JPH10308341A - Exposing method and aligner by means of electron beam - Google Patents
Exposing method and aligner by means of electron beamInfo
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- JPH10308341A JPH10308341A JP11808997A JP11808997A JPH10308341A JP H10308341 A JPH10308341 A JP H10308341A JP 11808997 A JP11808997 A JP 11808997A JP 11808997 A JP11808997 A JP 11808997A JP H10308341 A JPH10308341 A JP H10308341A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム露光方法
及びその露光装置に関し、特にウエハ直接描画またはマ
スク、レチクル露光の為に、複数の電子ビームを用いて
パターン描画を行う電子ビーム露光方法及びその露光装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure method and an exposure apparatus therefor, and more particularly, to an electron beam exposure method for pattern writing using a plurality of electron beams for direct wafer writing or mask and reticle exposure. The present invention relates to an exposure apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】基板上に電子ビームを結像させて露光を
行う電子ビーム露光装置では、ビーム電流が大きいとク
ーロン効果によって基板に投影された電子ビームの像に
ぼけが生じる。このクーロン効果によるぼけは電子ビー
ム投影用の縮小電子光学系の焦点位置を再調整すること
で大半が補正できるが、一部は補正できずに残る。電子
ビームの断面形状を最大でも10μm角程度の範囲で成
形させて転写する可変成形型露光装置では、成形された
ビームの面積と装置パラメータ(ビーム電流密度、ビー
ム入射半角、ビームの加速電圧及び縮小電子光学系の光
学長)とからクーロン効果によるぼけを予測し、その予
測結果に応じて縮小電子光学系の焦点を調整している。2. Description of the Related Art In an electron beam exposure apparatus which performs exposure by forming an electron beam on a substrate, if the beam current is large, the electron beam image projected on the substrate is blurred due to the Coulomb effect. Most of the blur due to the Coulomb effect can be corrected by re-adjusting the focal position of the reduction electron optical system for electron beam projection, but a part remains without being corrected. In a variable-shaped exposure apparatus that transfers the electron beam by shaping the cross-sectional shape of the electron beam within a range of at most about 10 μm square, the area of the formed beam and the device parameters (beam current density, beam incident half angle, beam acceleration voltage and reduction) The blur due to the Coulomb effect is predicted from the optical length of the electron optical system), and the focus of the reduced electron optical system is adjusted according to the prediction result.
【0003】ところで、複数の電子ビームを配列させて
基板上に照射し、その複数の電子ビームを偏向させて基
板上を走査させるとともに、描画するパターンに応じて
複数の電子ビームの照射を個別にon/offしてパターンを
描画するマルチ電子ビーム型露光装置では、電子ビーム
が分散されて配列されているので、すなわち、基板上で
の実効的な単位面積当たりの電流密度が低いので、クー
ロン効果によるぼけが小さい。このことは、クーロン効
果によるぼけを所定値以内に制限した時、マルチ電子ビ
ーム型露光装置は可変成形型露光装置よりも大きなビー
ム電流を与えて露光のスループットを向上させることが
できる。Meanwhile, a plurality of electron beams are arranged and irradiated on a substrate, the plurality of electron beams are deflected to scan the substrate, and the irradiation of the plurality of electron beams is individually performed according to a pattern to be drawn. In a multi-electron beam type exposure apparatus that writes patterns on / off, the electron beam is dispersed and arranged, that is, the effective current density per unit area on the substrate is low, so the Coulomb effect The blur due to is small. This means that when blurring due to the Coulomb effect is limited to within a predetermined value, the multi-electron beam type exposure apparatus can provide a larger beam current than the variable-shaped type exposure apparatus, thereby improving the exposure throughput.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、マ
ルチ電子ビーム型露光装置でも、描画するパターンによ
って、基板上に照射される電子ビームが狭い領域に集中
している場合と、基板上に照射される電子ビームが一様
に分散している場合とがある。すると、照射される電子
ビームの数が同じでも、前者は後者に比べ実効的な単位
面積当たりの電流密度が高いので、クーロン効果による
ぼけが大きい。However, even in the multi-electron beam type exposure apparatus, depending on the pattern to be drawn, the case where the electron beam irradiated on the substrate is concentrated in a narrow area and the case where the electron beam is irradiated on the substrate are different. In some cases, the beam is uniformly dispersed. Then, even if the number of irradiated electron beams is the same, the former has a higher effective current density per unit area than the latter, so that the blur due to the Coulomb effect is large.
【0005】例えば、図14(A)、(B)に示すよう
に、基板上に照射される電子ビームの数(基板に照射さ
れる電流の総和と等価である。また、図中黒丸が実際に
基板上に照射される電子ビームである)が同一である
が、(B)のLの領域では(A)よりも狭い範囲に複数
の電子ビームが集中するためにクーロン効果によるぼけ
が大きくなり、(B)のSの領域では(A)が4つの電
子ビームに対して1つの電子ビームしかないためにクー
ロン効果によるぼけが小さくなる。すなわち図14
(B)では、場所によって、クーロン効果によるぼけが
異なる。したがって、単純に照射ごとの電子ビームの数
もしくは基板に照射される電流の総和に基づいて焦点調
整を行うだけでは、クーロン効果によるぼけを正確に補
正できない。For example, as shown in FIGS. 14 (A) and 14 (B), the number of electron beams applied to the substrate (equivalent to the sum of currents applied to the substrate). (B), the plurality of electron beams are concentrated in a narrower area than in (A), so that the blur due to the Coulomb effect increases. , (B), the blur due to the Coulomb effect is reduced because (A) has only one electron beam for four electron beams. That is, FIG.
In (B), the blur due to the Coulomb effect varies depending on the location. Therefore, simply performing focus adjustment based on the number of electron beams for each irradiation or the sum of currents applied to the substrate cannot correct blur caused by the Coulomb effect accurately.
【0006】本発明の目的は、クーロン効果によるぼけ
を補正する為の電子ビーム照射毎の描画条件を適正化し
て、従来よりも高解像の描画を実現できるマルチ電子ビ
ーム型露光装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a multi-electron beam type exposure apparatus capable of realizing higher resolution drawing than before by optimizing drawing conditions for each electron beam irradiation for correcting blur due to the Coulomb effect. It is in.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為の
本発明の電子ビーム露光方法のある形態は、複数の電子
ビームを用いて、基坂上にパターンを露光する電子ビー
ム露光方法において、複数の電子ビームで構成される電
子ビーム群を複数配列して縮小電子光学系を介して前記
基板上に結像させる段階と、前記複数の電子ビーム群を
前記基板上を偏向させる段階と、偏向毎に、各電子ビー
ムの照射を個別に制御する段階と、前記電子ビーム群毎
の前記基板上に照射される偏向毎の電子ビームの数に基
づいて、前記電子ビーム群毎に電子ビームの結像位置の
移動量に関する評価値を算出する評価段階と、前記評価
値に基づいて対応する電子ビーム群の電子ビームの結像
位置の補正を行う補正段階とを有することを特徴とす
る。According to an aspect of the present invention, there is provided an electron beam exposure method for exposing a pattern on a base slope using a plurality of electron beams. Arranging a plurality of electron beam groups composed of electron beams and forming an image on the substrate via a reduction electron optical system; deflecting the plurality of electron beam groups on the substrate; Independently controlling the irradiation of each electron beam, and forming an image of the electron beam for each electron beam group based on the number of electron beams for each deflection applied to the substrate for each electron beam group. The method includes an evaluation step of calculating an evaluation value relating to a movement amount of a position, and a correction step of correcting an imaging position of an electron beam of a corresponding electron beam group based on the evaluation value.
【0008】前記補正段階は、電子ビーム群毎の補正量
の平均値だけ、すべての電子ビーム群の電子ビームの結
像位置を補正する段階と、各電子ビーム群毎の補正量と
前記平均値との差だけ、対応する電子ビーム群毎に電子
ビームの結像位置を補正させる段階とを有することを特
徴とする。In the correcting step, the image forming positions of the electron beams of all the electron beam groups are corrected by an average value of the correction amounts of the electron beam groups, and the correction amount and the average value of each electron beam group are corrected. And correcting the imaging position of the electron beam for each corresponding electron beam group by the difference from the above.
【0009】前記評価段階は、さらに、評価値が算出さ
れる電子ビーム群と他の電子ビーム群との距離と、該他
の電子ビーム群の前記基板上に照射される電子ビームの
数とに基づいて、該評価値を算出することを特徴とす
る。In the evaluation step, the distance between the electron beam group whose evaluation value is calculated and another electron beam group, and the number of electron beams irradiated on the substrate of the other electron beam group are further determined. The evaluation value is calculated based on the evaluation value.
【0010】各電子ビームは、それに対応する電子源の
中間像からの電子ビームであって、前記補正段階は、前
記縮小電子光学系の光軸方向の前記中間像の結像位置を
前記電子ビーム群毎に補正する段階を有することを特徴
とする。Each of the electron beams is an electron beam from an intermediate image of the corresponding electron source, and the correcting step includes setting an image forming position of the intermediate image in the optical axis direction of the reduction electron optical system with the electron beam. The method is characterized in that the method includes a step of correcting each group.
【0011】前記補正段階は、予め決められた偏向領域
内では、該偏向領域内の複数の前記電子ビーム群毎の評
価値に基づいて、対応する電子ビーム群の電子ビームの
結像位置の補正を行うことを特徴とする。In the correcting step, in the predetermined deflection area, the imaging position of the electron beam of the corresponding electron beam group is corrected based on the evaluation value for each of the plurality of electron beam groups in the deflection area. Is performed.
【0012】本発明の電子ビーム露光装置のある形態
は、複数の電子ビームを用いて、基坂上にパターンを露
光する電子ビーム露光装置において、複数の電子ビーム
で構成される電子ビーム群を複数配列して前記基板上に
結像させる縮小電子光学系と、前記複数の電子ビーム群
を前記基板上を偏向させる偏向手段と、偏向毎に、各電
子ビームの照射を個別に制御する照射制御手段と、前記
電子ビーム群毎に電子ビームの結像位置を補正する補正
手段と、前記電子ビーム群毎の前記基板上に照射される
偏向毎の電子ビームの数に基づいて算出される、前記電
子ビーム群毎の電子ビームの結像位置の移動量に関する
評価値を記憶する手段と、前記評価値に基づいて、対応
する電子ビーム群の電子ビームの結像位置を前記補正手
段により補正を行わせる制御手段とを有することを特徴
とする。One embodiment of the electron beam exposure apparatus according to the present invention is an electron beam exposure apparatus for exposing a pattern on a base slope using a plurality of electron beams. A reduction electron optical system that forms an image on the substrate, a deflecting unit that deflects the plurality of electron beams on the substrate, and an irradiation control unit that individually controls irradiation of each electron beam for each deflection. Correcting means for correcting an image forming position of an electron beam for each of the electron beam groups; and calculating the electron beam based on the number of electron beams for each deflection applied to the substrate for each of the electron beam groups. Means for storing an evaluation value relating to the amount of movement of the imaging position of the electron beam for each group; and correcting the imaging position of the electron beam of the corresponding electron beam group by the correction means based on the evaluation value. And having a that control means.
【0013】前記評価値は、評価値が算出される電子ビ
ーム群と他の電子ビーム群との距離と、該他の電子ビー
ム群の基板に照射される電子ビームの数とに基づいて、
算出されることを特徴とする。The evaluation value is calculated based on a distance between the electron beam group for which the evaluation value is calculated and another electron beam group and the number of electron beams irradiated on the substrate of the other electron beam group.
It is characterized by being calculated.
【0014】さらに、電子源の中間像を形成する要素電
子光学系を複数含むサブアレイを複数配列してなる要素
電子光学系アレイを有し、前記各電子ビームは対応する
前記電子源の中間像からの電子ビームであって、前記補
正手段は、前記サブアレイ毎に前記縮小電子光学系の光
軸方向の前記中間像の位置を移動させることを特徴とす
る。Further, there is provided an element electron optical system array formed by arranging a plurality of subarrays each including a plurality of element electron optical systems for forming an intermediate image of the electron source, wherein each of the electron beams is converted from the corresponding intermediate image of the electron source. Wherein the correction means moves the position of the intermediate image in the optical axis direction of the reduction electron optical system for each of the sub-arrays.
【0015】前記補正手段は、前記縮小電子光学系の焦
点位置を調整するリフォーカスコイルを有し、前記制御
手段は、電子ビーム群毎の補正量の平均値だけ、すべて
の電子ビーム群の電子ビームの結像位置を前記リフォー
カスコイルによって補正させることを特徴とする。The correction means has a refocus coil for adjusting the focal position of the reduction electron optical system, and the control means controls the electron beams of all the electron beam groups by the average value of the correction amount for each electron beam group. The imaging position of the beam is corrected by the refocus coil.
【0016】前記要素電子光学系のそれぞれは、前記中
間像が前記縮小電子光学系を介して前記基板上に縮小投
影される際に発生する収差を補正することを特徴とす
る。Each of the elementary electron optical systems corrects an aberration generated when the intermediate image is reduced and projected onto the substrate via the reduction electron optical system.
【0017】前記制御手段は、予め決められた偏向領域
内では、該偏向領域内の複数の前記電子ビーム群毎の評
価値に基づいて、対応する電子ビーム群の電子ビームの
結像位置の補正を前記補正手段によって行わせることを
特徴とする。The control means corrects the imaging position of the electron beam of the corresponding electron beam group in a predetermined deflection area based on the evaluation value for each of the plurality of electron beam groups in the deflection area. Is performed by the correction means.
【0018】本発明のデバイス製造方法は、上記電子ビ
ーム露光方法若しくは電子ビーム露光装置を用いてデバ
イスを製造することを特徴とする。A device manufacturing method according to the present invention is characterized in that a device is manufactured using the above-described electron beam exposure method or electron beam exposure apparatus.
【0019】[0019]
(第1の実施形態) (電子ビーム露光装置の構成要素説明)図1は本発明に
係る電子ビーム露光装置の要部概略図である。(First Embodiment) (Description of Components of Electron Beam Exposure Apparatus) FIG. 1 is a schematic view of a main part of an electron beam exposure apparatus according to the present invention.
【0020】図1において、1は、カソード1a、グリ
ッド1b、アノード1cよりなる電子銃であって、カソード
1aから放射された電子はグリッド1b、アノード1cの間で
クロスオーバ像を形成する(以下、このクロスオーバ像
を電子源と記す)。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electron gun comprising a cathode 1a, a grid 1b, and an anode 1c.
The electrons emitted from 1a form a crossover image between the grid 1b and the anode 1c (hereinafter, this crossover image is referred to as an electron source).
【0021】この電子源から放射される電子は、その前
側焦点位置が前記電子源位置にあるコンデンサーレンズ
2によって略平行の電子ビームとなる。略平行な電子ビ
ームは、要素電子光学系アレイ3に入射する。要素電子
光学系アレイ3は、開口と電子光学系とブランキング電
極とで構成される要素電子光学系が光軸AXに直交する方
向に複数配列されて形成されたものである。要素電子光
学系アレイ3の詳細については後述する。Electrons radiated from this electron source are focused on a condenser lens whose front focal position is at the electron source position.
2 makes the electron beam almost parallel. The substantially parallel electron beams enter the elementary electron optical system array 3. The element electron optical system array 3 is formed by arranging a plurality of element electron optical systems each including an opening, an electron optical system, and a blanking electrode in a direction orthogonal to the optical axis AX. Details of the element electron optical system array 3 will be described later.
【0022】要素電子光学系アレイ3は、電子源の中間
像を複数形成し、各中間像は後述する縮小電子光学系4
によって縮小投影され、ウエハ5上に電子源像を形成す
る。The elementary electron optical system array 3 forms a plurality of intermediate images of the electron source, and each intermediate image is formed by a reduced electron optical system 4 described later.
To form an electron source image on the wafer 5.
【0023】その際、ウエハ5上の電子源像の間隔が電
子源像の大きさの整数倍になるように、要素電子光学系
アレイ3の各要素は設定されている。更に、要素電子光
学系アレイ3は、各中間像の光軸方向の位置を縮小電子
光学系4の像面湾曲に応じて異ならせるとともに、各中
間像が縮小電子光学系4よってウエハ5に縮小投影される
際に発生する収差を予め補正している。At this time, each element of the element electron optical system array 3 is set so that the interval between the electron source images on the wafer 5 is an integral multiple of the size of the electron source image. Further, the elementary electron optical system array 3 makes the position of each intermediate image in the optical axis direction different according to the field curvature of the reduction electron optical system 4, and reduces each intermediate image to the wafer 5 by the reduction electron optical system 4. The aberration that occurs when the image is projected is corrected in advance.
【0024】縮小電子光学系4は、第1投影レンズ41(4
3)と第2投影レンズ42(44)とからなる対称磁気タブレッ
トで構成される。第1投影レンズ41(43)の焦点距離をf
1、第2投影レンズ42(44)の焦点距離をf2とすると、こ
の2つのレンズ間距離はf1+f2になっている。光軸上AX
の物点は第1投影レンズ41(43)の焦点位置にあり、その
像点は第2投影レンズ42(44)の焦点に結ぶ。この像は-f
2/f1に縮小される。また、2つのレンズ磁界が互いに逆
方向に作用する様に決定されているので、理論上は、球
面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面湾曲収
差、軸上色収差の5つの収差を除いて他のザイデル収差
および回転と倍率に関する色収差が打ち消される。The reduction electron optical system 4 includes a first projection lens 41 (4
3) and the second projection lens 42 (44). Let the focal length of the first projection lens 41 (43) be f
1. Assuming that the focal length of the second projection lens 42 (44) is f2, the distance between these two lenses is f1 + f2. AX on optical axis
Is located at the focal position of the first projection lens 41 (43), and its image point is focused on the second projection lens 42 (44). This image is -f
Reduced to 2 / f1. In addition, since the two lens magnetic fields are determined so as to act in opposite directions, theoretically, there are five spherical aberrations, isotropic astigmatism, isotropic coma, field curvature aberration, and axial chromatic aberration. Except for aberrations, other Seidel aberrations and chromatic aberrations related to rotation and magnification are canceled.
【0025】6は、要素電子光学系アレイ3からの複数の
電子ビームを偏向させて、複数の電子源像をウエハ5上
でX,Y方向に略同一の変位量だけ変位させる偏向器であ
る。偏向器6は、偏向幅が広い場合に用いられる主偏向
器61と偏向幅が狭い場合に用いられる副偏向器62で構成
されていて、主偏向器61は電磁型偏向器で、副偏向器62
は静電型偏向器である。Reference numeral 6 denotes a deflector that deflects a plurality of electron beams from the elementary electron optical system array 3 and displaces a plurality of electron source images on the wafer 5 by substantially the same amount of displacement in the X and Y directions. . The deflector 6 includes a main deflector 61 used when the deflection width is wide and a sub deflector 62 used when the deflection width is small.The main deflector 61 is an electromagnetic deflector, 62
Is an electrostatic deflector.
【0026】7は偏向器6を作動させた際に発生する偏向
収差による電子源像のフォーカス位置のずれを補正する
ダイナミックフォーカスコイルであり、8は、ダイナミ
ックフォーカスコイル7と同様に、偏向により発生する
偏向収差の非点収差を補正するダイナミックスティグコ
イルである。Reference numeral 7 denotes a dynamic focus coil which corrects a shift in the focus position of the electron source image due to deflection aberration generated when the deflector 6 is operated. This is a dynamic stig coil that corrects the astigmatism of the deflection aberration.
【0027】9は、リフォーカスコイルで、ウエハに照
射される複数の電子ビームの数若しくはウエハに照射さ
れる電流の総和が多くなるとクーロン効果による電子ビ
ームのぼけが発生するので、これを補正するために縮小
電子光学系4の焦点位置を調整するものである。Reference numeral 9 denotes a refocusing coil, which corrects the blurring of the electron beam due to the Coulomb effect when the number of a plurality of electron beams applied to the wafer or the total current applied to the wafer increases. Therefore, the focal position of the reduction electron optical system 4 is adjusted.
【0028】10は、X及びY方向にのびる2つのシング
ルナイフエッジを有するファラデーカップで要素電子光
学系からの電子ビームが形成する電子源像の電荷量を検
出する。Reference numeral 10 denotes a Faraday cup having two single knife edges extending in the X and Y directions, and detects a charge amount of an electron source image formed by an electron beam from the elementary electron optical system.
【0029】11は、ウエハを載置し、光軸AX(Z軸)方
向とZ軸回りの回転方向に移動可能なθ-Zステージで
あって、前述したステージ基準板13とファラデーカップ
10が固設されている。Reference numeral 11 denotes a θ-Z stage which can move a wafer on the optical axis AX (Z-axis) direction and a rotation direction around the Z-axis.
10 are fixed.
【0030】12は、θ-Zステージを載置し、光軸AX(Z
軸)と直交するXY方向に移動可能なXYステージであ
る。12 is a case where the θ-Z stage is mounted and the optical axis AX (Z
(XY axis) that is movable in the XY directions orthogonal to the axis.
【0031】次に、図2を用いて要素電子光学系アレイ
3について説明する。Next, an element electron optical system array will be described with reference to FIG.
3 will be described.
【0032】要素電子光学系アレイ3は、複数の要素電
子光学系をグループ(サブアレイ)とし、そのサブアレ
イが複数形成されている。そして、本実施例では5つの
サブアレイA1〜A5が形成されている。各サブアレイは、
複数の要素電子光学系が2次元的に配列されていて、本
実施例の各サブアレイではA3(1,1)〜A3(3,9)のように2
7個の要素電子光学系が形成されている。The element electron optical system array 3 includes a plurality of element electron optical systems as a group (subarray), and a plurality of subarrays are formed. In this embodiment, five sub-arrays A1 to A5 are formed. Each subarray is
A plurality of element electron optical systems are two-dimensionally arranged. In each of the sub-arrays of this embodiment, two sub-arrays such as A3 (1,1) to A3 (3,9) are used.
Seven element electron optical systems are formed.
【0033】各要素電子光学系の断面図を図3に示す。FIG. 3 is a sectional view of each element electron optical system.
【0034】図3において、AP-Pは、コンデンサーレン
ズ2によって略平行となった電子ビームにより照明さ
れ、透過する電子ビームの形状を規定する開口(AP1)を
有する基板で、他の要素電子光学系と共通の基板であ
る。すなわち、基板AP-Pは、複数の開口を有する基板で
ある。In FIG. 3, AP-P is a substrate having an aperture (AP1) which is illuminated by an electron beam made substantially parallel by a condenser lens 2 and defines the shape of the transmitted electron beam. This is a common substrate with the system. That is, the substrate AP-P is a substrate having a plurality of openings.
【0035】301は一対の電極で構成され、偏向機能を
有するブランキング電極であり、302は、開口(AP2)を有
する基板で他の要素電子光学系と共通である。また、基
板302の上にブランキング電極301と電極on/offす
るための配線(W)が形成されている。すなわち、基板302
は、複数の開口と複数のブランキング電極を有する基板
である。Numeral 301 denotes a blanking electrode having a pair of electrodes and having a deflecting function. Numeral 302 denotes a substrate having an opening (AP2) which is common to other elementary electron optical systems. A wiring (W) for turning on / off the electrode with the blanking electrode 301 is formed on the substrate 302. That is, the substrate 302
Is a substrate having a plurality of openings and a plurality of blanking electrodes.
【0036】303は、3つの開口電極で構成され、上下
の電極を加速電位V0と同じにし、中間の電極を別の電位
V1またはV2に保った収斂機能を有するユニポテンシャル
レンズ303a、303bの2つを用いた電子光学系である。各
開口電極は、基板上に絶縁物を介在させて積層されてい
て、その基板は他の要素電子光学系と共通の基板であ
る。すなわち、その基板は、複数の電子光学系303を有
する基板である。Numeral 303 denotes three opening electrodes, the upper and lower electrodes are set to the same accelerating potential V0, and the intermediate electrode is set to a different potential.
This is an electron optical system using two unipotential lenses 303a and 303b having a converging function maintained at V1 or V2. Each of the aperture electrodes is laminated on a substrate with an insulator interposed therebetween, and the substrate is a substrate common to other element electron optical systems. That is, the substrate is a substrate having a plurality of electron optical systems 303.
【0037】ユニポテンシャルレンズ303aの上、中、下
の電極及びユニポテンシャルレンズ303bの上、下の電極
の形状は図4(A)に示すような形状であり、ユニポテン
シャルレンズ303a、303bの上下電極は、後述する第1焦
点・非点制御回路によって全ての要素電子光学系におい
て共通の電位に設定している。The shape of the upper, middle, and lower electrodes of the unipotential lens 303a and the shape of the upper and lower electrodes of the unipotential lens 303b are as shown in FIG. The electrodes are set to a common potential in all element electron optical systems by a first focus / astigmatism control circuit described later.
【0038】ユニポテンシャルレンズ303aの中間電極
は、第1焦点・非点制御回路によって要素電子光学系毎
に電位が設定出来る為、ユニポテンシャルレンズ303aの
焦点距離が要素電子光学系毎に設定できる。Since the potential of the intermediate electrode of the unipotential lens 303a can be set for each element electron optical system by the first focus / astigmatism control circuit, the focal length of the unipotential lens 303a can be set for each element electron optical system.
【0039】また、ユニポテンシャルレンズ303bの中間
電極は、図4(B)に示すような4つの電極で構成され、
第1焦点・非点制御回路によって各電極の電位が個別に
設定でき、要素電子光学系毎にも個別設定出来るため、
ユニポテンシャルレンズ303bは直交する断面において焦
点距離が異なるようにでき、かつ要素電子光学系毎にも
個別に設定出来る。The intermediate electrode of the unipotential lens 303b is composed of four electrodes as shown in FIG.
Since the potential of each electrode can be individually set by the first focus / astigmatism control circuit and can be individually set for each element electron optical system,
The unipotential lens 303b can have different focal lengths in orthogonal cross sections, and can be set individually for each elementary electron optical system.
【0040】その結果、電子光学系303の中間電極をそ
れぞれ制御することによって、要素電子光学系の電子光
学特性(中間像形成位置、非点収差)を制御することが
できる。ここで、中間像形成位置を制御する際、中間像
の大きさはコンデンサーレンズ2の焦点距離と電子光学
系303の焦点距離との比で決まるので、電子光学系(30
3)の焦点距離を一定にしてその主点位置を移動させて
中間像系形成位置を移動させている。それにより、すべ
ての要素電子光学系が形成する中間像の大きさが略同一
でその光軸方向の位置を異ならせることができる。As a result, by controlling the intermediate electrodes of the electron optical system 303, the electron optical characteristics (intermediate image forming position, astigmatism) of the element electron optical system can be controlled. Here, when controlling the intermediate image forming position, the size of the intermediate image is determined by the ratio of the focal length of the condenser lens 2 to the focal length of the electron optical system 303.
The focal point is kept constant, and the principal point is moved to move the intermediate image system formation position. Thereby, the sizes of the intermediate images formed by all the element electron optical systems can be substantially the same, and the positions in the optical axis direction can be different.
【0041】コンデンサーレンズ2で略平行にされた電
子ビームは、開口(AP1)、電子光学系303を介して、電子
源の中間像を形成する。ここで、電子光学系303の前側
焦点位置またはその近傍に、対応する開口(AP1)が位置
し、電子光学系303の中間像形成位置(後側焦点位置)ま
たはその近傍に、対応するブランキング電極301が位置
する。その結果、ブランキング電極301の電極間に電界
をかけていないと電子ビーム束305の様に偏向されな
い。一方、ブランキング電極301の電極間に電界をかけ
ると電子ビーム束306の様にに偏向される。すると、電
子ビーム束305と電子ビーム束306は、縮小電子光学系4
の物体面で互いに異なる角度分布を有するので、縮小電
子光学系4の瞳位置(図1のP面上)では電子ビーム束305
と電子ビーム束306は互いに異なる領域に入射される。
したがって、電子ビーム束305だけを透過させるブラン
キング開口BAを縮小電子光学系の瞳位置(図1のP面上)
に設けてある。The electron beam made substantially parallel by the condenser lens 2 forms an intermediate image of the electron source through the aperture (AP1) and the electron optical system 303. Here, a corresponding aperture (AP1) is located at or near the front focal position of the electron optical system 303, and a blanking corresponding to the intermediate image forming position (rear focal position) of the electron optical system 303 or near it. The electrode 301 is located. As a result, the beam is not deflected like the electron beam bundle 305 unless an electric field is applied between the blanking electrodes 301. On the other hand, when an electric field is applied between the blanking electrodes 301, the beam is deflected like an electron beam bundle 306. Then, the electron beam bundle 305 and the electron beam bundle 306 form the reduced electron optical system 4
Have different angular distributions on the object plane, the electron beam bundle 305 at the pupil position of the reduction electron optical system 4 (on the P plane in FIG. 1).
And the electron beam bundle 306 are incident on mutually different regions.
Therefore, the blanking aperture BA that transmits only the electron beam bundle 305 is reduced in the pupil position of the reduced electron optical system (on the P plane in FIG. 1).
It is provided in.
【0042】また、各要素電子光学の電子光学系303
は、それぞれが形成する中間像が縮小電子光学系4によ
って被露光面に縮小投影される際に発生する像面湾曲・
非点収差を補正するために、各電子光学系303の2つの
中間電極の電位を個別に設定して、各要素電子光学系の
電子光学特性(中間像形成位置、非点収差)を異ならし
めている。ただし、本実施例では、中間電極と第1焦点
・非点制御回路との配線を減らす為に同一サブアレイ内
の要素電子光学系は同一の電子光学特性にしてあり、要
素電子光学系の電子光学特性(中間像形成位置、非点収
差)をサブアレイ毎に制御している。The electron optical system 303 of each element electron optics
Are image field curvatures generated when the intermediate images formed by each are reduced and projected on the surface to be exposed by the reduction electron optical system 4.
In order to correct astigmatism, the potentials of the two intermediate electrodes of each electron optical system 303 are individually set, and the electron optical characteristics (intermediate image formation position, astigmatism) of each element electron optical system are made different. I have. However, in this embodiment, in order to reduce the wiring between the intermediate electrode and the first focus / astigmatism control circuit, the element electron optical systems in the same sub-array have the same electro-optical characteristics. The characteristics (intermediate image formation position, astigmatism) are controlled for each sub-array.
【0043】さらに、複数の中間像が縮小電子光学系4
によって被露光面に縮小投影される際に発生する歪曲収
差を補正するために、予め縮小電子光学系4の歪曲特性
を予め知り、それに基づいて、縮小電子光学系4の光軸
と直交する方向の各要素電子光学系の位置を設定してい
る。Further, a plurality of intermediate images are formed by the reduction electron optical system 4.
In order to correct the distortion that occurs when the image is reduced and projected on the surface to be exposed, the distortion characteristics of the reduction electron optical system 4 are known in advance, and based on that, the direction orthogonal to the optical axis of the reduction electron optical system 4 The position of each element electron optical system is set.
【0044】次に本実施例のシステム構成図を図5に示
す。Next, FIG. 5 shows a system configuration diagram of this embodiment.
【0045】ブランキング制御回路14は、要素電子光学
アレイ3の各要素電子光学系のブランキング電極のon/of
fを個別に制御する制御回路、第1焦点・非点制御回路1
5は、要素電子光学アレイ3の各要素電子光学系の電子光
学特性(中間像形成位置、非点収差)をサブアレイ毎に
制御する制御回路である。The blanking control circuit 14 turns on / of the blanking electrode of each element electron optical system of the element electron optical array 3.
Control circuit for individually controlling f, first focus / astigmatism control circuit 1
Reference numeral 5 denotes a control circuit for controlling the electron optical characteristics (intermediate image formation position, astigmatism) of each element electron optical system of the element electron optical array 3 for each subarray.
【0046】第2焦点・非点制御回路16は、ダイナミッ
クスティグコイル8及びダイナミックフォーカスコイル7
を制御して縮小電子光学系4の焦点位置、非点収差を制
御する制御回路で、偏向制御回路17は偏向器6を制御す
る制御回路、倍率調整回路18は、縮小電子光学系4の倍
率を調整する制御回路、リフォーカス制御回路19は、リ
フォーカスコイル9に流す電流を制御して縮小電子光学
系4の焦点位置を調整する制御回路である。The second focus / astigmatism control circuit 16 comprises a dynamic stig coil 8 and a dynamic focus coil 7
The deflection control circuit 17 controls the deflector 6 and the magnification adjustment circuit 18 controls the focal position and astigmatism of the reduction electron optical system 4. The refocus control circuit 19 is a control circuit that controls the current flowing through the refocus coil 9 to adjust the focal position of the reduction electron optical system 4.
【0047】ステージ駆動制御回路20は、θ-Zステージ
を駆動制御し、かつXYステージ12の位置を検出するレ
ーザ干渉計21と共同してXYステージ12を駆動制御する
制御回路である。The stage drive control circuit 20 is a control circuit that controls the drive of the θ-Z stage and controls the drive of the XY stage 12 in cooperation with the laser interferometer 21 that detects the position of the XY stage 12.
【0048】制御系22は、メモリ23からの露光制御デー
タに基づく露光及び位置合わせの為に上記複数の制御回
路およびファラデーカップ10を同期して制御する。制御
系22は、インターフェース24を介して電子ビーム露光装
置全体をコントロールするCPU25によって制御されてい
る。The control system 22 synchronously controls the plurality of control circuits and the Faraday cup 10 for exposure and alignment based on the exposure control data from the memory 23. The control system 22 is controlled by a CPU 25 that controls the entire electron beam exposure apparatus via an interface 24.
【0049】(動作の説明)図5を用いて本実施例の電
子ビーム露光装置の動作について説明する。(Explanation of Operation) The operation of the electron beam exposure apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
【0050】CPU25は、ウエハに露光するパターンデー
タが入力されると、ウエハに露光するパターンの最小線
幅、線幅の種類、形状に基づいて、副偏向器62が電子ビ
ームに与える最小偏向量を決定する。次に各要素電子光
学系の露光領域毎のパターンデータに分割し、最小偏向
量を配列間隔として、配列要素FMEで構成される共通の
配列を設定し、各要素電子光学系毎にパターンデータを
共通の配列上で表したデータに変換する。以下、説明を
簡略にするために、2つの要素電子光学系a,bを用いて
露光する際のパターンデータに関する処理について説明
する。When the pattern data to be exposed on the wafer is inputted, the CPU 25 determines the minimum deflection amount given to the electron beam by the sub deflector 62 based on the minimum line width, the type and the shape of the line width of the pattern to be exposed on the wafer. To determine. Next, the data is divided into pattern data for each exposure area of each element electron optical system, a common array composed of array elements FME is set using the minimum deflection amount as an array interval, and the pattern data is divided for each element electron optical system. Convert to data represented on a common array. Hereinafter, in order to simplify the description, a description will be given of a process regarding pattern data when performing exposure using the two elementary electron optical systems a and b.
【0051】図6(A)、(B)に共通の偏向用の配列DMに隣
り合う要素電子光学系a,bが露光するべきパターンPa、P
bを示す。すなわち、それぞれに要素電子光学系は、パ
ターンが存在するハッチングされた配列位置で、ブラン
キング電極をoffにして電子ビームをウエハ上に照射す
る。6A and 6B, the patterns Pa and P to be exposed by the element electron optical systems a and b adjacent to the deflecting array DM are common.
Indicates b. That is, each of the elementary electron optical systems irradiates the electron beam onto the wafer with the blanking electrode turned off at the hatched arrangement position where the pattern exists.
【0052】そこで、図6(A)(B)に示したような要素電
子光学系毎の露光すべき配列位置のデータから、CPU25
は、図8(C)に示すように、要素電子光学系a,bのうち少
なくとも一つが露光する時の配列位置から成る第1の領
域FF(黒塗り部)と、要素電子光学系a,b双方が共通し
て露光しない時の配列位置から成る第2の領域NN(白抜
き部)とを決定する。The data of the array position to be exposed for each elementary electron optical system as shown in FIGS.
As shown in FIG. 8 (C), a first region FF (black portion) composed of an arrangement position when at least one of the element electron optical systems a and b is exposed, and the element electron optical systems a and b b. A second area NN (open area) consisting of an array position when both are not exposed in common is determined.
【0053】複数の電子ビームが配列上の第1の領域FF
に位置する時は、最小偏向量(配列の配列間隔)を単位
として、副偏向器62によって電子ビームを偏向して露光
することにより、ウエハ上に露光される全てのパターン
の露光できる。また複数の電子ビームが配列上の第2の
領域NNに位置する時は、電子ビームの位置を整定せずに
偏向することにより、電子ビームの無駄な偏向を減らし
て露光できる。The first area FF on the array is formed by a plurality of electron beams.
When the electron beam is positioned at the position (1), the electron beam is deflected by the sub-deflector 62 for exposure in units of the minimum deflection amount (array interval), so that all the patterns exposed on the wafer can be exposed. When a plurality of electron beams are located in the second area NN on the array, the electron beams are deflected without being settled, whereby exposure can be performed while reducing unnecessary deflection of the electron beams.
【0054】次に、図6(C)に示す領域FF、NNに関する
データから、CPU25は露光すべき配列要素の配列位置を
決定する。図6(A)(B)を示すデータから、電子ビームが
整定される配列位置に対応した要素電子光学系毎のブラ
ンキング電極のon/offを決定する。Next, the CPU 25 determines the array position of the array element to be exposed from the data on the areas FF and NN shown in FIG. From the data shown in FIGS. 6A and 6B, the on / off of the blanking electrode for each element electron optical system corresponding to the arrangement position where the electron beam is settled is determined.
【0055】その結果、図7のような、少なくとも一つ
の電子ビームが露光する配列位置、その配列位置での各
要素電子光学系のブランキング電極のon/offを要素とす
る露光制御データを作成する。As a result, as shown in FIG. 7, an exposure control data is prepared in which the arrangement position exposed by at least one electron beam and the on / off of the blanking electrode of each element electron optical system at the arrangement position are elements. I do.
【0056】更に、CPU25は、クーロン効果によるぼけ
を補正する為に、作成された露光制御データに基づいて
図8に示す評価処理を実行する。Further, the CPU 25 executes an evaluation process shown in FIG. 8 based on the created exposure control data in order to correct blur due to the Coulomb effect.
【0057】図8の評価処理では、整定される配列位置
毎に、ウエハ上に照射される複数の電子ビームの分布状
態を表わすサブアレイ毎の分布係数Cを次の手順で演算
する。In the evaluation process of FIG. 8, a distribution coefficient C for each sub-array representing a distribution state of a plurality of electron beams irradiated on the wafer is calculated for each arrangement position to be settled in the following procedure.
【0058】(ステップS101)整定される配列位置(x,
y)を選択する。(Step S101) The array position (x,
Select y).
【0059】(ステップS102)選択された配列位置(x,
y)で、サブアレイA1〜A5のそれぞれについて遮断され
ずにウエハ上に照射される電子ビームの数N1〜N5(サブ
アレイ内でブランキング電極がoffとなる数)を検出す
る。すなわち、複数の電子ビームで構成される電子ビー
ム群であるサブアレイからの電子ビームのうち、いくつ
の電子ビームがウエハ上に照射されるかを検出する。(Step S102) The selected array position (x,
In y), the number N1 to N5 of electron beams irradiated on the wafer without being blocked for each of the subarrays A1 to A5 (the number of blanking electrodes turned off in the subarray) is detected. That is, of the electron beams from the sub-array, which is an electron beam group composed of a plurality of electron beams, how many electron beams are irradiated on the wafer is detected.
【0060】(ステップS103)サブアレイAiの分布係数
Ciとして、下式によって、サブアレイ毎の分布係数Ci
を求める。(Step S103) As the distribution coefficient Ci of the sub-array Ai, the distribution coefficient Ci for each sub-array is calculated by the following equation.
Ask for.
【0061】[0061]
【外1】 ここで、NiはステップS102で検出したサブアレイAiでウ
エハ上に照射される電子ビームの数であり、Kは、サブ
アレイの大きさで決まる定数であり、Di,jは、サブアレ
イAiの中心とサブアレイAjの中心との距離である。[Outside 1] Here, Ni is the number of electron beams irradiated on the wafer in the subarray Ai detected in step S102, K is a constant determined by the size of the subarray, and Di, j is the center of the subarray Ai and the subarray. It is the distance from the center of Aj.
【0062】上式によれば、ウエハ上に照射される全て
の電子ビームの数が同一でも、サブアレイAiの中でウエ
ハ上に照射される電子ビームの数が多いほどサブアレイ
Aiの分布係数Ciは大きくなる。また、サブアレイAi中
でウエハ上に照射される電子ビームの数が同一でも他の
サブアレイでの電子ビーム数が多ければサブアレイAiの
分布係数Ciは大きくなる。According to the above equation, even if the number of electron beams irradiated on the wafer is the same, the larger the number of electron beams irradiated on the wafer in the subarray Ai, the more the subarray
The distribution coefficient Ci of Ai increases. Even if the number of electron beams irradiated on the wafer in the sub-array Ai is the same, if the number of electron beams in the other sub-arrays is large, the distribution coefficient Ci of the sub-array Ai increases.
【0063】(ステップS104)求められたサブアレイ毎
の分布係数Ciをリフォーカス制御データとして記憶す
る。(Step S104) The obtained distribution coefficient Ci for each sub-array is stored as refocus control data.
【0064】(ステップS105)すべての整定される配列
位置(x,y)について、ステップS102〜S104の処理を終
了したか否かを判断し、未処理の整定される配列位置
(x,y)がある場合はステップS101へ戻って未処理の整
定される配列位置(x,y)を選択する。(Step S105) It is determined whether or not the processing of steps S102 to S104 has been completed for all the array positions (x, y) to be settled, and the unprocessed array positions (x, y) to be settled. If there is, the process returns to step S101 to select an unprocessed settling array position (x, y).
【0065】(ステップS106)すべての整定される配列
位置(x,y)について上記処理を終えると、図8の評価
処理は終了し、図9に示すような、整定される配列位置
に対するサブアレイ毎の分布係数Ciを要素とするリフ
ォーカス制御データが記憶される。(Step S106) When the above processing is completed for all the array positions (x, y) to be settled, the evaluation processing in FIG. 8 ends, and the sub-arrays for the array positions to be settled as shown in FIG. The refocus control data having the distribution coefficient Ci as an element is stored.
【0066】本実施例では、これらの処理を電子ビーム
露光装置のCPU25で処理したが、それ以外の処理装置で
行い、その露光制御データ及びリフォーカス制御データ
をCPU25に転送してもその目的・効果は変わらない。In this embodiment, these processes are performed by the CPU 25 of the electron beam exposure apparatus. However, even if the processing is performed by another processing apparatus, and the exposure control data and the refocus control data are transferred to the CPU 25, the purpose and The effect remains the same.
【0067】次に、CPU25は、インターフェース24を介
して制御系22に「露光の実行」を命令すると、制御系22
は上記の露光制御データ及びリフォーカス制御データが
転送されたメモリ23上のデータに基づいて下記のステッ
プを実行する。Next, when the CPU 25 instructs the control system 22 to execute “exposure” via the interface 24, the CPU 25
Executes the following steps based on the data on the memory 23 to which the above-described exposure control data and refocus control data are transferred.
【0068】(ステップS201)制御系22は、内部の基準
クロックに同期して転送されるメモリ23からの露光制御
データに基づいて、偏向制御回路17に命じ、偏向器6の
副偏向器62によって、要素電子光学系アレイからの複数
の電子ビームを偏向させてその位置を整定する。(Step S201) The control system 22 instructs the deflection control circuit 17 based on the exposure control data from the memory 23 transferred in synchronization with the internal reference clock, and the sub-deflector 62 of the deflector 6 A plurality of electron beams from the elementary electron optical system array are deflected to set their positions.
【0069】また、制御系22は、露光制御データと同様
に転送されるリフォーカス制御データに基づいて、第1
焦点・非点制御回路に命じ、要素電子光学系の中間像形
成位置をサブアレイ毎に制御している。すなわち、サブ
アレイ毎の分布係数Ciに基づいて、各サブアレイの要
素電子光学系の中間像形成位置を分布係数Cが大きい程
電子銃1側に設定する。その結果、分布係数Cが大きい
程クーロン効果により縮小電子光学系4に対して遠ざか
る位置に移動するウエハ上の電子ビームの結像位置が、
縮小電子電子光学系4に接近するようになるので、クー
ロン効果によるぼけが補正できる。このウエハ上の電子
ビームの結像位置の移動量(補正量)をリフォーカス量
といい、このリフォーカス量と分布係数Cとの関係は予
め数値シミュレーション若しくは実験等により求め、分
布係数Cに基づいて所望のリフォーカス量を得るように
各サブアレイ毎の要素電子光学系の電子光学特性が制御
されている。Further, the control system 22 performs the first control based on the refocus control data transferred in the same manner as the exposure control data.
The focus / astigmatism control circuit is commanded to control the intermediate image forming position of the elementary electron optical system for each sub-array. That is, based on the distribution coefficient Ci for each subarray, the intermediate image forming position of the elementary electron optical system of each subarray is set closer to the electron gun 1 as the distribution coefficient C increases. As a result, as the distribution coefficient C increases, the imaging position of the electron beam on the wafer that moves to a position farther from the reduction electron optical system 4 due to the Coulomb effect becomes:
Since it comes closer to the reduced electron electronic optical system 4, blurring due to the Coulomb effect can be corrected. The amount of movement (correction amount) of the imaging position of the electron beam on the wafer is called a refocus amount, and the relationship between the refocus amount and the distribution coefficient C is obtained in advance by numerical simulation or experiment, and is based on the distribution coefficient C. The electron optical characteristics of the element electron optical system for each sub-array are controlled so as to obtain a desired refocus amount.
【0070】さらに、制御系22は、ブランキング制御回
路14に命じ各要素電子光学系のブランキング電極をウエ
ハ5に露光すべきパターンに応じてon/offさせる。この
時XYステージ12はX方向に連続移動しており、偏向制
御回路17は、XYステージ12の移動量も含めて電子ビー
ムの偏向位置を制御している。Further, the control system 22 instructs the blanking control circuit 14 to turn on / off the blanking electrode of each element electron optical system according to the pattern to be exposed on the wafer 5. At this time, the XY stage 12 is continuously moving in the X direction, and the deflection control circuit 17 controls the deflection position of the electron beam including the amount of movement of the XY stage 12.
【0071】その結果、一つの要素電子光学系からの電
子ビームは、図10(A)に示すようにウエハ5上の露光フィ
ールド(EF)を黒四角を起点として走査し露光する。ま
た、図10(B)に示すように、サブアレイ内の複数の要素
電子光学系の露光フィールド(EF)は、隣接するように
設定されていて、その結果、ウエハ5上において、複数
の露光フィールド(EF)で構成されるサブアレイ露光フ
ィールド(SEF)を露光される。同時に、ウエハ5上におい
て、図11(A)に示すようなサブアレイA1からA5のそれ
ぞれが形成するサブアレイ露光フィールド(SEF)で構成
されるサブフィールドが露光される。As a result, the electron beam from one elementary electron optical system scans and exposes the exposure field (EF) on the wafer 5 starting from the black square as shown in FIG. 10A. Also, as shown in FIG. 10B, the exposure fields (EF) of the plurality of element electron optical systems in the sub-array are set to be adjacent, and as a result, the plurality of exposure fields The sub-array exposure field (SEF) composed of (EF) is exposed. At the same time, on the wafer 5, a subfield composed of a subarray exposure field (SEF) formed by each of the subarrays A1 to A5 as shown in FIG.
【0072】(ステップS202)制御系22は、図10(B)
に示すサブフィールド1を露光後、サブフィールド2を
露光する為に、偏向制御回路17に命じ、偏向器6の主偏
向器61によって、要素電子光学系アレイからの複数の電
子ビーム偏向させる。この時、制御系22は、第2焦点・
非点制御回路に命じ、予め求めた動的焦点補正データに
基づいてダイナミックフォーカスコイル7を制御して縮
小電子光学系4の焦点位置を補正するとともに、予め求
めた動的非点補正データに基づいてダイナミックスティ
グコイル8を制御して、縮小電子光学系の非点収差を補
正する。そして、ステップ1の動作を行い、サブフィー
ルド2を露光する。(Step S202) The control system 22 is configured as shown in FIG.
After exposing the subfield 1 shown in (1), the deflection control circuit 17 is instructed to expose the subfield 2, and the main deflector 61 of the deflector 6 deflects a plurality of electron beams from the elementary electron optical system array. At this time, the control system 22
Instructs the astigmatism control circuit to correct the focal position of the reduction electron optical system 4 by controlling the dynamic focus coil 7 based on the previously obtained dynamic focus correction data, and based on the previously obtained dynamic astigmatism correction data. By controlling the dynamic stig coil 8, the astigmatism of the reduction electron optical system is corrected. Then, the operation of step 1 is performed, and the subfield 2 is exposed.
【0073】以上のステップS201,S202を繰り返して、
図11(B)示すようにサブフィールド3,4というようにサ
ブフィールドを順次露光してウエハ全面を露光する。By repeating the above steps S201 and S202,
As shown in FIG. 11B, the subfields are sequentially exposed such as subfields 3 and 4, and the entire surface of the wafer is exposed.
【0074】(第2の実施形態)第1の実施形態では、
サブアレイ毎の電子ビームのリフォーカス量は、各サブ
アレイ毎の要素電子光学系の電子光学特性を調整するこ
とにより設定していたが、第2の実施形態では、サブア
レイ毎のリフォーカス量の平均値を求め、平均値のリフ
ォーカス量はリフォーカスコイル9により設定し、各サ
ブアレイの要素電子光学系は、設定すべきリフォーカス
量から平均値を差し引いた残差のリフォーカス量を設定
している。(Second Embodiment) In the first embodiment,
The refocus amount of the electron beam for each sub-array has been set by adjusting the electron optical characteristics of the elementary electron optical system for each sub-array. In the second embodiment, the average value of the refocus amount for each sub-array is set. Is calculated, the refocus amount of the average value is set by the refocus coil 9, and the element electron optical system of each subarray sets the refocus amount of the residual obtained by subtracting the average value from the refocus amount to be set. .
【0075】(第3の実施形態)第1の実施形態では、
副偏向器62によって、要素電子光学系アレイからの複数
の電子ビームを偏向させてその位置を整定する度に、サ
ブアレイ毎の電子ビームのリフォーカス量を変更した
が、第3の実施形態では、サブフィールドを露光してい
る間はサブアレイ毎の電子ビームのリフォーカス量を一
定にし、露光するサブフィールドが代わる時にサブアレ
イ毎の電子ビームのリフォーカス量を変更している。こ
の時、サブアレイ毎の分布係数Cは、これから露光され
るサブフィールド内の各配列位置での分布系数Cの平均
値を用いている。言い換えれば、予め決められた偏向領
域内(サブフィールド)では、偏向領域内での複数のサ
ブアレイ毎の評価値に基づいて、サブアレイ毎の電子ビ
ームの結像位置を補正している。(Third Embodiment) In the first embodiment,
Each time the sub-deflector 62 deflects a plurality of electron beams from the elementary electron optical system array and stabilizes their positions, the refocus amount of the electron beam for each sub-array is changed. However, in the third embodiment, During the exposure of the subfield, the refocus amount of the electron beam for each subarray is kept constant, and when the subfield to be exposed changes, the refocus amount of the electron beam for each subarray is changed. At this time, the distribution coefficient C for each sub-array uses the average value of the distribution coefficient C at each array position in the sub-field to be exposed. In other words, in a predetermined deflection area (subfield), the imaging position of the electron beam for each subarray is corrected based on the evaluation value for each of the plurality of subarrays in the deflection area.
【0076】(デバイスの生産方法の実施の形態)次に
上記説明した電子ビーム露光装置を利用したデバイスの
生産方法の実施例を説明する。(Embodiment of Device Manufacturing Method) Next, an embodiment of a device manufacturing method using the above-described electron beam exposure apparatus will be described.
【0077】図12は微小デバイス(ICやLSI等の
半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1
(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。
ステップ2(露光制御データ作成)では設計した回路パ
ターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成す
る。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の
材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプ
ロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御デー
タが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフ
ィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4
によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディ
ング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を
含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷(ステップ7)される。FIG. 12 shows a micro device (a semiconductor chip such as an IC or an LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head,
2 shows a flow of manufacturing a micromachine or the like. Step 1
In (circuit design), a circuit of a semiconductor device is designed.
In step 2 (exposure control data creation), exposure control data of the exposure apparatus is created based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the wafer and the exposure apparatus to which the prepared exposure control data has been input. The next step 5 (assembly) is called a post-process, and step 4
Is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced by the above process, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).
【0078】図13は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオ
ン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ1
5(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ16(露光)では上記説明した露光装置によって
回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ17
(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18
(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削
り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチング
が済んで不要となったレジストを取り除く。これらのス
テップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重
に回路パターンが形成される。FIG. 13 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 1
In 5 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern is printed on the wafer by exposure using the above-described exposure apparatus. Step 17
In (development), the exposed wafer is developed. Step 18
In (etching), portions other than the developed resist image are scraped off. In step 19 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
【0079】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device, which was conventionally difficult to manufacture, at low cost.
【0080】[0080]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
ルチ電子ビーム型露光装置によってパターンを描画する
際に、クーロン効果によるぼけを補正する為の電子ビー
ムの照射毎の描画条件を適正化して、従来よりも高解像
の描画を実現できる。As described above, according to the present invention, when a pattern is drawn by a multi-electron beam type exposure apparatus, the drawing conditions for each electron beam irradiation for correcting blur due to the Coulomb effect are optimized. As a result, higher resolution drawing than before can be realized.
【図1】本発明に係る電子ビーム露光装置の要部概略を
示す図。FIG. 1 is a view schematically showing a main part of an electron beam exposure apparatus according to the present invention.
【図2】要素電子光学系アレイ3について説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating an element electron optical system array 3.
【図3】要素電子光学系を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating an element electron optical system.
【図4】要素電子光学系の電極を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating electrodes of the elementary electron optical system.
【図5】本発明に係るシステム構成を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a system configuration according to the present invention.
【図6】各要素電子光学系が露光するべきパターンおよ
び偏向器が定める配列の領域決定を説明する図。FIG. 6 is a view for explaining a pattern to be exposed by each elementary electron optical system and an area determination of an array determined by a deflector.
【図7】露光制御データを説明する図。FIG. 7 is a view for explaining exposure control data.
【図8】本発明に係る評価処理を説明する図。FIG. 8 is a diagram illustrating an evaluation process according to the present invention.
【図9】リフォーカス制御データを説明する。FIG. 9 illustrates refocus control data.
【図10】露光フィールド(EF)及びサブアレイ露光フ
ィールド(SEF)を説明する図。FIG. 10 is a view for explaining an exposure field (EF) and a sub-array exposure field (SEF).
【図11】サブフィールドを説明する図。FIG. 11 is a diagram illustrating a subfield.
【図12】微小デバイスの製造フローを説明する図。FIG. 12 is a diagram illustrating a flow of manufacturing a micro device.
【図13】ウエハプロセスを説明する図。FIG. 13 is a diagram illustrating a wafer process.
【図14】クーロン効果によるぼけを説明する図。FIG. 14 is a diagram illustrating blurring due to the Coulomb effect.
1 電子銃 2 コンデンサーレンズ 3 要素電子光学系アレイ 4 縮小電子光学系 5 ウエハ 6 偏向器 7 ダイナミックフォーカスコイル 8 ダイナミックスティグコイル 9 リフォーカスコイル 10 ファラデーカップ 11 θ−Zステージ 12 XYステージ 13 ステージ基準板 14 ブランキング制御回路 15 第1焦点・非点制御回路 16 第2焦点・非点制御回路 17 偏向制御回路 18 倍率調整回路 19 リフォーカス制御回路 20 ステージ駆動制御回路 21 レーザ干渉計 22 制御系 23 メモリ 24 インターフェース 25 CPU REFERENCE SIGNS LIST 1 electron gun 2 condenser lens 3 element electron optical system array 4 reduction electron optical system 5 wafer 6 deflector 7 dynamic focus coil 8 dynamic stig coil 9 refocus coil 10 Faraday cup 11 θ-Z stage 12 XY stage 13 stage reference plate 14 Blanking control circuit 15 First focus / astigmatism control circuit 16 Second focus / astigmatism control circuit 17 Deflection control circuit 18 Magnification adjustment circuit 19 Refocus control circuit 20 Stage drive control circuit 21 Laser interferometer 22 Control system 23 Memory 24 Interface 25 CPU
Claims (13)
ターンを露光する電子ビーム露光方法において、 複数の電子ビームで構成される電子ビーム群を複数配列
して縮小電子光学系を介して前記基板上に結像させる段
階と、 前記複数の電子ビーム群を前記基板上を偏向させる段階
と、 偏向毎に、各電子ビームの照射を個別に制御する段階
と、 前記電子ビーム群毎の前記基板上に照射される偏向毎の
電子ビームの数に基づいて、前記電子ビーム群毎に電子
ビームの結像位置の移動量に関する評価値を算出する評
価段階と、 前記評価値に基づいて対応する電子ビーム群の電子ビー
ムの結像位置の補正を行う補正段階とを有することを特
徴とする電子ビーム露光方法。1. An electron beam exposure method for exposing a pattern on a base slope using a plurality of electron beams, comprising: arranging a plurality of electron beams composed of a plurality of electron beams; Forming an image on a substrate; deflecting the plurality of electron beams on the substrate; individually controlling irradiation of each electron beam for each deflection; and the substrate for each electron beam group An evaluation step of calculating an evaluation value related to a movement amount of an imaging position of an electron beam for each of the electron beam groups based on the number of electron beams for each deflection irradiated above, and an electron corresponding to the electron beam based on the evaluation value. A correcting step of correcting the imaging position of the electron beam of the beam group.
量の平均値だけ、すべての電子ビーム群の電子ビームの
結像位置を補正する段階と、各電子ビーム群毎の補正量
と前記平均値との差だけ、対応する電子ビーム群毎に電
子ビームの結像位置を補正させる段階とを有することを
特徴とする請求項1の電子ビーム露光方法。2. The method according to claim 1, wherein the correcting step corrects the imaging positions of the electron beams of all the electron beam groups by an average value of the correction amounts of the electron beam groups. Correcting the imaging position of the electron beam for each corresponding electron beam group by the difference from the average value.
される電子ビーム群と他の電子ビーム群との距離と、該
他の電子ビーム群の前記基板上に照射される電子ビーム
の数とに基づいて、該評価値を算出することを特徴とす
る請求項1の電子ビーム露光方法。3. The evaluation step further includes the step of calculating a distance between the electron beam group for which an evaluation value is calculated and another electron beam group, and the number of electron beams of the other electron beam group irradiated onto the substrate. 2. The electron beam exposure method according to claim 1, wherein the evaluation value is calculated based on the following.
の中間像からの電子ビームであって、前記補正段階は、
前記縮小電子光学系の光軸方向の前記中間像の結像位置
を前記電子ビーム群毎に補正する段階を有することを特
徴とする請求項1乃至3の電子ビーム露光方法。4. Each electron beam is an electron beam from an intermediate image of a corresponding electron source, wherein the correcting step comprises:
4. The electron beam exposure method according to claim 1, further comprising the step of correcting an image forming position of the intermediate image in the optical axis direction of the reduction electron optical system for each of the electron beam groups.
域内では、該偏向領域内の複数の前記電子ビーム群毎の
評価値に基づいて、対応する電子ビーム群の電子ビーム
の結像位置の補正を行うことを特徴とする請求項1の電
子ビーム露光方法。5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the correcting step includes, in a predetermined deflection area, an imaging position of an electron beam of the corresponding electron beam group based on an evaluation value for each of the plurality of electron beam groups in the deflection area. 2. The electron beam exposure method according to claim 1, wherein the correction is performed.
用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製
造方法。6. A device manufacturing method, wherein a device is manufactured using the electron beam exposure method according to claim 1.
ターンを露光する電子ビーム露光装置において、 複数の電子ビームで構成される電子ビーム群を複数配列
して前記基板上に結像させる縮小電子光学系と、 前記複数の電子ビーム群を前記基板上を偏向させる偏向
手段と、 偏向毎に、各電子ビームの照射を個別に制御する照射制
御手段と、 前記電子ビーム群毎に電子ビームの結像位置を補正する
補正手段と、 前記電子ビーム群毎の前記基板上に照射される偏向毎の
電子ビームの数に基づいて算出される、前記電子ビーム
群毎の電子ビームの結像位置の移動量に関する評価値を
記憶する手段と、 前記評価値に基づいて、対応する電子ビーム群の電子ビ
ームの結像位置を前記補正手段により補正を行わせる制
御手段とを有することを特徴とする電子ビーム露光装
置。7. An electron beam exposure apparatus for exposing a pattern on a base slope using a plurality of electron beams, wherein a plurality of electron beam groups composed of a plurality of electron beams are arranged and imaged on the substrate. An electron optical system; a deflecting unit that deflects the plurality of electron beams on the substrate; an irradiation control unit that individually controls irradiation of each electron beam for each deflection; Correction means for correcting the imaging position, calculated based on the number of electron beams for each deflection applied to the substrate for each of the electron beam groups, the imaging position of the electron beam for each of the electron beam groups Means for storing an evaluation value relating to the amount of movement, and control means for causing the correction means to correct the imaging position of the electron beam of the corresponding electron beam group based on the evaluation value. Electron beam exposure equipment.
ビーム群と他の電子ビーム群との距離と、該他の電子ビ
ーム群の基板に照射される電子ビームの数とに基づい
て、算出されることを特徴とする請求項7の電子ビーム
露光装置。8. The evaluation value is based on a distance between the electron beam group for which the evaluation value is calculated and another electron beam group, and the number of electron beams applied to the substrate of the other electron beam group. 8. The electron beam exposure apparatus according to claim 7, wherein the values are calculated.
系を複数含むサブアレイを複数配列してなる要素電子光
学系アレイを有し、前記各電子ビームは対応する前記電
子源の中間像からの電子ビームであって、前記補正手段
は、前記サブアレイ毎に前記縮小電子光学系の光軸方向
の前記中間像の位置を移動させることを特徴とする請求
項7の電子ビーム露光装置。9. An element electron optical system array in which a plurality of subarrays each including a plurality of element electron optical systems forming an intermediate image of an electron source are arranged, and each of the electron beams is converted from a corresponding intermediate image of the electron source. 8. The electron beam exposure apparatus according to claim 7, wherein the correction means moves the position of the intermediate image in the optical axis direction of the reduction electron optical system for each of the sub-arrays.
の焦点位置を調整するリフォーカスコイルを有し、前記
制御手段は、電子ビーム群毎の補正量の平均値だけ、す
べての電子ビーム群の電子ビームの結像位置を前記リフ
ォーカスコイルによって補正させることを特徴とする請
求項7及び9の電子ビーム露光装置。10. The correction means includes a refocus coil for adjusting a focal position of the reduction electron optical system, and the control means controls all electron beam groups by an average value of correction amounts for each electron beam group. 10. The electron beam exposure apparatus according to claim 7, wherein the image forming position of the electron beam is corrected by the refocus coil.
記中間像が前記縮小電子光学系を介して前記基板上に縮
小投影される際に発生する収差を補正することを特徴と
する請求項9の電子ビーム露光装置。11. Each of the element electron optical systems corrects an aberration generated when the intermediate image is reduced and projected onto the substrate via the reduction electron optical system. Electron beam exposure equipment.
領域内では、該偏向領域内の複数の前記電子ビーム群毎
の評価値に基づいて、対応する電子ビーム群の電子ビー
ムの結像位置の補正を前記補正手段によって行わせるこ
とを特徴とする請求項7の電子ビーム露光方法。12. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit determines an image forming position of an electron beam of the corresponding electron beam group in a predetermined deflection area based on an evaluation value for each of the plurality of electron beam groups in the deflection area. 8. The electron beam exposure method according to claim 7, wherein said correction is performed by said correction means.
置を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイ
ス製造方法。13. A device manufacturing method, wherein a device is manufactured using the electron beam exposure apparatus according to claim 7.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2002041372A1 (en) * | 2000-11-17 | 2002-05-23 | Advantest Corporation | Electron beam exposure system, electron beam exposure method, and production method for semiconductor element |
US7005658B2 (en) * | 2001-05-25 | 2006-02-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Charged particle beam exposure apparatus and method |
JP2016063149A (en) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Beam position measurement method of multi-charged particle beam and multi-charged particle beam drawing device |
JP2017011270A (en) * | 2015-06-23 | 2017-01-12 | 大日本印刷株式会社 | Charged particle beam drawing apparatus and control method therefor |
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- 1997-05-08 JP JP11808997A patent/JP3976835B2/en not_active Expired - Fee Related
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