JPH02262328A - Charged beam pattern drawing method - Google Patents

Charged beam pattern drawing method

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JPH02262328A
JPH02262328A JP1083709A JP8370989A JPH02262328A JP H02262328 A JPH02262328 A JP H02262328A JP 1083709 A JP1083709 A JP 1083709A JP 8370989 A JP8370989 A JP 8370989A JP H02262328 A JPH02262328 A JP H02262328A
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shaping aperture
deflection
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Seiji Hattori
清司 服部
Kanji Wada
和田 寛次
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Abstract

PURPOSE:To generate forming beams of rectangle and other shapes, and precisely set form and size of the beam, by scanning a first forming aperture image on a second forming aperture by a forming deflection system, and obtaining the relation between the beam current which passes the second forming aperture or is reflected and forming deflection coordinates. CONSTITUTION:Between a first and a second forming apertures 41, 42, a forming deflection system 24 for beam forming is arranged; sizes and shapes of charged beams of rectangle and of the other forms are controlled, thereby drawing a desired pattern on a sample 11. In this charged beam pattern drawing method, when the reference position of the second forming aperture 42 for generating forming beams of rectangle and other shapes is obtained, a first forming aperture image 41a is scanned on the second forming aperture 42 by the forming deflection system 24. The relation between the beam current which passes the second forming aperture 42 or is reflected and forming deflection coordinates is obtained, and from said relation, the edge position of the second forming aperture 42 in the forming deflection coordinates is obtained. For example, the second forming aperture 42 is formed by connecting two rectangles so as to be mutually inclined at 45 deg..

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、LSI等の微細パターンを試料上に描画する
荷電ビーム描画装置に係わり、特に可変成形ビームの形
状設定方法の改良をはかった荷電ビーム描画方法に関す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a charged beam drawing device for drawing fine patterns of LSI etc. on a sample, and particularly relates to a method for setting the shape of a variable shaped beam. This paper relates to an improved charged beam writing method.

(従来の技術) 従来、半導体ウニ八等の試料上に所望パターンを描画す
るものとして、可変成形ビーム方式の電子ビーム描画装
置が用いられている。このような電子ビーム描画装置で
斜線パターンを描画するには、斜線パターンを微細な矩
形で近似していた。このため、斜線部ではスルーブツト
が低下すると共に、エツジラフネスによりパターン形成
精度が劣化していた。
(Prior Art) Conventionally, a variable shaped beam type electron beam drawing apparatus has been used to draw a desired pattern on a sample such as a semiconductor urchin. In order to draw a diagonal line pattern using such an electron beam drawing apparatus, the diagonal line pattern is approximated by a fine rectangle. For this reason, in the shaded area, the throughput was reduced and the pattern formation accuracy was degraded due to edge roughness.

上記の問題を解決するために、1■変成形ビ一ム方式の
電子ビーム描画装置において、矩形以外の例えば3角形
状のビームを発生させる方法が試みられている。これら
のビームを用いることにより、斜線パターンの形成精度
を向上させると共に、スルーブツトを向上させることが
可能となる。このような装置では、形状の異なるビーム
の試料上の照射位置は、通常、その形状によって異なる
ため、その位置を正確に合わせるための補正技術が必要
となる。しかし、ビーム形状の種類が増えるにつれてそ
の補正技術(ビーム位置とビーム寸法を含む)は非常に
複雑となり、パターン精度を得るなめには簡便で高精度
な補正技術が必要となる。
In order to solve the above-mentioned problems, attempts have been made to generate a beam having a shape other than a rectangle, for example, a triangular shape, in an electron beam lithography apparatus using a modified beam method. By using these beams, it is possible to improve the accuracy of forming the diagonal line pattern and to improve the throughput. In such an apparatus, the irradiation position of beams of different shapes on the sample usually differs depending on the shape, so a correction technique is required to accurately match the positions. However, as the number of types of beam shapes increases, the correction techniques (including beam positions and beam dimensions) become extremely complex, and simple and highly accurate correction techniques are required to obtain pattern accuracy.

特に、矩形とそれ以外の例えば3角形ビームを形成する
場合、2つのアパーチャと成形偏向系との回転ずれ等の
影響で、これらのビームを寸法精度良く形成することは
困゛難であった。また、矩形以外の3角形ビームを発生
させると、試料面上で矩形ビームに対する3角形ビーム
の位置ずれが生じる。この位置ずれを補正するには専用
の位置補正偏向器等が必要となり、特別にこの偏向器を
校正する必要があると共に、高速の偏向アンプや偏向制
御回路が必要でハードウェアが複雑化していた。
In particular, when forming rectangular beams and other beams, such as triangular beams, it is difficult to form these beams with high dimensional accuracy due to rotational misalignment between the two apertures and the shaping deflection system. Furthermore, when a triangular beam other than a rectangular beam is generated, a positional shift of the triangular beam with respect to the rectangular beam occurs on the sample surface. Correcting this positional deviation requires a dedicated position correction deflector, which requires special calibration, and requires a high-speed deflection amplifier and deflection control circuit, making the hardware complex. .

(発明が解決しようとする課題) このように従来、矩形及び矩形以外の成形ビームを用い
ることにより、斜線パターンの形成精度及びスルーブツ
トを向上させることはできるが、高精度のパターン形成
精度を得るためのビーム補正技術がないのが現状であっ
た。特に、矩形及びそれ以外の成形ビームの形状及び−
・」法を精度よ(設定することが困難であった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, conventionally, by using rectangular and non-rectangular shaped beams, it is possible to improve the formation accuracy and throughput of diagonal line patterns, but it is difficult to obtain high pattern formation accuracy. At present, there is no beam correction technology available. In particular, rectangular and other shaped beam shapes and -
・It was difficult to set the accuracy of the method.

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、矩形及び矩形以外の成形ビームを発
生することができ、且つビームの形状及び寸法を精度良
く設定することができ、パターン描画精度の向上等をは
かり得る荷電ビーム描画方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to be able to generate rectangular and non-rectangular shaped beams, and to set the shape and dimensions of the beam with high precision. Another object of the present invention is to provide a charged beam drawing method that can improve pattern drawing accuracy.

[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 本発明の骨子は、第1アパーチャ像と第2アパーチャと
の成形偏向座標における位置関係を求めるとともに、成
形偏向器の回転ずれ等を成形偏向系の感度を校正するこ
とにより補正することにある。
[Configuration of the Invention (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to obtain the positional relationship between the first aperture image and the second aperture in the shaping deflection coordinates, and to correct rotational deviation of the shaping deflector, etc. The purpose is to correct the sensitivity of the system by calibrating it.

即ち本発明は、第1及び第2の成形アパーチャ間にビー
ム成形用の成形偏向系を配置し、矩形及び矩形以外の荷
電ビームの寸法、形状を可変制御して、試料上に所望パ
ターンを描画する荷電ビーム描画方法において、矩形ビ
ーム及び矩形以外の成形ビームを発生するための第2成
形アパーチャの基準位置を求めるに際し、成形偏向系に
より第1成形アパーチャ像を第2成形アパーチャ上で走
査し、第2成形アパーチャを通過又は反射するビーム電
流と成形偏向座標との関係を求め、これらの関係から成
形偏向座標における第2成形アパーチャのエツジ位置を
得るようにした方法である。
That is, the present invention arranges a shaping deflection system for beam shaping between the first and second shaping apertures, variably controls the dimensions and shapes of a rectangular and non-rectangular charged beam, and draws a desired pattern on a sample. In the charged beam drawing method, when determining the reference position of the second shaping aperture for generating a rectangular beam and a non-rectangular shaped beam, scanning the first shaping aperture image over the second shaping aperture by a shaping deflection system, In this method, the relationship between the beam current passing through or reflecting from the second shaping aperture and the shaping deflection coordinates is determined, and the edge position of the second shaping aperture in the shaping deflection coordinates is obtained from these relationships.

また本発明は、第1及び第2の成形アパーチャ間にビー
ム成形用の成形偏向系を配置し、矩形及び矩形以外の荷
電ビームの寸法、形状を可変制御して、試料上に所望パ
ターンを描画する荷電ビーム描画方法において、成形偏
向系により第1成形アパーチャ像を第2成形アパーチャ
上で走査し、第2成形アパーチャを通過又は反射するビ
ーム電流と成形偏向座標との関係から、第1成形アパー
チャ像と第2成形アパーチャとの位置関係を求め、次い
で試料面上で矩形ビームの寸法設定値と実際の寸法とが
一致するように成形偏向系の感度係数を校正するように
した方法である。
Furthermore, the present invention arranges a shaping deflection system for beam shaping between the first and second shaping apertures, variably controls the dimensions and shapes of the rectangular and non-rectangular charged beams, and draws a desired pattern on the sample. In a charged beam writing method, a first shaping aperture image is scanned over a second shaping aperture by a shaping deflection system, and from the relationship between the beam current passing through or reflecting the second shaping aperture and the shaping deflection coordinates, the first shaping aperture image is scanned by a shaping deflection system. In this method, the positional relationship between the image and the second shaping aperture is determined, and then the sensitivity coefficient of the shaping deflection system is calibrated so that the dimension setting value of the rectangular beam matches the actual dimension on the sample surface.

(作用) 本発明によれば、成形偏向系により第1成形アパーチャ
像を第2成形アパーチャ上で走査し、第2成形アパーチ
ャを通過又は反射するビーム電流と成形偏向座標との関
係を求めることにより、成形偏向座標におけるTS2成
形アパーチャのエツジ位置を得ることができ、これによ
り矩形以外の成形ビームを発生する場合に必要な第2成
形アパーチャ上の基準位置を精度良く求めることができ
る。また、第1アパーチャ像と第2アパーチャとの位置
関係を求めて、矩形ビームの寸法設定値と実際のビーム
寸法とが一致するように成形偏向系の感度係数を校正す
ることにより、矩形ビーム及びそれ以外の成形ビームの
形状及び寸法を精度良く設定することが可能となる。
(Function) According to the present invention, by scanning the first shaping aperture image over the second shaping aperture using the shaping deflection system and determining the relationship between the beam current passing through or reflecting through the second shaping aperture and the shaping deflection coordinates. , the edge position of the TS2 shaping aperture in the shaping deflection coordinates can be obtained, and thereby the reference position on the second shaping aperture required when generating a shaped beam other than rectangular can be determined with high accuracy. In addition, by determining the positional relationship between the first aperture image and the second aperture, and calibrating the sensitivity coefficient of the shaping deflection system so that the dimension setting value of the rectangular beam matches the actual beam dimension, the rectangular beam and It becomes possible to accurately set the shape and dimensions of the other shaped beams.

(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図である。図中10は試料室であ
り、この試料室10内には半導体ウェハ等の試料11を
載置した試料台12が収容されている。試料台12は、
計算機30からの指令を受けた試料台駆動回路31によ
りX方向(紙面左右方向)及びY方向(紙面表裏方向)
に移動される。そして、試料台12の移動位置はレーザ
ハ1長系32により測定され、その測定情報が計算機3
0及び偏向制御回路33に送出されるものとなっている
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam lithography apparatus used in an embodiment of the method of the present invention. In the figure, 10 is a sample chamber, and within this sample chamber 10 is accommodated a sample stage 12 on which a sample 11 such as a semiconductor wafer is placed. The sample stage 12 is
The sample stage drive circuit 31 receives commands from the computer 30 in the X direction (left and right directions on the page) and Y direction (front and back directions on the page).
will be moved to The moving position of the sample stage 12 is measured by the laser beam length system 32, and the measurement information is sent to the computer 3.
0 and the deflection control circuit 33.

一方、試料室10の上方には、電子銃21、各種レンズ
22a、〜t  22 e s各種偏向器23、〜,2
6及びビーム成形用アパーチャマスク27a、27b等
からなる電子光学鏡t?i20が設けられている。ここ
で、偏向器23はビームを0N−OFFするためのブラ
ンキング偏向板であり、この偏向器23にはブランキン
グ制御回路34からのブランキング信号が印加される。
On the other hand, above the sample chamber 10, there are an electron gun 21, various lenses 22a, various deflectors 23, 2
6 and an electron optical mirror t? consisting of beam shaping aperture masks 27a, 27b, etc. i20 is provided. Here, the deflector 23 is a blanking deflection plate for turning the beam ON-OFF, and a blanking signal from a blanking control circuit 34 is applied to this deflector 23.

1−内器24は、アパーチャマスク27a、27bの光
学的なアパーチャ重なりを利用してビームの寸法を可変
制御するビーム寸法可変用偏向板であり、この偏向器2
4には可変ビーム寸法制御回路35から偏向信号が印加
される。また、偏向器25.26はビームを試料11上
で走査するビーム走査用偏向板であり、これらの偏向器
25.26には偏向制御回路33から偏向信号が印加さ
れるものとなっている。
1- The inner device 24 is a deflection plate for variable beam size that variably controls the beam size using the optical aperture overlap of the aperture masks 27a and 27b;
4 is applied with a deflection signal from a variable beam size control circuit 35. Further, the deflectors 25 and 26 are beam scanning deflection plates that scan the beam on the sample 11, and a deflection signal is applied from the deflection control circuit 33 to these deflectors 25 and 26.

また、試料室10内には、試料11からの反射電子等を
検出する電子検出器37が設けられている。この電子検
出器37は、試ト111に形成された位置合わせマーク
上を電子ビームで走査したときの反射電子等を検出し、
マーク位置をaPI定するのに用いられる。なお、電子
検出器37の検出信号は計算機30に送出されるものと
なっている。
Furthermore, an electron detector 37 for detecting reflected electrons from the sample 11 is provided in the sample chamber 10 . This electron detector 37 detects reflected electrons and the like when the alignment mark formed on the test sample 111 is scanned with an electron beam.
It is used to determine the mark position aPI. Note that the detection signal from the electronic detector 37 is sent to the computer 30.

次に、上記装置を用いた成形ビームの制御方法について
説明する。
Next, a method of controlling a shaped beam using the above device will be explained.

まず、第2図に示すように、第1成形アパーチャ1m4
1aを第2成形アパーチャ42上で一様に走査し、試料
面上に設けられたファラデーカップでビーム電流を1l
l11定する。これにより、成形偏向系の座標と第2成
形アパーチャ42を通過するビーム電流との関係から、
第1成形アパーチャa41aと第2成形アパーチャ42
との大まかな位置関係を得ることができる。また、この
ビーム電流の代わりに、第2成形アパーチャ42で反射
する電子を検出してもよい。なお、第1成形アパーチャ
像41aは、前記第1図に示スアパーチャマスク27a
のアパーチャ(第1成形アパーチャ)41を、レンズ2
2cによりアパーチャマスク17b上に投影して得られ
る像である。さらに、第2成形アパーチャ42は、前記
第1図に示すアパーチャマスク27bのアパーチャであ
る。
First, as shown in Figure 2, the first molding aperture is 1 m4.
1a is uniformly scanned on the second shaping aperture 42, and the beam current is set to 1l with a Faraday cup provided on the sample surface.
l11 is determined. As a result, from the relationship between the coordinates of the shaping deflection system and the beam current passing through the second shaping aperture 42,
First molding aperture a41a and second molding aperture 42
You can get a rough positional relationship with Further, instead of this beam current, electrons reflected by the second shaping aperture 42 may be detected. Note that the first shaped aperture image 41a is the same as the aperture mask 27a shown in FIG.
The aperture (first molded aperture) 41 of the lens 2
2c is an image obtained by projecting onto the aperture mask 17b. Further, the second shaping aperture 42 is the aperture of the aperture mask 27b shown in FIG. 1 above.

次いで、試料面上で矩形ビームの寸法設定値と実際のビ
ーム寸法とが一致するように校正する。本実施例の場合
、主・副2段の偏向器25゜26をレーザ座標に対して
校正した後、金の微粒子を成形ビームのエツジで走査し
て得られる反射電子信号の波形が水平になるように、第
1及び第2成形アパーチャ41.42の方向を合わせて
いる。この方法により、各アパーチャ41.42の辺を
レーザ座標に精度良く合わせることができる。さらに、
矩形ビームを発生させX、Y共ビーム寸法に対してビー
ム電流が直線的に変化し、なおかつ寸法零のときにビー
ム電流が零になるように、ビームの零点を校正後、試料
上でビーム寸法を−P1定し、ビーム寸法設定値の変化
率と測定後の変化率が一致するように成形偏向系の感度
係数を校正している。これから得られた成形偏向系の偏
向感度係数を0式に示し、さらにこの偏向感度係数を元
にした成形偏向系の感度補正式を■式に示す。
Next, calibration is performed so that the dimension settings of the rectangular beam and the actual beam dimensions match on the sample surface. In the case of this example, after calibrating the main and sub-stage deflectors 25 and 26 with respect to the laser coordinates, the waveform of the reflected electron signal obtained by scanning the gold particles with the edge of the shaped beam becomes horizontal. The directions of the first and second shaping apertures 41, 42 are aligned in this manner. By this method, the sides of each aperture 41, 42 can be aligned with the laser coordinates with high precision. moreover,
After calibrating the beam zero point so that a rectangular beam is generated and the beam current changes linearly with respect to both X and Y beam dimensions, and the beam current becomes zero when the dimensions are zero, the beam dimensions are adjusted on the sample. -P1 is set, and the sensitivity coefficient of the shaping deflection system is calibrated so that the rate of change in the beam dimension setting value matches the rate of change after measurement. The deflection sensitivity coefficient of the shaping deflection system obtained from this is shown in equation 0, and the sensitivity correction equation of the shaping deflection system based on this deflection sensitivity coefficient is shown in equation (2).

[type  O] 但し、上式でX、Yは成形偏向座標、x、yはビーム寸
法、iはビーム形状を示している。
[type O] However, in the above formula, X and Y are shaping deflection coordinates, x and y are beam dimensions, and i is a beam shape.

ここで、第3図(a)(b)に示す方向にビーム−・」
法を変化させつつビーム電流をA11l定すると、第4
図(a) (b)に示す関係が得られる。この結果から
、第1成形アパーチャ像41aの寸法L1L2及び第2
成形アパーチャ42の1辺ABの長さしを試料面上の寸
法で求めることができる。
Here, the beam is directed in the directions shown in Figures 3(a) and (b).
If the beam current is determined by A11l while changing the modulus, the fourth
The relationships shown in Figures (a) and (b) are obtained. From this result, the dimensions L1L2 of the first forming aperture image 41a and the second
The length of one side AB of the molding aperture 42 can be determined from the dimension on the sample surface.

例えば、この寸法を2μm1辺ABの実寸法を80μ【
nとすると、成形ビームの縮小率(+/40)を求める
ことができる。従って、第5図に示した位置へ第1成形
アパーチャB41aを移動させるためには、試料面上の
寸法に換算した位置関係を第2式に代入し、成形偏向座
標に換算した値を得て、第1成形アパーチャ1m41a
を偏向させれば、第5図に示した点に位置決めすること
ができる。これにより、矩形ビームを基弗(基準位置P
。)として3角形ビーム発生用の基準位置P1〜P4を
高精度に求めることができる。
For example, this dimension is 2μm, and the actual size of one side AB is 80μ [
If n, the reduction ratio (+/40) of the shaped beam can be found. Therefore, in order to move the first forming aperture B41a to the position shown in FIG. , first forming aperture 1m41a
By deflecting the object, it is possible to position the object at the point shown in FIG. This allows the rectangular beam to be set as a reference position (reference position P
. ), the reference positions P1 to P4 for generating triangular beams can be determined with high precision.

また、この2!準位置の精度を向上させる方法として、
次の方法が有効である。上記方法で求めた基準位置P1
〜P4を零点・とじて4種類の3角形ビームの寸法を変
化させながらビーム電流を71111定し、ビーム司法
とビーム電流との関係を2次関数に当てはめて零点(ビ
ーム寸法の設定データが零のとき実際のビーム司法が零
になる点)を調整する。ここで、第6図に示すように、
試料面上で1点の不動点61とこれを挟む2辺の不動辺
62が得られるように第1成形アパーチャ像41aを移
動させる。なお、4つの3角形ビームの偏向感度係数と
補正式とを■〜■式に示す。
Also, this 2! As a way to improve quasi-position accuracy,
The following methods are effective. Reference position P1 obtained using the above method
~ Set the beam current to 71111 while changing the dimensions of the four types of triangular beams by closing P4 as the zero point, and apply the relationship between the beam justice and the beam current to a quadratic function to find the zero point (beam dimension setting data is zero) Adjust the point at which the actual beam justice becomes zero when . Here, as shown in Figure 6,
The first forming aperture image 41a is moved so that one fixed point 61 and two fixed sides 62 sandwiching this point are obtained on the sample surface. Note that the deflection sensitivity coefficients and correction formulas for the four triangular beams are shown in formulas (1) to (2).

[Lype  l  ] [type  2  ] [:  type  3  ] [type  4  ] この零点調整は、0〜0式のSi、Ti  (i−1,
2,3,4)のパラメータを調整したことになる。以上
の方法により成形偏向系の校正が終了し、設定値と実際
の寸法とが一致した3角形ビームを試料面上に発生する
ことができる。
[Lypel] [type 2] [: type 3] [type 4] This zero point adjustment is performed using Si, Ti (i-1,
This means that parameters 2, 3, and 4) have been adjusted. By the above method, the calibration of the shaping deflection system is completed, and a triangular beam whose set value matches the actual size can be generated on the sample surface.

なお、上記校正に際しては、試料面上のビーム寸法を求
めなくてもビーム電流測定だけで行うことができる。成
形偏向器24の機械的な組み立て精度が高ければ、■式
のa、b、c、dを次のように設定してもビーム寸法精
度は劣化しない。
Note that the above-mentioned calibration can be performed only by measuring the beam current without determining the beam dimensions on the sample surface. If the mechanical assembly accuracy of the shaping deflector 24 is high, the beam dimensional accuracy will not deteriorate even if a, b, c, and d of equation (2) are set as follows.

前記第3図(a) (b)に示すように矩形ビームの寸
法を変えつつビーム電流を測定し、両者の関係を2次関
数に当てはめ得られた2次関数の係数から■式のθを求
めることができる。得られたθで成形偏向系を補正する
と、X、Y共ビーム寸法の変化に対しビーム電流が直線
に変化するようになる。また、成形偏向器を機械的にθ
回転させても、同様な効果が得られる。その後、ビーム
寸法零のときビーム電流が零になるように校正してから
、第4図(a)(b)に示す関係を求めると、第2アパ
ーチャ上の寸法で換算した■式のKの値を求めることが
できる。つまり、第2アパーチャの辺ABの長さが80
μmとすると、■式のXに80μmを人力したとき第1
成形アパーチャ像が辺AA’から辺BB’へ移動するよ
うにKの値を決定する。また、同時にm2成形アパーチ
ャ上における第1成形アパーチャ像の寸法を求めること
ができる。最後に第5図に示すように、矩形ビームの零
点P。を基準として3角形ビーム発生用の基準位置4点
P1〜P4を第2アパーチャ上におけるT51成形ビー
ムの・j′法と第2成形アパーチャの・1法から求め、
■式に代入すると、成形偏向座標における4つの3角形
ビーム発生用の基亭位置を求めることができる。
As shown in Figure 3 (a) and (b), the beam current is measured while changing the dimensions of the rectangular beam, and the relationship between the two is applied to a quadratic function. From the coefficients of the quadratic function obtained, θ in equation (■) can be calculated. You can ask for it. When the shaping deflection system is corrected using the obtained θ, the beam current changes linearly with respect to changes in both the X and Y beam dimensions. In addition, the molded deflector can be mechanically adjusted to θ
A similar effect can be obtained by rotating it. Then, after calibrating so that the beam current is zero when the beam size is zero, and finding the relationships shown in Figures 4(a) and (b), the K of formula (■) converted by the size on the second aperture is You can find the value. In other words, the length of the side AB of the second aperture is 80
Assuming μm, when 80μm is manually added to X in the formula ■, the first
The value of K is determined so that the shaped aperture image moves from side AA' to side BB'. Moreover, at the same time, the dimensions of the first shaping aperture image on the m2 shaping aperture can be determined. Finally, as shown in FIG. 5, the zero point P of the rectangular beam. Using this as a reference, four reference positions P1 to P4 for generating a triangular beam are determined from the .j' method of the T51 shaped beam on the second aperture and the .1 method of the second shaping aperture,
By substituting into equation (2), the base positions for generating four triangular beams in the shaping deflection coordinates can be found.

次に、矩形及び3角形からなる5種類のビームを試料面
上で滑らかにつなぐために、副偏向器でそれぞれのビー
ムの位置を補正する。5種類のビームの不動点61 (
ビーム寸法を変化させても試料面上で移動しないビーム
の端の点)を図形データの原点として描画データをもが
成すると、5種類のビームは全て1点の不動点61と2
辺の不動辺62(ビーム寸法を変化させても試料面上で
移動しないビームの辺)を持つため、それぞれのビーム
の位置関係はビーム形状に依存した平行移動成分だけと
なる。
Next, in order to connect the five types of beams consisting of rectangular and triangular shapes smoothly on the sample surface, the position of each beam is corrected using a sub-deflector. Fixed point 61 of five types of beams (
If the writing data is created using the origin of the graphic data as the point at the edge of the beam that does not move on the sample surface even if the beam dimensions are changed, all five types of beams will be at one fixed point 61 and 2.
Since the beam has an immovable side 62 (a side of the beam that does not move on the sample surface even if the beam size is changed), the positional relationship between the respective beams is only a parallel movement component that depends on the beam shape.

これを校正するために、本実施例では第7図に、示した
ように、試料面上に設けられた金の微粒子71をそれぞ
れのビームで走査し、それぞれのビームの不動点61を
11−1定する。3角形ビーム72の場合、第8図に示
すように45度の方向の走査も必要となる。このとき、
反射電子検出器及びそのアンプの信号遅れによる位置ず
れ量を補正しなければならない。それぞれのビームの不
動点座標が矩形ビームに対するずれ量(平行移動量)を
求め、補正回路のメモリ等に記憶する。実際の描画時に
は、ビーム形状と寸法が決定されると、成形偏向器で第
1成形アパーチャ像を偏向して指定した形状及び寸法の
ビームを発生させ、形状に対応した3角形の振り戻し演
算(平行移動補正)を副偏向制御回路で実行し、矩形及
び3角形ビームの位置補正を行う。
In order to calibrate this, in this embodiment, as shown in FIG. 1 set. In the case of a triangular beam 72, scanning in a 45 degree direction is also required, as shown in FIG. At this time,
The amount of positional deviation due to signal delay of the backscattered electron detector and its amplifier must be corrected. The amount of deviation (parallel movement amount) of the fixed point coordinates of each beam with respect to the rectangular beam is determined and stored in the memory of the correction circuit or the like. During actual writing, once the beam shape and dimensions are determined, a shaping deflector deflects the first shaping aperture image to generate a beam with the specified shape and dimensions, and a triangular deflection operation corresponding to the shape ( (parallel movement correction) is executed by the sub-deflection control circuit to correct the positions of the rectangular and triangular beams.

第9図に、本実施例での第1成形アパーチャlf&41
aと第2成形アパーチャ42との位置関係を示す。この
ように矩形と4FI!類の3角形ビームを発生させると
、試料面上では第10図に示す如く、それぞれのビーム
はずれた位置に照射される。これらの位置ずれ量は、副
偏向器で補正できる。そのため、本実施例では副偏向器
の偏向補正演算回路に、これらの位置ずれ補正(3角形
の振り戻し演算)回路を付は加えてそれぞれのビームの
位置補正を行うようにした。
FIG. 9 shows the first forming aperture lf&41 in this example.
The positional relationship between a and the second molding aperture 42 is shown. Like this, rectangle and 4FI! When such triangular beams are generated, each beam is irradiated at different positions on the sample surface, as shown in FIG. These positional deviation amounts can be corrected by the sub-deflector. Therefore, in this embodiment, these positional deviation correction (triangular swing back calculation) circuits are added to the deflection correction calculation circuit of the sub-deflector to correct the position of each beam.

補正式は、次式に示すように、ビームの形状毎にビーム
寸法を変数とした1次の多項式で表現している。
The correction formula is expressed by a first-order polynomial with the beam size as a variable for each beam shape, as shown in the following formula.

但し、X、Yは位置補正量、x+Yはビーム寸法、M 
o = M 3 、 N o −N 3はビーム形状毎
の係数を示している。
However, X, Y are position correction amounts, x+Y is beam dimension, M
o = M 3 and N o -N 3 indicate coefficients for each beam shape.

本実施例では、次のようにビーム寸法及びその照射位置
を補正する。まず先に測定した成形偏向系の座標とビー
ム電流との関係から、第1成形アパーチャ像41aと第
2成形アパーチャ42とのおおまかな位置関係が得られ
ており、零点調整がなされている。この結果、偏向感度
と零点のデータを用いて矩形ビーム及び3角形ビームの
寸法を指定すれば、指定値通りの寸法のビームを試料面
上に発生させることができる。
In this embodiment, the beam size and its irradiation position are corrected as follows. First, the rough positional relationship between the first shaping aperture image 41a and the second shaping aperture 42 is obtained from the relationship between the coordinates of the shaping deflection system and the beam current measured earlier, and zero point adjustment is performed. As a result, by specifying the dimensions of the rectangular beam and triangular beam using the deflection sensitivity and zero point data, it is possible to generate a beam with the specified dimensions on the sample surface.

ここでさらに、それぞれのビームの形状毎にビーム寸法
を変化させ、試料面上に設けられた金の微粒子を走査し
て得られる反射電子信号の強度分布から、矩形ビームの
不動辺(ビーム寸法を変化させたときに試料面上で移動
しないビームのエツジ)に対する直角3角形ビームノエ
ツジの位置ずれ量を数点測定する。これらのデータを用
いて3角形ビームの・J法との関係を■式に代入し、補
正係数M。−M、、N、−N。
Here, the beam dimensions are changed for each beam shape, and the fixed side of the rectangular beam (beam dimension is The amount of positional deviation of the right triangular beam edge with respect to the edge of the beam that does not move on the sample surface when the beam is changed is measured at several points. Using these data, substitute the relationship between the triangular beam and the J method into equation (2) and calculate the correction coefficient M. -M,,N,-N.

を決定する。これを各形状のビームについて行い、それ
ぞれ補正係数を決定する。以上によって決定された補正
係数を用いることにより実際の描画時には、ビームの形
状と寸法が決定されると、成形偏向器24で第1成形ア
パーチャ像41aを偏向して指定した形状及び寸法のビ
ームが発生でき、また形状に対応した3角形の振り戻し
演算を副偏向制御回路で高精度に実行することができ、
矩形及び3角形ビームを用いた高精度のパターン描画が
可能となる。
Determine. This is performed for each shape of beam, and the correction coefficients are determined for each beam. When the shape and dimensions of the beam are determined during actual drawing by using the correction coefficients determined above, the first shaping aperture image 41a is deflected by the shaping deflector 24 to produce a beam having the specified shape and dimensions. In addition, the sub-deflection control circuit can perform triangular reversal calculations corresponding to the shape with high precision.
Highly accurate pattern drawing using rectangular and triangular beams is possible.

また、副偏向器によるビーム位置の補正量(3角形の降
り戻し補正量)は次に示す方法でApj定することもで
きる。第11図に示すように、それぞれの3角形の動辺
63と不動辺62のエツジ位置を測定する方法である。
Further, the amount of correction of the beam position by the sub-deflector (the amount of correction of triangular downward movement) can also be determined Apj by the following method. As shown in FIG. 11, this method measures the edge positions of the moving sides 63 and fixed sides 62 of each triangle.

この方法の場合、ビーム寸法の設定精度がaP1定誤差
として含まれてしまうが、反射電子検出外及びそのアン
プの信号遅れ補正を必要としない上、エツジ位置測定に
際し金の微粒子だけでなく段差マークを使用することも
できる。
In this method, the beam size setting accuracy is included in the aP1 constant error, but it does not require correction of the signal delay of the backscattered electron detection and its amplifier, and when measuring the edge position, it is possible to detect not only fine gold particles but also step marks. You can also use

また、さらに3角形ビームのつなぎ粘度を左右するビー
ムのエツジ位置ap’r定を高精度化するために、矩形
ビームと3角形ビームとの位置関係を4−1定する際、
両名とも同じ面積のビームを試料面上に発生させ、反射
電子検出器アンプのゲインとレベルを固定すると共に、
エツジ検出のためのスレッショルドレベルも同じにして
両者のエツジ位置を測定すると有効である。
In addition, in order to further improve the accuracy of the beam edge position ap'r determination, which affects the joint viscosity of the triangular beam, when determining the positional relationship between the rectangular beam and the triangular beam in 4-1,
Both generate beams with the same area on the sample surface, fix the gain and level of the backscattered electron detector amplifier, and
It is effective to measure both edge positions with the same threshold level for edge detection.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。例えば、直角3角形ビームのエツジ位
置を4p1定する方法として、金の微粒子だけでなく突
起や穴を利用してもよい。また、装置構成は第1図に同
等限定されるものではなく、仕↑1に応じて適宜変更可
能である。さらに、電子ビーム描画に限らず、イオンビ
ーム描画に適用することも可能である。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof. For example, as a method for determining the 4p1 edge position of a right triangular beam, not only gold particles but also protrusions and holes may be used. Further, the device configuration is not limited to the same as shown in FIG. 1, and can be changed as appropriate according to specifications ↑1. Furthermore, it is possible to apply not only to electron beam lithography but also to ion beam lithography.

[発明の効果コ 以上詳述したように°本発明によれば、第1アパーチャ
像と第2アパーチャとの成形偏向座標における位置関係
を求めると共に、これらの回転ずれを成形偏向系の感度
を校Iトすることにより補正しているので、矩形及び矩
形以外の成形ビームを発生することができ、且つビーム
の形状及び寸法を精度良く設定することができる。
[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, the positional relationship between the first aperture image and the second aperture in the shaping deflection coordinates is determined, and these rotational deviations are used to calibrate the sensitivity of the shaping deflection system. Since the correction is performed by I-cutting, rectangular and non-rectangular shaped beams can be generated, and the shape and dimensions of the beam can be set with high accuracy.

従って、6:I電子−ム描画装置におけるパターン描画
精度の向上等をはかることが可能となる。
Therefore, it is possible to improve the pattern drawing accuracy in the 6:I electronic drawing apparatus.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図、第2図乃至第5図は零点調整
方法を説明するための模式図、第6図乃至第8図はビー
ム形状補正方法を説明するための模式図、第9図乃至第
11図は試料でのビーム位置補正方法を説明するための
模式図である。 10・・・試料室、11・・・試料、12・・・試料台
、20・・・電子光学v1筒、21・・・電子銃、22
a〜22e・・・レンズ、23〜26・・・偏向器、2
7a。 27b・・・ビーム成形用アパーチャ、30・・・計算
機、31・・・試料台駆動回路、32・・・レーザ測長
系、33・・・偏向制御回路、34・・・ブランキング
制御回路、35・・・可変成形ビーム寸法制御回路、4
1・・・第1成形アパーチャ、41a・・・第1成形ア
パーチャ像、42・・・第2成形アパーチャ、61・・
・不動点、62・・・不動辺、63・・・不動辺、71
・・・金の微粒子、72・・・3角形ビーム。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦粥 (a) 粥 図
FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an electron beam lithography system used in a method according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2 to 5 are schematic diagrams for explaining the zero point adjustment method, and FIGS. 6 to 8 9 is a schematic diagram for explaining a beam shape correction method, and FIGS. 9 to 11 are schematic diagrams for explaining a beam position correction method on a sample. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Sample chamber, 11... Sample, 12... Sample stand, 20... Electron optical V1 tube, 21... Electron gun, 22
a to 22e... Lens, 23 to 26... Deflector, 2
7a. 27b... Beam shaping aperture, 30... Computer, 31... Sample stage drive circuit, 32... Laser length measurement system, 33... Deflection control circuit, 34... Blanking control circuit, 35...Variable shaping beam size control circuit, 4
1... First shaping aperture, 41a... First shaping aperture image, 42... Second shaping aperture, 61...
・Fixed point, 62...Fixed edge, 63...Fixed edge, 71
...Gold particles, 72...triangular beam. Applicant's agent Patent attorney Takeshi Suzue Hikogayu (a) Congee diagram

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1及び第2の成形アパーチャ間にビーム成形用
の成形偏向系を配置し、矩形及び矩形以外の荷電ビーム
の寸法、形状を可変制御して、試料上に所望パターンを
描画する荷電ビーム描画方法において、 矩形ビーム及び矩形以外の成形ビームを発生するための
第2成形アパーチャの基準位置を求めるに際し、前記成
形偏向系により第1成形アパーチャ像を第2成形アパー
チャ上で走査し、第2成形アパーチャを通過又は反射す
るビーム電流と成形偏向座標との関係を求め、これらの
関係から成形偏向座標における第2成形アパーチャのエ
ッジ位置を得ること特徴とする荷電ビーム描画方法。
(1) A shaping deflection system for beam shaping is arranged between the first and second shaping apertures, and the dimensions and shapes of the rectangular and non-rectangular charged beams are variably controlled to draw a desired pattern on the sample. In the beam writing method, when determining the reference position of the second shaping aperture for generating a rectangular beam and a non-rectangular shaped beam, the shaping deflection system scans an image of the first shaping aperture over the second shaping aperture; 1. A charged beam drawing method, characterized in that a relationship between a beam current passing through or reflected through a second shaping aperture and a shaping deflection coordinate is determined, and an edge position of the second shaping aperture in the shaping deflection coordinate is obtained from these relationships.
(2)第1成形アパーチャ像の成形偏向座標における位
置と第2成形アパーチャを通過するビーム電流との関係
から第2成形アパーチャの基準エッジ位置を成形偏向座
標で求め、第2成形アパーチャの実寸法及び第1成形ア
パーチャ像の寸法を成形偏向座標に変換した寸法と第2
成形アパーチャを通過するビーム電流との関係より、矩
形以外のビームを発生させるために必要な第2成形アパ
ーチャのエッジ位置を成形偏向座標で求めることを特徴
とする請求項1記載の荷電ビーム描画方法。
(2) Find the reference edge position of the second shaping aperture in the shaping deflection coordinates from the relationship between the position of the first shaping aperture image in the shaping deflection coordinates and the beam current passing through the second shaping aperture, and determine the actual size of the second shaping aperture. and the dimensions obtained by converting the dimensions of the first shaping aperture image into shaping deflection coordinates and the dimensions of the second shaping aperture image.
The charged beam drawing method according to claim 1, characterized in that the edge position of the second shaping aperture necessary for generating a non-rectangular beam is determined by shaping deflection coordinates from the relationship with the beam current passing through the shaping aperture. .
(3)第1及び第2の成形アパーチャ間にビーム成形用
の成形偏向系を配置し、矩形及び矩形以外の荷電ビーム
の寸法、形状を可変制御して、試料上に所望パターンを
描画する荷電ビーム描画方法において、 前記成形偏向系により第1成形アパーチャ像を第2成形
アパーチャ上で走査し、第2成形アパーチャを通過又は
反射するビーム電流と成形偏向座標との関係から、第1
成形アパーチャ像と第2成形アパーチャとの位置関係を
求め、次いで試料面上で矩形ビームの寸法設定値と実際
の寸法とが一致するように成形偏向系の感度係数を校正
することを特徴とする荷電ビーム描画方法。
(3) A shaping deflection system for beam shaping is arranged between the first and second shaping apertures, and the dimensions and shapes of the rectangular and non-rectangular charged beams are variably controlled, and the charging is performed to draw a desired pattern on the sample. In the beam writing method, the first shaping aperture image is scanned over the second shaping aperture by the shaping deflection system, and the first shaping aperture image is determined from the relationship between the beam current passing through or reflecting from the second shaping aperture and the shaping deflection coordinates.
The method is characterized by determining the positional relationship between the shaping aperture image and the second shaping aperture, and then calibrating the sensitivity coefficient of the shaping deflection system so that the dimension setting value of the rectangular beam matches the actual dimension on the sample surface. Charged beam drawing method.
(4)前記成形偏向系の感度係数を校正する手段として
、第1及び第2の成形アパーチャの辺をレーザ座標に合
わせたのち、矩形ビームを発生させてX、Y共にビーム
寸法に対してビーム電流が直線的に変化し、且つ寸法零
のときにビーム電流が零となるように、ビーム零点を校
正後、試料上で矩形ビームの寸法設定値の変化率と測定
値の変化率が一致するように成形偏向系の感度係数を校
正することを特徴とする請求項3記載の荷電ビーム描画
方法。
(4) As a means of calibrating the sensitivity coefficient of the shaping deflection system, after aligning the sides of the first and second shaping apertures with the laser coordinates, a rectangular beam is generated and the beam is After calibrating the beam zero point so that the current changes linearly and the beam current becomes zero when the dimension is zero, the rate of change of the set value of the rectangular beam dimension on the sample matches the rate of change of the measured value. 4. The charged beam drawing method according to claim 3, wherein the sensitivity coefficient of the shaping deflection system is calibrated as follows.
(5)前記第1成形アパーチャは矩形であり、第2成形
アパーチャは2つの矩形を相互に45度傾けて接続した
ものであることを特徴とする請求項1又は3記載の荷電
ビーム描画方法。
(5) The charged beam drawing method according to claim 1 or 3, wherein the first shaping aperture is rectangular, and the second shaping aperture is two rectangles connected at an angle of 45 degrees.
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