JPH09293473A - 荷電粒子ビーム露光装置およびその露光方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光装置およびその露光方法Info
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- JPH09293473A JPH09293473A JP8107386A JP10738696A JPH09293473A JP H09293473 A JPH09293473 A JP H09293473A JP 8107386 A JP8107386 A JP 8107386A JP 10738696 A JP10738696 A JP 10738696A JP H09293473 A JPH09293473 A JP H09293473A
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- charged particle
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Abstract
(57)【要約】
【課題】露光装置の偏向器や補正コイル等の個別の動作
確認を容易に行なう。 【解決手段】露光データに従って、所望のパターンの透
過マスクを通過した荷電粒子ビームを、試料ステージ上
に載せられた試料表面の所望の位置に偏向して照射する
荷電粒子ビーム露光方法において、荷電粒子ビームを偏
向する偏向器及びビーム形状を修正する補正コイルを少
なくとも有するビーム制御要素にそれぞれ駆動信号を与
える要素駆動手段に対し、所望の検査用駆動データをそ
れぞれ設定し、検査用駆動データを設定した後の荷電粒
子ビームの状態の変化を検出し、検出された荷電粒子ビ
ームの状態の変化に従って、ビーム制御要素の動作の確
認を行なう。
確認を容易に行なう。 【解決手段】露光データに従って、所望のパターンの透
過マスクを通過した荷電粒子ビームを、試料ステージ上
に載せられた試料表面の所望の位置に偏向して照射する
荷電粒子ビーム露光方法において、荷電粒子ビームを偏
向する偏向器及びビーム形状を修正する補正コイルを少
なくとも有するビーム制御要素にそれぞれ駆動信号を与
える要素駆動手段に対し、所望の検査用駆動データをそ
れぞれ設定し、検査用駆動データを設定した後の荷電粒
子ビームの状態の変化を検出し、検出された荷電粒子ビ
ームの状態の変化に従って、ビーム制御要素の動作の確
認を行なう。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビーム露
光装置およびその露光方法にかかり、特に、露光装置を
構成する各サブシステムの機能が正常か否かを迅速に検
査し露光工程のスループットを上げることができる発明
に関する。
光装置およびその露光方法にかかり、特に、露光装置を
構成する各サブシステムの機能が正常か否かを迅速に検
査し露光工程のスループットを上げることができる発明
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ビームやイオンビームからなる荷電
粒子ビームを利用した露光方法は、サブミクロンの精度
のパターンを露光することができ、高集積度の半導体デ
バイスの露光方法として実現されている。
粒子ビームを利用した露光方法は、サブミクロンの精度
のパターンを露光することができ、高集積度の半導体デ
バイスの露光方法として実現されている。
【０００３】このような露光装置では、電子銃等で発生
させた荷電粒子ビームを所望の透過マスクパターンによ
り成形し、偏向器によって試料表面の所望の位置にその
パターンを露光する。どの様なパターンを試料上のどの
位置に露光するかについての情報を有する露光データ
が、ハードディスク等の記憶媒体から読みだされ、演算
装置側で光学系で必要なデータに変換される。光学系に
は、ビームを均一にしたり、縮小、回転、投影を行なう
複数のレンズ、透過マスクの所望パターンへの偏向を行
なうマスク偏向器、そのマスク偏向補正器、試料上への
ビームの絞りを行なうラウンドアパーチャ、試料上の所
望位置に偏向を行なう主偏向器と副偏向器、更に、試料
ステージやマスクステージ等が設けられている。従っ
て、これらの要素（サブシステムまたはエレメント）に
対して、それらを駆動するために必要なデータが上記し
た演算装置側で生成される。そして、その駆動データに
対応するアナログ駆動信号により、上記各要素が駆動さ
れる。
させた荷電粒子ビームを所望の透過マスクパターンによ
り成形し、偏向器によって試料表面の所望の位置にその
パターンを露光する。どの様なパターンを試料上のどの
位置に露光するかについての情報を有する露光データ
が、ハードディスク等の記憶媒体から読みだされ、演算
装置側で光学系で必要なデータに変換される。光学系に
は、ビームを均一にしたり、縮小、回転、投影を行なう
複数のレンズ、透過マスクの所望パターンへの偏向を行
なうマスク偏向器、そのマスク偏向補正器、試料上への
ビームの絞りを行なうラウンドアパーチャ、試料上の所
望位置に偏向を行なう主偏向器と副偏向器、更に、試料
ステージやマスクステージ等が設けられている。従っ
て、これらの要素（サブシステムまたはエレメント）に
対して、それらを駆動するために必要なデータが上記し
た演算装置側で生成される。そして、その駆動データに
対応するアナログ駆動信号により、上記各要素が駆動さ
れる。
【０００４】これらのアナログ駆動信号は、ハードディ
スク内の露光データから変換されて生成されたデジタル
信号が、デジタル・アナログ変換され増幅されることに
より生成される。従って、露光データを変更するとそれ
に連動して複数の駆動信号も変更され、個別に変更する
ことはできない。
スク内の露光データから変換されて生成されたデジタル
信号が、デジタル・アナログ変換され増幅されることに
より生成される。従って、露光データを変更するとそれ
に連動して複数の駆動信号も変更され、個別に変更する
ことはできない。
【０００５】また、複数の駆動信号により各要素が駆動
されると、荷電粒子ビームが偏向、収束、補正され、所
定の位置に照射される。露光データを変更することによ
り複数の駆動信号が同時に連動して変更され、その結果
試料上の露光パターンも変更される。
されると、荷電粒子ビームが偏向、収束、補正され、所
定の位置に照射される。露光データを変更することによ
り複数の駆動信号が同時に連動して変更され、その結果
試料上の露光パターンも変更される。
【０００６】通常の露光工程では、上記の複数の要素が
それぞれ正常に動作していることを前提として、露光デ
ータを初めとする動作条件を与えて所望パターンの露光
を行なう。
それぞれ正常に動作していることを前提として、露光デ
ータを初めとする動作条件を与えて所望パターンの露光
を行なう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複数の
要素がそれぞれ正常に動作していることを確認する作業
は必ずしも容易ではない。その理由は、単純に露光デー
タというインプットと露光パターンというアウトプット
だけからでは、その途中で発生している各要素の障害を
検知することが困難だからである。システム全体が正常
に機能していない場合、その原因は、各要素が破損や劣
化を起こしたり、ある外部条件が特定の要素に影響を及
ぼしたり、更に要素間で複合的に不良状態になったり
と、千差万別である。
要素がそれぞれ正常に動作していることを確認する作業
は必ずしも容易ではない。その理由は、単純に露光デー
タというインプットと露光パターンというアウトプット
だけからでは、その途中で発生している各要素の障害を
検知することが困難だからである。システム全体が正常
に機能していない場合、その原因は、各要素が破損や劣
化を起こしたり、ある外部条件が特定の要素に影響を及
ぼしたり、更に要素間で複合的に不良状態になったり
と、千差万別である。
【０００８】特に、光学系に設けられる複数の偏向器や
補正コイル等は、電極の劣化、コンタミネーションの付
着に伴うチャージアップ、磁界の変化に伴う渦電流等に
より、そのリニアリティの特性が劣化したり応答時間が
長くなったりといった、ＤＣ的な特性劣化とＡＣ的な特
性劣化が発生し易い。
補正コイル等は、電極の劣化、コンタミネーションの付
着に伴うチャージアップ、磁界の変化に伴う渦電流等に
より、そのリニアリティの特性が劣化したり応答時間が
長くなったりといった、ＤＣ的な特性劣化とＡＣ的な特
性劣化が発生し易い。
【０００９】従って、アウトプットである露光パターン
を手掛かりにして、それぞれの要素が正常か否かの調査
を行なうことは非常に熟練を要する作業であり、長時間
を要する。従ってシステムダウンの時間が長くなり、露
光装置の稼働率を大幅に落とす要因となる。
を手掛かりにして、それぞれの要素が正常か否かの調査
を行なうことは非常に熟練を要する作業であり、長時間
を要する。従ってシステムダウンの時間が長くなり、露
光装置の稼働率を大幅に落とす要因となる。
【００１０】そこで、本発明の目的は、荷電粒子ビーム
露光装置を構成する各要素に対して個別に正常に機能し
ていることを確認することができる露光装置及びその露
光方法を提供することにある。
露光装置を構成する各要素に対して個別に正常に機能し
ていることを確認することができる露光装置及びその露
光方法を提供することにある。
【００１１】また、本発明の別の目的は、荷電粒子ビー
ム露光装置のビーム光学系を構成する偏向器や補正コイ
ル等の各要素に対して、個別に駆動データを設定するこ
とができる露光装置及びその露光方法を提供することに
ある。
ム露光装置のビーム光学系を構成する偏向器や補正コイ
ル等の各要素に対して、個別に駆動データを設定するこ
とができる露光装置及びその露光方法を提供することに
ある。
【００１２】更に、本発明の別の目的は、荷電粒子ビー
ム露光装置の演算装置系を構成するデータ生成回路等の
各要素に対して、個別に入力データを設定することがで
き、個別にその出力を監視することができる露光装置及
びその露光方法を提供することにある。
ム露光装置の演算装置系を構成するデータ生成回路等の
各要素に対して、個別に入力データを設定することがで
き、個別にその出力を監視することができる露光装置及
びその露光方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、所望のパターンの透過マスクを通過した荷電粒
子ビームを、試料ステージ上に載せられた試料表面の所
望の位置に偏向して照射する荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、該荷電粒子ビームを偏向する偏向器及びビーム
の露光条件を補正する補正コイルを少なくとも有するビ
ーム制御要素と、該ビーム制御要素にそれぞれ駆動信号
を与える要素駆動手段と、露光データに従って該要素駆
動手段にそれぞれ駆動データを与えるデータ演算部と、
該要素駆動手段に所望の検査用駆動データをそれぞれ設
定するためのデータ設定手段と、該検査用駆動データを
設定した後の該荷電粒子ビームの状態の変化を検出する
ビーム応答検出手段とを有することを特徴とする荷電粒
子ビーム露光装置を提供することにより達成される。
よれば、所望のパターンの透過マスクを通過した荷電粒
子ビームを、試料ステージ上に載せられた試料表面の所
望の位置に偏向して照射する荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、該荷電粒子ビームを偏向する偏向器及びビーム
の露光条件を補正する補正コイルを少なくとも有するビ
ーム制御要素と、該ビーム制御要素にそれぞれ駆動信号
を与える要素駆動手段と、露光データに従って該要素駆
動手段にそれぞれ駆動データを与えるデータ演算部と、
該要素駆動手段に所望の検査用駆動データをそれぞれ設
定するためのデータ設定手段と、該検査用駆動データを
設定した後の該荷電粒子ビームの状態の変化を検出する
ビーム応答検出手段とを有することを特徴とする荷電粒
子ビーム露光装置を提供することにより達成される。
【００１４】本発明によれば、この要素駆動手段は、前
記データ演算部から与えられるデジタル駆動データをア
ナログ駆動信号に変換し増幅する回路であることを特徴
とする。
記データ演算部から与えられるデジタル駆動データをア
ナログ駆動信号に変換し増幅する回路であることを特徴
とする。
【００１５】更に、本発明の露光装置では、前記データ
演算部が、更に複数のサブシステムから構成され、少な
くとも一つのサブシステムに検査用入力データを設定す
るための入力設定手段と、当該サブシステムの出力を読
みだす出力読み出し手段とを更に有することを特徴とす
る。
演算部が、更に複数のサブシステムから構成され、少な
くとも一つのサブシステムに検査用入力データを設定す
るための入力設定手段と、当該サブシステムの出力を読
みだす出力読み出し手段とを更に有することを特徴とす
る。
【００１６】また、ビーム応答検出手段は、前記試料ス
テージ上の基準マークに該ビームを照射した時に発生す
る反射電子の検出素子や、該ビームの照射により前記試
料ステージに漏れる電流の検出器などが好ましい。
テージ上の基準マークに該ビームを照射した時に発生す
る反射電子の検出素子や、該ビームの照射により前記試
料ステージに漏れる電流の検出器などが好ましい。
【００１７】上記の様に、本発明によれば、ビーム偏向
器や補正コイルを駆動する駆動回路に検査用の駆動デー
タを個別に設定することで、それぞれの要素の動作状態
をチェックすることができる。
器や補正コイルを駆動する駆動回路に検査用の駆動デー
タを個別に設定することで、それぞれの要素の動作状態
をチェックすることができる。
【００１８】上記の目的は、更に本発明によれば、露光
データに従って、所望のパターンの透過マスクを通過し
た荷電粒子ビームを、試料ステージ上に載せられた試料
表面の所望の位置に偏向して照射する荷電粒子ビーム露
光方法において、該荷電粒子ビームを偏向する偏向器及
びビームの露光条件を補正する補正コイルを少なくとも
有するビーム制御要素にそれぞれ駆動信号を与える要素
駆動手段に対し、所望の検査用駆動データをそれぞれ設
定する工程と、該検査用駆動データを設定した後の該荷
電粒子ビームの状態の変化を検出するビーム変化検出工
程と、該検出された荷電粒子ビームの状態の変化に従っ
て、前記ビーム制御要素の動作の確認を行なう工程とを
有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法を提供
することにより達成される。
データに従って、所望のパターンの透過マスクを通過し
た荷電粒子ビームを、試料ステージ上に載せられた試料
表面の所望の位置に偏向して照射する荷電粒子ビーム露
光方法において、該荷電粒子ビームを偏向する偏向器及
びビームの露光条件を補正する補正コイルを少なくとも
有するビーム制御要素にそれぞれ駆動信号を与える要素
駆動手段に対し、所望の検査用駆動データをそれぞれ設
定する工程と、該検査用駆動データを設定した後の該荷
電粒子ビームの状態の変化を検出するビーム変化検出工
程と、該検出された荷電粒子ビームの状態の変化に従っ
て、前記ビーム制御要素の動作の確認を行なう工程とを
有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法を提供
することにより達成される。
【００１９】上記のビーム変化検査工程では、前記検査
用駆動データを所望量変化させた時に該ビームが変化す
る量、或いは前記検査用駆動データを所望量変化させた
時の該ビームの応答速度を検出することが好ましい。
用駆動データを所望量変化させた時に該ビームが変化す
る量、或いは前記検査用駆動データを所望量変化させた
時の該ビームの応答速度を検出することが好ましい。
【００２０】この様に、検査用のデータを個別に設定し
てそれに伴う出力のＤＣ的変化またはＡＣ的変化を検出
することで、露光装置の調整時間を短縮することがで
き、実質的に露光装置の稼働率を向上させることができ
る。
てそれに伴う出力のＤＣ的変化またはＡＣ的変化を検出
することで、露光装置の調整時間を短縮することがで
き、実質的に露光装置の稼働率を向上させることができ
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がその実施の形態に限定されるものではない。
【００２２】［荷電粒子ビーム露光装置の全体構成］図
１は、荷電粒子ビーム露光装置の一例である電子ビーム
露光装置の全体構成図である。本発明は電子ビームに限
定されず、荷電粒子ビーム全てに適用することができる
が、以下その一例として電子ビーム露光装置に従って説
明する。
１は、荷電粒子ビーム露光装置の一例である電子ビーム
露光装置の全体構成図である。本発明は電子ビームに限
定されず、荷電粒子ビーム全てに適用することができる
が、以下その一例として電子ビーム露光装置に従って説
明する。
【００２３】図１中の、１００は、露光データを各要素
の駆動データに変換するためのデータの演算処理と露光
装置の制御を行なう演算装置部であり、２００は電子ビ
ームの電子光学系部分である。
の駆動データに変換するためのデータの演算処理と露光
装置の制御を行なう演算装置部であり、２００は電子ビ
ームの電子光学系部分である。
【００２４】電子光学系２００から簡単に説明する。電
子銃ＥＢＧから発生した電子ビームは、二つの電磁レン
ズＬ１ａ，Ｌ１ｂを介して第一の透過マスク４０を通過
する。これにより、電子ビームは例えば矩形形状に成形
される。微小なビーム偏向を行なうことができるシェー
ピング偏向器ＳＨＰＤＥＦを通過した後、その矩形ビー
ムは、４個のマスク偏向器ＭＤ１−４により第二の透過
マスク４３上の所望の位置のブロックマスクを通過す
る。
子銃ＥＢＧから発生した電子ビームは、二つの電磁レン
ズＬ１ａ，Ｌ１ｂを介して第一の透過マスク４０を通過
する。これにより、電子ビームは例えば矩形形状に成形
される。微小なビーム偏向を行なうことができるシェー
ピング偏向器ＳＨＰＤＥＦを通過した後、その矩形ビー
ムは、４個のマスク偏向器ＭＤ１−４により第二の透過
マスク４３上の所望の位置のブロックマスクを通過す
る。
【００２５】第二の透過マスクは、一例として複数の繰
り返しパターン開孔と可変矩形用の矩形開孔が設けられ
たブロックマスクであり、パターン選択用のマスク偏向
器ＭＤ１，ＭＤ２により、ビームは所望パターンの位置
まで偏向される。そして、そのパターンに成形されたビ
ームは、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂの収束作用とマスク偏向
器ＭＤ３，ＭＤ４により光軸に戻される。ブロックマス
クについては、例えばJapan Journal of applied Physi
cs Vol. 32 (1993)6006 等に記載される通り、例えば５
０ｍｍ×５０ｍｍの矩形マスク上に、複数の偏向領域
（例えば５ｍ×５ｍ程度）が設けられ、各偏向領域内に
複数の繰り返しマスクパターンの開孔が設けられてい
る。そして、上記した通り、マスク偏向器ＭＤ１−４に
より何れかのマスクパターンが選択される。４１（Ｄ
Ｓ）は、第二の透過マスク上の偏向位置に応じて動的に
非点収差を補正する補正コイルであり、４２（ＤＳ）
は、同様に偏向位置に応じて動的に焦点距離を補正する
補正コイルである。尚、第二の透過マスクは、水平方向
に移動可能なマスクステージ４４上に載せられる。
り返しパターン開孔と可変矩形用の矩形開孔が設けられ
たブロックマスクであり、パターン選択用のマスク偏向
器ＭＤ１，ＭＤ２により、ビームは所望パターンの位置
まで偏向される。そして、そのパターンに成形されたビ
ームは、レンズＬ２ａ，Ｌ２ｂの収束作用とマスク偏向
器ＭＤ３，ＭＤ４により光軸に戻される。ブロックマス
クについては、例えばJapan Journal of applied Physi
cs Vol. 32 (1993)6006 等に記載される通り、例えば５
０ｍｍ×５０ｍｍの矩形マスク上に、複数の偏向領域
（例えば５ｍ×５ｍ程度）が設けられ、各偏向領域内に
複数の繰り返しマスクパターンの開孔が設けられてい
る。そして、上記した通り、マスク偏向器ＭＤ１−４に
より何れかのマスクパターンが選択される。４１（Ｄ
Ｓ）は、第二の透過マスク上の偏向位置に応じて動的に
非点収差を補正する補正コイルであり、４２（ＤＳ）
は、同様に偏向位置に応じて動的に焦点距離を補正する
補正コイルである。尚、第二の透過マスクは、水平方向
に移動可能なマスクステージ４４上に載せられる。
【００２６】この様にして、所望パターンに成形された
ビームは、縮小レンズＬ３と投影レンズＬ４，Ｌ５を介
して試料ステージ５２上に置かれたウエハ等の試料５０
上に照射される。試料５０上の所望の位置にビームを偏
向するために、電磁偏向器等からなる主偏向器ＭＤＥＦ
と静電偏向器等からなる副偏向器ＳＤＥＦが設けられて
いる。主偏向器ＭＤＥＦは、応答時間は比較的長いが大
きな領域内での偏向が可能な電磁偏向器で構成され、副
偏向器は、応答時間は比較的短いが狭い領域内での偏向
が可能な静電偏向器で構成される。４７（ＤＳ）は、試
料上への偏向量に応じて動的に非点収差を補正する補正
コイルであり、４８（ＤＦ）は、同偏向量に応じて動的
に焦点距離を補正する補正コイルである。
ビームは、縮小レンズＬ３と投影レンズＬ４，Ｌ５を介
して試料ステージ５２上に置かれたウエハ等の試料５０
上に照射される。試料５０上の所望の位置にビームを偏
向するために、電磁偏向器等からなる主偏向器ＭＤＥＦ
と静電偏向器等からなる副偏向器ＳＤＥＦが設けられて
いる。主偏向器ＭＤＥＦは、応答時間は比較的長いが大
きな領域内での偏向が可能な電磁偏向器で構成され、副
偏向器は、応答時間は比較的短いが狭い領域内での偏向
が可能な静電偏向器で構成される。４７（ＤＳ）は、試
料上への偏向量に応じて動的に非点収差を補正する補正
コイルであり、４８（ＤＦ）は、同偏向量に応じて動的
に焦点距離を補正する補正コイルである。
【００２７】尚、ＢＤＥＦは、ビームの試料上への照射
のオン・オフを行なうブランキング偏向器であり、４５
は、一種の絞りの制御を行なうラウンドアパーチャであ
る。４６は、リフォーカス用のコイルであり、第二の透
過マスク上の選択されたマスクパターンの大きさに応じ
て電子ビームのリフォーカスを行なう。これは、マスク
パターンが大きい場合には、電子ビームの量が多くな
り、ビーム間の反発によりビーム形状自体が拡大するの
で、それを補正するのである。また、試料５０上には電
子ビームが試料やステージ上の基準マークに照射された
時に発生する反射電子を検出する検出素子４９が設けら
れている。
のオン・オフを行なうブランキング偏向器であり、４５
は、一種の絞りの制御を行なうラウンドアパーチャであ
る。４６は、リフォーカス用のコイルであり、第二の透
過マスク上の選択されたマスクパターンの大きさに応じ
て電子ビームのリフォーカスを行なう。これは、マスク
パターンが大きい場合には、電子ビームの量が多くな
り、ビーム間の反発によりビーム形状自体が拡大するの
で、それを補正するのである。また、試料５０上には電
子ビームが試料やステージ上の基準マークに照射された
時に発生する反射電子を検出する検出素子４９が設けら
れている。
【００２８】上記した各種の偏向器や補正コイル、マス
クステージ等の各要素は、それぞれデジタル・アナログ
変換及び増幅器ＤＡＣ／ＡＭＰからのアナログ駆動信号
によって駆動される。また、デジタル・アナログ変換及
び増幅器ＤＡＣ／ＡＭＰに対しては、駆動用のデジタル
信号が、演算装置１００側で生成され与えられる。
クステージ等の各要素は、それぞれデジタル・アナログ
変換及び増幅器ＤＡＣ／ＡＭＰからのアナログ駆動信号
によって駆動される。また、デジタル・アナログ変換及
び増幅器ＤＡＣ／ＡＭＰに対しては、駆動用のデジタル
信号が、演算装置１００側で生成され与えられる。
【００２９】演算装置１００内には、中央演算ユニット
ＣＰＵ１０がバスＢＵＳを介して、ハードディスク１
１、クロックユニット１２、バッファメモリ１３、パタ
ーン発生ユニット１４、マスクメモリ１６、主偏向器設
定ユニット１７、試料ステージ制御ユニット１８、反射
電子検出器ユニット１９等と接続される。
ＣＰＵ１０がバスＢＵＳを介して、ハードディスク１
１、クロックユニット１２、バッファメモリ１３、パタ
ーン発生ユニット１４、マスクメモリ１６、主偏向器設
定ユニット１７、試料ステージ制御ユニット１８、反射
電子検出器ユニット１９等と接続される。
【００３０】ハードディスク１１内には、露光データ、
その露光データから各要素を制御する駆動データに変換
する為の演算プログラム、更に露光制御プログラム等が
格納されている。ハードディスク１１内の露光データ
は、バッファメモリ１３内に読みだされる。
その露光データから各要素を制御する駆動データに変換
する為の演算プログラム、更に露光制御プログラム等が
格納されている。ハードディスク１１内の露光データ
は、バッファメモリ１３内に読みだされる。
【００３１】図２は、露光データと露光装置内の偏向器
や補正コイル等の各要素への駆動データとの関係を示す
図である。露光データには、大きく分けて、パターンデ
ータ、ブロックデータ、メインデフレクタデータ、ステ
ージデータ等から構成される。パターンデータは、ビー
ムの大きさと試料上の照射位置から構成される。従っ
て、パターンデータは、第一の透過マスクを通過した電
子ビームが第二の透過マスク上の可変矩形用の矩形開孔
との重なりの程度を設定するためのシェーピング偏向器
ＳＨＰＤＥＦの駆動データＳＨＡＰＥと、副偏向器ＳＤ
ＥＦの駆動データ（ＳＤＥＦｘ，ＳＤＥＦｙ）とに変換
される。
や補正コイル等の各要素への駆動データとの関係を示す
図である。露光データには、大きく分けて、パターンデ
ータ、ブロックデータ、メインデフレクタデータ、ステ
ージデータ等から構成される。パターンデータは、ビー
ムの大きさと試料上の照射位置から構成される。従っ
て、パターンデータは、第一の透過マスクを通過した電
子ビームが第二の透過マスク上の可変矩形用の矩形開孔
との重なりの程度を設定するためのシェーピング偏向器
ＳＨＰＤＥＦの駆動データＳＨＡＰＥと、副偏向器ＳＤ
ＥＦの駆動データ（ＳＤＥＦｘ，ＳＤＥＦｙ）とに変換
される。
【００３２】ブロックデータは、特に図１の例で示した
ブロックマスクを第二の透過マスク４３として使用する
場合に必要なデータであり、ブロックマスク上のどのパ
ターンを選択するかを示すパターンデータコード（ＰＤ
Ｃ）を有する。パターンデータコードを選択すると、選
択されたパターンデータコードに対応して予め登録され
ているマスク偏向器ＭＤ１−４の偏向データ（ＢＳＸ
１，ＢＳＹ１）〜（ＢＳＸ４，ＢＳＹ４）、偏向量に対
応した非点収差補正用データＤＳ（ＤＳＸ，ＤＳＹ）及
び焦点補正データＤＦＯ、マスクステージ駆動データＭ
ＳＴ、そしてリフォーカスコイル４６用のデータＲｅｆ
ｃｓが、マスクメモリ１６から読みだされる。
ブロックマスクを第二の透過マスク４３として使用する
場合に必要なデータであり、ブロックマスク上のどのパ
ターンを選択するかを示すパターンデータコード（ＰＤ
Ｃ）を有する。パターンデータコードを選択すると、選
択されたパターンデータコードに対応して予め登録され
ているマスク偏向器ＭＤ１−４の偏向データ（ＢＳＸ
１，ＢＳＹ１）〜（ＢＳＸ４，ＢＳＹ４）、偏向量に対
応した非点収差補正用データＤＳ（ＤＳＸ，ＤＳＹ）及
び焦点補正データＤＦＯ、マスクステージ駆動データＭ
ＳＴ、そしてリフォーカスコイル４６用のデータＲｅｆ
ｃｓが、マスクメモリ１６から読みだされる。
【００３３】メインデフレクタデータ３３は、主偏向器
ＭＤＥＦを駆動するためのデータであり、主偏向器の偏
向データＭＤＥＦ，その偏向量に対応した非点収差補正
コイル４７用の補正データＤＳ及び焦点補正コイル４８
用の補正データＤＦを有する。また、ステージデータは
試料ステージ５２を駆動するデータである。
ＭＤＥＦを駆動するためのデータであり、主偏向器の偏
向データＭＤＥＦ，その偏向量に対応した非点収差補正
コイル４７用の補正データＤＳ及び焦点補正コイル４８
用の補正データＤＦを有する。また、ステージデータは
試料ステージ５２を駆動するデータである。
【００３４】バッファメモリに読みだされた露光データ
の内、パターンデータとブロックデータがパターン発生
ユニット１４に与えられ、上記した電子ビームを試料５
０上に照射するための各要素を駆動するデータを発生す
る。パターン補正ユニット１５では、ビームサイズや副
偏向領域内の位置のデータを受信し、実際の試料上の位
置に対応する光学系２００の鏡筒内の座標に変換する補
正演算が行われる。そして、補正後の駆動データをそれ
ぞれの要素毎に設けられたデジタル・アナログ変換器及
び増幅器２０，２８に与える。そして、変換されたアナ
ログ駆動信号に従って、シェーピング偏向器ＳＨＰＤＥ
Ｆと副偏向器ＳＤＥＦが駆動される。
の内、パターンデータとブロックデータがパターン発生
ユニット１４に与えられ、上記した電子ビームを試料５
０上に照射するための各要素を駆動するデータを発生す
る。パターン補正ユニット１５では、ビームサイズや副
偏向領域内の位置のデータを受信し、実際の試料上の位
置に対応する光学系２００の鏡筒内の座標に変換する補
正演算が行われる。そして、補正後の駆動データをそれ
ぞれの要素毎に設けられたデジタル・アナログ変換器及
び増幅器２０，２８に与える。そして、変換されたアナ
ログ駆動信号に従って、シェーピング偏向器ＳＨＰＤＥ
Ｆと副偏向器ＳＤＥＦが駆動される。
【００３５】また、パターン発生ユニット１４では、露
光データ中のブロックデータに対応するパターンデータ
コードＰＤＣが生成され、そのコードＰＤＣに従ってマ
スクメモリ１６内に予め登録され格納されている駆動デ
ータが読みだされる。そして、それぞれのデジタル駆動
信号が要素それぞれのデジタル・アナログ変換器及び増
幅器２１〜２６，２９，３２に与えられる。そしてそれ
らで生成されるアナログ駆動信号により各要素が駆動さ
れる。
光データ中のブロックデータに対応するパターンデータ
コードＰＤＣが生成され、そのコードＰＤＣに従ってマ
スクメモリ１６内に予め登録され格納されている駆動デ
ータが読みだされる。そして、それぞれのデジタル駆動
信号が要素それぞれのデジタル・アナログ変換器及び増
幅器２１〜２６，２９，３２に与えられる。そしてそれ
らで生成されるアナログ駆動信号により各要素が駆動さ
れる。
【００３６】１８は、試料ステージ５２の移動を制御す
る駆動及び位置検出器であり、１９は、後で説明する反
射電子検出器４９からの検出信号を処理する手段であ
る。
る駆動及び位置検出器であり、１９は、後で説明する反
射電子検出器４９からの検出信号を処理する手段であ
る。
【００３７】上記した通り、露光データを一部変更する
ことにより、複数の変更器や補正コイル等の要素に与え
る駆動データが一斉に変更され、各要素の動作を個別に
確認することは困難である。
ことにより、複数の変更器や補正コイル等の要素に与え
る駆動データが一斉に変更され、各要素の動作を個別に
確認することは困難である。
【００３８】［診断機能］本発明にかかる露光装置で
は、露光装置を構成する電子光学系、試料ローディング
系、アナログアンプ系、演算制御系など幾つかのサブシ
ステムの中の更に機能単位に分けられた要素に対して、
その動作条件や動作データを個別に与えることができる
入力手段を設けている。そして、それらの入力手段に対
して、制御部１００から予め登録されている診断用のデ
ータが自在に書き込めるようになる。この入力データを
書き換えた結果発生する電子ビームのビーム強度、シャ
ープネス、変更位置等の変化を測定する。また、電子ビ
ームに対して直接変化をもたらさないような要素、例え
ばパターン補正ユニット１５等、に対しては、その出力
の変化を直接読み取ることができる出力手段を設ける。
は、露光装置を構成する電子光学系、試料ローディング
系、アナログアンプ系、演算制御系など幾つかのサブシ
ステムの中の更に機能単位に分けられた要素に対して、
その動作条件や動作データを個別に与えることができる
入力手段を設けている。そして、それらの入力手段に対
して、制御部１００から予め登録されている診断用のデ
ータが自在に書き込めるようになる。この入力データを
書き換えた結果発生する電子ビームのビーム強度、シャ
ープネス、変更位置等の変化を測定する。また、電子ビ
ームに対して直接変化をもたらさないような要素、例え
ばパターン補正ユニット１５等、に対しては、その出力
の変化を直接読み取ることができる出力手段を設ける。
【００３９】この各要素に対する入力データの変化に対
応した出力の変化として、第一に、入力を一定量変化さ
せたとき出力がどの程度の大きさ変化するか、或いは相
対値でどれたけの割合変化するかといった入力と出力の
ＤＣ的なレスポンス関係があり、第二に、入力の変化に
対する出力の応答の速さ、時定数等のＡＣ的なレスポン
ス関係がある。それらの変化を、例えば、電子ビームの
照射に伴う反射電子の量、ステージ電流の量等で検出す
る。それらの出力の変化は、例えば以前に行った測定の
履歴と比較したりすることで、各要素の動作を個別に正
確に確認することができる。
応した出力の変化として、第一に、入力を一定量変化さ
せたとき出力がどの程度の大きさ変化するか、或いは相
対値でどれたけの割合変化するかといった入力と出力の
ＤＣ的なレスポンス関係があり、第二に、入力の変化に
対する出力の応答の速さ、時定数等のＡＣ的なレスポン
ス関係がある。それらの変化を、例えば、電子ビームの
照射に伴う反射電子の量、ステージ電流の量等で検出す
る。それらの出力の変化は、例えば以前に行った測定の
履歴と比較したりすることで、各要素の動作を個別に正
確に確認することができる。
【００４０】図３は、かかる診断機能を行うことができ
る露光装置の概略的なブロック図である。この図では、
簡単の為に、パターン発生ユニット１４、パターン補正
ユニット１５またはマスクメモリ１６、その出力により
駆動される各要素のデジタル・アナログ変換器及び増幅
器６０ａ，ｂ，ｃが例として上げられている。６５は、
パターン補正ユニット１５やデジタル・アナログ変換器
及び増幅器６０に個別に入力データを設定する入力デー
タ設定回路である。６２及び６４はそれぞれ入力データ
書き込み用のレジスタ手段であり、入力データ設定回路
６５により、診断用の入力データが書き込まれ、その入
力データがそれぞれのパターン補正ユニット１５と変換
器及び増幅器６０に与えられる。
る露光装置の概略的なブロック図である。この図では、
簡単の為に、パターン発生ユニット１４、パターン補正
ユニット１５またはマスクメモリ１６、その出力により
駆動される各要素のデジタル・アナログ変換器及び増幅
器６０ａ，ｂ，ｃが例として上げられている。６５は、
パターン補正ユニット１５やデジタル・アナログ変換器
及び増幅器６０に個別に入力データを設定する入力デー
タ設定回路である。６２及び６４はそれぞれ入力データ
書き込み用のレジスタ手段であり、入力データ設定回路
６５により、診断用の入力データが書き込まれ、その入
力データがそれぞれのパターン補正ユニット１５と変換
器及び増幅器６０に与えられる。
【００４１】図３中では、例として変換器及び増幅器６
０ａが露光装置内のビーム偏向器ＤＥＦを駆動する。従
って、変換器及び増幅器６０ａに入力データが設定され
ると、その入力の変化に従ってビーム偏向器ＤＥＦの偏
向量が変化し、電子ビームＥＢの位置が変化することに
なる。電子ビームが照射される試料面またはステージ面
に異なるビーム反射係数をもつ基準マーク７０等を形成
しておくことで、その反射電子の強度やステージ上の試
料から流れる試料電流の強度の変化が、アナログ・デジ
タル変換器及び増幅器６７，６８を介して検出される。
０ａが露光装置内のビーム偏向器ＤＥＦを駆動する。従
って、変換器及び増幅器６０ａに入力データが設定され
ると、その入力の変化に従ってビーム偏向器ＤＥＦの偏
向量が変化し、電子ビームＥＢの位置が変化することに
なる。電子ビームが照射される試料面またはステージ面
に異なるビーム反射係数をもつ基準マーク７０等を形成
しておくことで、その反射電子の強度やステージ上の試
料から流れる試料電流の強度の変化が、アナログ・デジ
タル変換器及び増幅器６７，６８を介して検出される。
【００４２】入力データ設定手段６５は、それぞれのレ
ジスタ６２，６４に対して入力データを設定すると共
に、それに同期した或いは所定の遅延後のタイミングで
サンプリングトリガ信号ＴＲＧを発生し、トリガ信号に
同期して電子ビームの変化が変換器及び増幅器６７，６
８から取り込まれる。応答信号解析部６６により、その
応答信号について、前述したＤＣ的なレスポンス関係と
ＡＣ的なレスポンス関係とが検出される。
ジスタ６２，６４に対して入力データを設定すると共
に、それに同期した或いは所定の遅延後のタイミングで
サンプリングトリガ信号ＴＲＧを発生し、トリガ信号に
同期して電子ビームの変化が変換器及び増幅器６７，６
８から取り込まれる。応答信号解析部６６により、その
応答信号について、前述したＤＣ的なレスポンス関係と
ＡＣ的なレスポンス関係とが検出される。
【００４３】更に、図３中の６１及び６３は、パターン
発生ユニット１４とパターン補正ユニット１５の出力デ
ータを読み取る読取レジスタである。パターン発生ユニ
ット１４は、入力する露光データを変化させることで入
力データの設定ができるが、その出力は電子ビームに直
接影響を与えないので、その出力を読み取るレジスタ６
１を設けることで、パターン発生ユニット１４の動作を
確認することができる。同様に、パターン補正ユニット
１５についても読取レジスタ６３により入力データの変
化に対する出力の応答を確認することができる。尚、入
力データ設定手段は、それらの読取レジスタ６１，６３
の読取を行い、ＣＰＵ１０に与える。
発生ユニット１４とパターン補正ユニット１５の出力デ
ータを読み取る読取レジスタである。パターン発生ユニ
ット１４は、入力する露光データを変化させることで入
力データの設定ができるが、その出力は電子ビームに直
接影響を与えないので、その出力を読み取るレジスタ６
１を設けることで、パターン発生ユニット１４の動作を
確認することができる。同様に、パターン補正ユニット
１５についても読取レジスタ６３により入力データの変
化に対する出力の応答を確認することができる。尚、入
力データ設定手段は、それらの読取レジスタ６１，６３
の読取を行い、ＣＰＵ１０に与える。
【００４４】図４、図５は、図３の入力データ設定手
段、入力データ書き込みレジスタ及びその出力データ読
取レジスタ等の詳細ブロック図である。
段、入力データ書き込みレジスタ及びその出力データ読
取レジスタ等の詳細ブロック図である。
【００４５】図４では、入力データ設定手段６５が、シ
ェイピング偏向器ＳＨＰＤＥＦ、副偏向器ＳＤＥＦ、マ
スク偏向器ＭＤ１−４、非点収差補正コイル４１，焦点
補正コイル４２，リフォーカスコイル４６及びマスクス
テージ４４を駆動するそれぞれのデジタル・アナログ変
換器及び増幅器２０〜２６，２８，２９，３２に対し
て、入力データ書き込みレジスタ６４１，６４２，６４
３−６５０から検査用駆動データとして入力データを設
定する。また、入力データ設定手段６５は、パターン補
正ユニット１５に対して補正変換用の偏向係数も係数設
定レジスタ６０から変更設定できるようになっている。
この補正変換用の偏向係数には、光学系の特性によりゲ
イン、ローテーション、オフセット、歪み等が発生する
ので、それを補正するための係数である。
ェイピング偏向器ＳＨＰＤＥＦ、副偏向器ＳＤＥＦ、マ
スク偏向器ＭＤ１−４、非点収差補正コイル４１，焦点
補正コイル４２，リフォーカスコイル４６及びマスクス
テージ４４を駆動するそれぞれのデジタル・アナログ変
換器及び増幅器２０〜２６，２８，２９，３２に対し
て、入力データ書き込みレジスタ６４１，６４２，６４
３−６５０から検査用駆動データとして入力データを設
定する。また、入力データ設定手段６５は、パターン補
正ユニット１５に対して補正変換用の偏向係数も係数設
定レジスタ６０から変更設定できるようになっている。
この補正変換用の偏向係数には、光学系の特性によりゲ
イン、ローテーション、オフセット、歪み等が発生する
ので、それを補正するための係数である。
【００４６】図５では、主偏向器設定ユニット１７によ
って駆動データ３３が与えられるデジタル・アナログ変
換器及び増幅器２９−３１に対してそれぞれ入力データ
を設定するための入力データ書き込みレジスタ６５１，
６５２，６５３が示されている。これにより、主として
主偏向器データによって生成される主偏向器ＭＤＥＦ，
非点収差補正コイル４７，焦点補正コイル４８の駆動デ
ータを個別に設定することができる。
って駆動データ３３が与えられるデジタル・アナログ変
換器及び増幅器２９−３１に対してそれぞれ入力データ
を設定するための入力データ書き込みレジスタ６５１，
６５２，６５３が示されている。これにより、主として
主偏向器データによって生成される主偏向器ＭＤＥＦ，
非点収差補正コイル４７，焦点補正コイル４８の駆動デ
ータを個別に設定することができる。
【００４７】上記した様に、露光装置を構成する各要素
に対して、検査用駆動データや検査用入力データの設定
とその出力の分析が行えるようにレジスタや反射電子検
出器４９、ステージ電流検出手段等を設けて、所定の診
断プログラムに従って各要素の診断が行われる。
に対して、検査用駆動データや検査用入力データの設定
とその出力の分析が行えるようにレジスタや反射電子検
出器４９、ステージ電流検出手段等を設けて、所定の診
断プログラムに従って各要素の診断が行われる。
【００４８】図６は、その診断プログラムに従うフロー
チャート図である。先ず，動作確認を行う対象となる要
素の選択を行う（ステップＳ１）。次に、動作確認する
に適切な検査用のデータを入力データ設定手段６５が発
生する。この検査用データは、例えば、全ての要素に対
して与えられる標準的な初期値のセットが全ての要素に
対して書き込みレジスタを介して設定される。そして、
その初期値の下で各要素の出力が安定した後に、例え
ば、選択された要素に対する入力値のみ所定の値に変更
させるための加算値からなる終値のセットが全ての要素
に対して書き込みレジスタを介して設定される（ステッ
プＳ２）。即ち、選択されていない要素に対する加算値
はゼロになる。
チャート図である。先ず，動作確認を行う対象となる要
素の選択を行う（ステップＳ１）。次に、動作確認する
に適切な検査用のデータを入力データ設定手段６５が発
生する。この検査用データは、例えば、全ての要素に対
して与えられる標準的な初期値のセットが全ての要素に
対して書き込みレジスタを介して設定される。そして、
その初期値の下で各要素の出力が安定した後に、例え
ば、選択された要素に対する入力値のみ所定の値に変更
させるための加算値からなる終値のセットが全ての要素
に対して書き込みレジスタを介して設定される（ステッ
プＳ２）。即ち、選択されていない要素に対する加算値
はゼロになる。
【００４９】この検査用データは、例えば記憶媒体であ
るハードディスク１１内に複数セットのデータとして予
め登録されている。この登録されたデータは、上記した
標準的な値のセットである初期値セット以外に、例え
ば、副偏向器ＳＤＥＦ用の駆動データのみを変更させる
第一の加算値セット、主偏向器ＭＤＥＦの駆動データの
みを変更させる第二の加算値セット、焦点補正コイル４
８の駆動データのみを変更させる第三の加算値セット等
を有する。即ち、それぞれの要素の動作を確認するため
に必要な検査用データセットを初期値以外に予め登録し
ておくのである。そして、入力データ設定手段６５は、
単にそれらの初期値セットと選択された要素に与える検
査用の駆動データセットとを適宜読みだして各書き込み
レジスタに書き込むだけである。
るハードディスク１１内に複数セットのデータとして予
め登録されている。この登録されたデータは、上記した
標準的な値のセットである初期値セット以外に、例え
ば、副偏向器ＳＤＥＦ用の駆動データのみを変更させる
第一の加算値セット、主偏向器ＭＤＥＦの駆動データの
みを変更させる第二の加算値セット、焦点補正コイル４
８の駆動データのみを変更させる第三の加算値セット等
を有する。即ち、それぞれの要素の動作を確認するため
に必要な検査用データセットを初期値以外に予め登録し
ておくのである。そして、入力データ設定手段６５は、
単にそれらの初期値セットと選択された要素に与える検
査用の駆動データセットとを適宜読みだして各書き込み
レジスタに書き込むだけである。
【００５０】さて、そのようにして終値が設定される
と、所定のタイミングでその応答を取得するためのサン
プリングトリガ信号ＴＲＧが、入力データ設定手段６５
により発生される（ステップＳ３）。
と、所定のタイミングでその応答を取得するためのサン
プリングトリガ信号ＴＲＧが、入力データ設定手段６５
により発生される（ステップＳ３）。
【００５１】図３で説明した通り、初期値に加算値であ
る終値が入力データとして加算され偏向されたことに伴
って発生する出力の応答が、サンプリングトリガ信号Ｔ
ＲＧのタイミングで計測され（ステップＳ４）、その応
答特性の分析が行われる（ステップＳ５）。この応答特
性は、最も典型的には、電子ビームの変化を捉えること
で確認することができる。前述した通り、電子ビーム
は、複数の偏向器で偏向され、複数の補正コイルで磁界
により補正が与えられる。従って、電子ビームの変化の
様子を計測することで、各要素の動作確認を行うことが
できる。
る終値が入力データとして加算され偏向されたことに伴
って発生する出力の応答が、サンプリングトリガ信号Ｔ
ＲＧのタイミングで計測され（ステップＳ４）、その応
答特性の分析が行われる（ステップＳ５）。この応答特
性は、最も典型的には、電子ビームの変化を捉えること
で確認することができる。前述した通り、電子ビーム
は、複数の偏向器で偏向され、複数の補正コイルで磁界
により補正が与えられる。従って、電子ビームの変化の
様子を計測することで、各要素の動作確認を行うことが
できる。
【００５２】図６中に示した通り、応答特性が許容値以
上であることが検出されると（ステップＳ６）、例えば
露光装置はアラームを発生する（ステップＳ７）。そし
て、全ての要素に対しての確認作業が上記と同様にして
繰り返される。
上であることが検出されると（ステップＳ６）、例えば
露光装置はアラームを発生する（ステップＳ７）。そし
て、全ての要素に対しての確認作業が上記と同様にして
繰り返される。
【００５３】図７乃至図１２により、上記の応答特性の
分析方法について説明する。
分析方法について説明する。
【００５４】図７及び図８は、露光装置の要素の一つで
ある副偏向器ＳＤＥＦのＤＣ的な応答特性を検出する方
法を説明するための図である。副偏向器ＳＤＥＦを駆動
するデジタル・アナログ変換器及び増幅器２８には、入
力データ設定手段６５から初期値と終値が書込みレジス
タ６４２を介して与えられる。ＤＣ的な応答特性を検出
するために、試料ステージ５２上には、基準マーク７０
の一例としてＳｉ基板上にＴａ等の重金属層７１を所定
パターンに形成したものが置かれる。Ｔａ等の重金属
は、Ｓｉ基板に比較して電子ビームを数倍程度反射し易
く、電子ビームの照射位置内のＴａ７１の領域に比例し
て、反射電子強度が強くなる。
ある副偏向器ＳＤＥＦのＤＣ的な応答特性を検出する方
法を説明するための図である。副偏向器ＳＤＥＦを駆動
するデジタル・アナログ変換器及び増幅器２８には、入
力データ設定手段６５から初期値と終値が書込みレジス
タ６４２を介して与えられる。ＤＣ的な応答特性を検出
するために、試料ステージ５２上には、基準マーク７０
の一例としてＳｉ基板上にＴａ等の重金属層７１を所定
パターンに形成したものが置かれる。Ｔａ等の重金属
は、Ｓｉ基板に比較して電子ビームを数倍程度反射し易
く、電子ビームの照射位置内のＴａ７１の領域に比例し
て、反射電子強度が強くなる。
【００５５】そこで、変換器及び増幅器２８に初期値を
設定して電子ビームをＥＢ１の位置に照射し、その時に
発生する反射電子の強度を反射電子検出器４９により検
出する。その後、重金属層７１とシリコン基板との境界
線上からリニアにそれる方向に電子ビームを偏向させる
複数の終値を順次変換器及び増幅器２８にセットし、電
子ビームの照射位置をＥＢ１からＥＢ２方向に移動させ
る。例えば、変換器及び増幅器２８と副偏向器ＳＤＥＦ
が正常に動作する場合は、図８に示した通り、その反射
電子の強度は電子ビームの走査方向ＳＣＡＮに従ってリ
ニアに変化する。
設定して電子ビームをＥＢ１の位置に照射し、その時に
発生する反射電子の強度を反射電子検出器４９により検
出する。その後、重金属層７１とシリコン基板との境界
線上からリニアにそれる方向に電子ビームを偏向させる
複数の終値を順次変換器及び増幅器２８にセットし、電
子ビームの照射位置をＥＢ１からＥＢ２方向に移動させ
る。例えば、変換器及び増幅器２８と副偏向器ＳＤＥＦ
が正常に動作する場合は、図８に示した通り、その反射
電子の強度は電子ビームの走査方向ＳＣＡＮに従ってリ
ニアに変化する。
【００５６】しかしながら、例えば副偏向器ＳＤＥＦに
コンタミネーション等が付着して浮遊チャージがたまっ
ている等のチャージアップ現象等が発生していると、反
射電子強度の変化は必ずしもリニアな特性にはならな
い。また、変換器及び増幅器２８にビット欠けなどの不
良が発生していると、図８に示したようなある特定点で
反射電子強度が急変する等の現象が見い出される。
コンタミネーション等が付着して浮遊チャージがたまっ
ている等のチャージアップ現象等が発生していると、反
射電子強度の変化は必ずしもリニアな特性にはならな
い。また、変換器及び増幅器２８にビット欠けなどの不
良が発生していると、図８に示したようなある特定点で
反射電子強度が急変する等の現象が見い出される。
【００５７】このような現象を、応答信号解析部６６で
は、応答信号を記憶し以前に記憶した履歴との比較を行
なったり、許容値以内であるか否かの判定などを行い、
所望の特性から外れる場合には、アラームを出力するよ
うＣＰＵ１０に指示する。
は、応答信号を記憶し以前に記憶した履歴との比較を行
なったり、許容値以内であるか否かの判定などを行い、
所望の特性から外れる場合には、アラームを出力するよ
うＣＰＵ１０に指示する。
【００５８】図９及び図１０は、同様に副偏向器ＳＤＥ
Ｆを例にしてＡＣ的な応答特性の例を説明する図であ
る。ＡＣ的な応答特性を検出する為に、図９に示される
通り、初期値から終値に偏向することで、電子ビームの
照射位置がＥＢ３，ＥＢ４間で移動するように設定す
る。そして、駆動データを初期値から終値に変更する時
刻ｔ１から終値に対応する反射電子強度のレベルに整定
する時刻ｔ２までの応答時間Ｔｒを検出する。この応答
時間Ｔｒが許容値範囲内にあるか否かの分析を行なう。
偏向電極やその近傍でのチャージアップ等の原因で応答
特性が悪化して、図１０中の破線の如くなる場合は、応
答時間が許容値以上となり副偏向器ＳＤＥＦの動作不良
が検出される。この応答時間Ｔｒは、ビームが整定する
までの時定数である。
Ｆを例にしてＡＣ的な応答特性の例を説明する図であ
る。ＡＣ的な応答特性を検出する為に、図９に示される
通り、初期値から終値に偏向することで、電子ビームの
照射位置がＥＢ３，ＥＢ４間で移動するように設定す
る。そして、駆動データを初期値から終値に変更する時
刻ｔ１から終値に対応する反射電子強度のレベルに整定
する時刻ｔ２までの応答時間Ｔｒを検出する。この応答
時間Ｔｒが許容値範囲内にあるか否かの分析を行なう。
偏向電極やその近傍でのチャージアップ等の原因で応答
特性が悪化して、図１０中の破線の如くなる場合は、応
答時間が許容値以上となり副偏向器ＳＤＥＦの動作不良
が検出される。この応答時間Ｔｒは、ビームが整定する
までの時定数である。
【００５９】電子ビームの照射位置をＥＢ３からＥＢ４
に移動させる場合は、図１０中の上側の特性曲線であ
り、逆にＥＢ４からＥＢ３に移動させる場合は、図１０
中の下側の特性曲線である。
に移動させる場合は、図１０中の上側の特性曲線であ
り、逆にＥＢ４からＥＢ３に移動させる場合は、図１０
中の下側の特性曲線である。
【００６０】図９及び図１０で説明したＡＣ的な応答特
性は、電磁偏向器である主偏向器ＭＤＥＦの場合にも同
様に適用できる。特に、電磁偏向器により磁界を発生し
て電子ビームを偏向させる場合には、その磁界の変化に
伴うフィールド内の金属部品表面に発生する渦電流によ
り、そのＡＣ的な応答特性が影響を受けやすい。そのよ
うな点についても、図９及び図１０で示した方法で個別
に検出することができる。 図１１及び図１２は、焦点
補正コイル４８のＡＣ的な応答特性を検出する場合につ
いて説明するための図である。焦点補正コイル４８を駆
動する変換器及び増幅器３１に書き込みレジスタ６５２
が接続されている。例えば、光軸から外れた位置におい
て、焦点がぼけた状態のビームＥＢ５から焦点補正値を
終値として書き込みレジスタ６５２から変換器及び増幅
器３１に設定することで、ビームＥＢ６の様にシャープ
ネスを強くする場合を考える。焦点補正コイル４８によ
りビームの焦点が合うことで、ビーム照射領域ＥＢ６内
のＴａ７１が占める領域が増加し、反射電子の強度は図
１２に示される通り増加する。
性は、電磁偏向器である主偏向器ＭＤＥＦの場合にも同
様に適用できる。特に、電磁偏向器により磁界を発生し
て電子ビームを偏向させる場合には、その磁界の変化に
伴うフィールド内の金属部品表面に発生する渦電流によ
り、そのＡＣ的な応答特性が影響を受けやすい。そのよ
うな点についても、図９及び図１０で示した方法で個別
に検出することができる。 図１１及び図１２は、焦点
補正コイル４８のＡＣ的な応答特性を検出する場合につ
いて説明するための図である。焦点補正コイル４８を駆
動する変換器及び増幅器３１に書き込みレジスタ６５２
が接続されている。例えば、光軸から外れた位置におい
て、焦点がぼけた状態のビームＥＢ５から焦点補正値を
終値として書き込みレジスタ６５２から変換器及び増幅
器３１に設定することで、ビームＥＢ６の様にシャープ
ネスを強くする場合を考える。焦点補正コイル４８によ
りビームの焦点が合うことで、ビーム照射領域ＥＢ６内
のＴａ７１が占める領域が増加し、反射電子の強度は図
１２に示される通り増加する。
【００６１】従って、反射電子の強度の変化の時間Ｔｒ
を検出することにより、焦点補正コイル４８のＡＣ的な
応答特性を検出することができる。
を検出することにより、焦点補正コイル４８のＡＣ的な
応答特性を検出することができる。
【００６２】図７乃至図１２に示した例では、反射電子
検出器４９を利用している。しかしながら、図３にて示
した通り、試料ステージ上にのせた試料５０から流れる
試料電流値を検出することでも同様に電子ビームの変化
を検出することができる。例えば、試料５０に形成した
深い孔からなるパターンにビームが照射され、その反射
電子の発生が抑えられた状態で、試料５０に流れる電流
はビームの電流量に略比例する。従って、試料電流の場
合は、試料や試料ステージ側に流れた電流であるので、
反射電子検出器からの信号とは応答特性が逆になる。ま
た、上記パターンがが試料ステージ表面に埋め込んで形
成されている場合などは、このステージからの漏れ電流
を試料電流として検出することで感度を上げることがで
きる。
検出器４９を利用している。しかしながら、図３にて示
した通り、試料ステージ上にのせた試料５０から流れる
試料電流値を検出することでも同様に電子ビームの変化
を検出することができる。例えば、試料５０に形成した
深い孔からなるパターンにビームが照射され、その反射
電子の発生が抑えられた状態で、試料５０に流れる電流
はビームの電流量に略比例する。従って、試料電流の場
合は、試料や試料ステージ側に流れた電流であるので、
反射電子検出器からの信号とは応答特性が逆になる。ま
た、上記パターンがが試料ステージ表面に埋め込んで形
成されている場合などは、このステージからの漏れ電流
を試料電流として検出することで感度を上げることがで
きる。
【００６３】以上、偏向器と補正コイルを例にしてその
特性を個別に検査する方法について説明した。それらの
方法では、電子ビームの変化を監視することでそれらの
動作特性を検査している。しかしながら、図３，４等で
説明した通り、パターン補正ユニット１５等に対して、
書き込みレジスタ６２や読み出しレジスタ６３によって
入力データを設定しその出力を検出することによって
も、パターン補正ユニット１５の動作特性を個別に検出
することができる。
特性を個別に検査する方法について説明した。それらの
方法では、電子ビームの変化を監視することでそれらの
動作特性を検査している。しかしながら、図３，４等で
説明した通り、パターン補正ユニット１５等に対して、
書き込みレジスタ６２や読み出しレジスタ６３によって
入力データを設定しその出力を検出することによって
も、パターン補正ユニット１５の動作特性を個別に検出
することができる。
【００６４】更に、試料ステージ５０の駆動回路１８に
対しても、所望の検査用駆動データを個別に設定し、そ
の反応として、例えば試料ステージ上の基準マークが移
動することに伴い電子ビームの反射係数が変化するの
を、反射電子検出器やステージ漏れ電流計等で検出する
ことができる。
対しても、所望の検査用駆動データを個別に設定し、そ
の反応として、例えば試料ステージ上の基準マークが移
動することに伴い電子ビームの反射係数が変化するの
を、反射電子検出器やステージ漏れ電流計等で検出する
ことができる。
【００６５】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、荷
電粒子ビーム露光装置を構成する各要素の動作特性を個
別に検査することができる。特に、露光データに対して
偏向器やコイル等の複数の要素が連動して動作するよう
な露光装置において、それぞれの要素に対して個別に駆
動データを設定することができるので、それぞれの要素
の動作特性を個別に顕在化して検査することができ、露
光装置の前準備工程を大幅に短縮し、露光装置の稼働率
を上げることができる。
電粒子ビーム露光装置を構成する各要素の動作特性を個
別に検査することができる。特に、露光データに対して
偏向器やコイル等の複数の要素が連動して動作するよう
な露光装置において、それぞれの要素に対して個別に駆
動データを設定することができるので、それぞれの要素
の動作特性を個別に顕在化して検査することができ、露
光装置の前準備工程を大幅に短縮し、露光装置の稼働率
を上げることができる。
【図１】荷電粒子ビーム露光装置の一例である電子ビー
ム露光装置の全体構成図である。
ム露光装置の全体構成図である。
【図２】露光データと露光装置内の偏向器や補正コイル
等の各要素への駆動データとの関係を示す図である。
等の各要素への駆動データとの関係を示す図である。
【図３】診断機能を行うことができる露光装置の概略的
なブロック図である。
なブロック図である。
【図４】診断機能を行うことができる露光装置の詳細な
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】診断機能を行うことができる露光装置の詳細な
ブロック図である。
ブロック図である。
【図６】診断プログラムに従うフローチャート図であ
る。
る。
【図７】露光装置の要素の一つである副偏向器ＳＤＥＦ
のＤＣ的な応答特性を検出する方法を説明するための図
である。
のＤＣ的な応答特性を検出する方法を説明するための図
である。
【図８】図７のＤＣ的な応答特性図である。
【図９】露光装置の要素の一つである副偏向器ＳＤＥＦ
のＡＣ的な応答特性を検出する方法を説明するための図
である。
のＡＣ的な応答特性を検出する方法を説明するための図
である。
【図１０】図９のＡＣ的な応答特性図である。
【図１１】露光装置の要素の一つである焦点補正コイル
４８のＡＣ的な応答特性を検出する方法を説明するため
の図である。
４８のＡＣ的な応答特性を検出する方法を説明するため
の図である。
【図１２】図１１のＡＣ的な応答特性図である。
１００ データ演算装置部 １４ パターン発生ユニット １５ パターン補正ユニット １７ 主偏向器設定ユニット ２０〜３２ デジタル・アナログ変換器及び増幅器 ２００ 電子光学系 ＭＤ１〜４ マスク偏向器 ４１，４２ 補正コイル ４０，４３ 透過マスク ＭＤＥＦ 主偏向器 ＳＤＥＦ 副偏向器 ４７，４８ 補正コイル ４９ 反射電子検出器 ５０ 試料 ５２ 試料ステージ ６２，６４，６４１〜６５２ 書き込みレジスタ ６１，６３ 読み出しレジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｈ０１Ｊ 37/305 Ｂ Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｊ ５５１
Claims (10)
- 【請求項１】所望のパターンの透過マスクを通過した荷
電粒子ビームを、試料ステージ上に載せられた試料表面
の所望の位置に偏向して照射する荷電粒子ビーム露光装
置において、 該荷電粒子ビームを偏向する偏向器及びビームの露光条
件を補正する補正コイルを少なくとも有するビーム制御
要素と、 該ビーム制御要素にそれぞれ駆動信号を与える要素駆動
手段と、 露光データに従って該要素駆動手段にそれぞれ駆動デー
タを与えるデータ演算部と、 該要素駆動手段に所望の検査用駆動データをそれぞれ設
定するためのデータ設定手段と、 該検査用駆動データを設定した後の該荷電粒子ビームの
状態の変化を検出するビーム応答検出手段とを有するこ
とを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。 - 【請求項２】請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 前記要素駆動手段は、前記データ演算部から与えられる
デジタル駆動データをアナログ駆動信号に変換し増幅す
る回路であることを特徴とする。 - 【請求項３】請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 前記データ演算部は、更に複数のサブシステムから構成
され、少なくとも一つのサブシステムに検査用入力デー
タを設定するための入力設定手段と、当該サブシステム
の出力を読みだす出力読み出し手段とを更に有すること
を特徴とする。 - 【請求項４】請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 前記ビーム応答検出手段は、前記試料ステージ上の基準
マークに該ビームを照射した時に発生する反射電子の検
出素子を有することを特徴とする。 - 【請求項５】請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 前記ビーム応答検出手段は、該ビームの照射により前記
試料に流れる試料電流を検出することを特徴とする。 - 【請求項６】請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装置に
おいて、 前記データ設定手段は、前記要素駆動手段の入力端に接
続され前記検査用駆動データを保持するレジスタを少な
くとも有することを特徴とする。 - 【請求項７】露光データに従って、所望のパターンの透
過マスクを通過した荷電粒子ビームを、試料ステージ上
に載せられた試料表面の所望の位置に偏向して照射する
荷電粒子ビーム露光方法において、 該荷電粒子ビームを偏向する偏向器及びビームの露光条
件を補正する補正コイルを少なくとも有するビーム制御
要素にそれぞれ駆動信号を与える要素駆動手段に対し、
所望の検査用駆動データをそれぞれ設定する工程と、 該検査用駆動データを設定した後の該荷電粒子ビームの
状態の変化を検出するビーム変化検出工程と、 該検出された荷電粒子ビームの状態の変化に従って、前
記ビーム制御要素の動作の確認を行なう工程とを有する
ことを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項８】請求項７記載の荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、 前記ビーム変化検出工程において、前記検査用駆動デー
タを所望量変化させた時に該ビームが変化する量を検出
することを特徴とする。 - 【請求項９】請求項７記載の荷電粒子ビーム露光方法に
おいて、 前記ビーム変化検出工程において、前記検査用駆動デー
タを所望量変化させた時に該ビームの応答速度を検出す
ることを特徴とする。 - 【請求項１０】請求項７記載の荷電粒子ビーム露光方法
において、 前記露光データから前記ビーム制御要素に与える駆動信
号を生成するデータ演算手段を構成する少なくとも一つ
のサブシステムに対して、所望の検査用入力データを設
定する工程と、 該検査用入力データを設定した後の当該サブシステムの
出力の変化を検出する工程と、 該検出された出力の変化に従って、前記サブシステムの
動作の確認を行なう工程とを有することを特徴とする荷
電粒子ビーム露光方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10738696A JP4141511B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 荷電粒子ビーム露光装置およびその露光方法 |
| US08/711,935 US5830612A (en) | 1996-01-24 | 1996-09-11 | Method of detecting a deficiency in a charged-particle-beam exposure mask |
| KR1019960040504A KR100199276B1 (ko) | 1996-01-24 | 1996-09-18 | 하전입자빔 노광장치 및 하전입자빔 노광방법 |
| TW085112930A TW343347B (en) | 1996-01-24 | 1996-10-22 | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
| US09/084,952 US6137111A (en) | 1996-01-24 | 1998-05-28 | Charged particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
| KR1019980047779A KR100202972B1 (en) | 1996-04-26 | 1998-11-09 | Charged electron beam exposure apparatus and charged electron beam exposure method |
| US09/637,119 US6222195B1 (en) | 1996-01-24 | 2000-08-11 | Charged-particle-beam exposure device and charged-particle-beam exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10738696A JP4141511B2 (ja) | 1996-04-26 | 1996-04-26 | 荷電粒子ビーム露光装置およびその露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09293473A true JPH09293473A (ja) | 1997-11-11 |
| JP4141511B2 JP4141511B2 (ja) | 2008-08-27 |
Family
ID=14457822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10738696A Expired - Lifetime JP4141511B2 (ja) | 1996-01-24 | 1996-04-26 | 荷電粒子ビーム露光装置およびその露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4141511B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009049112A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画装置及び描画装置の故障部品候補情報の作成方法 |
| WO2009136441A1 (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | 株式会社アドバンテスト | 電子線描画装置及び電子線描画方法 |
| JP2019087744A (ja) * | 2017-11-02 | 2019-06-06 | 日本電子株式会社 | 評価方法および荷電粒子ビーム装置 |
-
1996
- 1996-04-26 JP JP10738696A patent/JP4141511B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009049112A (ja) * | 2007-08-17 | 2009-03-05 | Nuflare Technology Inc | 荷電粒子ビーム描画装置及び描画装置の故障部品候補情報の作成方法 |
| WO2009136441A1 (ja) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | 株式会社アドバンテスト | 電子線描画装置及び電子線描画方法 |
| US8384052B2 (en) | 2008-05-09 | 2013-02-26 | Advantest Corp. | Electron beam lithography apparatus and electron beam lithography method |
| JP2019087744A (ja) * | 2017-11-02 | 2019-06-06 | 日本電子株式会社 | 評価方法および荷電粒子ビーム装置 |
| JP2022174318A (ja) * | 2017-11-02 | 2022-11-22 | 日本電子株式会社 | 評価方法および荷電粒子ビーム装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4141511B2 (ja) | 2008-08-27 |
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