JPH04242919A - Charged beam drawing apparatus - Google Patents

Charged beam drawing apparatus

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JPH04242919A
JPH04242919A JP75791A JP75791A JPH04242919A JP H04242919 A JPH04242919 A JP H04242919A JP 75791 A JP75791 A JP 75791A JP 75791 A JP75791 A JP 75791A JP H04242919 A JPH04242919 A JP H04242919A
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shaped
shaped beam
edge portion
angle
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Atsushi Miyagaki
宮垣 篤
Seiji Hattori
清司 服部
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Toshiba Corp
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Abstract

PURPOSE:To enable drawing accuracy of a fine pattern to be improved by calculating an angle between reference coordinates of drawing and an angle which is formed in reference to an edge of a forming beam and then rotating and moving a forming aperture or the forming beam so that this angle is equal to 0. CONSTITUTION:By scanning a fine dot-shaped mark which is provided on a sample surface 18 with a forming beam, an intensity distribution at the edge part of the beam is measured in two directions, namely x and y. The measured beam intensity distribution is expressed within a three-dimensional space, namely reference coordinates (x, y) of drawing and z axis of beam intensity distribution, and an equation of the plane which is in contact with the edge portion of the forming beam is obtained. An angle theta formed by the reference coordinates of drawing and the edge of the forming beam is calculated from this equation and forming apertures 13a and 15a or the forming beam are rotated and moved so that the angle theta is equal to 0.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、可変成形ビーム方式の
荷電ビーム描画装置に係わり、特に成形ビームの回転ず
れを補正する機能を備えた荷電ビーム描画装置に関する
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a variable shaped beam type charged beam drawing apparatus, and more particularly to a charged beam drawing apparatus having a function of correcting rotational deviation of a shaped beam.

【0002】0002

【従来の技術】近年、半導体ウェハやマスク基板等の試
料上に所望パターンを形成するものとして、ビームの寸
法を任意に変えられる可変成形ビーム方式の電子ビーム
描画装置が開発されている。可変成形ビーム方式の電子
ビーム描画装置は、矩形の成形アパーチャを有する第1
のアパーチャマスクに電子ビームを照射し、このマスク
の成形アパーチャを通過したビームを矩形アパーチャを
有する第2のアパーチャマスク上に結像すると共に、各
マスク間でビームを偏向することにより成形アパーチャ
の光学的重なりを変えてビーム寸法を可変するものであ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, variable shaping beam type electron beam writing apparatuses have been developed in which the dimensions of the beam can be arbitrarily changed to form desired patterns on samples such as semiconductor wafers and mask substrates. A variable shaping beam type electron beam lithography system uses a first
An aperture mask is irradiated with an electron beam, and the beam that has passed through the shaping aperture of this mask is imaged onto a second aperture mask having a rectangular aperture, and the beam is deflected between each mask to improve the optics of the shaping aperture. The beam size can be varied by changing the overlap of the targets.

【0003】ところで、この種の可変成形ビーム方式で
試料面上に微細なLSIパターンを描画するには、成形
ビームのエッジの方向を高精度に定める必要がある。ビ
ームエッジの補正方法としては、特開昭62−4319
 号公報が知られている。これは、試料面上でのビーム
における平行な関係になるべき第1,第2成形アパーチ
ャの各アパーチャエッジに相当する2辺を近付けたとき
の該2辺の各端部におけるビーム強度分布を検出し、こ
れらのビーム強度が同一となるよう第1,第2成形アパ
ーチャの方向ずれを補正する方法である。図6に、上記
の方法による成形ビームとそれに対応するビーム強度分
布を示す。
By the way, in order to write a fine LSI pattern on a sample surface using this type of variable shaped beam method, it is necessary to determine the direction of the edge of the shaped beam with high precision. As a beam edge correction method, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-4319
No. Publication is known. This detects the beam intensity distribution at each end of the two sides when the two sides corresponding to the aperture edges of the first and second shaping apertures, which should be parallel to each other on the sample surface, are brought close together. However, in this method, the direction deviation of the first and second shaping apertures is corrected so that these beam intensities become the same. FIG. 6 shows a beam shaped by the above method and the corresponding beam intensity distribution.

【0004】しかしながら、この種の装置にあっては次
のような問題があった。即ち、図6からも明らかなよう
に、第1,第2成形アパーチャのどちらが、どれだけ、
どの方向に回転しているか定量的に測定することはでき
ない。このため、成形ビームの回転ずれを高精度且つ容
易に補正することは困難であった。
However, this type of device has the following problems. That is, as is clear from FIG. 6, which of the first and second molding apertures is
It is not possible to quantitatively measure in which direction it is rotating. For this reason, it has been difficult to easily correct the rotational deviation of the shaped beam with high precision.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、可変
成形ビーム方式の荷電ビーム描画装置において、成形ビ
ームの回転ずれを高精度且つ容易に補正することはでき
ず、これが微細パターンを形成する際の描画精度の低下
を招く要因となっていた。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional charged beam writing apparatus using the variable shaped beam method, it is not possible to easily correct the rotational deviation of the shaped beam with high precision, and this problem occurs when forming fine patterns. This was a factor that led to a decrease in drawing accuracy.

【0006】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、成形ビームの回転ずれ
を高精度且つ容易に補正することができ、微細パターン
の描画精度向上等に寄与し得る荷電ビーム描画装置を提
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 easily correct the rotational deviation of a shaped beam with high precision, and to improve the drawing accuracy of fine patterns. The object of the present invention is to provide a charged beam lithography device that can contribute to the present invention.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明では、光学的に離間配置された成形アパーチャ
の光学的重なりにより成形ビームを形成し、この成形ビ
ームを試料面上に照射して所望パターンを描画する荷電
ビーム描画装置において、試料面上に設けられた微小な
点状のマークを成形ビームで走査してビームのエッジ部
分の強度分布を測定し、且つエッジ部分のビーム強度分
布を異なる複数方向或いは3点以上の異なる位置で測定
し、これらのビーム強度分布を描画の基準座標(x,y
)にビーム強度分布のz軸を加えた3次元空間内で表現
し、成形ビームのエッジ部分に接する又はエッジ部分を
近似する平面の方程式を求め、この平面の方程式から描
画の基準座標と成形ビームのエッジとのなす角度を計算
し、この角度が零になるように成形アパーチャ又は成形
ビームを回転移動させるようにしたものである。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention forms a shaped beam by optically overlapping shaping apertures that are optically spaced apart, and irradiates this shaped beam onto a sample surface. In a charged beam lithography system that draws a desired pattern using a shaped beam, a shaped beam scans a minute dot-like mark provided on a sample surface to measure the intensity distribution at the edge of the beam. is measured in multiple directions or at three or more different positions, and these beam intensity distributions are calculated based on the drawing reference coordinates (x, y
) is expressed in a three-dimensional space by adding the z-axis of the beam intensity distribution, find the equation of a plane that touches or approximates the edge portion of the shaped beam, and from the equation of this plane, the reference coordinates for drawing and the shaped beam The angle formed with the edge of the beam is calculated, and the shaping aperture or beam is rotated so that this angle becomes zero.

【0008】[0008]

【作用】本発明によれば、成形ビームのエッジ部分のビ
ーム強度分布を異なる複数方向或いは3点以上の異なる
位置で測定することにより、描画の基準座標(x,y)
にビーム強度を表わすz軸を加えた3次元空間内で表わ
される、成形ビームのエッジ部分に接する、又はエッジ
部分を近似する平面の方程式を求めることができる。従
って、この方程式で表わされる平面と描画の基準座標と
のなす角度(エッジ回転角)を幾何学的に計算して求め
、この角度分だけエッジに対応する成形アパーチャを回
転させることにより、エッジの方向を高精度且つ容易に
描画の基準座標と平行にすることが可能となる。
[Operation] According to the present invention, the drawing reference coordinates (x, y) are determined by measuring the beam intensity distribution at the edge portion of the shaped beam in a plurality of different directions or at three or more different positions.
It is possible to find the equation of a plane that is tangent to or approximates the edge portion of the shaped beam, which is represented in a three-dimensional space including the z-axis and the z-axis representing the beam intensity. Therefore, by geometrically calculating the angle (edge rotation angle) between the plane expressed by this equation and the drawing reference coordinates, and rotating the shaping aperture corresponding to the edge by this angle, the edge It becomes possible to easily set the direction parallel to the drawing reference coordinates with high accuracy.

【0009】また、試料面上の微小マーク付近にゴミ等
が存在する場合、検出されるビームの強度分布が不均一
になる場合がある。これを避けるために、ビーム走査の
方向に垂直な方向のビームサイズを短くしたり、不均一
性があった場合にこれを補正するようにすれば、成形ビ
ームのエッジの方向検出精度を向上させることが可能と
なる。
[0009] Furthermore, if there is dust or the like near a minute mark on the sample surface, the intensity distribution of the detected beam may become non-uniform. To avoid this, shortening the beam size in the direction perpendicular to the beam scanning direction and correcting non-uniformity will improve the accuracy of direction detection of the edge of the shaped beam. becomes possible.

【0010】0010

【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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.

【0011】図1は、本発明の一実施例に係わる電子ビ
ーム描画装置を示す概略構成図である。電子銃(荷電ビ
ーム源)11から放出された電子ビームは、集束レンズ
12により第1のアパーチャマスク13に均一に照射さ
れる。アパーチャマスク13の成形アパーチャ13aを
通過したビームは、投影レンズ14により第2のアパー
チャマスク15上に結像される。アパーチャマスク15
の成形アパーチャ15aを通過して成形されたビームは
、縮小レンズ16及び対物レンズ17により試料面18
上に結像される。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an electron beam lithography apparatus according to an embodiment of the present invention. An electron beam emitted from an electron gun (charged beam source) 11 is uniformly irradiated onto a first aperture mask 13 by a focusing lens 12 . The beam that has passed through the shaping aperture 13a of the aperture mask 13 is imaged onto the second aperture mask 15 by the projection lens 14. Aperture mask 15
The beam that is shaped after passing through the shaping aperture 15a is directed to the sample surface 18 by the reduction lens 16 and the objective lens 17.
imaged on top.

【0012】レンズ16,17間には、走査用偏向器1
9が配置され、この偏向器19により試料面18上での
ビーム位置が変えられる。第1のアパーチャマスク13
とレンズ14との間には、ブランキング偏向器20及び
成形偏向器21が配置されている。そして、ブランキン
グ偏向器20により、ビーム照射のタイミングが制御さ
れる。さらに、成形偏向器21によりアパーチャマスク
15上に結像されるビーム位置を変えることによって、
成形ビームの寸法が可変される。
A scanning deflector 1 is provided between the lenses 16 and 17.
9 is arranged, and the beam position on the sample surface 18 is changed by this deflector 19. First aperture mask 13
A blanking deflector 20 and a shaping deflector 21 are arranged between the lens 14 and the lens 14 . Then, the timing of beam irradiation is controlled by the blanking deflector 20. Furthermore, by changing the beam position imaged on the aperture mask 15 by the shaping deflector 21,
The dimensions of the shaped beam are varied.

【0013】偏向器19,20,21には、計算機30
からインターフェース32を介して所定の偏向信号が供
給される。つまり、メモリ31のパターンデータに従っ
て計算機30によりそれぞれの偏向電圧が制御され、各
偏向器19,20,21にそれぞれ所定の偏向電圧が印
加されるものとなっている。
The deflectors 19, 20, 21 include a computer 30.
A predetermined deflection signal is supplied from the interface 32 through the interface 32 . That is, each deflection voltage is controlled by the computer 30 according to the pattern data in the memory 31, and a predetermined deflection voltage is applied to each deflector 19, 20, 21, respectively.

【0014】一方、試料面18の上方には、反射電子を
検出する反射電子検出器41が配置されている。この検
出器41の検出信号は、増幅器42を介してモニタ43
に供給されると共に、A/D変換器44を介して計算機
30に供給される。また、アパーチャマスク13,15
は、回転モータや圧電素子等からなる駆動機構45,4
6により回転可能な構造となっている。そして、計算機
30は反射電子信号に基づき成形ビームの方向ずれ量を
求め、このずれ量に応じてアパーチャマスク13,15
が回転制御するものとなっている。次に、上記装置を用
いた成形ビームの方向(回転ずれ)補正方法について説
明する。
On the other hand, above the sample surface 18, a backscattered electron detector 41 for detecting backscattered electrons is arranged. The detection signal of this detector 41 is sent to a monitor 43 via an amplifier 42.
It is also supplied to the computer 30 via the A/D converter 44. In addition, aperture masks 13 and 15
is a drive mechanism 45, 4 consisting of a rotary motor, a piezoelectric element, etc.
6, it has a rotatable structure. Then, the computer 30 determines the amount of directional deviation of the shaped beam based on the backscattered electron signal, and adjusts the direction of the aperture masks 13 and 15 according to this amount of deviation.
is used to control the rotation. Next, a method for correcting the direction (rotational deviation) of a shaped beam using the above device will be described.

【0015】成形ビームの方向補正とは、その成形ビー
ム(矩形)を構成している4辺を描画の基準座標(以下
、描画座標)に一致させることである。図2(a)には
試料面上での成形ビームを、図2(b)には成形ビーム
を形成するときの第1成形アパーチャ13aの像と第2
成形アパーチャ15aの位置関係を示す。ここで、図2
(a)に示す成形ビーム51の辺j′,k′はそれぞれ
(b)に示す辺j,kの像である。よって、j′辺の方
向がずれている場合、そのずれ量分だけ第2成形アパー
チャ15a(j辺)を回転させればj′辺の方向ずれは
補正される。以下、図2(a)に示すj′辺の方向補正
を例にとり説明する。
Correction of the direction of a shaped beam is to make the four sides of the shaped beam (rectangle) coincide with reference coordinates for drawing (hereinafter referred to as drawing coordinates). FIG. 2(a) shows the shaped beam on the sample surface, and FIG. 2(b) shows the image of the first shaping aperture 13a and the second shaping aperture when forming the shaped beam.
The positional relationship of the molding aperture 15a is shown. Here, Figure 2
Sides j' and k' of the shaped beam 51 shown in (a) are images of sides j and k shown in (b), respectively. Therefore, if the direction of the j' side is misaligned, the direction misalignment of the j' side can be corrected by rotating the second shaping aperture 15a (j side) by the amount of the misalignment. Hereinafter, the direction correction of the j' side shown in FIG. 2(a) will be explained as an example.

【0016】初めに、図2(a)のビーム51を用いて
、金粒子52によるj′辺のビーム強度分布の測定方法
について説明する。成形ビーム51を偏向器19によっ
て矢印の方向へ走査すると、試料面18上に投影された
ビームのうち、金粒子52と重なった部分からビームの
強度に応じた電子が反射される。この反射電子を検出器
41で検出することによって、点線上のビーム強度分布
を測定することができる。
First, a method for measuring the beam intensity distribution on the j' side by the gold particles 52 will be explained using the beam 51 shown in FIG. 2(a). When the shaped beam 51 is scanned in the direction of the arrow by the deflector 19, electrons corresponding to the intensity of the beam are reflected from the portion of the beam projected onto the sample surface 18 that overlaps with the gold particles 52. By detecting these reflected electrons with the detector 41, the beam intensity distribution on the dotted line can be measured.

【0017】しかし、このとき試料面18からの反射電
子も検出器41に入射する。試料面18上は金粒子以外
にゴミ或いは非常に小さな金粒子のかけらが存在する場
合があり、正確なビーム強度分布を得るにはこれらの影
響を受ける確率を極力少なくする必要がある。このため
には、ビーム走査方向に垂直な方向のビーム寸法を短く
してビーム強度分布を得るようにすればよい。
However, at this time, reflected electrons from the sample surface 18 also enter the detector 41. In addition to gold particles, there may be dust or very small pieces of gold particles on the sample surface 18, and in order to obtain an accurate beam intensity distribution, it is necessary to minimize the probability of being affected by these particles. To this end, the beam intensity distribution may be obtained by shortening the beam dimension in the direction perpendicular to the beam scanning direction.

【0018】次に、図3を用いて、j”辺の方向ずれ角
を計算するのに必要な、ビーム強度分布測定のためのビ
ーム走査の位置関係について説明する。図3には、描画
座標(x,y),ビーム強度分布の2次元マップ(等高
線)及びビーム走査方向A,B,Cを示した。求めるj
”辺の方向ずれとは、j”辺と描画座標軸(x)とのな
す角θである。53は整形ビームの中心である。
Next, the positional relationship of beam scanning for beam intensity distribution measurement, which is necessary to calculate the direction deviation angle of the j'' side, will be explained using FIG. 3. (x, y), the two-dimensional map (contour lines) of the beam intensity distribution, and the beam scanning directions A, B, and C. Find j
The "side direction deviation" is the angle θ between the "j" side and the drawing coordinate axis (x). 53 is the center of the shaped beam.

【0019】初めに、図3のC方向(yと平行な方向)
にビーム走査し、金粒子からの反射電子を検出して図4
(c)に示すようなビーム強度分布を求める。これから
、エッジj”のy位置を求め、この付近をy方向の位置
を僅かにずらしながら、図3のA方向(xと平行な方向
)にビーム走査する。このときに金粒子から反射して得
られる電子を検出して、図4(a)に示すような強度分
布を求める。
First, in the C direction (direction parallel to y) in FIG.
The beam was scanned to detect reflected electrons from the gold particles.
Obtain the beam intensity distribution as shown in (c). From this, determine the y position of edge j'', and scan the beam in the A direction (parallel to x) in Figure 3 while slightly shifting the position in the y direction around this area.At this time, the beam reflected from the gold particle The obtained electrons are detected and an intensity distribution as shown in FIG. 4(a) is obtained.

【0020】ここで、ビームの方向を求めるためには、
A方向に1回ビーム走査して強度分布を取り込めばよい
が、本実施例では精度を向上させるために複数回のビー
ム走査を実行し、強度分布の50%レベル59に最も近
い波形を抜き出してビーム方向検出に用いている。同時
に描画座標軸xに平行且つ成形ビームの中心Qを通る点
線B上でもビーム走査し、図4(b)に示すようなビー
ム強度分布も測定する。次に、これらのビーム強度分布
を計算機30で処理することにより、j”辺の方向ずれ
角θを計算する方法について説明する。
[0020] Here, in order to find the direction of the beam,
It is sufficient to scan the beam once in the A direction to capture the intensity distribution, but in this example, to improve accuracy, beam scans are performed multiple times and the waveform closest to the 50% level 59 of the intensity distribution is extracted. Used for beam direction detection. At the same time, the beam is scanned on a dotted line B that is parallel to the drawing coordinate axis x and passes through the center Q of the shaped beam, and the beam intensity distribution as shown in FIG. 4(b) is also measured. Next, a method of calculating the direction deviation angle θ of the j'' side by processing these beam intensity distributions with the computer 30 will be described.

【0021】初めに、図4(b)に示すビーム強度分布
から、ビーム強度の中心レベル59(=(最大ビーム強
度−最小ビーム強度)/2)を計算する。次いで、図4
(a)で示す複数のビーム強度分布の波形のなかでレベ
ル59に最も近い波形を選び、図4(a)に示すビーム
強度分布j”辺に相当する区間のデータから回帰直線5
8(z=m1 y+c1 )を求める。ここで、回帰直
線とは前述した強度分布50%レベル59に最も近い波
形のうち、j”辺に相当する部分を近似した直線である
。次いで、図4(c)に示すj”辺の描画座標軸y方向
のビーム強度分布から、上記と同様にして回帰直線55
(z=m0 x+c0 )を求める。
First, the center level 59 of the beam intensity (=(maximum beam intensity-minimum beam intensity)/2) is calculated from the beam intensity distribution shown in FIG. 4(b). Next, Figure 4
Select the waveform closest to level 59 among the multiple beam intensity distribution waveforms shown in FIG.
8 (z=m1 y+c1). Here, the regression line is a straight line that approximates the part corresponding to the j'' side of the waveform closest to the intensity distribution 50% level 59 described above.Next, the drawing of the j'' side shown in FIG. 4(c) From the beam intensity distribution in the coordinate axis y direction, a regression line 55 is drawn in the same manner as above.
Find (z=m0 x+c0).

【0022】図5は、描画座標(x,y)にビーム強度
を表わすz軸を加えて、図3に示す成形ビームの強度分
布を3次元に表現したものである。ここで、面62はj
”辺に相当する部分である。また、面62がz=0平面
と交わるところにできる直線61と描画座標(x)との
なす角θはj”辺の方向ずれ角である。ところで、先に
求めた回帰直線55,58は面62上の直線である。 よって、前記2直線55,58で決まる平面の方程式を
ax+by+cz=1 と表わすと、XY平面で交わる直線は、y=(−a/b
)x+1/b となり、直線の傾き角度に変換すると、θ=tan−1
(−a/b) となる。また、図4(a)(c)で求めた直線を3次元
空間で表現すると、 z=m0 y+c0       z=m1 x+c1 となる。上記平面の方程式の関係を求めると、それぞれ
次のようになる。 a=−cm1       b=−cm0 よって、ビームの方向は次式で表わされる。 θ=tan−1(−m1 /m0 )
FIG. 5 is a three-dimensional representation of the intensity distribution of the shaped beam shown in FIG. 3 by adding the z-axis representing the beam intensity to the drawing coordinates (x, y). Here, the surface 62 is j
Furthermore, the angle θ formed between the drawing coordinate (x) and the straight line 61 formed where the surface 62 intersects with the z=0 plane is the direction deviation angle of the "j" side. By the way, the previously determined regression lines 55 and 58 are straight lines on the surface 62. Therefore, if the equation of the plane determined by the two straight lines 55 and 58 is expressed as ax+by+cz=1, then the straight line that intersects on the XY plane is y=(-a/b
)x+1/b, and when converted to the inclination angle of the straight line, θ=tan-1
(-a/b). Furthermore, when the straight lines obtained in FIGS. 4(a) and 4(c) are expressed in a three-dimensional space, z=m0 y+c0 z=m1 x+c1. The relationships between the above plane equations are as follows. a=-cm1 b=-cm0 Therefore, the direction of the beam is expressed by the following equation. θ=tan-1(-m1/m0)

【0023】このようにして求められたj”辺の方向ず
れ角θだけj”辺を成形している成形アパーチャを回転
させれば、j”辺の方向ずれは補正される。なお、k”
辺の方向ずれ角も同様にして求めることができる。さら
に、j”,k”と対向する辺のずれ角を同様に測定し、
より高精度の補正を行うことも可能である。また、アパ
ーチャマスク13,15を回転させるには、駆動機構4
5,46或いは外部からの手動の回転導入機により行え
ばよい。
[0023] If the molding aperture forming the j" side is rotated by the direction deviation angle θ of the j" side obtained in this way, the direction deviation of the j" side is corrected. Note that k"
The direction deviation angle of the sides can also be found in the same way. Furthermore, similarly measure the deviation angle of the side opposite to j", k",
It is also possible to perform correction with higher precision. Further, in order to rotate the aperture masks 13 and 15, the drive mechanism 4
5, 46 or an external manual rotation introducing machine.

【0024】かくして本実施例によれば、成形ビームを
測定エッジ方向(A)に走査して得られる図4(a)に
示す強度分布と、これと直交する方向(C)に走査して
得られる図4(c)に示す強度分布とを基に、描画の基
準座標(x,y)にビーム強度を表わすz軸を加えた3
次元空間内で表わされる、成形ビームのエッジ部分に接
する平面の方程式を求めることができる。そして、この
方程式で表わされる平面と描画の基準座標とのなす角度
(エッジ回転角)を幾何学的に計算して求め、この角度
分だけエッジに対応する成形アパーチャを回転させるこ
とにより、エッジの方向を描画の基準座標と平行にする
ことが可能となる。これにより、成形ビームの回転ずれ
を高精度且つ容易に補正することができ、微細パターン
の描画精度の向上をはかることができる。
According to this embodiment, the intensity distribution shown in FIG. 4(a) obtained by scanning the shaped beam in the measurement edge direction (A) and the intensity distribution obtained by scanning in the direction (C) perpendicular to this Based on the intensity distribution shown in Figure 4(c), the z-axis representing the beam intensity is added to the drawing reference coordinates (x, y).
The equation of the plane tangent to the edge portion of the shaped beam, represented in dimensional space, can be determined. Then, by geometrically calculating the angle (edge rotation angle) between the plane expressed by this equation and the drawing reference coordinates, and rotating the molding aperture corresponding to the edge by this angle, the edge It is possible to make the direction parallel to the drawing reference coordinates. Thereby, the rotational deviation of the shaped beam can be easily corrected with high precision, and the drawing precision of fine patterns can be improved.

【0025】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。実施例では、成形ビームの辺の強度分
布を描画座標(x,y)に平行に測定し、その測定結果
から前記辺の方向ずれ角を計算したが、3次元内の3点
が決まれば平面は唯一決定するので、成形ビームの辺上
の3点のビーム強度から決まる平面若しくは前記辺上の
3点以上のビーム強度分布から計算で求められる回帰平
面で面62を近似することによっても、前記ビーム辺の
方向ずれは計算可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments. In the example, the intensity distribution on the side of the shaped beam was measured parallel to the drawing coordinates (x, y), and the direction deviation angle of the side was calculated from the measurement results. is uniquely determined, so the surface 62 can be approximated by a plane determined from the beam intensity at three points on the side of the shaped beam or a regression plane calculated from the beam intensity distribution at three or more points on the side. The beam side misdirection can be calculated.

【0026】また、試料面上で金粒子以外にゴミ或いは
非常に小さな金粒子のかけらが存在する場合、図4(b
)に示すようにビーム強度分布がこれらの影響を受けて
不均一になる。このとき、同様に回帰直線58の傾き(
m1 )は上記の影響を受けるため補正する必要がある
。そこで、図4(b)に示したビーム強度分布において
図4(a)の回帰直線58を求めた区間で回帰直線60
(z=m2 x+c2 )を求める。そして、j” 辺
をx方向に走査した時に得られる回帰直前の傾きを補正
(m1 −m2)する。この場合のビームの方向は次式
で表現する。 θ=tan−1(−(m1 −m2 )/m0)そして
、このθだけアパーチャの方向をずらし補正すると、微
細なパターンを成形ビームで描画することが可能になる
In addition, if there is dust or very small pieces of gold particles on the sample surface in addition to the gold particles, as shown in FIG. 4(b),
), the beam intensity distribution becomes non-uniform due to these influences. At this time, similarly, the slope of the regression line 58 (
m1) must be corrected because it is affected by the above. Therefore, in the beam intensity distribution shown in FIG. 4(b), the regression line 60 is
Find (z=m2 x+c2). Then, the slope just before regression obtained when scanning the j” side in the x direction is corrected (m1 − m2). The direction of the beam in this case is expressed by the following formula: θ=tan−1(−(m1 − m2)/m0) Then, by correcting the direction of the aperture by shifting the direction by this θ, it becomes possible to write a fine pattern with a shaped beam.

【0027】また、実施例では、ビームの回転ずれを補
正するために成形アパーチャを回転移動したが、この代
わりに電子レンズの励磁電流を変えてビーム自身を回転
させるようにしてもよい。但し、この場合はビームの結
像位置も代わるので、試料台を上下方向に移動する。
Furthermore, in the embodiment, the shaping aperture is rotated to correct the rotational deviation of the beam, but instead of this, the beam itself may be rotated by changing the excitation current of the electron lens. However, in this case, the imaging position of the beam also changes, so the sample stage is moved in the vertical direction.

【0028】また、本発明は電子ビーム描画装置に限ら
ず、イオンビーム描画装置に適用することもできる。さ
らに、荷電ビーム露光装置に限らず、光を用いた露光装
置、さらに露光装置に限らず成形ビームを用いる各種の
装置についても同様に適用することが可能である。その
他、本発明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。
Furthermore, the present invention is applicable not only to electron beam lithography apparatuses but also to ion beam lithography apparatuses. Furthermore, the present invention can be similarly applied not only to charged beam exposure apparatuses but also to exposure apparatuses that use light, and not only to exposure apparatuses but also to various apparatuses that use shaped beams. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ビ
ームのエッジ部分の強度分布を、異なる複数方向或いは
3点以上の異なる位置で測定し、これらのビーム強度分
布から所定の平面方程式を求め、この平面方程式から描
画の基準座標と成形ビームのエッジとのなす角度を計算
し、この角度が零になるように成形アパーチャ又は成形
ビームを回転移動させることにより、成形ビームの回転
ずれを高精度且つ容易に補正することができる。従って
、微細パターンの描画精度向上に寄与することが可能と
なる。
As described in detail above, according to the present invention, the intensity distribution of the edge portion of the beam is measured in a plurality of different directions or at three or more different positions, and a predetermined plane equation is calculated from these beam intensity distributions. The rotational deviation of the shaped beam can be corrected by calculating the angle between the drawing reference coordinates and the edge of the shaped beam from this plane equation, and rotating the shaping aperture or shaped beam so that this angle becomes zero. It can be corrected with high precision and easily. Therefore, it is possible to contribute to improving the drawing precision of fine patterns.

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

【図1】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。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam lithography apparatus used in a method according to an embodiment of the present invention.

【図2】成形ビームの強度分布測定方法及び成形ビーム
の形状を示す模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a method for measuring the intensity distribution of a shaped beam and the shape of the shaped beam.

【図3】成形ビームのビーム強度分布を測定する位置を
示す模式図。
FIG. 3 is a schematic diagram showing positions at which the beam intensity distribution of a shaped beam is measured.

【図4】図3で示した測定位置A〜Cでのビーム強度分
布測定結果を示す模式図。
FIG. 4 is a schematic diagram showing beam intensity distribution measurement results at measurement positions A to C shown in FIG. 3;

【図5】成形ビームの強度分布を3次元的に示す模式図
FIG. 5 is a schematic diagram three-dimensionally showing the intensity distribution of a shaped beam.

【図6】ビーム形状と反射電子信号プロファイルとの関
係を示す模式図。
FIG. 6 is a schematic diagram showing the relationship between beam shape and backscattered electron signal profile.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…電子銃、  12…集束レンズ、  13…第1
のアパーチャマスク、 13a,15a…成形アパーチャ、  14…投影レン
ズ、 15…第2アパーチャマスク、  16…縮小レンズ、
  17…対物レンズ、 18…試料面、  19…走査偏向器、  20…ブラ
ンキング偏向器、 21…成形偏向器、  30…計算機、  31…メモ
リ、32…インターフェース、  41…反射電子検出
器、45,46…駆動機構、  51…成形ビーム、 
 52…金粒子、 53…成形ビームの中心、  55,58,60…回帰
直線、 57…波形の中心、  59…ビーム強度の中心レベル
、62…j辺を表わす面。
11...electron gun, 12...focusing lens, 13...first
aperture mask, 13a, 15a...molded aperture, 14...projection lens, 15...second aperture mask, 16...reduction lens,
17... Objective lens, 18... Sample surface, 19... Scanning deflector, 20... Blanking deflector, 21... Shaping deflector, 30... Computer, 31... Memory, 32... Interface, 41... Backscattered electron detector, 45, 46... Drive mechanism, 51... Shaped beam,
52... Gold particle, 53... Center of shaped beam, 55, 58, 60... Regression line, 57... Center of waveform, 59... Center level of beam intensity, 62... Surface representing j side.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光学的に離間配置された成形アパーチャの
光学的重なりにより成形ビームを形成し、この成形ビー
ムを試料面上に照射して所望パターンを描画する荷電ビ
ーム描画装置において、前記試料面上に設けられた微小
な点状のマークを前記成形ビームで走査してビームのエ
ッジ部分の強度分布を測定し、且つエッジ部分のビーム
強度分布を異なる複数方向或いは3点以上の異なる位置
で測定する手段と、該手段により測定されたビーム強度
分布を描画の基準座標(x,y)にビーム強度分布のz
軸を加えた3次元空間内で表現し、前記成形ビームのエ
ッジ部分に接する又はエッジ部分を近似する平面の方程
式を求める手段と、該手段により求められた方程式から
描画の基準座標と前記成形ビームのエッジとのなす角度
を計算し、この角度が零になるように前記成形アパーチ
ャ又は成形ビームを回転移動させる手段とを具備してな
ることを特徴とする荷電ビーム描画装置。
1. A charged beam drawing device that forms a shaped beam by optically overlapping shaping apertures that are optically spaced apart, and irradiates the shaped beam onto a sample surface to draw a desired pattern. Measure the intensity distribution of the edge portion of the beam by scanning a minute dot-like mark provided on the shaped beam with the shaped beam, and measure the beam intensity distribution of the edge portion in multiple different directions or at three or more different positions. and a means for setting the beam intensity distribution measured by the means to the reference coordinates (x, y) of the drawing.
Means for obtaining an equation of a plane expressed in a three-dimensional space including an axis and touching or approximating the edge portion of the shaped beam; and a drawing reference coordinate and the shaped beam from the equation obtained by the means. A charged beam lithography apparatus comprising means for calculating an angle between the shaped aperture or the shaped beam and an edge thereof, and rotationally moving the shaped aperture or the shaped beam so that this angle becomes zero.
【請求項2】前記成形ビームのエッジ部分のビーム強度
分布を測定する際に、該エッジ部分に垂直な方向の成形
ビームサイズを短くすることを特徴とする請求項1記載
の荷電ビーム描画装置。
2. The charged beam lithography apparatus according to claim 1, wherein when measuring the beam intensity distribution at an edge portion of the shaped beam, the shaped beam size in a direction perpendicular to the edge portion is shortened.
【請求項3】前記成形ビームの中心部のビーム強度分布
を測定して該ビームの強度分布の不均一性を求め、これ
を基に前記成形ビームのエッジ部分のビーム強度分布を
補正することを特徴とする請求項1記載の荷電ビーム描
画装置。
3. The beam intensity distribution at the center of the shaped beam is measured to determine the non-uniformity of the beam intensity distribution, and based on this, the beam intensity distribution at the edge portion of the shaped beam is corrected. A charged beam lithography apparatus according to claim 1, characterized in that:
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077018A (en) * 1999-07-29 2001-03-23 Ims Ionen Mikrofab Syst Gmbh Lithography for forming exposure pattern on substrate
JP2006196611A (en) * 2005-01-12 2006-07-27 Fujitsu Ltd Electron beam control device and method therefor
US7612347B2 (en) 2006-07-11 2009-11-03 Nuflare Technology, Inc. Charged particle beam apparatus and charged particle beam resolution measurement method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001077018A (en) * 1999-07-29 2001-03-23 Ims Ionen Mikrofab Syst Gmbh Lithography for forming exposure pattern on substrate
JP4626838B2 (en) * 1999-07-29 2011-02-09 イーエムエス ナノファブリカツィオン アーゲー Lithographic printing method for forming an exposed pattern on a substrate
JP2006196611A (en) * 2005-01-12 2006-07-27 Fujitsu Ltd Electron beam control device and method therefor
US7612347B2 (en) 2006-07-11 2009-11-03 Nuflare Technology, Inc. Charged particle beam apparatus and charged particle beam resolution measurement method

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