JPH08227840A - Adjusting method and drawing method in charged-particle-line drawing apparatus - Google Patents

Adjusting method and drawing method in charged-particle-line drawing apparatus

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JPH08227840A
JPH08227840A JP7030620A JP3062095A JPH08227840A JP H08227840 A JPH08227840 A JP H08227840A JP 7030620 A JP7030620 A JP 7030620A JP 3062095 A JP3062095 A JP 3062095A JP H08227840 A JPH08227840 A JP H08227840A
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JP
Japan
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stage
mark
charged particle
height
particle beam
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JP7030620A
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Japanese (ja)
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Tadashi Komagata
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Publication date
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE: To facilitate the confirmation and the adjustment of Abbe's conditions and to perform drawing accurately by performing the position detection of a plurality of marks having different heights, which are arranged on a stage, after the movement of the stage, and adjusting the illuminating height of a laser beam in correspondence with the height of the mark where the value of the reproducibility of the mark position is minimum. CONSTITUTION: A mark member 40, wherein the heights are different in the direction of Z in stepwise, is provided on a stage 22. The stage 22 is moved in a plurality of directions, and the positions of marks M1 -Mn provided in the respective steps are measured. Abbe's errors are generated by rolling and pitching. The position reproducibility of the mark 40, which is provided at the height in agreement with the height of a laser beam B reaches the smallest value. As a result, the deviation amount of the present laser beam B from the surface height of a drawing material 10 can be found. Therefore, the Abbe's error can be made extremely small by adjusting the height of the laser beam.

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、電子ビームやイオンビ
ームを被描画材料に投射するようにした荷電粒子ビーム
描画装置において、精度高く描画を行うための調整方法
および描画方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an adjusting method and a drawing method for drawing with high accuracy in a charged particle beam drawing apparatus which projects an electron beam or an ion beam onto a material to be drawn.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子ビーム描画装置において、パターン
を描画する場合、電子ビームを偏向して一度に描画でき
る範囲(フィールド)が限られているため、電子ビーム
の偏向と被描画材料が載せられたステージの移動とを組
み合わせてチップ全体の所望の描画を行うようにしてい
る。この際、ステージの移動量や位置を測定するため
に、レーザ干渉計を用いた測定系が用意されている。
2. Description of the Related Art When drawing a pattern in an electron beam drawing apparatus, the range (field) in which the electron beam can be deflected and drawn at one time is limited. A desired drawing of the entire chip is performed in combination with the movement of the stage. At this time, a measurement system using a laser interferometer is prepared to measure the movement amount and position of the stage.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ステージを移動させた
場合、ステージの移動後の回転により、電子ビームの照
射位置エラーが生じる。なお、ステージの回転は、ヨー
イング、ピッチング、ローリングの3方向生じる。この
電子ビームの照射位置エラーはアッベエラーとして良く
知られており、電子ビーム描画装置では、X,Y,Zの
3方向について、アッベエラーの生じないアッベ条件下
で描画を行うことが望まれる。
When the stage is moved, the irradiation position error of the electron beam occurs due to the rotation after the movement of the stage. The rotation of the stage occurs in three directions: yawing, pitching, and rolling. This electron beam irradiation position error is well known as an Abbe error, and it is desired that the electron beam drawing apparatus draws in three directions of X, Y, and Z under Abbe conditions in which no Abbe error occurs.

【0004】上記Z方向のアッベ条件とは、レーザ測長
計によるレーザビームと描画材料の高さとを一致させる
ことに相当する。従来では、このアッベ条件を容易に確
認し、また、アッベエラーが生じていた場合にそれを調
整する方法が存在していなかった。通常、ステージの調
整は、ステージが配置されている材料描画室の真空を破
った状態で機械的に行うことが必要であるが、このよう
な真空を破った状態での調整は、多大な時間を必要とす
る。また、調整のためには、電子光学カラムをステージ
上から取り外す必要があり、このため、調整を行ったと
しても、改めて電子光学カラムをステージ上に取り付け
ても、精度良く電子ビーム光軸と材料との関係を一致さ
せることができず、電子ビームの照射位置が結果として
再びずれてしまうことになる。
The Abbe condition in the Z direction corresponds to making the laser beam by the laser length meter coincide with the height of the drawing material. Conventionally, there has been no method for easily confirming the Abbe condition and adjusting the Abbe error when it occurs. Normally, it is necessary to adjust the stage mechanically while the vacuum of the material drawing chamber in which the stage is placed is broken, but such adjustment in the state where the vacuum is broken requires a great deal of time. Need. In addition, it is necessary to remove the electron optical column from the stage for the adjustment. Therefore, even if the electron optical column is again attached to the stage even if the adjustment is performed, the electron beam optical axis and the material can be accurately adjusted. Therefore, the irradiation position of the electron beam is displaced again as a result.

【0005】ここでZ方向のアッベエラーについて図1
を参照して説明する。図中Sはステージ(被描画材料を
含む)であり、その側面はレーザビームBの反射面Rと
なっている。このステージSの上面が描画面Dであり、
この描画面Dに電子ビームEBが照射される。ステージ
Sは図示していない駆動系によって水平方向(XY方
向)に移動可能にされている。なお、図において紙面に
垂直な方向がXY方向にであり、上下方向がZ方向であ
る。
FIG. 1 shows the Abbe error in the Z direction.
Will be described with reference to. In the figure, S is a stage (including the material to be drawn), the side surface of which is a reflection surface R of the laser beam B. The upper surface of this stage S is the drawing surface D,
The drawing surface D is irradiated with the electron beam EB. The stage S is movable in the horizontal direction (XY direction) by a drive system (not shown). In the figure, the direction perpendicular to the paper surface is the XY direction, and the vertical direction is the Z direction.

【0006】ステージSは移動に伴ってローリング(ス
テージの移動方向に対して横ゆれ)、ピッチング(ステ
ージの移動方向に対して前後のゆれ)が発生し、理想的
な状態Sから回転した状態S´となる。この回転の中心
をOとし、回転の角度をθとする。なお、このO点にお
いてはレーザビームBと電子ビームが照射する点(描画
材料の高さ)が一致していることになり、アッベ条件が
満たされている。
As the stage S moves, rolling (horizontal wobbling with respect to the stage moving direction) and pitching (back and forth wobbling with respect to the stage moving direction) occur, and the state S is rotated from the ideal state S. It becomes ´. The center of this rotation is O, and the angle of rotation is θ. It should be noted that at the point O, the point (height of the drawing material) irradiated by the laser beam B and the electron beam coincides, and the Abbe condition is satisfied.

【0007】この回転により、電子ビームEBの照射点
であるA点(0,a)はA´点(Δx,Δz)に移動す
る。なお、ステージSの回転にともなって生じるレーザ
ビームBによる測定誤差は、δLである。この結果、ロ
ーリング、ピッチングによるアッベエラーΔxは、Δx
=a・sinθとなる。通常、δLは無視できるほど小
さく問題とならないが、しかし、アッベエラーはステー
ジ回転量とレーザビームからのずれ量に大きく依存し無
視できない大きさとなる。
By this rotation, the point A (0, a), which is the irradiation point of the electron beam EB, moves to the point A '(Δx, Δz). The measurement error due to the laser beam B caused by the rotation of the stage S is δL. As a result, the Abbe error Δx due to rolling and pitching is Δx
= A · sin θ. Normally, δL is so small as to be negligible and does not pose a problem, but the Abbe error greatly depends on the amount of stage rotation and the amount of deviation from the laser beam and cannot be ignored.

【0008】次にXY方向のアッペエラーについて図2
を参照して説明する。図中Sはステージであり、上方か
ら見た図である。レーザビームBはX,Y両方から照射
されており、電子ビームは図面に垂直方向に照射され
る。ステージSは移動に伴ってヨーイングが発生し、X
Y方向(水平方向)に回転してS´の状態となる。この
回転の中心をOとし、回転の角度をθとする。この回転
により、電子ビームの照射点であるB点(b,0)はB
´点(b+Δx,Δy)に移動する。なお、ステージS
の回転にともなって生じるレーザビームBによる測定誤
差は、δLxとδLyである。この結果、ヨーイングに
よるアッベエラーΔxとΔyは、以下のようになる。
[0008] Next, FIG.
Will be described with reference to. In the figure, S is a stage as viewed from above. The laser beam B is emitted from both X and Y, and the electron beam is emitted in the direction perpendicular to the drawing. As the stage S moves, yawing occurs and X
It rotates in the Y direction (horizontal direction) and enters the S'state. The center of this rotation is O, and the angle of rotation is θ. By this rotation, the point B (b, 0), which is the irradiation point of the electron beam, becomes B
′ Move to point (b + Δx, Δy). In addition, stage S
Measurement errors due to the laser beam B caused by the rotation of are δLx and δLy. As a result, the Abbe errors Δx and Δy due to yawing are as follows.

【0009】Δx=−b(1−cosθ) Δy=−b・sinθ 上記したアッベエラーの存在の下で描画を行っても、精
度の高い正確な描画は行えない。
[Delta] x = -b (1-cos [theta]) [Delta] y = -b.sin [theta] Even if drawing is performed in the presence of the Abbe error described above, accurate and accurate drawing cannot be performed.

【0010】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、荷電粒子線描画装置におけるアッ
ベ条件の確認と調整を容易に行うことができる調整方法
および精度良く描画を行う描画方法を実現するにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to perform an adjustment method and an accurate drawing in which the Abbe conditions in a charged particle beam drawing apparatus can be easily confirmed and adjusted. To realize the drawing method.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に基づ
く荷電粒子線描画装置における調整方法は、被描画材料
を載せたステージを移動させ、荷電粒子線によって被描
画材料に所望の描画を行うようにすると共に、ステージ
の移動量をレーザ干渉計により監視するようにした荷電
粒子ビーム描画装置において、ステージ上に高さの異な
った複数のマークを配置し、各マークの位置検出をステ
ージを移動させた後に順次行い、複数のマーク位置検出
を通じて、最もマーク位置の再現性の値が小さいマーク
の高さを求め、この高さに応じてレーザ干渉計のレーザ
ビームのステージへの照射高さを調整するようにしたこ
とを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an adjusting method in a charged particle beam drawing apparatus, wherein a stage on which a material to be drawn is placed is moved, and a desired particle is drawn on the material to be drawn by the charged particle beam. In a charged particle beam drawing apparatus that is configured to monitor the movement amount of the stage with a laser interferometer, a plurality of marks having different heights are arranged on the stage, and the position of each mark is detected by the stage. After moving, it is carried out sequentially, and the height of the mark with the smallest reproducibility of the mark position is obtained through the detection of multiple mark positions, and the height of irradiation of the laser interferometer laser beam to the stage is determined according to this height. The feature is that it is adjusted.

【0012】本発明の請求項2に基づく荷電粒子線描画
装置における調整方法は、被描画材料を載せたステージ
を移動させ、荷電粒子線によって被描画材料に所望の描
画を行うようにすると共に、ステージの移動量をレーザ
干渉計により監視するようにした荷電粒子ビーム描画装
置において、ステージ上にマークを配置し、マークの位
置検出をステージを移動させた後に行うと共に、このマ
ーク位置検出動作を荷電粒子線のオフセット偏向量を相
違させて複数回行い、複数のマーク位置検出を通じて、
最もマーク位置の再現性の値が小さい荷電粒子線のオフ
セット偏向量を求め、この偏向量に応じてレーザ干渉計
のレーザビームのステージへの水平方向照射位置を調整
するようにしたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an adjusting method in a charged particle beam drawing apparatus, wherein a stage on which a material to be drawn is placed is moved to perform desired drawing on the material to be drawn by the charged particle beam. In a charged particle beam drawing apparatus in which the amount of movement of the stage is monitored by a laser interferometer, a mark is placed on the stage, the mark position is detected after the stage is moved, and the mark position detection operation is performed. The offset deflection amount of the particle beam is made different, and the measurement is performed multiple times.
The feature is that the offset deflection amount of the charged particle beam with the smallest mark position reproducibility is obtained, and the horizontal irradiation position of the laser beam of the laser interferometer on the stage is adjusted according to this deflection amount. There is.

【0013】本発明の請求項3に基づく荷電粒子線描画
装置における描画方法は、被描画材料を載せたステージ
を移動させ、荷電粒子線によって被描画材料に所望の描
画を行うようにすると共に、ステージの移動量をレーザ
干渉計により監視するようにした荷電粒子ビーム描画装
置において、ステージを移動させ、この移動後における
ステージの回転角θを求め、荷電粒子線を材料上で一方
向に距離bだけ偏向する場合、一方向に−b(1−co
sθ)、他方向に−b・sinθだけ偏向位置を補正す
るようにしたことを特徴としている。
A drawing method in a charged particle beam drawing apparatus according to a third aspect of the present invention is that a stage on which a drawing material is placed is moved to perform desired drawing on the drawing material by the charged particle beam. In a charged particle beam drawing apparatus in which the amount of movement of the stage is monitored by a laser interferometer, the stage is moved, the rotation angle θ of the stage after this movement is obtained, and the charged particle beam is moved in one direction on the material by a distance b. In the case of deflecting only by -b (1-co
sθ), and the deflection position is corrected by −b · sin θ in the other direction.

【0014】[0014]

【作用】請求項1の発明は、ステージ上の高さの異なっ
た複数のマークの位置検出をステージを移動させた後に
順次行い、複数のマーク位置検出を通じて、最もマーク
位置の再現性の値が小さいマークの高さを求め、この高
さに応じてレーザ干渉計のレーザビームのステージへの
照射高さを調整する。
According to the first aspect of the present invention, the positions of a plurality of marks having different heights on the stage are sequentially detected after the stage is moved. The height of the small mark is obtained, and the irradiation height of the laser beam of the laser interferometer to the stage is adjusted according to this height.

【0015】請求項2の発明は、ステージのマークの位
置検出をステージを移動させた後に行うと共に、このマ
ーク位置検出動作を荷電粒子線のオフセット偏向量を相
違させて複数回行い、複数のマーク位置検出を通じて、
最もマーク位置の再現性の値が小さい荷電粒子線のオフ
セット偏向量を求め、この偏向量に応じてレーザ干渉計
のレーザビームのステージへの水平方向照射位置を調整
する。
According to the second aspect of the present invention, the position of the mark on the stage is detected after the stage is moved, and the mark position detecting operation is performed a plurality of times with different offset deflection amounts of the charged particle beam, and a plurality of marks are detected. Through position detection,
The offset deflection amount of the charged particle beam having the smallest reproducibility value of the mark position is obtained, and the horizontal irradiation position of the laser beam of the laser interferometer on the stage is adjusted according to this deflection amount.

【0016】請求項3の発明は、ステージの移動後にお
けるステージの回転角θを求め、荷電粒子線を材料上で
一方向に距離bだけ偏向する場合、一方向に−b(1−
cosθ)、他方向に−b・sinθだけ偏向位置を補
正する。
According to the third aspect of the present invention, when the rotation angle θ of the stage after the movement of the stage is obtained and the charged particle beam is deflected on the material by the distance b in one direction, -b (1-
cos θ), and the deflection position is corrected in the other direction by −b · sin θ.

【0017】[0017]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。図3は本発明の方法を実施するための可変
面積型電子ビーム描画装置の一例を示している。1は電
子ビームEBを発生する電子銃であり、該電子銃1から
発生した電子ビームEBは、照明レンズ2を介して第1
成形アパーチャ3上に照射される。第1成形アパーチャ
の開口像は、成形レンズ4により、第2成形アパーチャ
6上に結像されるが、その結像の位置は、成形偏向器5
により変えることができる。第2成形アパーチャ6によ
り成形された像は、縮小レンズ7、対物レンズ8を経て
描画材料10上に照射される。描画材料10への照射位
置は、位置決め偏向器9により変えることができる。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 3 shows an example of a variable area electron beam drawing apparatus for carrying out the method of the present invention. Reference numeral 1 denotes an electron gun that generates an electron beam EB. The electron beam EB generated from the electron gun 1 passes through an illumination lens 2 to a first
It is irradiated onto the shaping aperture 3. The aperture image of the first shaping aperture is imaged on the second shaping aperture 6 by the shaping lens 4, and the position of the image is the shaping deflector 5.
Can be changed by. The image formed by the second forming aperture 6 is projected onto the drawing material 10 via the reduction lens 7 and the objective lens 8. The irradiation position on the drawing material 10 can be changed by the positioning deflector 9.

【0018】11はコンピュータであり、コンピュータ
11はパターンデータメモリー12からのパターンデー
タをデータ転送回路13に転送する。データ転送回路1
3からのパターンデータは、ショット分割器14に供給
されてショット分割される。ショット分割器14からの
描画データに応じた信号は、DA変換器15を介して成
形偏向器5に偏向電圧を供給する偏向増幅器16、DA
変換器17を介して位置決め偏向器9に偏向電圧を供給
する偏向増幅器18、DA変換器19を介して電子銃1
から発生した電子ビームのブランキングを行うブランキ
ング電極20を制御するブランキングコントロール回路
21に供給される。
Reference numeral 11 is a computer, and the computer 11 transfers the pattern data from the pattern data memory 12 to the data transfer circuit 13. Data transfer circuit 1
The pattern data from 3 is supplied to the shot divider 14 and divided into shots. A signal corresponding to the drawing data from the shot divider 14 is supplied to the deflection amplifier 16 for supplying a deflection voltage to the shaping deflector 5 via the DA converter 15 and DA.
The electron gun 1 via the deflection amplifier 18 for supplying the deflection voltage to the positioning deflector 9 via the converter 17 and the DA converter 19
Is supplied to a blanking control circuit 21 which controls a blanking electrode 20 for blanking the electron beam generated from the.

【0019】コンピュータ11は、材料のフィールド毎
の移動のために、材料10が載せられたステージ22の
駆動機構23を制御する。このステージ22の移動量
は、レーザ測長器24によって測定され、その測定結果
はコンピュータ11に供給される。材料10への電子ビ
ームEBの照射によって2次電子や反射電子が発生する
が、例えば、反射電子は一対の反射電子検出器25によ
って検出される。反射電子検出器25の検出信号は、加
算器26によって加算された後、マーク信号処理装置2
7に供給される。28はマーク走査信号発生回路であ
り、コンピュータ11によって制御され、この回路から
発生したマーク走査信号はDA変換器17を介して、位
置決め偏向器9に偏向電圧を供給する偏向増幅器18に
供給される。このような構成の動作を次に説明する。
The computer 11 controls the drive mechanism 23 of the stage 22 on which the material 10 is placed in order to move the material in each field. The moving amount of the stage 22 is measured by the laser length measuring device 24, and the measurement result is supplied to the computer 11. Secondary electrons and backscattered electrons are generated by the irradiation of the material 10 with the electron beam EB. For example, the backscattered electrons are detected by a pair of backscattered electron detectors 25. The detection signals of the backscattered electron detector 25 are added by the adder 26, and then the mark signal processing device 2
7 is supplied. A mark scanning signal generation circuit 28 is controlled by the computer 11, and the mark scanning signal generated from this circuit is supplied to the deflection amplifier 18 which supplies the deflection voltage to the positioning deflector 9 via the DA converter 17. . The operation of such a configuration will be described below.

【0020】まず、通常の描画動作について説明する。
パターンデータメモリ12に格納されたパターンデータ
は、逐次読み出され、データ転送回路13を経てショッ
ト分割器14に供給される。ショット分割器14で分割
されたデータに基づき、電子ビームの成形データはDA
変換器15を介して偏向増幅器16に供給され、そして
増幅器16によって増幅された信号が成形偏向器5に供
給される。また、描画パターンに応じた電子ビームの偏
向信号は、DA変換器17を介して偏向増幅器18に供
給され、そして増幅器18によって増幅された信号が位
置決め偏向器9に供給される。
First, a normal drawing operation will be described.
The pattern data stored in the pattern data memory 12 is sequentially read and supplied to the shot divider 14 via the data transfer circuit 13. Based on the data divided by the shot divider 14, the electron beam shaping data is DA
The signal is supplied to the deflection amplifier 16 via the converter 15, and the signal amplified by the amplifier 16 is supplied to the shaping deflector 5. Further, the deflection signal of the electron beam according to the drawing pattern is supplied to the deflection amplifier 18 via the DA converter 17, and the signal amplified by the amplifier 18 is supplied to the positioning deflector 9.

【0021】この結果、各分割されたパターンデータに
基づき、成形偏向器5により電子ビームの断面が所望の
面積の矩形形状に成形され、その断面が矩形のビーム
が、位置決め偏向器9に供給される偏向信号に応じて順
々に材料上にショットされ、所望の形状のパターン描画
が行われる。なお、この時、ブランキングコントロール
回路21からブランキング電極20へのブランキング信
号により、材料10への電子ビームのショットに同期し
て電子ビームのブランキングが実行される。
As a result, based on each of the divided pattern data, the shaping deflector 5 shapes the cross section of the electron beam into a rectangular shape having a desired area, and the beam having the rectangular cross section is supplied to the positioning deflector 9. Shots are sequentially shot on the material in accordance with the deflection signal, and a pattern having a desired shape is drawn. At this time, the blanking signal from the blanking control circuit 21 to the blanking electrode 20 causes the blanking of the electron beam in synchronization with the shot of the electron beam on the material 10.

【0022】また、電子ビームの偏向による描画動作
は、フィールド単位で行われ、特定のフィールド内の描
画が終了した後は、ステージ22が駆動機構23によっ
てフィールドの長さ分移動させられ、次のフィールドの
描画が行われる。このステージ22の移動量は、レーザ
測長器24によって測定され、その測定値はコンピュー
タ11に供給される。コンピュータ11は測定移動量に
基づき、駆動機構23を制御し、正確なステージ22の
移動を可能としている。
The drawing operation by deflection of the electron beam is performed in field units. After the drawing in a specific field is completed, the stage 22 is moved by the drive mechanism 23 by the length of the field, and The field is drawn. The moving amount of the stage 22 is measured by the laser length measuring device 24, and the measured value is supplied to the computer 11. The computer 11 controls the drive mechanism 23 based on the measured movement amount to enable the accurate movement of the stage 22.

【0023】次に、上記した描画動作に先立って行われ
るステージの調整動作について説明する。図4にはステ
ージ部分とレーザ測長システムの構成を示している。ス
テージ22は内部が真空に排気されるワークチャンバー
30内に配置される。レーザヘッド31より発生したレ
ーザビームBは、ビームスプリッタ32によりX,Y軸
測定用の2本のビームに分割される。分割された一方の
ビームは、X軸測定用としてビームベンダ33によりそ
の方向が曲げられ、ステージ22の側面に設けられたス
テージミラー34と垂直となるようにされる。分割され
た他方のビームは、Y軸測定用としてビームベンダ35
によりその方向が曲げられ、ステージミラー34と垂直
となるようにされる。
Next, the stage adjusting operation performed prior to the above-described drawing operation will be described. FIG. 4 shows the configuration of the stage portion and the laser length measuring system. The stage 22 is arranged in a work chamber 30 whose interior is evacuated to vacuum. The laser beam B generated by the laser head 31 is split by the beam splitter 32 into two beams for X and Y axis measurement. One of the split beams is bent by a beam bender 33 for X-axis measurement so as to be perpendicular to a stage mirror 34 provided on the side surface of the stage 22. The other split beam is used by the beam bender 35 for Y-axis measurement.
This bends the direction so that it is perpendicular to the stage mirror 34.

【0024】各ビームベンダ33,35には、ビームの
横方向と縦方向とが微調整できる機構が取り付けられて
おり、その結果、レーザビームBのステージミラー34
に入射する位置は調整可能とされている。なお、レーザ
ビームBは測長の分解能を向上させるため、干渉計3
6,37とステージミラー34との間を2往復するよう
に構成されている。それぞれの干渉計36,37を通過
したビームはレシーバ38,39に入射するが、レシー
バ38,39は光の周波数変化を電気信号に変換する。
Each beam bender 33, 35 is equipped with a mechanism capable of finely adjusting the horizontal and vertical directions of the beam, and as a result, the stage mirror 34 for the laser beam B is attached.
The position of incidence on is adjustable. It should be noted that the laser beam B is used to improve the resolution of the length measurement.
It is configured to make two reciprocations between 6, 37 and the stage mirror 34. The beams that have passed through the interferometers 36 and 37 are incident on receivers 38 and 39, and the receivers 38 and 39 convert the frequency change of light into an electric signal.

【0025】ステージ22の上には、図5にその詳細を
示すように、階段状にZ方向に高さが異なるマーク部材
40が配置されている。図5で(a)はマーク部材40
を高さ方向(電子ビーム照射方向)から見た図、(b)
はマーク部材40の断面図である。このマーク部材40
の各階段部分には、それぞれ十字マークM1〜Mnが形
成されている。
On the stage 22, as shown in detail in FIG. 5, mark members 40 having different heights in the Z direction are arranged stepwise. In FIG. 5, (a) shows the mark member 40.
View from the height direction (electron beam irradiation direction), (b)
FIG. 4 is a sectional view of the mark member 40. This mark member 40
Cross marks M1 to Mn are formed on the respective stairs.

【0026】まず、ステージ22のピッチングとローリ
ングによるアッベエラーの検出と補正とについて説明す
る。ステージ22を複数の方向から動かして、階段上の
各段に設けられたマークM1〜Mnの位置の測定を行
う。このマーク位置の測定は、それぞれその都度ステー
ジ22を移動させ、ステージ22の移動量(位置)をレ
ーザ測長系24で測定し、マークを電子ビームの光軸下
に配置する。その後、光軸下のマークの位置検出を行
う。
First, the detection and correction of the Abbe error due to the pitching and rolling of the stage 22 will be described. The stage 22 is moved from a plurality of directions to measure the positions of the marks M1 to Mn provided on each step on the stairs. For the measurement of the mark position, the stage 22 is moved each time, the moving amount (position) of the stage 22 is measured by the laser measuring system 24, and the mark is arranged below the optical axis of the electron beam. Then, the position of the mark below the optical axis is detected.

【0027】この際のマーク位置検出動作について説明
する。この場合、十字マーク部分に位置決め偏向器9に
よって電子ビームを偏向し、更にその部分で電子ビーム
を走査してマークの位置の検出を行う。マーク位置の検
出は、良く知られているように、マーク部分で電子ビー
ムの走査を繰り返し行い、その結果発生した反射電子を
検出することによって行う。反射電子は検出器25によ
って検出され、その検出信号は加算器26により加算さ
れ、マーク信号処理回路27に供給される。このマーク
信号処理回路27によって検出信号は適宜微分処理など
が施され、マーク位置信号が得られる。マーク位置信号
は、はコンピュータ11に供給され、マーク位置の検出
が行われる。
The mark position detecting operation at this time will be described. In this case, the electron beam is deflected by the positioning deflector 9 to the cross mark portion, and the electron beam is further scanned at that portion to detect the mark position. As is well known, the mark position is detected by repeatedly scanning the electron beam at the mark portion and detecting backscattered electrons generated as a result. The backscattered electrons are detected by the detector 25, and the detection signals thereof are added by the adder 26 and supplied to the mark signal processing circuit 27. The mark signal processing circuit 27 appropriately differentiates the detection signal to obtain a mark position signal. The mark position signal is supplied to the computer 11 and the mark position is detected.

【0028】上記したように、各マークM1〜Mnにつ
いてマーク位置を検出するが、ステージ22のピッチン
グやローリングのために、アッベエラーが発生し、マー
ク位置検出の再現性はレーザビームと各マークの高さの
違いに応じた値となる。すなわち、レーザビームBの高
さと一致した高さに設けられたマークの位置再現性が最
も小さな値となる。この結果、現在のレーザビームBの
描画材料表面高さからのずれ量を知ることができるの
で、レーザビームの高さをビームベンダ33,35によ
って調整することにより、アッベエラーを極めて小さく
することができる。
As described above, the mark position is detected for each of the marks M1 to Mn. However, due to the pitching and rolling of the stage 22, an Abbe error occurs, and the reproducibility of mark position detection is high between the laser beam and each mark. The value depends on the difference in size. That is, the position reproducibility of the mark provided at the height corresponding to the height of the laser beam B becomes the smallest value. As a result, since the amount of deviation of the current laser beam B from the drawing material surface height can be known, the Abbe error can be made extremely small by adjusting the laser beam height by the beam benders 33 and 35. .

【0029】次に、図2に示した、ステージ22のヨー
イングによって発生するアッベエラーの調整動作につい
て説明する。この図2においてO点はレーザビームの位
置と電子ビームの位置とがX,Y方向共に一致している
場合の点であり、これに対して、B点は電子ビームがX
方向にbだけずれている場合である。このB点に電子ビ
ームを照射すると、アッベエラーが発生し、描画精度が
劣化することは前に述べた。
Next, the adjustment operation of the Abbe error generated by the yawing of the stage 22 shown in FIG. 2 will be described. In FIG. 2, point O is a point when the position of the laser beam and the position of the electron beam coincide with each other in the X and Y directions.
This is the case when the position is shifted by b. As described above, when the point B is irradiated with an electron beam, an Abbe error occurs and the drawing accuracy deteriorates.

【0030】本発明においては、ステージ22上のマー
ク部材40に形成されているマークの内、描画材料と高
さの等しいマークMmを用いてステージ22を異なる方
向から動かしてマーク位置検出を行う。Y軸のレーザビ
ームを調整するためには、マーク検出時にX方向に電子
ビームを偏向した状態(電子ビーム照射位置をずらした
状態)で、Y方向のマーク位置再現性を調べる。なお、
この電子ビームの偏向とは、マーク検出を行うときの電
子ビームの走査のことではなく、電子ビームに一定のオ
フセットを与えることを意味している。
In the present invention, among the marks formed on the mark member 40 on the stage 22, the mark Mm having the same height as the drawing material is used to move the stage 22 from different directions to detect the mark position. In order to adjust the Y-axis laser beam, the mark position reproducibility in the Y direction is examined with the electron beam being deflected in the X direction when the mark is detected (the electron beam irradiation position is shifted). In addition,
The deflection of the electron beam does not mean scanning of the electron beam when performing mark detection, but means giving a constant offset to the electron beam.

【0031】このマーク位置検出を行い、最も再現性の
良い偏向位置が現在のレーザビームのY方向の照射位置
なので、この量だけレーザビームをビームベンダ35で
調整すれば良い。あるいはレーザビーム位置を調整する
代わりに、電子ビームに一定のオフセットを与えても良
い。なお、X軸を調整するときも前記と同様に行うが、
その場合、電子ビームをY方向に偏向して行う必要があ
る。
The mark position is detected, and the deflection position with the best reproducibility is the irradiation position of the laser beam in the Y direction at present. Therefore, the laser beam may be adjusted by the beam bender 35 by this amount. Alternatively, instead of adjusting the laser beam position, a constant offset may be given to the electron beam. It should be noted that when adjusting the X axis, the same operation as described above is performed.
In that case, it is necessary to deflect the electron beam in the Y direction.

【0032】次に、アッベ条件が崩れており、アッベエ
ラーが発生している状態で、精度良く描画を行う方法に
ついて述べる。ステージ22が図2のSとS´で示すよ
うに、移動後にθだけ右回転している状態を考える。そ
の結果、レーザビームが照射されるミラー位置で測定エ
ラーδLx,δLyが生じることは前に述べた。このエ
ラー量は電子ビームの偏向位置によらず電子ビーム偏向
へフィードバックさせることにより、補正することがで
きる。電子ビームを偏向しない場合(図2のO点)は、
レーザビーム軸と電子ビーム軸とが一致しているので、
アッベエラーは発生しないが、電子ビームを偏向する
と、アッベエラーが生じる。従って、B点とB´点との
差分Δx,Δyは次の通りとなる。
Next, a description will be given of a method for performing accurate drawing in a state where the Abbe condition is broken and an Abbe error has occurred. Consider a state in which the stage 22 rotates clockwise by θ after the movement, as indicated by S and S ′ in FIG. As a result, the measurement errors δLx and δLy occur at the mirror position irradiated with the laser beam, as described above. This error amount can be corrected by feeding back the electron beam deflection regardless of the electron beam deflection position. When the electron beam is not deflected (point O in FIG. 2),
Since the laser beam axis and the electron beam axis match,
Although Abbe error does not occur, deflecting the electron beam causes Abbe error. Therefore, the differences Δx and Δy between the point B and the point B ′ are as follows.

【0033】Δx=−b(1−cosθ) Δy=−b・sinθ この結果、この差分Δx,Δyだけ電子ビームの照射位
置を補正すれば誤差のない精度の高い描画を行うことが
できる。なお、上記した回転角度θは、特開平1−28
6420号に示すように、X方向,Y方向共2つの干渉
計を用い、レーザビームをそれぞれ2本照射し、2つの
干渉計によって測定されたステージの移動量から、計算
により求めることができる。上記補正量Δx,Δyは、
コンピュータ11によって計算され、この補正量Δx,
Δyは、データ転送回路13からDA変換器17を介し
て位置決め偏向器9に供給される偏向信号に加えられ、
電子ビームの偏向位置はアッベエラーの影響が除去され
る。
Δx = −b (1−cos θ) Δy = −b · sin θ As a result, if the irradiation position of the electron beam is corrected by the difference Δx, Δy, it is possible to perform highly accurate drawing without error. The above-mentioned rotation angle θ is the same as that of Japanese Patent Laid-Open No. 1-28.
As shown in No. 6420, two interferometers are used for each of the X and Y directions, and two laser beams are applied to each of the interferometers, and it can be calculated from the amount of movement of the stage measured by the two interferometers. The correction amounts Δx and Δy are
This correction amount Δx calculated by the computer 11
Δy is added to the deflection signal supplied from the data transfer circuit 13 to the positioning deflector 9 via the DA converter 17,
The deflection position of the electron beam eliminates the influence of Abbe error.

【0034】以上本発明の実施例を説明したが、本発明
はこの実施例に限定されない。例えば、可変面積型の電
子ビーム描画装置を例に説明したが、イオンビーム描画
装置にも本発明を用いることができる。また、反射電子
を検出するようにしたが、反射電子以外に電子ビームの
照射によって発生する、例えば、2次電子を検出しても
良い。更に、可変面積型の描画装置を例に説明したが、
スポットビームを用いて描画を行う装置にも本発明を適
用することができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. For example, although the variable area type electron beam writing apparatus has been described as an example, the present invention can be applied to an ion beam writing apparatus. Further, although the backscattered electrons are detected, it is also possible to detect, for example, secondary electrons generated by irradiation of an electron beam in addition to the backscattered electrons. Furthermore, the variable area type drawing device has been described as an example.
The present invention can also be applied to an apparatus that performs drawing using a spot beam.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明
は、ステージ上の高さの異なった複数のマークの位置検
出をステージを移動させた後に順次行い、複数のマーク
位置検出を通じて、最もマーク位置の再現性の値が小さ
いマークの高さを求め、この高さに応じてレーザ干渉計
のレーザビームのステージへの照射高さを調整するよう
にしたので、ステージの高さ方向(Z方向)のアッベエ
ラーを極めて小さくすることができる。
As described above, according to the invention of claim 1, the positions of a plurality of marks having different heights on the stage are sequentially detected after the stage is moved. Since the height of the mark having a small reproducibility of the mark position is obtained and the irradiation height of the laser beam of the laser interferometer to the stage is adjusted according to this height, the height direction of the stage (Z Abbe error in (direction) can be made extremely small.

【0036】請求項2の発明は、ステージのマークの位
置検出をステージを移動させた後に行うと共に、このマ
ーク位置検出動作を荷電粒子線のオフセット偏向量を相
違させて複数回行い、複数のマーク位置検出を通じて、
最もマーク位置の再現性の値が小さい荷電粒子線のオフ
セット偏向量を求め、この偏向量に応じてレーザ干渉計
のレーザビームのステージへの水平方向照射位置を調整
するようにしたので、ステージの水平方向(X,Y方
向)のアッベエラーを極めて小さくすることができる。
According to the second aspect of the present invention, the position of the mark on the stage is detected after the stage is moved, and this mark position detecting operation is performed a plurality of times with different offset deflection amounts of the charged particle beam to obtain a plurality of marks. Through position detection,
Since the offset deflection amount of the charged particle beam with the smallest mark position reproducibility value is obtained and the horizontal irradiation position of the laser beam of the laser interferometer to the stage is adjusted according to this deflection amount, the stage The Abbe error in the horizontal direction (X and Y directions) can be made extremely small.

【0037】請求項3の発明は、ステージの移動後にお
けるステージの回転角θを求め、荷電粒子線を材料上で
一方向に距離bだけ偏向する場合、一方向に−b(1−
cosθ)、他方向に−b・sinθだけ偏向位置を補
正するようにしたので、アッベエラーの影響を除去し、
精度の高い描画を行うことができる。
According to the third aspect of the present invention, when the rotation angle θ of the stage after the movement of the stage is obtained and the charged particle beam is deflected on the material by the distance b in one direction, -b (1-
cos θ), the deflection position is corrected in the other direction by −b · sin θ, so the effect of Abbe error is eliminated,
Highly accurate drawing can be performed.

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

【図1】ステージ移動後における高さ方向のアッベエラ
ーの発生を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining occurrence of an Abbe error in a height direction after moving a stage.

【図2】ステージ移動後における水平方向のアッベエラ
ーの発生を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the occurrence of an Abbe error in the horizontal direction after moving the stage.

【図3】本発明を実施するための電子ビーム描画システ
ムの一例を示す図である。。
FIG. 3 is a diagram showing an example of an electron beam writing system for carrying out the present invention. .

【図4】レーザ干渉計部分の詳細を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing details of a laser interferometer portion.

【図5】本発明の一実施例に用いられるマーク部材を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a mark member used in an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃 2 照明レンズ 3,6 成形アパーチャ 4 成形レンズ 5,9 偏向器 7 縮小レンズ 8 対物レンズ 10 材料 11 コンピュータ 12 メモリ 13 データ転送回路 14 ショット分割器 15,17,19 DA変換器 16,18 偏向増幅器 20 ブランキング電極 21 ブランキングコントロール回路 22 ステージ 23 駆動機構 24 レーザ測長器 25 反射電子検出器 26 加算器 27 マーク信号処理回路 28 マーク走査信号発生器 1 electron gun 2 illumination lens 3,6 shaping aperture 4 shaping lens 5,9 deflector 7 reduction lens 8 objective lens 10 material 11 computer 12 memory 13 data transfer circuit 14 shot divider 15, 17, 19 DA converter 16, 18, Deflection amplifier 20 Blanking electrode 21 Blanking control circuit 22 Stage 23 Driving mechanism 24 Laser length measuring device 25 Reflection electron detector 26 Adder 27 Mark signal processing circuit 28 Mark scanning signal generator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被描画材料を載せたステージを移動さ
せ、荷電粒子線によって被描画材料に所望の描画を行う
ようにすると共に、ステージの移動量をレーザ干渉計に
より監視するようにした荷電粒子ビーム描画装置におい
て、ステージ上に高さの異なった複数のマークを配置
し、各マークの位置検出をステージを移動させた後に順
次行い、複数のマーク位置検出を通じて、最もマーク位
置の再現性の値が小さいマークの高さを求め、この高さ
に応じてレーザ干渉計のレーザビームのステージへの照
射高さを調整するようにした荷電粒子線描画装置におけ
る調整方法。
1. A charged particle in which a stage on which a material to be drawn is placed is moved so that desired drawing is performed on the material to be drawn by a charged particle beam, and the amount of movement of the stage is monitored by a laser interferometer. In the beam writing system, multiple marks with different heights are placed on the stage, and the position of each mark is detected sequentially after moving the stage. Is a method for adjusting the height of a small mark, and adjusting the irradiation height of the laser beam of the laser interferometer onto the stage according to this height.
【請求項2】 被描画材料を載せたステージを移動さ
せ、荷電粒子線によって被描画材料に所望の描画を行う
ようにすると共に、ステージの移動量をレーザ干渉計に
より監視するようにした荷電粒子ビーム描画装置におい
て、ステージ上にマークを配置し、マークの位置検出を
ステージを移動させた後に行うと共に、このマーク位置
検出動作を荷電粒子線のオフセット偏向量を相違させて
複数回行い、複数のマーク位置検出を通じて、最もマー
ク位置の再現性の値が小さい荷電粒子線のオフセット偏
向量を求め、この偏向量に応じてレーザ干渉計のレーザ
ビームのステージへの水平方向照射位置を調整するよう
にした荷電粒子線描画装置における調整方法。
2. A charged particle in which a stage on which a material to be drawn is placed is moved so that desired drawing can be performed on the material to be drawn by a charged particle beam and the amount of movement of the stage is monitored by a laser interferometer. In a beam drawing apparatus, a mark is arranged on a stage, the position of the mark is detected after the stage is moved, and this mark position detection operation is performed a plurality of times with different offset deflection amounts of the charged particle beam. Through the mark position detection, the offset deflection amount of the charged particle beam having the smallest mark position reproducibility value is obtained, and the horizontal irradiation position of the laser beam of the laser interferometer to the stage is adjusted according to this deflection amount. Method for a charged particle beam drawing apparatus which has been used.
【請求項3】 被描画材料を載せたステージを移動さ
せ、荷電粒子線によって被描画材料に所望の描画を行う
ようにすると共に、ステージの移動量をレーザ干渉計に
より監視するようにした荷電粒子ビーム描画装置におい
て、ステージを移動させ、この移動後におけるステージ
の回転角θを求め、荷電粒子線を材料上で一方向に距離
bだけ偏向する場合、一方向に−b(1−cosθ)、
他方向に−b・sinθだけ偏向位置を補正するように
した荷電粒子線描画装置における描画方法。
3. A charged particle in which a stage on which a material to be drawn is placed is moved so that desired drawing can be performed on the material to be drawn by a charged particle beam and the amount of movement of the stage is monitored by a laser interferometer. In the beam drawing apparatus, the stage is moved, the rotation angle θ of the stage after the movement is obtained, and when the charged particle beam is deflected on the material by the distance b in one direction, −b (1-cos θ) in one direction,
A drawing method in a charged particle beam drawing apparatus in which the deflection position is corrected by -b · sin θ in the other direction.
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