JPH03263813A - Apparatus and method for electron-beam lithography - Google Patents

Apparatus and method for electron-beam lithography

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JPH03263813A
JPH03263813A JP6093890A JP6093890A JPH03263813A JP H03263813 A JPH03263813 A JP H03263813A JP 6093890 A JP6093890 A JP 6093890A JP 6093890 A JP6093890 A JP 6093890A JP H03263813 A JPH03263813 A JP H03263813A
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JP
Japan
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electron beam
sample
drawn
signal
detector
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Application number
JP6093890A
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Japanese (ja)
Inventor
Fumio Murai
二三夫 村井
Akiyoshi Shigeniwa
明美 茂庭
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH03263813A publication Critical patent/JPH03263813A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain an optimum irradiation amount in order to obtain an accurate pattern size without executing a trial drawing operation even when a substrate structure or a resist film thickness is different by installing the following: a detector which detects an electron beam radiated from a specimen to be drawn; and a means which controls the irradiation amount by using an output signal of the detector. CONSTITUTION:In an electron-beam lithography apparatus, the following are provided: a detector 7 which radiates an electron beam 2 having a prescribed current value to a specific position on a specimen 5 to be drawn and which detects at least one out of reflected electrons radiated from the specimen 5 to be drawn or secondary electrons; and a means which controls the irradiation amount by using the intensity of a signal detected by the detector 7. For example, said specific position is a region of a target for alignment use on the specimen 5 to be drawn. A signal intensity (S) of reflected electrons at the time when a target pattern is irradiated with the electron beam 2 is measured; the ratio of the (S) to at signal intensity (S0) of reflected electrons of a standard specimen housed in a register 18 is found; an irradiation-time signal from an irradiation-time setting circuit 12 is corrected by using a signal of the ratio S/S0; and the corrected signal is impressed to an irradiation-time control circuit 8.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野】 本発明は電子線描画装置及び電子線描画方法、更に詳し
く言えば、特に高い寸法精度でレジスト膜にパターンを
描画するに必要な電子線の照射量を決定するに好適な電
子線描画装置及びおよび電子線描画方法に関するもので
ある。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to an electron beam lithography apparatus and an electron beam lithography method, and more particularly, to an electron beam lithography apparatus and an electron beam lithography method, and more particularly, to an electron beam lithography apparatus and an electron beam lithography method. The present invention relates to an electron beam lithography apparatus and an electron beam lithography method suitable for determining the irradiation amount.

[従来の技術] 電子線描画方法は従来の光学転写法に比にで高い解像度
を有するため、LSI等の製造において、半導体ウェー
ハ上に微細パターンを形成する技術として使用されてい
る。
[Prior Art] Since the electron beam drawing method has a higher resolution than the conventional optical transfer method, it is used as a technique for forming fine patterns on semiconductor wafers in the manufacture of LSIs and the like.

電子線描画において重要なことは形成パターンの精度を
高めることと、パターン描画におけるスループットを高
めることである。
What is important in electron beam lithography is to improve the precision of formed patterns and to increase the throughput in pattern lithography.

微細パターン描画は通常電子線描画装置によって行なわ
れる。即ち電子線描画装置装置において、電子銃より放
出された電子線は電子レンズにより収束され、偏向レン
ズにより偏向されて被描画試料に照射される。この時、
記憶装置に蓄えられた描画パターンデータはコンピュー
タによりレンズの歪補正などの計算が施され偏向制御回
路より偏向レンズに与えられる。この時既に描かれた被
描画試料上のパターンとの位置合わせを行うため被描画
試料に設けられたターゲットパターンに電子線を照射し
た時の反射電子を反射電子検出器により検出して被描画
試料上の位置情報がコンピュータに取り込まれる。この
検出情報により位置補正の計算が行われ偏向制御回路を
通して偏向位置にフィードバックがかけられる。また電
子線の照射量は予め照射時間設定レジスタに格納された
照射時間に基づいて制御される。 このような電子線描
画装置に関する文献として、例えば公開特許公報「特開
昭63−285933Jがある。
Fine pattern drawing is usually performed using an electron beam drawing device. That is, in an electron beam drawing apparatus, an electron beam emitted from an electron gun is focused by an electron lens, deflected by a deflection lens, and irradiated onto a sample to be drawn. At this time,
The drawing pattern data stored in the storage device is subjected to calculations such as lens distortion correction by a computer, and is then applied to the deflection lens by the deflection control circuit. At this time, in order to align the pattern with the pattern already drawn on the sample to be drawn, a backscattered electron detector detects the backscattered electrons when the target pattern provided on the sample to be drawn is irradiated with an electron beam. The above location information is imported into the computer. Position correction is calculated based on this detection information, and feedback is applied to the deflection position through the deflection control circuit. Further, the irradiation amount of the electron beam is controlled based on the irradiation time stored in the irradiation time setting register in advance. As a document related to such an electron beam lithography apparatus, there is, for example, the published patent publication ``JP-A-63-285933J.

電子線描画において照射された電子は通常は電子線レジ
スト膜を通過し基板内に進入する。この時、二次電子を
発生したり、入射電子が基板材料や電子線レジストその
ものにより反射され電子線レジストを再び照射する。こ
のため電子線レンズl〜の感度は基板材料の種類と膜厚
あるいは電子線レジストの膜厚によっても変化する。こ
れ故、従来の電子線描画方法において正しいパターン寸
法を得るに必要な電子線の照射量を決定するには予め被
描画試料とほぼ同一の基板構造を有する別個の試料を用
いて試験的に電子線描画を行い最適照射量条件を求める
必要があった。
Electrons irradiated during electron beam lithography usually pass through an electron beam resist film and enter the substrate. At this time, secondary electrons are generated, or the incident electrons are reflected by the substrate material or the electron beam resist itself and irradiate the electron beam resist again. Therefore, the sensitivity of the electron beam lens l~ changes depending on the type and film thickness of the substrate material or the film thickness of the electron beam resist. Therefore, in order to determine the amount of electron beam irradiation required to obtain the correct pattern dimensions in the conventional electron beam lithography method, it is necessary to test the electron It was necessary to perform line drawing and find the optimal dose conditions.

[発明が解決しようとする課題] 上述のように、従来の電子線描画装置および電子線描画
方法においては、二次電子や反射電子による照射量の補
正を行なうため、別個の試料を用いて試験的描画を行な
う必要があったため、装置の操作性が悪く、時間がかか
るという欠点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] As mentioned above, in conventional electron beam lithography apparatuses and electron beam lithography methods, in order to correct the irradiation dose due to secondary electrons and reflected electrons, tests are performed using separate samples. Since it was necessary to draw a target, the device had disadvantages in that it was difficult to operate and took a long time.

従って本発明の目的は、異なった基板構造あるいはレジ
スト膜厚においても試験的描画を行うことなく正確なパ
ターン寸法を得るために最適な照射量を決定することの
できる電子線描画装置及び電子線描画方法を提供するこ
とにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide an electron beam lithography apparatus and an electron beam lithography system capable of determining the optimum irradiation dose in order to obtain accurate pattern dimensions without performing trial lithography even for different substrate structures or resist film thicknesses. The purpose is to provide a method.

[課題を解決するための手段] 上記の目的を達成するため、本発明の電子線描画方法に
おいては、一定の電流値を持つ電子線を被描画試料上で
描画すべき描画パターンに影響のない特定の領域に照射
し、被描画試料から放出された電子線を検出してその信
号を使用し、描画に必要な電子線の照射量を校正するよ
うに制御する。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the electron beam lithography method of the present invention uses an electron beam with a constant current value that does not affect the lithography pattern to be drawn on the target sample. The electron beam is irradiated onto a specific area, the electron beam emitted from the sample to be drawn is detected, and the signal is used to calibrate the amount of electron beam irradiation necessary for drawing.

又、本発明の方法を実施するため、従来の電子線描画装
置に、被描画試料から放出された電子線を検出する検出
器と、上記検出器の出力信号を用いて照射量を制御する
手段を設けて構成する。
In addition, in order to carry out the method of the present invention, a conventional electron beam lithography apparatus is equipped with a detector for detecting the electron beam emitted from the sample to be lithography, and a means for controlling the irradiation amount using the output signal of the detector. and configure it.

特に上記特定の領域としては上記被描画試料上の位置合
わせのためのターゲットの領域を利用することが有効で
ある。又検出器の特性変動に対処するためには標準の試
料に電子線を照射した時に得られる信号の強度によって
被描画試料に電子線を照射した時に得られる信号の強度
を校正する。
In particular, it is effective to use the region of the target for alignment on the sample to be drawn as the specific region. In addition, in order to deal with variations in the characteristics of the detector, the intensity of the signal obtained when the sample to be drawn is irradiated with the electron beam is calibrated using the intensity of the signal obtained when the standard sample is irradiated with the electron beam.

【作用) 電子線レジストの電子線に対する感度が基板材料などに
よって変化する原因は基板材料を構成している原子に電
子線が衝突し反射してきた電子線が再び電子線レジスト
を感光させてしまうことにある。この反射電子の大部分
は電子線レジスト外に放出される。従って放出された電
子線の量を検出することによって反射電子線の量すなわ
ち基板材料の違いによる電子線レジストの感度の変化量
を知ることが可能となる。
[Function] The reason why the sensitivity of electron beam resist to electron beam changes depending on the substrate material etc. is that the electron beam collides with the atoms that make up the substrate material and the reflected electron beam sensitizes the electron beam resist again. It is in. Most of these reflected electrons are emitted outside the electron beam resist. Therefore, by detecting the amount of emitted electron beams, it is possible to know the amount of reflected electron beams, that is, the amount of change in sensitivity of the electron beam resist due to differences in substrate materials.

反射電子検出器の感度に経時的変動があると正しい照射
量を決定することができなくなる。そこで反射電子の強
度が予め判っている標準の試料に電子線を照射して反射
電子検出器の感度を校正するすることによって常に正し
い照射量を決定することが可能となる。
If the sensitivity of the backscattered electron detector varies over time, it becomes impossible to determine the correct dose. Therefore, by irradiating an electron beam onto a standard sample whose intensity of backscattered electrons is known in advance and calibrating the sensitivity of the backscattered electron detector, it is possible to always determine the correct irradiation amount.

また、被描画試料に電子線を照射するとその領域の電子
線レジストは感光するが被描画試料の特定の位置に照射
量決定のための領域を設けておけば描画パターンに影響
を与えることがない。
In addition, when a sample to be drawn is irradiated with an electron beam, the electron beam resist in that area is exposed to light, but if an area for determining the irradiation amount is provided at a specific position on the sample to be drawn, this will not affect the pattern to be drawn. .

【実施例] 以下、本発明を実施例を用いて詳細に説明する。【Example] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using examples.

第1図は本発明による電子線描画装置の1実施例の概略
構成図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of an embodiment of an electron beam lithography apparatus according to the present invention.

電子銃1から放出された電子ビーム2は複数段の電子レ
ンズ3a、3bにより収束され、偏向レンズ4により偏
向されて試料台14に搭載された被描画試料である半導
体ウェーハ5に照射される。
An electron beam 2 emitted from an electron gun 1 is focused by multiple stages of electron lenses 3a and 3b, deflected by a deflection lens 4, and irradiated onto a semiconductor wafer 5, which is a sample to be drawn, mounted on a sample stage 14.

又電子ビーム2はブランキング偏向器6によってビーム
のオン、オフが制御される。照射時間制御回路8は上記
ブランキング偏向器6の制御信号を作る回路、偏向制御
回路9は上記偏向レンズ4の制御信号を作る回路、検出
器7は半導体ウェーハ5からの反射電子等の電子線を検
出する検出器、反射電子信号処理回路10は検出器7か
らの信号を所定の信号に変換する回路、試料台鮭動部1
5は試料台14を変位跳動する手段である。コンピュー
タ11は記憶装M13に蓄えられた描画パターンデータ
、検出器7からの信号、図示されていない操作装置から
の信号をもとに演算処理を行ない照射時間制御回路8.
偏向制御回路9にしかるべき信号を与える。
Further, the electron beam 2 is turned on and off by a blanking deflector 6. The irradiation time control circuit 8 is a circuit that generates a control signal for the blanking deflector 6, the deflection control circuit 9 is a circuit that generates a control signal for the deflection lens 4, and the detector 7 detects electron beams such as reflected electrons from the semiconductor wafer 5. a detector for detecting the
5 is a means for displacing and jumping the sample stage 14. The computer 11 performs arithmetic processing based on the drawing pattern data stored in the storage device M13, signals from the detector 7, and signals from an operating device (not shown), and controls the irradiation time control circuit 8.
Appropriate signals are provided to the deflection control circuit 9.

本実施例の電子線描画装置では、特に検出器7より得ら
れた信号を被描画試料5の位置決定に使用するだけでな
く、照射時間制御にも使用する。
In the electron beam drawing apparatus of this embodiment, in particular, the signal obtained from the detector 7 is used not only to determine the position of the sample 5 to be drawn, but also to control the irradiation time.

第2図で説明する描画試料5上に設けられた位置設定用
に設けられたターゲットパターン21に電子線2を照射
した時の反射電子の信号の一部は位置計算に使われ、位
置情報として補正計算に使われる。同時に電子線2が上
記ターゲットパターンを照射するときの反射電子の信号
強度Sを測定し、レジスタ18に格納された標準試料2
3の反射電子の信号強度s0との比s/soをもとめる
A part of the reflected electron signal when the electron beam 2 is irradiated onto the target pattern 21 provided for position setting on the drawing sample 5 described in FIG. 2 is used for position calculation, and is used as position information. Used for correction calculations. At the same time, the signal intensity S of reflected electrons when the electron beam 2 irradiates the target pattern is measured, and the standard sample 2 is stored in the register 18.
Find the ratio s/so of the signal strength s0 of the reflected electrons of 3.

この比s / s oの信号を用いて、照射時間設定回
路12からの照射時間信号の修正を行いない照射時間制
御回路8に加える。
Using the signal of this ratio s/so, it is applied to the irradiation time control circuit 8 which does not modify the irradiation time signal from the irradiation time setting circuit 12.

第2図は試料台14及び被描画試料5であるシリコンウ
ェハ19の平面図を示す。シリコンウェハ19は描画パ
ターンである複数のLSIチップの回路パターン領域2
0とLSIチップが形成できない周辺領域をもっている
。本実施例ではその周辺領域に電子線の反射を測定する
ためのパターン21を設けである。さらにウェハ内で反
射率が異なる場合のために、複数のLSIチップの回路
パターン領域20の各チップ内にも電子線の反射を測定
するパターン22を設けである。パターン21は第5図
で説明するようなウェハの位置決め用のターゲットパタ
ーンを利用する。試料台140枠24には後で説明する
標準試料23が装着されている。
FIG. 2 shows a plan view of the sample stage 14 and the silicon wafer 19 which is the sample 5 to be imaged. The silicon wafer 19 has a circuit pattern area 2 of a plurality of LSI chips, which is a drawing pattern.
0 and a peripheral area where an LSI chip cannot be formed. In this embodiment, a pattern 21 for measuring the reflection of the electron beam is provided in the peripheral area. Furthermore, in case the reflectance differs within the wafer, a pattern 22 for measuring the reflection of the electron beam is provided within each chip in the circuit pattern area 20 of the plurality of LSI chips. As the pattern 21, a target pattern for wafer positioning as explained in FIG. 5 is used. A standard sample 23, which will be explained later, is mounted on the sample stage 140 frame 24.

第3図は本発明による電子線描画方法の一実施例のフロ
ーを示す。
FIG. 3 shows the flow of one embodiment of the electron beam lithography method according to the present invention.

描画試料5を試料台14に搭載し、電子線描画装置に設
置する(ステップ1)。
The drawing sample 5 is mounted on the sample stage 14 and installed in the electron beam drawing apparatus (step 1).

試料台14の標準試料23によって標準試料の反射電子
の信号強度S。を測定し、レジスタ18に整軸する。し
かしこのステップはレジスタ]8に格納されるデータが
更新の必要が無いかぎり省いてよい(ステップ2)。
The signal intensity S of the reflected electrons of the standard sample by the standard sample 23 on the sample stage 14. is measured and aligned in the register 18. However, this step may be omitted as long as the data stored in the register 8 does not need to be updated (step 2).

照射電子ビーム2が描画試料5の特定パターン21又は
22を照射するように偏向を制御する(ステップ3)。
The deflection is controlled so that the irradiation electron beam 2 irradiates the specific pattern 21 or 22 of the drawing sample 5 (step 3).

特定パターン21又は22からの反射電子の強度Sを測
定する。パターン21が位置決め用のターゲットパター
ンであるときは位置決め時の検出器7の信号を利用する
(ステップ4)。
The intensity S of reflected electrons from the specific pattern 21 or 22 is measured. When the pattern 21 is a target pattern for positioning, the signal from the detector 7 during positioning is used (step 4).

反射電子の強度Sとレジスタ18に格納されている強度
S。から反射電子の強度比s/sI、をもとめる(ステ
ップ5)。
The intensity S of the reflected electrons and the intensity S stored in the register 18. The intensity ratio s/sI of reflected electrons is determined from (step 5).

レジスタ17のレジスト感度の情報を上記強度比s /
 s 、で校正し、照射時間を補正する(ステップ6ン
The information on the resist sensitivity of the register 17 is expressed as the above intensity ratio s/
s, and correct the irradiation time (Step 6).

上記補正された照射時間を用いて照射時間制御回路8で
ブランキング偏向回路6を制御して描画を行なう(ステ
ップ7)。
Using the corrected irradiation time, the irradiation time control circuit 8 controls the blanking deflection circuit 6 to perform drawing (step 7).

次に上記強度比s / s oの詳細について説明する
。第4図(a)はウェハの模式的な断面構造に示す。シ
リコン基板25の上に厚さd(μm)のタングステン膜
26が被着されている。この上に厚さ1μmの電子線レ
ジスト27を回転塗布しである。
Next, details of the intensity ratio s/s o will be explained. FIG. 4(a) shows a schematic cross-sectional structure of a wafer. A tungsten film 26 having a thickness of d (μm) is deposited on the silicon substrate 25 . On top of this, an electron beam resist 27 having a thickness of 1 μm was spin-coated.

加速電圧30KVの可変整形ビーム型電子線描画装置を
用いて上記シリコンウェハに描画を行なった。シリコン
基板25上のタングステン26の厚さを変えて電子線レ
ジストの感度の変化を調べた結果が第4図(b)である
。d=oの時、すなわち基板がシリコンのみの時の感度
を1.0として感度の比を図に示す。同図より明らかな
ようにタングステンの厚さが0.3μmまでは感度が増
大しているがそれ以上の厚さでは変化がない。
Drawing was performed on the silicon wafer using a variable shaped beam type electron beam drawing device with an acceleration voltage of 30 KV. FIG. 4(b) shows the results of examining changes in the sensitivity of the electron beam resist by varying the thickness of the tungsten 26 on the silicon substrate 25. The sensitivity ratio is shown in the figure, assuming that the sensitivity is 1.0 when d=o, that is, when the substrate is made of only silicon. As is clear from the figure, the sensitivity increases when the tungsten thickness reaches 0.3 μm, but there is no change when the thickness is greater than that.

また第2図に示した反射測定用のパターン21に電子線
を照射した時の反射電子線強度を同様にタングステンの
膜厚の関数として第4図(c)に示す。同図はシリコン
基板25の時の強度を1.0として相対値で示しいる。
Further, the reflected electron beam intensity when the pattern 21 for reflection measurement shown in FIG. 2 is irradiated with an electron beam is similarly shown in FIG. 4(c) as a function of the tungsten film thickness. The figure shows relative values, with the strength of the silicon substrate 25 being 1.0.

第4図(b)の電子線レジストの感度変化に比に、反射
電子線強度のタングステン膜厚依存性は大きいが同様な
傾向をしめす。これらの結果より反射電子線強度比とレ
ジスト感度比との関係として第4図(d)に示すような
関係が得られる。
Compared to the change in sensitivity of the electron beam resist shown in FIG. 4(b), the dependence of the reflected electron beam intensity on the tungsten film thickness is greater, but shows a similar tendency. From these results, a relationship as shown in FIG. 4(d) can be obtained as the relationship between the reflected electron beam intensity ratio and the resist sensitivity ratio.

本実施例では第4図(d)の関係を次式により近似した
In this embodiment, the relationship shown in FIG. 4(d) is approximated by the following equation.

R=ao+a1S+a2S2+a3S3+−(1)ここ
でRは電子線レジストの標準試料(シリコンSi)に対
する感度比、Sは反射電子線の標準試料に対する強度比
、avr  ale a2T aff+・・・・は係数
である。これらの係数はシリコン基板上の被着材料の種
類が変わってもほぼ同一の値をとる。
R=ao+a1S+a2S2+a3S3+-(1) where R is the sensitivity ratio of the electron beam resist to the standard sample (silicon Si), S is the intensity ratio of the reflected electron beam to the standard sample, and avr ale a2T aff+... is a coefficient. These coefficients take approximately the same value even if the type of material deposited on the silicon substrate changes.

しかしながら、基板材料が異なる場合あるいは電子線描
画装置の加速電圧を変化させた時には異なった係数を用
いる必要がある。
However, when the substrate material is different or when the acceleration voltage of the electron beam lithography apparatus is changed, it is necessary to use different coefficients.

第4図(cl)より明らかなように反射電子線強度比と
レジスト感度比はほぼ直線関係にあるため、(1)式は
1次の係数までを考慮に入れれば実用上、問題はない。
As is clear from FIG. 4(cl), since the reflected electron beam intensity ratio and the resist sensitivity ratio have a nearly linear relationship, equation (1) poses no problem in practice if up to the first-order coefficients are taken into consideration.

この例では R=0.75+0.255       (2)とする
ができる。
In this example, R=0.75+0.255 (2) can be used.

第5図は第2図で示した本実施例のシリコンLSIパタ
ーンの電子線描画において位置合わせに用いたターゲッ
トパターン21を示すものである。
FIG. 5 shows the target pattern 21 used for positioning in the electron beam lithography of the silicon LSI pattern of this embodiment shown in FIG.

第5図(a)は平面構造図、同図<b)は断面構造図で
ある。ターゲットパターン21としてシリコン基板28
に深さ約1ミクロンの溝29が形成されている。被加工
材料である0、3ミクロン厚さのタングステンシリサイ
ド膜30がシリコン基板28上に被着されている。さら
に厚さ2ミクロンの電子線レジスト31がその上に回転
塗布されている。位置合わせのために電子線をA−A 
’B−B ’、c−c’、D−D’の位置に照射する。
FIG. 5(a) is a plan view of the structure, and FIG. 5(b) is a cross-sectional view of the structure. Silicon substrate 28 as target pattern 21
A groove 29 having a depth of about 1 micron is formed in the groove. A tungsten silicide film 30 having a thickness of 0.3 microns is deposited on the silicon substrate 28 as a material to be processed. Further, an electron beam resist 31 having a thickness of 2 microns is spin-coated thereon. Electron beam A-A for alignment
Irradiate the positions 'B-B', c-c', and D-D'.

A−A ’の位置で得られた反射電子信号を第5図(c
)に示す。通常は信号の位置のみを利用しているが本実
施例では平坦領域で得られた信号強度Sを利用する。シ
リコン基板に電子線を照射した時の信号強度S。との比 S = s / s 。
The backscattered electron signal obtained at the position A-A' is shown in Figure 5 (c
). Normally, only the position of the signal is used, but in this embodiment, the signal strength S obtained in a flat area is used. Signal strength S when a silicon substrate is irradiated with an electron beam. The ratio S = s/s.

を求めると本実施例ではS=1.6であった。これを第
3式に代入するとR=1.、]、5となる。1/ R=
 0゜87であるのでシリコン基板の場合に比べて87
%の照射量を与えれば良いことが判った。
In this example, S=1.6. Substituting this into the third equation, R=1. , ], 5. 1/R=
Since it is 0°87, it is 87° compared to the case of a silicon substrate.
It was found that it is sufficient to give an irradiation dose of %.

第6図は第2図の標準試料33について説明する図であ
る。一般に、反射電子検出器7は常に電子線の照射を受
けているため経時的変化を受けやすい傾向にある。 そ
こで本実施例では標準試料23として第6図に示すよう
なシリコン基板32上に金、白金、タングステン、モリ
ブデン、タンタル、などの重金属で作られたパターン3
3を用いた。第6図(a)は平面図、同図(b)は(a
)のE−E’断面である。このパターン上を形状および
電流値の校正された電子線で走査すると、同図(c)に
示すような信号が得られる。信号強度s0はシリコンか
らの反射電子によるもの、信号強度S、は重金属(本実
施例ではタングステン)からの反射電子によるものであ
る。反射電子検出器7の経時的変動は主としてオフセッ
ト項とゲイン項であるため第6図(c)で求められたS
。とSQによって(1)式の係数a。およびa□を校正
することができる。もちろんゲイン項の変動が少ない場
合にはシリコン上に電子線を照射した時の信号のみで校
正をすることができる。
FIG. 6 is a diagram illustrating the standard sample 33 in FIG. 2. In general, the backscattered electron detector 7 is constantly irradiated with electron beams and therefore tends to be susceptible to changes over time. Therefore, in this embodiment, a pattern 3 made of heavy metals such as gold, platinum, tungsten, molybdenum, tantalum, etc. is used as a standard sample 23 on a silicon substrate 32 as shown in FIG.
3 was used. Figure 6(a) is a plan view, and Figure 6(b) is a
) is the EE' cross section. When this pattern is scanned with an electron beam whose shape and current value have been calibrated, a signal as shown in FIG. 3(c) is obtained. The signal strength s0 is due to reflected electrons from silicon, and the signal strength S is due to reflected electrons from a heavy metal (tungsten in this embodiment). Since the temporal fluctuation of the backscattered electron detector 7 is mainly due to the offset term and gain term, the S obtained in Fig. 6(c)
. and SQ as the coefficient a in equation (1). and a□ can be calibrated. Of course, if the variation in the gain term is small, calibration can be performed using only the signal obtained when silicon is irradiated with an electron beam.

以上本発明の実施例について説明したが本発明が上記実
施例に限定されるものでないことは明らかである。例え
ば標準試料23は特別に設ける必要は無く、電子線の照
射補正用として設けられているシリコンに金のパターン
を形成した部品などが使用できる。
Although the embodiments of the present invention have been described above, it is clear that the present invention is not limited to the above embodiments. For example, the standard sample 23 does not need to be specially provided, and a component made of silicon with a gold pattern formed thereon, which is provided for electron beam irradiation correction, can be used.

[発明の効果] 以上説明したごとく本発明によれば、被描画試料からの
反射電子線強度によって自動的に最適な電子線照射量を
決定することができるため、寸法精度が向上するのみな
らず試験的描画を行なう必要がなくなりスループットも
向上する。
[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the optimum electron beam irradiation amount can be automatically determined based on the reflected electron beam intensity from the sample to be drawn, which not only improves dimensional accuracy but also improves dimensional accuracy. There is no need to perform trial drawing, and throughput is also improved.

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

第1図は本発明によるの電子線描画装置の1実施例の概
略構造図、第2図は第1図の試料台及び描画試料の平面
図、第3図は本発明による電子線描画方法の1実施例の
ステップを示す図、第4図は本実施例で用いたシリコン
ウェハの断面構造と、反射電子線強度比とレジスト感度
比の関係を示す図、第5図(a、)、(b)及び(c)
はそれぞれ位置合わせのためのターゲットの構造を示す
平面図、断面図及び電子線を走査した時に得られる反射
電子線信号を示す図、第6図(a)、(b)及び(c)
はそれぞれは反射電子線強度比とレジスト感度比の関係
式を校正するためのパターンを示す平面図、断面図及び
電子線を走査した時に得られる反射電子線信号を示す図
である。 1・・・電子銃、2・・・電子線、3a、3b・・電子
レンズ、4・・・偏向レンズ、5・・被描画試料、6・
ブランキング偏向器、7・・・反射電子検出器、8・・
・照射時間制御回路、9・・・偏向制御回路、1o・・
反射電子信号処理回路、11・・・制御用コンピュータ
、12・・・照射時間設定回路、13・・・外部記憶装
置、14・・・試料台、15・・・試料台郵動部、16
・・試料台翻動制御回路、17・・・レジスト感度レジ
スタ。 18・・・標準強度レジスタ、19・・・シリコンウェ
ハ、20・・・LSI回路パターン、21.22・・・
反射電子量測定のためのパターン、23・・標準試料、
24・・・枠、25.28.32・・・シリコン基板、
26.33・・タングステン膜、  27.31・・・
電子線レジスト、29・・・位置合わせのために設けら
れた溝、30・・・タングステンシリサイド膜。
FIG. 1 is a schematic structural diagram of one embodiment of an electron beam lithography apparatus according to the present invention, FIG. 2 is a plan view of the sample stage and lithography sample shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram of an electron beam lithography method according to the present invention. Figure 4 shows the cross-sectional structure of the silicon wafer used in this example, and the relationship between the reflected electron beam intensity ratio and the resist sensitivity ratio. Figure 5 (a,), ( b) and (c)
6(a), (b), and (c) are respectively a plan view and a cross-sectional view showing the structure of a target for alignment, and a diagram showing a reflected electron beam signal obtained when scanning an electron beam.
These are a plan view and a cross-sectional view showing a pattern for calibrating the relational expression between the backscattered electron beam intensity ratio and the resist sensitivity ratio, and a diagram showing a backscattered electron beam signal obtained when scanning the electron beam. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Electron gun, 2... Electron beam, 3a, 3b... Electron lens, 4... Deflection lens, 5... Sample to be drawn, 6...
Blanking deflector, 7... Backscattered electron detector, 8...
- Irradiation time control circuit, 9...Deflection control circuit, 1o...
Backscattered electron signal processing circuit, 11... Control computer, 12... Irradiation time setting circuit, 13... External storage device, 14... Sample stand, 15... Sample stand mailing section, 16
...Sample stage translation control circuit, 17...Regist sensitivity register. 18... Standard strength register, 19... Silicon wafer, 20... LSI circuit pattern, 21.22...
Pattern for measuring amount of backscattered electrons, 23... Standard sample,
24...Frame, 25.28.32...Silicon substrate,
26.33...Tungsten film, 27.31...
Electron beam resist, 29... Groove provided for positioning, 30... Tungsten silicide film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、電子線描画装置において、被描画試料上の特定の位
置に定められた電流値を持つ電子線を照射し、上記被描
画試料より放出された反射電子または二次電子の少なく
とも一方を検出する検出器と、上記検出器により検出さ
れた信号の強度を用いて照射量を制御する手段とを有す
る電子線描画装置。 2、請求項第1記載において、上記被描画試料を搭載す
る試料台の一部に標準となる標準試料を装着し、上記検
出器により検出された信号の強度を用いて照射量を制御
する手段が上記検出器により検出された信号の強度を上
記標準試料に電子線を照射した時に得られる信号の強度
により校正する手段を持つ電子線描画装置。 3、電子線描画装置において被描画試料に与えるべき照
射量を決定するに際し、描画に先立ち定められた電流値
を持つ電子線を被描画試料上の特定の位置に照射し、被
描画試料より放出された反射電子または二次電子の少な
くとも一方を検出し、検出された信号の強度を用いて照
射量を制御する電子線描画方法。 4、請求項第3項記載の電子線描画方法において、被描
画試料に電子線を照射した時に得られる信号の強度を標
準の試料に電子線を照射した時に得られる信号の強度に
より校正することを特徴とする電子線描画方法。 5、請求項第3記載の電子線描画方法において、上記特
定の位置が上記被描画試料上の位置合わせのためのター
ゲットの領域であることを特徴とする電子線描画方法。 6、請求項第3項記載の電子線描画方法において、照射
量を決定するための信号は位置合わせのためにターゲッ
トに照射した時に得られる信号を利用することを特徴と
する電子線描画方法。
[Claims] 1. In an electron beam lithography system, an electron beam having a predetermined current value is irradiated onto a specific position on a sample to be drawn, and reflected electrons or secondary electrons emitted from the sample to be drawn are generated. An electron beam lithography apparatus comprising: a detector for detecting at least one of the above; and means for controlling the irradiation amount using the intensity of the signal detected by the detector. 2. In claim 1, a means for mounting a standard sample as a standard on a part of the sample stage on which the sample to be drawn is mounted, and controlling the irradiation amount using the intensity of the signal detected by the detector. An electron beam lithography apparatus having means for calibrating the intensity of a signal detected by the detector using the intensity of a signal obtained when the standard sample is irradiated with an electron beam. 3. When determining the amount of irradiation to be applied to the sample to be drawn in an electron beam lithography system, an electron beam with a predetermined current value is irradiated to a specific position on the sample to be drawn prior to lithography, and the electron beam is emitted from the sample to be drawn. An electron beam lithography method that detects at least one of reflected electrons or secondary electrons and controls the irradiation amount using the intensity of the detected signal. 4. In the electron beam drawing method according to claim 3, the intensity of the signal obtained when the sample to be drawn is irradiated with the electron beam is calibrated by the intensity of the signal obtained when the standard sample is irradiated with the electron beam. An electron beam drawing method characterized by: 5. The electron beam lithography method according to claim 3, wherein the specific position is a region of a target for positioning on the sample to be lithographically drawn. 6. The electron beam lithography method according to claim 3, wherein the signal for determining the irradiation amount is a signal obtained when the target is irradiated for alignment.
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