JPH03232217A - Exposure condition detecting and investigating method in charged particle exposing device - Google Patents

Exposure condition detecting and investigating method in charged particle exposing device

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JPH03232217A
JPH03232217A JP2322632A JP32263290A JPH03232217A JP H03232217 A JPH03232217 A JP H03232217A JP 2322632 A JP2322632 A JP 2322632A JP 32263290 A JP32263290 A JP 32263290A JP H03232217 A JPH03232217 A JP H03232217A
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mask
optical system
image
reduction
stencil mask
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JP2322632A
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Japanese (ja)
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Akio Yamada
章夫 山田
Yoshihisa Daikyo
義久 大饗
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To set optimum and desired conditions of exposure by a method wherein the information of computed positional relation is compared with the mutual positional relation of the mask pattern formed on a stencil mask, and the percentage of contraction of the image on the surface of sample irradiation or the angle of rotation of the image is calculated. CONSTITUTION:Two mark patterns, which are provided on a stencil mask and their mutual positional relation is known, are projected onto the surface of a sample from a stencil mask part 6 by driving the deflector located on the side of an electron gun, namely, the mask deflector 56b and 57a under the condition wherein, among the deflectors 55 to be used for selection of an aperture pattern, the deflector on the side of sample surface from a stencil mask part 6 are not driven. The relative positional relation of the image of the mark pattern on the surface of the transferred sample and the relative positional relation of the mark pattern on the stencil mask are computed, and the reducing power of the magnetic field lense on the wafer side from the mask and the rotating angle of the image are obtained accurately. Utilizing the above, the desired optimum condition on each member of the device can be set easily by conducting the calibration of the deflector itself in an exposing device and an irradiation optical system.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明は荷電粒子露光装置に関し、微細パターンを正確
に基板上に形成させることを目的とし、少くとも電子流
、照射光学系、入射マスクデフレクタ−、ステンシルマ
スク、縮小光学系及びステージとから構成される荷電粒
子露光装置であって、正規のパターン群が形成されてい
るステンシルマスクに少くとも2個のマークパターンが
付加的に設けられている荷電粒子露光装置において、入
射マスクデフレクタ−を作動させて電子銃から発射され
る荷電子ビームを該ステンシルマスクのそれぞれマーク
パターンに照射せしめる工程、該マークパターンの通過
した該ビームを縮小光学系を介してステージの試料照射
面に投影する工程、該試料照射面に投影された該各マー
クパターンの像の相互の位置関係を算出する工程、上記
工程により算出された位置関係情報とステンシルマスク
上に形成されているマークパターンの相互の位置関係と
を比較して試料照射面上における像の縮小率或は像の旋
回角度を算出する工程、とから構成されている。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to a charged particle exposure apparatus, which aims to accurately form a fine pattern on a substrate, and which includes at least an electron current, an irradiation optical system, an incident mask deflector, and a stencil. A charged particle exposure apparatus comprising a mask, a reduction optical system, and a stage, wherein at least two mark patterns are additionally provided on a stencil mask on which a regular pattern group is formed. In the apparatus, a step of activating an incident mask deflector to irradiate each mark pattern of the stencil mask with a charged electron beam emitted from an electron gun, and directing the beam that has passed through the mark pattern to the stage via a reduction optical system. a step of projecting onto the sample irradiation surface; a step of calculating the mutual positional relationship of the images of the respective mark patterns projected onto the sample irradiation surface; The method is comprised of a step of comparing the mutual positional relationships of the mark patterns and calculating the reduction ratio of the image or the rotation angle of the image on the sample irradiation surface.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は電子線による微細パターンを基板上に形成する
ための荷電粒子装置における露光条件の検出及び調整方
法C二関するものである。
The present invention relates to a method C2 for detecting and adjusting exposure conditions in a charged particle device for forming a fine pattern on a substrate using an electron beam.

3従来の技術〕 近年、集積回路の高密度化に伴い、長年微細パターン形
成方法の主流であったフォトリソグラフィに代わり、電
子線を用いる新しい露光方法が検討され、実際に使用さ
れるようになってきた。
3. Prior Art] In recent years, with the increase in the density of integrated circuits, new exposure methods using electron beams have been studied and are now being used in place of photolithography, which has been the mainstream method for forming fine patterns for many years. It's here.

従来の電子線露光装置は、可変矩形ビームを用いて、試
料ウェハー上で電子線を偏向操作し、パターンを描いて
ゆく描画装置であった。このような装置は、ソフトであ
るパターンデータから、パターンというハードを作るパ
ターンジェネレート機能をもった装置であるが、矩形の
ショットを繋げてパターンを描画するため、パターンサ
イズが小さくなるほど、一般に単位面積当たりの露光シ
ョツト数が増加し、スループットが低下するという問題
があった。この問題に対処し、超微細パターンの露光に
おいても現実的なスループットを得るためにブロック露
光方法が提案されている。
A conventional electron beam exposure apparatus is a drawing apparatus that uses a variable rectangular beam to deflect an electron beam onto a sample wafer to draw a pattern. This type of device has a pattern generation function that creates a hardware pattern from pattern data, which is software. However, since the pattern is drawn by connecting rectangular shots, the smaller the pattern size, the smaller the unit. There was a problem in that the number of exposure shots per area increased and the throughput decreased. In order to deal with this problem and obtain a realistic throughput even in the exposure of ultra-fine patterns, a block exposure method has been proposed.

超微細パターンを必要とされる半導体装置は、たとえば
64MDRAMのように、微細であるが露光する殆どの
面積はある基本パターンの繰り返しであるものが多い。
Semiconductor devices that require ultra-fine patterns, such as 64M DRAMs, are often fine, but most of the exposed area is a repetition of a certain basic pattern.

もし繰り返しパターンの単位となる基本パターンを、そ
れ自身の複雑さには関係なく1シヨツトで発生できれば
、このようなパターンを微細さにはよらず一定のスルー
プントで露光することが可能となる。そこで以上のよう
な基本パターンを透過マスク上に持ち、これを電子線で
照射することにより1シヨツトで基本パターンを発生し
、それを繋げて繰り返しパターンを露光する方法がブロ
ック露光方法である。
If a basic pattern, which is a unit of a repeating pattern, can be generated in one shot regardless of its complexity, it becomes possible to expose such a pattern at a constant throughput regardless of its fineness. Therefore, the block exposure method is a method in which the basic pattern as described above is held on a transmission mask and irradiated with an electron beam to generate the basic pattern in one shot, and then the basic pattern is connected to repeatedly expose the pattern.

この様な露光方式の一例はIEEE TRANS、ON
 ELECTRON DEVICES vol、ED−
26(1979)663に報告されており第3図に示す
ような基本的構造を有している。
An example of such an exposure method is IEEE TRANS, ON
ELECTRON DEVICES vol, ED-
26 (1979) 663, and has a basic structure as shown in FIG.

即ち電子銃3a、例えば第1矩形アパーチヤ2、レンズ
3とからなる照射光学系1、該照射光学系を通ったあと
クロスオーバの像点に置かれたパターン選択用デフレク
タ−4により偏向されステンシルマスク部6上の任意の
パターン部分5に照射される。断面がパターン化された
電子線はレンズ9の収束作用により光軸に戻され、さら
に縮小レンズ14により断面が縮小され、投影レンズ2
4、偏向系2L 23にてウェハー上ニ露光される。こ
の方式では、光軸から偏向された電子は、レンズ9の収
束作用だけで光軸に戻されるため、どのパターンを選択
するかにより、電子は磁界レンズ9内の違った軌道を通
って来る。またマスター上にできるだけ多くのパターン
を配置するためには、電子軌道はレンズの光学軸からな
るべく離れた部分を通る必要がある。このとき転写像に
現れるレンズ収差の影響が大きくなる恐れがある。この
問題に対処するため本発明者等は第4図に示すような電
子ビーム露光装置を提案した。
That is, an electron gun 3a, for example, an irradiation optical system 1 consisting of a first rectangular aperture 2 and a lens 3, and after passing through the irradiation optical system, it is deflected by a pattern selection deflector 4 placed at the image point of the crossover to form a stencil mask. An arbitrary pattern portion 5 on the portion 6 is irradiated. The electron beam whose cross section has been patterned is returned to the optical axis by the convergence effect of the lens 9, and the cross section is further reduced by the reduction lens 14, and then the electron beam is passed through the projection lens 2.
4. The wafer is exposed to light by the deflection system 2L 23. In this method, the electrons deflected from the optical axis are returned to the optical axis only by the converging action of the lens 9, so the electrons travel through different trajectories within the magnetic field lens 9 depending on which pattern is selected. Furthermore, in order to arrange as many patterns as possible on the master, the electron trajectory needs to pass as far away from the optical axis of the lens as possible. At this time, the influence of lens aberration appearing on the transferred image may become large. In order to deal with this problem, the present inventors proposed an electron beam exposure apparatus as shown in FIG.

即ち、電子銃3a、例えば第1矩形アパーチヤ2、第ル
ンズ3、偏向器4及び第2レンズ58aとからなる照射
光学系1、電子ビームをステンシル部6上に設けられた
パターン群のうちの必要なパターン7の位置まで走査し
偏向させる入射側におかれたマスクデフレクタ−56と
ステンシル部6を通過した電子ビームを元の光軸に戻す
ための出射側におかれたマスクデフレクタ−57とかみ
なるデフレクタ−55、例えば第2レンズ58b、縮小
レンズ14、投影レンズ24、偏向器23等からなる縮
小光学系10及びウェハー等の基板を載置してビームを
それに照射甘めしる照射面を形成する移動可能なステー
ジ11とから構成されており、該偏向器55は適宜のマ
スクデフレクタ−駆動装置59によるデータ処理結果に
もとづいて駆動されるものである。
That is, the electron gun 3a, for example, the irradiation optical system 1 consisting of the first rectangular aperture 2, the second lens 3, the deflector 4, and the second lens 58a, directs the electron beam to the necessary pattern group provided on the stencil portion 6. A mask deflector 56 placed on the incident side to scan and deflect the electron beam to the position of the pattern 7, and a mask deflector 57 placed on the output side to return the electron beam that has passed through the stencil portion 6 to the original optical axis. A deflector 55, for example, a reduction optical system 10 consisting of a second lens 58b, a reduction lens 14, a projection lens 24, a deflector 23, etc., and an irradiation surface on which a substrate such as a wafer is placed and the beam is irradiated thereon are formed. The deflector 55 is driven based on data processing results by an appropriate mask deflector drive device 59.

かかる構造において、即ちレンズ58a、58bの間で
は電子線はほぼ平行ビームとなっており、開ロバターン
選択用偏向器56a、 56b、 57a、 57bに
より、ステンシルマスクの上方で電子線を振り、下方で
振り戻すことによりビームがレンズ58a、58bのレ
ンズ中心を通る条件で、マスクパターンを選択するよう
にしたものである。ステンシルマスクの一例を第5図に
示す。ノ9ターン形成部分は側面図に示すように薄膜化
されている。これにエツチング技術を用いて抜きパター
ンを形成する。マスク基板6にはSiなどの半導体や金
属板などが用いられる。さらにステンシルマスク上には
、開ロバターン選択用偏向器55により選択可能なパタ
ーンの集まりである複数種のパターンをそれぞれ複数個
集合させたパターン群が設けられており、個々のパター
ンの組は該マスクを支持するX、Yステージにより電子
光学軸近傍に移動させることができる。マスクをこのス
テージにロードするために、コラム本体とはゲートバル
ブで切り離すことができるマスクロード用サブチェンバ
ーを設けるものである。
In such a structure, the electron beam is a nearly parallel beam between the lenses 58a and 58b, and the electron beam is swung above the stencil mask by the open-lobe pattern selection deflectors 56a, 56b, 57a, and 57b, and is deflected below the stencil mask. The mask pattern is selected under the condition that the beam passes through the center of the lenses 58a and 58b by swinging back. An example of a stencil mask is shown in FIG. The portion where the 9 turns are formed is made into a thin film, as shown in the side view. A punching pattern is formed on this using an etching technique. For the mask substrate 6, a semiconductor such as Si, a metal plate, or the like is used. Further, on the stencil mask, there are provided pattern groups in which a plurality of patterns of a plurality of types, each of which is a collection of patterns selectable by the opening pattern selection deflector 55, are assembled, and each set of patterns is a set of patterns on the mask. can be moved near the electron optical axis by an X and Y stage supporting the electron beam. In order to load a mask onto this stage, a sub-chamber for mask loading is provided which can be separated from the column body with a gate valve.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このようなブロックパターン転写型電子線露光装置に於
いて、特に縮小レンズ14、投影レンズ24等から構成
されている縮小光学系lOは各レンズにおけるレンズ強
度等の条件の組み合せによってマスク上のパターンをウ
ェハー上に縮小転写する縮小率(倍率)や最適投影条件
を決定するものであり、また磁界レンズによる縮小結果
の場合、通常、像の回転を伴うものであるが、これも各
レンズの条件により調整することが出来る。従って、同
−又は異なるパターンを複数個、連続的に照射しながら
つなげて行き必要なパターンを形成する工程においては
、個々のパターンが正確に連続して形成される必要があ
りそれ故、ウェハー上にパターンの像を形成した場合そ
の各々の像の縮小率や旋回角度が同一である必要がある
。従って、ウェハー上の転写像のショットサイズを精度
良く決め、ショットwぎ精度を上げるためには、この縮
小率も回転角を高精度で求める必要がある。通常、縮小
率や回転角を求めるには、矩形ビームを発生し、ウェハ
ー上に於ける矩形ビームのビームサイズやビームエツジ
の向きを試料ステージ測長座標系で測定している。しか
しウェハー上に発生できる矩形ビームサイズは通常3〜
4μm2以下であり、その大きさや向きを測定する際の
精度にはビームエツジラフネス等の点も影響してくるた
め限度がある。
In such a block pattern transfer type electron beam exposure apparatus, the reduction optical system 10, which is composed of a reduction lens 14, a projection lens 24, etc., is capable of forming a pattern on a mask by combining conditions such as the lens strength of each lens. It determines the reduction ratio (magnification) and optimal projection conditions for reducing and transferring onto a wafer. Also, in the case of reduction results using magnetic lenses, image rotation is usually involved, but this also depends on the conditions of each lens. It can be adjusted. Therefore, in the process of connecting multiple identical or different patterns while continuously irradiating them to form the required pattern, it is necessary to form each pattern accurately and consecutively. When images of a pattern are formed on each image, the reduction ratio and rotation angle of each image must be the same. Therefore, in order to accurately determine the shot size of the transferred image on the wafer and to improve the shot accuracy, it is necessary to determine the rotation angle with high precision for this reduction ratio as well. Normally, to determine the reduction ratio and rotation angle, a rectangular beam is generated, and the beam size and beam edge direction of the rectangular beam on the wafer are measured using the sample stage length measurement coordinate system. However, the rectangular beam size that can be generated on a wafer is usually 3~
It is less than 4 μm2, and there is a limit to the accuracy in measuring its size and direction because it is affected by beam edge roughness and other factors.

本発明の目的はこのような装置においてマスク面上のパ
ターンがウェハー上に転写されるときの縮小率や回転角
等の露光条件を、より高精度で求めるとともに、検出さ
れた露光条件から最適でかつ所望の露光条件を設定する
ことの出来る荷電粒子露光装置における露光条件調整方
法を提供しようとするものである。
The purpose of the present invention is to more accurately determine the exposure conditions such as the reduction ratio and rotation angle when the pattern on the mask surface is transferred onto the wafer in such an apparatus, and to determine the optimal exposure conditions from the detected exposure conditions. Moreover, it is an object of the present invention to provide a method for adjusting exposure conditions in a charged particle exposure apparatus that can set desired exposure conditions.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明に係る電子ビーム露光条件調整方法は上記目的を
達成するため基本的には次のような技術的構成を採用す
るものである。
The electron beam exposure condition adjustment method according to the present invention basically employs the following technical configuration in order to achieve the above object.

即ち少くとも電子銃、照射光学系、入射マスクデフレク
タ−、ステンシルマスク、縮小光学系及びステージとか
ら構成される荷電粒子露光装置であって、正規のパター
ン群が形成されているステンシルマスクに少くとも2個
のマークパターンカ付加的に設けられている荷電粒子露
光装置において、入射マスクデフレクタ−を作動させて
電子銃から発射される荷電子ビームを該ステンシルマス
クのそれぞれマークパターンに照射せしめる工程、該マ
ークパターンの通過した該ビームを縮小光学系を介して
ステージの試料照射面に投影する工程、該試料照射面に
投影された該各マスクパターンの像の相互の位置関係を
算出する工程、と更には上記工程により算出された位置
関係情報とステンシルマスク上に形成されているマーク
パターンの相互の位置関係とを比較して試料照射面上に
おける像の縮小率或は像の旋回角度を算出する工程及び
上記工程により得られた縮小率或は旋回角度情報から縮
小光学系の作動条件をキャリブレーションすることによ
り所定の縮小率もしくは旋回角度をうるようにする工程
とからなる荷電粒子露光条件検出方法および露光条件調
整方法である。
In other words, it is a charged particle exposure apparatus consisting of at least an electron gun, an irradiation optical system, an incident mask deflector, a stencil mask, a reduction optical system, and a stage, and at least a stencil mask on which a regular pattern group is formed. In a charged particle exposure apparatus additionally provided with two mark patterns, a step of activating an incident mask deflector to irradiate each mark pattern of the stencil mask with a charged electron beam emitted from an electron gun; a step of projecting the beam through which the mark pattern has passed onto the sample irradiation surface of the stage via a reduction optical system; a step of calculating the mutual positional relationship of the images of the respective mask patterns projected onto the sample irradiation surface; is a step of comparing the positional relationship information calculated in the above process with the mutual positional relationship of the mark patterns formed on the stencil mask to calculate the reduction ratio of the image or the rotation angle of the image on the sample irradiation surface. and a step of calibrating the operating conditions of the reduction optical system from the reduction ratio or rotation angle information obtained in the above step to obtain a predetermined reduction ratio or rotation angle. This is an exposure condition adjustment method.

即ち本発明においては、開ロバターン選択用偏向器55
ののうち、該ステンシルマスク部6より試料面側にある
偏向器は駆動させない条件のもとで該ステンシルマスク
部6より電子銃側にある偏向器即ち入射側マスクデフレ
クタ−57a、56bとを駆動することにより、ステン
シルマスクに設ケた互に相対位置関係が判明している2
つのマークパターンを試料面に照射させて、その転写さ
れた試料面上のマークパターンの像の相対位置関係と、
上記ステンシルマスク上のマークパターンの相対位置関
係とを演算処理することによって、 マスクよりウェハー側にある磁界レンズによる縮小率お
よび像の回転角を正確に求めることができるようになる
That is, in the present invention, the opening lever pattern selection deflector 55
Of these, the deflectors located closer to the electron gun than the stencil mask section 6, that is, the incident-side mask deflectors 57a and 56b, are driven under the condition that the deflectors located closer to the sample surface than the stencil mask section 6 are not driven. By doing this, the relative positional relationship between each other on the stencil mask is known2.
The relative positional relationship of the transferred mark pattern images on the sample surface by irradiating the sample surface with two mark patterns,
By calculating the relative positional relationship of the mark patterns on the stencil mask, it becomes possible to accurately determine the reduction ratio and the rotation angle of the image by the magnetic field lens located closer to the wafer than the mask.

又その検出された縮小率や回転角を利用して当該露光装
置における偏向器自身ならびに照射光学系のキャリブレ
ーションを行い、当該装置の各部材における所望の最適
条件に容易に設定することが出来る。
Further, the deflector itself and the irradiation optical system in the exposure apparatus can be calibrated using the detected reduction ratio and rotation angle, and the desired optimum conditions for each member of the apparatus can be easily set.

〔実施例〕〔Example〕

従来においては前記したように、電子ビーム露光を行う
前に縮小レンズの縮小率及び像の回転量を設計値どおり
に合せる必要があった。可変矩形ビーム露光の場合には
、縮小レンズの縮小率、回転N(7)M正は縮小レンズ
に対して直接行う必要はなく、マスク上の可変矩形パタ
ーンの大きさ、向きを調整するだけで良かった。然しな
からステンシルマスクを用いたブロック露光方式におい
ては、マスクパターンのサイズは既に決っていることか
ら可変矩形方式とは異り縮小レンズ系に対して縮小率や
回転量の補正を直接行う必要がある。
Conventionally, as described above, it was necessary to adjust the reduction ratio of the reduction lens and the amount of rotation of the image to the designed values before performing electron beam exposure. In the case of variable rectangular beam exposure, the reduction ratio and rotation N(7)M of the reduction lens do not need to be adjusted directly to the reduction lens, just by adjusting the size and orientation of the variable rectangular pattern on the mask. it was good. However, in the block exposure method using a stencil mask, the size of the mask pattern is already determined, so unlike the variable rectangle method, it is necessary to directly correct the reduction ratio and rotation amount for the reduction lens system. be.

従来においては、マスク上の1つのパターンに電子ビー
ムを照射して、ステージの試料台上面に映った像を理論
パターンと比較し、その差から補正量を求めることが行
われている。
Conventionally, one pattern on a mask is irradiated with an electron beam, the image reflected on the upper surface of the sample stage of the stage is compared with a theoretical pattern, and the amount of correction is determined from the difference.

然しなから、露光パターンの縮小率が大きくなるにつれ
、又マスクパターンの形状が複雑になるにつれて、直接
測定による方法では、その判断が難しくなるので、測定
誤差は大きくなって来ている。
However, as the reduction ratio of the exposure pattern increases and as the shape of the mask pattern becomes more complex, it becomes difficult to make a determination using a direct measurement method, and the measurement error increases.

本発明はこの様な背景からなされたものであって、微細
な露光パターンでかつ複雑なマスク形状を有するパター
ンであっても、その縮小率や像の回転角を正確にかつ容
易に求めることが出来るのである。
The present invention was made against this background, and it is possible to accurately and easily determine the reduction ratio and rotation angle of an image even for a fine exposure pattern and a pattern having a complicated mask shape. It can be done.

以下に本発明C二係る荷電粒子露光にお2する露光条件
検出方法及びその調整方法の具体例を図面に参照しなが
ら説明する。
A specific example of the exposure condition detection method and adjustment method for charged particle exposure according to the present invention C2 will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明に係る荷電粒子露光の露光条件検出調整
方法を実施ずろに適した装置の1具体例を示すとともに
その原理を説明する図である。
FIG. 1 is a diagram showing a specific example of an apparatus suitable for implementing the method for detecting and adjusting exposure conditions for charged particle exposure according to the present invention, and explaining the principle thereof.

本発明は上述したとおり複数個のパターンを連続してシ
ヨ・ツトしていく工程において各パターンの縮小率や像
の回転角度を正確にかつ常に同一の値を示すようにしな
ければならずそのため、前記した照射光学系1、偏向器
55、縮小光学系10の各磁界レンズのレンズ条件や偏
向時の振り幅、振り戻し幅、等の条件を常に最適な条件
となるよう較正することつまりキャリブレーションする
ことが必要である。かかる荷電粒子露光装置においては
、像の大きさや回転角と磁界レンズに流す電流との関係
はシュミレーションによっである程度は判明しているが
実際に作られた装置においてその装置がシュミレーショ
ンの結果と必ずしも正確には一致しない。
As mentioned above, in the process of successively shooting a plurality of patterns, the present invention must ensure that the reduction ratio and image rotation angle of each pattern accurately and always show the same value. Calibration is the process of calibrating the lens conditions of the magnetic field lenses of the irradiation optical system 1, the deflector 55, and the reduction optical system 10, the amplitude of deflection during deflection, the amplitude of swing back, etc., so that they are always optimal. It is necessary to. In such charged particle exposure equipment, the relationship between the image size, rotation angle, and current flowing through the magnetic field lens has been clarified to some extent through simulation, but the results of the simulation do not always match the results of the actually manufactured equipment. It doesn't match exactly.

その為、実際には電子ビームを実際に照射してみて測定
することが必要となる。
Therefore, it is actually necessary to actually irradiate the electron beam and make measurements.

そのために本発明においては、ステンシルマスク部の一
部に第5図に示すような少くとも2個のマークパターン
M l、 M z 、 M 3・・・を設けるものであ
って、両者の位置関係は適宜の演算手段に記憶させてお
く。これ等のマークパターンは電子ビームが偏向しうる
範囲内に設けられる必要がある。
To this end, in the present invention, at least two mark patterns M l, M z , M 3 . . . as shown in FIG. is stored in an appropriate calculation means. These mark patterns need to be provided within a range where the electron beam can be deflected.

古本発明においで、偏向器(デフレクタ−)55はステ
ンシルマスク部6の上面に入射側デフレクタ−56a、
56bを設けたものから構成されており、そのデフレク
タ−はマスクデフレクタ−駆動手段59により駆動され
るように構成されている。
In the second invention, the deflector 55 includes an incident side deflector 56a on the upper surface of the stencil mask section 6;
56b, and its deflector is configured to be driven by a mask deflector driving means 59.

そして、パターンの縮小率や像の旋回角度を測定してキ
ャリブレーションを行う場合には、上記ステンシルマス
ク部6のマークパターンM、、M2゜M3・・・のうち
の少くとも2個のマークパターンを使用し、かつ入射側
デフレタクー56a、5’6bを作動させて測定を行う
ものである。即ち、第1図(A)に示すように該荷電粒
子露光装置を作動させ電子ビームを電子銃から放射させ
るとともに、まず入射側デフレクタ−56a、56bを
作動させ適宜のアドレス情報二こもとづいてレンズ58
aを通過した電子ビームを偏向させてステンシルマスク
部6の一部に設けたマークパターンM、を照射させ、こ
れを通過したビームをレンズ58bを介してステージ1
1の試料照射面上の点M 、 IにマークパターンM1
 の像を形成させる。この場合の電子ビームの光路はり
、(実線で示す)のようになる。又この時にM +’点
の位置情報を公知の手段を用いて読みとり適宜のメモリ
ーに記録しておく。次に別のアドレス情報を入力して入
射側デフレクタ−56a。
When performing calibration by measuring the reduction rate of the pattern and the rotation angle of the image, at least two of the mark patterns M, M2, M3, etc. of the stencil mask section 6 are used. The measurement is carried out by using the input side deflator 56a and 5'6b. That is, as shown in FIG. 1(A), the charged particle exposure device is operated to emit an electron beam from the electron gun, and the incident side deflectors 56a and 56b are first operated to deflect the lens based on appropriate address information. 58
The electron beam that has passed through a is deflected to irradiate a mark pattern M provided on a part of the stencil mask section 6, and the beam that has passed through this is directed to the stage 1 through a lens 58b.
Mark pattern M1 is placed at points M and I on the sample irradiation surface of No.1.
form an image. In this case, the optical path of the electron beam is as shown by the solid line. Also, at this time, the position information of point M+' is read using known means and recorded in an appropriate memory. Next, input another address information to enter the incident side deflector 56a.

56bを作動させてレンズ58aを通過した電子ビーム
を偏向せしめてステンシルマスク部6の一部設けた他の
マークパターンM2を照射させ、これを通過したビーム
をレンズ58bを介してステージ11の試料照射面上の
点M2′に該マークパターンM2の像を形成させる。こ
の時の電子ビームの光路はL2(点線で示される)のよ
うになる。又上記と同様に、点M Z ’の位置情報を
適宜のメモリーに記録しておく。上記における各点M 
1’ とM 2 ’の位置情報は、例えばステージ上に
設けた所定の基準点を点M + ’ とM 2 ’のそ
れぞれの位置に移動させその位置をχ−Y座標系として
記録することにより実行しうる。かかる測定Gこは例え
ばレーザー干渉計等を用いることにより高精度に測定が
出来る。
56b is activated to deflect the electron beam that has passed through the lens 58a to irradiate another mark pattern M2 provided in a part of the stencil mask section 6, and the beam that has passed through this deflects the electron beam that has passed through the lens 58a to irradiate the sample on the stage 11 through the lens 58b. An image of the mark pattern M2 is formed at a point M2' on the surface. At this time, the optical path of the electron beam becomes L2 (indicated by a dotted line). Also, in the same way as above, the position information of point MZ' is recorded in an appropriate memory. Each point M in the above
The positional information of 1' and M2' can be obtained, for example, by moving a predetermined reference point provided on the stage to the respective positions of points M+' and M2' and recording the positions as a χ-Y coordinate system. It can be done. Such measurement G can be performed with high precision by using, for example, a laser interferometer.

第1図(B)から明らかなようにかかるデーターを次で
適宜の演算処理手段に入力して両点Ml′とM2′間の
距Ml′及び予め定めた基準線からの旋回角度θ′を算
出する。−カステンシルマスク部6上に設けたマークパ
ターンM、 とM2の距離2は既知であるから、両者の
距離!とl′を比較することで縮小光学系IOの縮小率
が容易に算出出来る。又旋回角度は、両データとも同じ
にとってあれば、上記θ′の値から縮小光学系10の旋
回角度が直ちに求められ、又M、とM2間の直線距離と
Ml’ とM2’間の直線距離とのなす角度を求める ものであっても良い。本発明の具体例においては、マス
ク上のマークパターンM 1 、 M z間の距離は、
例えば2. Ommであり又、ウエノ\−上像M + 
’ + M zの距離の距離は20μm程度であり、単
一の矩形ヒ゛−ムのサイズやビームエンジ方向かろ縮小
率や回転角を決める場合よりも、精度良く、マスクより
ウェハー側になる磁界レンズによる縮小率および像の回
転角を求めることができる。
As is clear from FIG. 1(B), this data is then input to an appropriate arithmetic processing means to calculate the distance Ml' between both points Ml' and M2' and the turning angle θ' from a predetermined reference line. calculate. - Since the distance 2 between the mark patterns M and M2 provided on the cast stencil mask part 6 is known, the distance between them! The reduction ratio of the reduction optical system IO can be easily calculated by comparing . Also, if the turning angle is the same for both data, the turning angle of the reduction optical system 10 can be immediately determined from the value of θ', and the straight-line distance between M and M2 and the straight-line distance between Ml' and M2' It may also be to find the angle between the two. In a specific example of the invention, the distance between the mark patterns M 1 and M z on the mask is
For example 2. Omm and Ueno\-upper image M +
' + M z distance is about 20 μm, which is more accurate than when determining the reduction ratio and rotation angle rather than the size of a single rectangular beam or beam angle direction, and the magnetic field lens is closer to the wafer than the mask. The reduction ratio and rotation angle of the image can be determined.

次に、本発明においては上記したような方法によって、
露光装置における、縮小率と回転角が正確に検出しえる
ことを利用して、実際のパターンの製造工程における当
該露光装置に要求される所望の最適縮小率及び回転角と
に設定するよう調整を行うことが出来る。
Next, in the present invention, by the method described above,
Taking advantage of the ability to accurately detect the reduction ratio and rotation angle in the exposure equipment, adjustments can be made to set the desired optimal reduction ratio and rotation angle required for the exposure equipment in the actual pattern manufacturing process. It can be done.

即ち、このようにして求められた縮小率と像の旋回角度
が目標とするそれぞれの設定値と異なる場合には、少く
とも前述した縮小光学系を構成する各要素のレンズ条件
の一部又は全部を修正することによって所望の設定値と
一致するようキャリブレーションをすればよい。
That is, if the reduction ratio and image rotation angle obtained in this way differ from the respective target setting values, at least some or all of the lens conditions of each element constituting the reduction optical system described above should be changed. Calibration can be performed by correcting the value to match the desired setting value.

本発明のような荷電粒子露光装置においては上記したよ
うに電子レンズ(磁気レンズ)でパターンを縮小して行
くと縮小されるにつれて像の回転が生ずるため、偏向デ
フレクタ−内にステンシルマスクのパターンを配置する
際には予めその縮小光学系でどの程度の像の回転が生ず
るかを確認してそれC:合うようにパターンを角度をも
たせて配置しておくことが必要であり、本発明ではこれ
を容易にかつ正確に角度を求めることも出来る。この場
合はステンシルマスク部を必要量回転させても良く、ス
テージそのものを回転させてもよい。
In a charged particle exposure apparatus such as the present invention, as described above, when a pattern is reduced using an electron lens (magnetic lens), the image rotates as the pattern is reduced. When placing the pattern, it is necessary to check in advance how much image rotation will occur in the reduction optical system and place the pattern at an angle so that it matches. It is also possible to easily and accurately determine the angle. In this case, the stencil mask portion may be rotated by the necessary amount, or the stage itself may be rotated.

又電子レンズに流す電流の量を調整することによって回
転が生じないように縮小させるようにキャJブレーンヨ
ンすることも出来る。
Furthermore, by adjusting the amount of current flowing through the electron lens, it is possible to reduce the size of the electron lens so that rotation does not occur.

つまり電子レンズを複数個並べて光学系を構成すること
により上記のキャリブレーションが可能となる。
In other words, the above-mentioned calibration becomes possible by configuring an optical system by arranging a plurality of electron lenses.

即ち、縮小率は各レンズの働きの合成として決まるもの
で、2つの電子レンズに全く逆の電流を流すと、縮小は
されるが回転はしなくなる。つまり像の回転量は一般に
コイルに流す電流の一乗に比例する。又は縮小率は一般
に電流値の二乗に比例するので電流の向きC二関係な(
電流値を決めれば決ってくる。つまり電流の値の一乗の
項で回転が決り二乗の項で縮小率が決まる関係にあるか
ら電流の量をかえることにより縮小率は一定であるが旋
回は発生しないというような条件を定めることも可能と
なる。例えば2個の電子レンズを直列的に配置しておき
各レンズに流す電流を同じにするがその方向を互に逆に
すれば像の旋回はな(なるが、縮小率はその各電流の二
乗値の和として決定される。又各型子レンズのそれぞれ
に流す電流値を互に異らせることよって任意の縮小率と
旋回角度をうろことが出来る。
That is, the reduction ratio is determined as a combination of the functions of each lens, and if completely opposite currents are applied to two electron lenses, they will be reduced but will not rotate. In other words, the amount of image rotation is generally proportional to the first power of the current flowing through the coil. Or, since the reduction rate is generally proportional to the square of the current value, the current direction C2 is related (
It is determined by determining the current value. In other words, the rotation is determined by the first power of the current value, and the reduction rate is determined by the square term, so by changing the amount of current, it is possible to set conditions such that the reduction rate remains constant but no turning occurs. It becomes possible. For example, if two electron lenses are arranged in series and the current is applied to each lens the same, but the directions are reversed, the image will not rotate (although the reduction ratio will be the square of each current). It is determined as the sum of the values.Also, by varying the current value flowing through each mold lens, it is possible to obtain an arbitrary reduction ratio and rotation angle.

従って、前記したような測定結果にもとすいて各電子レ
ンズに流す電流値を調整することによって縮小光学系の
縮小率や旋回角度値を所定の値に設定することが可能と
なる。
Therefore, it is possible to set the reduction ratio and rotation angle value of the reduction optical system to predetermined values by adjusting the value of the current flowing through each electron lens based on the above-mentioned measurement results.

本発明において使用される縮小率は特に特定されるもの
ではないが、1/100程度が標準となる。
The reduction ratio used in the present invention is not particularly specified, but is typically about 1/100.

次に荷電粒子露光装置においては実際にパターンをウェ
ハー等の基板に照射して像を形成する場合には、ステー
ジにおける特定の位置にある点χに像の焦点を合せて形
成するものである。つまり使用されるステンシルマスク
の全てのパターンの像は全て点Xの位置に形成される必
要がある。もしこれが、ずれていれば複雑なパターンを
連続的につないで描くことは不可能である。
Next, in a charged particle exposure apparatus, when an image is actually formed by irradiating a pattern onto a substrate such as a wafer, the image is formed by focusing on a point χ at a specific position on the stage. In other words, images of all patterns of the stencil mask used need to be formed at the position of point X. If this is out of alignment, it will be impossible to draw a complex pattern in a continuous manner.

そこで、上記した本発明の方法に従って、当該露光装置
における縮小率や回転角を所定の最適条件に設定したと
しても、実際にウェハー上等にパターンを焼きつけして
いく場合には、ステンシルマスクのビーム出射側に設け
られたビーム振す戻し用の偏向器の各条件が適正に設定
していないと、所定の位置にビームが転写されなくなる
。従って、当該装置の照射光学系、縮小光学系及び偏向
デフレクタ−が上記目的に合致した光学的条件を満たし
ているかどうかを予め測定する必要がある。つまり、本
発明による露光条件調整方法を生産工程上有効なものと
するためには、前記の方法によって縮小率や回転角が最
適値に設定されたものが、正確にウェハー上の所定の位
置に像を形成するように調整されているかを確認する方
法を実施するごとが好ましい。以下Gこ、その確認方法
の例を説明する。即ち第2図に示すように、第1図と同
様マークパターンM、、M2・・・を有スるステンシル
マスクを使用するとともGこ入射側デフレクタ−56a
、56b、と出射側デフレクタ−57a、57bとを設
けかつその双方を同時に作動させてマークパターンM 
l、 M zの像を交互に試料照射面上の点Xに投影す
るものであり、この際に両パターンの像の位置が互にず
れていれば、キャリブレーションを行い、特に出射側の
マスクデフレクタ−57a57bの条件を調整して両パ
ターンの像が同−X部分に投影されるようにするもので
ある。
Therefore, even if the reduction ratio and rotation angle of the exposure apparatus are set to predetermined optimal conditions according to the method of the present invention described above, when actually printing a pattern onto a wafer, etc., the beam of the stencil mask cannot be used. If the conditions of the beam deflector provided on the emission side are not properly set, the beam will not be transferred to a predetermined position. Therefore, it is necessary to measure in advance whether the irradiation optical system, reduction optical system, and deflection deflector of the apparatus satisfy the optical conditions that meet the above purpose. In other words, in order to make the exposure condition adjustment method according to the present invention effective in the production process, it is necessary to accurately position the wafer at a predetermined position on the wafer, with the reduction ratio and rotation angle set to the optimum values by the method described above. It is preferable to carry out a method of checking whether the image is being adjusted to form an image. An example of the confirmation method will be explained below. That is, as shown in FIG. 2, a stencil mask having mark patterns M, M2, . . . is used as in FIG.
, 56b, and exit side deflectors 57a, 57b, and both of them are operated simultaneously to form a mark pattern M.
The images of L and Mz are alternately projected onto the point The conditions of the deflector 57a57b are adjusted so that the images of both patterns are projected onto the same -X portion.

具体的には第1図は説明したと同様乙こまず入射デフレ
クタ−を作動せしめるマスクデフレクタ−に適宜のアド
レス情報を入力して電子ビームをステンシルマスク上に
設けた1つのマークパターンM、 4こ照射されるよう
偏向させ、次で該パターンM、を通過した電子ビームは
同様に適宜のアドレス情報が入力されている該マスクデ
フレクタ−駆動手段5つ(第4図参照)により駆動され
る出射側デフレクタ−57a、57bにより元の光軸に
戻されレンズ58bを介してステージ11の試料照射面
上の但Xにパターン像を形成する。この場合の電子ビー
ムの光路は実線L3として示されている。
Specifically, as described in FIG. 1, appropriate address information is input into the mask deflector that activates the incident deflector, and the electron beam is applied to the stencil mask to form one mark pattern M, 4. The electron beam that has been deflected to be irradiated and then passed through the pattern M is driven by the five mask deflector drive means (see FIG. 4), which are similarly input with appropriate address information, on the emission side. The beam is returned to the original optical axis by the deflectors 57a and 57b, and a pattern image is formed at X on the sample irradiation surface of the stage 11 via the lens 58b. The optical path of the electron beam in this case is shown as a solid line L3.

次に同様の操作を他のマークパターンM2について実行
する。その場合の電子ビームの光路は点線L4として表
わされている。
Next, similar operations are performed for another mark pattern M2. The optical path of the electron beam in that case is represented by a dotted line L4.

次で、両パターンの像が点χ上で完全に重っていれば該
露光装置の設定条件は正常なものとみなしうるが、もし
ずれていれば、これを修正するためのキャリブレーショ
ンを各光学系及び偏向器について実行し、正しい条件を
設定する。
Next, if the images of both patterns completely overlap on the point Run on optics and deflector to set correct conditions.

以上述べたように本発明においては、該荷電粒子露光装
置に使用して任意のパターンをウエノ\−等の基板上に
実際に形成するに先立って、少くとも2個のマークパタ
ーンを利用して少くとも縮小光学系10の縮小率と像の
′旋回角度を予め測定し、その結果を用いて少くとも当
該縮小光学系のキャリブレーションを実行して像の縮小
率と旋回角度を求めること、そしてかくして求めた縮小
率と回転角を予め定められる。
As described above, in the present invention, before using the charged particle exposure apparatus to actually form an arbitrary pattern on a substrate such as Ueno, at least two mark patterns are used. Measure in advance at least the reduction ratio of the reduction optical system 10 and the rotation angle of the image, and use the results to calibrate at least the reduction optical system to determine the reduction ratio and rotation angle of the image; The reduction ratio and rotation angle thus obtained can be determined in advance.

上記じた本発明の露光条件検出調整方法の基本的な手順
の例としては次のとおりとなる。
An example of the basic procedure of the exposure condition detection and adjustment method of the present invention described above is as follows.

(1)第1工程 当該荷電粒子露光装置のシステムをた
ち上げる工程、 (2)第2工程 (3)第3工程 (4)第4工程 (5)第5工程 (6)第6エ程 (7)第7エ程 露光ビームをまっすくに通ず工 程、(マスクデフレクタ−を駆 動しないでビームを通す工程) 入射デフレクタ−によりビーム を振リステンシルマスク上の特 定のマークパターンの1つをビ ームが通過するようにビームを 振る工程、 上記ビームによるマークパター ンが試料台上の試料面に転写さ れた位置を記憶する工程、 第3工程と同じくビームが特定 の他のマークパターンを通過す るようにビームを振る工程、 当該ビームが試料面に転写され た位置を記憶する工程、 第4及び第6エ程により求めら れた各マークパターン像の位置 情報から、両像間の直線距離2′ 及び所定の基準線に対する角度 (8)第8工程 (9)第9工程 (10) 第1O工程 (11) 第11工程 θ′を求める工程、 ステンシルマスク上に設けられ た2つのマークパターン間の相 対位置から求められる両マーク パターン間の距i[及び所定の 基準線に対する角度θとを求め る工程、 上記第7及び第8の各工程によ り得られた距離情報!、l′及 び角度情報θ、θ′とから縮小 率(j2’ #2) 、回転釜(θ′ θ)を算出する工程、 第9工程の情報に基づいて、縮 小レンズ及び投影レンズ等から なる縮小光学系或は偏向レンズ 系を調整する工程、 当該露光装置における射出側デ フレフタ−(57a、57b)を作 動させて各マークパターンが試 斜面上の同一点に転写されるか 否かを判断し、同一点に転写し ていない場合には、上記デフレ フタ−(57a、57b)をB周整す る工程、 (12)第12工程 露光操作を開始 次に本発明における上記の露光条件検出・調整方法の中
で、第10工程に示される当該露光装置における縮小光
学系の露光条件を所定の値に調整する調整方法の例を説
明する。
(1) First step: Setting up the system of the charged particle exposure apparatus, (2) Second step (3) Third step (4) Fourth step (5) Fifth step (6) Sixth step ( 7) Seventh step: A process of passing the exposure beam straight through (a process of passing the beam without driving the mask deflector) The beam is deflected by the incident deflector so that the beam hits one of the specific mark patterns on the stencil mask. a step of waving the beam so that it passes through the beam, a step of memorizing the position where the mark pattern by the beam is transferred to the sample surface on the sample stage, and a step of waving the beam so that it passes through a specific other mark pattern as in the third step. Step of swinging the beam; Step of memorizing the position where the beam is transferred onto the sample surface; From the positional information of each mark pattern image obtained in the fourth and sixth steps, the linear distance 2' between both images and a predetermined value are determined. Angle with respect to the reference line (8) 8th process (9) 9th process (10) 1st O process (11) 11th process Step of determining θ', relative position between two mark patterns provided on the stencil mask A step of determining the distance i between both mark patterns found from [and the angle θ with respect to a predetermined reference line] Distance information obtained by each of the seventh and eighth steps above! , l' and angle information θ, θ' to calculate the reduction ratio (j2'#2) and rotary pot (θ' θ). The step of adjusting the reduction optical system or the deflection lens system, and the step of operating the exit-side deflector (57a, 57b) in the exposure device to determine whether each mark pattern is transferred to the same point on the test surface. , If the images are not transferred to the same point, adjust the deflector (57a, 57b) to the B circumference; (12) Twelfth step: Start the exposure operation; Next, the above exposure condition detection/adjustment method according to the present invention; An example of an adjustment method for adjusting the exposure conditions of the reduction optical system in the exposure apparatus to a predetermined value, shown in the 10th step, will be described.

即ち第1図に示されるようなブロックパターン転写型荷
電粒子露光装置では第3図又は第4図に示されるように
縮小レンズ14と投影レンズ24から構成された縮小光
学系10が設けられている。そして、このような荷電粒
子露光装置では、ステンシル部を透過したビーム断面が
縮小レンズ14により縮小されたあと、投影レンズ24
により試料表面上に結像されるように縮小電子光学系1
0が設定されている。あるブロックパターンを選択した
場合、その試料面上に於けるパターンサイズは、上記縮
小レンズ14の縮小率、および投影レンズの結像条件に
依存する。縮小率は、縮小レンズ14に流す電流の大き
さ即ちレンズ強度を変えることによりある所定の関数に
従って変化させることができるが、このとき、第6図に
示すように、一般に試料面上に於ける転写像■は縮小レ
ンズに流れる電流の大きさ即ちレンズ強度の大きさによ
って回転をうけショット向きが変わる。転写像の大きさ
(縮小率)と回転方向を調整する為には、縮小レンズ1
4を少なくとも2個以上の独立にレンズ強度を調節でき
る励磁部からなるレンズ14a、14b・・・から構成
し、それるの強度を適切に与えればよいことが知られて
いる。しかし一般には、どちらの強度を変えた場合にも
、転写像の大きさと回転方向は互いに関係り合って変化
し、転写像の大きさと回転方向を独立Qこ調整すること
ができない。即ぢレンズ強度をある値に設定した時■の
転写像の縮小率条件と回転方向条件が所定の値からずれ
ていたりすると、レンズ強度がその値より大となれば縮
小率は大となり像ビは一定の方向に回転する。−古道に
レンズ強度を小さくして行くと縮小率も小さくなり、そ
の像I nは前記と反対の方向に回転する偏向を示す。
That is, a block pattern transfer type charged particle exposure apparatus as shown in FIG. 1 is provided with a reduction optical system 10 composed of a reduction lens 14 and a projection lens 24 as shown in FIG. 3 or 4. . In such a charged particle exposure apparatus, the cross section of the beam transmitted through the stencil section is reduced by the reduction lens 14, and then the projection lens 24
Reduced electron optical system 1 so that the image is formed on the sample surface by
0 is set. When a certain block pattern is selected, the pattern size on the sample surface depends on the reduction ratio of the reduction lens 14 and the imaging conditions of the projection lens. The reduction ratio can be changed according to a certain predetermined function by changing the magnitude of the current flowing through the reduction lens 14, that is, the lens strength. At this time, as shown in FIG. The transferred image (2) is rotated and the shot direction changes depending on the magnitude of the current flowing through the reduction lens, that is, the magnitude of the lens strength. To adjust the size (reduction ratio) and rotation direction of the transferred image, use the reduction lens 1.
It is known that the lens 4 may be constructed from at least two lenses 14a, 14b, . . . each consisting of an excitation section whose lens strength can be adjusted independently, and the strength of each lens may be appropriately applied. However, in general, when either intensity is changed, the size and rotational direction of the transferred image change in relation to each other, and it is not possible to independently adjust the size and rotational direction of the transferred image. Immediately, when the lens strength is set to a certain value, if the conditions for the reduction ratio and rotation direction of the transferred image deviate from the predetermined values, if the lens strength becomes greater than that value, the reduction ratio will increase and the image will become blurred. rotates in a fixed direction. - As the lens strength is reduced in the traditional way, the reduction ratio also becomes smaller, and the image In shows a deflection rotating in the opposite direction to that described above.

そこで本発明においてシよ、縮小レンズ14を第7図に
示ずように2個の独立にそのレンズ強度を調整できる励
磁部で構成されたレンズ14a、14bを組み合せて形
成する。即ち第1の励磁部を有する縮小レンズ14bと
第2の励磁部を有する縮小レンズ14aとから構成する
Accordingly, in the present invention, the reduction lens 14 is formed by combining two lenses 14a and 14b each composed of an excitation section whose lens strength can be adjusted independently, as shown in FIG. That is, it is composed of a reduction lens 14b having a first excitation part and a reduction lens 14a having a second excitation part.

そして第1の励磁部をもつ縮小レンズ14bは、主に転
写像の縮小率を変化させるように構成された所定の関数
例えばデータDCIにより制御を受けるように構成する
と共に、第2の励磁部をもつ縮小レンズ14aは主に転
写像の回転方向を変化出来るように構成された所定の関
数例えばデータDβにより制御を受けるように構成する
。具体的には、例えばデータD、<によりレンズ14a
、14bの各励[部の強度比は変えずに、全体の強度が
変わり、データDp4こよりレンズ14a、14bの励
磁部の強度比が変わるようにすればよい。このときレン
ズデータD、、Dβは第8図に示すようにまずデー夕D
/l−−・足止しご5’ −ニア +1/gを変化させ
た場合5こは点線デー4’D/+〜[;β、′:示すよ
うに縮小・郭は大きく変化しないが回転角が大幅に斐化
しえることを示しており、一方データD/を一定として
おいてデータr)〆を変化させた場合ζごは実線データ
D〆1〜[)〆3で示されるように回転角の変化がある
も・7〕の縮小卜を大きく変化させることが出来る。
The reduction lens 14b having the first excitation part is configured to be controlled by a predetermined function, for example, data DCI, which is configured to mainly change the reduction rate of the transferred image, and the reduction lens 14b has a second excitation part. The reduction lens 14a is configured to be controlled by a predetermined function, such as data Dβ, which is configured to mainly change the direction of rotation of the transferred image. Specifically, for example, the lens 14a is
, 14b, the overall intensity may be changed, and the intensity ratio of the excitation parts of the lenses 14a and 14b may be changed based on the data Dp4. At this time, as shown in FIG.
/l--・Standing ladder 5'-near When +1/g is changed, 5 is the dotted line data 4'D/+~[;β,': As shown, the reduction/circle does not change much, but it rotates. This shows that the angle can change significantly, and on the other hand, if the data r) is changed while keeping the data D/ constant, ζ will rotate as shown by the solid line data D〆1 to [)〆3. Even if there is a change in the angle, the reduction of 7] can be greatly changed.

いま第8図と同しく像の回転角、像の縮小率を横蟇軸に
取った第9図中でPi点c二初期の転写条件があるとす
る。これを目標とする転写条件P「にもってゆくことを
考える。まずデータDρを変え、転写像の回転方向を所
望の角度にもってゆく、この角度において、試料上に設
けたあるマークエラシラ、転写ビームにより走査するこ
とにより、転写像の大きさを求めることができる。っぎ
にデータD を変え、転写像の大きさを転写条1“+:
Pfの大きさに近ずけたあと、再度データDβを変え、
転写像の回転方向を所望の角度にもってゆき、転写像の
大きさを求める。これを数回(有限回)繰り返すことに
より、転写条件P[の極近傍に縮小レンズ14a、14
bの条件を設定することができる。
Assume that there is an initial transfer condition at point Pi c2 in FIG. 9, in which the rotation angle of the image and the reduction rate of the image are taken along the horizontal axis as in FIG. 8. Consider bringing this to the target transfer condition P. First, change the data Dρ and bring the rotation direction of the transferred image to a desired angle. By scanning, the size of the transferred image can be determined.By changing the data D, the size of the transferred image can be determined as transfer line 1"+:
After approaching the size of Pf, change the data Dβ again,
The rotation direction of the transferred image is brought to a desired angle, and the size of the transferred image is determined. By repeating this several times (a finite number of times), the reduction lenses 14a, 14
Conditions b can be set.

上記の各操作の終りには必ずその時点での転写像の縮小
率と回転角度を前記の方法で測定し、所望の条件値と比
較する。
At the end of each of the above operations, the reduction ratio and rotation angle of the transferred image at that time are always measured using the method described above, and compared with the desired condition values.

上記した露光条件調整方法の具体的構成及び手段を以下
に示す。即ち 該縮小光学系をレンズ強度を互に独立に変化可能な少く
とも第1と第2の励El1部を含むように構成せしめる
とともに、第1の励磁部14bは両励磁部間主として相
対励磁強度比を変化させずに全体のレンズ強度を変えら
れるようにして転写像の縮小率を変化させるように構成
し、又第2の励(6部は、主として両励磁部間の相対励
磁強度比を変えられるまうにして転写像の回転角を変化
させろように構成しておき、該縮小率及び旋回角度ニこ
関する実際の測定(1αと所望の当1亥値との差に関す
る情報に基づいて、該第2のmEu部を操作しご相対動
(4強度比を変更する第1の工程、 試料面上j二おいて、ビームサイズ或2まノヨノト間隔
を測定し所定値との差分を求める第2の工程、及び第1
の励fn部を操作して相対励磁強度比を変更することな
く全体のレンズ強度を変更する第3の工程、 試料面上においてビームサイズ或はシ、l!7ト間隔を
測定し所定値との差分を求める第4の工程、からなる調
整サイクルを1回或は?ji&2回繰り返して実行する
ように構成されている。
The specific structure and means of the above exposure condition adjustment method are shown below. That is, the reduction optical system is configured to include at least the first and second excitation parts that can change the lens strength independently of each other, and the first excitation part 14b mainly controls the relative excitation strength between the two excitation parts. It is configured to change the reduction ratio of the transferred image by changing the overall lens strength without changing the ratio, and the second excitation (part 6 mainly changes the relative excitation intensity ratio between both excitation parts). The rotation angle of the transferred image is changed so that the rotation angle of the transferred image can be changed, and the actual measurement of the reduction ratio and the rotation angle (based on the information about the difference between 1α and the desired value of 1α) is performed. The first step is to operate the second mEu section to change the intensity ratio (the first step is to change the intensity ratio). Step 2, and the first step
The third step is to change the overall lens strength without changing the relative excitation intensity ratio by operating the excitation fn part of the beam size or h,l! on the sample surface. The adjustment cycle consisting of the fourth step of measuring the 7-tot interval and determining the difference from the predetermined value is carried out once or twice. ji & is configured to be executed repeatedly twice.

従って上記の工程を実行することによって簡単なレンズ
構成と調整シーフェンスで、ブロンク露光における転写
像の倍率と回転方向が調整できるようになる。
Therefore, by carrying out the above steps, it becomes possible to adjust the magnification and rotation direction of the transferred image in bronc exposure with a simple lens configuration and adjustment fence.

(効 果) 以上述べたように、本発明においては従来の方法である
単一の矩形ビームのサイズやビー1、エツジ方向から縮
小:2や回転角を決める場合に比べて、精度良くステン
シルマスクよりウェハー側にあるfa界レンズを含む縮
小光学系の縮小率および像の回転角を求めることができ
る様になる、従って出射側デフレクタ−57c、57d
を入射側デフレクタ−56a、56bとは独立にキャリ
ブレーションすることによって該縮小光学系における露
光条件の調整が正確にかつ容易に行える。
(Effects) As described above, the present invention allows the stencil mask to be created with higher precision than the conventional method of determining the size of a single rectangular beam, reduction from the beam 1, edge direction, and rotation angle. It becomes possible to determine the reduction ratio and image rotation angle of the reduction optical system including the fa field lens located closer to the wafer.
By calibrating independently of the incident side deflectors 56a and 56b, the exposure conditions in the reduction optical system can be adjusted accurately and easily.

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

第1図(A)は本発明に使用される荷電粒子露光装置の
1具体例及びその原理を説明する図である。 第1図(B)はマークパターンと縮小されたマークパタ
ーンの像との位置関係を示す図である。 第2図は本発明に係る露光条件検出及び調整方法を実行
した後の露光状況を確認するだめの方法の例を示す図で
ある。 第3図は従来の荷電粒子露光装置の1例を示す概略図で
ある。 第4図は従来の荷電粒子露光装置の他の例を示す概略図
である。 第5図:よステンシルマスクの1具体例を示す平面図で
ある。 第6図は荷電粒子露光装置において、縮小レンズに流れ
る電流の大きさ(レンズ強度)の大、小に応じて転写像
縮小率と回転角の変化との関係を示す図である。 第7図は縮小レンズの構成例を示す図、第8図はレンズ
強度を変化させた場合の転写像の縮小率と回転角の変化
の関係を示す図、第9図は本発明における転写像の縮小
率及び回転角を調整する手順を示す図。 l・・・照射光学系、 2・・・第1矩形成形アパーチヤ、 3・・・レンズ、      3a・・・電子銃、4・
・・アパーチャ選択用デフレクタ−6・・・ステンシル
マスク部、 7・・・基本パターン、 8・・・可変矩形用アパーチャ、 IO・・−縮小光学系、   11・・・ステージ、1
2・・・ウェハー(基板)、13・・・試料照射面、1
4・・・縮小レンズ、 23・・・偏向器(デフレクタ−)、 24・・・投影レンズ、 55・・・偏向器(デフレクタ−)、 56a、56b−一入射側デフレクタ−57a、57b
・・・出射側デフレクタ−58a、58b−・・レンズ
、 59・・・マスクデフレクタ−駆動手段、14a・・・
第2の励磁部、 14b・・・第1の励磁部。
FIG. 1(A) is a diagram illustrating a specific example of a charged particle exposure apparatus used in the present invention and its principle. FIG. 1(B) is a diagram showing the positional relationship between a mark pattern and a reduced image of the mark pattern. FIG. 2 is a diagram showing an example of a method for checking the exposure situation after executing the exposure condition detection and adjustment method according to the present invention. FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of a conventional charged particle exposure apparatus. FIG. 4 is a schematic diagram showing another example of a conventional charged particle exposure apparatus. FIG. 5 is a plan view showing one specific example of a stencil mask. FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the transfer image reduction ratio and the rotation angle depending on the magnitude of the current flowing through the reduction lens (lens strength) in a charged particle exposure apparatus. FIG. 7 is a diagram showing an example of the configuration of a reduction lens, FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the reduction ratio of a transferred image and a change in rotation angle when the lens strength is changed, and FIG. 9 is a diagram showing a transferred image in the present invention. The figure which shows the procedure of adjusting the reduction rate and rotation angle of. l... Irradiation optical system, 2... First rectangular aperture, 3... Lens, 3a... Electron gun, 4...
... Deflector for aperture selection - 6 ... Stencil mask part, 7 ... Basic pattern, 8 ... Aperture for variable rectangle, IO ... - Reduction optical system, 11 ... Stage, 1
2... Wafer (substrate), 13... Sample irradiation surface, 1
4... Reduction lens, 23... Deflector (deflector), 24... Projection lens, 55... Deflector (deflector), 56a, 56b - One incident side deflector - 57a, 57b
... Output side deflector 58a, 58b... Lens, 59... Mask deflector driving means, 14a...
2nd excitation part, 14b... 1st excitation part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、少くとも荷電子流、照射光学系、入射マスクデフレ
クター、ステンシルマスク、縮小光学系及びステージと
から構成される荷電粒子露光装置であって、正規のパタ
ーン群が形成されているステンシルマスクに少くとも2
個のマークパターンが付加的に設けられている荷電粒子
露光装置において、 入射マスクデフレクターを作動させて電子銃から発射さ
れる荷電子ビームを該ステンシルマスクのそれぞれマー
クパターンに照射せしめる工程、該マークパターンの通
過した該ビームを縮小光学系を介してステージの試料照
射面に投影する工程、該試料照射面に投影された該各マ
ークパターンの像の相互の位置関係を算出する工程、 上記工程により算出された位置関係情報とステンシルマ
スク上に形成されているマークパターンの相互の位置関
係とを比較して該ステンシルマスクから試料面までの荷
電子光学系による像の縮小率或は像の旋回角度を算出す
る工程、とから構成されていることを特徴とする荷電粒
子露光装置における露光条件検出方法。 2、電子流、照射光学系、入射マスクデフレクター、ス
テンシルマスク、縮小光学系及びステージとから構成さ
れる荷電粒子露光装置であって、正規のパターン群が形
成されているステンシルマスクに少くとも2個のマーク
パターンが付加的に設けられている荷電粒子露光装置に
おいて、入射マスクデフレクターを作動させて電子銃か
ら発射される荷電子ビームを該ステンシルマスクのそれ
ぞれマークパターンに照射せしめる工程、該マークパタ
ーンの通過した該ビームを縮小光学系を介してステージ
の試料照射面に投影する工程、該試料照射面に投影され
た該各マークパターンの像の相互の位置関係を算出する
工程、 上記工程により算出された位置関係情報とステンシルマ
スク上に形成されているマークパターンの相互の位置関
係とを比較して該ステンシルマスクから試料面までの荷
電子光学系による像の縮小率或は像の旋回角度を算出す
る工程、及び上記工程により得られた縮小率或は旋回角
度情報から縮小光学系の作動条件を調整することにより
所定の縮小率もしくは旋回角度をうるようにする工程と
からなることを特徴とする荷電粒子露光装置における露
光条件調整方法。 3、該縮小光学系をレンズ強度を互に独立に変化可能な
少くとも第1と第2の励磁部を含むように構成せしめる
とともに、第1の励磁部は両励磁部間主として相対励磁
強度比を変化させずに全体のレンズ強度を変えられるよ
うに構成し、又第2の励磁部は、主として両励磁部間の
相対励磁強度比を変えられるように構成しておき、該縮
小率及び旋回角度に関する実際の測定値と所望の当該値
との差に関する情報に基づいて、該第2の励磁部を操作
して相対励磁強度比を変更する第1の工程、試料面上に
おいて、像の旋回角度を測定し旋回角の所定値との差分
を求める第2の工程、 及び第1の励磁部を操作して相対励磁強度比を変更する
ことなく全体のレンズ強度を変更する第3の工程、 試料面上においてビームサイズ或はショット間隔を測定
しビームサイズ或いはショット間隔の所定値との差分を
求める第4の工程、からなる調整サイクルを1回或は複
数回繰り返して実行することを特徴とする請求項2記載
の荷電粒子露光装置における露光条件調整方法。
[Scope of Claims] 1. A charged particle exposure apparatus comprising at least a charged electron current, an irradiation optical system, an incident mask deflector, a stencil mask, a reduction optical system, and a stage, wherein a regular pattern group is formed. At least 2 stencil masks
In a charged particle exposure apparatus in which mark patterns are additionally provided, a step of activating an incident mask deflector to irradiate each mark pattern of the stencil mask with a charged electron beam emitted from an electron gun; a step of projecting the beam that has passed through a reduction optical system onto the sample irradiation surface of the stage; a step of calculating the mutual positional relationship of the images of the respective mark patterns projected onto the sample irradiation surface; calculation by the above steps; The positional relationship information obtained by the stencil mask is compared with the mutual positional relationship of the mark patterns formed on the stencil mask, and the reduction ratio of the image or the rotation angle of the image by the valence electron optical system from the stencil mask to the sample surface is calculated. 1. A method for detecting exposure conditions in a charged particle exposure apparatus, comprising the steps of: calculating. 2. A charged particle exposure apparatus consisting of an electron stream, an irradiation optical system, an incident mask deflector, a stencil mask, a reduction optical system, and a stage, in which at least two of the stencil masks on which a regular pattern group is formed are used. in a charged particle exposure apparatus additionally provided with a mark pattern, a step of irradiating each mark pattern of the stencil mask with a charged electron beam emitted from an electron gun by activating an incident mask deflector; a step of projecting the passed beam onto the sample irradiation surface of the stage via a reduction optical system; a step of calculating the mutual positional relationship of the images of the respective mark patterns projected onto the sample irradiation surface; Compare the positional relationship information formed on the stencil mask with the mutual positional relationship of the mark patterns formed on the stencil mask to calculate the image reduction rate or image rotation angle by the valence electron optical system from the stencil mask to the sample surface. and a step of adjusting the operating conditions of the reduction optical system from the reduction ratio or rotation angle information obtained in the above step to obtain a predetermined reduction ratio or rotation angle. A method for adjusting exposure conditions in a charged particle exposure device. 3. The reduction optical system is configured to include at least a first and a second excitation part that can change the lens strength independently of each other, and the first excitation part mainly controls the relative excitation intensity ratio between the two excitation parts. The second excitation section is configured so that the relative excitation intensity ratio between the two excitation sections can be changed, and the reduction ratio and the rotation A first step of changing the relative excitation intensity ratio by operating the second excitation unit based on information regarding the difference between the actual measured value and the desired value regarding the angle, a rotation of the image on the sample surface; a second step of measuring the angle and determining the difference from a predetermined value of the turning angle; and a third step of operating the first excitation unit to change the overall lens strength without changing the relative excitation intensity ratio. A fourth step of measuring the beam size or shot interval on the sample surface and determining the difference between the beam size or the shot interval and a predetermined value is repeated once or multiple times. A method for adjusting exposure conditions in a charged particle exposure apparatus according to claim 2.
JP2322632A 1989-12-04 1990-11-28 Exposure condition detecting and investigating method in charged particle exposing device Pending JPH03232217A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007188950A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Nuflare Technology Inc Method for computing deflected aberration-compensating voltage, and method for drawing charged particle beam

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007188950A (en) * 2006-01-11 2007-07-26 Nuflare Technology Inc Method for computing deflected aberration-compensating voltage, and method for drawing charged particle beam

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