JP5462569B2 - Electron beam exposure system - Google Patents

Electron beam exposure system Download PDF

Info

Publication number
JP5462569B2
JP5462569B2 JP2009220999A JP2009220999A JP5462569B2 JP 5462569 B2 JP5462569 B2 JP 5462569B2 JP 2009220999 A JP2009220999 A JP 2009220999A JP 2009220999 A JP2009220999 A JP 2009220999A JP 5462569 B2 JP5462569 B2 JP 5462569B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
offset
electron beam
signal
focus
refocus
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2009220999A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011071308A (en
Inventor
高雅 佐藤
達朗 大川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Advantest Corp
Original Assignee
Advantest Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Advantest Corp filed Critical Advantest Corp
Priority to JP2009220999A priority Critical patent/JP5462569B2/en
Publication of JP2011071308A publication Critical patent/JP2011071308A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5462569B2 publication Critical patent/JP5462569B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

本発明は、電子ビーム露光装置に関し、特に、静電電極を用いたリフォーカスレンズによる焦点補正の速度及び精度を向上させることが可能な電子ビーム露光装置に関する。   The present invention relates to an electron beam exposure apparatus, and more particularly to an electron beam exposure apparatus capable of improving the speed and accuracy of focus correction by a refocus lens using an electrostatic electrode.

近年、電子ビーム露光装置において、スループットの向上を図るために、マスクに可変矩形開口又は複数のマスクパターンを用意し、ビーム偏向によりそれらを選択して試料に転写露光することが行われている。   In recent years, in an electron beam exposure apparatus, in order to improve throughput, a variable rectangular opening or a plurality of mask patterns are prepared in a mask, and these are selected by beam deflection and transferred and exposed to a sample.

このような露光装置として、部分一括露光をする電子ビーム露光装置がある。部分一括露光では、マスク上に配置した複数個のパターンからビーム偏向により選択した一つのパターン領域にビームを照射し、ビーム断面をパターンの形状に成形する。さらにマスクを通過したビームを後段の偏向器で偏向振り戻し、電子光学系で決まる一定の縮小率で縮小し、試料上に転写する。   As such an exposure apparatus, there is an electron beam exposure apparatus that performs partial batch exposure. In partial collective exposure, a beam is irradiated to one pattern region selected by beam deflection from a plurality of patterns arranged on a mask, and a beam cross section is formed into a pattern shape. Further, the beam that has passed through the mask is deflected back by a subsequent deflector, reduced at a constant reduction rate determined by the electron optical system, and transferred onto the sample.

部分一括露光において、予め使用頻度の高いパターンをマスク上に用意すれば、可変矩形開口だけの場合より、必要な露光ショット数が大幅に減少し、スループットが向上する。   If a frequently used pattern is prepared on the mask in advance in partial batch exposure, the number of exposure shots required is greatly reduced and the throughput is improved as compared with the case of only a variable rectangular aperture.

一方、可変矩形開口や部分一括パターンを用いて電子ビーム露光をすると、電子ビームのビームサイズがショット毎に異なり、電子ビームの焦点がずれてビームがぼける現象が発生する。例えば小さいビームサイズで試料表面に焦点を合わせた場合、大きなビームサイズで露光をすると、電子ビームの全電流が大きくなり、焦点距離が伸び、試料表面にはビームぼけが発生する。   On the other hand, when electron beam exposure is performed using a variable rectangular aperture or a partial collective pattern, the beam size of the electron beam varies from shot to shot, and the phenomenon that the focus of the electron beam shifts and the beam is blurred occurs. For example, when focusing on the sample surface with a small beam size, if exposure is performed with a large beam size, the total current of the electron beam increases, the focal length increases, and beam blur occurs on the sample surface.

このような電子ビームの焦点のずれを防止するために、ショット毎にリフォーカスコイルに流す電流を可変矩形開口の面積から算出して補正する方法が検討されている。特許文献1には、矩形ビームのサイズに同期して収束コイルを制御する方法が記載されている。   In order to prevent such defocusing of the electron beam, a method of correcting the current flowing through the refocusing coil for each shot from the area of the variable rectangular opening has been studied. Patent Document 1 describes a method of controlling a converging coil in synchronization with the size of a rectangular beam.

また、特許文献2には、電子ビームのリフォーカスを行う際に、ビーム軸の位置ずれを測定して補正をする方法が記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes a method of measuring and correcting a beam axis misalignment when performing electron beam refocusing.

また、特許文献3には、リフォーカスコイルの下流側にリフォーカスフライバック回路を設け、リフォーカスフライバック偏向器によって電子ビームの位置ずれを高速に補正する方法が記載されている。   Patent Document 3 describes a method in which a refocus flyback circuit is provided on the downstream side of the refocus coil, and the electron beam position shift is corrected at high speed by a refocus flyback deflector.

また、特許文献4には、四重極静電レンズを用いてフォーカスを補正する装置が記載されている。   Patent Document 4 describes an apparatus that corrects focus using a quadrupole electrostatic lens.

特開昭56−94740号公報JP-A-56-94740 特開昭58−121625号公報JP 58-121625 A 特開平10−289841号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-289841 特開2008−91827号公報JP 2008-91827 A

上記したように、可変矩形開口や部分一括パターンを用いた場合に、ショット毎に電子ビームの焦点を移動させるようにすることで、ビーム焦点のずれを防止することが可能である。   As described above, when a variable rectangular opening or a partial collective pattern is used, the focus of the electron beam is moved for each shot, so that it is possible to prevent the deviation of the beam focus.

具体的には、リフォーカスコイルを設置し、整形したビームの断面積に比例する量の電流をリフォーカスコイルに流し、ビームの焦点を調整している。例えば、ビームサイズが大きい場合は、ビームの断面積に比例して、より大きな電流をリフォーカスコイルに流し、電子ビームの収束作用を強くするようにしている。   Specifically, a refocusing coil is installed, and an amount of current proportional to the cross-sectional area of the shaped beam is passed through the refocusing coil to adjust the focus of the beam. For example, when the beam size is large, a larger current is passed through the refocusing coil in proportion to the cross-sectional area of the beam so as to strengthen the electron beam convergence effect.

しかし、リフォーカスを実行するのに時間がかかり、部分一括露光を実施するにもかかわらず、露光スループットを向上できないという不都合が生じている。   However, it takes time to execute the refocus, and there is a disadvantage that the exposure throughput cannot be improved despite the partial batch exposure.

例えば、電子ビームを整形するのにかかる時間が50ns程度であるにもかかわらず、リフォーカスの実行時間は、リフォーカスコイルに所定の電流を流し、安定した電流になるまでの時間が300ns程度かかっており、露光待ち時間が長くなってしまっている。   For example, although the time required to shape the electron beam is about 50 ns, the refocusing execution time is about 300 ns until a predetermined current is passed through the refocusing coil and becomes a stable current. The exposure waiting time has become longer.

これに対し、特許文献3では、リフォーカスコイルによる焦点補正による位置ずれを偏向器により高速に補正しているが、リフォーカス自体を高速に行うものではない。   On the other hand, in Patent Document 3, the position shift due to focus correction by the refocus coil is corrected at high speed by the deflector, but the refocus itself is not performed at high speed.

また、特許文献4に記載してあるように、四重極静電レンズを設置した場合では、リフォーカスコイルを使用する場合に比較して調整速度が向上しているが、さらに、リフォーカスの精度及び速度を向上させることが要求されている。   In addition, as described in Patent Document 4, when the quadrupole electrostatic lens is installed, the adjustment speed is improved as compared with the case of using the refocus coil. There is a need to improve accuracy and speed.

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、静電電極を用いたリフォーカスレンズによるリフォーカス時間を短縮するとともにリフォーカス精度を向上させることのできる電子ビーム露光装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and provides an electron beam exposure apparatus capable of shortening the refocus time by a refocus lens using an electrostatic electrode and improving the refocus accuracy. For the purpose.

上記した課題は、電子ビームを放射する電子銃と、前記電子ビームを整形するための開口を有する整形手段と、前記電子ビームを試料面上へ結像させる投影レンズと、前記投影レンズの上方に設置され、電子ビームの焦点を補正する静電多重極電極からなるリフォーカスレンズと、前記リフォーカスレンズの各電極に印加する補正用の信号を生成するフォーカス補正信号発生回路と、前記補正用の信号に加算するオフセット信号を生成するオフセット信号発生回路と、前記フォーカス補正信号発生回路及びオフセット信号発生回路をそれぞれ独立に制御し、前記オフセット信号が加算された前記補正用の信号を基に前記整形手段により整形された前記電子ビームの断面の面積に応じた電圧を生成して前記リフォーカスレンズの各電極に印加する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記オフセット信号発生回路を、前記電子ビーム露光装置の筐体を基準として動作させ、前記フォーカス補正信号発生回路を、当該オフセット信号発生回路により出力されるオフセット信号を基準として動作させるとともに、前記フォーカス補正信号発生回路を、前記オフセット信号発生回路により出力されるオフセット信号を基準とし生成された電源で動作させるとともに、前記オフセット信号発生回路は、オフセットデータのデジタル信号を入力してアナログ信号に変換するオフセット用DA変換器と、当該アナログオフセット信号を増幅するオフセット用増幅器で構成され、前記フォーカス補正信号発生回路は、リフォーカスデータのデジタル信号を入力してアナログリフォーカス信号に変換する前記オフセット用DA変換器より高速のフォーカス量発生用DA変換器と、当該アナログリフォーカス信号を増幅する前記オフセット用増幅器より高速の増幅器で構成される電子ビーム露光装置により解決する。 The problems described above include an electron gun that emits an electron beam, shaping means having an opening for shaping the electron beam, a projection lens that forms an image of the electron beam on a sample surface, and an upper part of the projection lens. A refocus lens comprising an electrostatic multipole electrode for correcting the focus of the electron beam, a focus correction signal generating circuit for generating a correction signal to be applied to each electrode of the refocus lens, and the correction An offset signal generation circuit that generates an offset signal to be added to a signal, and the focus correction signal generation circuit and the offset signal generation circuit are independently controlled, and the shaping is performed based on the correction signal to which the offset signal is added. A voltage corresponding to the cross-sectional area of the electron beam shaped by the means is generated and applied to each electrode of the refocus lens. And a control unit, wherein the control means, said offset signal generator, said to operate on the basis of the housing of the electron beam exposure apparatus, the focus correction signal generating circuit, is outputted by the offset signal generation circuit The offset signal is operated based on the offset signal, and the focus correction signal generation circuit is operated with a power source generated based on the offset signal output from the offset signal generation circuit. It consists of an offset DA converter that inputs a digital signal and converts it into an analog signal, and an offset amplifier that amplifies the analog offset signal. The focus correction signal generation circuit receives a digital signal of refocus data. Convert to analog refocus signal That said and fast focus amount generating DA converter from the DA converter offset, solved by an electron beam exposure apparatus composed of the offset amplifier for amplifying the analog refocus signal at a high speed amplifier.

また前記リフォーカスレンズは、四重極静電電極を光軸方向に3段以上有するようにしてもよい。 Further, the refocusing lens may have three or more stages of quadrupole electrodes in the optical axis direction.

本発明では、電子ビームの焦点を補正する静電電極に印加する電圧を生成するために、フォーカス補正信号発生回路とオフセット信号発生回路とを設け、フォーカス補正信号発生回路によって生成された補正用の信号にオフセット信号発生回路によって生成したオフセット信号を加算するようにしている。実際に静電電極に印加する電圧に対応する信号は、フォーカス補正信号にオフセット信号を加算した信号である。   In the present invention, in order to generate a voltage to be applied to the electrostatic electrode for correcting the focus of the electron beam, a focus correction signal generation circuit and an offset signal generation circuit are provided, and the correction signal generated by the focus correction signal generation circuit is provided. The offset signal generated by the offset signal generation circuit is added to the signal. The signal corresponding to the voltage actually applied to the electrostatic electrode is a signal obtained by adding an offset signal to the focus correction signal.

このように、実際に静電電極に印加する電圧に対応する信号をフォーカス補正信号とオフセット信号に分けてそれぞれ生成するようにしているため、フォーカス補正信号発生回路において生成する信号の範囲を狭くすることができ、フォーカス補正信号の生成を高速かつ高精度に行うことが可能となる。よって、スループットを向上させるために描画速度に追従した四重極フォーカス補正が可能となり、高速高精度の描画を行うことが可能となる。   As described above, since the signal corresponding to the voltage actually applied to the electrostatic electrode is generated separately for the focus correction signal and the offset signal, the range of the signal generated in the focus correction signal generation circuit is narrowed. Therefore, the focus correction signal can be generated at high speed and with high accuracy. Therefore, quadrupole focus correction that follows the drawing speed in order to improve throughput is possible, and high-speed and high-precision drawing can be performed.

本発明に係る電子ビーム露光装置の構成図である。It is a block diagram of the electron beam exposure apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電子ビーム露光装置におけるリフォーカスレンズの電極の構成図である。It is a block diagram of the electrode of the refocus lens in the electron beam exposure apparatus which concerns on this invention. リフォーカスレンズの各電極に印加する電圧を説明する図である。It is a figure explaining the voltage applied to each electrode of a refocus lens. 3段4重極静電電極の電子の軌道を説明する図である。It is a figure explaining the trajectory of the electron of a 3 step | paragraph quadrupole electrostatic electrode. リフォーカスレンズの1電極に印加する電圧を発生させるための四重極フォーカス補正回路のブロック図(その1)である。It is a block diagram (the 1) of the quadrupole focus correction circuit for generating the voltage applied to 1 electrode of a refocus lens. DAコンバータ及び増幅器の出力値とリフォーカス量との関係を示す図(その1)である。FIG. 6 is a diagram (part 1) illustrating a relationship between an output value of a DA converter and an amplifier and a refocus amount. リフォーカスレンズの1電極に印加する電圧を発生させるための四重極フォーカス補正回路のブロック図(その2)である。It is a block diagram (the 2) of the quadrupole focus correction circuit for generating the voltage applied to 1 electrode of a refocus lens. DAコンバータ及び増幅器の出力値とリフォーカス量との関係を示す図(その2)である。FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating a relationship between an output value of a DA converter and an amplifier and a refocus amount.

(1)第1の実施形態
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
(1) First Embodiment Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

(電子ビーム露光装置の構成)
図1は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置の構成図である。
(Configuration of electron beam exposure system)
FIG. 1 is a block diagram of an electron beam exposure apparatus according to the present embodiment.

この電子ビーム露光装置は、電子光学系コラム100と、電子光学系コラム100の各部を制御する制御部200とに大別される。このうち、電子光学系コラム100は、電子ビーム生成部130、マスク偏向部140及び基板偏向部150によって構成され、その内部が減圧される。   The electron beam exposure apparatus is roughly divided into an electron optical system column 100 and a control unit 200 that controls each part of the electron optical system column 100. Among these, the electron optical system column 100 includes an electron beam generating unit 130, a mask deflecting unit 140, and a substrate deflecting unit 150, and the inside thereof is decompressed.

電子ビーム生成部130では、電子銃101から生成した電子ビームEBが第1電磁レンズ102で収束作用を受けた後、ビーム整形用マスク103の矩形アパーチャ103aを透過し、電子ビームEBの断面が矩形に整形される。   In the electron beam generator 130, the electron beam EB generated from the electron gun 101 is converged by the first electromagnetic lens 102, then passes through the rectangular aperture 103 a of the beam shaping mask 103, and the cross section of the electron beam EB is rectangular. To be shaped.

その後、電子ビームEBは、マスク偏向部140の第2電磁レンズ105によって露光マスク110上に結像される。そして、電子ビームEBは、第1、第2静電偏向器104、106により、露光マスク110に形成された特定のパターンSに偏向され、その断面形状がパターンSの形状に整形される。   Thereafter, the electron beam EB is imaged on the exposure mask 110 by the second electromagnetic lens 105 of the mask deflection unit 140. The electron beam EB is deflected to a specific pattern S formed on the exposure mask 110 by the first and second electrostatic deflectors 104 and 106, and the cross-sectional shape thereof is shaped into the pattern S.

なお、露光マスク110はマスクステージ123に固定されるが、そのマスクステージ123は水平面内において移動可能であって、第1、第2静電偏向器104、106の偏向範囲(ビーム偏向領域)を超える部分にあるパターンSを使用する場合、マスクステージ123を移動することにより、そのパターンSをビーム偏向領域内に移動させる。   Although the exposure mask 110 is fixed to the mask stage 123, the mask stage 123 is movable in a horizontal plane, and the deflection range (beam deflection region) of the first and second electrostatic deflectors 104 and 106 is set. In the case of using the pattern S in the portion exceeding, the pattern S is moved into the beam deflection region by moving the mask stage 123.

また、露光マスク110の代わりに、電子ビームを所定の形状に可変可能な開口部を配置しても良い。   Further, instead of the exposure mask 110, an opening capable of changing the electron beam into a predetermined shape may be arranged.

露光マスク110の上下に配された第3、第4電磁レンズ108、111は、それらの電流量を調節することにより、電子ビームEBを基板W上で結像させる役割を担う。   The third and fourth electromagnetic lenses 108 and 111 arranged above and below the exposure mask 110 play a role of forming an image of the electron beam EB on the substrate W by adjusting their current amounts.

露光マスク110を通った電子ビームEBは、第3、第4静電偏向器112、113の偏向作用によって光軸(ビーム軸)Cに振り戻された後、第5電磁レンズ114によってそのサイズが縮小される。   The size of the electron beam EB that has passed through the exposure mask 110 is returned to the optical axis (beam axis) C by the deflection action of the third and fourth electrostatic deflectors 112 and 113, and then the size is adjusted by the fifth electromagnetic lens 114. Reduced.

マスク偏向部140には、第1、第2補正コイル107、109が設けられており、それらにより、第1〜第4静電偏向器104、106、112、113で発生するビーム偏向収差が補正される。   The mask deflection unit 140 is provided with first and second correction coils 107 and 109, which correct beam deflection aberrations generated by the first to fourth electrostatic deflectors 104, 106, 112, and 113. Is done.

その後、電子ビームEBは、基板偏向部150を構成する遮蔽板115のアパーチャ115aを通過し、リフォーカスレンズ128によって、電子ビームEBの断面積に応じた焦点の調整が行われ、第1、第2投影用電磁レンズ116、121によって基板W上に投影される。これにより、露光マスク110のパターンの像が、所定の縮小率、例えば1/10の縮小率で基板Wに転写されることになる。   Thereafter, the electron beam EB passes through the aperture 115a of the shielding plate 115 constituting the substrate deflecting unit 150, and the focus is adjusted according to the cross-sectional area of the electron beam EB by the refocus lens 128. Two projection electromagnetic lenses 116 and 121 project the image onto the substrate W. As a result, the pattern image of the exposure mask 110 is transferred to the substrate W at a predetermined reduction ratio, for example, a reduction ratio of 1/10.

基板偏向部150には、第5静電偏向器119と電磁偏向器120とが設けられており、これらの偏向器119、120によって電子ビームEBが偏向され、基板Wの所定の位置に露光マスクのパターンの像が投影される。   The substrate deflecting unit 150 is provided with a fifth electrostatic deflector 119 and an electromagnetic deflector 120, and the electron beam EB is deflected by these deflectors 119 and 120, and an exposure mask is formed at a predetermined position on the substrate W. The pattern image is projected.

更に、基板偏向部150には、基板W上における電子ビームEBの偏向収差を補正するための第3、第4補正コイル117、118が設けられる。   Further, the substrate deflection unit 150 is provided with third and fourth correction coils 117 and 118 for correcting the deflection aberration of the electron beam EB on the substrate W.

基板Wは、モータ等の駆動部125により水平方向に移動可能なウェハステージ124に固定されており、ウェハステージ124を移動させることで、基板Wの全面に露光を行うことが可能となる。   The substrate W is fixed to a wafer stage 124 that can be moved in the horizontal direction by a driving unit 125 such as a motor. By moving the wafer stage 124, it is possible to expose the entire surface of the substrate W.

一方、制御部200は、電子銃制御部202、電子光学系制御部203、マスク偏向制御部204、マスクステージ制御部205、ブランキング制御部206、基板偏向制御部207、ウェハステージ制御部208及びリフォーカス制御部209を有する。これらのうち、電子銃制御部202は電子銃101を制御して、電子ビームEBの加速電圧やビーム放射条件等を制御する。また、電子光学系制御部203は、電磁レンズ102、105、108、111、114、116及び121への電流量等を制御して、これらの電磁レンズが構成される電子光学系の倍率や焦点位置等を調節する。ブランキング制御部206は、ブランキング電極127への印加電圧を制御することにより、露光開始前から発生している電子ビームEBを遮蔽板115上に偏向し、露光前に基板W上に電子ビームEBが照射されるのを防ぐ。   On the other hand, the control unit 200 includes an electron gun control unit 202, an electron optical system control unit 203, a mask deflection control unit 204, a mask stage control unit 205, a blanking control unit 206, a substrate deflection control unit 207, a wafer stage control unit 208, and A refocus control unit 209 is included. Among these, the electron gun control unit 202 controls the electron gun 101 to control the acceleration voltage of the electron beam EB, beam emission conditions, and the like. Further, the electron optical system control unit 203 controls the amount of current to the electromagnetic lenses 102, 105, 108, 111, 114, 116 and 121, and the magnification and focus of the electron optical system in which these electromagnetic lenses are configured. Adjust the position. The blanking control unit 206 controls the voltage applied to the blanking electrode 127 to deflect the electron beam EB generated before the start of exposure onto the shielding plate 115, and onto the substrate W before exposure. Prevents EB from being irradiated.

基板偏向制御部207は、第5静電偏向器119への印加電圧と、電磁偏向器120への電流量を制御することにより、基板Wの所定の位置上に電子ビームEBが偏向されるようにする。ウェハステージ制御部208は、駆動部125の駆動量を調節して基板Wを水平方向に移動させ、基板Wの所望の位置に電子ビームEBが照射されるようにする。   The substrate deflection control unit 207 controls the voltage applied to the fifth electrostatic deflector 119 and the amount of current to the electromagnetic deflector 120 so that the electron beam EB is deflected to a predetermined position on the substrate W. To. The wafer stage control unit 208 adjusts the driving amount of the driving unit 125 to move the substrate W in the horizontal direction so that the desired position of the substrate W is irradiated with the electron beam EB.

リフォーカス制御部209は、露光マスク110を透過して整形される電子ビームEBの断面積に応じて、リフォーカスレンズを構成する各電極に必要な電圧を供給するようにする。   The refocus control unit 209 supplies a necessary voltage to each electrode constituting the refocus lens according to the cross-sectional area of the electron beam EB that is shaped through the exposure mask 110.

上記の各部202〜209は、ワークステーション等の統合制御系201によって統合的に制御される。   The above-described units 202 to 209 are controlled in an integrated manner by an integrated control system 201 such as a workstation.

(リフォーカスレンズ)
図2は、本実施形態で用いるリフォーカスレンズの構成を示している。図2(a)は、投影用レンズ116、121の電子銃101側の上方に設置されるリフォーカスレンズ128を示している。また、図2(b)は、3段で構成されるリフォーカスレンズ128を、各段毎に間隔を離して電極の配置が分かるように表示した図を示している。
(Refocus lens)
FIG. 2 shows the configuration of the refocus lens used in this embodiment. FIG. 2A shows a refocus lens 128 installed above the projection lenses 116 and 121 on the electron gun 101 side. FIG. 2B shows a diagram in which the refocusing lens 128 composed of three stages is displayed so that the arrangement of the electrodes can be understood at an interval for each stage.

図2に示すように、リフォーカスレンズ128は、静電電極を4つ用いた静電四重極レンズを光軸方向(Z軸方向)に所定の間隔で重ねて構成する。リフォーカスレンズは、第1段LS1から第3段LS3の3段で構成されている。   As shown in FIG. 2, the refocus lens 128 is configured by overlapping an electrostatic quadrupole lens using four electrostatic electrodes in the optical axis direction (Z-axis direction) at a predetermined interval. The refocus lens is composed of three stages from the first stage LS1 to the third stage LS3.

図2(b)に示すように、各段は、それぞれ4つの静電電極で構成され、光軸を中心に回転対称に配置されている。   As shown in FIG. 2B, each stage is composed of four electrostatic electrodes, and is arranged rotationally symmetrically about the optical axis.

第1段の静電四重極レンズLS1は、4本の静電電極P11、P12,P13,P14で構成され、光軸(Z軸)を中心にX軸方向、Y軸方向に等間隔に2本ずつ配置される。例えば、各電極の長さは10mmである。   The first-stage electrostatic quadrupole lens LS1 is composed of four electrostatic electrodes P11, P12, P13, and P14, and is equally spaced in the X-axis direction and Y-axis direction around the optical axis (Z-axis). Two are arranged. For example, the length of each electrode is 10 mm.

第2段の静電四重極レンズLS2は、4本の静電電極P21,P22,P23,P24で構成され、第1段の静電四重極レンズLS1の下段に配置される。第2段の静電四重極レンズLS2の4つの各電極は、第1段の静電四重極レンズLS1の4つの各電極とZ軸方向に所定の間隔で重なるように配置される。この所定の間隔は、例えば5mmである。第2段の静電四重極レンズLS2の各電極の長さは第1段の静電四重極レンズLS1の各電極の長さの2倍の長さとなっている。   The second-stage electrostatic quadrupole lens LS2 includes four electrostatic electrodes P21, P22, P23, and P24, and is arranged at the lower stage of the first-stage electrostatic quadrupole lens LS1. The four electrodes of the second-stage electrostatic quadrupole lens LS2 are arranged so as to overlap the four electrodes of the first-stage electrostatic quadrupole lens LS1 at a predetermined interval in the Z-axis direction. This predetermined interval is, for example, 5 mm. The length of each electrode of the second-stage electrostatic quadrupole lens LS2 is twice the length of each electrode of the first-stage electrostatic quadrupole lens LS1.

第3段の静電四重極レンズLS3は、4本の静電電極P31,P32,P33,P34で構成され、第2段の静電四重極レンズLS2の下段に配置される。第3段の静電四重極レンズLS3の4つの各電極は、第2段の静電四重極レンズLS2の4つの各電極とZ軸方向に所定の間隔で重なるように配置される。この所定の間隔は、例えば5mmである。   The third-stage electrostatic quadrupole lens LS3 is composed of four electrostatic electrodes P31, P32, P33, and P34, and is arranged at the lower stage of the second-stage electrostatic quadrupole lens LS2. The four electrodes of the third-stage electrostatic quadrupole lens LS3 are arranged so as to overlap the four electrodes of the second-stage electrostatic quadrupole lens LS2 at a predetermined interval in the Z-axis direction. This predetermined interval is, for example, 5 mm.

第3段の静電四重極レンズLS3の各電極(P31,P32,P33、P34)の形状及び配置は第1段の静電四重極レンズLS1の各電極(P11,P12,P13,P14
の形状及び配置と同一である。
The shape and arrangement of the electrodes (P31, P32, P33, P34) of the third stage electrostatic quadrupole lens LS3 are the same as the electrodes (P11, P12, P13, P14) of the first stage electrostatic quadrupole lens LS1.
Is the same as the shape and arrangement.

図2のように構成したリフォーカスレンズの各電極には、リフォーカス制御部209によって所定の電圧が印加され、リフォーカスレンズ128全体としてリフォーカス、収差補正及びビーム照射位置補正に必要な電界を発生するようにしている。   A predetermined voltage is applied to each electrode of the refocus lens configured as shown in FIG. 2 by the refocus control unit 209, and the refocus lens 128 as a whole generates electric fields necessary for refocus, aberration correction, and beam irradiation position correction. It is trying to occur.

本実施形態では、図3に示すような極性の電圧を印加する。図3(a)から図3(c)は、便宜的に第1段から第3段の静電四重極レンズ(LS1、LS2,LS3)の各平面図を示している。   In the present embodiment, a voltage having a polarity as shown in FIG. 3 is applied. FIGS. 3A to 3C show plan views of the first to third stage electrostatic quadrupole lenses (LS1, LS2, and LS3) for the sake of convenience.

図3(a)から図3(c)は、リフォーカスに必要な印加電圧を記載している。リフォーカスは、第1段から第3段の3段四重極レンズによって行われる。   FIG. 3A to FIG. 3C show applied voltages necessary for refocusing. Refocusing is performed by a three-stage quadrupole lens from the first stage to the third stage.

図3(a)に示すように、静電電極P11とP13に+Vαの電圧を供給し、P12とP14に−Vαの電圧を供給する。   As shown in FIG. 3A, a voltage of + Vα is supplied to the electrostatic electrodes P11 and P13, and a voltage of −Vα is supplied to P12 and P14.

次の段のLS2の各電極には、図3(b)に示すように、LS1の各電極と電位が反対になるように電圧を印加する。すなわち、P21とP23に−Vβを印加し、P22とP24に+Vβを印加する。   As shown in FIG. 3B, a voltage is applied to each electrode of LS2 in the next stage so that the potential is opposite to that of each electrode of LS1. That is, −Vβ is applied to P21 and P23, and + Vβ is applied to P22 and P24.

また、3段目のLS3の各電極には図3(c)に示すように、1段目のLS1と同じ電圧を印加する。すなわち、P31とP33に+Vαの電圧を供給し、P32とP34に−Vαの電圧を供給する。   Further, as shown in FIG. 3C, the same voltage as that of the first stage LS1 is applied to each electrode of the third stage LS3. That is, a voltage of + Vα is supplied to P31 and P33, and a voltage of −Vα is supplied to P32 and P34.

これらの電圧は、リフォーカス制御部209が整形された電子ビームの断面積にリフォーカス係数を乗じて算出し、各電極に供給する。   These voltages are calculated by multiplying the cross-sectional area of the electron beam shaped by the refocus control unit 209 by the refocus coefficient and supplied to each electrode.

図4は、3段四重極静電電極の電子の軌道を説明する図である。図4のZ軸をビーム軸とし、電子ビームが図の左から右へ進行するものとする。   FIG. 4 is a diagram for explaining the trajectory of electrons of the three-stage quadrupole electrostatic electrode. Assume that the Z axis in FIG. 4 is the beam axis, and the electron beam travels from the left to the right in the figure.

図4のx軸側はX方向の電子ビームの軌道C1を示し、y軸側は電子ビームのY方向の軌道C2を示している。図4に示すように、x方向の軌道C1に注目すると、1段目の四重極レンズは凸レンズの働きをし、2段目の四重極レンズは凹レンズの働きをし、3段目の四重極レンズは凸レンズの働きをしている。また、y方向の軌道C2に注目すると、1段目の四重極レンズは凹レンズの働きをし、2段目の四重極レンズは凸レンズの働きをし、3段目の四重極レンズは凹レンズの働きをする。そして、最終焦点z2への入射角度がx方向及びy方向ともほとんど同じ角度にすることができる。よって、この3段四重極静電電極を使用することにより、焦点の調整を行うことが可能になる。   The x-axis side in FIG. 4 shows the trajectory C1 of the electron beam in the X direction, and the y-axis side shows the trajectory C2 in the Y direction of the electron beam. As shown in FIG. 4, when paying attention to the trajectory C1 in the x direction, the first-stage quadrupole lens functions as a convex lens, and the second-stage quadrupole lens functions as a concave lens. The quadrupole lens works as a convex lens. When attention is paid to the orbit C2 in the y direction, the first quadrupole lens functions as a concave lens, the second quadrupole lens functions as a convex lens, and the third quadrupole lens Acts as a concave lens. The incident angle to the final focal point z2 can be made almost the same in both the x and y directions. Therefore, the focus can be adjusted by using the three-stage quadrupole electrostatic electrode.

なお、上記説明ではリフォーカスレンズが3段の静電電極で構成されている場合を対象としたが、3段以上の静電電極で構成するようにしてもよい。   In the above description, the case where the refocusing lens is configured by three stages of electrostatic electrodes is used. However, the refocusing lens may be configured by three or more stages of electrostatic electrodes.

以下に、リフォーカス電圧を発生させるフォーカス補正回路について、図5及び図6を参照しながら説明する。   Hereinafter, a focus correction circuit for generating a refocus voltage will be described with reference to FIGS.

図5は、四重極電極の1つの電極54に接続されるフォーカス補正回路RFC1のブロック図を示しており、図6は、フォーカス補正回路RFC1を構成するDA変換器及び増幅器の出力値とフォーカス量との関係を示している。   FIG. 5 shows a block diagram of the focus correction circuit RFC1 connected to one electrode 54 of the quadrupole electrode, and FIG. 6 shows the output values and focus of the DA converter and amplifier constituting the focus correction circuit RFC1. The relationship with quantity is shown.

図5に示すように、フォーカス補正回路RFC1は、フォーカス量発生用DA変換器(DAC1)51と、オフセット出力用DA変換器(DAC2)52と、演算増幅器(AMP)53により基本構成される。   As shown in FIG. 5, the focus correction circuit RFC1 is basically composed of a focus amount generation DA converter (DAC1) 51, an offset output DA converter (DAC2) 52, and an operational amplifier (AMP) 53.

フォーカス量発生用DA変換器51は、リフォーカスデータのデジタル信号をアナログ信号に変換する。リフォーカスデータは、予め照射位置毎に算出され、記憶部(不図示)に格納されている。リフォーカスデータは、フォーカス補正に必要となるフォーカス補正回路の出力電圧に対応した範囲内における変化量に対応している。例えば、フォーカス補正のための出力電圧の範囲がVx1〜Vx2であれば、Vx1をゼロとしたときの電圧に対応する値が出力される。   The focus amount generation DA converter 51 converts the digital signal of the refocus data into an analog signal. The refocus data is calculated in advance for each irradiation position and stored in a storage unit (not shown). The refocus data corresponds to the amount of change within a range corresponding to the output voltage of the focus correction circuit necessary for focus correction. For example, if the range of the output voltage for focus correction is Vx1 to Vx2, a value corresponding to the voltage when Vx1 is zero is output.

オフセット出力用DA変換器52は、フォーカス量発生用DA変換器51とは独立に制御され、オフセットデータのデジタル信号をアナログ信号に変換する。オフセットデータは、フォーカス補正に使用される電圧の基準となる電圧に対応する値である。   The offset output DA converter 52 is controlled independently of the focus amount generation DA converter 51 and converts a digital signal of offset data into an analog signal. The offset data is a value corresponding to a voltage serving as a reference for a voltage used for focus correction.

演算増幅器53は、フォーカス量発生用DA変換器51の出力とオフセット出力用DA変換器52の出力の合成量を入力して、所要の大きさに増幅する。   The operational amplifier 53 receives the combined amount of the output of the focus amount generation DA converter 51 and the output of the offset output DA converter 52, and amplifies it to a required size.

このように構成されたフォーカス補正回路において、フォーカス量発生用DA変換器51は「フォーカス補正信号発生回路」に、オフセット出力用DA変換器52は「オフセット信号発生回路」に対応する。   In the focus correction circuit thus configured, the focus amount generation DA converter 51 corresponds to a “focus correction signal generation circuit”, and the offset output DA converter 52 corresponds to an “offset signal generation circuit”.

図6は、四重極電極のすべての電極に所要の電圧が印加されて、リフォーカスが行われるときの、フォーカス補正回路RFC1の出力値とフォーカス量Fとの関係を示している。図6に示すように、フォーカス補正回路RFC1の出力値とフォーカス量Fとは2次関数の関係を有している。すなわち、フォーカス補正回路RFC1の出力電圧をVとし、a,b,cを定数としたとき、フォーカス量Fは、aV2+bV+cで表される。 FIG. 6 shows a relationship between the output value of the focus correction circuit RFC1 and the focus amount F when a required voltage is applied to all the quadrupole electrodes and refocusing is performed. As shown in FIG. 6, the output value of the focus correction circuit RFC1 and the focus amount F have a quadratic function relationship. That is, when the output voltage of the focus correction circuit RFC1 is V and a, b, and c are constants, the focus amount F is expressed by aV 2 + bV + c.

焦点調整のためにフォーカス量Fを大きく変化させようとすると、例えば図6のグラフでは、フォーカス補正実使用領域RE0において出力値を調整することが必要となる。このようなフォーカス補正実使用領域RE0では、DA変換器及び増幅器の出力として大きな出力が必要となる。そのため、一般的な小信号・高速増幅器を使用することはできず、所望のフォーカス量Fを得るための出力値を高速に変化させることができない。また、DA変換器も出力値に対応する広範囲(図6では、V0からVx2)の出力領域を必要とするため、高精度のDA変換器が必要となる。そのため、DA変換器も低速となり、高速なリフォーカスを行うことが困難となる。   If the focus amount F is to be changed greatly for focus adjustment, for example, in the graph of FIG. 6, it is necessary to adjust the output value in the focus correction actual use area RE0. In such a focus correction actual use region RE0, a large output is required as an output of the DA converter and the amplifier. Therefore, a general small signal / high-speed amplifier cannot be used, and the output value for obtaining a desired focus amount F cannot be changed at high speed. Further, since the DA converter also requires a wide output area (V0 to Vx2 in FIG. 6) corresponding to the output value, a high-precision DA converter is required. For this reason, the DA converter is also slow, and it is difficult to perform high-speed refocusing.

第1の実施形態におけるリフォーカス補正回路RFC1では、図6に示すように、フォーカス量発生用DA変換器51による電流の出力領域RE2を、フォーカス補正実使用領域RE0の範囲に対応させ、オフセット用DA変換器52による電流の出力領域RE1を、ゼロからフォーカス補正実使用領域RE0の直前までとしている。   In the refocus correction circuit RFC1 in the first embodiment, as shown in FIG. 6, the current output region RE2 by the focus amount generation DA converter 51 is made to correspond to the range of the focus correction actual use region RE0, and the offset The current output area RE1 of the DA converter 52 is from zero to immediately before the focus correction actual use area RE0.

図5に示すように、フォーカスデータがフォーカス量発生用DA変換器51に入力されると、それに応じた電流ifが出力される。また、フォーカスオフセットデータがオフセット出力用DA変換器52に入力されると、それに応じた電流ioが出力される。接続点T1において、電流ifと電流ioが合成されフォーカス値if+oとなる。この値if+oは演算増幅器53に入力され、電圧変換されるとともに所望の値に増幅されて、出力端子T2において電圧Vfとなり、電極54に印加される。 As shown in FIG. 5, when the focus data is inputted to the focus amount generating DA converter 51, the current i f is output accordingly. When the focus offset data is input to the offset output DA converter 52, a current io corresponding thereto is output. At the connection point T1, the current if and the current io are combined to obtain a focus value if + o . This value i f + o is input to the operational amplifier 53, converted into a voltage, amplified to a desired value, becomes a voltage V f at the output terminal T 2, and is applied to the electrode 54.

例えば、オフセット出力用DA変換器52では10[V]に対応する信号を出力するようにしておき、フォーカス量発生用DA変換器51では0〜10[V]に対応する信号の範囲で出力するようにしておく。これにより、フォーカス補正回路の出力は10〜20[V]の範囲で電圧を出力することになり、この範囲でフォーカス量を調整することが可能になる。   For example, the offset output DA converter 52 outputs a signal corresponding to 10 [V], and the focus amount generating DA converter 51 outputs a signal in a range corresponding to 0 to 10 [V]. Keep it like that. As a result, the output of the focus correction circuit outputs a voltage in the range of 10 to 20 [V], and the focus amount can be adjusted in this range.

このように、フォーカス量発生用DA変換器51ではフォーカス補正実使用領域RE0の範囲内で出力値を調整できればよいので、広範囲の出力領域に対応したDA変換器よりも高精度なDA変換器を使用することができる。   In this way, since the focus amount generation DA converter 51 only needs to be able to adjust the output value within the range of the focus correction actual use area RE0, a DA converter with higher accuracy than the DA converter corresponding to a wide output area can be used. Can be used.

また、このフォーカス補正回路において、オフセット出力用DA変換器52は常に一定値を出力していればよいため、高速である必要はなく、低速のDA変換器を使用することができる。従って、高精度にオフセット値を出力することが可能となる。   Further, in this focus correction circuit, the offset output DA converter 52 only needs to output a constant value at all times, so it is not necessary to be high speed, and a low speed DA converter can be used. Therefore, it is possible to output the offset value with high accuracy.

(2)第2の実施形態
第2の実施形態では、フォーカス補正回路の他の例について説明する。第2の実施形態のフォーカス補正回路を含む電子ビーム露光装置の構成、及び、リフォーカス用四重極レンズの構成は第1の実施形態で説明したものと同様であるため、説明は省略する。
(2) Second Embodiment In the second embodiment, another example of the focus correction circuit will be described. Since the configuration of the electron beam exposure apparatus including the focus correction circuit of the second embodiment and the configuration of the refocusing quadrupole lens are the same as those described in the first embodiment, description thereof will be omitted.

図7及び図8を参照しながら、第2の実施形態のフォーカス補正回路について説明する。   The focus correction circuit according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.

図7は、四重極電極の1つの電極54に接続されるフォーカス補正回路RFC2のブロック図を示しており、図8は、フォーカス補正回路RFC2を構成するDA変換器及び増幅器の出力値とフォーカス量との関係を示している。   FIG. 7 shows a block diagram of the focus correction circuit RFC2 connected to one electrode 54 of the quadrupole electrode, and FIG. 8 shows output values and focus of the DA converter and amplifier constituting the focus correction circuit RFC2. The relationship with quantity is shown.

図7に示すように、フォーカス補正回路RFC2は、フォーカス量発生用DA変換器(DAC1)71と、演算増幅器(AMP1)72と、オフセット出力用DA変換器(DAC2)73と、演算増幅器(AMP2)74により基本構成される。   As shown in FIG. 7, the focus correction circuit RFC2 includes a focus amount generation DA converter (DAC1) 71, an operational amplifier (AMP1) 72, an offset output DA converter (DAC2) 73, and an operational amplifier (AMP2). ) 74.

フォーカス量発生用DA変換器71は、オフセット出力用DA変換器73及び演算増幅器74により生成されるオフセット電圧VGを基準として動作し、リフォーカスデータのデジタル信号をアナログ信号に変換する。リフォーカスデータは、予め照射位置毎に算出され、記憶部(不図示)に格納されている。リフォーカスデータは、フォーカス補正に必要となるフォーカス補正回路の出力電圧に対応した範囲内における変化量に対応している。例えば、フォーカス補正のための出力電圧の範囲がVx1〜Vx2であれば、Vx1をゼロとしたときの電圧に対応する値が出力される。   The focus amount generation DA converter 71 operates on the basis of the offset voltage VG generated by the offset output DA converter 73 and the operational amplifier 74, and converts the digital signal of the refocus data into an analog signal. The refocus data is calculated in advance for each irradiation position and stored in a storage unit (not shown). The refocus data corresponds to the amount of change within a range corresponding to the output voltage of the focus correction circuit necessary for focus correction. For example, if the range of the output voltage for focus correction is Vx1 to Vx2, a value corresponding to the voltage when Vx1 is zero is output.

リフォーカスデータを出力する回路(不図示)とフォーカス量発生用DA変換器71以降の回路では基準電圧が異なるため、フォーカス量発生用DA変換器71の入力側にアイソレータを設けておく。   Since a reference voltage differs between a circuit (not shown) for outputting refocus data and a circuit after the focus amount generation DA converter 71, an isolator is provided on the input side of the focus amount generation DA converter 71.

演算増幅器72は、フォーカス量発生用DA変換器71の出力を所要の大きさに増幅する。   The operational amplifier 72 amplifies the output of the focus amount generation DA converter 71 to a required size.

オフセット出力用DA変換器73は、フォーカス量発生用DA変換器71とは独立に制御され、オフセットデータのデジタル信号をアナログ信号に変換する。オフセットデータは、フォーカス補正に使用される電圧の基準となる電圧に対応する値である。   The offset output DA converter 73 is controlled independently of the focus amount generation DA converter 71 and converts a digital signal of offset data into an analog signal. The offset data is a value corresponding to a voltage serving as a reference for a voltage used for focus correction.

演算増幅器74は、オフセット出力用DA変換器73の出力を所要の大きさに増幅する。オフセット出力用DA変換器73及び演算増幅器74は、露光装置の筐体を基準電圧として動作する。   The operational amplifier 74 amplifies the output of the offset output DA converter 73 to a required magnitude. The offset output DA converter 73 and the operational amplifier 74 operate using the casing of the exposure apparatus as a reference voltage.

このように構成されたフォーカス補正回路において、フォーカス量発生用DA変換器71及び演算増幅器72は「フォーカス補正信号発生回路」に、オフセット出力用DA変換器73及び演算増幅器74は「オフセット信号発生回路」に対応する。   In the focus correction circuit configured in this way, the focus amount generation DA converter 71 and the operational amplifier 72 are “focus correction signal generation circuit”, and the offset output DA converter 73 and the operational amplifier 74 are “offset signal generation circuit”. ".

図8は、四重極電極のすべての電極に所要の電圧が印加されて、リフォーカスが行われるときの、フォーカス補正回路RFC2の出力値とフォーカス量Fとの関係を示している。図8に示すように、フォーカス補正回路RFC2の出力値とフォーカス量Fとは2次関数の関係を有している。第1の実施形態と同様に、焦点調整のために大きくフォーカス量を変化させようとすると、例えば図8に示すようなフォーカス補正実使用領域RE0において出力値を調整することが必要となる。   FIG. 8 shows the relationship between the output value of the focus correction circuit RFC2 and the focus amount F when a required voltage is applied to all the quadrupole electrodes and refocusing is performed. As shown in FIG. 8, the output value of the focus correction circuit RFC2 and the focus amount F have a quadratic function relationship. As in the first embodiment, if the focus amount is to be changed greatly for focus adjustment, it is necessary to adjust the output value in the focus correction actual use area RE0 as shown in FIG. 8, for example.

第2の実施形態におけるフォーカス補正回路RFC2では、図8に示すように、フォーカス量発生用DA変換器71による電流の出力領域RE2を、フォーカス補正実使用領域RE0の範囲に対応させ、オフセット出力用DA変換器73による電流の出力領域RE1を、ゼロからフォーカス補正実使用領域RE0の直前までとしている。   In the focus correction circuit RFC2 in the second embodiment, as shown in FIG. 8, the current output region RE2 by the focus amount generation DA converter 71 is made to correspond to the range of the focus correction actual use region RE0 and used for offset output. The current output area RE1 by the DA converter 73 is from zero to immediately before the focus correction actual use area RE0.

また、演算増幅器72による出力領域RE5を、フォーカス補正実使用領域RE0の範囲に対応させ、演算増幅器74による出力領域RE4を、ゼロからフォーカス補正実使用領域RE0の直前までとしている。   Further, the output area RE5 by the operational amplifier 72 is made to correspond to the range of the focus correction actual use area RE0, and the output area RE4 by the operational amplifier 74 is from zero to immediately before the focus correction actual use area RE0.

図7に示すように、フォーカスデータがフォーカス量発生用DA変換器71に入力されると、それに応じた値ifが出力される。また、フォーカスオフセットデータがオフセット出力用DA変換器73に入力されると、それに応じた値ioが出力される。 As shown in FIG. 7, the focus data is inputted to the focus amount generating DA converter 71, the value i f corresponding to it is output. When focus offset data is input to the offset output DA converter 73, a value io corresponding to the focus offset data is output.

出力値ioは演算増幅器74によって電圧に変換されるとともに所望の値VGに増幅される。本実施形態のフォーカス補正回路RFC2では、この出力値VGをフォーカス量の調整を行う回路の基準電圧としている。すなわち、出力電圧値VGをフォーカス量発生用DA変換器71や演算増幅器72の基準電圧として使用する。また、この基準電圧値VGを発生するような電源回路を構成し、基準電圧発生器として使用する。 The output value i o is converted into a voltage by the operational amplifier 74 and amplified to a desired value VG. In the focus correction circuit RFC2 of this embodiment, the output value VG is used as a reference voltage for a circuit that adjusts the focus amount. That is, the output voltage value VG is used as a reference voltage for the DA converter 71 for focus amount generation and the operational amplifier 72. In addition, a power supply circuit that generates the reference voltage value VG is configured and used as a reference voltage generator.

フォーカス量発生用DA変換器71によって出力された値ifは、電圧値VGを基準とした演算増幅器72に入力され、電圧変換されるとともに所望の値に増幅されて出力端子T3において電圧Vfとなり、電極54に印加される。 The value if output from the DA converter 71 for generating the focus amount is input to the operational amplifier 72 based on the voltage value VG, converted into voltage and amplified to a desired value, and the voltage V f is output at the output terminal T3. And applied to the electrode 54.

第1の実施形態と同様に、フォーカス量発生用DA変換器71では、フォーカス補正実使用領域RE0の範囲内で出力値を調整できればよいので、広範囲の出力領域に対応したDA変換器よりも高精度なDA変換器を使用することができる。   Similarly to the first embodiment, the focus amount generation DA converter 71 only needs to be able to adjust the output value within the range of the focus correction actual use area RE0, so that it is higher than the DA converter corresponding to a wide output area. A precision DA converter can be used.

また、オフセット出力用DA変換器73の出力値を増幅する演算増幅器74はフォーカス量発生用DA変換器71の出力値を増幅する演算増幅器72とは独立に動作するように構成している。すなわち、演算増幅器74の出力領域RE4と演算増幅器72の出力領域RE5とを分けて増幅するようにしている。そのため、演算増幅器72はフォーカス補正実使用領域RE0の範囲内で増幅できればよいため、高速な増幅器を使用することができる。同様に、演算増幅器74は出力領域RE4の範囲内で増幅できればよいため、高速な増幅器を使用することができる。   The operational amplifier 74 that amplifies the output value of the offset output DA converter 73 is configured to operate independently of the operational amplifier 72 that amplifies the output value of the focus amount generation DA converter 71. That is, the output region RE4 of the operational amplifier 74 and the output region RE5 of the operational amplifier 72 are separately amplified. Therefore, since the operational amplifier 72 only needs to be able to amplify within the range of the focus correction actual use area RE0, a high speed amplifier can be used. Similarly, since the operational amplifier 74 only needs to be able to amplify within the range of the output region RE4, a high-speed amplifier can be used.

また、第1の実施形態と同様に、フォーカス補正回路において、オフセット出力用DA変換器73は常に一定電圧を出力していればよいため、高速である必要はなく、低速のDA変換器を使用することができる。従って、高精度にオフセット値を出力することができる。   Similarly to the first embodiment, in the focus correction circuit, the offset output DA converter 73 only needs to output a constant voltage at all times. Therefore, it is not necessary to be high speed, and a low speed DA converter is used. can do. Therefore, the offset value can be output with high accuracy.

また、オフセット用の出力値は、一定の出力値が出力されればよいため、DA変換器を使用する代わりに、基準電圧を発生するICを使用するようにしてもよい。   Further, since the offset output value only needs to be a constant output value, an IC that generates a reference voltage may be used instead of using the DA converter.

以上説明したように、本実施形態では、電子ビームの焦点を補正する静電電極に印加する電圧を生成するために、フォーカス補正信号発生回路とオフセット信号発生回路とを設け、フォーカス補正信号発生回路によって生成された補正用の信号にオフセット信号発生回路によって生成したオフセット信号を加算するようにしている。実際に静電電極に印加する電圧に対応する信号は、フォーカス補正信号にオフセット信号を加算した信号である。   As described above, in this embodiment, in order to generate a voltage to be applied to the electrostatic electrode that corrects the focus of the electron beam, the focus correction signal generation circuit and the offset signal generation circuit are provided. The offset signal generated by the offset signal generation circuit is added to the correction signal generated by the above. The signal corresponding to the voltage actually applied to the electrostatic electrode is a signal obtained by adding an offset signal to the focus correction signal.

このように、実際に静電電極に印加する電圧に対応する信号をフォーカス補正信号とオフセット信号に分けてそれぞれ生成するようにしているため、フォーカス補正信号発生回路において生成する信号の範囲を狭くすることができ、フォーカス補正信号の生成を高速かつ高精度に行うことが可能となる。よって、スループットを向上させるために描画速度に追従した四重極フォーカス補正が可能となり、高速高精度の描画を行うことが可能となる。   As described above, since the signal corresponding to the voltage actually applied to the electrostatic electrode is generated separately for the focus correction signal and the offset signal, the range of the signal generated in the focus correction signal generation circuit is narrowed. Therefore, the focus correction signal can be generated at high speed and with high accuracy. Therefore, quadrupole focus correction that follows the drawing speed in order to improve throughput is possible, and high-speed and high-precision drawing can be performed.

なお、本発明は、国等の委託研究の成果に係る特許出願(平成21年度独立行政法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「マスク設計・描画・検査総合最適化技術開発」委託研究、産業技術力強化法第19条の適用を受ける特許出願)である。   In addition, the present invention is a patent application related to the results of the commissioned research of the national government (FY2009 New Energy and Industrial Technology Development Organization “Mask Design / Drawing / Inspection Optimization Technology Development” commissioned research, industrial technology Patent application subject to the application of Article 19 of the Strengthening Law).

51,71…フォーカス量発生用DA変換器、52,73…オフセット出力用DA変換器、53,72,74…演算増幅器、100…電子光学系コラム、101…電子銃、102…第1電磁レンズ、103…ビーム整形用マスク、103a…矩形アパーチャ、104…第1静電偏向器、105…第2電磁レンズ、106…第2静電偏向器、107…第1補正コイル、108…第3電磁レンズ、109…第2補正コイル、110…露光用マスク、111…第4電磁レンズ、112…第3静電偏向器、113…第4静電偏向器、114…第5電磁レンズ、115…遮蔽板、115a…アパーチャ、116…第1投影用電磁レンズ、117…第3補正コイル、118…第4補正コイル、119…第5静電偏向器、120…電磁偏向器、121…第2投影用電磁レンズ、123…マスクステージ、124…ウェハステージ、125…駆動部、127…ブランキング電極、128…リフォーカスレンズ。 51, 71: Focus conversion DA converter, 52, 73: Offset output DA converter, 53, 72, 74: Operational amplifier, 100: Electro-optic system column, 101: Electron gun, 102: First electromagnetic lens 103 ... Beam shaping mask, 103a ... Rectangular aperture, 104 ... First electrostatic deflector, 105 ... Second electromagnetic lens, 106 ... Second electrostatic deflector, 107 ... First correction coil, 108 ... Third electromagnetic 109: Second correction coil, 110: Exposure mask, 111: Fourth electromagnetic lens, 112: Third electrostatic deflector, 113: Fourth electrostatic deflector, 114: Fifth electromagnetic lens, 115: Shielding Plate 115a ... Aperture 116 ... First projection electromagnetic lens 117 ... Third correction coil 118 ... Fourth correction coil 119 ... Five electrostatic deflector 120 ... Electromagnetic deflector 121 ... Second Electromagnetic lens shade, 123 ... mask stage, 124 ... wafer stage, 125 ... driving section, 127 ... blanking electrode, 128 ... refocusing lens.

Claims (4)

電子ビームを放射する電子銃と、
前記電子ビームを整形するための開口を有する整形手段と、
前記電子ビームを試料面上へ結像させる投影レンズと、
前記投影レンズの上方に設置され、電子ビームの焦点を補正する静電多重極電極からなるリフォーカスレンズと、
前記リフォーカスレンズの各電極に印加する補正用の信号を生成するフォーカス補正信号発生回路と、
前記補正用の信号に加算するオフセット信号を生成するオフセット信号発生回路と、
前記フォーカス補正信号発生回路及びオフセット信号発生回路をそれぞれ独立に制御し、前記オフセット信号が加算された前記補正用の信号を基に前記整形手段により整形された前記電子ビームの断面の面積に応じた電圧を生成して前記リフォーカスレンズの各電極に印加する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記オフセット信号発生回路を、前記電子ビーム露光装置の筐体を基準として動作させ、前記フォーカス補正信号発生回路を、当該オフセット信号発生回路により出力されるオフセット信号を基準として動作させるとともに、前記フォーカス補正信号発生回路を、前記オフセット信号発生回路により出力されるオフセット信号を基準とし生成された電源で動作させるとともに、
前記オフセット信号発生回路は、オフセットデータのデジタル信号を入力してアナログ信号に変換するオフセット用DA変換器と、当該アナログオフセット信号を増幅するオフセット用増幅器で構成され、
前記フォーカス補正信号発生回路は、リフォーカスデータのデジタル信号を入力してアナログリフォーカス信号に変換する前記オフセット用DA変換器より高速のフォーカス量発生用DA変換器と、当該アナログリフォーカス信号を増幅する前記オフセット用増幅器より高速の増幅器で構成されることを特徴とする電子ビーム露光装置。
An electron gun that emits an electron beam;
Shaping means having an aperture for shaping the electron beam;
A projection lens for imaging the electron beam onto the sample surface;
A refocusing lens that is installed above the projection lens and comprises an electrostatic multipole electrode that corrects the focus of the electron beam;
A focus correction signal generating circuit for generating a correction signal to be applied to each electrode of the refocus lens;
An offset signal generating circuit for generating an offset signal to be added to the correction signal;
The focus correction signal generation circuit and the offset signal generation circuit are controlled independently, according to the cross-sectional area of the electron beam shaped by the shaping means based on the correction signal to which the offset signal is added. Control means for generating a voltage and applying it to each electrode of the refocusing lens ,
The control means operates the offset signal generation circuit with reference to a housing of the electron beam exposure apparatus, and operates the focus correction signal generation circuit with reference to an offset signal output from the offset signal generation circuit. And operating the focus correction signal generation circuit with a power supply generated based on the offset signal output by the offset signal generation circuit,
The offset signal generation circuit includes an offset DA converter that inputs a digital signal of offset data and converts it into an analog signal, and an offset amplifier that amplifies the analog offset signal.
The focus correction signal generation circuit inputs a digital signal of refocus data and converts the analog refocus signal into an analog refocus signal, which is faster than the offset DA converter, and amplifies the analog refocus signal An electron beam exposure apparatus comprising an amplifier faster than the offset amplifier .
前記フォーカス量発生用DA変換器の入力側にアイソレータが接続されることを特徴とする請求項に記載の電子ビーム露光装置。 2. The electron beam exposure apparatus according to claim 1 , wherein an isolator is connected to an input side of the focus amount generating DA converter. 前記オフセット信号発生回路は、基準信号発生器及び増幅器で構成されることを特徴とする請求項に記載の電子ビーム露光装置。 2. The electron beam exposure apparatus according to claim 1 , wherein the offset signal generation circuit includes a reference signal generator and an amplifier. 前記リフォーカスレンズは、四重極静電電極を光軸方向に3段以上有することを特徴とする請求項1に記載の電子ビーム露光装置。   2. The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the refocus lens has three or more quadrupole electrostatic electrodes in the optical axis direction.
JP2009220999A 2009-09-25 2009-09-25 Electron beam exposure system Active JP5462569B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009220999A JP5462569B2 (en) 2009-09-25 2009-09-25 Electron beam exposure system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009220999A JP5462569B2 (en) 2009-09-25 2009-09-25 Electron beam exposure system

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011071308A JP2011071308A (en) 2011-04-07
JP5462569B2 true JP5462569B2 (en) 2014-04-02

Family

ID=44016295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009220999A Active JP5462569B2 (en) 2009-09-25 2009-09-25 Electron beam exposure system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5462569B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6080540B2 (en) * 2012-12-26 2017-02-15 株式会社ニューフレアテクノロジー Charged particle beam lithography system

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0376212A (en) * 1989-08-18 1991-04-02 Fujitsu Ltd Method and device for electron beam exposure
JPH04240572A (en) * 1991-01-23 1992-08-27 Mitsubishi Electric Corp Electronic type watthour meter
JP2863486B2 (en) * 1996-03-08 1999-03-03 日本電気株式会社 Electron beam exposure method and apparatus
JP2000173522A (en) * 1998-12-08 2000-06-23 Toshiba Corp Charged beam plotter device
JP2002299207A (en) * 2001-03-29 2002-10-11 Toshiba Corp Charged particle beam lithography device
GB0111482D0 (en) * 2001-05-10 2001-07-04 Fast Technology Ag Data transfer protocol
JP4889431B2 (en) * 2006-10-05 2012-03-07 株式会社アドバンテスト Electron beam exposure apparatus and electron beam exposure method
JP2008252070A (en) * 2007-03-07 2008-10-16 Nuflare Technology Inc Focusing method of charged particle beam and astigmatism adjusting method of charged particle beam

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011071308A (en) 2011-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6080540B2 (en) Charged particle beam lithography system
US9082588B2 (en) Multi charged particle beam writing apparatus and multi charged particle beam writing method
JP3993334B2 (en) Charged beam lithography system
JP6727021B2 (en) Multi-charged particle beam irradiation device, multi-charged particle beam irradiation method, and multi-charged particle beam adjustment method
JP2013197289A (en) Multi-charged particle beam lithography apparatus and multi-charged particle beam lithography method
US20130264499A1 (en) Acquisition method of charged particle beam deflection shape error and charged particle beam writing method
JP6178699B2 (en) Charged particle beam equipment
US20240096587A1 (en) Distortion optimized multi-beam scanning system
US20110057114A1 (en) Electron beam lithography apparatus and electron beam lithography method
US20110204224A1 (en) Multi-column electron beam lithography apparatus and electron beam trajectory adjustment method for the same
JP4922747B2 (en) Charged particle beam equipment
KR20220078689A (en) Multi-charged particle beam adjustment method, multi-charged particle beam irradiation method, and multi-charged particle beam irradiation apparatus
JP5462569B2 (en) Electron beam exposure system
JP4889431B2 (en) Electron beam exposure apparatus and electron beam exposure method
JP4157410B2 (en) Electron beam drawing device
JP2006294962A (en) Electron beam lithography system and method therefor
JP6951123B2 (en) Charged particle beam drawing method and charged particle beam drawing device
JP2013207135A (en) Molding offset adjustment method and charged particle beam drawing device
JP5528753B2 (en) Electron beam exposure system
JP5438161B2 (en) DA converter
JP2007019061A (en) Electron beam exposure system, electronic beam defocus correction method, and measuring method of electron beam defocus
JP2006203067A (en) Exposure adjustment method in charged particle beam exposure apparatus
JP3577487B2 (en) Electron beam lithography system
JP5809912B2 (en) Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method
TW202431325A (en) Multiple charged particle beam profiling device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120316

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131015

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131112

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131218

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140117

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 5462569

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250