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JP2001035769A - Pattern formation and charged particle beam exposure system - Google Patents

Pattern formation and charged particle beam exposure system

Info

Publication number
JP2001035769A
JP2001035769A JP11204176A JP20417699A JP2001035769A JP 2001035769 A JP2001035769 A JP 2001035769A JP 11204176 A JP11204176 A JP 11204176A JP 20417699 A JP20417699 A JP 20417699A JP 2001035769 A JP2001035769 A JP 2001035769A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
charged particle
particle beam
irradiation position
pattern
irradiation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11204176A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Takenaka
浩 竹中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electronics Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electronics Corp
Priority to JP11204176A priority Critical patent/JP2001035769A/en
Publication of JP2001035769A publication Critical patent/JP2001035769A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance positional accuracy of pattern exposure by accurately correcting a beam drift, while preventing reduction in the throughput. SOLUTION: A fluorescence 211, issued from an fluorescent substance film on a substrate 202 irradiated with an electron beam 203 based on one-irradiation position design data, is reflected by a inflecting mirror 212, guided to an imaging optical system 213, and then imaged on an image pick-up element 214. On the basis of an image signal S output from the element 214, a beam position computing means 215 finds an actually measured value De of the irradiation position of the electron beam 203, and finds a shift of the actually measured value De from a single irradiation position design data as a beam drift amount ΔD. A deflection position computing means 208 corrects for the beam drift amount ΔD, to compute a deflected position data Dd of the beam 203 corresponding to the next irradiation position design data.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、パターン形成方法
及び荷電粒子ビーム露光装置に関する。
The present invention relates to a pattern forming method and a charged particle beam exposure apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路又はフォトマスクのパタ
ーン形成手段として、荷電粒子ビーム露光装置、特に電
子ビーム露光装置が広く用いられてきている。
2. Description of the Related Art A charged particle beam exposure apparatus, particularly an electron beam exposure apparatus, has been widely used as a pattern forming means for a semiconductor integrated circuit or a photomask.

【0003】図6は、従来の電子ビーム露光装置の概略
構成を示す斜視図であって、電子ビームの偏向制御系及
びウェハステージの駆動系を表している。尚、図6にお
いて、電子ビームの偏向制御系の一部については模式的
に表している。
FIG. 6 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional electron beam exposure apparatus, and shows a deflection control system of an electron beam and a drive system of a wafer stage. In FIG. 6, a part of the electron beam deflection control system is schematically illustrated.

【0004】図6に示すように、ウェハステージ、具体
的にはX方向及びY方向に移動可能なXYステージ1の
上に、被露光基板2が載置されていると共に、XYステ
ージ1の周縁部における被露光基板2が載置されていな
い領域の上に、原点マーク3が設けられている。原点マ
ーク3は、例えば十字状の段差からなり、また、原点マ
ーク3における十字の交点がステージ原点3aとなる。
As shown in FIG. 6, a substrate 2 to be exposed is mounted on a wafer stage, specifically, an XY stage 1 movable in the X and Y directions, and a peripheral edge of the XY stage 1 is provided. An origin mark 3 is provided on an area of the portion where the substrate 2 to be exposed is not placed. The origin mark 3 is composed of, for example, a cross-shaped step, and a cross point of the origin mark 3 is a stage origin 3a.

【0005】XYステージ1の上方に設けられた電子銃
(図示省略)から、電子ビーム4が被露光基板2に照射
されると、被露光基板2における電子ビーム4が照射さ
れた領域から、後方散乱電子及び二次電子等の反射電子
5が発生して、電子ビーム4の照射方向と反対の向きに
跳ね返る。この反射電子5を検出するため、XYステー
ジ1の直上に、反射電子検出器6が設けられている。
When an electron gun 4 (not shown) provided above the XY stage 1 irradiates the substrate 2 with the electron beam 4, the electron gun 4 is moved backward from the region of the substrate 2 to which the electron beam 4 is irradiated. Reflected electrons 5 such as scattered electrons and secondary electrons are generated, and bounce back in the direction opposite to the irradiation direction of the electron beam 4. In order to detect the backscattered electrons 5, a backscattered electron detector 6 is provided directly above the XY stage 1.

【0006】尚、XYステージ1と電子銃との間に、ア
パーチャ及び電子レンズ(図示省略)が設けられてい
る。電子ビーム4は、アパーチャ及び電子レンズによっ
て所定の形状に成形され、且つ、電子レンズによって被
露光基板2上において結像される。
[0006] An aperture and an electron lens (not shown) are provided between the XY stage 1 and the electron gun. The electron beam 4 is shaped into a predetermined shape by an aperture and an electron lens, and is imaged on the substrate 2 to be exposed by the electron lens.

【0007】XYステージ1のX方向における近傍に、
XYステージ1のX方向における位置、つまりX座標を
計測するための第1のレーザ干渉測長器7aが配置され
ていると共に、XYステージ1のY方向における近傍
に、XYステージ1のY方向における位置、つまりY座
標を計測するための第2のレーザ干渉測長器7bが配置
されている。
In the vicinity of the XY stage 1 in the X direction,
A first laser interferometer 7a for measuring the position of the XY stage 1 in the X direction, that is, the X coordinate, is disposed, and is located near the XY stage 1 in the Y direction and in the Y direction of the XY stage 1. A second laser interferometer 7b for measuring the position, that is, the Y coordinate, is provided.

【0008】従来の電子ビーム露光装置においては、被
露光基板2上に所定のパターンを描画するために予め準
備された、電子ビーム4の照射位置の設計データ(以
下、照射位置設計データと称する)が、描画データ記憶
手段8に記憶されている。
In the conventional electron beam exposure apparatus, the design data of the irradiation position of the electron beam 4 (hereinafter referred to as irradiation position design data) prepared in advance to draw a predetermined pattern on the substrate 2 to be exposed. Are stored in the drawing data storage means 8.

【0009】描画データ記憶手段8に記憶された照射位
置設計データと、第1のレーザ干渉測長器7a及び第2
のレーザ干渉測長器7bにより測定されたXYステージ
1の位置データ(前記のX座標及びY座標)とに基づ
き、偏向位置計算手段9が、電子ビーム4の偏向量つま
り偏向位置データを計算する。また、偏向位置計算手段
9により計算された偏向位置データに基づき、偏向電圧
発生手段10が所定の偏向電圧を、XYステージ1の上
方に設けられた第1の偏向電極板11a及び第2の偏向
電極板11bの間に印加して、電子ビーム4を偏向させ
る。これにより、照射位置設計データに従って電子ビー
ム4が被露光基板2に照射され、被露光基板2上に所定
のパターンが描画される。
The irradiation position design data stored in the drawing data storage means 8 and the first laser interferometer 7a and the second
The deflection position calculation means 9 calculates the deflection amount of the electron beam 4, that is, deflection position data, based on the position data (the X coordinate and the Y coordinate) of the XY stage 1 measured by the laser interferometer 7b. . Further, based on the deflection position data calculated by the deflection position calculation means 9, the deflection voltage generation means 10 applies a predetermined deflection voltage to the first deflection electrode plate 11a provided above the XY stage 1 and the second deflection electrode. The voltage is applied between the electrode plates 11b to deflect the electron beam 4. Thereby, the electron beam 4 is irradiated on the substrate 2 according to the irradiation position design data, and a predetermined pattern is drawn on the substrate 2.

【0010】ところで、電子ビーム等の荷電粒子ビーム
は電界又は磁界によって容易に偏向させることができる
一方、荷電粒子ビームは外乱の影響を受けやすいため、
被露光材料に向けて電子銃から出射された荷電粒子ビー
ムの軌道が変動して、被露光材料上における荷電粒子ビ
ームの照射位置が照射位置設計データからずれてしまう
という現象が発生する。この現象はビームドリフトと呼
ばれ、パターン露光の位置精度を劣化させる主要因とな
る。
By the way, a charged particle beam such as an electron beam can be easily deflected by an electric or magnetic field, while a charged particle beam is easily affected by disturbance.
A phenomenon occurs in which the trajectory of the charged particle beam emitted from the electron gun toward the material to be exposed fluctuates, and the irradiation position of the charged particle beam on the material to be exposed deviates from the irradiation position design data. This phenomenon is called beam drift, and is a main factor that degrades the position accuracy of pattern exposure.

【0011】以下、ビームドリフトについて図6を参照
しながら説明する。
Hereinafter, the beam drift will be described with reference to FIG.

【0012】図6に示すように、反射電子5は電子ビー
ム4の照射方向と反対の向きに跳ね返った後、第1の偏
向電極板11a又は第2の偏向電極板11bに捉えられ
る。このとき、第1の偏向電極板11aの電位が第2の
偏向電極板11bの電位よりも高ければ、反射電子5は
第1の偏向電極板11aの方向に偏向された後、第1の
偏向電極板11aに捉えられる。一方、電子ビーム露光
装置の電子光学系の構成部品、特に電子ビーム4との距
離が近い第1の偏向電極板11a又は第2の偏向電極板
11b等の表面には、電子ビーム4の照射により生成さ
れ、且つ炭素を主成分とするコンタミネーション(汚染
物)が付着しているため、第1の偏向電極板11a等の
構成部品に捉えられた電子は該構成部品の表面にとどま
ってしまう。その結果、第1の偏向電極板11a等の構
成部品が帯電するので、電子ビーム4の位置ズレつまり
ビームドリフトが生じる。
As shown in FIG. 6, after the reflected electrons 5 bounce in the direction opposite to the direction of irradiation of the electron beam 4, they are captured by the first deflection electrode plate 11a or the second deflection electrode plate 11b. At this time, if the potential of the first deflecting electrode plate 11a is higher than the potential of the second deflecting electrode plate 11b, the reflected electrons 5 are deflected in the direction of the first deflecting electrode plate 11a. It is captured by the electrode plate 11a. On the other hand, the components of the electron optical system of the electron beam exposure apparatus, in particular, the surfaces of the first deflection electrode plate 11a or the second deflection electrode plate 11b, which are close to the electron beam 4, are irradiated with the electron beam 4. Since the generated contamination (contaminant) containing carbon as a main component is adhered, electrons captured by a component such as the first deflection electrode plate 11a stay on the surface of the component. As a result, the components such as the first deflection electrode plate 11a are charged, so that the position shift of the electron beam 4, that is, a beam drift occurs.

【0013】尚、ビームドリフトの発生原因としては、
前記の偏向電極板の帯電に加えて、図6で図示を省略し
たアパーチャ等の帯電等が想定される。特に、レジスト
膜に対して荷電粒子ビームが照射される場合、レジスト
膜内部に残留している溶媒、又はレジスト膜が感光する
ときに発生する揮発性物質等のコンタミネーションがア
パーチャ等に付着するので、荷電粒子ビームの照射時間
が長くなるに従って、荷電粒子ビームの照射位置の照射
位置設計データからのズレ量、つまりビームドリフト量
が増大する。
The cause of the beam drift is as follows.
In addition to the charging of the deflection electrode plate, charging of an aperture or the like not shown in FIG. 6 is assumed. In particular, when the resist film is irradiated with a charged particle beam, a solvent remaining inside the resist film or a contamination such as a volatile substance generated when the resist film is exposed to light adheres to the aperture or the like. As the irradiation time of the charged particle beam becomes longer, the deviation amount of the irradiation position of the charged particle beam from the irradiation position design data, that is, the beam drift amount increases.

【0014】ビームドリフトに伴うパターン露光の位置
精度の劣化を抑制するために、従来の電子ビーム露光方
法においては、原点マークを用いたビームドリフト補正
つまり原点補正がパターン描画中に行なわれている。
In order to suppress the deterioration of the positional accuracy of pattern exposure due to the beam drift, in the conventional electron beam exposure method, beam drift correction using an origin mark, that is, origin correction is performed during pattern writing.

【0015】以下、原点補正の手順について図6を参照
しながら説明する。 (手順1)被露光基板2に電子ビーム4を照射する前
に、原点マーク3が電子ビーム4つまり電子銃(図示省
略)の真下にくるように、XYステージ1を移動させ
る。 (手順2)原点マーク3に対して電子ビーム4を走査す
ると共に、該走査により生じた反射電子5を反射電子検
出器6により検出した後、反射電子5の信号波形に基づ
き、ステージ原点3aに電子ビーム4を偏向させるため
に必要な偏向電圧の強さを求め、その後、該偏向電圧の
強さと、第1のレーザ干渉測長器7a及び第2のレーザ
干渉測長器7bにより測定されたXYステージ1の位置
データとに基づいて、ステージ原点8aの位置を求め
る。 (手順3)XYステージ1を所定の露光開始位置に移動
させた後、被露光基板2に電子ビーム4を照射して、パ
ターン描画を行なう。このとき、電子ビーム4の照射時
間が所定の時間に達する度に、パターン描画を中断し
て、(手順1)及び(手順2)を行なう。パターン描画
中にビームドリフトが生じている場合、ビームドリフト
量に応じて、(手順2)により求められるステージ原点
8aの位置が見かけ上変動する。従って、パターン描画
の再開後においては、ステージ原点8aの位置の変動量
をビームドリフト量とみなして、該ビームドリフト量
を、電子ビーム4の偏向制御又はXYステージ1の駆動
制御等により補正して、被露光基板2に電子ビーム4を
照射する。
Hereinafter, the procedure of origin correction will be described with reference to FIG. (Procedure 1) Before irradiating the substrate 2 with the electron beam 4, the XY stage 1 is moved so that the origin mark 3 is directly below the electron beam 4, that is, the electron gun (not shown). (Procedure 2) The electron beam 4 is scanned with respect to the origin mark 3, and the reflected electrons 5 generated by the scanning are detected by the reflected electron detector 6, and based on the signal waveform of the reflected electrons 5, the stage origin 3a is set. The intensity of the deflection voltage required to deflect the electron beam 4 was obtained, and the intensity of the deflection voltage was measured by the first laser interferometer 7a and the second laser interferometer 7b. The position of the stage origin 8a is obtained based on the position data of the XY stage 1. (Procedure 3) After moving the XY stage 1 to a predetermined exposure start position, the substrate 2 to be exposed is irradiated with the electron beam 4 to draw a pattern. At this time, every time the irradiation time of the electron beam 4 reaches a predetermined time, pattern writing is interrupted, and (procedure 1) and (procedure 2) are performed. When a beam drift occurs during pattern writing, the position of the stage origin 8a obtained by (Procedure 2) fluctuates apparently according to the beam drift amount. Therefore, after the pattern writing is restarted, the amount of change in the position of the stage origin 8a is regarded as the amount of beam drift, and the amount of beam drift is corrected by deflection control of the electron beam 4 or drive control of the XY stage 1. Then, the substrate 2 to be exposed is irradiated with the electron beam 4.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
電子ビーム露光方法においては、所定の時間が経過する
度にパターン描画を中断すると共にウェハステージを移
動させて、ステージ原点の位置を求める必要があるた
め、パターン露光のスループットの低下が避けられな
い。特に、パターン露光の位置精度を向上させるため
に、原点補正を行なう時間間隔を短くする場合、パター
ン露光のスループットが大幅に低下してしまう。
However, in the above-described electron beam exposure method, it is necessary to interrupt the pattern writing every time a predetermined time elapses and move the wafer stage to obtain the position of the stage origin. Therefore, a decrease in the throughput of the pattern exposure is inevitable. In particular, when the time interval for performing the origin correction is shortened in order to improve the positional accuracy of the pattern exposure, the throughput of the pattern exposure is greatly reduced.

【0017】また、パターン描画中には、言い換える
と、一の原点補正から次の原点補正までの間において
は、ステージ原点の位置の変動量つまりビームドリフト
量を測定できないため、パターン描画中に不測の原因に
よるビームドリフトが生じた場合、適切なビームドリフ
ト補正を行なえないので、パターン露光の位置精度が大
幅に低下してしまう。
Also, during pattern writing, in other words, during the period from one origin correction to the next origin correction, the amount of change in the position of the stage origin, that is, the amount of beam drift, cannot be measured. When the beam drift occurs due to the above, appropriate beam drift correction cannot be performed, so that the positional accuracy of the pattern exposure is greatly reduced.

【0018】ところで、ビームドリフトの発生原因とな
る電子光学系の構成部品の帯電状態は、パターンの描画
面積密度によって大きく変化する。例えば、可変成形露
光法又は部分一括露光法等を用いて微細なパターンをま
ばらに描画するときは、一定時間に被露光材料に到達す
る電荷量が小さいため、電子光学系の構成部品の帯電が
小さくなるので、ビームドリフト量も小さくなる。一
方、可変成形露光法又は部分一括露光法等を用いて大面
積のパターンを密に描画するときは、一定時間に被露光
材料に到達する電荷量が大きいため、電子光学系の構成
部品の帯電が大きくなるので、ビームドリフト量も大き
くなる。すなわち、原点補正を行なう時間間隔は、前記
のパターンの描画面積密度とビームドリフト量との関係
等に基づき、半経験的に決定されることになる。
Incidentally, the charged state of the components of the electron optical system which causes beam drift greatly changes depending on the pattern writing area density. For example, when a fine pattern is sparsely drawn using a variable shaping exposure method or a partial batch exposure method, the amount of charge reaching a material to be exposed in a certain period of time is small, so that the components of the electron optical system are charged. Since it becomes smaller, the beam drift amount also becomes smaller. On the other hand, when a large area pattern is densely drawn by using the variable shaping exposure method or the partial batch exposure method, the amount of charge reaching the material to be exposed in a certain time is large, so that the components of the electron optical system are charged. Becomes larger, so that the beam drift amount also becomes larger. That is, the time interval for performing the origin correction is semi-empirically determined based on the relationship between the pattern writing area density of the pattern and the beam drift amount.

【0019】また、近年提案されている縮小投影型の荷
電粒子ビーム露光装置においては、荷電粒子ビームが所
定のパターン形状に成形されていると共に、該成形され
た荷電粒子ビームを原点マークに対して走査してステー
ジ原点の位置を求めているため、ステージ原点の位置の
測定精度つまり原点補正の精度が低下するので、パター
ン露光の位置精度が低下してしまう。
In a reduction projection type charged particle beam exposure apparatus proposed in recent years, a charged particle beam is shaped into a predetermined pattern, and the shaped charged particle beam is moved with respect to an origin mark. Since the position of the stage origin is determined by scanning, the accuracy of measurement of the position of the stage origin, that is, the accuracy of origin correction is reduced, and the position accuracy of pattern exposure is reduced.

【0020】前記に鑑み、本発明は、荷電粒子ビーム露
光において、スループットの低下を防ぎつつビームドリ
フト補正を正確に行なえるようにして、パターン露光の
位置精度を向上させることを目的とする。
In view of the foregoing, it is an object of the present invention to improve the positional accuracy of pattern exposure in charged particle beam exposure so that beam drift correction can be performed accurately while preventing a decrease in throughput.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明に係る第1のパターン形成方法は、レジス
ト材料を基板上に塗布してレジスト膜を形成するレジス
ト膜形成工程と、荷電粒子ビームをレジスト膜に対し
て、該レジスト膜上に所定のパターンを描画するために
予め準備された、荷電粒子ビームの照射位置の設計デー
タである照射位置設計データに基づき照射してパターン
露光を行なう露光工程と、パターン露光されたレジスト
膜を現像してレジストパターンを形成するパターン形成
工程とを備えたパターン形成方法を前提とし、レジスト
膜形成工程と露光工程との間に、荷電粒子ビームの照射
により蛍光を発生する蛍光材料を、レジスト膜上に塗布
して蛍光材料膜を形成する蛍光材料膜形成工程をさらに
備え、露光工程は、荷電粒子ビームの照射により蛍光材
料膜から発生する蛍光を画像として取り込む工程と、該
画像を処理して、レジスト膜における荷電粒子ビームの
照射位置実測値を求める工程と、該照射位置実測値の照
射位置設計データからのズレ量をビームドリフト量とし
て求める工程と、該ビームドリフト量を補正する工程と
を含む。
In order to achieve the above object, a first pattern forming method according to the present invention comprises a resist film forming step of forming a resist film by applying a resist material on a substrate; Pattern exposure is performed by irradiating a charged particle beam onto a resist film based on irradiation position design data, which is design data of a charged particle beam irradiation position, which is prepared in advance for drawing a predetermined pattern on the resist film. And a pattern forming method including a pattern forming step of developing a pattern-exposed resist film to form a resist pattern, between the resist film forming step and the exposing step, a charged particle beam The method further comprises a fluorescent material film forming step of forming a fluorescent material film by applying a fluorescent material that generates fluorescent light by irradiation on the resist film, and the exposing step includes: Capturing the fluorescence generated from the fluorescent material film by the irradiation of the electron particle beam as an image, processing the image to determine the measured value of the irradiation position of the charged particle beam on the resist film, and irradiating the measured value of the irradiation position The method includes a step of obtaining a deviation amount from the position design data as a beam drift amount, and a step of correcting the beam drift amount.

【0022】第1のパターン形成方法によると、蛍光材
料膜形成工程において荷電粒子ビームの照射により蛍光
を発生する蛍光材料膜を形成し、また、露光工程におい
て、荷電粒子ビームの照射により蛍光材料膜から発生す
る蛍光を画像として取り込んだ後、該画像を処理して、
レジスト膜における荷電粒子ビームの照射位置実測値を
求めると共に該照射位置実測値の照射位置設計データか
らのズレ量をビームドリフト量として求め、その後、該
ビームドリフト量を補正するため、一の照射位置設計デ
ータに基づく荷電粒子ビームの照射において求められた
ビームドリフト量を補正して、次の照射位置設計データ
に基づく荷電粒子ビームの照射を行なうことができる。
このため、パターン描画を中断してウェハステージを移
動させることなく、荷電粒子ビームの照射毎にビームド
リフト補正を行なうことができるので、スループットの
低下を防ぎつつパターン露光の位置精度を向上させるこ
とができる。
According to the first pattern forming method, a fluorescent material film that generates fluorescence by irradiation with a charged particle beam is formed in the fluorescent material film forming step, and the fluorescent material film is formed by irradiation of the charged particle beam in the exposure step. After capturing the fluorescence generated from as an image, processing the image,
The irradiation position actual value of the charged particle beam in the resist film is obtained, and the deviation amount from the irradiation position design data of the irradiation position actual value is obtained as a beam drift amount. Thereafter, one irradiation position is corrected to correct the beam drift amount. The beam drift amount obtained in the irradiation of the charged particle beam based on the design data is corrected, and the irradiation of the charged particle beam based on the next irradiation position design data can be performed.
Therefore, beam drift correction can be performed each time the charged particle beam is irradiated without interrupting the pattern drawing and moving the wafer stage, thereby improving the positional accuracy of pattern exposure while preventing a decrease in throughput. it can.

【0023】第1のパターン形成方法において、レジス
ト材料は、蛍光材料膜から発生する蛍光に対して感度を
有していないことが好ましい。
In the first pattern forming method, it is preferable that the resist material has no sensitivity to the fluorescent light generated from the fluorescent material film.

【0024】このようにすると、レジスト膜が蛍光に感
光する事態を回避して、レジスト膜を荷電粒子ビームの
みに感光させることができるので、レジスト膜に描画さ
れるパターンの形状精度及び寸法精度が向上する。
By doing so, the situation where the resist film is exposed to fluorescence can be avoided, and the resist film can be exposed only to the charged particle beam, so that the shape accuracy and dimensional accuracy of the pattern drawn on the resist film can be reduced. improves.

【0025】第1のパターン形成方法において、レジス
ト材料は、荷電粒子ビームの照射によりアルカリ性溶液
に対して可溶性となり、蛍光材料は水溶性であることが
好ましい。
In the first pattern forming method, the resist material is preferably made soluble in an alkaline solution by irradiation with a charged particle beam, and the fluorescent material is preferably water-soluble.

【0026】このようにすると、アルカリ性溶液を用い
て蛍光材料膜の除去とレジスト膜に対する現像処理とを
同時に行なえるので、工程を簡単化できる。
In this way, the removal of the fluorescent material film and the development of the resist film can be simultaneously performed using the alkaline solution, so that the process can be simplified.

【0027】本発明に係る第2のパターン形成方法は、
レジスト材料を基板上に塗布してレジスト膜を形成する
レジスト膜形成工程と、荷電粒子ビームをレジスト膜に
対して、該レジスト膜上に所定のパターンを描画するた
めに予め準備された、荷電粒子ビームの照射位置の設計
データである照射位置設計データに基づき照射してパタ
ーン露光を行なう露光工程と、パターン露光されたレジ
スト膜を現像してレジストパターンを形成するパターン
形成工程とを備えたパターン形成方法を前提とし、レジ
スト材料は、荷電粒子ビームの照射により蛍光を発生す
る材料を有し、露光工程は、荷電粒子ビームの照射によ
りレジスト膜から発生する蛍光を画像として取り込む工
程と、該画像を処理して、レジスト膜における荷電粒子
ビームの照射位置実測値を求める工程と、該照射位置実
測値の照射位置設計データからのズレ量をビームドリフ
ト量として求める工程と、該ビームドリフト量を補正す
る工程とを含む。
A second pattern forming method according to the present invention comprises:
A resist film forming step of applying a resist material on a substrate to form a resist film, and a charged particle beam prepared for drawing a predetermined pattern on the resist film with respect to the resist film; Pattern formation including an exposure step of performing pattern exposure by irradiating based on irradiation position design data which is design data of a beam irradiation position, and a pattern forming step of developing a resist film subjected to pattern exposure to form a resist pattern On the premise of the method, the resist material has a material that generates fluorescence by irradiation with a charged particle beam, and the exposure step includes a step of capturing the fluorescence generated from the resist film by irradiation with the charged particle beam as an image, and Processing to obtain the measured value of the irradiation position of the charged particle beam on the resist film; and setting the irradiation position of the measured value of the irradiation position. And a step of determining the amount of deviation from the data as a beam drift amount, and a step of correcting the beam drift amount.

【0028】第2のパターン形成方法によると、レジス
ト材料が荷電粒子ビームの照射により蛍光を発生する材
料を有し、また、露光工程において、荷電粒子ビームの
照射によりレジスト膜から発生する蛍光を画像として取
り込んだ後、該画像を処理して、レジスト膜における荷
電粒子ビームの照射位置実測値を求めると共に該照射位
置実測値の照射位置設計データからのズレ量をビームド
リフト量として求め、その後、該ビームドリフト量を補
正するため、一の照射位置設計データに基づく荷電粒子
ビームの照射において求められたビームドリフト量を補
正して、次の照射位置設計データに基づく荷電粒子ビー
ムの照射を行なうことができる。このため、パターン描
画を中断してウェハステージを移動させることなく、荷
電粒子ビームの照射毎にビームドリフト補正を行なうこ
とができるので、スループットの低下を防ぎつつパター
ン露光の位置精度を向上させることができる。
According to the second pattern forming method, the resist material has a material that generates fluorescent light by irradiation with a charged particle beam, and in the exposure step, the fluorescent light generated from the resist film by the irradiation of the charged particle beam is imaged. After that, the image is processed to obtain a measured value of the irradiation position of the charged particle beam on the resist film, and a deviation amount from the irradiation position design data of the measured irradiation position value as a beam drift amount. In order to correct the beam drift amount, it is possible to correct the beam drift amount obtained in the irradiation of the charged particle beam based on one irradiation position design data and perform the irradiation of the charged particle beam based on the next irradiation position design data it can. Therefore, beam drift correction can be performed each time the charged particle beam is irradiated without interrupting the pattern drawing and moving the wafer stage, thereby improving the positional accuracy of pattern exposure while preventing a decrease in throughput. it can.

【0029】第2のパターン形成方法において、レジス
ト材料は、レジスト膜から発生する蛍光に対して感度を
有していないことが好ましい。
In the second pattern forming method, it is preferable that the resist material has no sensitivity to the fluorescence generated from the resist film.

【0030】このようにすると、レジスト膜が蛍光に感
光する事態を回避して、レジスト膜を荷電粒子ビームの
みに感光させることができるので、レジスト膜に描画さ
れるパターンの形状精度及び寸法精度が向上する。
By doing so, it is possible to avoid the situation where the resist film is exposed to the fluorescent light and to expose the resist film to only the charged particle beam, so that the pattern accuracy and dimensional accuracy of the pattern drawn on the resist film are reduced. improves.

【0031】本発明に係る荷電粒子ビーム露光装置は、
荷電粒子ビームを基板に対して、該基板上に所定のパタ
ーンを描画するために予め準備された、荷電粒子ビーム
の照射位置の設計データである照射位置設計データに基
づき照射してパターン露光を行なう荷電粒子ビーム露光
装置を前提とし、荷電粒子ビームの照射により基板から
発生する電磁波を画像として取り込む画像入力手段と、
該画像を処理して、基板における荷電粒子ビームの照射
位置実測値を求めるビーム位置計算手段と、該照射位置
実測値の照射位置設計データからのズレ量をビームドリ
フト量として求める比較演算手段と、該ビームドリフト
量を補正するビームドリフト補正手段とを備えている。
The charged particle beam exposure apparatus according to the present invention comprises:
A pattern exposure is performed by irradiating a charged particle beam onto a substrate based on irradiation position design data which is design data of an irradiation position of the charged particle beam, which is prepared in advance for drawing a predetermined pattern on the substrate. Assuming a charged particle beam exposure apparatus, image input means for capturing an electromagnetic wave generated from the substrate by irradiation of the charged particle beam as an image,
By processing the image, a beam position calculating means for calculating an irradiation position actual value of the charged particle beam on the substrate, and a comparison calculating means for calculating a deviation amount from the irradiation position design data of the irradiation position actual value as a beam drift amount, Beam drift correction means for correcting the beam drift amount.

【0032】本発明の荷電粒子ビーム露光装置による
と、荷電粒子ビームの照射により基板から発生する電磁
波を、画像入力手段により画像として取り込んだ後、該
画像をビーム位置計算手段により処理して荷電粒子ビー
ムの照射位置実測値を求めると共に、該照射位置実測値
の照射位置設計データからのズレ量を比較演算手段によ
りビームドリフト量として求め、その後、該ビームドリ
フト量をビームドリフト補正手段により補正するため、
一の照射位置設計データに基づく荷電粒子ビームの照射
において求められたビームドリフト量を補正して、次の
照射位置設計データに基づく荷電粒子ビームの照射を行
なうことができる。このため、パターン描画を中断して
ウェハステージを移動させることなく、荷電粒子ビーム
の照射毎にビームドリフト補正を行なうことができるの
で、スループットの低下を防ぎつつパターン露光の位置
精度を向上させることができる。
According to the charged particle beam exposure apparatus of the present invention, the electromagnetic wave generated from the substrate by the irradiation of the charged particle beam is captured as an image by the image input means, and the image is processed by the beam position calculating means to perform the charged particle irradiation. In order to obtain the actual value of the irradiation position of the beam and to obtain the amount of deviation of the actual value of the irradiation position from the irradiation position design data as the amount of beam drift by the comparison calculation means, and then to correct the amount of beam drift by the beam drift correction means ,
The beam drift amount obtained in the irradiation of the charged particle beam based on one irradiation position design data is corrected, and the irradiation of the charged particle beam based on the next irradiation position design data can be performed. Therefore, beam drift correction can be performed each time the charged particle beam is irradiated without interrupting the pattern drawing and moving the wafer stage, thereby improving the positional accuracy of pattern exposure while preventing a decrease in throughput. it can.

【0033】本発明の荷電粒子ビーム露光装置におい
て、荷電粒子ビームは所定の形状に成形されており、ビ
ーム位置計算手段は、画像を処理して画像処理データを
作成する手段と、荷電粒子ビームの形状に基づき、該荷
電粒子ビームの照射により基板から発生する電磁波の強
度分布を予測するか又は予め記憶している手段と、該強
度分布と画像処理データとを比較することにより、照射
位置実測値を求める手段とを有することが好ましい。
In the charged particle beam exposure apparatus according to the present invention, the charged particle beam is shaped into a predetermined shape, and the beam position calculating means includes means for processing an image to create image processing data; Based on the shape, by predicting the intensity distribution of the electromagnetic wave generated from the substrate by the irradiation of the charged particle beam, or by comparing the intensity distribution and the image processing data with the means stored in advance, the irradiation position actual measurement value It is preferable to have means for determining

【0034】このようにすると、荷電粒子ビームが所定
の形状に成形されている場合にも、照射位置実測値つま
りビームドリフト量を正確に求めることができるので、
ビームドリフト補正を正確に行なうことができる。
With this configuration, even when the charged particle beam is formed into a predetermined shape, the actual measurement value of the irradiation position, that is, the beam drift amount can be accurately obtained.
Beam drift correction can be performed accurately.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態)以下、第1の
実施形態に係るパターン形成方法について図1(a)〜
(d)を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) Hereinafter, a pattern forming method according to a first embodiment will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.

【0036】まず、図1(a)に示すレジスト膜形成工
程において、電子ビームの照射によりアルカリ性溶液に
対して可溶性となるレジスト材料を基板101上に塗布
して、レジスト膜102を形成する。尚、基板101は
ウェハステージ、例えばXYステージ(図示省略)上に
載置されているものとする。
First, in a resist film forming step shown in FIG. 1A, a resist material which becomes soluble in an alkaline solution by irradiation with an electron beam is applied on a substrate 101 to form a resist film 102. It is assumed that the substrate 101 is mounted on a wafer stage, for example, an XY stage (not shown).

【0037】次に、図1(b)に示す蛍光材料膜形成工
程において、電子ビームの照射により蛍光を発生する蛍
光材料をレジスト膜102上に塗布して、蛍光材料膜1
03を形成すると共に該蛍光材料膜103を乾燥させ
る。
Next, in a fluorescent material film forming step shown in FIG. 1B, a fluorescent material which generates fluorescence by electron beam irradiation is applied on the resist film 102, and the fluorescent material film 1 is formed.
03 and the fluorescent material film 103 is dried.

【0038】蛍光材料膜形成工程においては、蛍光材料
として、例えば銅又はアルミニウムが添加された硫化亜
鉛等を用いる。この場合、蛍光材料は酸性溶液に対して
可溶性であるので、蛍光材料が溶解した酸性溶液を、レ
ジスト膜102が形成された基板101上にスピンコー
トすることによって、蛍光材料膜103を形成できる。
尚、蛍光材料が溶解した酸性溶液にポリビニルアルコー
ル等の水溶性高分子材料を添加することによって、酸性
溶液の塗布性を向上させることができる。
In the fluorescent material film forming step, for example, zinc sulfide to which copper or aluminum is added is used as the fluorescent material. In this case, since the fluorescent material is soluble in the acidic solution, the fluorescent material film 103 can be formed by spin-coating the acidic solution in which the fluorescent material is dissolved on the substrate 101 on which the resist film 102 is formed.
In addition, by adding a water-soluble polymer material such as polyvinyl alcohol to the acidic solution in which the fluorescent material is dissolved, the applicability of the acidic solution can be improved.

【0039】次に、図1(c)に示す露光工程におい
て、予め準備された照射位置設計データに基づき、電子
ビーム104を、蛍光材料膜103を介してレジスト膜
102に対して照射してパターン露光を行なう。
Next, in the exposure step shown in FIG. 1C, the resist film 102 is irradiated with the electron beam 104 through the fluorescent material film 103 based on the irradiation position design data prepared in advance, and the pattern is formed. Perform exposure.

【0040】第1の実施形態に係るパターン形成方法に
おける露光工程の特徴は、電子ビーム104の照射によ
り蛍光材料膜103から発生する蛍光105を撮像素子
等により画像として取り込む画像入力工程と、画像入力
工程において取り込まれた画像をコンピュータ等により
処理して、レジスト膜102における電子ビーム104
の照射位置実測値を求めるビーム位置計算工程と、ビー
ム位置計算工程において求められた照射位置実測値の照
射位置設計データからのズレ量つまりビームドリフト量
を求める比較演算工程と、比較演算工程において求めら
れたビームドリフト量を、電子ビーム104の偏向制御
又はウェハステージの駆動制御等により補正するビーム
ドリフト補正工程とを含むことである。
The feature of the exposure step in the pattern forming method according to the first embodiment is that an image input step of taking in a fluorescent light 105 generated from the fluorescent material film 103 by irradiation of the electron beam 104 as an image by an image pickup device or the like, The image captured in the process is processed by a computer or the like, and the electron beam 104 on the resist film 102 is
A beam position calculating step of calculating an actual irradiation position measured value, a comparison operation step of obtaining a deviation amount of the irradiation position measured value obtained in the beam position calculating step from the irradiation position design data, that is, a beam drift amount, and a comparison operation step. A beam drift correction step of correcting the obtained beam drift amount by deflection control of the electron beam 104, drive control of the wafer stage, or the like.

【0041】すなわち、第1の実施形態においては、一
の照射位置設計データに基づく電子ビーム104の照射
におけるビームドリフト量を求めた後、該ビームドリフ
ト量を補正して、次の照射位置設計データに基づく電子
ビーム104の照射を行なうことができる。
That is, in the first embodiment, after calculating the beam drift amount in the irradiation of the electron beam 104 based on one irradiation position design data, the beam drift amount is corrected, and the next irradiation position design data is corrected. Of the electron beam 104 based on the

【0042】次に、図1(d)に示すように、酸性溶液
を用いて蛍光材料膜103を除去した後、アルカリ性溶
液を用いてレジスト膜102に対して現像処理を行なう
と、図1(d)に示すように、レジスト膜102の未露
光部からなるレジストパターン106が得られる。
Next, as shown in FIG. 1D, after the fluorescent material film 103 is removed using an acidic solution, the resist film 102 is developed using an alkaline solution. As shown in d), a resist pattern 106 consisting of an unexposed portion of the resist film 102 is obtained.

【0043】第1の実施形態によると、蛍光材料膜形成
工程において電子ビーム104の照射により蛍光を発生
する蛍光材料膜103を形成し、また、露光工程におい
て電子ビーム104の照射により蛍光材料膜103から
発生する蛍光105を画像として取り込んだ後、該画像
を処理して、レジスト膜102における電子ビーム10
4の照射位置実測値を求めると共に該照射位置実測値の
照射位置設計データからのズレ量をビームドリフト量と
して求め、その後、該ビームドリフト量を補正するた
め、一の照射位置設計データに基づく電子ビーム104
の照射において求められたビームドリフト量を補正し
て、次の照射位置設計データに基づく電子ビーム104
の照射を行なうことができる。このため、パターン描画
を中断してウェハステージを移動させることなく、電子
ビーム104の照射毎にビームドリフト補正を行なうこ
とができるので、スループットの低下を防ぎつつパター
ン露光の位置精度を向上させることができる。
According to the first embodiment, the fluorescent material film 103 which generates fluorescence by irradiation with the electron beam 104 is formed in the fluorescent material film forming step, and the fluorescent material film 103 is irradiated by the electron beam 104 in the exposure step. After capturing the fluorescence 105 generated from the laser beam as an image, the image is processed and the electron beam 10 on the resist film 102 is processed.
4 and the deviation of the measured irradiation position from the irradiation position design data is determined as a beam drift amount. Thereafter, in order to correct the beam drift amount, an electron based on one irradiation position design data is used. Beam 104
Is corrected in the irradiation of the electron beam 104, and the electron beam 104 based on the next irradiation position design data is corrected.
Irradiation can be performed. Therefore, beam drift correction can be performed each time the electron beam 104 is irradiated without interrupting pattern writing and moving the wafer stage, thereby improving pattern exposure position accuracy while preventing a decrease in throughput. it can.

【0044】尚、第1の実施形態において、荷電粒子ビ
ームとして電子ビーム104を用いたが、これに代え
て、他の荷電粒子ビームを用いてもよい。
Although the electron beam 104 is used as the charged particle beam in the first embodiment, another charged particle beam may be used instead.

【0045】また、第1の実施形態において、レジスト
膜102を構成するレジスト材料は、蛍光材料膜103
から発生する蛍光105に対して感度を有していないこ
とが好ましい。このようにすると、レジスト膜102が
蛍光105に感光する事態を回避して、レジスト膜10
2を電子ビーム104のみに感光させることができるの
で、レジスト膜102に描画されるパターンの形状精度
及び寸法精度が向上する。
In the first embodiment, the resist material forming the resist film 102 is a fluorescent material film 103.
It is preferable not to have sensitivity to the fluorescence 105 generated from. By doing so, the situation where the resist film 102 is exposed to the fluorescent light 105 is avoided, and the resist film 10
Since 2 can be exposed only to the electron beam 104, the pattern accuracy and dimensional accuracy of the pattern drawn on the resist film 102 are improved.

【0046】また、第1の実施形態において、レジスト
膜102を構成するレジスト材料は電子ビームの照射に
よりアルカリ性溶液に対して可溶性となり、且つ、蛍光
材料膜103を構成する蛍光材料は水溶性であることが
好ましい。このようにすると、アルカリ性溶液を用いて
蛍光材料膜103の除去とレジスト膜102に対する現
像処理とを同時に行なえるので、工程を簡単化できる。
In the first embodiment, the resist material forming the resist film 102 becomes soluble in an alkaline solution by irradiation with an electron beam, and the fluorescent material forming the fluorescent material film 103 is water-soluble. Is preferred. By doing so, the removal of the fluorescent material film 103 and the development processing of the resist film 102 can be performed simultaneously using an alkaline solution, so that the process can be simplified.

【0047】また、第1の実施形態において、蛍光材料
膜103を構成する蛍光材料として無機材料を用いた
が、これに代えて、有機高分子材料を用いてもよい。こ
の場合、従来レジスト材料のベース樹脂として用いら
れ、且つ紫外線の照射により蛍光を発生するクレゾール
ノボラック等の樹脂に所定の置換基を付加する方法等に
より、電子ビームの照射により蛍光を発生するベース樹
脂を分子設計することが可能である。すなわち、電子ビ
ームの照射により蛍光を発生するレジスト材料が作成で
きるため、該レジスト材料からなるレジスト膜102を
形成することにより、蛍光材料膜103を形成する工程
が不要になるので、工程を簡単化できる。
In the first embodiment, an inorganic material is used as the fluorescent material constituting the fluorescent material film 103, but an organic polymer material may be used instead. In this case, a base resin that is conventionally used as a base resin of a resist material and generates fluorescence by irradiation with an electron beam by a method of adding a predetermined substituent to a resin such as cresol novolak that generates fluorescence by irradiation of ultraviolet rays, or the like. Can be molecularly designed. That is, since a resist material that generates fluorescence upon irradiation with an electron beam can be formed, the step of forming the fluorescent material film 103 is not required by forming the resist film 102 made of the resist material. it can.

【0048】(第2の実施形態)以下、第2の実施形態
に係る荷電粒子ビーム露光装置、具体的にはスポットビ
ーム型の電子ビーム露光装置について図2を参照しなが
ら説明する。
(Second Embodiment) Hereinafter, a charged particle beam exposure apparatus according to a second embodiment, specifically, a spot beam type electron beam exposure apparatus will be described with reference to FIG.

【0049】図2に示すように、ウェハステージ、例え
ばX方向及びY方向に移動可能なXYステージ201の
上に、被露光基板202が載置されている。XYステー
ジ201の上方に設けられた電子銃(図示省略)から出
射された電子ビーム203は、XYステージ201と電
子銃との間に設けられた電子レンズ(図示省略)によっ
て被露光基板202上において結像される。尚、被露光
基板202の上には、レジスト膜(図示省略)、及び電
子ビーム203の照射によって蛍光を発する蛍光材料膜
(図示省略)とが形成されている。
As shown in FIG. 2, a substrate 202 to be exposed is mounted on a wafer stage, for example, an XY stage 201 movable in the X and Y directions. An electron beam 203 emitted from an electron gun (not shown) provided above the XY stage 201 is irradiated on an exposed substrate 202 by an electron lens (not shown) provided between the XY stage 201 and the electron gun. It is imaged. Note that a resist film (not shown) and a fluorescent material film (not shown) that emits fluorescence when irradiated with the electron beam 203 are formed on the substrate 202 to be exposed.

【0050】XYステージ201と電子銃との間に設け
られたブランキング電極204に電圧が印加されると、
XYステージ201とブランキング電極204との間に
設けられたブランキングアパーチャ205によって電子
ビーム203が遮断される。これにより、電子ビーム2
03を所定の時間だけ被露光基板202に照射すること
ができる。
When a voltage is applied to the blanking electrode 204 provided between the XY stage 201 and the electron gun,
The electron beam 203 is blocked by a blanking aperture 205 provided between the XY stage 201 and the blanking electrode 204. Thereby, the electron beam 2
03 can be applied to the substrate 202 for a predetermined time.

【0051】XYステージ201のX方向における近傍
に、XYステージ201のX方向における位置、つまり
X座標を計測するための第1のレーザ干渉測長器が配置
されていると共に、XYステージ201のY方向におけ
る近傍に、XYステージ201のY方向における位置、
つまりY座標を計測するための第2のレーザ干渉測長器
が配置されている。尚、図2においては、第1及び第2
のレーザ干渉測長器を合わせてレーザ干渉測長器206
として示している。
In the vicinity of the XY stage 201 in the X direction, a first laser interferometer for measuring the position of the XY stage 201 in the X direction, that is, the X coordinate, is arranged. Near the direction, the position of the XY stage 201 in the Y direction,
That is, the second laser interferometer for measuring the Y coordinate is arranged. Note that in FIG. 2, the first and second
Laser interferometer 206 together with the laser interferometer 206
As shown.

【0052】第2の実施形態に係る電子ビーム露光装置
においては、被露光基板202上に所定のパターンを描
画するために予め準備された、電子ビーム203の照射
位置設計データDが、描画データ記憶手段207に記憶
されている。
In the electron beam exposure apparatus according to the second embodiment, the irradiation position design data D of the electron beam 203, which is prepared in advance for drawing a predetermined pattern on the substrate 202 to be exposed, is stored in a drawing data storage. It is stored in the means 207.

【0053】描画データ記憶手段207に記憶された照
射位置設計データDと、レーザ干渉測長器206により
測定されたXYステージ201の位置データL(前記の
X座標及びY座標)とに基づき、偏向位置計算手段20
8が、電子ビーム203の偏向量つまり偏向位置データ
Ddを計算する。また、偏向位置計算手段208により
計算された偏向位置データDdに基づき、偏向電圧発生
手段209が所定の偏向電圧Vdを、XYステージ20
1の上方に設けられた偏向電極210に印加して、電子
ビーム4を偏向させる。尚、一の照射位置設計データに
基づく電子ビーム203の照射を終了した後、次の照射
位置設計データに基づく電子ビーム203の照射を開始
するまでの間、ブランキング電極204及びブランキン
グアパーチャ205によって電子ビーム203が遮断さ
れる。
Based on the irradiation position design data D stored in the drawing data storage means 207 and the position data L of the XY stage 201 measured by the laser interferometer 206 (the X and Y coordinates described above), deflection is performed. Position calculation means 20
8 calculates the deflection amount of the electron beam 203, that is, deflection position data Dd. Further, based on the deflection position data Dd calculated by the deflection position calculation means 208, the deflection voltage generation means 209 outputs a predetermined deflection voltage Vd to the XY stage 20.
The electron beam 4 is deflected by applying a voltage to a deflection electrode 210 provided above the electron beam 1. After the irradiation of the electron beam 203 based on one irradiation position design data is completed, the blanking electrode 204 and the blanking aperture 205 are used until the irradiation of the electron beam 203 based on the next irradiation position design data is started. The electron beam 203 is cut off.

【0054】第2の実施形態に係る電子ビーム露光装置
の特徴は、電子ビーム203の照射により被露光基板2
02から発生する電磁波を画像として取り込む画像入力
手段と、画像入力手段により取り込まれた画像を処理し
て被露光基板202における電子ビーム203の照射位
置実測値を求めるビーム位置計算手段と、ビーム位置計
算手段により求められた電子ビーム203の照射位置実
測値の照射位置設計データからのズレ量つまりビームド
リフト量を求める比較演算手段と、比較演算手段手段に
より求められたビームドリフト量を、電子ビーム203
の偏向制御又はXYステージ201の駆動制御等により
補正するビームドリフト補正手段とを備えていることで
ある。
The electron beam exposure apparatus according to the second embodiment is characterized in that the substrate 2 to be exposed is irradiated with the electron beam 203.
Image input means for capturing the electromagnetic waves generated from the image 02 as an image, beam position calculation means for processing the image captured by the image input means to obtain an actual measurement value of the irradiation position of the electron beam 203 on the substrate 202 to be exposed, and beam position calculation Means for calculating a deviation amount of the measured irradiation position of the electron beam 203 from the irradiation position design data, that is, a beam drift amount, and a beam drift amount obtained by the comparison operation means.
And a beam drift correction means for correcting by deflection control of the XY stage 201 or drive control of the XY stage 201.

【0055】すなわち、第2の実施形態に係る電子ビー
ム露光装置を用いた場合、一の照射位置設計データに基
づく電子ビーム203の照射におけるビームドリフト量
を求めると共に、該ビームドリフト量を補正して、次の
照射位置設計データに基づく電子ビーム203の照射を
行なうことができる。
That is, when the electron beam exposure apparatus according to the second embodiment is used, the beam drift amount in the irradiation of the electron beam 203 based on one irradiation position design data is obtained, and the beam drift amount is corrected. The irradiation of the electron beam 203 based on the next irradiation position design data can be performed.

【0056】尚、前記の画像入力手段により画像として
取り込まれる電磁波としては、例えば被露光基板202
本体から発生するX線、又は被露光基板202上の蛍光
材料膜(図示省略)から発生する蛍光等が想定される。
The electromagnetic waves captured as an image by the image input means include, for example, the substrate 202 to be exposed.
X-rays generated from the main body or fluorescent light generated from a fluorescent material film (not shown) on the substrate 202 to be exposed are assumed.

【0057】以下、被露光基板202上の蛍光材料膜か
ら発生する蛍光を画像入力手段により画像として取り込
むと共に、比較演算手段により求められたビームドリフ
ト量を電子ビーム203の偏向制御により補正する場合
を例として、図2を参照しながら具体的に説明する。
Hereinafter, the case where the fluorescence generated from the fluorescent material film on the substrate 202 to be exposed is taken in as an image by the image input means and the amount of beam drift obtained by the comparison operation means is corrected by the deflection control of the electron beam 203 will be described. An example will be specifically described with reference to FIG.

【0058】一の照射位置設計データに基づく電子ビー
ム203の照射により被露光基板202上の蛍光材料膜
から発生した蛍光211は、被露光基板202の直上に
設けられ、平滑な表面を有する反射鏡212によって反
射された後、結像光学系213に導かれ、その後、撮像
素子214において結像される。これにより、蛍光21
1は撮像素子214により画像として取り込まれる。
The fluorescent light 211 generated from the fluorescent material film on the substrate to be exposed 202 by the irradiation of the electron beam 203 based on one irradiation position design data is provided directly above the substrate to be exposed 202 and has a smooth surface. After being reflected by the light 212, the light is guided to the imaging optical system 213, and thereafter, is imaged by the image sensor 214. Thereby, the fluorescence 21
1 is captured as an image by the image sensor 214.

【0059】すなわち、第2の実施形態においては、画
像入力手段は反射鏡212、結像光学系213及び撮像
素子214から構成されるが、画像入力手段の構成はこ
れに限られるものではない。
That is, in the second embodiment, the image input means comprises the reflecting mirror 212, the imaging optical system 213, and the image sensor 214, but the configuration of the image input means is not limited to this.

【0060】尚、反射鏡212の中央部には、電子ビー
ム203を通過させるための開口部212aが設けられ
ている。また、電子ビーム203の照射により被露光基
板202から発生した反射電子が反射鏡212の表面に
付着して反射鏡212が帯電する事態を防止するため、
反射鏡212の表面にはアルミニウムが蒸着されてい
る。
An opening 212a for passing the electron beam 203 is provided at the center of the reflecting mirror 212. Further, in order to prevent the reflected electrons generated from the substrate 202 to be exposed by the irradiation of the electron beam 203 from adhering to the surface of the reflecting mirror 212 and charging the reflecting mirror 212,
Aluminum is deposited on the surface of the reflecting mirror 212.

【0061】次に、撮像素子214から出力された画像
信号Sに基づき、ビーム位置計算手段215が被露光基
板202上における蛍光211の発生位置、つまり電子
ビーム203の照射位置実測値Deを求めた後、比較演
算手段216が、ビーム位置計算手段215により計算
された照射位置実測値Deと、偏向位置計算手段208
により計算された偏向位置データDdとを比較すること
によって、照射位置実測値Deの一の照射位置設計デー
タからのズレ量つまりビームドリフト量ΔDを求める。
その後、偏向位置計算手段208が、比較演算手段21
6により計算されたビームドリフト量ΔDを補正して、
次の照射位置設計データに対応する電子ビーム203の
偏向位置データDdを計算する。
Next, based on the image signal S output from the image sensor 214, the beam position calculating means 215 obtains the position where the fluorescent light 211 is generated on the substrate 202 to be exposed, that is, the actual irradiation position De of the electron beam 203. After that, the comparison operation unit 216 calculates the irradiation position measured value De calculated by the beam position calculation unit 215 and the deflection position calculation unit 208.
By comparing the calculated deflection position data Dd with the deflection position data Dd, the deviation amount from the actual irradiation position design data, ie, the beam drift amount ΔD, is obtained.
After that, the deflection position calculating means 208 executes the comparing operation means 21.
6, the beam drift amount ΔD calculated by
The deflection position data Dd of the electron beam 203 corresponding to the next irradiation position design data is calculated.

【0062】次に、ビームドリフト量ΔDが補正された
偏向位置データDdに基づき、偏向電圧発生手段209
が所定の偏向電圧Vdを偏向電極210に印加した後、
ブランキング電極204の電圧をオフにして、次の照射
位置設計データに基づく電子ビーム203の照射が行な
われる。これにより、電子ビーム203の偏向制御によ
ってビームドリフト補正が行なわれる。
Next, based on the deflection position data Dd in which the beam drift amount ΔD has been corrected, the deflection voltage generation means 209
After applying a predetermined deflection voltage Vd to the deflection electrode 210,
The voltage of the blanking electrode 204 is turned off, and the irradiation of the electron beam 203 based on the next irradiation position design data is performed. Thereby, beam drift correction is performed by controlling the deflection of the electron beam 203.

【0063】すなわち、第2の実施形態においては、ビ
ームドリフト補正手段は偏向位置計算手段208、偏向
電圧発生手段209及び偏向電極210から構成される
が、ビームドリフト補正手段の構成はこれに限られるも
のではない。
That is, in the second embodiment, the beam drift correction means comprises the deflection position calculation means 208, the deflection voltage generation means 209 and the deflection electrode 210, but the configuration of the beam drift correction means is limited to this. Not something.

【0064】第2の実施形態によると、電子ビーム20
3の照射により被露光基板202から発生する電磁波を
画像として取り込む画像入力手段と、該画像を処理して
電子ビーム203の照射位置実測値Deを求めるビーム
位置計算手段215と、該照射位置実測値Deの照射位
置設計データからのズレ量をビームドリフト量ΔDとし
て求める比較演算手段216と、該ビームドリフト量Δ
Dを補正するビームドリフト補正手段とを備えているた
め、一の照射位置設計データに基づく電子ビーム203
の照射において求められたビームドリフト量ΔDを補正
して、次の照射位置設計データに基づく電子ビーム20
3の照射を行なうことができる。このため、パターン描
画を中断してウェハステージを移動させることなく、電
子ビーム203の照射毎にビームドリフト補正を行なう
ことができるので、スループットの低下を防ぎつつパタ
ーン露光の位置精度を向上させることができる。
According to the second embodiment, the electron beam 20
3, an image input means for taking in an electromagnetic wave generated from the substrate 202 to be exposed as an image, a beam position calculating means 215 for processing the image to obtain an irradiation position actual value De of the electron beam 203, and an irradiation position actual value A comparison calculating means 216 for obtaining a deviation amount from the irradiation position design data of De as a beam drift amount ΔD;
And D is used to correct the electron beam 203 based on one irradiation position design data.
The beam drift amount ΔD obtained in the irradiation of the electron beam is corrected, and the electron beam 20 based on the next irradiation position design data is corrected.
3 irradiations can be performed. Therefore, beam drift correction can be performed each time the electron beam 203 is irradiated without interrupting the pattern drawing and moving the wafer stage, thereby improving the positional accuracy of pattern exposure while preventing a decrease in throughput. it can.

【0065】尚、第2の実施形態において、荷電粒子ビ
ームとして電子ビーム203を用いたが、これに代え
て、他の荷電粒子ビームを用いてもよい。
Although the electron beam 203 is used as the charged particle beam in the second embodiment, another charged particle beam may be used instead.

【0066】また、第2の実施形態において、反射鏡2
12、結像光学系213及び撮像素子214からなる画
像入力手段により、被露光基板202上の蛍光材料膜か
ら発生する蛍光211を画像として取り込んだが、これ
に代えて、他の構成を有する画像入力手段により、被露
光基板202本体から発生するX線等を画像として取り
込んでもよい。
In the second embodiment, the reflecting mirror 2
12. Fluorescent light 211 generated from the fluorescent material film on the substrate 202 to be exposed is captured as an image by the image input means including the imaging optical system 213 and the image pickup device 214. By means, X-rays or the like generated from the substrate 202 to be exposed may be captured as an image.

【0067】(第2の実施形態の変形例)以下、第2の
実施形態の変形例に係る荷電粒子ビーム露光装置、具体
的にはスポットビーム型の電子ビーム露光装置について
図3を参照しながら説明する。尚、第2の実施形態の変
形例においては、図2に示した第2の実施形態と同一の
部材には同一の符号を付すことにより、説明を省略す
る。
(Modification of Second Embodiment) Hereinafter, a charged particle beam exposure apparatus according to a modification of the second embodiment, specifically, a spot beam type electron beam exposure apparatus will be described with reference to FIG. explain. In the modification of the second embodiment, the same members as those of the second embodiment shown in FIG.

【0068】第2の実施形態の変形例に係る電子ビーム
露光装置が第2の実施形態と異なるのは、電子ビーム2
03の偏向制御に代えて、XYステージ201の駆動制
御によってビームドリフト補正を行なうことである。
The difference between the electron beam exposure apparatus according to the modification of the second embodiment and the second embodiment is that
In other words, beam drift correction is performed by drive control of the XY stage 201 instead of the deflection control of FIG.

【0069】具体的には、図3に示すように、比較演算
手段216が、一の照射位置設計データに基づく電子ビ
ーム203の照射におけるビームドリフト量ΔDを求め
た後、該ビームドリフト量ΔDと、レーザ干渉測長器2
06により測定されたXYステージ201の位置データ
Lとに基づき、ステージ駆動手段217が、XYステー
ジ201を移動して、該ビームドリフト量ΔDを補正
し、その後、ブランキング電極204の電圧をオフにし
て、次の照射位置設計データに基づく電子ビーム203
の照射が行なわれる。これにより、XYステージ201
の駆動制御によってビームドリフト補正が行なわれる。
Specifically, as shown in FIG. 3, after the comparison operation means 216 obtains the beam drift amount ΔD in the irradiation of the electron beam 203 based on one irradiation position design data, the comparison operation means 216 determines the beam drift amount ΔD and the beam drift amount ΔD. , Laser interferometer 2
Based on the position data L of the XY stage 201 measured in step 06, the stage driving means 217 moves the XY stage 201 to correct the beam drift amount ΔD, and then turns off the voltage of the blanking electrode 204. The electron beam 203 based on the next irradiation position design data.
Irradiation is performed. Thereby, the XY stage 201
, Beam drift correction is performed.

【0070】すなわち、第2の実施形態の変形例におい
ては、ビームドリフト補正手段はXYステージ201及
びステージ駆動手段217から構成されるが、ビームド
リフト補正手段の構成はこれに限られるものではない。
That is, in the modification of the second embodiment, the beam drift correction means comprises the XY stage 201 and the stage driving means 217, but the configuration of the beam drift correction means is not limited to this.

【0071】以上に説明したように、第2の実施形態の
変形例によると、XYステージ201及びステージ駆動
手段217から構成されるビームドリフト補正手段によ
り、第2の実施形態における偏向位置計算手段208、
偏向電圧発生手段209及び偏向電極210から構成さ
れるビームドリフト補正手段と同等の機能が実現される
ので、第2の実施形態と同等の効果が得られる。
As described above, according to the modified example of the second embodiment, the deflection position calculation means 208 in the second embodiment is provided by the beam drift correction means comprising the XY stage 201 and the stage driving means 217. ,
Since the same function as that of the beam drift correction unit including the deflection voltage generation unit 209 and the deflection electrode 210 is realized, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.

【0072】(第3の実施形態)以下、第3の実施形態
に係る荷電粒子ビーム露光装置、具体的には縮小投影型
又は部分一括型の電子ビーム露光装置について図4を参
照しながら説明する。尚、第3の実施形態においては、
図2に示した第2の実施形態と同一の部材には同一の符
号を付すことにより、説明を省略する。
(Third Embodiment) Hereinafter, a charged particle beam exposure apparatus according to a third embodiment, specifically, a reduced projection type or partial batch type electron beam exposure apparatus will be described with reference to FIG. . Note that in the third embodiment,
The same members as those in the second embodiment shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0073】第3の実施形態に係る電子ビーム露光装置
が第2の実施形態と異なるのは、電子ビーム203が所
定のショット形状に成形されていること、及びビーム位
置計算手段215に代えて、画像入力手段(反射鏡21
2、結像光学系213及び撮像素子214参照)により
取り込まれた画像に対して、アウトライン処理を行なっ
て画像処理データを作成する画像処理手段と、電子ビー
ム203のショット形状に基づき電子ビーム203の照
射により被露光基板202から発生する電磁波の強度分
布を予測する電磁波強度予測手段と、電磁波強度予測手
段により予測された強度分布と、画像処理手段により作
成された画像処理データとを比較することにより、被露
光基板202における電子ビーム203の照射位置実測
値を求める照射位置計算手段とを備えていることであ
る。尚、電磁波強度予測手段は、電子ビーム203のシ
ョット形状を記憶するショット形状記憶手段を有してい
る。
The electron beam exposure apparatus according to the third embodiment is different from the second embodiment in that the electron beam 203 is formed into a predetermined shot shape, and the beam position calculating means 215 is used instead. Image input means (reflecting mirror 21
2. An image processing unit that performs outline processing on the image captured by the imaging optical system 213 and the image pickup device 214 to generate image processing data, and generates an image of the electron beam 203 based on the shot shape of the electron beam 203. By comparing the intensity distribution predicted by the electromagnetic wave intensity prediction unit with the intensity distribution of the electromagnetic wave generated from the substrate 202 to be exposed by irradiation, and the image processing data created by the image processing unit, And an irradiation position calculating means for obtaining an irradiation position actual measurement value of the electron beam 203 on the substrate 202 to be exposed. Note that the electromagnetic wave intensity prediction means has a shot shape storage means for storing a shot shape of the electron beam 203.

【0074】以下、図4を参照しながら具体的に説明す
る。
Hereinafter, a specific description will be given with reference to FIG.

【0075】撮像素子214から出力された画像信号S
に対して、画像処理手段218がコントラスト調整等に
よりアウトライン処理を行なって、画像処理データIを
作成する。
The image signal S output from the image sensor 214
Then, the image processing means 218 performs outline processing by contrast adjustment or the like to generate image processing data I.

【0076】また、ショット形状記憶手段219に記憶
された電子ビーム203のショット形状Dp、及び結像
光学系213の開口係数等に基づき、蛍光形状計算手段
220が、蛍光211の予測強度分布、言い換えると撮
像素子214から出力される画像信号Sの予測値である
画像予測データDcを計算する。
Further, based on the shot shape Dp of the electron beam 203 stored in the shot shape storage means 219 and the aperture coefficient of the imaging optical system 213, the fluorescence shape calculation means 220 causes the predicted intensity distribution of the fluorescence 211, in other words, And image prediction data Dc which is a prediction value of the image signal S output from the image sensor 214.

【0077】すなわち、第3の実施形態においては、電
磁波強度計算手段はショット形状記憶手段219及び蛍
光形状計算手段220から構成されるが、電磁波強度計
算手段の構成はこれに限られるものではない。
In other words, in the third embodiment, the electromagnetic wave intensity calculation means comprises the shot shape storage means 219 and the fluorescence shape calculation means 220, but the configuration of the electromagnetic wave intensity calculation means is not limited to this.

【0078】図5(a)はショット形状Dpの一例を模
式的に示しており、図5(b)は図5(a)に示すショ
ット形状Dpに成形された電子ビーム203の照射に対
応する画像予測データDcの一例を模式的に示してい
る。
FIG. 5A schematically shows an example of the shot shape Dp, and FIG. 5B corresponds to the irradiation of the electron beam 203 shaped into the shot shape Dp shown in FIG. 5A. An example of the image prediction data Dc is schematically shown.

【0079】次に、照射位置計算手段221が、画像処
理手段218により作成された画像処理データIと、蛍
光形状計算手段220により計算された画像予測データ
Dcとを比較することにより、被露光基板202におけ
る電子ビーム203の照射位置実測値Deを求める。
Next, the irradiation position calculating means 221 compares the image processing data I generated by the image processing means 218 with the image prediction data Dc calculated by the fluorescent shape calculating means 220, thereby obtaining the substrate to be exposed. An irradiation position actual measurement value De of the electron beam 203 in 202 is obtained.

【0080】図5(c)は、画像処理データIと画像予
測データDcとを比較している様子を示している。尚、
図5(c)において、実線は画像予測データDcを示し
ており、破線は画像処理データIにおける画像予測デー
タDcと対応する領域を示している。
FIG. 5C shows a state where the image processing data I and the image prediction data Dc are compared. still,
In FIG. 5C, the solid line indicates the image prediction data Dc, and the broken line indicates the area corresponding to the image prediction data Dc in the image processing data I.

【0081】すなわち、照射位置計算手段221は、画
像予測データDcをテンプレートとして画像処理データ
Iに重ね合わせて、画像処理データIにおける画像予測
データDcと最も良く一致する領域、つまり画像処理デ
ータIにおける画像予測データDcと対応する領域を決
定することにより、該決定された領域の位置を照射位置
実測値Deとして求めている。
That is, the irradiation position calculation means 221 superimposes the image prediction data Dc as a template on the image processing data I to obtain a region which best matches the image prediction data Dc in the image processing data I, that is, in the image processing data I By determining a region corresponding to the image prediction data Dc, the position of the determined region is obtained as the irradiation position actual measurement value De.

【0082】次に、比較演算手段216が、照射位置計
算手段221により計算された照射位置実測値Deと、
偏向位置計算手段208により計算された偏向位置デー
タDdとを比較することによって、照射位置実測値De
の一の照射位置設計データからのズレ量つまりビームド
リフト量ΔDを求める。その後、偏向位置計算手段20
8が、比較演算手段216により計算されたビームドリ
フト量ΔDを補正して、次の照射位置設計データに対応
する電子ビーム203の偏向位置データDdを計算す
る。
Next, the comparison operation means 216 calculates the irradiation position actual value De calculated by the irradiation position calculation means 221,
By comparing the deflection position data Dd calculated by the deflection position calculation means 208, the actual irradiation position value De is calculated.
A deviation amount from one irradiation position design data, that is, a beam drift amount ΔD is obtained. Thereafter, the deflection position calculating means 20
8 calculates the deflection position data Dd of the electron beam 203 corresponding to the next irradiation position design data by correcting the beam drift amount ΔD calculated by the comparison calculation means 216.

【0083】次に、ビームドリフト量ΔDが補正された
偏向位置データDdに基づき、偏向電圧発生手段209
が所定の偏向電圧Vdを偏向電極210に印加した後、
ブランキング電極204の電圧をオフにして、次の照射
位置設計データに基づく電子ビーム203の照射が行な
われる。これにより、電子ビーム203の偏向制御によ
ってビームドリフト補正が行なわれる。
Next, based on the deflection position data Dd in which the beam drift amount ΔD has been corrected, the deflection voltage generation means 209
After applying a predetermined deflection voltage Vd to the deflection electrode 210,
The voltage of the blanking electrode 204 is turned off, and the irradiation of the electron beam 203 based on the next irradiation position design data is performed. Thereby, beam drift correction is performed by controlling the deflection of the electron beam 203.

【0084】以上に説明したように、第3の実施形態に
よると、画像処理手段218、電磁波強度予測手段(シ
ョット形状記憶手段219及び蛍光形状計算手段220
参照)、及び照射位置計算手段221により、第2の実
施形態におけるビーム位置計算手段215と同等の機能
が実現されるので、第2の実施形態と同等の効果が得ら
れると共に、電子ビーム203が所定のショット形状に
成形されている場合にも、照射位置実測値Deつまりビ
ームドリフト量ΔDを正確に求めることができるので、
ビームドリフト補正を正確に行なうことができる。
As described above, according to the third embodiment, the image processing means 218, the electromagnetic wave intensity predicting means (the shot shape storing means 219 and the fluorescent shape calculating means 220)
And the irradiation position calculation unit 221 realizes the same function as the beam position calculation unit 215 in the second embodiment, so that the same effect as in the second embodiment can be obtained and the electron beam 203 can be obtained. Even in the case of being formed into a predetermined shot shape, the irradiation position actual measurement value De, that is, the beam drift amount ΔD can be accurately obtained.
Beam drift correction can be performed accurately.

【0085】尚、第3の実施形態において、荷電粒子ビ
ームとして電子ビーム203を用いたが、これに代え
て、他の荷電粒子ビームを用いてもよい。
Although the electron beam 203 is used as the charged particle beam in the third embodiment, another charged particle beam may be used instead.

【0086】また、第3の実施形態において、電子ビー
ム203の偏向制御によってビームドリフト補正を行な
ったが、これに代えて、XYステージ201の駆動制御
によってビームドリフト補正を行なってもよい。
In the third embodiment, the beam drift is corrected by controlling the deflection of the electron beam 203. Alternatively, the beam drift may be corrected by controlling the drive of the XY stage 201.

【0087】また、第3の実施形態において、被露光基
板202から発生する電磁波の強度分布つまり画像予測
データDcを電磁波強度予測手段により電子ビーム20
3の照射毎に予測したが、これに代えて、電子ビーム2
03の全てのショット形状について予め予測された画像
予測データDcを記憶手段に記憶させておき、該記憶手
段に記憶された画像予測データDcを適宜用いてもよ
い。
In the third embodiment, the intensity distribution of the electromagnetic wave generated from the substrate 202 to be exposed, that is, the image prediction data Dc is converted into the electron beam 20 by the electromagnetic wave intensity prediction means.
3 was predicted for each irradiation, but instead of this, the electron beam 2
The image prediction data Dc predicted in advance for all the shot shapes 03 may be stored in the storage unit, and the image prediction data Dc stored in the storage unit may be used as appropriate.

【0088】また、第3の実施形態において、電子ビー
ム203のショット形状に基づき画像予測データDcを
計算したが、電子ビーム203のショット形状が大きい
場合には、電子ビーム203のショット形状のうちの特
徴的なパターン部分のみを抽出して、該抽出されたパタ
ーン部分に基づき画像予測データDcを計算してもよ
い。
In the third embodiment, the image prediction data Dc is calculated on the basis of the shot shape of the electron beam 203. However, when the shot shape of the electron beam 203 is large, of the shot shapes of the electron beam 203, Only characteristic pattern portions may be extracted, and the image prediction data Dc may be calculated based on the extracted pattern portions.

【0089】[0089]

【発明の効果】本発明によると、一の照射位置設計デー
タに基づく荷電粒子ビームの照射において求められたビ
ームドリフト量を補正して、次の照射位置設計データに
基づく荷電粒子ビームの照射を行なうことができるた
め、パターン描画を中断してウェハステージを移動させ
ることなく、荷電粒子ビームの照射毎にビームドリフト
補正を行なうことができるので、スループットの低下を
防ぎつつパターン露光の位置精度を向上させることがで
きる。
According to the present invention, the beam drift amount obtained in the irradiation of the charged particle beam based on one irradiation position design data is corrected, and the irradiation of the charged particle beam based on the next irradiation position design data is performed. Therefore, beam drift correction can be performed each time a charged particle beam is irradiated without interrupting pattern writing and moving the wafer stage, thereby improving the positional accuracy of pattern exposure while preventing a decrease in throughput. be able to.

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

【図1】(a)〜(d)は第1の実施形態に係るパター
ン形成方法の各工程を示す断面図である。
FIGS. 1A to 1D are cross-sectional views illustrating respective steps of a pattern forming method according to a first embodiment.

【図2】第2の実施形態に係る荷電粒子ビーム露光装置
の模式図である。
FIG. 2 is a schematic view of a charged particle beam exposure apparatus according to a second embodiment.

【図3】第2の実施形態の変形例に係る荷電粒子ビーム
露光装置の模式図である。
FIG. 3 is a schematic view of a charged particle beam exposure apparatus according to a modification of the second embodiment.

【図4】第3の実施形態に係る荷電粒子ビーム露光装置
の模式図である。
FIG. 4 is a schematic view of a charged particle beam exposure apparatus according to a third embodiment.

【図5】(a)は電子ビームのショット形状Dpの一例
を示す図であり、(b)は図(a)に示すショット形状
Dpに成形された電子ビームの照射に対応する画像予測
データDcの一例を示す図であり、(c)は画像処理デ
ータIと画像予測データDcとを比較している様子を示
す図ある。
5A is a diagram illustrating an example of an electron beam shot shape Dp, and FIG. 5B is a diagram illustrating image prediction data Dc corresponding to the irradiation of the electron beam shaped into the shot shape Dp illustrated in FIG. FIG. 7C is a diagram showing an example in which image processing data I and image prediction data Dc are compared.

【図6】従来の荷電粒子ビーム露光装置の斜視図であ
る。
FIG. 6 is a perspective view of a conventional charged particle beam exposure apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 基板 102 レジスト膜 103 蛍光材料膜 104 電子ビーム 105 蛍光 106 レジストパターン 201 XYステージ 202 被露光基板 203 電子ビーム 204 ブランキング電極 205 ブランキングアパーチャ 206 レーザ干渉測長器 207 描画データ記憶手段 208 偏向位置計算手段 209 偏向電圧発生手段 210 偏向電極 211 蛍光 212 反射鏡 212a 開口部 213 結像光学系 214 撮像素子 215 ビーム位置計算手段 216 比較演算手段 217 ステージ駆動手段 218 画像処理手段 219 ショット形状記憶手段 220 蛍光形状計算手段 221 照射位置計算手段 L XYステージ201の位置データ D 電子ビーム203の照射位置設計データ Dd 電子ビーム203の偏向位置データ Vd 偏向電圧 S 画像信号 De 電子ビーム203の照射位置実測値 ΔD ビームドリフト量 Dp 電子ビーム203のショット形状 I 画像処理データ Dc 画像予測データ Reference Signs List 101 substrate 102 resist film 103 fluorescent material film 104 electron beam 105 fluorescence 106 resist pattern 201 XY stage 202 exposed substrate 203 electron beam 204 blanking electrode 205 blanking aperture 206 laser interferometer 207 drawing data storage means 208 deflection position calculation Means 209 Deflection voltage generating means 210 Deflection electrode 211 Fluorescent light 212 Reflecting mirror 212a Opening 213 Imaging optical system 214 Imaging element 215 Beam position calculating means 216 Comparison calculating means 217 Stage driving means 218 Image processing means 219 Shot shape storage means 220 Fluorescent shape Calculation means 221 Irradiation position calculation means L Position data of XY stage 201 D Irradiation position design data of electron beam 203 Dd Deflection position data of electron beam 203 Vd polarization Voltage S image signal De shots shape of the irradiation position measured value ΔD beam drift amount Dp electron beam 203 of the electron beam 203 I imaging data Dc image predictive data

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レジスト材料を基板上に塗布してレジス
ト膜を形成するレジスト膜形成工程と、 荷電粒子ビームを前記レジスト膜に対して、該レジスト
膜上に所定のパターンを描画するために予め準備され
た、前記荷電粒子ビームの照射位置の設計データである
照射位置設計データに基づき照射してパターン露光を行
なう露光工程と、パターン露光された前記レジスト膜を
現像してレジストパターンを形成するパターン形成工程
とを備えたパターン形成方法であって、 前記レジスト膜形成工程と前記露光工程との間に、前記
荷電粒子ビームの照射により蛍光を発生する蛍光材料
を、前記レジスト膜上に塗布して蛍光材料膜を形成する
蛍光材料膜形成工程をさらに備え、 前記露光工程は、 前記荷電粒子ビームの照射により前記蛍光材料膜から発
生する蛍光を画像として取り込む工程と、 前記画像を処理して、前記レジスト膜における前記荷電
粒子ビームの照射位置実測値を求める工程と、 前記照射位置実測値の前記照射位置設計データからのズ
レ量をビームドリフト量として求める工程と、 前記ビームドリフト量を補正する工程とを含むことを特
徴とするパターン形成方法。
A resist film forming step of applying a resist material on a substrate to form a resist film; and a method of applying a charged particle beam to the resist film in advance to draw a predetermined pattern on the resist film. An exposure step of performing pattern exposure by irradiating the prepared based on irradiation position design data that is design data of the irradiation position of the charged particle beam, and a pattern for forming the resist pattern by developing the pattern-exposed resist film. A pattern forming method comprising: forming a fluorescent material that generates fluorescence by irradiation of the charged particle beam on the resist film, between the resist film forming step and the exposing step. The method further includes a fluorescent material film forming step of forming a fluorescent material film, wherein the exposing step includes the step of irradiating the charged particle beam from the fluorescent material film. Capturing the generated fluorescence as an image; processing the image to determine an irradiation position actual measurement value of the charged particle beam on the resist film; and a deviation amount of the irradiation position actual value from the irradiation position design data. And a step of correcting the beam drift amount.
【請求項2】 前記レジスト材料は、前記蛍光材料膜か
ら発生する蛍光に対して感度を有していないことを特徴
とする請求項1に記載のパターン形成方法。
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the resist material has no sensitivity to the fluorescent light generated from the fluorescent material film.
【請求項3】 前記レジスト材料は、前記荷電粒子ビー
ムの照射によりアルカリ性溶液に対して可溶性となり、
前記蛍光材料は水溶性であることを特徴とする請求項1
に記載のパターン形成方法。
3. The resist material becomes soluble in an alkaline solution by irradiation of the charged particle beam,
The fluorescent material is water-soluble.
4. The pattern forming method according to 1.
【請求項4】 レジスト材料を基板上に塗布してレジス
ト膜を形成するレジスト膜形成工程と、 荷電粒子ビームを前記レジスト膜に対して、該レジスト
膜上に所定のパターンを描画するために予め準備され
た、前記荷電粒子ビームの照射位置の設計データである
照射位置設計データに基づき照射してパターン露光を行
なう露光工程と、 パターン露光された前記レジスト膜を現像してレジスト
パターンを形成するパターン形成工程とを備えたパター
ン形成方法であって、 前記レジスト材料は、前記荷電粒子ビームの照射により
蛍光を発生する材料を有し、 前記露光工程は、 前記荷電粒子ビームの照射により前記レジスト膜から発
生する蛍光を画像として取り込む工程と、 前記画像を処理して、前記レジスト膜における前記荷電
粒子ビームの照射位置実測値を求める工程と、 前記照射位置実測値の前記照射位置設計データからのズ
レ量をビームドリフト量として求める工程と、 前記ビームドリフト量を補正する工程とを含むことを特
徴とするパターン形成方法。
4. A resist film forming step of forming a resist film by applying a resist material on a substrate, and applying a charged particle beam to the resist film in advance to draw a predetermined pattern on the resist film. An exposure step of performing pattern exposure by irradiating the prepared based on irradiation position design data that is design data of the irradiation position of the charged particle beam, and a pattern for developing the resist film subjected to pattern exposure to form a resist pattern. A pattern forming method comprising: forming the resist material, wherein the resist material includes a material that generates fluorescence by irradiation of the charged particle beam; and the exposing step includes: Capturing the generated fluorescence as an image; processing the image to illuminate the charged particle beam on the resist film. A step of obtaining an actual measurement value of the irradiation position; a step of obtaining a deviation amount of the actual measurement value of the irradiation position from the irradiation position design data as a beam drift amount; and a step of correcting the beam drift amount. Forming method.
【請求項5】 前記レジスト材料は、前記レジスト膜か
ら発生する蛍光に対して感度を有していないことを特徴
とする請求項4に記載のパターン形成方法。
5. The pattern forming method according to claim 4, wherein said resist material has no sensitivity to fluorescence generated from said resist film.
【請求項6】 荷電粒子ビームを基板に対して、該基板
上に所定のパターンを描画するために予め準備された、
前記荷電粒子ビームの照射位置の設計データである照射
位置設計データに基づき照射してパターン露光を行なう
荷電粒子ビーム露光装置であって、 前記荷電粒子ビームの照射により前記基板から発生する
電磁波を画像として取り込む画像入力手段と、 前記画像を処理して、前記基板における前記荷電粒子ビ
ームの照射位置実測値を求めるビーム位置計算手段と、 前記照射位置実測値の前記照射位置設計データからのズ
レ量をビームドリフト量として求める比較演算手段と、 前記ビームドリフト量を補正するビームドリフト補正手
段とを備えていることを特徴とする荷電粒子ビーム露光
装置。
6. A charged particle beam, which is prepared in advance on a substrate, for drawing a predetermined pattern on the substrate,
A charged particle beam exposure apparatus that performs pattern exposure by irradiating based on irradiation position design data that is design data of an irradiation position of the charged particle beam, wherein an electromagnetic wave generated from the substrate by the irradiation of the charged particle beam is used as an image. An image input unit to be captured, a beam position calculating unit that processes the image and obtains a measured value of the irradiation position of the charged particle beam on the substrate, and a beam that calculates a deviation amount of the measured irradiation position from the irradiation position design data. A charged particle beam exposure apparatus, comprising: comparison operation means for obtaining a drift amount; and beam drift correction means for correcting the beam drift amount.
【請求項7】 前記荷電粒子ビームは所定の形状に成形
されており、 前記ビーム位置計算手段は、 前記画像を処理して画像処理データを作成する手段と、 前記荷電粒子ビームの形状に基づき、該荷電粒子ビーム
の照射により前記基板から発生する電磁波の強度分布を
予測するか又は予め記憶している手段と、 前記強度分布と前記画像処理データとを比較することに
より、前記照射位置実測値を求める手段とを有すること
を特徴とする請求項6に記載の荷電粒子ビーム露光装
置。
7. The charged particle beam is shaped into a predetermined shape, the beam position calculating means processes the image to create image processing data, and based on the shape of the charged particle beam, Means for predicting or previously storing the intensity distribution of the electromagnetic wave generated from the substrate by the irradiation of the charged particle beam, and comparing the intensity distribution with the image processing data to obtain the measured irradiation position. The charged particle beam exposure apparatus according to claim 6, further comprising a calculating unit.
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