JPH05114376A - 電子ビーム露光装置及び電子ビームの制御方法 - Google Patents
電子ビーム露光装置及び電子ビームの制御方法Info
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- JPH05114376A JPH05114376A JP3275821A JP27582191A JPH05114376A JP H05114376 A JPH05114376 A JP H05114376A JP 3275821 A JP3275821 A JP 3275821A JP 27582191 A JP27582191 A JP 27582191A JP H05114376 A JPH05114376 A JP H05114376A
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Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は電子ビーム露光装置の改善に関し、
段差状マーク走査によって得られる検出レベル差を評価
値とし、その補正前後に変化をする評価値を補正終了条
件に取り入れ、該補正データの信頼性を高め、そのビー
ム偏向収差の補正処理を正確にし、高精度な描画処理を
行うことを目的とする。 【構成】 被照射対象18に電子ビーム11Aを照射する
電子発生源11と、前記電子ビーム11Aを偏向する偏向
手段12と、前記被照射対象18に設けられた段差状マ
ークMを検出する検出手段13と、前記電子ビーム11A
の偏向収差を補正する偏向収差補正手段14と、前記被
照射対象18を移動する移動手段15と、前記電子発生
源11,偏向手段12,検出手段13,偏向収差補正手
段14及び移動手段15の入出力を制御する制御手段1
6とを具備し、前記制御手段16が、少なくとも、補正
前後の段差検出信号Sを信号処理した段差検出データD
1により、前記電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補
正データD2やDRを決定することを含み構成する。
段差状マーク走査によって得られる検出レベル差を評価
値とし、その補正前後に変化をする評価値を補正終了条
件に取り入れ、該補正データの信頼性を高め、そのビー
ム偏向収差の補正処理を正確にし、高精度な描画処理を
行うことを目的とする。 【構成】 被照射対象18に電子ビーム11Aを照射する
電子発生源11と、前記電子ビーム11Aを偏向する偏向
手段12と、前記被照射対象18に設けられた段差状マ
ークMを検出する検出手段13と、前記電子ビーム11A
の偏向収差を補正する偏向収差補正手段14と、前記被
照射対象18を移動する移動手段15と、前記電子発生
源11,偏向手段12,検出手段13,偏向収差補正手
段14及び移動手段15の入出力を制御する制御手段1
6とを具備し、前記制御手段16が、少なくとも、補正
前後の段差検出信号Sを信号処理した段差検出データD
1により、前記電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補
正データD2やDRを決定することを含み構成する。
Description
【0001】〔目次〕 産業上の利用分野 従来の技術(図7,8) 発明が解決しようとする課題(図9) 課題を解決するための手段(図1,2) 作用 実施例(図3〜6) 発明の効果
【0002】
【産業上の利用分野】本発明は、電子ビーム露光装置及
びその制御方法に関するものであり、更に詳しく言え
ば、電子ビーム直接描画におけるフォーカス精度の向上
に関するものである。
びその制御方法に関するものであり、更に詳しく言え
ば、電子ビーム直接描画におけるフォーカス精度の向上
に関するものである。
【0003】近年、半導体集積回路装置(以下単にIC
という)は計算機・通信・機械等の産業全般に渡り技術
進歩の核技術として、その役割が期待されている。ま
た、その高機能,高集積化に伴い微細パターンを高速か
つ高解像度により露光をすることが可能な露光装置の要
求があり、電子ビームやイオンビームを用いた露光装置
が開発されている。
という)は計算機・通信・機械等の産業全般に渡り技術
進歩の核技術として、その役割が期待されている。ま
た、その高機能,高集積化に伴い微細パターンを高速か
つ高解像度により露光をすることが可能な露光装置の要
求があり、電子ビームやイオンビームを用いた露光装置
が開発されている。
【0004】これによれば、電子ビーム直接描画におけ
るフォーカス精度の向上を図るため電子ビームの偏向収
差の補正処理が行われる。例えば、補正メモリから読み
出された前回の補正データに基づいて焦点補正処理,
x,y成分のスティグ補正処理が独立に1項目づつ1回
行われる。
るフォーカス精度の向上を図るため電子ビームの偏向収
差の補正処理が行われる。例えば、補正メモリから読み
出された前回の補正データに基づいて焦点補正処理,
x,y成分のスティグ補正処理が独立に1項目づつ1回
行われる。
【0005】このため、各項目の補正処理が個々に正確
に行われても3項目すべての補正処理に係る検出レベル
差が補正前の検出レベル差よりも最大となるとは限らな
い。このことで、ビームの焦点ボケや非点収差が互いに
影響しあうことから、正確な電子ビームの偏向収差の補
正処理を行うことができない。
に行われても3項目すべての補正処理に係る検出レベル
差が補正前の検出レベル差よりも最大となるとは限らな
い。このことで、ビームの焦点ボケや非点収差が互いに
影響しあうことから、正確な電子ビームの偏向収差の補
正処理を行うことができない。
【0006】また、段差検出に係る検出レベル差が補正
前よりも大きくなったとしても、真の最大ピーク値を見
失うことがある。これにより、補正データ内容が不正確
となることにより、その露光位置によってはビーム焦点
ボケを伴い、高精度の描画処理の妨げとなることとな
る。
前よりも大きくなったとしても、真の最大ピーク値を見
失うことがある。これにより、補正データ内容が不正確
となることにより、その露光位置によってはビーム焦点
ボケを伴い、高精度の描画処理の妨げとなることとな
る。
【0007】そこで、焦点補正処理やスティグ補正処理
を前回の補正データに基づいて1回のみ実行することな
く、段差状マーク走査によって得られる検出レベル差を
評価値とし、その補正前後に変化をする評価値を補正終
了条件に取り入れ、該補正データの信頼性を高め、その
ビーム偏向収差の補正処理を正確にし、高精度な描画処
理を行うことができる露光装置及び方法が望まれてい
る。
を前回の補正データに基づいて1回のみ実行することな
く、段差状マーク走査によって得られる検出レベル差を
評価値とし、その補正前後に変化をする評価値を補正終
了条件に取り入れ、該補正データの信頼性を高め、その
ビーム偏向収差の補正処理を正確にし、高精度な描画処
理を行うことができる露光装置及び方法が望まれてい
る。
【0008】
【従来の技術】図7〜9は、従来例に係る説明図であ
る。また、図7は従来例に係る電子ビーム露光装置の構
成図を示している。
る。また、図7は従来例に係る電子ビーム露光装置の構
成図を示している。
【0009】図7において、半導体ウエハ28に露光処
理をする電子ビーム露光装置は、図7において、電子銃
1,電磁偏向器2A,静電偏向器2B,二次電子検出器
3,ダイナミックフォーカスコイル(以下FCSコイル
という)4A,ダイナミックスティグコイル(以下ST
Gコイルという)4B,ステージ5,露光制御装置6及
び補正メモリ7から成る。
理をする電子ビーム露光装置は、図7において、電子銃
1,電磁偏向器2A,静電偏向器2B,二次電子検出器
3,ダイナミックフォーカスコイル(以下FCSコイル
という)4A,ダイナミックスティグコイル(以下ST
Gコイルという)4B,ステージ5,露光制御装置6及
び補正メモリ7から成る。
【0010】当該露光装置の機能は、被照射対象18の
一例となる半導体ウエハ28の段差状マークMが二次電
子検出器3により検出され、その後、半導体ウエハ28
の被露光領域に電磁偏向器2A,静電偏向器2Bを介し
てLSIパターン等が露光処理(直接描画)されるもの
である。この際に、電子ビーム1Aの焦点位置ずれや非
点収差(以下単にビーム焦点ボケという)の原因となる
偏向収差の補正処理が行われる。なお、ビーム焦点ボケ
は被露光領域を大偏向する電磁偏向器2Aにより発生
し、この補正量は偏向位置や副偏向領域の大きさにより
微妙に異なる。
一例となる半導体ウエハ28の段差状マークMが二次電
子検出器3により検出され、その後、半導体ウエハ28
の被露光領域に電磁偏向器2A,静電偏向器2Bを介し
てLSIパターン等が露光処理(直接描画)されるもの
である。この際に、電子ビーム1Aの焦点位置ずれや非
点収差(以下単にビーム焦点ボケという)の原因となる
偏向収差の補正処理が行われる。なお、ビーム焦点ボケ
は被露光領域を大偏向する電磁偏向器2Aにより発生
し、この補正量は偏向位置や副偏向領域の大きさにより
微妙に異なる。
【0011】図8(a),(b)は、従来例に係る電子
ビームの制御フローチャートを示している。例えば、電
子ビーム1Aの偏向収差の補正処理をする場合、図8
(a)の制御フローチャート(メインルーチン)におい
て、まず、ステップP1で電子ビーム偏向可能領域(以
下測定点という)に段差状マークMを移動する。ここ
で、半導体ウエハ28に設けられた段差状マークMがス
テージ5を介して電子ビーム偏向可能領域下に移動され
る。
ビームの制御フローチャートを示している。例えば、電
子ビーム1Aの偏向収差の補正処理をする場合、図8
(a)の制御フローチャート(メインルーチン)におい
て、まず、ステップP1で電子ビーム偏向可能領域(以
下測定点という)に段差状マークMを移動する。ここ
で、半導体ウエハ28に設けられた段差状マークMがス
テージ5を介して電子ビーム偏向可能領域下に移動され
る。
【0012】次に、ステップP2で電子ビーム1Aの焦
点(以下FCSという)補正処理をする。この際のFC
S補正処理は、図8(b)の制御フローチャート(サブ
ルーチン)において、まず、ステップP2Aで補正データ
D2の設定をする。この際に、電子銃1から照射された
電子ビーム1Aの偏向収差は、前回に記憶された補正デ
ータD2に基づいて駆動するFCSコイル4A,STG
コイル4Bにより補正される。
点(以下FCSという)補正処理をする。この際のFC
S補正処理は、図8(b)の制御フローチャート(サブ
ルーチン)において、まず、ステップP2Aで補正データ
D2の設定をする。この際に、電子銃1から照射された
電子ビーム1Aの偏向収差は、前回に記憶された補正デ
ータD2に基づいて駆動するFCSコイル4A,STG
コイル4Bにより補正される。
【0013】その後、ステップP2Bで、マーク走査によ
り評価値を算出する。ここで、二次電子検出器3により
二次電子又は反射電子1Bがモニタされ、その段差検出
信号Sが露光制御装置6に出力される。また、該反射電
子1Bの強度が最大となるように、露光制御装置6によ
りFCSコイル4Aが調整される。
り評価値を算出する。ここで、二次電子検出器3により
二次電子又は反射電子1Bがモニタされ、その段差検出
信号Sが露光制御装置6に出力される。また、該反射電
子1Bの強度が最大となるように、露光制御装置6によ
りFCSコイル4Aが調整される。
【0014】さらに、ステップP2Cで二次関数により近
似することが可能な補正データD2の有無を判断する。
この際に、近似可能な補正データD2が無い場合(N
O)には、ステップP2Aで補正データD2の設定を繰り
返す。また、近似可能な補正データD2が有る場合(Y
ES)には、ステップP2Dで該近似値に係る補正データD
2を決定する。
似することが可能な補正データD2の有無を判断する。
この際に、近似可能な補正データD2が無い場合(N
O)には、ステップP2Aで補正データD2の設定を繰り
返す。また、近似可能な補正データD2が有る場合(Y
ES)には、ステップP2Dで該近似値に係る補正データD
2を決定する。
【0015】次いで、ステップP3で電子ビーム1Aの
x成分の非点収差(以下STiGxという)補正処理をす
る。この際のSTiGx補正処理は、図8(b)の制御フロ
ーチャート(サブルーチン)において、同様に、ステッ
プP3Aで補正データD2の設定をする。
x成分の非点収差(以下STiGxという)補正処理をす
る。この際のSTiGx補正処理は、図8(b)の制御フロ
ーチャート(サブルーチン)において、同様に、ステッ
プP3Aで補正データD2の設定をする。
【0016】その後、ステップP3Bで、マーク走査によ
り評価値を算出する。ここで、二次電子検出器3により
二次電子又は反射電子1Bがモニタされ、該反射電子1
Bの強度が最大となるように、露光制御装置6によりS
TGコイル4Bが調整される。
り評価値を算出する。ここで、二次電子検出器3により
二次電子又は反射電子1Bがモニタされ、該反射電子1
Bの強度が最大となるように、露光制御装置6によりS
TGコイル4Bが調整される。
【0017】さらに、ステップP3Cで二次関数により近
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP3Aで補正データD2の設定を繰り返す。また、
近似可能な補正データD2が有る場合(YES)には、ス
テップP3Dで該近似値に係る補正データD2を決定す
る。
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP3Aで補正データD2の設定を繰り返す。また、
近似可能な補正データD2が有る場合(YES)には、ス
テップP3Dで該近似値に係る補正データD2を決定す
る。
【0018】次に、ステップP4で電子ビーム1Aのy
成分の非点収差(以下STiGyという)補正処理をする。
この際のSTiGy補正処理は、図8(b)の制御フローチ
ャート(サブルーチン)において、同様に、ステップP4
Aで補正データD2の設定をする。
成分の非点収差(以下STiGyという)補正処理をする。
この際のSTiGy補正処理は、図8(b)の制御フローチ
ャート(サブルーチン)において、同様に、ステップP4
Aで補正データD2の設定をする。
【0019】その後、ステップP4Bで、マーク走査によ
り評価値を算出する。ここで、二次電子検出器3により
二次電子又は反射電子1Bがモニタされ、該反射電子1
Bの強度が最大となるように、露光制御装置6によりS
TGコイル4Bが調整される。
り評価値を算出する。ここで、二次電子検出器3により
二次電子又は反射電子1Bがモニタされ、該反射電子1
Bの強度が最大となるように、露光制御装置6によりS
TGコイル4Bが調整される。
【0020】さらに、ステップP4Cで二次関数により近
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP4Aで補正データD2の設定を繰り返す。また、
近似可能な補正データD2が有る場合(YES)には、ス
テップP4Dで該近似値により補正データD2を決定す
る。
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP4Aで補正データD2の設定を繰り返す。また、
近似可能な補正データD2が有る場合(YES)には、ス
テップP4Dで該近似値により補正データD2を決定す
る。
【0021】次いで、ステップP5で補正処理の終了か
否かの判断をする。この際に、補正処理を終了しない場
合(NO)には、ステップP1に戻って、次の段差状マ
ークMを電子ビーム偏向可能領域下に移動する。
否かの判断をする。この際に、補正処理を終了しない場
合(NO)には、ステップP1に戻って、次の段差状マ
ークMを電子ビーム偏向可能領域下に移動する。
【0022】また、電子ビーム1Aの補正データD2が
補正メモリ7に格納され、例えば、露光処理の際に、該
補正データD2が読み出され、データD2に基づいてF
CSコイル4AやSTGコイル4Bに制御電流SCが供
給される。これにより、FCSコイル4Aによりビーム
焦点ぼけが補正され、STGコイル4Bにより非点収差
が補正される。
補正メモリ7に格納され、例えば、露光処理の際に、該
補正データD2が読み出され、データD2に基づいてF
CSコイル4AやSTGコイル4Bに制御電流SCが供
給される。これにより、FCSコイル4Aによりビーム
焦点ぼけが補正され、STGコイル4Bにより非点収差
が補正される。
【0023】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例の電
子ビーム1Aの偏向収差の補正処理によれば、補正メモ
リ7から読み出された前回の補正データD2に基づいて
ステップP3〜5で1項目づつFCS補正処理,STiGx
補正処理及びSTiGy補正処理を独立に行っている。
子ビーム1Aの偏向収差の補正処理によれば、補正メモ
リ7から読み出された前回の補正データD2に基づいて
ステップP3〜5で1項目づつFCS補正処理,STiGx
補正処理及びSTiGy補正処理を独立に行っている。
【0024】このため、次のような問題がある。 FCS補正データ,STiGx補正データ及びSTiGy補
正データ等の3項目の補正データD2のうち、2項目が
常に固定された状態で、その他の1項目の補正処理が1
回づつ実行される。これにより、各項目の補正処理が個
々に正確に行われても,換言すれば、段差検出信号Sの
微分処理に係る最大ピーク/最小ピーク値との差(以下
単に検出レベル差という)が個々に最大となっても、3
項目すべての補正処理の結果、該段差検出信号Sの検出
レベル差が補正前の検出レベル差よりも最大となるとは
限らない。
正データ等の3項目の補正データD2のうち、2項目が
常に固定された状態で、その他の1項目の補正処理が1
回づつ実行される。これにより、各項目の補正処理が個
々に正確に行われても,換言すれば、段差検出信号Sの
微分処理に係る最大ピーク/最小ピーク値との差(以下
単に検出レベル差という)が個々に最大となっても、3
項目すべての補正処理の結果、該段差検出信号Sの検出
レベル差が補正前の検出レベル差よりも最大となるとは
限らない。
【0025】このことで、ビームの焦点ボケや非点収差
が互いに影響しあうことから、1回の補正処理に係る独
立した補正量では、正確な電子ビーム1Aの偏向収差の
補正処理を行うことができない。
が互いに影響しあうことから、1回の補正処理に係る独
立した補正量では、正確な電子ビーム1Aの偏向収差の
補正処理を行うことができない。
【0026】 仮に、段差検出信号Sの検出レベル差
が補正前よりも大きくなったとしても、真の最大ピーク
値を見失うことがある。例えば、図9の補正特性図に示
すように、ノイズ発生位置やローカルなピーク値を最大
ピーク値と誤判断する場合である。これは、検出レベル
差のピーク値が複数存在するようなビーム焦点ボケ特性
が不均一である場合や一時的なノイズの発生位置を最大
ピーク値として識別されるためである。
が補正前よりも大きくなったとしても、真の最大ピーク
値を見失うことがある。例えば、図9の補正特性図に示
すように、ノイズ発生位置やローカルなピーク値を最大
ピーク値と誤判断する場合である。これは、検出レベル
差のピーク値が複数存在するようなビーム焦点ボケ特性
が不均一である場合や一時的なノイズの発生位置を最大
ピーク値として識別されるためである。
【0027】これにより、補正メモリ7のデータ内容が
不正確となることによって、該補正データD2に基づい
て描画されたLSIパターンでは、その露光位置によっ
て、ビーム焦点ボケを伴い、高精度の描画処理の妨げと
なるという問題がある。
不正確となることによって、該補正データD2に基づい
て描画されたLSIパターンでは、その露光位置によっ
て、ビーム焦点ボケを伴い、高精度の描画処理の妨げと
なるという問題がある。
【0028】本発明は、かかる従来例の問題点に鑑み創
作されたものであり、焦点補正処理やスティグ補正処理
を前回の補正データに基づいて1回のみ実行することな
く、段差状マーク走査によって得られる信号検出レベル
差を評価値とし、その補正前後に変化をする評価値を補
正終了条件に取り入れ、該補正データの信頼性を高め、
そのビーム偏向収差の補正処理を正確にし、高精度な描
画処理を行うことが可能となる電子ビーム露光装置及び
その制御方法の提供を目的とする。
作されたものであり、焦点補正処理やスティグ補正処理
を前回の補正データに基づいて1回のみ実行することな
く、段差状マーク走査によって得られる信号検出レベル
差を評価値とし、その補正前後に変化をする評価値を補
正終了条件に取り入れ、該補正データの信頼性を高め、
そのビーム偏向収差の補正処理を正確にし、高精度な描
画処理を行うことが可能となる電子ビーム露光装置及び
その制御方法の提供を目的とする。
【0029】
【課題を解決するための手段】図1は、本発明に係る電
子ビーム露光装置の原理図であり、図2(a)〜(c)
は、本発明に係る電子ビームの制御方法の原理図をそれ
ぞれ示している。
子ビーム露光装置の原理図であり、図2(a)〜(c)
は、本発明に係る電子ビームの制御方法の原理図をそれ
ぞれ示している。
【0030】本発明の電子ビーム露光装置は、図1に示
すように被照射対象18に電子ビーム11Aを照射する電
子発生源11と、前記電子ビーム11Aを偏向する偏向手
段12と、前記被照射対象18に設けられた段差状マー
クMを検出する検出手段13と、前記電子ビーム11Aの
偏向収差を補正する偏向収差補正手段14と、前記被照
射対象18を移動する移動手段15と、前記電子発生源
11,偏向手段12,検出手段13,偏向収差補正手段
14及び移動手段15の入出力を制御する制御手段16
とを具備し、前記制御手段16が、少なくとも、補正前
後の段差検出信号Sを信号処理した段差検出データD1
により、前記電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補正
データD2やDRを決定することを特徴とする。
すように被照射対象18に電子ビーム11Aを照射する電
子発生源11と、前記電子ビーム11Aを偏向する偏向手
段12と、前記被照射対象18に設けられた段差状マー
クMを検出する検出手段13と、前記電子ビーム11Aの
偏向収差を補正する偏向収差補正手段14と、前記被照
射対象18を移動する移動手段15と、前記電子発生源
11,偏向手段12,検出手段13,偏向収差補正手段
14及び移動手段15の入出力を制御する制御手段16
とを具備し、前記制御手段16が、少なくとも、補正前
後の段差検出信号Sを信号処理した段差検出データD1
により、前記電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補正
データD2やDRを決定することを特徴とする。
【0031】なお、前記電子ビーム露光装置において、
前記段差状マークMに係る段差検出データD1i,i=
1,2…iや前記電子ビーム11Aの偏向収差を補正する
補正データD2i,i=1,2…i,DRを記憶する記憶
手段17が設けられることを特徴とする。
前記段差状マークMに係る段差検出データD1i,i=
1,2…iや前記電子ビーム11Aの偏向収差を補正する
補正データD2i,i=1,2…i,DRを記憶する記憶
手段17が設けられることを特徴とする。
【0032】また、本発明に係る電子ビームの制御方法
は、図2(a)のフローチャートに示すように、まず、
ステップP1で被照射対象18に設けられた段差状マー
クMに電子ビーム11Aの照射/偏向処理をし、次に、ス
テップP2で前記照射/偏向処理に基づいて補正前後の
段差状マークMの検出処理をし、その後、ステップP3
で前記検出処理に基づいて被照射対象18に照射された
電子ビーム11Aの補正前後の補正データD2iの判定処理
をすることを特徴とする(図2(b)参照)。
は、図2(a)のフローチャートに示すように、まず、
ステップP1で被照射対象18に設けられた段差状マー
クMに電子ビーム11Aの照射/偏向処理をし、次に、ス
テップP2で前記照射/偏向処理に基づいて補正前後の
段差状マークMの検出処理をし、その後、ステップP3
で前記検出処理に基づいて被照射対象18に照射された
電子ビーム11Aの補正前後の補正データD2iの判定処理
をすることを特徴とする(図2(b)参照)。
【0033】なお、前記電子ビームの制御方法におい
て、図2(c)に示すように、前記段差状マークMが被
照射対象18に複数設けられ、前記複数の段差状マーク
Mn,n=1,2…nの各点における段差検出データD
1i,i=1,2…iに基づいて前記電子ビーム11Aの偏
向収差の補正処理をすることを特徴とする。
て、図2(c)に示すように、前記段差状マークMが被
照射対象18に複数設けられ、前記複数の段差状マーク
Mn,n=1,2…nの各点における段差検出データD
1i,i=1,2…iに基づいて前記電子ビーム11Aの偏
向収差の補正処理をすることを特徴とする。
【0034】また、前記電子ビームの制御方法におい
て、前記補正前後の段差状マークMの検出処理は、図2
(a)のフローチャートに示すように、まず、ステップ
P2Aで補正前の段差状マークMに係る段差検出信号S1
の微分処理をし、次に、ステップP2Bで前記微分処理に
基づく段差検出データD11を評価する第1の評価処理を
し、次いで、ステップP2Cで前記第1の評価処理に基づ
いて電子ビーム11Aの偏向収差に係る補正データD21の
決定処理をし、さらに、ステップP2Dで前記決定処理に
基づいて補正後の段差状マークMに係る段差検出信号S
2の微分処理をし、その後、ステップP2Eで前記微分処
理に基づく段差検出データD12を評価する第2の評価処
理をすることを特徴とする。
て、前記補正前後の段差状マークMの検出処理は、図2
(a)のフローチャートに示すように、まず、ステップ
P2Aで補正前の段差状マークMに係る段差検出信号S1
の微分処理をし、次に、ステップP2Bで前記微分処理に
基づく段差検出データD11を評価する第1の評価処理を
し、次いで、ステップP2Cで前記第1の評価処理に基づ
いて電子ビーム11Aの偏向収差に係る補正データD21の
決定処理をし、さらに、ステップP2Dで前記決定処理に
基づいて補正後の段差状マークMに係る段差検出信号S
2の微分処理をし、その後、ステップP2Eで前記微分処
理に基づく段差検出データD12を評価する第2の評価処
理をすることを特徴とする。
【0035】さらに、前記電子ビームの制御方法におい
て、前記補正前後の補正データD2iの判定処理は、前記
第1の評価処理と第2の評価処理との比較処理に基づい
て電子ビーム11Aの偏向収差に係る補正データD2iの再
決定処理と、前記再決定処理に基づく補正後の段差状マ
ークMに係る段差検出データD1iを評価する第2の評価
処理とを繰り返すことを特徴とする。
て、前記補正前後の補正データD2iの判定処理は、前記
第1の評価処理と第2の評価処理との比較処理に基づい
て電子ビーム11Aの偏向収差に係る補正データD2iの再
決定処理と、前記再決定処理に基づく補正後の段差状マ
ークMに係る段差検出データD1iを評価する第2の評価
処理とを繰り返すことを特徴とする。
【0036】なお、前記電子ビームの制御方法におい
て、前記第1の評価処理に係る段差検出データD11と第
2の評価処理に係る段差検出データD12との変化率α
や、前記変化率αが零又は限り無く零に収束する際の補
正基準データDRと前記第2の評価処理に係る段差検出
データD1iとの比率βに基づく補正終了条件が満足する
まで、前記比較処理を継続することを特徴とする。
て、前記第1の評価処理に係る段差検出データD11と第
2の評価処理に係る段差検出データD12との変化率α
や、前記変化率αが零又は限り無く零に収束する際の補
正基準データDRと前記第2の評価処理に係る段差検出
データD1iとの比率βに基づく補正終了条件が満足する
まで、前記比較処理を継続することを特徴とする。
【0037】また、前記電子ビームの制御方法におい
て、図2(a)のフローチャートに示すように、ステッ
プP4で前記補正終了条件を満足した補正基準データD
Rの記憶処理や、前記補正基準データDRを経時的に更
新するデータ更新処理を含むことを特徴とし、上記目的
を達成する。
て、図2(a)のフローチャートに示すように、ステッ
プP4で前記補正終了条件を満足した補正基準データD
Rの記憶処理や、前記補正基準データDRを経時的に更
新するデータ更新処理を含むことを特徴とし、上記目的
を達成する。
【0038】
【作 用】本発明の電子ビーム露光装置によれば、図1
に示すように電子発生源11,偏向手段12,検出手段
13,偏向収差補正手段14,移動手段15及び制御手
段16が具備され、該制御手段16が、少なくとも、補
正前後の段差検出信号Sを信号処理した段差検出データ
D1により、電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補正
データD2や補正基準データDRを決定している。
に示すように電子発生源11,偏向手段12,検出手段
13,偏向収差補正手段14,移動手段15及び制御手
段16が具備され、該制御手段16が、少なくとも、補
正前後の段差検出信号Sを信号処理した段差検出データ
D1により、電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補正
データD2や補正基準データDRを決定している。
【0039】例えば、電子発生源11から被照射対象1
8の方向に制御手段16を介して電子ビーム11Aが照射
されると、該電子ビーム11Aが偏向手段12により偏向
される。また、電子ビーム偏向可能領域下に被照射対象
18が移動手段15により移動され、被照射対象18に
設けられた段差状マークMが検出手段13により検出さ
れる。
8の方向に制御手段16を介して電子ビーム11Aが照射
されると、該電子ビーム11Aが偏向手段12により偏向
される。また、電子ビーム偏向可能領域下に被照射対象
18が移動手段15により移動され、被照射対象18に
設けられた段差状マークMが検出手段13により検出さ
れる。
【0040】この際に、電子ビーム11Aの偏向収差が偏
向収差補正手段14により補正され、補正前後の段差検
出信号Sを信号処理した段差検出データD1により、制
御手段16を介して電子ビーム11Aの偏向収差を補正す
る補正データD2や補正基準データDRが決定される。
向収差補正手段14により補正され、補正前後の段差検
出信号Sを信号処理した段差検出データD1により、制
御手段16を介して電子ビーム11Aの偏向収差を補正す
る補正データD2や補正基準データDRが決定される。
【0041】なお、段差状マークMに係る段差検出デー
タD1i〔i=1,2…i〕や電子ビーム11Aの偏向収差
を補正する補正データD2i〔i=1,2…i〕や補正基
準データDRが記憶手段17に記憶される。
タD1i〔i=1,2…i〕や電子ビーム11Aの偏向収差
を補正する補正データD2i〔i=1,2…i〕や補正基
準データDRが記憶手段17に記憶される。
【0042】このため、従来例のように焦点補正処理,
x,y成分のスティグ補正処理が独立に行われても、3
項目すべての補正処理に係る段差検出信号Sの検出レベ
ル差が補正前の検出レベル差よりも最大となる補正デー
タD2を決定することが可能となる。このことで、電子
ビーム11Aの偏向収差を正確に補正することができ、電
子ビーム偏向可能領域下のどの位置においても、ビーム
焦点ボケや非点収差を極力抑制することが可能となる。
x,y成分のスティグ補正処理が独立に行われても、3
項目すべての補正処理に係る段差検出信号Sの検出レベ
ル差が補正前の検出レベル差よりも最大となる補正デー
タD2を決定することが可能となる。このことで、電子
ビーム11Aの偏向収差を正確に補正することができ、電
子ビーム偏向可能領域下のどの位置においても、ビーム
焦点ボケや非点収差を極力抑制することが可能となる。
【0043】これにより、従来例のように焦点補正処理
やスティグ補正処理を前回の補正データに基づいて1回
のみ実行することなく、段差状マーク走査によって得ら
れる信号検出レベル差を評価値とし、その補正前後に変
化をする評価値を補正終了条件に取り入れ、該補正デー
タの信頼性を高めること、及び、そのビーム偏向収差の
補正処理を確実にし、高精度な描画処理を行うことが可
能となる。
やスティグ補正処理を前回の補正データに基づいて1回
のみ実行することなく、段差状マーク走査によって得ら
れる信号検出レベル差を評価値とし、その補正前後に変
化をする評価値を補正終了条件に取り入れ、該補正デー
タの信頼性を高めること、及び、そのビーム偏向収差の
補正処理を確実にし、高精度な描画処理を行うことが可
能となる。
【0044】また、本発明に係る電子ビームの制御方法
によれば、図2(a)のフローチャートに示すように、
ステップP1で,例えば、図2(c)に示すように被照
射対象18に複数設けられた段差状マークM1〜Mnに
順を追って電子ビーム11Aが照射/偏向処理され、ステ
ップP2で該照射/偏向処理に基づく補正前後の段差状
マークMが検出処理される。
によれば、図2(a)のフローチャートに示すように、
ステップP1で,例えば、図2(c)に示すように被照
射対象18に複数設けられた段差状マークM1〜Mnに
順を追って電子ビーム11Aが照射/偏向処理され、ステ
ップP2で該照射/偏向処理に基づく補正前後の段差状
マークMが検出処理される。
【0045】この際に、図2(a)のフローチャートに
示すように、ステップP2Aで補正前の段差検出信号S1
が微分され、次に、ステップP2Bで段差検出データD11
が評価(第1の評価処理)され、次いで、ステップP2C
で電子ビーム11Aの偏向収差に係る補正データD21が決
定され、さらに、ステップP2Dで補正後の段差検出信号
S2が微分され、その後、ステップP2Eで段差検出デー
タD12が評価(第2の評価処理)される。
示すように、ステップP2Aで補正前の段差検出信号S1
が微分され、次に、ステップP2Bで段差検出データD11
が評価(第1の評価処理)され、次いで、ステップP2C
で電子ビーム11Aの偏向収差に係る補正データD21が決
定され、さらに、ステップP2Dで補正後の段差検出信号
S2が微分され、その後、ステップP2Eで段差検出デー
タD12が評価(第2の評価処理)される。
【0046】また、ステップP3で検出処理に基づいて
被照射対象18に照射された電子ビーム11Aの補正前後
の補正データD2iが判定処理される。例えば、第1の評
価処理と第2の評価処理との比較処理に基づいて補正デ
ータD2iが再決定処理され、その補正後の段差検出デー
タD1iを評価する第2の評価処理が繰り返される。
被照射対象18に照射された電子ビーム11Aの補正前後
の補正データD2iが判定処理される。例えば、第1の評
価処理と第2の評価処理との比較処理に基づいて補正デ
ータD2iが再決定処理され、その補正後の段差検出デー
タD1iを評価する第2の評価処理が繰り返される。
【0047】なお、段差検出データD11と段差検出デー
タD12との変化率αや、補正基準データDRと段差検出
データD1iとの比率βに基づく補正終了条件を満足する
まで該比較処理が継続される。
タD12との変化率αや、補正基準データDRと段差検出
データD1iとの比率βに基づく補正終了条件を満足する
まで該比較処理が継続される。
【0048】このため、従来例のように焦点補正処理や
スティグ補正処理を前回の補正データに基づいて1回の
み実行することなく、順を追って検出された複数の段差
状マークMn,n=1,2…nの各点における段差検出
データD1i,i=1,2…iに基づいて電子ビーム11A
の偏向収差を正確に補正処理することが可能となる。ま
た、段差検出信号Sの検出レベル差が補正前よりも大き
くなったとしても、真の最大ピーク値を見失うことが無
くなる。
スティグ補正処理を前回の補正データに基づいて1回の
み実行することなく、順を追って検出された複数の段差
状マークMn,n=1,2…nの各点における段差検出
データD1i,i=1,2…iに基づいて電子ビーム11A
の偏向収差を正確に補正処理することが可能となる。ま
た、段差検出信号Sの検出レベル差が補正前よりも大き
くなったとしても、真の最大ピーク値を見失うことが無
くなる。
【0049】これにより、補正データ内容の信頼性が向
上することにより、電子ビーム11Aの偏向位置に左右さ
れることなく、複数のビーム焦点ボケを補正することが
できる。このことで、ビーム焦点ボケが極力抑制される
ことから、高精度の描画処理を行うことが可能となる。
上することにより、電子ビーム11Aの偏向位置に左右さ
れることなく、複数のビーム焦点ボケを補正することが
できる。このことで、ビーム焦点ボケが極力抑制される
ことから、高精度の描画処理を行うことが可能となる。
【0050】なお、ビーム焦点ボケを補正する能力が小
さい露光装置においては、当該制御方法を採用すること
により、ビーム偏向収差の補正機能の向上が図られる。
また、図2(a)のフローチャートに示すように、ステ
ップP4で補正終了条件を満足した補正基準データDR
の記憶処理や、補正基準データDRを経時的に更新する
データ更新処理が含まれる。
さい露光装置においては、当該制御方法を採用すること
により、ビーム偏向収差の補正機能の向上が図られる。
また、図2(a)のフローチャートに示すように、ステ
ップP4で補正終了条件を満足した補正基準データDR
の記憶処理や、補正基準データDRを経時的に更新する
データ更新処理が含まれる。
【0051】これにより、段差検出信号Sの検出レベル
差を求めたビーム位置における補正基準データDRの分
布から、二次電子検出器等の検出手段13の状態や電磁
偏向器や静電偏向器等の偏向手段12の特性を把握する
ことができ、保守・管理面における付帯機能が向上す
る。
差を求めたビーム位置における補正基準データDRの分
布から、二次電子検出器等の検出手段13の状態や電磁
偏向器や静電偏向器等の偏向手段12の特性を把握する
ことができ、保守・管理面における付帯機能が向上す
る。
【0052】
【実施例】次に図を参照しながら本発明の実施例につい
て説明をする。図3〜6は、本発明の実施例に係る電子
ビーム露光装置及びその制御方法を説明する図である。
図3は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の構
成図を示している。
て説明をする。図3〜6は、本発明の実施例に係る電子
ビーム露光装置及びその制御方法を説明する図である。
図3は、本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の構
成図を示している。
【0053】例えば、半導体ウエハ28に露光処理をす
る電子ビーム露光装置は、図3において、電子銃21,
電磁偏向器22A,静電偏向器22B,偏向駆動回路22C,
二次電子検出器23A,アンプ(以下AMPという)23
B,デジタルメモリ23C,フォーカスコイル(以下FC
Sコイルという)24A,スティグコイル(以下STGコ
イルという)24B,D/A変換器24C,ステージ25A,
ステージ制御回路25B,制御装置26,補正メモリ27A
及びパターンデータメモリ27Bから成る。
る電子ビーム露光装置は、図3において、電子銃21,
電磁偏向器22A,静電偏向器22B,偏向駆動回路22C,
二次電子検出器23A,アンプ(以下AMPという)23
B,デジタルメモリ23C,フォーカスコイル(以下FC
Sコイルという)24A,スティグコイル(以下STGコ
イルという)24B,D/A変換器24C,ステージ25A,
ステージ制御回路25B,制御装置26,補正メモリ27A
及びパターンデータメモリ27Bから成る。
【0054】すなわち、電子銃21は電子発生源11の
一実施例であり、電子ビーム21Aを被照射対象18の一
例となる半導体ウエハ28方向に照射するものである。
電磁偏向器22A,静電偏向器22B及び偏向駆動回路22C
は偏向手段12の一実施例を構成するものであり、電磁
偏向器(メインデフレクタ)22Aは偏向信号Sdに基づ
いて電子ビーム21Aを大(主)偏向するものである。ま
た、静電偏向器(サブデフレクタ)22Bはそれを小
(副)偏向するものである。なお、偏向駆動回路22Cは
制御装置26から出力される偏向制御データD5に基づ
いて両偏向器22A,22Bの入出力を制御するものであ
る。
一実施例であり、電子ビーム21Aを被照射対象18の一
例となる半導体ウエハ28方向に照射するものである。
電磁偏向器22A,静電偏向器22B及び偏向駆動回路22C
は偏向手段12の一実施例を構成するものであり、電磁
偏向器(メインデフレクタ)22Aは偏向信号Sdに基づ
いて電子ビーム21Aを大(主)偏向するものである。ま
た、静電偏向器(サブデフレクタ)22Bはそれを小
(副)偏向するものである。なお、偏向駆動回路22Cは
制御装置26から出力される偏向制御データD5に基づ
いて両偏向器22A,22Bの入出力を制御するものであ
る。
【0055】二次電子検出器23A,AMP23B及びデジ
タルメモリ23Cは検出手段13の一実施例を構成するも
のであり、二次電子検出器23Aは半導体ウエハ28に複
数設けられた段差状マークMを検出するものである。そ
の機能は、段差状マークMに電子ビーム21Aを照射した
際に、そこから反射をする二次電子や反射電子21Bを検
出し、その段差検出信号Si(i=1,2…i)をAM
P23Bに出力するものである。
タルメモリ23Cは検出手段13の一実施例を構成するも
のであり、二次電子検出器23Aは半導体ウエハ28に複
数設けられた段差状マークMを検出するものである。そ
の機能は、段差状マークMに電子ビーム21Aを照射した
際に、そこから反射をする二次電子や反射電子21Bを検
出し、その段差検出信号Si(i=1,2…i)をAM
P23Bに出力するものである。
【0056】AMP23Bは、段差検出信号Siを微分し
て、その段差検出データD1i(i=1,2…i)をデジ
タルメモリ23Cに出力するものである。デジタルメモリ
23Cは、記憶手段17の一部を構成するメモリであり、
段差検出データD1iを記憶するものである。
て、その段差検出データD1i(i=1,2…i)をデジ
タルメモリ23Cに出力するものである。デジタルメモリ
23Cは、記憶手段17の一部を構成するメモリであり、
段差検出データD1iを記憶するものである。
【0057】FCSコイル24A,STGコイル24B及び
D/A変換器24Bは偏向収差補正手段14の一実施例を
構成するものであり、電子ビーム21Aの偏向収差を補正
するものである。例えば、FCSコイル24Aはフォーカ
ス信号Sfに基づいて電子収束レンズを形成する。な
お、フォーカスコイル24Aは電子ビームの光軸に設けら
れ、その焦点距離はフォーカス信号Sfに基づく磁界の
強弱により変化をする。
D/A変換器24Bは偏向収差補正手段14の一実施例を
構成するものであり、電子ビーム21Aの偏向収差を補正
するものである。例えば、FCSコイル24Aはフォーカ
ス信号Sfに基づいて電子収束レンズを形成する。な
お、フォーカスコイル24Aは電子ビームの光軸に設けら
れ、その焦点距離はフォーカス信号Sfに基づく磁界の
強弱により変化をする。
【0058】STGコイル24Bは、電子ビーム21Aの回
転を調整するものである。例えば、x方向のSTGコイ
ル24Bは、x成分のスティグ調整信号Sxに基づいて電
子ビーム11Aを回転する。また、y方向のSTGコイル
24Bは、y成分のスティグ調整信号Syに基づいて電子
ビーム11Aを回転する。
転を調整するものである。例えば、x方向のSTGコイ
ル24Bは、x成分のスティグ調整信号Sxに基づいて電
子ビーム11Aを回転する。また、y方向のSTGコイル
24Bは、y成分のスティグ調整信号Syに基づいて電子
ビーム11Aを回転する。
【0059】また、D/A変換器24Cは焦点制御データ
D3をD/A変換して、そのフォーカス信号Sfや両成
分のスティグ調整信号Sx,SyをFCSコイル24Aや
両方向のSTGコイル24Bに出力するものである。
D3をD/A変換して、そのフォーカス信号Sfや両成
分のスティグ調整信号Sx,SyをFCSコイル24Aや
両方向のSTGコイル24Bに出力するものである。
【0060】ステージ25A及びステージ制御回路25Bは
移動手段15の一実施例を構成するものであり、ステー
ジ25Aは半導体ウエハ28を載置してX,Y方向に移動
するものである。また、ステージ制御回路25Bは移動制
御データD4に基づく駆動信号Saをステージ25Aに出
力するものである。
移動手段15の一実施例を構成するものであり、ステー
ジ25Aは半導体ウエハ28を載置してX,Y方向に移動
するものである。また、ステージ制御回路25Bは移動制
御データD4に基づく駆動信号Saをステージ25Aに出
力するものである。
【0061】制御装置26は制御手段16の一実施例で
あり、パターン発生制御部26A,インターフェース部26
B,CPU(中央演算処理露光装置)26C及びその他の
処理部26Dから成る。パターン発生制御部26Aは露光デ
ータに基づいて露光パターンデータを発生するものであ
り、インターフェース部26BはCPU26Cとパターン発
生制御部26Aとの間のデータ入出力をするものである。
あり、パターン発生制御部26A,インターフェース部26
B,CPU(中央演算処理露光装置)26C及びその他の
処理部26Dから成る。パターン発生制御部26Aは露光デ
ータに基づいて露光パターンデータを発生するものであ
り、インターフェース部26BはCPU26Cとパターン発
生制御部26Aとの間のデータ入出力をするものである。
【0062】また、CPU26Cは電子銃21,偏向駆動
回路22C,デジタルメモリ23C,D/A変換器24C,ス
テージ制御回路25B,補正メモリ27A及びパターンデー
タメモリ27B等の入出力を制御するものである。
回路22C,デジタルメモリ23C,D/A変換器24C,ス
テージ制御回路25B,補正メモリ27A及びパターンデー
タメモリ27B等の入出力を制御するものである。
【0063】例えば、CPU26Cは半導体ウエハ28の
各チップに複数設けられたられた段差状マークMi(i
=1,2…i)に係る補正前後の段差検出信号Siを信
号処理した段差検出データDiにより、電子ビーム11A
の偏向収差を補正する補正データD2や補正基準データ
DRを決定し、該電子ビーム21Aの偏向収差の補正制御
をする。
各チップに複数設けられたられた段差状マークMi(i
=1,2…i)に係る補正前後の段差検出信号Siを信
号処理した段差検出データDiにより、電子ビーム11A
の偏向収差を補正する補正データD2や補正基準データ
DRを決定し、該電子ビーム21Aの偏向収差の補正制御
をする。
【0064】その他の処理部26Dは、電子銃21,偏向
駆動回路22C,デジタルメモリ23C,D/A変換器24
C,ステージ制御回路25B,補正メモリ27A及びパター
ンデータメモリ27B等の入出力を補助するものである。
駆動回路22C,デジタルメモリ23C,D/A変換器24
C,ステージ制御回路25B,補正メモリ27A及びパター
ンデータメモリ27B等の入出力を補助するものである。
【0065】補正メモリ27A及びパターンデータメモリ
27Bは記憶手段17の一実施例であり、電子ビーム21A
の偏向収差を補正する補正データD2i(i=1,2…
i)やその補正基準データDRを記憶するものである。
27Bは記憶手段17の一実施例であり、電子ビーム21A
の偏向収差を補正する補正データD2i(i=1,2…
i)やその補正基準データDRを記憶するものである。
【0066】図4(a)〜(d)は、本発明の実施例に
係る電子ビーム露光装置の補足説明図であり、図4
(a)はFCSコイル及びSTGコイルの周辺部に係る
構成図を示している。
係る電子ビーム露光装置の補足説明図であり、図4
(a)はFCSコイル及びSTGコイルの周辺部に係る
構成図を示している。
【0067】図4(a)において、FCSコイル24Aは
メインデフレクタ22Aの内側に設けられ、STGコイル
24Bはメインデフレクタ22Bと電子レンズ201 との間に
それぞれ設けられている。なお、電子銃21から出射さ
れた電子ビーム11Aはその他の偏向器206 を通過して、
ブランカー205 に到達するまでに、例えば、図4(b)
に示すように矩形状に整形される。
メインデフレクタ22Aの内側に設けられ、STGコイル
24Bはメインデフレクタ22Bと電子レンズ201 との間に
それぞれ設けられている。なお、電子銃21から出射さ
れた電子ビーム11Aはその他の偏向器206 を通過して、
ブランカー205 に到達するまでに、例えば、図4(b)
に示すように矩形状に整形される。
【0068】また、矩形状の電子ビーム11Aは、電子レ
ンズ204 ,ランドアパーチャ203 ,電子レンズ202 によ
り調整され、それが電子レンズ201 により収束される。
なお、該電子ビーム11Aは、メインデフレクタ203 によ
り大偏向され、さらに、それがサブデフレクタ201 によ
り小偏向される。
ンズ204 ,ランドアパーチャ203 ,電子レンズ202 によ
り調整され、それが電子レンズ201 により収束される。
なお、該電子ビーム11Aは、メインデフレクタ203 によ
り大偏向され、さらに、それがサブデフレクタ201 によ
り小偏向される。
【0069】図4(b)は段差状マークMに電子ビーム
11Aを走査している状態図を示している。図4(b)に
おいて、電子ビーム11Aは段差状マークMの溝部に対し
て垂直方向に横切るように走査するものとする。また、
段差状マークMは半導体ウエハ28の被露光領域に4か
所程度設ける。
11Aを走査している状態図を示している。図4(b)に
おいて、電子ビーム11Aは段差状マークMの溝部に対し
て垂直方向に横切るように走査するものとする。また、
段差状マークMは半導体ウエハ28の被露光領域に4か
所程度設ける。
【0070】図4(c)は段差検出信号Siの原波形図
を示している。図4(c)において、段差検出信号Si
は、電子ビーム11Aを段差状マークMの溝部に走査する
ことにより、二次電子検出器23Aで検出される。なお、
原波形は電子ビーム11Aの焦点が位置合わせが正確(ボ
ケていない)であれば、その凹部に係る立ち上がり/立
ち下がりが鋭くなる。
を示している。図4(c)において、段差検出信号Si
は、電子ビーム11Aを段差状マークMの溝部に走査する
ことにより、二次電子検出器23Aで検出される。なお、
原波形は電子ビーム11Aの焦点が位置合わせが正確(ボ
ケていない)であれば、その凹部に係る立ち上がり/立
ち下がりが鋭くなる。
【0071】図4(d)は段差検出信号Siの微分波形
図を示している。図4(d)において、段差検出信号S
iの微分波形は、AMP23Bの微分回路を通すことによ
り得られる。また、P1は最小ピーク値であり、段差検
出信号Siの立ち下がりに係る尖頭部分である。P2は
最大ピーク値であり、段差検出信号Siの立ち上がりに
係る尖頭部分である。
図を示している。図4(d)において、段差検出信号S
iの微分波形は、AMP23Bの微分回路を通すことによ
り得られる。また、P1は最小ピーク値であり、段差検
出信号Siの立ち下がりに係る尖頭部分である。P2は
最大ピーク値であり、段差検出信号Siの立ち上がりに
係る尖頭部分である。
【0072】なお、両ピーク値P1,P2は、例えば、
電子ビーム11Aが段差状マークMのエッジ部分を通過し
た際の二次電子や反射電子の検出量を該ビーム走査時間
により微分したものに相当する。
電子ビーム11Aが段差状マークMのエッジ部分を通過し
た際の二次電子や反射電子の検出量を該ビーム走査時間
により微分したものに相当する。
【0073】さらに、Pは検出レベル差であり、最小ピ
ーク値P1及び最大ピーク値P2間のレベル差である。
なお、検出レベル差Pが大きいほど、電子ビーム11Aの
偏向収差が少ない状態である。この検出レベル差Pをア
ナログ/デジタル変換をした値を段差検出データ(評価
値)D1iとする。
ーク値P1及び最大ピーク値P2間のレベル差である。
なお、検出レベル差Pが大きいほど、電子ビーム11Aの
偏向収差が少ない状態である。この検出レベル差Pをア
ナログ/デジタル変換をした値を段差検出データ(評価
値)D1iとする。
【0074】また、検出レベル差PはX,Y方向の総合
評価をするため相乗平均を採る。例えば、X,Y方向の
検出レベル差P〔x,y〕をそれぞれ|P1−P2|と
した場合、総合評価に係る検出レベル差Pは、次式によ
り演算し近似する。
評価をするため相乗平均を採る。例えば、X,Y方向の
検出レベル差P〔x,y〕をそれぞれ|P1−P2|と
した場合、総合評価に係る検出レベル差Pは、次式によ
り演算し近似する。
【0075】
【数1】
【0076】但し、P〔x〕はX成分の検出レベル差,
P〔y〕はY成分の検出レベル差である。
P〔y〕はY成分の検出レベル差である。
【0077】このようにして、本発明の実施例に係る電
子ビーム露光装置によれば、図3に示すように電子銃2
1,電磁偏向器22A,静電偏向器22B,偏向駆動回路22
C,二次電子検出器23A,AMP23B,デジタルメモリ
23C,FCSコイル24A,STGコイル24B,D/A変
換器24C,ステージ25A,ステージ制御回路25B,制御
装置26,補正メモリ27A及びパターンデータメモリ27
Bが具備され、該制御装置26が、少なくとも、補正前
後の段差検出信号Siを信号処理した段差検出データD
1iにより、電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補正デ
ータD2iや補正基準データDRを決定する。
子ビーム露光装置によれば、図3に示すように電子銃2
1,電磁偏向器22A,静電偏向器22B,偏向駆動回路22
C,二次電子検出器23A,AMP23B,デジタルメモリ
23C,FCSコイル24A,STGコイル24B,D/A変
換器24C,ステージ25A,ステージ制御回路25B,制御
装置26,補正メモリ27A及びパターンデータメモリ27
Bが具備され、該制御装置26が、少なくとも、補正前
後の段差検出信号Siを信号処理した段差検出データD
1iにより、電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補正デ
ータD2iや補正基準データDRを決定する。
【0078】例えば、電子銃21から半導体ウエハ28
の方向に制御装置26を介して電子ビーム11Aが照射さ
れると、該電子ビーム11Aが電磁偏向器22A,静電偏向
器22Bにより偏向される。また、電子ビーム偏向可能領
域下に半導体ウエハ28がステージ25A,ステージ制御
回路25Bにより移動され、該ウエハ28に設けられた段
差状マークMが二次電子検出器23Aにより検出される。
の方向に制御装置26を介して電子ビーム11Aが照射さ
れると、該電子ビーム11Aが電磁偏向器22A,静電偏向
器22Bにより偏向される。また、電子ビーム偏向可能領
域下に半導体ウエハ28がステージ25A,ステージ制御
回路25Bにより移動され、該ウエハ28に設けられた段
差状マークMが二次電子検出器23Aにより検出される。
【0079】この際に、電子ビーム11Aの偏向収差がF
CSコイル24A,STGコイル24Bにより補正され、補
正前後の段差検出信号SiがAMP23B,デジタルメモ
リ23Cにより信号処理され、その段差検出データD1に
基づいて制御装置26を介し、電子ビーム11Aの偏向収
差を補正する補正データD2や補正基準データDRが決
定される。
CSコイル24A,STGコイル24Bにより補正され、補
正前後の段差検出信号SiがAMP23B,デジタルメモ
リ23Cにより信号処理され、その段差検出データD1に
基づいて制御装置26を介し、電子ビーム11Aの偏向収
差を補正する補正データD2や補正基準データDRが決
定される。
【0080】なお、複数の段差状マークMに係る段差検
出データD1i〔i=1,2…i〕がデジタルメモリ21C
に記憶され、電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補正
データD2i〔i=1,2…i〕や補正基準データDRが
補正メモリ27Aに記憶される。
出データD1i〔i=1,2…i〕がデジタルメモリ21C
に記憶され、電子ビーム11Aの偏向収差を補正する補正
データD2i〔i=1,2…i〕や補正基準データDRが
補正メモリ27Aに記憶される。
【0081】このため、従来例のようにFCS補正処
理,x,y方向のSTG補正処理が独立に行われても、
3項目すべての補正処理に係る段差検出信号Siの検出
レベル差Pが補正前の検出レベル差Pよりも最大となる
補正データD2を決定することが可能となる。このこと
で、電子ビーム11Aの偏向収差を正確に補正することが
でき、電子ビーム偏向可能領域下のどの位置において
も、ビーム焦点ボケや非点収差を極力抑制することが可
能となる。
理,x,y方向のSTG補正処理が独立に行われても、
3項目すべての補正処理に係る段差検出信号Siの検出
レベル差Pが補正前の検出レベル差Pよりも最大となる
補正データD2を決定することが可能となる。このこと
で、電子ビーム11Aの偏向収差を正確に補正することが
でき、電子ビーム偏向可能領域下のどの位置において
も、ビーム焦点ボケや非点収差を極力抑制することが可
能となる。
【0082】これにより、従来例のようにFCS補正処
理やSTG補正処理を前回の補正データに基づいて1回
のみ実行することなく、段差状マーク走査によって得ら
れる検出レベル差Pを評価値とし、その補正前後に変化
をする評価値を補正終了条件に取り入れ、該補正データ
の信頼性を高めること、及び、そのビーム偏向収差の補
正処理を確実にし、高精度な描画処理を行うことが可能
となる。
理やSTG補正処理を前回の補正データに基づいて1回
のみ実行することなく、段差状マーク走査によって得ら
れる検出レベル差Pを評価値とし、その補正前後に変化
をする評価値を補正終了条件に取り入れ、該補正データ
の信頼性を高めること、及び、そのビーム偏向収差の補
正処理を確実にし、高精度な描画処理を行うことが可能
となる。
【0083】次に、本発明の実施例に係る電子ビームの
制御方法について当該露光装置の動作を補足しながら説
明をする。図5(a),(b)は本発明の実施例に係る
電子ビームの制御フローチャートであり、図5(a)
は、そのメインルーチン処理フローチャート,図5
(b)は、そのサブルーチン処理フローチャートをそれ
ぞれ示している。また、図6(a)〜(d)は本発明の
実施例に係る電子ビームの制御フローチャートの補足説
明図である。
制御方法について当該露光装置の動作を補足しながら説
明をする。図5(a),(b)は本発明の実施例に係る
電子ビームの制御フローチャートであり、図5(a)
は、そのメインルーチン処理フローチャート,図5
(b)は、そのサブルーチン処理フローチャートをそれ
ぞれ示している。また、図6(a)〜(d)は本発明の
実施例に係る電子ビームの制御フローチャートの補足説
明図である。
【0084】例えば、被露光領域にLSIパターン等を
露光処理する際に先立ち、図4(b)に示したような段
差状マークMの検出に基づいてビーム偏向収差の補正す
る補正データD2を取得する場合に、図5(a)におい
て、まず、ステップP1で電子ビーム偏向可能領域(以
下測定点という)に段差状マークMを移動する。ここ
で、図2(c)に示すような半導体ウエハ28の4隅に
設けられた段差状マークM1〜Mnがステージ25A,ス
テージ制御回路25Bを介して電子ビーム偏向可能領域下
に順次移動される。
露光処理する際に先立ち、図4(b)に示したような段
差状マークMの検出に基づいてビーム偏向収差の補正す
る補正データD2を取得する場合に、図5(a)におい
て、まず、ステップP1で電子ビーム偏向可能領域(以
下測定点という)に段差状マークMを移動する。ここ
で、図2(c)に示すような半導体ウエハ28の4隅に
設けられた段差状マークM1〜Mnがステージ25A,ス
テージ制御回路25Bを介して電子ビーム偏向可能領域下
に順次移動される。
【0085】次に、ステップP2で、マーク走査により
評価値(検出レベル差P)を算出する。これは、補正前
の段差状マークMの検出処理と第1の評価処理に相当す
る。この際に、電子銃21から半導体ウエハ28方向に
電子ビーム21Aが照射され、偏向制御データD5が偏向
駆動回路22Cに入力されると、偏向信号Sdに基づいて
メインデフレクタ22Aにより、電子ビーム21Aが大
(主)偏向され、また、サブデフレクタ22Bにより、そ
れが小(副)偏向される。
評価値(検出レベル差P)を算出する。これは、補正前
の段差状マークMの検出処理と第1の評価処理に相当す
る。この際に、電子銃21から半導体ウエハ28方向に
電子ビーム21Aが照射され、偏向制御データD5が偏向
駆動回路22Cに入力されると、偏向信号Sdに基づいて
メインデフレクタ22Aにより、電子ビーム21Aが大
(主)偏向され、また、サブデフレクタ22Bにより、そ
れが小(副)偏向される。
【0086】また、段差状マークMが二次電子検出器23
Aにより検出される。すなわち、段差状マークMに電子
ビーム21Aが照射されると、そこから反射をする二次電
子や反射電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出さ
れ、その段差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP
23Bに出力される。
Aにより検出される。すなわち、段差状マークMに電子
ビーム21Aが照射されると、そこから反射をする二次電
子や反射電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出さ
れ、その段差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP
23Bに出力される。
【0087】さらに、段差検出信号SiがAMP23Bに
より微分され、その最小検出レベル差P1,最大ピーク
値P2の検出レベル差Pを内容とする段差検出データD
1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出力さ
れ、該データD1iが格納される。
より微分され、その最小検出レベル差P1,最大ピーク
値P2の検出レベル差Pを内容とする段差検出データD
1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出力さ
れ、該データD1iが格納される。
【0088】ここで、電子ビームと段差検出信号の微分
波形との関係を示した図6(a)において、該電子ビー
ムが正常な矩形状を有している場合には、検出レベル差
Pは最も大きくなる。また、図6(b)〜(d)に示す
ようにフォーカスズレ,スティグxズレ及びスティグy
ズレを生じている場合には、検出レベル差Pは正常時に
比べて少なく取得される。
波形との関係を示した図6(a)において、該電子ビー
ムが正常な矩形状を有している場合には、検出レベル差
Pは最も大きくなる。また、図6(b)〜(d)に示す
ようにフォーカスズレ,スティグxズレ及びスティグy
ズレを生じている場合には、検出レベル差Pは正常時に
比べて少なく取得される。
【0089】さらに、ステップP3で電子ビーム11Aの
焦点(以下FCSという)補正処理をする。この際のF
CS補正処理は、図5(b)の電子ビームの制御フロー
チャート(サブルーチン)において、まず、ステップP3
Aで補正データD2の設定をする。ここで、補正データ
D2を基準にして発生された焦点制御データD3がD/
A変換器24CによりD/A変換され、そのフォーカス信
号SfがFCSコイル24Aに出力される。
焦点(以下FCSという)補正処理をする。この際のF
CS補正処理は、図5(b)の電子ビームの制御フロー
チャート(サブルーチン)において、まず、ステップP3
Aで補正データD2の設定をする。ここで、補正データ
D2を基準にして発生された焦点制御データD3がD/
A変換器24CによりD/A変換され、そのフォーカス信
号SfがFCSコイル24Aに出力される。
【0090】その後、ステップP3Bで、マーク走査によ
り評価値を算出する(第2の評価処理)。この際に、偏
向制御データD5が偏向駆動回路22Cに入力されると、
偏向信号Sdに基づいてサブデフレクタ22Bにより、そ
れが小(副)偏向される。また、段差状マークMが二次
電子検出器23Aにより検出される。
り評価値を算出する(第2の評価処理)。この際に、偏
向制御データD5が偏向駆動回路22Cに入力されると、
偏向信号Sdに基づいてサブデフレクタ22Bにより、そ
れが小(副)偏向される。また、段差状マークMが二次
電子検出器23Aにより検出される。
【0091】すなわち、段差状マークMに電子ビーム21
Aが照射されると、そこから反射をする二次電子や反射
電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出され、その段
差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP23Bに出力
される。さらに、段差検出信号SiがAMP23Bにより
微分され、その検出レベル差Pを内容とする段差検出デ
ータD1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出
力され、該データD1iが格納される。
Aが照射されると、そこから反射をする二次電子や反射
電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出され、その段
差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP23Bに出力
される。さらに、段差検出信号SiがAMP23Bにより
微分され、その検出レベル差Pを内容とする段差検出デ
ータD1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出
力され、該データD1iが格納される。
【0092】ここで、ステップP2と同様に図6(a)
において、該電子ビームが正常な矩形状を有している場
合には、検出レベル差Pは最も大きくなる。また、図6
(b)に示すようにフォーカスズレを生じている場合に
は、検出レベル差Pは正常時に比べて少なく取得され
る。
において、該電子ビームが正常な矩形状を有している場
合には、検出レベル差Pは最も大きくなる。また、図6
(b)に示すようにフォーカスズレを生じている場合に
は、検出レベル差Pは正常時に比べて少なく取得され
る。
【0093】さらに、ステップP3Cで二次関数により近
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP3Aで補正データD2の設定を繰り返す(補正デ
ータD2iの再決定処理)。
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP3Aで補正データD2の設定を繰り返す(補正デ
ータD2iの再決定処理)。
【0094】また、近似可能な補正データD2が有る場
合(YES)には、ステップP3Dで近似値により補正デー
タD2を決定する。次いで、ステップP4で電子ビーム
11Aのx成分の非点収差(以下STiGxという)補正処理
をする。この際のSTiGx補正処理は、図5(b)の電子
ビームの制御フローチャート(サブルーチン)におい
て、同様に、ステップP4Aで補正データD2の設定をす
る。ここで、補正データD2を基準にして発生した焦点
制御データD3がD/A変換器24CによりD/A変換さ
れ、そのx成分のスティグ調整信号Sxがx方向のST
Gコイル24Bに出力される。
合(YES)には、ステップP3Dで近似値により補正デー
タD2を決定する。次いで、ステップP4で電子ビーム
11Aのx成分の非点収差(以下STiGxという)補正処理
をする。この際のSTiGx補正処理は、図5(b)の電子
ビームの制御フローチャート(サブルーチン)におい
て、同様に、ステップP4Aで補正データD2の設定をす
る。ここで、補正データD2を基準にして発生した焦点
制御データD3がD/A変換器24CによりD/A変換さ
れ、そのx成分のスティグ調整信号Sxがx方向のST
Gコイル24Bに出力される。
【0095】例えば、x成分のスティグ調整信号Sxに
基づいてx方向のSTGコイル24Bにより電子ビーム11
Aの回転が補正される。その後、ステップP4Bで、マー
ク走査により評価値を算出する(第2の評価処理)。こ
こで、偏向制御データD5が偏向駆動回路22Cに入力さ
れると、偏向信号Sdに基づいてサブデフレクタ22Bに
より、それが小(副)偏向される。また、段差状マーク
Mが二次電子検出器23Aにより検出される。
基づいてx方向のSTGコイル24Bにより電子ビーム11
Aの回転が補正される。その後、ステップP4Bで、マー
ク走査により評価値を算出する(第2の評価処理)。こ
こで、偏向制御データD5が偏向駆動回路22Cに入力さ
れると、偏向信号Sdに基づいてサブデフレクタ22Bに
より、それが小(副)偏向される。また、段差状マーク
Mが二次電子検出器23Aにより検出される。
【0096】すなわち、段差状マークMに電子ビーム21
Aが照射されると、そこから反射をする二次電子や反射
電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出され、その段
差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP23Bに出力
される。さらに、段差検出信号SiがAMP23Bにより
微分され、その検出レベル差Pを内容とする段差検出デ
ータD1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出
力され、該データD1iが格納される。
Aが照射されると、そこから反射をする二次電子や反射
電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出され、その段
差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP23Bに出力
される。さらに、段差検出信号SiがAMP23Bにより
微分され、その検出レベル差Pを内容とする段差検出デ
ータD1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出
力され、該データD1iが格納される。
【0097】ここで、ステップP2と同様に図6(a)
において、該電子ビームが正常な矩形状を有している場
合には、検出レベル差Pは最も大きくなる。また、図6
(c)に示すようにスティグxズレを生じている場合に
は、検出レベル差Pは正常時に比べて少なく取得され
る。
において、該電子ビームが正常な矩形状を有している場
合には、検出レベル差Pは最も大きくなる。また、図6
(c)に示すようにスティグxズレを生じている場合に
は、検出レベル差Pは正常時に比べて少なく取得され
る。
【0098】さらに、ステップP4Cで二次関数により近
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP4Aで補正データD2の設定を繰り返す(補正デ
ータD2iの再決定処理)。また、近似可能な補正データ
D2が有る場合(YES)には、ステップP4Dで近似値に
より補正データD2を決定する。
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP4Aで補正データD2の設定を繰り返す(補正デ
ータD2iの再決定処理)。また、近似可能な補正データ
D2が有る場合(YES)には、ステップP4Dで近似値に
より補正データD2を決定する。
【0099】次に、ステップP5で電子ビーム11Aのy
成分の非点収差(以下STiGyという)補正処理をする。
この際のSTiGy補正処理は、図5(b)の電子ビームの
制御フローチャート(サブルーチン)において、同様
に、ステップP4Aで補正データD2の設定をする。ここ
で、補正データD2を基準にして発生した焦点制御デー
タD3がD/A変換器24CによりD/A変換され、その
y成分のスティグ調整信号Syがy方向のSTGコイル
24Bに出力される。
成分の非点収差(以下STiGyという)補正処理をする。
この際のSTiGy補正処理は、図5(b)の電子ビームの
制御フローチャート(サブルーチン)において、同様
に、ステップP4Aで補正データD2の設定をする。ここ
で、補正データD2を基準にして発生した焦点制御デー
タD3がD/A変換器24CによりD/A変換され、その
y成分のスティグ調整信号Syがy方向のSTGコイル
24Bに出力される。
【0100】例えば、y成分のスティグ調整信号Syに
基づいてy方向のSTGコイル24Bにより電子ビーム11
Aの回転が補正される。その後、ステップP5Bで、マー
ク走査により評価値を算出する(第2の評価処理)。こ
こで、偏向制御データD5が偏向駆動回路22Cに入力さ
れると、偏向信号Sdに基づいてサブデフレクタ22Bに
より、それが小(副)偏向される。また、段差状マーク
Mが二次電子検出器23Aにより検出される。
基づいてy方向のSTGコイル24Bにより電子ビーム11
Aの回転が補正される。その後、ステップP5Bで、マー
ク走査により評価値を算出する(第2の評価処理)。こ
こで、偏向制御データD5が偏向駆動回路22Cに入力さ
れると、偏向信号Sdに基づいてサブデフレクタ22Bに
より、それが小(副)偏向される。また、段差状マーク
Mが二次電子検出器23Aにより検出される。
【0101】すなわち、段差状マークMに電子ビーム21
Aが照射されると、そこから反射をする二次電子や反射
電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出され、その段
差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP23Bに出力
される。さらに、段差検出信号SiがAMP23Bにより
微分され、その検出レベル差Pを内容とする段差検出デ
ータD1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出
力され、該データD1iが格納される。
Aが照射されると、そこから反射をする二次電子や反射
電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出され、その段
差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP23Bに出力
される。さらに、段差検出信号SiがAMP23Bにより
微分され、その検出レベル差Pを内容とする段差検出デ
ータD1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出
力され、該データD1iが格納される。
【0102】ここで、ステップP2と同様に図6(a)
において、該電子ビームが正常な矩形状を有している場
合には、検出レベル差Pは最も大きくなる。また、図6
(d)に示すようにスティグyズレを生じている場合に
は、検出レベル差Pは正常時に比べて少なく取得され
る。
において、該電子ビームが正常な矩形状を有している場
合には、検出レベル差Pは最も大きくなる。また、図6
(d)に示すようにスティグyズレを生じている場合に
は、検出レベル差Pは正常時に比べて少なく取得され
る。
【0103】さらに、ステップP5Cで二次関数により近
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP5Aで補正データD2の設定を繰り返す(補正デ
ータD2iの再決定処理)。また、近似可能な補正データ
D2が有る場合(YES)には、ステップP5Dで近似値に
より補正データD2を決定する。
似可能な補正データD2の有無を判断する。この際に、
近似可能な補正データD2が無い場合(NO)には、ス
テップP5Aで補正データD2の設定を繰り返す(補正デ
ータD2iの再決定処理)。また、近似可能な補正データ
D2が有る場合(YES)には、ステップP5Dで近似値に
より補正データD2を決定する。
【0104】次に、ステップP6で、マーク走査により
評価値を算出する(第2の評価処理)。この際に、偏向
制御データD5が偏向駆動回路22Cに入力されると、偏
向信号Sdに基づいてサブデフレクタ22Bにより、それ
が小(副)偏向される。また、段差状マークMが二次電
子検出器23Aにより検出される。
評価値を算出する(第2の評価処理)。この際に、偏向
制御データD5が偏向駆動回路22Cに入力されると、偏
向信号Sdに基づいてサブデフレクタ22Bにより、それ
が小(副)偏向される。また、段差状マークMが二次電
子検出器23Aにより検出される。
【0105】すなわち、段差状マークMに電子ビーム21
Aが照射されると、そこから反射をする二次電子や反射
電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出され、その段
差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP23Bに出力
される。さらに、段差検出信号SiがAMP23Bにより
微分され、その検出レベル差Pを内容とする段差検出デ
ータD1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出
力され、該データD1iが格納される。
Aが照射されると、そこから反射をする二次電子や反射
電子21Bが二次電子検出器23Aにより検出され、その段
差検出信号Si(i=1,2…i)がAMP23Bに出力
される。さらに、段差検出信号SiがAMP23Bにより
微分され、その検出レベル差Pを内容とする段差検出デ
ータD1i(i=1,2…i)がデジタルメモリ23Cに出
力され、該データD1iが格納される。
【0106】ここで、ステップP2と同様に図6(a)
において、該電子ビームが正常な矩形状を有している場
合には、検出レベル差Pは最も大きくなる。また、図6
(b)〜(d)に示すようにフォーカスズレ,スティグ
xズレ及びスティグyズレを生じている場合には、検出
レベル差Pは正常時に比べて少なく取得される。
において、該電子ビームが正常な矩形状を有している場
合には、検出レベル差Pは最も大きくなる。また、図6
(b)〜(d)に示すようにフォーカスズレ,スティグ
xズレ及びスティグyズレを生じている場合には、検出
レベル差Pは正常時に比べて少なく取得される。
【0107】その後、ステップP7で評価値が終了条件
を満足しているか否かの判断をする。この際に、評価値
が終了条件を満足していない場合(NO)には、ステッ
プP3に戻って、ステップP3〜P6の継続処理をす
る。また、それが終了条件を満足している場合(YES)
には、ステップP8に移行する。
を満足しているか否かの判断をする。この際に、評価値
が終了条件を満足していない場合(NO)には、ステッ
プP3に戻って、ステップP3〜P6の継続処理をす
る。また、それが終了条件を満足している場合(YES)
には、ステップP8に移行する。
【0108】なお、評価値の終了条件は、第1の評価処
理に係る段差検出データD11と第2の評価処理に係る段
差検出データD12との変化率αが許容値Gに達した場合
とする。又は、その終了条件は、変化率αが零又は限り
無く零に収束する際の補正基準データDRと第2の評価
処理に係る段差検出データD1iとの比率βに達した場合
とする。
理に係る段差検出データD11と第2の評価処理に係る段
差検出データD12との変化率αが許容値Gに達した場合
とする。又は、その終了条件は、変化率αが零又は限り
無く零に収束する際の補正基準データDRと第2の評価
処理に係る段差検出データD1iとの比率βに達した場合
とする。
【0109】従って、補正終了条件が満足するまでステ
ップP7の判断処理を継続する。次いで、ステップP8
で補正処理の終了か否かの判断をする。この際に、補正
処理を終了しない場合(NO)には、ステップP1に戻
って、次の段差状マークMを電子ビーム偏向可能領域下
に移動する。また、それを終了する場合(YES)には、
ステップP9に移行する。
ップP7の判断処理を継続する。次いで、ステップP8
で補正処理の終了か否かの判断をする。この際に、補正
処理を終了しない場合(NO)には、ステップP1に戻
って、次の段差状マークMを電子ビーム偏向可能領域下
に移動する。また、それを終了する場合(YES)には、
ステップP9に移行する。
【0110】ステップP9では補正終了条件を満足した
補正基準データDRの記憶処理や、補正基準データDR
を経時的に更新するデータ更新処理をする。これによ
り、電子ビーム11Aの補正データD2が補正メモリ27A
に格納され、該補正データD2に基づいてFCSコイル
24AやSTGコイル24Bに制御電流が供給される。
補正基準データDRの記憶処理や、補正基準データDR
を経時的に更新するデータ更新処理をする。これによ
り、電子ビーム11Aの補正データD2が補正メモリ27A
に格納され、該補正データD2に基づいてFCSコイル
24AやSTGコイル24Bに制御電流が供給される。
【0111】なお、LSIパターン露光をする場合に
は、露光データに基づいてパターン発生制御部26Aによ
りCPU26Cやインターフェース部26Bを介して露光パ
ターンデータが発生され、該露光パターンデータに基づ
いてサブデフレクタ22Bにより、それが小(副)偏向さ
れる。この際にビーム焦点ぼけについては、FCSコイ
ル24Aにより補正され、非点収差については、STGコ
イル24Bにより補正される。
は、露光データに基づいてパターン発生制御部26Aによ
りCPU26Cやインターフェース部26Bを介して露光パ
ターンデータが発生され、該露光パターンデータに基づ
いてサブデフレクタ22Bにより、それが小(副)偏向さ
れる。この際にビーム焦点ぼけについては、FCSコイ
ル24Aにより補正され、非点収差については、STGコ
イル24Bにより補正される。
【0112】このようにして、本発明の実施例に係る電
子ビームの制御方法によれば、図5(a),(b)のフ
ローチャートに示すように、ステップP1で,例えば、
図4(b)に示すような半導体ウエハ28に設けられた
段差状マークMに電子ビーム11Aが照射/偏向処理さ
れ、ステップP2で該照射/偏向処理に基づく補正前の
段差状マークMが検出処理(第1の評価処理)され、ス
テップP3B,P4B,P5B,P6でその補正後の段差状マ
ークMが検出処理(第2の評価処理)されている。
子ビームの制御方法によれば、図5(a),(b)のフ
ローチャートに示すように、ステップP1で,例えば、
図4(b)に示すような半導体ウエハ28に設けられた
段差状マークMに電子ビーム11Aが照射/偏向処理さ
れ、ステップP2で該照射/偏向処理に基づく補正前の
段差状マークMが検出処理(第1の評価処理)され、ス
テップP3B,P4B,P5B,P6でその補正後の段差状マ
ークMが検出処理(第2の評価処理)されている。
【0113】例えば、図5(b)のフローチャートに示
すように、ステップP3Bで補正前の段差検出信号S1が
微分され、その段差検出データD11が評価(第1の評価
処理)され、次いで、ステップP3Dで電子ビーム11Aの
偏向収差に係る補正データD21が決定され、さらに、ス
テップ6で補正後の段差検出信号S2が微分され、その
段差検出データD12が評価(第2の評価処理)される。
すように、ステップP3Bで補正前の段差検出信号S1が
微分され、その段差検出データD11が評価(第1の評価
処理)され、次いで、ステップP3Dで電子ビーム11Aの
偏向収差に係る補正データD21が決定され、さらに、ス
テップ6で補正後の段差検出信号S2が微分され、その
段差検出データD12が評価(第2の評価処理)される。
【0114】また、ステップP7で先の検出処理に基づ
いて半導体ウエハ28に照射された電子ビーム11Aの補
正前後の補正データD2iが判定処理される。例えば、第
1の評価処理と第2の評価処理との比較処理に基づいて
補正データD2iが再決定処理され、その補正後の段差検
出データD1iを評価するステップP6の第2の評価処理
が変化率αや比率βに基づく補正終了条件を満足するま
で繰り返される。
いて半導体ウエハ28に照射された電子ビーム11Aの補
正前後の補正データD2iが判定処理される。例えば、第
1の評価処理と第2の評価処理との比較処理に基づいて
補正データD2iが再決定処理され、その補正後の段差検
出データD1iを評価するステップP6の第2の評価処理
が変化率αや比率βに基づく補正終了条件を満足するま
で繰り返される。
【0115】このため、従来例のように焦点補正処理や
スティグ補正処理を前回の補正データに基づいて1回の
み実行することなく、複数の段差状マークMn,n=
1,2…nの各点における段差検出データD1i,i=
1,2…iに基づいて電子ビーム11Aの偏向収差を正確
に補正処理することが可能となる。また、段差検出信号
Sの検出レベル差Pが補正前よりも大きくなったとして
も、真の最大ピーク値を見失うことが無くなる。
スティグ補正処理を前回の補正データに基づいて1回の
み実行することなく、複数の段差状マークMn,n=
1,2…nの各点における段差検出データD1i,i=
1,2…iに基づいて電子ビーム11Aの偏向収差を正確
に補正処理することが可能となる。また、段差検出信号
Sの検出レベル差Pが補正前よりも大きくなったとして
も、真の最大ピーク値を見失うことが無くなる。
【0116】これにより、補正データ内容の信頼性が向
上することにより、電子ビーム11Aの偏向位置に左右さ
れることなく、複数のビーム焦点ボケを補正することが
できる。このことで、ビーム焦点ボケが極力抑制される
ことから、描画パターンの解像度の限界が 0.3μm程度
とされている光リソグラフィーに対して、0.05μm以下
の位置合わせ精度において0.1 μm以下の微細加工を実
現することが可能となる。
上することにより、電子ビーム11Aの偏向位置に左右さ
れることなく、複数のビーム焦点ボケを補正することが
できる。このことで、ビーム焦点ボケが極力抑制される
ことから、描画パターンの解像度の限界が 0.3μm程度
とされている光リソグラフィーに対して、0.05μm以下
の位置合わせ精度において0.1 μm以下の微細加工を実
現することが可能となる。
【0117】これにより、1〜4〔Gbit 〕メモリや1
〔M〕ゲートのLSIパターンを露光する高解像度の電
子ビーム露光装置の製造が可能となる。なお、ビーム焦
点ボケを補正する能力が小さい露光装置においては、当
該制御方法を採用することにより、ビーム偏向収差の補
正機能の向上が図られる。
〔M〕ゲートのLSIパターンを露光する高解像度の電
子ビーム露光装置の製造が可能となる。なお、ビーム焦
点ボケを補正する能力が小さい露光装置においては、当
該制御方法を採用することにより、ビーム偏向収差の補
正機能の向上が図られる。
【0118】また、図5(a)のフローチャートに示す
ように、ステップP9で補正終了条件を満足した補正基
準データDRの記憶処理や、補正基準データDRを経時
的に更新するデータ更新処理が含まれる。
ように、ステップP9で補正終了条件を満足した補正基
準データDRの記憶処理や、補正基準データDRを経時
的に更新するデータ更新処理が含まれる。
【0119】これにより、段差検出信号Sの検出レベル
差を求めたビーム位置における補正基準データDRの分
布から、二次電子検出器23Aの状態や電磁偏向器22Aや
静電偏向器22Bの特性を把握することができ、保守・管
理面における付帯機能が向上する。
差を求めたビーム位置における補正基準データDRの分
布から、二次電子検出器23Aの状態や電磁偏向器22Aや
静電偏向器22Bの特性を把握することができ、保守・管
理面における付帯機能が向上する。
【0120】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電子ビー
ム露光装置によれば電子発生源,偏向手段,検出手段,
偏向収差補正手段,移動手段及び制御手段が具備され、
該制御手段が、少なくとも、補正前後の段差検出データ
に基づいて電子ビームの偏向収差を補正する補正データ
や補正基準データを決定している。
ム露光装置によれば電子発生源,偏向手段,検出手段,
偏向収差補正手段,移動手段及び制御手段が具備され、
該制御手段が、少なくとも、補正前後の段差検出データ
に基づいて電子ビームの偏向収差を補正する補正データ
や補正基準データを決定している。
【0121】このため、従来例のように焦点補正処理,
x,y成分のスティグ補正処理が独立に行われても、3
項目すべての補正処理に係る検出レベル差が補正前の検
出レベル差よりも最大となる補正データを決定すること
が可能となる。このことで、偏向収差補正手段により電
子ビームの偏向収差を正確に補正することができ、電子
ビーム偏向可能領域下のどの位置においても、ビーム焦
点ボケや非点収差を極力抑制することが可能となる。
x,y成分のスティグ補正処理が独立に行われても、3
項目すべての補正処理に係る検出レベル差が補正前の検
出レベル差よりも最大となる補正データを決定すること
が可能となる。このことで、偏向収差補正手段により電
子ビームの偏向収差を正確に補正することができ、電子
ビーム偏向可能領域下のどの位置においても、ビーム焦
点ボケや非点収差を極力抑制することが可能となる。
【0122】また、本発明に係る電子ビームの制御方法
によれば、被照射対象に複数設けられた段差状マークに
電子ビームが照射/偏向処理され、該照射/偏向処理に
基づく補正前後の段差状マークが検出処理される。
によれば、被照射対象に複数設けられた段差状マークに
電子ビームが照射/偏向処理され、該照射/偏向処理に
基づく補正前後の段差状マークが検出処理される。
【0123】このため、従来例のように焦点補正処理や
スティグ補正処理を前回の補正データに基づいて1回の
み実行することなく、複数の段差状マークの各点におけ
る段差検出データに基づいて電子ビームの偏向収差を正
確に補正処理することが可能となる。このことで、補正
データ内容の信頼性が向上することにより、電子ビーム
の偏向位置に左右されることなく、均一な露光処理をす
ることが可能となる。
スティグ補正処理を前回の補正データに基づいて1回の
み実行することなく、複数の段差状マークの各点におけ
る段差検出データに基づいて電子ビームの偏向収差を正
確に補正処理することが可能となる。このことで、補正
データ内容の信頼性が向上することにより、電子ビーム
の偏向位置に左右されることなく、均一な露光処理をす
ることが可能となる。
【0124】これにより、試料の段差状マークを確認し
ながら高精度な描画処理を行う高速電子ビーム露光装置
の提供に寄与するところが大きい。
ながら高精度な描画処理を行う高速電子ビーム露光装置
の提供に寄与するところが大きい。
【図1】本発明に係る電子ビーム露光装置の原理図であ
る。
る。
【図2】本発明に係る電子ビームの制御方法の原理図で
ある。
ある。
【図3】本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の構
成図である。
成図である。
【図4】本発明の実施例に係る電子ビーム露光装置の補
足説明図である。
足説明図である。
【図5】本発明の実施例に係る電子ビームの制御フロー
チャートである。
チャートである。
【図6】本発明の実施例に係る制御フローチャートの補
足説明図である。
足説明図である。
【図7】従来例に係る電子ビーム露光装置の構成図であ
る。
る。
【図8】従来例に係る電子ビームの制御フローチャート
である。
である。
【図9】従来例に係る問題点を説明する補正特性図であ
る。
る。
11…電子発生源、 12…偏向手段、 13…検出手段、 14…偏向収差補正手段、 15…移動手段、 16…制御手段、 17…記憶手段、 M,Mn〔n=1,2…n〕…段差状マーク、 11A…電子ビーム、 11B…二次電子又は反射電子、 D1,D1i〔i=1,2…i〕…段差検出データ、 D2,D2i〔i=1,2…i〕…補正データ、 DR…補正基準データ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G21K 5/04 C 8707−2G M 8707−2G H01J 37/305 9172−5E H01L 21/027 8831−4M H01L 21/30 341 K
Claims (8)
- 【請求項1】 被照射対象(18)に電子ビーム(11
A)を照射する電子発生源(11)と、前記電子ビーム
(11A)を偏向する偏向手段(12)と、前記被照射対
象(18)に設けられた段差状マーク(M)を検出する
検出手段(13)と、前記電子ビーム(11A)の偏向収
差を補正する偏向収差補正手段(14)と、前記被照射
対象(18)を移動する移動手段(15)と、前記電子
発生源(11),偏向手段(12),検出手段(1
3),偏向収差補正手段(14)及び移動手段(15)
の入出力を制御する制御手段(16)とを具備し、前記
制御手段(16)が、少なくとも、補正前後の段差検出
信号(S)を信号処理した段差検出データ(D1)によ
り、前記電子ビーム(11A)の偏向収差を補正する補正
データ(D2やDR)を決定することを特徴とする電子
ビーム露光装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の電子ビーム露光装置にお
いて、前記段差状マーク(M)に係る段差検出データ
(D1i,i=1,2…i)や前記電子ビーム(11A)の
偏向収差を補正する補正データ(D2i,i=1,2…
i,DR)を記憶する記憶手段(17)が設けられるこ
とを特徴とする電子ビーム露光装置。 - 【請求項3】 被照射対象(18)に設けられた段差状
マーク(M)に電子ビーム(11A)の照射/偏向処理を
し、前記照射/偏向処理に基づいて補正前後の段差状マ
ーク(M)の検出処理をし、前記検出処理に基づいて被
照射対象(18)に照射された電子ビーム(11A)の補
正前後の補正データ(D2i)の判定処理をすることを特
徴とする電子ビームの制御方法。 - 【請求項4】 請求項3記載の電子ビームの制御方法に
おいて、前記段差状マーク(M)が被照射対象(18)
に複数設けられ、前記複数の段差状マーク(Mn,n=
1,2…n)の各点における段差検出データ(D1i,i
=1,2…i)に基づいて前記電子ビーム(11A)の偏
向収差の補正処理をすることを特徴とする電子ビームの
制御方法。 - 【請求項5】 請求項3記載の電子ビームの制御方法に
おいて、前記補正前後の段差状マーク(M)の検出処理
は、補正前の段差状マーク(M)に係る段差検出信号
(S1)の微分処理をし、前記微分処理に基づく段差検
出データ(D11)を評価する第1の評価処理をし、前記
第1の評価処理に基づいて電子ビーム(11A)の偏向収
差に係る補正データ(D21)の決定処理をし、前記決定
処理に基づいて補正後の段差状マーク(M)に係る段差
検出信号(S2)の微分処理をし、前記微分処理に基づ
く段差検出データ(D12)を評価する第2の評価処理を
することを特徴とする電子ビームの制御方法。 - 【請求項6】 請求項3記載の電子ビームの制御方法に
おいて、前記補正前後の補正データ(D2i)の判定処理
は、前記第1の評価処理と第2の評価処理との比較処理
に基づいて電子ビーム(11A)の偏向収差に係る補正デ
ータ(D2i)の再決定処理と、前記再決定処理に基づく
補正後の段差状マーク(M)に係る段差検出データ(D
1i)を評価する第2の評価処理とを繰り返すことを特徴
とする電子ビームの制御方法。 - 【請求項7】 請求項6記載の電子ビームの制御方法に
おいて、前記第1の評価処理に係る段差検出データ(D
11)と第2の評価処理に係る段差検出データ(D12)と
の変化率(α)や、前記変化率(α)が零又は限り無く
零に収束する際の補正基準データ(DR)と前記第2の
評価処理に係る段差検出データ(D1i)との比率(β)
に基づく補正終了条件が満足するまで、前記比較処理を
継続することを特徴とする電子ビームの制御方法。 - 【請求項8】 請求項6記載の電子ビームの制御方法に
おいて、前記補正終了条件を満足した補正基準データ
(DR)の記憶処理や、前記補正基準データ(DR)を
経時的に更新するデータ更新処理を含むことを特徴とす
る電子ビームの制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3275821A JPH05114376A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 電子ビーム露光装置及び電子ビームの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3275821A JPH05114376A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 電子ビーム露光装置及び電子ビームの制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05114376A true JPH05114376A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17560897
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3275821A Withdrawn JPH05114376A (ja) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | 電子ビーム露光装置及び電子ビームの制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05114376A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005123196A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-05-12 | Fei Co | 開口角整形ビーム・システムおよび方法 |
JP2011253965A (ja) * | 2010-06-02 | 2011-12-15 | Dainippon Printing Co Ltd | ナノインプリントモールドの製造方法、光学素子の製造方法、およびレジストパターンの形成方法 |
JP2012094744A (ja) * | 2010-10-28 | 2012-05-17 | Nuflare Technology Inc | ステージ装置およびこれを用いた電子ビーム描画装置 |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP3275821A patent/JPH05114376A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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