systems may be formed on the same substrate.

(2)本発明の電子ビーム露光方法のある形態は、電子ビームを放射する光源の像を縮小電子光学系によって被露光面に縮小投影する電子ビーム露光方法において、前記光源と前記縮小電子光学系の間に設けられた補正電子光学系によって、前記縮小電子光学系の光軸に直交する方向に前記光源の中間像を複数形成するとともに各中間像が前記縮小電子光学系によって前記被露光面に縮小投影される際に発生する収差を予め補正する段階を有する。   (2) An embodiment of the electron beam exposure method of the present invention is an electron beam exposure method in which an image of a light source that emits an electron beam is reduced and projected onto a surface to be exposed by a reduced electron optical system, the light source and the reduced electron optical system A plurality of intermediate images of the light source are formed in a direction orthogonal to the optical axis of the reduced electron optical system, and each intermediate image is formed on the exposed surface by the reduced electron optical system. A step of correcting in advance aberrations generated when the projection is reduced.

(2-1)前記露光方法は、前記各中間像が前記縮小電子光学系によって縮小投影される位置を検出する位置検出段階を有することができる。   (2-1) The exposure method may include a position detection step of detecting a position where each of the intermediate images is reduced and projected by the reduction electron optical system.

(2-2)前記露光方法は、前記位置検出段階の結果に基づいて、前記縮小電子光学系の光軸方向に関する前記各中間像の位置を調整する段階を有することができる。   (2-2) The exposure method may include a step of adjusting the position of each intermediate image in the optical axis direction of the reduced electron optical system based on the result of the position detection step.

(2-3)前記露光方法は、前記位置検出段階の結果に基づいて、前記縮小電子光学系の光軸と直交する方向に関する前記各中間像の位置を調整する段階を有することができる。   (2-3) The exposure method may include a step of adjusting the position of each intermediate image in a direction orthogonal to the optical axis of the reduced electron optical system based on the result of the position detection step.

(2-4)前記露光方法は、前記位置検出段階の結果に基づいて、前記縮小電子光学系の倍率を調整する段階を有することができる。   (2-4) The exposure method may include a step of adjusting a magnification of the reduced electron optical system based on a result of the position detection step.

(2-5)前記露光方法は、記縮小電子光学系の像面内において複数の前記光源像を走査させる偏向段階と、偏向の際に発生する収差を補正するための偏向収差補正補正段階とを有することができる。   (2-5) The exposure method includes a deflection stage for scanning a plurality of the light source images in an image plane of the reduction electron optical system, and a deflection aberration correction correction stage for correcting aberrations generated during the deflection. Can have.

(2-6)前記偏向収差補正段階は、記縮小電子光学系の光軸方向に関する前記各中間像の位置を調整する段階を有することができる。   (2-6) The deflection aberration correction step may include a step of adjusting the position of each intermediate image with respect to the optical axis direction of the reduction electron optical system.

(3)本発明の電子ビーム露光方法のある形態は、被露光面上を複数の電子ビームを同一移動量で移動させるとともに、前記被露光面に形成すべき露光パターンに応じて前記複数の電子ビームを個別に遮断させる電子ビーム露光方法において、前記複数の電子ビームを移動させる際、次の移動位置で全ての前記複数の電子ビームが遮断される場合は前記次の移動位置以後の移動位置に前記複数の電子ビームを移動させることを予め設定する段階を有する。   (3) According to an embodiment of the electron beam exposure method of the present invention, a plurality of electron beams are moved on the exposed surface with the same movement amount, and the plurality of electrons are formed according to an exposure pattern to be formed on the exposed surface. In the electron beam exposure method in which the beams are individually blocked, when moving the plurality of electron beams, if all the plurality of electron beams are blocked at the next movement position, the movement position after the next movement position is set. Preliminarily setting the movement of the plurality of electron beams.

(3-1)前記露光方法は、前記露光パターンに含まれる繰り返しパターンのピッチに応じて、前記複数の電子ビームの間隔を設定する段階を有することができる。   (3-1) The exposure method may include a step of setting intervals of the plurality of electron beams according to a pitch of a repetitive pattern included in the exposure pattern.

(3-2)前記露光方法は、前記複数の電子ビームの間隔を前記露光パターンに含まれる繰り返しパターンのピッチの整数倍に設定する段階を有することができる。   (3-2) The exposure method may include a step of setting an interval between the plurality of electron beams to an integral multiple of a pitch of a repetitive pattern included in the exposure pattern.

(4)本発明の電子ビーム露光装置のある形態は、電子ビームを放射する光源と該電子ビームを被露光面に集束させる電子光学系とを有する電子ビーム露光装置において、前記電子ビームが前記電子光学系の瞳面を通過する際、前記瞳面上での前記電子ビームの電子密度分布を周辺部の電子密度が中央部の電子密度より大とせしめる電子密度分布調整手段を有する。   (4) An embodiment of the electron beam exposure apparatus of the present invention is an electron beam exposure apparatus having a light source that emits an electron beam and an electron optical system that focuses the electron beam on a surface to be exposed. When passing through the pupil plane of the optical system, there is provided an electron density distribution adjusting means for making the electron density distribution of the electron beam on the pupil plane larger than the electron density of the peripheral portion.

(4-1)前記電子光学系は、前記被露光面に前記光源の像を縮小投影させることができる。   (4-1) The electron optical system can project a reduced image of the light source on the exposed surface.

(4-2)前記露光装置は、パターン透過孔が形成された基板を前記電子ビームによって照明する手段を有し、前記電子光学系は前記基板を透過した電子ビームを縮小投影させることができる。   (4-2) The exposure apparatus includes means for illuminating the substrate on which the pattern transmission holes are formed with the electron beam, and the electron optical system can reduce and project the electron beam transmitted through the substrate.

(4-3)前記電子密度分布調整手段は、例えば、前記電子光学系の瞳面もしくはそれと共役な位置に設けられている絞りである。   (4-3) The electron density distribution adjusting means is, for example, a stop provided on a pupil plane of the electron optical system or a position conjugate with the pupil plane.

以下、図面を参照しながら本発明を例示により具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of example with reference to the drawings.

〔原理の説明〕
図4は、本発明の原理を説明する図である。PLは縮小電子光学系で、AXは縮小電子光学系PLの光軸である。また、O1,O2,O3は電子を放射する点光源であり、I1,I2,I3は、各点光源に対応する点光源像である。
[Description of Principle]
FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of the present invention. PL is a reduction electron optical system, and AX is an optical axis of the reduction electron optical system PL. O1, O2, and O3 are point light sources that emit electrons, and I1, I2, and I3 are point light source images corresponding to the respective point light sources.

図4(A)において、縮小電子光学系PLの物体側であって、光軸AXと垂直な面に位置する点光源O1,O2,O3から放射される電子は、縮小電子光学系PLを介して像側に各点光源に対応した点光源像I1,I2,I3を形成する。その際、点光源像I1,I2,I3は縮小電子光学系の収差(像面湾曲)により光軸AXと垂直である同一面内に形成されない。   In FIG. 4A, electrons emitted from point light sources O1, O2, and O3 located on the object side of the reduced electron optical system PL and perpendicular to the optical axis AX pass through the reduced electron optical system PL. Thus, point light source images I1, I2, and I3 corresponding to the respective point light sources are formed on the image side. At that time, the point light source images I1, I2, and I3 are not formed in the same plane perpendicular to the optical axis AX due to aberration (field curvature) of the reduction electron optical system.

そこで、図4(B)に示すように、本発明では、点光源像I1,I2,I3を光軸AXと垂直である同一面内に形成される様に、点光源O1,O2,O3の光軸方向の位置を縮小電子光学系の収差(像面湾曲)に応じて、それぞれ予め異ならしめている。更に縮小電子光学系は物体側の光源の位置によって収差(非点、コマ、歪曲)が異なるので、それに応じて光源を予め歪ませれば、より所望の光源像が同一面内に形成される。   Therefore, as shown in FIG. 4B, in the present invention, the point light sources O1, O2, and O3 are formed so that the point light source images I1, I2, and I3 are formed in the same plane perpendicular to the optical axis AX. The position in the optical axis direction is previously differentiated according to the aberration (field curvature) of the reduction electron optical system. Furthermore, since the reduction electron optical system has different aberrations (astigmatism, coma, distortion) depending on the position of the light source on the object side, if the light source is pre-distorted accordingly, a more desired light source image is formed in the same plane. .

よって、本発明では、縮小電子光学系の物体側に光源の中間像を複数形成し、
各中間像が前記縮小電子光学系によって被露光面に縮小投影される際に発生する収差を予め補正する補正電子光学系を設けることにより、広い露光領域に所望の形状を有する光源像を同時に多く形成することができる。
Therefore, in the present invention, a plurality of intermediate images of the light source are formed on the object side of the reduction electron optical system,
By providing a correction electron optical system that corrects in advance aberrations generated when each intermediate image is reduced and projected onto the exposure surface by the reduction electron optical system, a large number of light source images having a desired shape can be simultaneously provided in a wide exposure area. Can be formed.

当然のことであるが、前述の複数の中間像は一つの光源から形成されることに限定されず、複数の光源から複数の中間像を形成しても構わない。   As a matter of course, the plurality of intermediate images described above is not limited to being formed from a single light source, and a plurality of intermediate images may be formed from a plurality of light sources.

以下、本発明を実施例を用いて詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples.

(実施例1)
〔露光系の構成要素説明〕
図1は本発明に係る電子ビーム露光装置の実施例1を示す図である。
Example 1
[Explanation of exposure system components]
FIG. 1 shows a first embodiment of an electron beam exposure apparatus according to the present invention.

図1において、1は、カソード11、グリッド12、アノード13よりなる電子銃であって、カソード11から放射された電子はグリッド12、アノード13の間でクロスオーバ像を形成する。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electron gun including a cathode 11, a grid 12, and an anode 13, and electrons emitted from the cathode 11 form a crossover image between the grid 12 and the anode 13.

この電子銃1は、グリッド電圧を変化させる機能を有することによりクロスオーバ像の大きさを変えられる。   The electron gun 1 has a function of changing the grid voltage, so that the size of the crossover image can be changed.

また、このクロスオーバ像を拡大又は縮小するもしくは整形する電子光学系(不図示)を設けることにより、拡大また縮小もしくは整形されたクロスオーバ像が得られ、それによりクロスオーバ像の大きさ・形状が変えられる。(以下、これらのクロスオーバ像を光源と記す)
この光源から放射される電子は、その前側焦点位置が前記光源位置にあるコンデンサーレンズ2によって略平行の電子ビームとなる。略平行な電子ビームは、複数の要素電子光学系(31、32)(要素電子光学系の数はできるだけ多いことが望ましい。しかしながら、説明を簡略化するためにこの二つ要素電子光学系を図示し、説明の対象とする)が光軸に直交する方向に複数配列された補正電子光学系3に入射する。補正電子光学系3を構成する複数の要素電子光学系(31、32)の詳細については後述する。
Further, by providing an electron optical system (not shown) for enlarging, reducing, or shaping the crossover image, an enlarged, reduced, or shaped crossover image can be obtained, whereby the size and shape of the crossover image are obtained. Can be changed. (Hereinafter, these crossover images are referred to as light sources.)
The electrons emitted from the light source become a substantially parallel electron beam by the condenser lens 2 whose front focal position is at the light source position. A plurality of element electron optical systems (31, 32) (the number of element electron optical systems is preferably as large as possible. However, in order to simplify the explanation, this two element electron optical system is shown in FIG. Are incident on a correction electron optical system 3 arranged in a direction orthogonal to the optical axis. Details of the plurality of element electron optical systems (31, 32) constituting the correction electron optical system 3 will be described later.

補正電子光学系3は、光源の中間像(MI1,MI2)を複数形成し、各中間像は縮小電子光学系4によってウエハ5に光源像(I1,I2)を形成する。その際、ウエハ5上の光源像の間隔が光源像の大きさの整数倍になるように、補正電子光学系3の各要素は設定されている。更に、補正電子光学系3は、各中間像の光軸方向の位置を縮小電子光学系4の像面湾曲に応じて異ならせるとともに、各中間像が縮小電子光学系4よってウエハ5に縮小投影される際に発生する収差を予め補正している。   The correction electron optical system 3 forms a plurality of intermediate images (MI1, MI2) of the light source, and each intermediate image forms a light source image (I1, I2) on the wafer 5 by the reduced electron optical system 4. At this time, each element of the correction electron optical system 3 is set so that the interval between the light source images on the wafer 5 is an integral multiple of the size of the light source image. Further, the correction electron optical system 3 varies the position of each intermediate image in the optical axis direction according to the field curvature of the reduction electron optical system 4, and each intermediate image is reduced and projected onto the wafer 5 by the reduction electron optical system 4. Aberrations that occur during the correction are corrected in advance.

また、縮小電子光学系4は、第1投影レンズ41と第2投影レンズ42とからなる対称磁気タブレットである。第1投影レンズ41の焦点距離をf1、第2投影レンズ42の焦点距離をf2とすると、この2つのレンズ間距離はf1+f2になっている。光軸上AXの中間像は第1投影レンズ41の焦点位置にあり、その像は第2投影レンズの焦点に結ぶ。この像は-f2/f1に縮小される。また、2つのレンズ磁界が互いに逆方向に作用する様に決定されているので、理論上は、球面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面湾曲収差、軸上色収差の5つの収差を除いて他のザイデル収差および回転と倍率に関する色収差が打ち消される。   The reduction electron optical system 4 is a symmetric magnetic tablet including a first projection lens 41 and a second projection lens 42. When the focal length of the first projection lens 41 is f1, and the focal length of the second projection lens 42 is f2, the distance between the two lenses is f1 + f2. The intermediate image on the optical axis AX is at the focal position of the first projection lens 41, and the image is focused on the focus of the second projection lens. This image is reduced to -f2 / f1. In addition, since the two lens magnetic fields are determined so as to act in opposite directions, theoretically, the five aberrations of spherical aberration, isotropic astigmatism, isotropic coma aberration, field curvature aberration, and axial chromatic aberration are determined. Except for aberrations, other Seidel aberrations and chromatic aberrations related to rotation and magnification are canceled out.

6は、複数の中間像からの電子ビームを偏向させて、複数の中間像の像をウエハ5上でX,Y方向に移動させる偏向器である。偏向器6は、収束磁界とMOL 条件を満足する偏向磁界により偏向させるMOL(moving object lens)型の電磁偏向器61と、電界により偏向させる静電偏向器62とで構成されている。光源像の移動距離に応じて電磁偏向器61と静電偏向器62は使い分けられる。7は、偏向器を作動させた際に発生する偏向収差によるフォーカス位置のずれを補正するダイナミックフォーカスコイルであり、8は、同様に偏向により発生する非点収差を補正するダイナミックスティグコイルである。   A deflector 6 deflects electron beams from a plurality of intermediate images and moves the images of the plurality of intermediate images on the wafer 5 in the X and Y directions. The deflector 6 includes an MOL (moving object lens) type electromagnetic deflector 61 that deflects with a converging magnetic field and a deflecting magnetic field that satisfies the MOL condition, and an electrostatic deflector 62 that deflects with an electric field. The electromagnetic deflector 61 and the electrostatic deflector 62 are selectively used according to the moving distance of the light source image. Reference numeral 7 denotes a dynamic focus coil that corrects a focus position shift caused by deflection aberration generated when the deflector is operated, and reference numeral 8 denotes a dynamic stig coil that similarly corrects astigmatism generated by deflection.

91、92は、補正電子光学系で形成された複数の中間像からの電子ビームを平行移動(X,Y 方向)もしく偏向(Z軸に対する傾き)させる複数の静電偏向器で構成される偏向器である。   91 and 92 are constituted by a plurality of electrostatic deflectors that translate (X and Y directions) or deflect (tilt with respect to the Z axis) electron beams from a plurality of intermediate images formed by the correction electron optical system. It is a deflector.

10は、X方向およびY方向にのびる2つシングルナイフエッジを有するファラデーカップである。   10 is a Faraday cup having two single knife edges extending in the X and Y directions.

11は、ウエハ5を載置して移動するXYZ方向に移動可能なXYZステージで、ステージ駆動制御装置23で制御される。   Reference numeral 11 denotes an XYZ stage movable in the XYZ directions on which the wafer 5 is placed and moved, and is controlled by the stage drive controller 23.

ウエハステージに固設されたファラデーカップ10は、XYZステージの位置を検出するレーザ干渉光学系20と共同して、要素電子光学系からの電子ビームが形成する光源像の電荷量をナイフエッジを介して移動しながら検出することにより、光源像の大きさ、その位置(X、Y,Z)、及び要素電子光学系から照射される電流が検出できる。   The Faraday cup 10 fixed to the wafer stage cooperates with the laser interference optical system 20 for detecting the position of the XYZ stage to transfer the charge amount of the light source image formed by the electron beam from the element electron optical system via the knife edge. By detecting while moving, the size of the light source image, its position (X, Y, Z), and the current irradiated from the element electron optical system can be detected.

次に、図5を用いて補正電子光学系3を構成する要素電子光学系について説明する。   Next, the element electron optical system constituting the correction electron optical system 3 will be described with reference to FIG.

図5(A)において、301は一対の電極で構成され、偏向機能を有するブランキング電極であり、302は、透過する電子ビームの形状を規定する開口(AP)を有する開口絞りで、その上にブランキング電極301と電極on/ofするための配線(W)が形成されている。303は、3つの開口電極で構成され、上下の電極を加速電位V0と同じにし、中間の電極を別の電位V1に保った収斂機能を有するユニポテンシャルレンズである。304はユニポテンシャルレンズ302の焦点面上に位置するブランキング開口である。   In FIG. 5 (A), 301 is a blanking electrode composed of a pair of electrodes and having a deflection function, and 302 is an aperture stop having an aperture (AP) that defines the shape of the transmitted electron beam. In addition, a blanking electrode 301 and a wiring (W) for electrode on / of are formed. Reference numeral 303 denotes a unipotential lens having a converging function, which is composed of three aperture electrodes, in which the upper and lower electrodes are the same as the acceleration potential V0 and the intermediate electrode is maintained at another potential V1. 304 is a blanking aperture located on the focal plane of the unipotential lens 302.

コンデンサーレンズ2で略平行にされた電子ビームは、ブランキング電極301と開口(AP)を介し、ユニポテンシャルレンズ302によって、ブランキング開口304上に光源の中間像(MI)を形成する。この時、ブランキング開口304の電極間に電界をかけていないと電子ビーム束305の様にブランキング開口304の開口を透過する。一方、ブランキング開口304の電極間に電界をかけると電子ビーム束306の様にブランキング開口304によって遮断される。また、電子光束305と電子ビーム束306は、ブランキング開口304上(縮小電子光学系の物体面)で互いに異なる角度分布を有するので、図5(B)ように縮小電子光学系の瞳位置(図1のP面上)では電子ビーム束305と電子ビーム束306は互いに異なる領域に入射される。したがって、ブランキング開口304を設ける代わりに電子ビーム束305だけを透過させるブランキング開口304'を縮小電子光学系の瞳位置(図1のP面上)に設けても構わない。それにより補正電子光学系3を構成する他の要素電子光学系のブランキング開口と共用できる。   The electron beam made substantially parallel by the condenser lens 2 forms an intermediate image (MI) of the light source on the blanking aperture 304 by the unipotential lens 302 via the blanking electrode 301 and the aperture (AP). At this time, if no electric field is applied between the electrodes of the blanking opening 304, the opening of the blanking opening 304 is transmitted like the electron beam bundle 305. On the other hand, when an electric field is applied between the electrodes of the blanking opening 304, it is blocked by the blanking opening 304 like the electron beam bundle 306. Further, since the electron beam 305 and the electron beam bundle 306 have different angular distributions on the blanking aperture 304 (object surface of the reduced electron optical system), as shown in FIG. 5B, the pupil position ( On the P plane in FIG. 1, the electron beam bundle 305 and the electron beam bundle 306 are incident on different regions. Therefore, instead of providing the blanking aperture 304, a blanking aperture 304 ′ that transmits only the electron beam bundle 305 may be provided at the pupil position (on the P plane in FIG. 1) of the reduced electron optical system. Accordingly, the correction electron optical system 3 can be shared with the blanking apertures of other element electron optical systems.

本実施例では、収斂作用を有するユニポテンシャルレンズを用いたが、発散作用を有するバイポテンシャルレンズを用いて、虚像の中間像を形成してもかまわない。   In this embodiment, a unipotential lens having a converging action is used. However, a virtual intermediate image may be formed using a dipotential lens having a diverging action.

図1に戻って説明する。補正電子光学系3は、上述した要素電子光学系のそれぞれが形成する中間像の光軸方向の位置が縮小電子光学系4の像面湾曲に応じて異ならしめている。その具体的手段の1つとして、各要素電子光学系を同一のものにし、各要素電子光学系の光軸方向の位置を変えて設置する。もう一つの方法として、各要素電子光学系を同一平面上に設置し、各要素電子光学系の特にユニポテンシャルレンズの電子光学特性(焦点距離、主面位置)を異ならしめて、各中間像の光軸方向の位置を変えるのである。本実施例で採用している後者について、図6を用いて詳細に説明する。   Returning to FIG. In the correction electron optical system 3, the position of the intermediate image formed by each of the above-described element electron optical systems in the optical axis direction is made different according to the curvature of field of the reduction electron optical system 4. As one specific means, the element electron optical systems are made the same, and the position of each element electron optical system is changed in the optical axis direction. As another method, each element electron optical system is installed on the same plane, and the electron optical characteristics (focal length, principal surface position) of each element electron optical system, particularly the unipotential lens, are made different so that the light of each intermediate image can be obtained. The position in the axial direction is changed. The latter employed in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

図6において、2つの同一形状の開口(AP1,AP2)を有する開口しぼり302上に開口毎にブランキング電極が形成されブランキングアレイを構成している。そして、各ブランキング電極は個別に配線され独立に電界をon/offできる。(図7参照)
ユニポテンシャルレンズ303-1、303-2は、電極が形成された3枚のインシュレータ307、308、309を張り合わせられてレンズアレイを構成している。上下の電極(303U,303D)は共通電位に(図8参照)、中間電極(303M)は個別に電位が設定できるように(図9参照)配線されている。ブランキングアレイとレンズアレイは、インシュレータ310を介在させて一体構造となっている。
In FIG. 6, a blanking electrode is formed for each opening on an opening aperture 302 having two openings (AP1, AP2) having the same shape, thereby forming a blanking array. Each blanking electrode is individually wired so that the electric field can be turned on / off independently. (See Figure 7)
The unipotential lenses 303-1 and 303-2 constitute a lens array by bonding three insulators 307, 308, and 309 on which electrodes are formed. The upper and lower electrodes (303U, 303D) are wired to a common potential (see FIG. 8), and the intermediate electrode (303M) is wired so that the potential can be individually set (see FIG. 9). The blanking array and the lens array have an integral structure with an insulator 310 interposed therebetween.

そして、ユニポテンシャルレンズ303-1、303-2の電極形状は同じであるが、中間電極の電位を異ならせているために焦点距離が異なる。よって、電子ビーム束311、312のように各中間像(MI1,MI2)の光軸方向の位置は異なる。   The electrode shapes of the unipotential lenses 303-1 and 303-2 are the same, but the focal lengths are different because the potentials of the intermediate electrodes are different. Therefore, the positions of the intermediate images (MI1, MI2) in the optical axis direction are different like the electron beam bundles 311 and 312.

また、各中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生する非点収差を補正するために、各要素電子光学系は逆の非点収差を発生させている。逆の非点収差を発生させるためユニポテンシャルレンズを構成する開口電極の形状を歪ませている。図10に示すように、ユニポテンシャルレンズ303-1のように開口電極形状が円形でればM方向に分布する電子もS方向に分布する電子も略同じ位置313に中間像を形成する。しかしながらユニポテンシャルレンズ303-3のように開口電極形状が楕円形であると、M方向(短径方向)に分布する電子は、位置314に中間像を形成し、S方向(長径方向)に分布する電子は、位置315に中間像を形成する。   Further, in order to correct astigmatism generated when each intermediate image is reduced and projected onto the exposure surface by the reduced electron optical system 4, each element electron optical system generates reverse astigmatism. In order to generate reverse astigmatism, the shape of the aperture electrode constituting the unipotential lens is distorted. As shown in FIG. 10, if the shape of the aperture electrode is circular like the unipotential lens 303-1, the electrons distributed in the M direction and the electrons distributed in the S direction form an intermediate image at substantially the same position 313. However, when the aperture electrode shape is elliptical like the unipotential lens 303-3, electrons distributed in the M direction (minor axis direction) form an intermediate image at the position 314 and are distributed in the S direction (major axis direction). The electrons that form form an intermediate image at position 315.

よって、縮小電子光学系4の非点収差に応じて、各要素電子光学系のユニポテンシャルレンズの開口電極形状を変えることにより、各中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生する非点収差を補正できる。   Therefore, by changing the aperture electrode shape of the unipotential lens of each element electron optical system according to the astigmatism of the reduced electron optical system 4, each intermediate image is reduced and projected onto the exposure surface by the reduced electron optical system 4. Astigmatism that occurs during the correction can be corrected.

さらに、各中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生するコマ収差を補正するために、各要素電子光学系は逆のコマ収差を発生させている。逆のコマ収差を発生させるために、一つ方法として、各要素電子光学系は、開口絞り302上の開口の中心をユニポテンシャルレンズ303の光軸に対して偏心させている。もう一つ方法として、各要素電子光学系形成された複数の中間像からの電子ビームを偏向器(91、92)によって個別に偏向させている。   Further, in order to correct coma aberration that occurs when each intermediate image is reduced and projected onto the exposure surface by the reduction electron optical system 4, each element electron optical system generates reverse coma aberration. In order to generate the reverse coma aberration, as one method, each element electron optical system decenters the center of the aperture on the aperture stop 302 with respect to the optical axis of the unipotential lens 303. As another method, electron beams from a plurality of intermediate images formed by the respective element electron optical systems are individually deflected by deflectors (91, 92).

さらに、複数の中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮小投影される際に発生する歪曲収差を補正するために、予め縮小電子光学系4の歪曲特性を知り、それに基づいて、縮小電子光学系4の光軸と直交する方向の各要素電子光学系の位置を設定している。   Furthermore, in order to correct distortion aberration that occurs when a plurality of intermediate images are reduced and projected onto the exposure surface by the reduced electron optical system 4, the distortion characteristics of the reduced electron optical system 4 are known in advance, and reduction is performed based on the distortion characteristics. The position of each element electron optical system in the direction orthogonal to the optical axis of the electron optical system 4 is set.

〔動作の説明〕
各要素電子光学系(31、32)によってウエハ5上に形成される光源像(I1,I2)は、図11(A)に示すように、各要素電子光学系の走査フィールドを各基準位置(A,B)を起点として一定の同一移動量を偏光器6により得て、ウエハを露光し、順に(図中の矢印のように)つぎの露光位置に偏向されウエハを露光する。同図において各升目は、一つの光源像が露光する領域を示し、ハッチングされた升目が露光するべき領域であり、ハッチングされていない升目が露光しない領域であることを示す。
[Description of operation]
As shown in FIG. 11A, the light source image (I1, I2) formed on the wafer 5 by each element electron optical system (31, 32) indicates the scanning field of each element electron optical system at each reference position ( A fixed amount of movement is obtained by the polarizer 6 starting from A, B), the wafer is exposed, and sequentially deflected to the next exposure position (as indicated by the arrows in the figure) to expose the wafer. In the figure, each cell represents an area exposed by one light source image, and a hatched cell is an area to be exposed, and an unhatched cell is an unexposed area.

CPU12は、図11(A)ような露光パターンのパターンデータが入力されると、各要素電子光学系毎の走査フィールドに分割し、図11(B)に示すように、各走査フィールド毎の起点位置(A,B)を基準とした露光位置の位置データ(dx,dy)と、その露光位置における、各走査フィールド毎に露光するかどうかの露光データ(ハッチングされた升目を1、ハッチングされていない升目を0とする)とを一組の露光制御データとする。そして、露光制御データを露光順に並べた露光制御データファイルを作成する。(各要素電子光学系の走査フィールドは各基準位置(A,B)を起点として一定の同一移動量を偏向器6により得ているので、一つの位置データに対し複数の走査フィールドの露光データが組み合わせられる。)
更に、露光制御データの中で、すべての走査フィールドで露光しないすなわちすべての露光データが0である露光制御データは削除し(図11(B)のDELで囲まれた露光データ)、図11(C)に示すような露光制御データファイルに作成し直す。そして、その露光制御データファイルをインターフェース13を介してメモリ19に記憶させる。
When the pattern data of the exposure pattern as shown in FIG. 11 (A) is input, the CPU 12 divides it into scanning fields for each element electron optical system, and as shown in FIG. 11 (B), the starting point for each scanning field. Position data (dx, dy) of the exposure position with reference to the position (A, B) and exposure data (whether the hatched cell is 1, hatched at each exposure field) A set of exposure control data. Then, an exposure control data file in which the exposure control data is arranged in the order of exposure is created. (Because the scanning field of each element electron optical system is obtained from the reference position (A, B) as a starting point, the same amount of movement is obtained by the deflector 6, the exposure data of a plurality of scanning fields for one position data Can be combined.)
Further, in the exposure control data, the exposure control data that is not exposed in all the scanning fields, that is, all the exposure data is 0 is deleted (exposure data surrounded by DEL in FIG. 11B), and FIG. Recreate the exposure control data file as shown in C). Then, the exposure control data file is stored in the memory 19 via the interface 13.

また、入力されるパターンがある特定の周期(ピッチ)の繰り返しパターンが多い場合(例えば、セルピッチに対応した周期のパターンが多いDRAMの回路パターン)は、各走査フィールドの起点位置間隔がその特定の周期(ピッチ)の整数倍になるように各走査フィールドの起点位置(ウエハ上での、各要素電子光学系を介して形成される光源位置の間隔)を設定する。それにより、すべての露光データが0である露光制御データが増加し、よりデータが圧縮できる。その具体的方法としては、縮小電子光学系4の倍率を調整する方法(第1投影レンズ41と第2投影レンズ42のそれぞれの焦点距離を倍率調整回路22によって変化させる)と、各要素電子光学系が形成する中間像位置を偏向器91、92によって調整する方法とがある。   In addition, when the input pattern has a large number of repetitive patterns with a specific period (pitch) (for example, a circuit pattern of a DRAM with a large number of patterns corresponding to the cell pitch), the start position interval of each scanning field is set to the specific pattern. The starting position of each scanning field (interval between light source positions formed via each element electron optical system on the wafer) is set so as to be an integral multiple of the period (pitch). Thereby, the exposure control data in which all exposure data is 0 increases, and the data can be further compressed. Specifically, the magnification of the reduction electron optical system 4 is adjusted (the focal length of each of the first projection lens 41 and the second projection lens 42 is changed by the magnification adjustment circuit 22), and each element electron optics. There is a method of adjusting the position of an intermediate image formed by the system by deflectors 91 and 92.

また、ウエハ5上に既にパターンが形成されていて、そのパターンに本装置に入力されたパターンを重ね焼きする場合、ウエハが重ね焼きする以前に通ったプロセスによりウエハが伸縮し、既に形成されているパターンも伸縮していることがある。そこで、本装置では、図示されていないアライメント装置(ウエハマーク位置検出装置)により、ウエハ5上の少なくとも2つウエハアライメントマークの位置を検出し、既に形成されているパターンの伸縮率を検出する。そして検出された伸縮率に基づいて、縮小電子光学系4の倍率を倍率調整回路22により調整し光源像の間隔を伸縮させるとともに、偏光器6のゲインを偏向制御回路21により調整して光源像の移動量を伸縮させる。よって、伸縮を受けたパターンに対しても、良好な重ね焼きが達成できる。   In addition, when a pattern has already been formed on the wafer 5 and a pattern input to the apparatus is overprinted on the pattern, the wafer has already been formed by expansion and contraction by a process that was performed before the wafer was overprinted. The pattern that is also stretched. Therefore, in this apparatus, the position of at least two wafer alignment marks on the wafer 5 is detected by an alignment apparatus (wafer mark position detection apparatus) (not shown), and the expansion / contraction ratio of the already formed pattern is detected. Based on the detected expansion / contraction ratio, the magnification of the reduction electron optical system 4 is adjusted by the magnification adjusting circuit 22 to expand / contract the interval between the light source images, and the gain of the polarizer 6 is adjusted by the deflection control circuit 21 to adjust the light source image. Stretch the amount of movement. Therefore, good overprinting can be achieved even for a pattern subjected to expansion and contraction.

再度、図1にもどり、本実施例の動作について説明する。CPU12により、露光システムのキャリブレーション命令が出されると、シーケンスコントローラ14は、フォーカス制御回路15を介して、補正電子光学系3の各要素電子光学系が形成する中間像の光軸方向の位置を予め決められた位置に設定する様に各要素電子光学系の中間電極の電位を設定する。   Returning again to FIG. 1, the operation of this embodiment will be described. When a calibration command for the exposure system is issued by the CPU 12, the sequence controller 14 determines the position in the optical axis direction of the intermediate image formed by each element electron optical system of the correction electron optical system 3 via the focus control circuit 15. The potential of the intermediate electrode of each element electron optical system is set so as to be set at a predetermined position.

そして、システムコントローラ14は、要素電子光学系31からの電子ビームだけがXYZステージ11側に照射するようにブランキング制御回路16を制御して、要素電子光学系31以外のブランキング電極を作動させる(ブランキングon)。同時に駆動制御装置17によってXYZステージ11を駆動させ、要素電子光学系31からの電子ビームにより形成される光源像近傍にファラデーカップ10を移動させ、その時のXYZステージ11の位置をレーザ干渉計20によって検出する。そして、XYZステージ11の位置の検出およびXYZステージの移動をしながら要素電子光学系31からの電子ビームにより形成される光源像をファラデーカップ10で検出して、その光源像の位置、大きさ、照射される電流を検出する。その光源像が予め決められた大きさになる位置(X1,Y1,Z1)とその時の照射される電流I1を検知する。   Then, the system controller 14 controls the blanking control circuit 16 so that only the electron beam from the element electron optical system 31 is irradiated to the XYZ stage 11 side, and operates the blanking electrodes other than the element electron optical system 31. (Blanking on). At the same time, the drive controller 17 drives the XYZ stage 11 to move the Faraday cup 10 in the vicinity of the light source image formed by the electron beam from the element electron optical system 31, and the position of the XYZ stage 11 at that time is moved by the laser interferometer 20. To detect. Then, while detecting the position of the XYZ stage 11 and moving the XYZ stage, the Faraday cup 10 detects the light source image formed by the electron beam from the element electron optical system 31, and the position, size, Detect the current applied. The position (X1, Y1, Z1) at which the light source image has a predetermined size and the current I1 irradiated at that time are detected.

つぎに、要素電子光学系32からの電子ビームだけがXYZステージ11側に照射するようにブランキング制御回路16を制御して、要素電子光学系32以外のブランキング電極を作動させる。同時に駆動制御装置17によってXYZステージ11を駆動させ、要素電子光学系31からの電子ビームにより形成される光源像近傍にファラデーカップ10を移動させ、その時のXYZステージ11の位置をレーザ干渉計20によって検出する。そして、XYZステージ11の位置の検出およびXYZステージの移動をしながら要素電子光学系32からの電子ビームにより形成される光源像をファラデーカップ10で検出して、その光源像の位置、大きさ、その時の照射される電流を検出する。その光源像が予め決められた大きさになる位置(X2,Y2,Z2)とその時の照射電流I2を検知する。   Next, the blanking control circuit 16 is controlled so that only the electron beam from the element electron optical system 32 is irradiated to the XYZ stage 11 side, and the blanking electrodes other than the element electron optical system 32 are operated. At the same time, the drive controller 17 drives the XYZ stage 11 to move the Faraday cup 10 in the vicinity of the light source image formed by the electron beam from the element electron optical system 31, and the position of the XYZ stage 11 at that time is moved by the laser interferometer 20. To detect. Then, while detecting the position of the XYZ stage 11 and moving the XYZ stage, the light source image formed by the electron beam from the element electron optical system 32 is detected by the Faraday cup 10, and the position, size, The current irradiated at that time is detected. The position (X2, Y2, Z2) where the light source image becomes a predetermined size and the irradiation current I2 at that time are detected.

そして、検出結果に基づいて、シーケンスコントローラは、要素電子光学系31、32からの電子ビームにより形成される各光源像のXY方向の位置を予め決められた相対的位置関係に位置させる為に、光軸アライメント制御回路18を介して、偏向器91、92により各中間像をXY方向に平行移動させる。また、要素電子光学系31、32からの電子ビームにより形成される各光源像のZ方向の位置を予め決められた範囲内に位置させる為にフォーカス制御回路15を介して各要素電子光学系の中間電極の電位を設定しなおす。さらに、検出された各要素電子光学系のウエハ上に照射する電流をメモリ19に記憶させる。   Based on the detection result, the sequence controller places the position in the XY direction of each light source image formed by the electron beams from the element electron optical systems 31 and 32 in a predetermined relative positional relationship. Each intermediate image is translated in the XY directions by deflectors 91 and 92 via the optical axis alignment control circuit 18. Further, in order to position the position in the Z direction of each light source image formed by the electron beams from the element electron optical systems 31 and 32 within a predetermined range, each element electron optical system is connected via a focus control circuit 15. Reset the potential of the intermediate electrode. Further, the detected current to be irradiated onto the wafer of each element electron optical system is stored in the memory 19.

次に、CPU12の命令によりパターンの露光が開始されると、シーケンスコントローラ14は、予めメモリ19に入力されたウエハ5に塗布されたレジストの感度と、前述したようにメモリ19に記憶された各要素電子光学系毎のウエハ上への照射電流とに基づいて、各要素電子光学系が形成する光源像の露光位置での露光時間(露光位置での光源像の滞在時間)を、要素電子光学系毎に算出し、ブランキング制御回路16に送信する。また、シーケンスコントローラ14は、前述したようにメモリ19に記憶されている露光制御ファイルをブランキング制御回路16に送信する。ブランキング制御回路16では、要素電子光学系毎のブランキングOFF時間(露光時間)を設定し、また送信されてきた露光制御ファイルの中にある、要素電子光学系毎の露光データと要素電子光学系毎のブランキングOFF時間(露光時間)とに基づいて、図12に示すようなブランキング信号を各要素電子光学系に偏向制御回路21と同期して送信し、要素電子光学系毎の露光タイミング、露光量が制御される。(フィールド1に比べフィールド2の方が各露光位置での露光時間が長い)
また一方、シーケンスコントローラ14は、前述したようにメモリ19に記憶されている露光制御ファイルを偏向制御回路21に送信する。偏向制御回路2では、送信されてきた露光制御ファイルの中にある、位置データ基づいて、偏向制御信号、フォーカス制御信号、非点補正信号のそれぞれをD/Aを介して偏向器6、ダイナミックフォーカスコイル7、ダイナミックスティグコイル8にブランキング制御回路16と同期して送信、ウエハ上での複数の光源像の位置が制御される。
Next, when the exposure of the pattern is started by a command of the CPU 12, the sequence controller 14 reads the sensitivity of the resist applied to the wafer 5 previously input to the memory 19 and each of the memories stored in the memory 19 as described above. Based on the irradiation current on the wafer for each element electron optical system, the exposure time at the exposure position of the light source image formed by each element electron optical system (the residence time of the light source image at the exposure position) is It is calculated for each system and transmitted to the blanking control circuit 16. In addition, the sequence controller 14 transmits the exposure control file stored in the memory 19 to the blanking control circuit 16 as described above. The blanking control circuit 16 sets the blanking OFF time (exposure time) for each element electron optical system, and the exposure data and element electron optics for each element electron optical system in the transmitted exposure control file. Based on the blanking OFF time (exposure time) for each system, a blanking signal as shown in FIG. 12 is transmitted to each element electron optical system in synchronization with the deflection control circuit 21, and exposure for each element electron optical system is performed. Timing and exposure amount are controlled. (The exposure time at each exposure position is longer in field 2 than in field 1)
On the other hand, the sequence controller 14 transmits the exposure control file stored in the memory 19 to the deflection control circuit 21 as described above. In the deflection control circuit 2, based on the position data in the transmitted exposure control file, the deflection control signal, the focus control signal, and the astigmatism correction signal are respectively transmitted via the D / A to the deflector 6, the dynamic focus. Transmission is performed in synchronization with the blanking control circuit 16 to the coil 7 and the dynamic stig coil 8, and the positions of a plurality of light source images on the wafer are controlled.

偏向器を作動させた際に発生する偏向収差によるフォーカス位置のずれをダイナミックフォーカスコイルだけでは補正しきれない場合は、光源像のZ方向の位置を予め決められた範囲内に位置させる為にフォーカス制御回路15を介して各要素電子光学系の中間電極の電位を調整して中間像の光軸方向の位置を変えても良い。   If the focus position shift due to deflection aberration that occurs when the deflector is actuated cannot be corrected with just the dynamic focus coil, the focus is set so that the position of the light source image in the Z direction is within a predetermined range. The position of the intermediate image in the optical axis direction may be changed by adjusting the potential of the intermediate electrode of each element electron optical system via the control circuit 15.

〔要素電子光学系の他の実施例1〕
図13(A)を用いて要素電子光学系の他の実施例1について説明する。同図中、第5図と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
[Other Example 1 of Element Electron Optical System]
Another example 1 of the element electron optical system will be described with reference to FIG. In the figure, the same components as those in FIG.

図5の要素電子光学系と大きく異なる点は、開口絞り上の開口形状、ブランキング電極である。この開口(AP)は、ユニポテンシャルレンズ303の光軸近傍に入射する電子ビームを遮蔽し、ホロビーム(中空円筒ビーム)状の電子ビームを形成するもである。ブランキング電極321はこの開口形状に適したブランキング電極で、一対の円筒電極により構成されている。   The main difference from the element electron optical system of FIG. 5 is the aperture shape on the aperture stop and the blanking electrode. This aperture (AP) shields the electron beam incident in the vicinity of the optical axis of the unipotential lens 303 and forms a holo-beam (hollow cylindrical beam) -shaped electron beam. The blanking electrode 321 is a blanking electrode suitable for this opening shape, and is composed of a pair of cylindrical electrodes.

コンデンサーレンズ2で略平行にされた電子ビームは、ブランキング電極321と開口絞り322を介し、ユニポテンシャルレンズ302によって、ブランキング開口304上に光源の中間像を形成する。この時、ブランキング開口304の電極間に電界をかけていないと電子ビーム束323の様にブランキング開口304の開口を透過する。一方、ブランキング開口304の電極間に電界をかけると電子ビームは偏向され、電子ビーム束324の様にブランキング開口304によって遮断される。また、電子ビーム束323と電子光束324は、ブランキング開口304上(縮小電子光学系の物体面)で互いに異なる角度分布を有するので、図13(B)ように縮小電子光学系の瞳位置(図1のP)では電子ビーム束323と電子ビーム束324は互いに異なる領域に入射される。したがって、ブランキング開口304を設ける代わりに電子ビーム束323だけを透過させるブランキング開口304'を縮小電子光学系の瞳位置に設けても構わない。それにより補正電子光学系3を構成する他の要素電子光学系のブランキング開口と共用できる。   The electron beam made substantially parallel by the condenser lens 2 forms an intermediate image of the light source on the blanking aperture 304 by the unipotential lens 302 via the blanking electrode 321 and the aperture stop 322. At this time, if no electric field is applied between the electrodes of the blanking opening 304, the opening of the blanking opening 304 is transmitted like the electron beam bundle 323. On the other hand, when an electric field is applied between the electrodes of the blanking opening 304, the electron beam is deflected and blocked by the blanking opening 304 like the electron beam bundle 324. Further, since the electron beam bundle 323 and the electron beam 324 have different angular distributions on the blanking aperture 304 (the object surface of the reduced electron optical system), the pupil position of the reduced electron optical system (see FIG. 13B). In FIG. 1P), the electron beam bundle 323 and the electron beam bundle 324 are incident on different regions. Therefore, instead of providing the blanking aperture 304, a blanking aperture 304 ′ that transmits only the electron beam bundle 323 may be provided at the pupil position of the reduced electron optical system. Accordingly, the correction electron optical system 3 can be shared with the blanking apertures of other element electron optical systems.

また、ホロビーム(中空円筒ビーム)状の電子ビームは、中空でない電子ビーム(例えばガウスビーム)に比べ空間電荷効果が小さいので、電子ビームをウエハ上に集束してぼけの小さい光源像がウエハ上に形成できる。すなわち、各要素電子光学系からの電子ビームが縮小電子光学系4の瞳面Pを通過する際、瞳面上での電子ビームの電子密度分布を周辺部の電子密度が中央部の電子密度より大とせしめることにより、上記効果が得られる。そしてそのような瞳面P上での電子密度分布は、本実施例のように縮小電子光学系4の瞳面Pとほぼ共役位置に設けられた開口絞り320上の開口(中心部が遮光された開口)によって達成できる。   In addition, since the electron beam in the form of a hollow beam (hollow cylindrical beam) has a smaller space charge effect than a non-hollow electron beam (for example, a Gaussian beam), the electron beam is focused on the wafer, and a light source image with a small blur is formed on the wafer. Can be formed. That is, when the electron beam from each element electron optical system passes through the pupil plane P of the reduction electron optical system 4, the electron density distribution of the electron beam on the pupil plane is such that the electron density in the peripheral part is higher than the electron density in the central part. By increasing the size, the above effect can be obtained. The electron density distribution on the pupil plane P is such that the aperture (center portion is shielded from light) on the aperture stop 320 provided at a position substantially conjugate with the pupil plane P of the reduction electron optical system 4 as in this embodiment. Open).

〔要素電子光学系の他の実施例2〕
次に、図14(A)を用いて要素電子光学系の他の実施例2について説明する。同図中、図5または図13と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
[Other Embodiment 2 of Element Electron Optical System]
Next, another example 2 of the element electron optical system will be described with reference to FIG. In the figure, the same components as those in FIG. 5 or FIG.

図5の要素電子光学系と大きく異なる点は、開口絞り上の開口形状(図13(A)の開口絞りと同形状)、ブランキング電極がない点である。   The main differences from the element electron optical system of FIG. 5 are the aperture shape on the aperture stop (the same shape as the aperture stop in FIG. 13A) and the absence of blanking electrodes.

コンデンサーレンズ2で略平行にされた電子ビームは、開口絞り322を介し、ユニポテンシャルレンズ302によって、ブランキング開口304上に光源の中間像を形成する。この時、ユニポテンシャルレンズ302の中間電極を所定の電位にしておけば電子ビームは収斂され電子ビーム束330の様にブランキング開口304の開口を透過する。一方、ユニポテンシャルレンズ302の中間電極を他の電極の電位と同じにすると電子ビームは収斂されず、電子ビーム束331の様にブランキング開口304によって遮断される。ユニポテンシャルレンズ302の中間電極の電位を変化させることによりブランキングが制御できる。   The electron beam made substantially parallel by the condenser lens 2 forms an intermediate image of the light source on the blanking aperture 304 by the unipotential lens 302 via the aperture stop 322. At this time, if the intermediate electrode of the unipotential lens 302 is set to a predetermined potential, the electron beam is converged and transmitted through the blanking opening 304 like the electron beam bundle 330. On the other hand, when the intermediate electrode of the unipotential lens 302 is set to the same potential as the other electrodes, the electron beam is not converged and is blocked by the blanking opening 304 like the electron beam bundle 331. Blanking can be controlled by changing the potential of the intermediate electrode of the unipotential lens 302.

また、電子ビーム束331と電子ビーム束332は、ブランキング開口304上(縮小電子光学系の物体面)で互いに異なる角度分布を有するので、図14(B)ように縮小電子光学系の瞳位置(図1のP)では電子光束330と電子光束331は互いに異なる領域に入射される。したがって、ブランキング開口304を設ける代わりに電子ビーム束330だけを透過させるブランキング開口304'を縮小電子光学系の瞳位置に設けても構わない。それにより補正電子光学系3を構成する他の要素電子光学系のブランキング開口と共用できる。   Further, since the electron beam bundle 331 and the electron beam bundle 332 have different angular distributions on the blanking aperture 304 (object surface of the reduced electron optical system), the pupil position of the reduced electron optical system as shown in FIG. (P in FIG. 1), the electron beam 330 and the electron beam 331 are incident on different regions. Therefore, instead of providing the blanking aperture 304, a blanking aperture 304 ′ that transmits only the electron beam bundle 330 may be provided at the pupil position of the reduced electron optical system. Accordingly, the correction electron optical system 3 can be shared with the blanking apertures of other element electron optical systems.

(実施例2)
〔露光系の構成要素説明〕
図15は本発明に係る電子ビーム露光装置の実施例2を示す図である。同図中、図1と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Example 2)
[Explanation of exposure system components]
FIG. 15 is a view showing Embodiment 2 of the electron beam exposure apparatus according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIG.

図15において、電子銃1の光源から放射される電子は、その前側焦点位置が前記光源位置にあるコンデンサーレンズ2によって略平行の電子ビームとなる。略平行な電子ビームは、第13図で説明された要素電子光学系が光軸に直交する方向に複数配列して形成された要素電子光学系アレイ130(実施例1の補正電子光学系3に相当する)に入射し、複数の中間像を形成する。要素電子光学系アレイ130は、同一の電子光学特性を有する要素電子光学系が複数配列されたサブアレイが複数あり、少なくとも2つのサブアレイ間では、それぞれに属する要素電子光学系の電子光学特性が異なる。要素電子光学系アレイ130の詳細については後述する。   In FIG. 15, the electrons emitted from the light source of the electron gun 1 become a substantially parallel electron beam by the condenser lens 2 whose front focal position is at the light source position. A substantially parallel electron beam is formed by an element electron optical system array 130 formed by arranging a plurality of element electron optical systems described in FIG. 13 in a direction perpendicular to the optical axis (in the correction electron optical system 3 of the first embodiment). To form a plurality of intermediate images. The element electron optical system array 130 includes a plurality of subarrays in which a plurality of element electron optical systems having the same electron optical characteristics are arranged, and the electron optical characteristics of the element electron optical systems belonging to each of the at least two subarrays are different. Details of the element electron optical system array 130 will be described later.

140はサブアレイに入射する電子ビームを偏向(Z軸に対する傾き)させる偏向器であり、サブアレイ毎に設置されている。偏向器140の機能は、コンデンサーレンズ2の収差により異なる位置のサブアレイに入射する電子ビームの入射角の違いをサブアレイ毎に補正するものである。   Reference numeral 140 denotes a deflector that deflects (tilts with respect to the Z axis) an electron beam incident on the subarray, and is installed for each subarray. The function of the deflector 140 is to correct the difference in the incident angle of the electron beam incident on the sub-arrays at different positions due to the aberration of the condenser lens 2 for each sub-array.

150はサブアレイが形成する複数中間像の電子ビームを平行移動(X、Y方向)及び偏向(Z軸に対する傾き)する偏向器である。実施例1の91、92に相当するもので、その違いはサブアレイからの複数の電子ビームをまとめて平行移動及び偏向する点である。   Reference numeral 150 denotes a deflector that translates (X and Y directions) and deflects (tilts with respect to the Z axis) the electron beams of a plurality of intermediate images formed by the subarray. This corresponds to 91 and 92 in the first embodiment, and the difference is that a plurality of electron beams from the subarray are translated and deflected together.

要素電子光学系アレイ130によって形成された複数の中間像は、縮小電子光学系100と縮小電子光学系4によってウエハ5に縮小投影される。   A plurality of intermediate images formed by the element electron optical system array 130 are reduced and projected onto the wafer 5 by the reduced electron optical system 100 and the reduced electron optical system 4.

本実施例では、露光装置を大型化せずにその縮小率を小さくする為に2段階の縮小を採用している。縮小電子光学系100は、縮小電子光学系4と同様に第1投影レンズ101と第2投影レンズ102よって構成されている。すなわち、縮小電子光学系4と縮小電子光学系100とで一つの縮小電子光学系を構成している。   In this embodiment, two-stage reduction is adopted in order to reduce the reduction ratio without increasing the size of the exposure apparatus. The reduction electron optical system 100 includes a first projection lens 101 and a second projection lens 102 as in the reduction electron optical system 4. That is, the reduced electron optical system 4 and the reduced electron optical system 100 constitute one reduced electron optical system.

110は、リフォーカスコイルで、要素電子光学系アレイからの電子ビームの数が多くなると実質的に縮小電子光学系に入射するビームサイズが大きくなり、空間電荷効果により光源像にぼけが発生するので、これを補正するために、シーケンスコントローラ14から得たウエハに照射する光源像の数(offになるブランキング電極の数)に基づいて、フォーカス位置を制御するものである。   110 is a refocusing coil. When the number of electron beams from the element electron optical system array increases, the beam size incident on the reduced electron optical system substantially increases, and the light source image is blurred due to the space charge effect. In order to correct this, the focus position is controlled based on the number of light source images irradiated to the wafer obtained from the sequence controller 14 (the number of blanking electrodes turned off).

120は、縮小電子光学系100の瞳面に位置し、要素電子光学系アレイを構成する要素電子光学系の共通のブランキング開口であり、第13図の304'に相当する。   120 is a common blanking aperture of the element electron optical system which is located on the pupil plane of the reduction electron optical system 100 and constitutes the element electron optical system array, and corresponds to 304 'in FIG.

次に、図16を用いて要素電子光学系アレイ130について説明する。同図は要素電子光学系アレイ130を電子銃1側から見た図である。   Next, the element electron optical system array 130 will be described with reference to FIG. This figure shows the element electron optical system array 130 as viewed from the electron gun 1 side.

要素電子光学系アレイ130は、図13で説明された要素電子光学系を配列したもので、複数の開口とそれに対応するブランキング電極及びその配線が一つの基板上に形成されたブランキングアレイと、ユニポテンシャルレンズを構成する電極をインシュレータを介在させて一つの基板に積層させたレンズアレイとで構成され、各開口とそれに対応するユニポテンシャルレンズが向かい合うようにブランキングアレイとレンズアレイとを位置させ結合されている。   The element electron optical system array 130 is an arrangement of the element electron optical systems described in FIG. 13, and includes a blanking array in which a plurality of openings, blanking electrodes corresponding to the openings, and wirings thereof are formed on one substrate. The lens array is composed of a lens array in which electrodes constituting a unipotential lens are laminated on a single substrate with an insulator interposed, and the blanking array and the lens array are positioned so that each aperture and the corresponding unipotential lens face each other. Combined.

130A〜130Gは、複数の要素電子光学系で構成されているサブアレイである。例えばサブアレイ130Aでは要素電子光学系130A-1から130A-16の16個の要素電子光学系が形成されている。そして一つのサブアレイ内では補正する収差量はほぼ同じか、許容範囲内であるので、要素電子光学系130A-1から130A-16のユニポテンシャルレンズは、同一開口電極形状で同一の電位が印可されている。よって電極に個別の電位を印可するための配線が不要となっている。但し、ブランキング電極は、実施例1同様個別の配線が必要である。   130A to 130G are subarrays each including a plurality of element electron optical systems. For example, in the subarray 130A, 16 element electron optical systems 130A-1 to 130A-16 are formed. Since the amount of aberration to be corrected in one subarray is almost the same or within the allowable range, the unipotential lenses of the element electron optical systems 130A-1 to 130A-16 are applied with the same potential with the same aperture electrode shape. ing. Accordingly, wiring for applying individual potentials to the electrodes is not necessary. However, the blanking electrode requires individual wiring as in the first embodiment.

もちろんサブアレイを更に複数のサブサブアレイに分け、サブサブアレイ毎に要素電子光学系の電子光学特性(焦点距離、非点収差、コマ収差等)を同一にしても良い。もちろんその時はサブサブアレイ毎に中間電極の配線が必要となる。   Of course, the sub-array may be further divided into a plurality of sub-sub-arrays, and the electron-optical characteristics (focal length, astigmatism, coma aberration, etc.) of the element electron optical system may be the same for each sub-sub-array. Of course, wiring of the intermediate electrode is required for each sub-subarray at that time.

〔動作の説明〕
実施例1と異なる点に関し説明する。
[Description of operation]
Differences from the first embodiment will be described.

まず、露光システムの校正キャリブレーションをする場合、実施例1では、全ての光源像について、その光源像が予め決められた大きさになる位置(X,Y,Z)とその時の照射電流Iを検知していたが、本実施例では、サブアレイを代表する少なくとも1の光源像を検出する。その検出結果に基づいて、シーケンスコントローラは、サブアレイを代表する要素電子光学系の各光源像のXY方向の位置を予め決められた相対的位置関係に位置させる為に、光軸アライメント制御回路18を介して、偏向器150によりサブアレイ内の各中間像を縮小電子光学系の光軸と直交する方向に同じ量だけ平行移動させる。また、そのサブアレイを代表する要素電子光学系の各光源像のZ方向の位置を予め決められた範囲内に位置させる為に、フォーカス制御回路15を介して各サブアレイの中間電極の電位を設定しなおす。さらに、検出されたサブアレイ代表の要素電子光学系の照射電流を、同一のサブアレイ内の各要素電子光学系の照射電流として、メモリ19に記憶させる。   First, when performing calibration calibration of an exposure system, in the first embodiment, for all light source images, the position (X, Y, Z) at which the light source image becomes a predetermined size and the irradiation current I at that time are determined. In this embodiment, at least one light source image representing the subarray is detected. Based on the detection result, the sequence controller sets the optical axis alignment control circuit 18 in order to position the position of each light source image of the element electron optical system representing the subarray in the XY direction in a predetermined relative positional relationship. Accordingly, the deflector 150 translates each intermediate image in the sub-array by the same amount in the direction orthogonal to the optical axis of the reduced electron optical system. In addition, in order to position the position in the Z direction of each light source image of the element electron optical system representing the subarray within a predetermined range, the potential of the intermediate electrode of each subarray is set via the focus control circuit 15. fix. Further, the detected irradiation current of the element electron optical system representative of the subarray is stored in the memory 19 as the irradiation current of each element electron optical system in the same subarray.

サブアレイ内の各要素電子光学系によってウエハ5上に形成される光源像は、図17に示すように、各要素電子光学系の走査フィールドを各基準位置(黒丸)を起点として同一の移動量を偏向器6により得て、各要素電子光学系の走査フィールドが隣接してウエハを露光する。すると、全てのサブアレイにより、図18のようにウエハを露光する。そして、偏光器7によりY方向にLyステップし、各要素電子光学系の走査フィールドを各基準位置(黒丸)を起点として同一の移動量を偏向器6により得て、ウエハを露光する。以上を4回繰り返すことに図19のように、各サブアレイの露光フィールドが隣接した露光フィールドが形成される。   As shown in FIG. 17, the light source image formed on the wafer 5 by each element electron optical system in the subarray has the same movement amount starting from each reference position (black circle) as the scanning field of each element electron optical system. Obtained by the deflector 6, the scanning field of each element electron optical system is adjacent to expose the wafer. Then, the wafer is exposed by all the subarrays as shown in FIG. Then, the light is stepped Ly in the Y direction by the polarizer 7, and the scanning field of each element electron optical system is obtained from the reference position (black circle) as the starting point by the deflector 6 to expose the wafer. By repeating the above four times, an exposure field adjacent to the exposure field of each subarray is formed as shown in FIG.

(実施例3)
〔露光系の構成要素説明〕
図20は本発明に係る電子ビーム露光装置の実施例3を示す図である。同図中、図1及び図15と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
(Example 3)
[Explanation of exposure system components]
FIG. 20 is a view showing Embodiment 3 of the electron beam exposure apparatus according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIGS. 1 and 15 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施例は実施例2に電子ビームを減速する電極もしくは加速する電極を少なくとも1つを付加した点と、光源形状を可変できる手段を設けた点である。   In the present embodiment, at least one electrode for decelerating or accelerating the electron beam is added to the second embodiment, and means for changing the light source shape is provided.

要素電子光学系アレイ130を構成する静電レンズであるユニポテンシャルレンズは、エネルギーの低い電子であればあるほど小型な電子レンズを達成出来る。   The unipotential lens, which is an electrostatic lens constituting the element electron optical system array 130, can achieve a smaller electron lens as the energy is lower.

しかしながら、電子銃1からの電子ビームを多く取り出す為にアノード電圧を高める必要があり、その結果、電子銃からの電子はエネルギーが高くなることがある。そこで本実施例では、図中のDCEの様な減速用電極を電子銃1と要素電子光学系アレイ130との間に設けている。減速用電極とはアノードに対して電位の低い電極であって、それにより要素電子光学系アレイ130に入射する電子のエネルギーを調整している。その形状は図中(A)のような要素電子光学系のそれぞれに対応した開口を有するタイプと図中(B)ようなサブアレイのそれぞれに対応した開口を有するタイプがある。   However, it is necessary to increase the anode voltage in order to extract many electron beams from the electron gun 1, and as a result, the electrons from the electron gun may have high energy. Therefore, in this embodiment, a deceleration electrode such as DCE in the figure is provided between the electron gun 1 and the element electron optical system array 130. The deceleration electrode is an electrode having a lower potential than the anode, and thereby adjusts the energy of electrons incident on the element electron optical system array 130. The shape includes a type having an opening corresponding to each of the element electron optical systems as shown in FIG. 5A and a type having an opening corresponding to each of the sub-arrays as shown in FIG.

縮小電子光学系(4、100)は、電子ビームのエネルギーが低いと空間電荷効果によりウエハ上での電子ビームの集束性が悪くなるので、ユニポテンシャルレンズからの電子ビームのエネルギーを高める(加速する)必要がある。そこで本実施例では、図中のACEの様な加速用電極を要素電子光学系アレイ130と縮小電子光学系(4、100)との間にを設けている。加速用電極とは要素電子光学系アレイに対して電位の高い電極であって、それにより縮小電子光学系(4、100)に入射する電子のエネルギーを調整している。減速用電極と同様に、その形状は図中(A)のような要素電子光学系のそれぞれに対応した開口を有するタイプと図中(B)ようなサブアレイのそれぞれに対応した開口を有するタイプがある。   The reduced electron optical system (4, 100) increases (accelerates) the energy of the electron beam from the unipotential lens because the electron beam focusing on the wafer becomes worse due to the space charge effect when the energy of the electron beam is low. )There is a need. Therefore, in this embodiment, an acceleration electrode such as ACE in the figure is provided between the element electron optical system array 130 and the reduced electron optical system (4, 100). The acceleration electrode is an electrode having a high potential with respect to the element electron optical system array, and thereby adjusts the energy of electrons incident on the reduced electron optical system (4, 100). Similar to the electrode for deceleration, the shape is a type having an opening corresponding to each of the element electron optical systems as shown in (A) in the figure and a type having an opening corresponding to each of the sub-arrays as shown in (B) in the figure. is there.

実施例1、2および本実施例においても、光源像をウエハ上に転写し、走査することにより所望の露光パターンを形成している。その光源像の大きさは露光パターンの最小線幅の1/5から1/10に設定される。したがって、露光パターンの最小線幅によって光源の大きさを変更することにより、露光の為の光源像移動ステップの数を最小にできる。そこで本実施例では、図中の160のような光源形状整形の為の電子光学系を設けている。電子光学系160は、電子銃の光源S0を第1電子レンズ161によって光源像S1を形成し、第2電子レンズ162によって光源像S1の像S2を形成している。このような構成により、第1電子レンズ161と第2電子レンズ162の焦点距離のそれぞれを変更すれば、光源像S2の位置を固定してその大きさのみを変更できる。第1電子レンズ161と第2電子レンズ162の焦点距離は光源形状整形回路163によって制御される。   In the first and second embodiments and the present embodiment as well, a desired exposure pattern is formed by transferring the light source image onto the wafer and scanning it. The size of the light source image is set to 1/5 to 1/10 of the minimum line width of the exposure pattern. Therefore, the number of light source image moving steps for exposure can be minimized by changing the size of the light source according to the minimum line width of the exposure pattern. Therefore, in this embodiment, an electron optical system for shaping the light source shape 160 is provided. In the electron optical system 160, the light source S0 of the electron gun forms the light source image S1 with the first electron lens 161, and the image S2 of the light source image S1 with the second electron lens 162. With such a configuration, if the focal lengths of the first electron lens 161 and the second electron lens 162 are changed, the position of the light source image S2 can be fixed and only its size can be changed. The focal lengths of the first electron lens 161 and the second electron lens 162 are controlled by the light source shape shaping circuit 163.

また光源像のS2位置に所望の形状を有する開口を設けることにより、光源の大きさばかりでなく形状も変更できる。   Further, by providing an opening having a desired shape at the position S2 of the light source image, not only the size of the light source but also the shape can be changed.

(実施例4)
〔露光系の構成要素説明〕
図21は本発明に係る電子ビーム露光装置の実施例4を示す図である。同図中、図1、図15及び図20と同一構成要素には同一符号を付し、その説明は省略する。
Example 4
[Explanation of exposure system components]
FIG. 21 is a view showing Embodiment 4 of the electron beam exposure apparatus according to the present invention. In the figure, the same components as those in FIGS. 1, 15, and 20 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.

本実施例の電子ビーム露光装置は、ステンシルマスク型の露光装置である。すなわち、電子銃1からの電子ビームを照明領域を規定する開口を有する第1成形アパーチャ200により成形し、第1成形電子レンズ210(電子レンズ211、212で構成する)と成形偏向器220を用いてパターン透過孔を有するステンシルマスク230を照明する。そして、ステンシルマスク230の描画パターン要素を縮小電子光学系(4、100)によってウエハ5上に縮小投影している。   The electron beam exposure apparatus of this embodiment is a stencil mask type exposure apparatus. That is, the electron beam from the electron gun 1 is shaped by the first shaping aperture 200 having an opening that defines the illumination area, and the first shaping electron lens 210 (comprising the electron lenses 211 and 212) and the shaping deflector 220 are used. The stencil mask 230 having pattern transmission holes is illuminated. Then, the drawing pattern elements of the stencil mask 230 are reduced and projected onto the wafer 5 by the reduction electron optical system (4, 100).

本実施例が従来のステンシルマスク型の露光装置と異なる点は、縮小電子光学系100の瞳近傍に、ステンシルマスク230からの電子ビームが瞳面を通過する際、瞳面上での電子ビームの電子密度分布を周辺部の電子密度が中央部の電子密度より大とせしめる絞りを設けたことである。すなわち図中(A)のような絞り中央部を遮蔽したホロビーム形成絞り240を設けている。すると図22のように、ステンシルマスクからの電子ビームはホロビームの電子密度分布になる。参考のため、従来のガウスビームの電子密度分布も図示する。   This embodiment is different from the conventional stencil mask type exposure apparatus in that the electron beam from the stencil mask 230 passes near the pupil of the reduction electron optical system 100 when the electron beam passes through the pupil plane. This is because a diaphragm is provided to make the electron density distribution larger in the peripheral part than in the central part. That is, a holo-beam forming stop 240 that shields the center of the stop as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 22, the electron beam from the stencil mask becomes the electron density distribution of the holo beam. For reference, the electron density distribution of a conventional Gaussian beam is also shown.

〔要素電子光学系の他の実施例1〕で述べたように、ホロビームは従来のガウスビームに比べ空間電荷効果が小さいので、電子ビームをウエハ上に集束してぼけの小さい光源像がウエハ上に形成できる。また、ステンシルマスクを通過する電子ビームはステンシルマスク上に位置する光源と考えられる。すると、ステンシルマスクのパターンの形状を有する光源の像をウエハ上に形成する場合も、空間電荷効果が小さいので光源形状に忠実な光源像が形成できる。すなわち、ステンシルマスクのパターンに忠実な露光パターンがウエハ上に形成できる。   As described in [Embodiment 1 of the Element Electron Optical System], the holobeam has a smaller space charge effect than the conventional Gaussian beam. Therefore, the electron beam is focused on the wafer, and a light source image with less blur is formed on the wafer. Can be formed. The electron beam passing through the stencil mask is considered as a light source located on the stencil mask. Then, even when an image of the light source having the shape of the stencil mask pattern is formed on the wafer, the space charge effect is small, and a light source image faithful to the light source shape can be formed. That is, an exposure pattern faithful to the stencil mask pattern can be formed on the wafer.

本実施例では、縮小電子光学系100の瞳面近傍にホロビーム形成絞り240を設けたが、縮小電子光学系100の瞳と共役な位置、例えば第1成形レンズ210の瞳位置、光源S2の位置にホロビーム形成絞り240と同形状の絞りを設けても上記効果を達成できる。   In this embodiment, the holo-beam forming stop 240 is provided in the vicinity of the pupil plane of the reduction electron optical system 100. However, the position is conjugate with the pupil of the reduction electron optical system 100, for example, the pupil position of the first shaping lens 210 and the position of the light source S2. Even if a stop having the same shape as the holo-beam forming stop 240 is provided, the above effect can be achieved.

また、電子銃の各電極の形状、電位を調整して、光源自体をホロビーム形状にしても良い。   Further, the shape and potential of each electrode of the electron gun may be adjusted to make the light source itself a holo-beam shape.

もちろん、本実施例において、第1成形アパーチャ200を矩形開口にし、ステンシルマスクの代わり矩形開口を有する第2成形アパーチャを設置して、可変矩形ビーム型の露光装置に変更しても、同様の構成で同様の効果を達成できる。   Of course, in the present embodiment, the same configuration can be obtained even if the first shaping aperture 200 is changed to a rectangular opening, a second shaping aperture having a rectangular opening is installed instead of the stencil mask, and the exposure apparatus is changed to a variable rectangular beam type. Can achieve the same effect.

次に上記説明した電子ビーム露光装置及び露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明する。   Next, an embodiment of a device production method using the above-described electron beam exposure apparatus and exposure method will be described.

図20は微小デバイス(ICやLSI等の半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2(露光制御データ作成)では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷(ステップ7)される。   FIG. 20 shows a manufacturing flow of a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.). In step 1 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 2 (exposure control data creation), exposure control data for the exposure apparatus is created based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step 3 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the wafer and the exposure apparatus to which the prepared exposure control data is input. The next step 5 (assembly) is referred to as a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 4, such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), and the like. including. In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, the semiconductor device is completed and shipped (step 7).

図21は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ16(露光)では上記説明した露光装置によって回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。   FIG. 21 shows a detailed flow of the wafer process. In step 11 (oxidation), the wafer surface is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern is printed onto the wafer by exposure using the exposure apparatus described above. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

本実施例の製造方法を用いれば、従来は製造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに製造することができる。   By using the manufacturing method of this embodiment, a highly integrated semiconductor device that has been difficult to manufacture can be manufactured at low cost.

以上説明したように本発明によれば、
(1)ステンシルマスクを必要としない。
(2)広い露光領域に所望の形状を有する光源像を同時に多く形成することができる。
(3)各光源像は離散的に配置されているので空間電荷効果の影響を互いに受けない。
よって、所望の露光パターンをよりスループット高く形成できる。
As described above, according to the present invention,
(1) A stencil mask is not required.
(2) Many light source images having a desired shape can be simultaneously formed in a wide exposure area.
(3) Since the light source images are discretely arranged, they are not affected by the space charge effect.
Therefore, a desired exposure pattern can be formed with higher throughput.

また、ホロビーム状電子ビームを形成することにより、空間電荷効果の影響を低減し、特にステンシルマスク型の電子ビーム露光装置において、ステンシルマークに使用できるパターンの制限を小さくでき、よりスループットを高くできる。   In addition, by forming a holo-beam-like electron beam, the influence of the space charge effect can be reduced. In particular, in a stencil mask type electron beam exposure apparatus, the restriction on the pattern that can be used for the stencil mark can be reduced, and the throughput can be increased.

本発明に係る電子ビーム露光装置の実施例1を示す図。1 is a diagram showing Embodiment 1 of an electron beam exposure apparatus according to the present invention. ステンシルマスクを備えた電子ビーム露光装置の概要を示す図。The figure which shows the outline | summary of the electron beam exposure apparatus provided with the stencil mask. ステンシルマスク型露光の概念を説明する図。The figure explaining the concept of stencil mask type | mold exposure. 本発明の原理を説明する図。The figure explaining the principle of this invention. 要素電子光学系について説明する図。The figure explaining an element electron optical system. 補正電子光学系を説明する図。The figure explaining a correction | amendment electron optical system. ブランキング電極の配線図。Blanking electrode wiring diagram. 上下の開口電極を説明する図。The figure explaining an upper and lower opening electrode. 中間電極を説明する図。The figure explaining an intermediate electrode. 非点収差を有するユニポテンシャルレンズを説明する図。The figure explaining the unipotential lens which has astigmatism. 露光パターンと露光制御データを説明する図。The figure explaining an exposure pattern and exposure control data. 各要素電子光学系に送信されるブランキング信号を説明する図。The figure explaining the blanking signal transmitted to each element electron optical system. 要素電子光学系の他の実施例1を説明する図。FIG. 6 is a diagram for explaining another example 1 of the element electron optical system. 要素電子光学系の他の実施例2を説明する図。The figure explaining other Example 2 of an element electron optical system. 発明に係る電子ビーム露光装置の実施例2を示す図。FIG. 5 is a view showing Embodiment 2 of the electron beam exposure apparatus according to the invention. 要素電子光学系アレイについて説明する図。The figure explaining an element electron optical system array. サブアレイの走査フィールドを説明する図。The figure explaining the scanning field of a subarray. 要素電子光学系アレイの走査フィールドを説明する図。The figure explaining the scanning field of an element electron optical system array. 露光フィールドを説明する図。The figure explaining an exposure field. 発明に係る電子ビーム露光装置の実施例3を示す図。FIG. 5 is a view showing Embodiment 3 of the electron beam exposure apparatus according to the invention. 発明に係る電子ビーム露光装置の実施例4を示す図。FIG. 9 is a view showing Embodiment 4 of the electron beam exposure apparatus according to the invention. 瞳面上の電子密度分布を説明する図。The figure explaining the electron density distribution on a pupil surface. 微小デバイスの製造フローを説明する図。The figure explaining the manufacturing flow of a microdevice. ウエハプロセスを説明する図。The figure explaining a wafer process.

符号の説明Explanation of symbols

1 電子銃
2 ンデンサーレンズ
3 補正電子光学系
31、32 要素電子光学系
4 縮小電子光学系
5 ウエハ
6 偏向器
7 ダイナミックフォーカスコイル
8 ダイナミックスティグコイル
91、92 偏向器
10 ファラデーカップ
11 XYZステージ
12 CPU
13 インターフェース
14 シーケンスコントローラ
15 フォーカス制御回路
16 ブランキング制御回路
17 駆動制御装置
18 光軸アライメント制御回路
19 メモリ
21 レーザ干渉系
130 要素電子光学系アレイ
160 光源形状整形の為の電子光学系
DCE 減速用電極
ACE 加速用電極
240 ホロビーム形成絞り
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron gun 2 Denser lens 3 Correction electron optical system 31, 32 Element electron optical system 4 Reduction electron optical system 5 Wafer 6 Deflector 7 Dynamic focus coil 8 Dynamic stig coil 91, 92 Deflector 10 Faraday cup 11 XYZ stage 12 CPU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Interface 14 Sequence controller 15 Focus control circuit 16 Blanking control circuit 17 Drive control apparatus 18 Optical axis alignment control circuit 19 Memory 21 Laser interference system 130 Element electron optical system array 160 Electron optical system for light source shape shaping DCE Deceleration electrode ACE Acceleration electrode 240 Holobeam forming stop

Claims (6)

複数の電子ビームで被露光面を露光する電子ビーム露光装置による電子ビーム露光方法であって、前記被露光面は、前記複数の電子ビームでそれぞれによって露光される複数の走査フィールドを含み、前記複数の走査フィールドのそれぞれは、同一間隔で配置された複数の露光位置を含み、前記電子ビーム露光装置は、前記複数の電子ビームが前記被露光面上において同一移動量で移動するように偏向させる偏向器と、前記被露光面に形成すべき露光パターンに応じて、各走査フィールド内の各露光位置を露光するか否かを制御するために、前記複数の電子ビームを透過させるか遮断するかを電子ビームごとに個別に制御するブランキングアレイとを備え、前記電子ビーム露光方法は、
前記偏向器で前記複数の電子ビームをある露光位置から次の露光位置に移動させる際に、前記ブランキングアレイが前記複数の電子ビームのうち少なくとも1つを透過させるべき露光位置に前記複数の電子ビームを移動させ、前記複数の電子ビームのすべてを前記ブランキングアレイで遮断すべき露光位置についてはスキップする、
ことを特徴とする電子ビーム露光方法。
An electron beam exposure method using an electron beam exposure apparatus that exposes an exposed surface with a plurality of electron beams, wherein the exposed surface includes a plurality of scanning fields that are respectively exposed with the plurality of electron beams. Each of the scanning fields includes a plurality of exposure positions arranged at the same interval, and the electron beam exposure apparatus deflects the plurality of electron beams so as to move with the same movement amount on the exposed surface. And whether to transmit or block the plurality of electron beams in order to control whether to expose each exposure position in each scanning field according to an exposure pattern to be formed on the exposure surface. A blanking array that is individually controlled for each electron beam, and the electron beam exposure method includes:
When the plurality of electron beams are moved from one exposure position to the next exposure position by the deflector, the plurality of electrons are at an exposure position where the blanking array should transmit at least one of the plurality of electron beams. Moving the beam and skipping the exposure positions where all of the plurality of electron beams should be blocked by the blanking array;
An electron beam exposure method.
前記露光パターンに含まれる繰り返しパターンのピッチに応じて、前記複数の電子ビームの間隔設定されることを特徴とする請求項1の電子ビーム露光方法。 2. The electron beam exposure method according to claim 1, wherein intervals between the plurality of electron beams are set in accordance with a pitch of a repetitive pattern included in the exposure pattern. 前記複数の走査フィールドの間隔前記露光パターンに含まれる繰り返しパターンのピッチの整数倍に設定されることを特徴とする請求項2の電子ビーム露光方法。 Electron beam exposure method according to claim 2, characterized in that spacing of the plurality of scanning fields is set to an integral multiple of the pitch of repeated patterns included in said exposure pattern. 請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子ビーム露光方法を用いて被露光基板を露光する段階と、前記被露光基板を現像する段階とを有することを特徴とするデバイス製造方法。   A device manufacturing method comprising: exposing a substrate to be exposed using the electron beam exposure method according to claim 1; and developing the substrate to be exposed. 複数の電子ビームで被露光面を露光する電子ビーム露光装置であって、
前記被露光面は、前記複数の電子ビームでそれぞれによって露光される複数の走査フィールドを含み、前記複数の走査フィールドのそれぞれは、同一間隔で配置された複数の露光位置を含み、
前記電子ビーム露光装置は、
前記複数の電子ビームが前記被露光面上において同一移動量で移動するように偏向させる偏向器と、
前記被露光面に形成すべき露光パターンに応じて、各走査フィールド内の各露光位置を露光するか否かを制御するために、前記複数の電子ビームを透過させるか遮断するかを電子ビームごとに個別に制御するブランキングアレイとを備え、
前記偏向器は、前記複数の電子ビームをある露光位置から次の露光位置に移動させる際に、前記ブランキングアレイが前記複数の電子ビームのうち少なくとも1つを透過させるべき露光位置に前記複数の電子ビームを移動させ、前記複数の電子ビームのすべてを前記ブランキングアレイで遮断すべき露光位置についてはスキップするように制御される、
ことを特徴とする電子ビーム露光装置。
An electron beam exposure apparatus for exposing an exposed surface with a plurality of electron beams,
The exposed surface includes a plurality of scanning fields that are respectively exposed by the plurality of electron beams, and each of the plurality of scanning fields includes a plurality of exposure positions arranged at the same interval,
The electron beam exposure apparatus comprises:
A deflector for deflecting the plurality of electron beams so as to move with the same movement amount on the exposed surface;
Whether to transmit or block the plurality of electron beams is controlled for each electron beam in order to control whether or not to expose each exposure position in each scanning field according to an exposure pattern to be formed on the exposed surface. With a blanking array that is individually controlled,
The deflector moves the plurality of electron beams to an exposure position at which the blanking array should transmit at least one of the plurality of electron beams when moving the plurality of electron beams from an exposure position to a next exposure position. The electron beam is moved and controlled so as to skip the exposure position where all of the plurality of electron beams should be blocked by the blanking array.
An electron beam exposure apparatus.
請求項5に記載の電子ビーム露光装置を用いて被露光基板を露光する段階と、前記被露光基板を現像する段階とを有すること特徴とするデバイス製造方法。 Device manufacturing method, comprising the steps of exposing a substrate to be exposed using an electron beam exposure apparatus according to claim 5, and a step of developing the substrate to be exposed.
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