JP2005259863A - Electron beam exposure apparatus and electron beam exposure method - Google Patents
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Abstract
【課題】 副偏向器の偏向歪みを補正しうる電子線露光装置及び電子線露光方法を提供する。
【解決手段】 電子線露光装置1を、予め取得した副偏向器51及び52の偏向歪みにより生じる偏向角度のずれ情報である偏向歪み情報を記憶する偏向歪み情報記憶部62と、副偏向器51及び52に指令する入射角度情報を、偏向歪み情報に基づき補正する入射角度情報補正部74とを備えて構成する。
【選択図】 図7
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam exposure apparatus and an electron beam exposure method capable of correcting a deflection distortion of a sub deflector.
An electron beam exposure apparatus includes a deflection distortion information storage unit that stores deflection distortion information that is deviation information of a deflection angle caused by deflection distortion of sub-deflectors 51 and 52 acquired in advance, and a sub-deflector 51. And an incident angle information correction unit 74 that corrects the incident angle information commanded to 52 and 52 based on the deflection distortion information.
[Selection] Figure 7
Description
本発明は、半導体集積回路などの製造工程で使用される微細パターンを露光する電子線露光装置に関し、特に露光パターンに対応する開口を有するマスクを半導体ウエハなどの試料の表面に近接して配置し、マスクに電子ビームを照射して開口を通過した電子ビームで露光を行う電子線近接露光装置に関する。 The present invention relates to an electron beam exposure apparatus that exposes a fine pattern used in a manufacturing process of a semiconductor integrated circuit and the like, and in particular, a mask having an opening corresponding to the exposure pattern is arranged close to the surface of a sample such as a semiconductor wafer. The present invention relates to an electron beam proximity exposure apparatus that performs exposure with an electron beam that has passed through an aperture by irradiating an electron beam onto a mask.
近年、半導体集積回路の高集積化のニーズに伴い、回路パターンの一層の微細化が要望されている。現在、微細化の限界を規定しているのは主として露光装置であり、電子ビーム直接描画装置やX線露光装置などの新しい方式の露光装置が開発されている。 In recent years, with the need for higher integration of semiconductor integrated circuits, further miniaturization of circuit patterns has been demanded. At present, the limits of miniaturization are mainly limited to exposure apparatuses, and new exposure apparatuses such as an electron beam direct writing apparatus and an X-ray exposure apparatus have been developed.
最近では新しい方式の露光装置として、量産レベルで超微細加工用に使用可能な電子線近接露光装置が開示されている(例えば特許文献1、およびこれに対応する日本国特許出願の特許文献2)。
Recently, an electron beam proximity exposure apparatus that can be used for ultrafine processing at a mass production level has been disclosed as a new type of exposure apparatus (for example, Patent Document 1 and
図1は、特許文献1に開示された電子線近接露光装置の基本構成を示す図である。この図を参照して、電子線近接露光装置について簡単に説明する。図示するように、電子光学鏡筒(カラム)10内には、電子ビーム15を発生する電子線源14と整形アパチャ18と電子ビーム15を平行ビームにする照射レンズ16とを有する電子銃12、対となる主偏向器21、22と、対となる副偏向器51、52とを含み、電子ビーム15を光軸19に平行に走査する走査手段20、露光するパターンに対応する開口を有するマスク30、および静電チャック44とXYステージ46とから構成される。試料(半導体ウエハ)40は、表面にレジスト層42が形成され、静電チャック44上に保持されている。
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an electron beam proximity exposure apparatus disclosed in Patent Document 1. As shown in FIG. The electron beam proximity exposure apparatus will be briefly described with reference to this figure. As shown in the figure, an
マスク30は、厚い外縁部34の中央部に、開口が形成された薄膜部32を有しており、試料40は表面がマスク30に近接するように配置される。この状態で、マスクに垂直に電子ビーム15を照射すると、マスクの開口を通過した電子ビーム15が試料40の表面のレジスト層42に照射される。
The
静電レンズや磁界レンズ等により実現される1対の偏向器である主偏向器21及び22は、電子ビーム15を、マスク30の薄膜部32上の全面を走査するように偏向制御する。図2に示すように電子ビーム15が薄膜部32上を全面走査することよりマスク30のマスクパターンが試料40上のレジスト層42に等倍転写される。
The
XYステージ46は、静電チャック44に吸着された試料40を水平の直交2軸方向に移動させるもので、マスクパターンの等倍転写が終了するたびに試料40を所定量移動させ、これにより1枚の試料40に複数のマスクパターンを転写できるようにしている。
The
走査手段20中の副偏向器51、52は、静電レンズや磁界レンズ等により実現され、マスク歪みを補正するように電子ビーム15のマスクパターンへの入射角度を制御(傾き制御)する。いま図3に示すように電子ビーム15の露光用マスク30への入射角度をα、露光用マスク30とウエハ40とのギャップをGとすると、入射角度αによるマスクパターンの転写位置のずれ量δは、
δ=G・tanα
で表される。図3上ではマスクパターンが正規の位置からずれ量δだけずれた位置に転写される。
The
δ = G ・ tanα
It is represented by In FIG. 3, the mask pattern is transferred to a position shifted from the normal position by a shift amount δ.
したがって、露光用のマスク30に、例えば図4(A)に示されるようなマスク歪みがある場合には、電子ビーム走査位置におけるマスク歪みに応じて、電子ビームの傾き制御を行うことにより、図4(B)に示されるようにマスク歪みのない状態でのマスクパターンを転写することが可能となる。
Therefore, when the
しかし、偏向器を構成する電極の機械的な取り付け誤差や電極の特性等に起因して、副偏向器51、52が発生させる電場や磁場に歪みが生じる。この電場や磁場の歪みのために副偏向器51、52に偏向歪み、すなわち副偏向器51、52に入力する偏向指令値と、実際の電子ビーム15の偏向角度の間のズレが生じる。
However, the electric field and magnetic field generated by the
図5は、副偏向器51、52に生じる偏向歪みの説明図であり、マスク30に入射するときのx方向の入射角度[rad]をx座標に、y方向の入射角度[rad]をy座標に示すとする。副偏向指令値P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8又はP9が入力された副偏向器51、52により偏向された電子ビーム15は、副偏向器が有するシフト、拡大縮小、回転、台形歪、x方向弓形歪み、又はy方向弓形歪みなどの偏向歪みのために、副偏向指令値P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8又はP9と同一の偏向角度で偏向されず、ややずれた偏向角度P1’、P2’、P3’、P4’、P5’、P6’、P7’、P8’又はP9’にそれぞれ偏向される。
このため、図示する副偏向指令値の範囲91内で電子ビーム15の入射角度を偏向させても、実際の電子ビーム15は、範囲91と異なる偏向角度範囲92内で偏向される。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the deflection distortion generated in the
Therefore, even if the incident angle of the
さらに、この偏向歪み量は主偏向器21、22による主偏向量によっても変動する。すなわち、副偏向器51、52の偏向歪み量は、主偏向器21、22によって偏向された電子ビームのマスク30上の偏向位置によって異なる。
Further, the deflection distortion amount also varies depending on the main deflection amount by the
図6は、主偏向量によって変動する副偏向器の偏向歪みの説明図である。電子ビーム15が照射するマスク30上のx方向の偏向位置をX座標に、y方向の偏向位置をY座標に示すとする。
主偏向器21、22の偏向領域93内の各偏向位置94A、94B、94C、94D、94E、94F、91G、94H及び94Iに偏向された電子ビーム15の、副偏向器51、52の偏向歪みは各偏向位置において異なり、各偏向位置において副偏向指令値の範囲91A、91B、91C、91D、91E、91F、91G、91H及び91Iの指令値で偏向される電子ビーム15の実際の偏向角度範囲は、それぞれ範囲92A、92B、92C、92D、92E、92F、92G、92H及び92Iに示すとおりとなる。
FIG. 6 is an explanatory diagram of the deflection distortion of the sub deflector that varies depending on the main deflection amount. It is assumed that the deflection position in the x direction on the
Deflection distortion of the
上述の副偏向器の偏向歪みと、主偏向量に依存する偏向歪みの非線形性の変動に起因して、電子ビーム15の試料40上の計算上照射位置と実際の照射位置とのずれが生じ、試料の露光量のムラを招き、露光パターンの解像性の劣化の原因となる。
また、副偏向器による傾き補正によって、前工程で試料40上に既に形成される下地パターンと露光するパターンとの重ね合わせ補正を行う場合には、重ね合わせ精度の劣化をも引き起こす。
Due to the above-described deflection distortion of the sub-deflector and fluctuations in the nonlinearity of the deflection distortion depending on the main deflection amount, a deviation between the calculated irradiation position on the
Further, when the overlay correction between the ground pattern already formed on the
上記問題点を鑑みて、副偏向器の偏向歪みを補正しうる電子線露光装置及び電子線露光方法を提供することを本発明の目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electron beam exposure apparatus and an electron beam exposure method capable of correcting the deflection distortion of the sub deflector.
上記目的を達成するため、本発明では、電子ビームのマスクへの入射角度を偏向する偏向器の偏向歪み情報を予め取得し、かかる偏向歪み情報に基づき、偏向器に指令する入射角度情報を補正する。 In order to achieve the above object, the present invention acquires in advance deflection distortion information of a deflector that deflects the incident angle of the electron beam on the mask, and corrects the incident angle information commanded to the deflector based on the deflection distortion information. To do.
すなわち、本発明の第1形態に係る電子線露光装置は、電子ビームを発生する電子線源と、試料表面に露光するパターンに応じたマスクパターンを備えるマスクと、電子ビームのマスクへの入射角度を偏向する偏向器とを備え、マスクを通過した電子ビームで、試料表面にマスクパターンを露光する電子線露光装置であって、予め取得した偏向器の偏向歪みにより生じる偏向角度のずれ情報である偏向歪み情報を記憶する偏向歪み情報記憶部と、偏向器に指令する入射角度情報を、偏向歪み情報に基づき補正する入射角度情報補正部と、を備える。 That is, the electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention includes an electron beam source that generates an electron beam, a mask including a mask pattern corresponding to a pattern to be exposed on a sample surface, and an incident angle of the electron beam to the mask. An electron beam exposure apparatus that exposes a mask pattern on the surface of a sample with an electron beam that has passed through a mask, and is information on deflection angle deviation caused by deflection distortion of the deflector acquired in advance. A deflection distortion information storage unit that stores deflection distortion information, and an incident angle information correction unit that corrects incident angle information commanded to the deflector based on the deflection distortion information.
また、本発明の第2形態に係る電子線露光方法は、電子ビームを電子線源から発生させ、試料表面に露光するパターンに応じたマスクパターンを備えるマスクに、電子ビームを偏向器によって入射角度を偏向しつつ入射させ、マスクを通過した電子ビームで、試料表面にマスクパターンを露光する電子線露光方法であって、偏向器の偏向歪みにより生じる偏向角度のずれ情報である偏向歪み情報を取得し、偏向器に指令する入射角度情報を、偏向歪み情報に基づき補正する。 The electron beam exposure method according to the second embodiment of the present invention is an electron beam exposure method in which a beam is generated from an electron beam source and a mask having a mask pattern corresponding to a pattern to be exposed on a sample surface is incident on the electron beam by a deflector. This is an electron beam exposure method that exposes the mask pattern on the sample surface with an electron beam that has passed through the mask while deflecting it, and obtains deflection distortion information that is information on the deflection angle caused by the deflection distortion of the deflector. Then, the incident angle information commanded to the deflector is corrected based on the deflection distortion information.
そして、電子ビームを、マスク上の所定の偏向領域内の各偏向位置に偏向するときは、偏向歪み情報を、偏向領域内の各偏向位置について偏向歪み情報を取得又は記憶しておき、電子ビームの現在の偏向位置に応じて、記憶された偏向歪み情報に基づいて偏向器に指令する入射角度情報を補正することとしてよい。 When deflecting the electron beam to each deflection position in a predetermined deflection area on the mask, the deflection distortion information is acquired or stored for each deflection position in the deflection area, and the electron beam is stored. The incident angle information commanded to the deflector may be corrected based on the stored deflection distortion information according to the current deflection position.
本発明によって、副偏向器の偏向歪みを補正して副偏向器の偏向角度のズレを大幅に低減することが可能となり、電子ビーム15の試料40上の計算上照射位置と実際の照射位置とのずれをなくし、試料の露光量ムラ及び露光パターンの解像性の劣化を低減する。 According to the present invention, it is possible to correct the deflection distortion of the sub-deflector and greatly reduce the deviation of the deflection angle of the sub-deflector. Is eliminated, and the exposure amount unevenness of the sample and the deterioration of the resolution of the exposure pattern are reduced.
また、副偏向器によって下地パターンと露光するパターンとの重ね合わせ補正を行う場合には、重ね合わせ精度を向上する。 Further, when overlay correction between the base pattern and the pattern to be exposed is performed by the sub deflector, overlay accuracy is improved.
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図7は、本発明の実施例に係る電子線近接露光装置の基本構成図である。電子線近接露光装置1の基本構成は、図1に示した構成及び上記の文献1に開示された構成に類似した構成を有している。よって、図1と同一の機能部分には同一の参照番号を付して表し、詳しい説明は省略する。
また、本発明は近接露光式の電子線露光装置に好適に使用されるが、マスクへの入射角度を偏向器により制御する電子線露光装置に広く適用可能である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a basic block diagram of an electron beam proximity exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. The basic configuration of the electron beam proximity exposure apparatus 1 has a configuration similar to the configuration shown in FIG. 1 and the configuration disclosed in Document 1 above. Therefore, the same functional parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
The present invention is preferably used in a proximity exposure type electron beam exposure apparatus, but can be widely applied to an electron beam exposure apparatus in which an incident angle to a mask is controlled by a deflector.
図7に示すように、電子ビーム近接露光装置1は、カラム10及びチャンバ8を備えている。カラム10内には、電子ビーム15を発生する電子ビーム源14と整形アパチャ18と電子ビーム15を平行ビームにする照射レンズ16とを有する電子銃12、対となる主偏向器21、22と、対となる副偏向器51、52とを含み、光軸19に平行に走査するように前記電子ビーム15を偏向する偏向手段走査手段20、露光するパターンに対応する開口を有するマスク30、静電チャック44とXYステージ46とから構成される。試料(半導体ウエハ)40は、表面にレジスト層42が形成され、静電チャック44上に保持されている。
As shown in FIG. 7, the electron beam proximity exposure apparatus 1 includes a
そしてマスク30は、静電チャック44に吸着された試料40の表面に近接するように(マスク30と試料40とのギャップが、例えば、50μmとなるように)配置される。
なお、副偏向器51、52は本発明の請求項に係る電子線露光装置の第1の偏向器であり、主偏向器21、22は本発明の請求項に係る電子線露光装置の第2の偏向器である。
The
The
さらに、電子線近接露光装置1は、主偏向器21及び22により電子ビーム15を偏向するべきマスク30上の位置である、偏向位置を示す偏向位置情報を供給する偏向位置情報供給部71と、偏向位置情報供給部71によって供給された偏向位置情報に基づいて主偏向器21及び22の主偏向指令値を決定して主偏向器21及び22に供給する主偏向器制御部72を備える。
Further, the electron beam proximity exposure apparatus 1 includes a deflection position
また、電子線近接露光装置1は、メモリ62に記憶されるマスク30の歪み量に基づいて、電子ビーム15のマスク30への入射角度を傾き制御するための入射角度情報を供給する入射角度情報供給部73と、メモリ62に記憶される後述の偏向歪み情報に基づいて、入射角度情報供給部73から供給された入射角度情報を補正する入射角度情報補正部74と、入射角度情報補正部74によって補正された補正入射角度情報に基づいて副偏向器51及び52の副偏向指令値を決定して副偏向器51及び52に供給する副偏向器制御部75を備える。
Further, the electron beam proximity exposure apparatus 1 supplies incident angle information for controlling the inclination of the incident angle of the
電子線近接露光装置1の全体的な制御は、コンピュータなどにより実現される計算機60によって行われる。上述のメモリ62、偏向位置情報供給部71及び入射角度情報供給部73は、計算機60のデータバス61に接続されており、相互に及び計算機60とのデータのやりとりが可能である。
The overall control of the electron beam proximity exposure apparatus 1 is performed by a
図8は、本発明に係る電子線露光方法のフローチャートである。
試料40への露光の前に、ステップS101において、偏向器の偏向歪みにより生じる偏向角度のずれ情報である偏向歪み情報を、主偏向器21及び22の偏向領域の各偏向位置について生成し、メモリ62にそれぞれ記憶する。偏向歪み情報の作成については後述する。
FIG. 8 is a flowchart of the electron beam exposure method according to the present invention.
Before exposure of the
露光を開始して、電子線近接露光装置1が電子ビーム15をマスク30上で走査するとき、ステップS102において、偏向位置情報供給部71は、計算機60による走査命令に従って、電子ビーム15のマスク上の偏向位置を示す偏向位置情報を生成し、主偏向器制御部72に供給する。
When the exposure is started and the electron beam proximity exposure apparatus 1 scans the
主偏向器制御部72は、供給される偏向位置情報に基づいて主偏向器21及び22の偏向量を決定し、決定した偏向量に応じた主偏向指令値を主偏向器21及び22に供給する。主偏向器21及び22は供給される主偏向指令値に応じた偏向量で電子ビーム15を偏向し、偏向位置情報供給部71が生成した偏向位置情報が示す偏向位置に偏向する。
The main
ステップS103において、入射角度情報供給部73は、偏向位置情報供給部71が生成した偏向位置情報に基づき、この偏向位置におけるマスク30の歪み量をメモリ62から取得して、電子ビーム15を傾き制御するための入射角度を求める。
そして、この入射角度を示す入射角度情報を入射角度情報補正部74に供給する。
In step S103, the incident angle
Then, incident angle information indicating the incident angle is supplied to the incident angle
ステップS104において、入射角度情報補正部74は、偏向位置情報供給部71が生成した偏向位置情報に基づいて、この偏向位置について記憶した偏向歪み情報である補正係数、A1、A2、A3、A4、A5及びA6、並びにB1、B2、B3、B4、B5及びB6をメモリ62から読み出す。
In step S104, the incident angle
ここに、A1〜A6はx方向の偏向角度(以下、単に「x方向の」と記す)に係る補正係数であり、それぞれA1はx方向のシフト量、A2はx方向の拡大縮小量、A3は回転、A4は台形歪み、A5はx方向の弓形歪み、A6はy方向の弓形歪みに係る補正係数である。 Here, A 1 to A 6 are correction coefficients related to the deflection angle in the x direction (hereinafter simply referred to as “in the x direction”), A 1 is the shift amount in the x direction, and A 2 is the enlargement in the x direction. reduced weight, a 3 is rotated, a 4 is trapezoidal distortion, a 5 is the x-direction of the bow distortion, a 6 is a correction coefficient according to the bow distortion in the y direction.
また、B1〜B6はy方向の偏向角度(以下、単に「y方向の」と記す)に係る補正係数であり、それぞれB1はy方向のシフト量、B2はy方向の拡大縮小量、B3は回転、B4は台形歪み、B5はy方向の弓形歪み、B6はx方向の弓形歪みに係る補正係数である。
また、ここにx方向、y方向は、例えば図2に示すようにマスク30平面上に定められたマスク座標系におけるx方向、y方向と定めることとする。
B 1 to B 6 are correction coefficients related to a deflection angle in the y direction (hereinafter simply referred to as “y direction”), B 1 is a shift amount in the y direction, and B 2 is an enlargement / reduction in the y direction. B 3 is rotation, B 4 is trapezoidal distortion, B 5 is bow distortion in the y direction, and B 6 is a correction coefficient related to bow distortion in the x direction.
Here, the x direction and the y direction are defined as, for example, the x direction and the y direction in the mask coordinate system defined on the plane of the
ステップS105において入射角度情報補正部74は、読み出した偏向歪み情報に基づいて、下記の式(1)及び(2)により入射角度情報供給部73から供給される入射角度情報を補正して、補正入射角度情報を求める。
In step S105, the incident angle
ここに、xc、ycは、入射角度情報供給部73から供給される入射角度情報が示すx方向、y方向のそれぞれの入射角度であり、ここに、xa、yaは、補正された入射角度情報が示すx方向、y方向のそれぞれの入射角度である。
そして、入射角度情報補正部74は、補正入射角度情報を副偏向器制御部75に供給する。
Here, x c, y c is x direction indicated incidence angle information supplied from the incident angle
Then, the incident angle
ステップS106において副偏向器制御部75は、供給される補正入射角度情報に基づいて副偏向器51及び52の偏向量を決定し、決定した偏向量に応じた副偏向指令値を副偏向器51及び52に順次供給する。
In step S <b> 106, the sub
ステップS107において、副偏向器51及び52は供給される副偏向指令値に応じた偏向量で電子ビーム15を偏向する。
In step S107, the
ステップS108において偏向位置情報供給部71は、電子ビーム15を全偏向領域で走査したか否かを判断し、全偏向領域で走査していれば露光を終了し、していなければステップS102に戻って、電子ビーム15を次の偏向位置に偏向する。
In step S108, the deflection position
ここで、ステップS101における各偏向位置における偏向歪み情報の生成は次のようにして行う。図9は偏向歪み情報の生成方法の説明図であり、マスク30に入射するときのx方向の入射角度[rad]をx座標に、y方向の入射角度[rad]をy座標に示すとする。
Here, the generation of deflection distortion information at each deflection position in step S101 is performed as follows. FIG. 9 is an explanatory diagram of a method of generating deflection distortion information. Assume that the incident angle [rad] in the x direction when entering the
まず、主偏向器21、22によって、電子ビーム15を偏向歪み情報を取得しようとする偏向位置に偏向する。
First, the
そして、副偏向器51、52に複数の入射角度情報pc1、pc2、pc3、pc4、pc5、pc6、pc7、pc8及びpc9に対応する副偏向指令値を入力する。そして各入射角度情報により偏向された電子ビームの実際の入射角度であるpm1、pm2、pm3、pm4、pm5、pm6、pm7、pm8及びpm9を測定する。
Then, enter the sub-deflection command value corresponding to a plurality of incident angle information p c1, p c2, p c3 , p c4, p c5, p c6, p c7, p c8 and p c9 the
各入射角度情報pci(i=1〜9)の示すx方向の入射角度をxci(i=1〜9)とし、y方向の入射角度をyci(i=1〜9)とし、測定された入射角度pmi(i=1〜9)のx方向の入射角度をxmi(i=1〜9)とし、y方向の入射角度をymi(i=1〜9)とする。
このとき、偏向歪み情報である上述の補正係数、A1〜A6及びB1〜B6は、例えば次の連立方程式(3)及び(4)をA1〜A6及びB1〜B6について解くことによって求めることができる。
The incident angle information p ci (i = 1 to 9) indicates the incident angle in the x direction as x ci (i = 1 to 9) and the incident angle in the y direction as y ci (i = 1 to 9). The incident angle in the x direction of the incident angle p mi (i = 1 to 9) is set to x mi (i = 1 to 9), and the incident angle in the y direction is set to y mi (i = 1 to 9).
At this time, for example, the correction coefficients A 1 to A 6 and B 1 to B 6 which are deflection distortion information are expressed by the following simultaneous equations (3) and (4) as A 1 to A 6 and B 1 to B 6. Can be obtained by solving for.
なお、より多数の入射角度情報pci(i=1〜9)による副偏向器51、52の実際の入射角度pmi(i=1〜9)を測定し、得られた測定結果に基づいて最小二乗法等の手法により補正係数A1〜A6及びB1〜B6を算出することにより、より高精度に求めることが可能である。
Note that the actual incident angles p mi (i = 1 to 9) of the
副偏向器51、52により偏向された電子ビームの実際の入射角度pmi(i=1〜9)は、以下に示すCCD等の撮像素子を使用した入射角度検出器を使用して測定することが可能である。
図10(A)は、入射角度検出器の構成図である。入射角度検出器80は、図10(B)に示すような所定形状の電子通過孔81x及び81yを有するアパチャ板81と、電子通過孔81x及び81yを通過した電子ビーム15を受けて、その照射箇所が発光することにより電子ビーム15の強度分布に対応する発光像Aを作る蛍光面82と、蛍光面82に生じる発光像Aを撮像するCCDセンサやCMOSセンサ等の撮像素子83と、蛍光面82に生じる発光像Aを撮像素子83上の投影像Bとして結像する光学系(集束レンズ)84を備える。そしてアパチャ板81と蛍光面82とは所定の間隔Dを隔てて配置される。
The actual incident angle p mi (i = 1 to 9) of the electron beam deflected by the
FIG. 10A is a configuration diagram of an incident angle detector. The
ここに、電子通過孔81xは、x方向入射角度を測定するための発光像を蛍光面82上に生成するための電子通過孔であり、電子通過孔81yは、y方向入射角度を測定するための発光像を蛍光面82上に生成するための電子通過孔である。
Here, the
電子ビーム15の入射角度測定に先だって、予めマスク30に垂直に入射する電子ビーム15が蛍光面82上に生じる発光像Aの基準位置を測定し、記憶しておく。
ここで、発光像Aの基準位置の測定は、例えば次のようにして行うこととしてよい。
Prior to the measurement of the incident angle of the
Here, the measurement of the reference position of the light emission image A may be performed as follows, for example.
まず、x位置測定用通過孔81x及びy位置測定用通過孔81yを通過した電子ビームによりそれぞれ生じる発光像Ax及びAyの発光強度の、それぞれx方向プロファイル及びy方向プロファイルを求める。
図10(C)に、x位置測定用通過孔81x及びy位置測定用通過孔81yを通過した電子ビームによりそれぞれ生じる発光像Aの像Ax及び像Ayと、それぞれのx方向強度プロファイル及びy方向強度プロファイルを示す。
そして、そのうち最も発光強度の大きいそれぞれx位置及びy位置を、x、y座標とする像Aの基準位置p0として測定し記憶する。
First, the x-direction profile and the y-direction profile of the emission intensity of the emission images Ax and Ay respectively generated by the electron beams that have passed through the x-position
FIG. 10C shows an image Ax and an image Ay of the light emission image A generated by the electron beams that have passed through the x-position
Then, the x position and the y position having the highest emission intensity are measured and stored as the reference position p0 of the image A having x and y coordinates.
次に、入射角度情報pcに基づく副補正指令値を副偏向器51、52に入力する。副偏向器51、52により偏向されて入射角度が傾けられた電子ビーム15が、アパチャ板81を通過して蛍光面82上に作る発光像は、図10(D)に示す発光像A’のように、マスク30に垂直に入射する電子ビーム15により生じる発光像Aとは位置がずれている。例では図10(D)の例ではx方向にdx、y方向にdyだけずれている。
Then, enter the secondary correction command value based on the incident angle information p c in the sub-deflector 51 and 52. A light emission image formed on the
そして、図10(C)を参照して説明した発光像Aの基準位置の測定方法と同様の方法によって発光像A’の位置p0’を測定する。そして下記式によりそれぞれx方向入射角度θx、及びy方向入射角度θyを求める。 Then, the position p0 ′ of the luminescent image A ′ is measured by the same method as the method for measuring the reference position of the luminescent image A described with reference to FIG. Then, the x-direction incident angle θx and the y-direction incident angle θy are obtained by the following equations, respectively.
θx=Tan−1(dx/D)
θy=Tan−1(dy/D)
θx = Tan −1 (dx / D)
θy = Tan −1 (dy / D)
ここに、dx及びdyは、それぞれ、その発光像A’の位置p0’と発光像Aの基準位置p0との位置のx方向及びy方向ずれ量(dx,dy)であり、Dはアパチャ板81及び蛍光面82間の距離である。
以上により入射角度情報pcに基づく副偏向指令値を入力された副偏向器51、52によって偏向される電子ビーム15の、実際の入射角度pmを、測定することが可能となる。
Here, dx and dy are the amounts of displacement (dx, dy) in the x and y directions between the position p0 ′ of the light emission image A ′ and the reference position p0 of the light emission image A, respectively, and D is the aperture plate. 81 and the distance between the
Of the
副偏向器51、52により偏向された電子ビームの実際の入射角度pmは、以下に示すファラデーカップ等の電子検出器を使用した入射角度検出器を使用して測定することとしてもよい。図11(A)は、電子検出器を使用した入射角度検出器の構成図である。
The actual angle of incidence p m of deflected electron beam by the
入射角度検出器80は、電子ビーム15の径に非常に小さい径の電子通過孔86を有するアパチャ板85を上面に備える。アパチャ板85の下には、さらに電子通過孔86と同じ径の電子通過孔88を有するアパチャ板87が設けられている。
The
アパチャ板85及び87は、所定の間隔を隔てて電子ビーム15の光軸方向に重ねられて配置され、電子通過孔86及び88はマスク30面に垂直に配置される。
そして、アパチャ板87の下方には、電子通過孔86及び88を通過した電子を検出して、その電子量を電気信号に変換して出力するファラデーカップのような電子検出器89を設ける。
このように構成される入射角度検出器80では、電子通過孔86及び88を通過して電子検出器89に検出される電子量が最も多くなるのは電子ビームが電子通過孔86及び88に垂直に入射する場合であり、電子ビームの入射角度が傾くほど、入射角度検出器80の出力信号は弱くなる。
The
An
In the
このような構造の入射角度検出器80による入射角度検出の原理を図11(B)を参照して説明する。まず電子ビーム15を、測定すべき入射角度を中心として徐々に入射角度を変動させて入射角度検出器80に入射させる。そして、各時点における入射角度検出器80の電子検出器89の出力信号を取得して記憶する。
The principle of incident angle detection by the
図11(B)は、入射角度の変動量と電子検出器89の出力信号の強度との関係を示すの強度分布図である。図においてx座標、y座標は、それぞれ入射角度のx方向及びy方向の入射角度変動量(dx,dy)を示す。
FIG. 11B is an intensity distribution diagram showing the relationship between the variation amount of the incident angle and the intensity of the output signal of the
このように生成した強度分布図を使用して、電子検出器89の信号強度が最も強くなる入射角度変動量dθmaxを求める。
上述の通り電子検出器89の信号強度が最も強くなるのは、電子ビームが電子通過孔86及び88に最も垂直に近く入射する場合であるので、測定すべき入射角度によって入射角度変動量dθmaxが変化する。
Using the intensity distribution diagram generated in this way, the incident angle fluctuation amount dθ max at which the signal intensity of the
As described above, the signal intensity of the
したがって、測定に先立ち既知の各入射角度に対応する各入射角度変動量dθmaxを予め参照情報として測定し記憶しておき、この記憶された参照情報と測定した入射角度変動量dθmaxとを照合することにより、測定した電子ビームの入射角度を測定することができる。 Therefore, prior to the measurement, each incident angle fluctuation amount dθ max corresponding to each known incident angle is measured and stored in advance as reference information, and the stored reference information is compared with the measured incident angle fluctuation amount dθ max. By doing so, the incident angle of the measured electron beam can be measured.
電子線近接露光装置1において、図11(A)に示す入射角度検出器80を使用して、ある入射角度情報pcで偏向された電子ビーム15の実際の入射角度pmの測定を行うときには、入射角度情報pcが示す入射角度を中心として、変動角度幅φに亘って微少角度ステップdφずつ変動させて生成した副偏向指令値を副偏向器51、52に順次入力する。そして、そのときの入射角度検出器80の電子検出器89の出力信号を取得して記憶する。
The electron beam proximity exposure apparatus 1, when the measurement of the actual incident angle p m in FIG. 11 using the incident angle detector 80 (A), the
次に、図11(B)に示すような入射角度変動量(dx,dy)と電子検出器89の出力信号の強度との関係を示す強度分布図を生成する。
ここに、入射角度変動量(dx,dy)は、入射角度情報pcの示す入射角度と、副偏向器に入力された入力副偏向指令値に対応する入射角度と、の差分量となる。
そしてこの強度分布図を使用して最も電子検出器89の信号強度が強くなる入射角度変動量dθmaxを求め、この入射角度変動量dθmaxと参照情報とを照合して入射角度pmを測定する。
Next, an intensity distribution diagram showing the relationship between the incident angle variation (dx, dy) and the intensity of the output signal of the
Here, the incidence angle variation amount (dx, dy) is the incident angle indicated by the angle of incidence information p c, the incident angle corresponding to the sub-deflector is input to the input auxiliary deflection command value, and the difference amount.
And it obtains the incidence angle variation amount d [theta] max of highest signal intensity of the
一方で、測定した入射角度変動量dθmaxと照合する上述の参照情報は、例えば以下の方法で取得することとしてよい。
図12は参照情報の取得方法の説明図である。図12に示すように、主偏向器21によって電子ビーム15を既知の入射角度θrで偏向させて、入射角度検出器80に入射させる。
このとき、入射角度θrは、主偏向器21から入射角度検出器80の電子通過孔86までの高さをHrとし、主偏向器21による偏向を行わないときの電子ビーム15の光軸中心19から、入射角度検出器80の電子通過孔86までの、マスク30面上の距離をDrとすると、下記の式
On the other hand, the above-mentioned reference information collated with the measured incident angle fluctuation amount dθ max may be obtained by the following method, for example.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a reference information acquisition method. As shown in FIG. 12, the
At this time, the incident angle θr is set to Hr from the
θ=Tan−1(Dr/Hr) θ = Tan −1 (Dr / Hr)
により定めることができる。
このように主偏向器21によって既知の各入射角度θrに偏向し、さらに、副偏向器51、52によって変動角度幅φに亘って微少角度ステップdφずつ変動させて偏向した電子ビーム15を入射角度検出器80に入射させる。
そして、そのときの電子検出器89の各出力信号を順次取得して、図11(B)に示すような入射角度変動量(この場合では副偏向器51、52による偏向角度)と電子検出器89の出力信号の強度との関係を示す各強度分布図を生成する。
この強度分布図を使用して各入射角度θrに対応する各入射角度変動量dθmaxを取得して、上述の参照情報とする。
Can be determined.
The
Then, the respective output signals of the
Using this intensity distribution chart, each incident angle fluctuation amount dθ max corresponding to each incident angle θr is acquired and used as the above-described reference information.
さらに、電子線近接露光装置1は、図10(A)及び図11(A)に示す入射角度検出器80と、入射角度検出器80によって検出される電子ビーム15の入射角度に基づき、偏向歪み情報を生成する偏向歪み情報生成部76を備えることとしてもよい。
偏向歪み情報生成部76は、各入射角度情報pci(iは自然数)によって副偏向器51、52により偏向された電子ビーム15の実際の入射角度pmi(iは自然数)を、入射角度検出器80によって検出し、上記の式(3)及び(4)によって、偏向歪み情報である上述の補正係数を算出する。
Further, the electron beam proximity exposure apparatus 1 is based on the
The deflection distortion
1…電子ビーム近接露光装置
15…電子ビーム
21、22…主偏向器
51、52…副偏向器
62…記憶部
71…偏向位置情報供給部
72…主偏向器制御部
73…入射角度情報供給部
74…入射角度情報補正部
75…副偏向器制御部
76…偏向歪み情報生成部
80…入射角度検出器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron beam
Claims (4)
予め取得した前記偏向器の偏向歪みにより生じる偏向角度のずれ情報である偏向歪み情報を記憶する偏向歪み情報記憶部と、
前記偏向器に指令する入射角度情報を、前記偏向歪み情報に基づき補正する入射角度情報補正部と、
を備えることを特徴とする電子線露光装置。 An electron beam source for generating an electron beam, a mask having a mask pattern corresponding to a pattern to be exposed on a sample surface, and a deflector for deflecting an incident angle of the electron beam to the mask, and passes through the mask An electron beam exposure apparatus that exposes the mask pattern on the sample surface with the electron beam,
A deflection distortion information storage unit that stores deflection distortion information that is deviation information of a deflection angle caused by deflection distortion of the deflector acquired in advance;
An incident angle information correction unit that corrects incident angle information commanded to the deflector based on the deflection distortion information;
An electron beam exposure apparatus comprising:
前記マスク上の所定の偏向領域内の各偏向位置に前記電子ビームを偏向する第2の偏向器と、を備え、
前記偏向歪み情報記憶部は、前記各偏向位置に応じて各前記偏向歪み情報を記憶し、
前記入射角度情報補正部は、前記電子ビームの現在の偏向位置に応じて、前記偏向器に指令する入射角度情報を補正することを特徴とする請求項1に記載の電子線露光装置。 A first deflector constituting the deflector;
A second deflector for deflecting the electron beam at each deflection position within a predetermined deflection area on the mask,
The deflection distortion information storage unit stores each deflection distortion information according to each deflection position,
The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the incident angle information correction unit corrects incident angle information commanded to the deflector according to a current deflection position of the electron beam.
前記偏向器の偏向歪みにより生じる偏向角度のずれ情報である偏向歪み情報を取得し、
前記偏向器に指令する入射角度情報を、前記偏向歪み情報に基づき補正することを特徴とする電子線露光方法。 The electron beam generated from an electron beam source and incident on the mask having a mask pattern corresponding to the pattern to be exposed on the sample surface while deflecting the incident angle by a deflector, and passed through the mask. An electron beam exposure method for exposing the mask pattern to the sample surface,
Obtain deflection distortion information that is deviation information of the deflection angle caused by the deflection distortion of the deflector,
An electron beam exposure method, wherein the incident angle information commanded to the deflector is corrected based on the deflection distortion information.
前記各偏向位置に前記電子ビームを偏向し、
前記電子ビームの現在の偏向位置に応じて、前記記憶された偏向歪み情報に基づいて前記偏向器に指令する入射角度情報を補正することを特徴とする請求項3に記載の電子線露光方法。
Storing the deflection distortion information for each deflection position within a predetermined deflection area on the mask;
Deflecting the electron beam to each deflection position;
4. The electron beam exposure method according to claim 3, wherein incident angle information commanded to the deflector is corrected based on the stored deflection distortion information in accordance with a current deflection position of the electron beam.
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