JP2755129B2 - Electron beam exposure apparatus and electron beam deflection method - Google Patents
Electron beam exposure apparatus and electron beam deflection methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は電子ビーム露光装置およ
び電子ビーム偏向方法に関し、特に超LSI用のリソグ
ラフィに利用される電子ビーム露光装置および電子ビー
ム偏向方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure apparatus and an electron beam deflection method, and more particularly, to an electron beam exposure apparatus and an electron beam deflection method used for lithography for a super LSI.
【0002】[0002]
【従来の技術】マスク基板あるいはウエーハ上に塗布し
したレジストに5〜50KeVの高速電子ビームを照射
し、上記レジストの被照射部分の化学反応を利用して所
望のパターンを得る電子ビーム露光は、ビーム径0.1
μm以下と高解像度であることと、磁界や電界で容易に
偏向できるので、偏向の走査信号をコンピュータ制御に
より高精度でパターンを発生できることとなどから、大
規模、高集積度、高精細度化を必要とする数百万パター
ン以上の超LSI用のリソグラフィ(半導体基板上に所
望のパターンのレジスト膜を形成する工程)に不可欠の
技術として位置ずけられている。2. Description of the Related Art An electron beam exposure for irradiating a resist coated on a mask substrate or a wafer with a high-speed electron beam of 5 to 50 KeV to obtain a desired pattern by utilizing a chemical reaction of an irradiated portion of the resist is performed by: Beam diameter 0.1
Large-scale, high-integration, and high-definition due to the high resolution of less than μm and the ability to easily deflect by a magnetic field or electric field, so that the deflection scanning signal can be generated with high precision by computer control. This is positioned as an indispensable technology for lithography for ultra-large scale LSIs requiring more than several million patterns (a process of forming a resist film having a desired pattern on a semiconductor substrate).
【0003】電子ビーム露光装置は使用する電子ビーム
の形状により、ガウス型ビームを用いるものと、成形ビ
ームを用いるものとがある。成形ビームを用いる方法
は、集束ビームの断面形状を所望の形状に加工したビー
ムで必要とする形状の孔(アパーチャ)を照射し、この
アパーチャの像を縮小してつくられた電子ビームを用い
て描画する。この成形ビームを用いる装置には、成形ビ
ームの断面積が一定の固定形状ビームを用いるものと、
2個のアパーチャを電子光学的に重ね合せ、成形ビーム
の断面積を可変とした可変形状ビームを用いるものとが
ある。ここでは、超LSI用のリソグラフィ用として、
本質的に高精度かつ高速度であることにより広く使用さ
れる可変形状ビーム型の電子ビーム露光装置について説
明する。Depending on the shape of the electron beam to be used, the electron beam exposure apparatus includes a device using a Gaussian beam and a device using a shaped beam. A method using a shaped beam is to irradiate a hole (aperture) having a required shape with a beam obtained by processing a cross-sectional shape of a focused beam into a desired shape, and to reduce an image of the aperture by using an electron beam. draw. Devices using this shaped beam include those using a fixed shape beam having a fixed cross-sectional area of the shaped beam,
There is a type in which two apertures are superimposed electro-optically and a variable-shaped beam in which the cross-sectional area of a shaped beam is variable is used. Here, for lithography for VLSI,
A variable shape beam type electron beam exposure apparatus widely used because of its inherently high accuracy and high speed will be described.
【0004】従来のこの種の電子ビーム露光装置は、ビ
ームを半導体基板上の所定位置に指向するための偏向レ
ンズとして、磁界による電磁偏向器と電界による静電偏
向器との両者が用いられる。周知のように、静電偏向器
は、所要エネルギーが少なく、周波数特性が優れてい
る。しかし、加速電圧が高いこの種の電子ビーム露光装
置では偏向電圧が極めて高くなり、偏向回路を構成する
素子の絶縁耐圧の保持や所要の偏向波形の発生技術が困
難となる。一方、電磁偏向器は、外付の偏向コイルに所
要の偏向波形の電流を流せばよく、偏向回路の技術的容
易性ははるかに優れている。また、電子ビームの偏向に
伴うスポットの焦点ぼけや走査歪は磁界偏向の方がはる
かに有利である。したがって、電子ビーム露光装置の主
偏向器としては電磁偏向器が広く用いられており、誤差
や収差等の補正用の副偏向器としては静電偏向器が用い
られている。In this type of conventional electron beam exposure apparatus, both a magnetic deflector using a magnetic field and an electrostatic deflector using an electric field are used as deflection lenses for directing a beam to a predetermined position on a semiconductor substrate. As is well known, an electrostatic deflector requires less energy and has excellent frequency characteristics. However, in this type of electron beam exposure apparatus having a high acceleration voltage, the deflection voltage becomes extremely high, and it becomes difficult to maintain the dielectric strength of the elements constituting the deflection circuit and to generate a required deflection waveform. On the other hand, the electromagnetic deflector only needs to supply a current having a required deflection waveform to an external deflection coil, and the technical easiness of the deflection circuit is far superior. Also, magnetic field deflection is much more advantageous for spot defocus and scanning distortion due to electron beam deflection. Therefore, an electromagnetic deflector is widely used as a main deflector of an electron beam exposure apparatus, and an electrostatic deflector is used as a sub deflector for correcting errors, aberrations, and the like.
【0005】電子ビーム露光装置においては、ビーム照
射位置を高速かつ高精度に設定する必要がある。しかし
電磁偏向器は、誘導性負荷である電磁偏向器の駆動増幅
器側と磁界発生側との間の過渡特性や渦電流効果に起因
する時間遅れすなわち整定時間によって誤差が生じるこ
とはよく知られている。In an electron beam exposure apparatus, it is necessary to set a beam irradiation position at high speed and with high accuracy. However, it is well known that errors occur in electromagnetic deflectors due to the transient characteristics between the drive amplifier side and the magnetic field generation side of the electromagnetic deflector, which is an inductive load, and the time delay or settling time caused by the eddy current effect. I have.
【0006】従来の電子ビーム露光装置の第1の例を示
す図5を参照すると、この従来の第1の電子ビーム露光
装置は、電子ビーム11を供給する電子銃10と、メモ
リに対するアドレスAの発生等装置全体の制御を行うC
PU1と、半導体基板であるターゲット12上に対する
電子ビーム11の所定照射位置に対応する所望のパター
ン対応の偏向データDを一時格納するメモリ2と、メモ
リ2から読出されるデータDの伝送用のデータバス3
と、データDをアナログ信号に変換するとともに上記ア
ナログ信号を増幅して主偏向信号aを生成する電磁偏向
器7用のディジタルアナログ変換器およびアンプ(DA
Cアンプ)4と、信号Dの供給に応答して静電偏向器8
および9の偏向信号b,cをそれぞれ生成するDACア
ンプ5,6と、偏向信号aの供給に応答して主偏向領域
内を予め設定した数で分割した領域である副偏向領域毎
にステップ状に偏向する主偏向器である電磁偏向器7
と、偏向信号bの供給に応答して上記副偏向領域内をさ
らに分割した副副偏向領域毎にステップ状に偏向する副
偏向器である静電偏向器8と、偏向信号cの供給に応答
して上記副副偏向領域内の任意のショット位置に電子ビ
ーム11を偏向する副副偏向器である静電偏向器9とを
備える。Referring to FIG. 5, which shows a first example of a conventional electron beam exposure apparatus, the first conventional electron beam exposure apparatus includes an electron gun 10 for supplying an electron beam 11 and an address A for a memory. C that controls the entire device such as generation
PU1, a memory 2 for temporarily storing deflection data D corresponding to a desired pattern corresponding to a predetermined irradiation position of the electron beam 11 on a target 12, which is a semiconductor substrate, and data for transmission of data D read from the memory 2. Bus 3
And a digital / analog converter and an amplifier (DA) for the electromagnetic deflector 7 for converting the data D into an analog signal and amplifying the analog signal to generate a main deflection signal a.
C amplifier) 4 and an electrostatic deflector 8 in response to the supply of the signal D
DAC amplifiers 5 and 6 for generating deflection signals b and c, respectively, and a step-like pattern for each sub-deflection area, which is an area obtained by dividing the main deflection area by a preset number in response to the supply of the deflection signal a. Electromagnetic deflector 7 which is a main deflector for deflecting light into
And an electrostatic deflector 8 which is a sub-deflector for deflecting the sub-deflection area in a step-like manner in each sub-sub deflection area in response to the supply of the deflection signal b, and responding to the supply of the deflection signal c. And an electrostatic deflector 9 serving as a sub-sub-deflector for deflecting the electron beam 11 at an arbitrary shot position in the sub-sub-deflection region.
【0007】この種の電子ビーム露光装置によるターゲ
ット12上のビーム設定位置対応の偏向領域の一例を示
す図6(A)を参照すると、主偏向領域101は5行お
よび5列からなる25個の副偏向領域Smn(m,nは
1〜5の整数)から成る。図6(B)をさらに参照する
と、副偏向領域Smnの各々は同様に5行および5列か
らなる25個の副副偏向領域Qop(o,pは1〜5の
整数)から成る。まず、電磁偏向器7により電子ビーム
11は、最初の副偏向領域S11の中心を照射するよう
にに設定される。次に、静電偏向器8により電子ビーム
11は、副偏向領域S11の最初の副副偏向領域Q11
の所定位置を照射するようにに設定される。次に、静電
偏向器9の偏向動作により、電子ビーム11による所望
のパターンの描画すなわち1ショットの露光を行う。次
に静電偏向器8により電子ビーム11は隣接の副副偏向
領域Q12に設定され、同様にして1ショットの露光を
行う。副副偏向領域Q15の露光が終了すると次に列方
向に移動し副副偏向領域Q25の露光を行う。このよう
にして、最後の副副偏向領域Q55までの露光が終了す
ると、次に、電磁偏向器7により電子ビーム11は次の
副偏向領域S12の中心を照射するようにに設定され、
同様にこの副偏向領域S12内の副副偏向領域Q11〜
Q55の各ショットの露光を行う。副偏向領域S15の
各副副偏向領域対応のショットの露光が終了すると次に
列方向に移動し副偏向領域S25について同様のプロセ
スで露光を行う。このようにして、最後の副偏向領域S
55までの露光を遂行する。Referring to FIG. 6A showing an example of a deflection area corresponding to a beam setting position on the target 12 by this type of electron beam exposure apparatus, a main deflection area 101 has 25 rows and 5 columns. It is composed of a sub-deflection area Smn (m and n are integers of 1 to 5). With further reference to FIG. 6B, each of the sub-deflection regions Smn also includes 25 sub-sub deflection regions Qop (o and p are integers of 1 to 5) each having 5 rows and 5 columns. First, the electron beam 11 is set by the electromagnetic deflector 7 so as to irradiate the center of the first sub deflection area S11. Next, the electron beam 11 is moved by the electrostatic deflector 8 to the first sub-sub deflection area Q11 of the sub deflection area S11.
Is set so as to irradiate the predetermined position. Next, a desired pattern is drawn by the electron beam 11, that is, one-shot exposure is performed by the deflection operation of the electrostatic deflector 9. Next, the electron beam 11 is set in the adjacent sub-sub deflection area Q12 by the electrostatic deflector 8, and one-shot exposure is performed in the same manner. When the exposure of the sub-sub deflection area Q15 is completed, the sub-sub deflection area Q25 is moved in the column direction to expose the sub-sub deflection area Q25. In this way, when the exposure up to the last sub-deflection area Q55 is completed, the electron beam 11 is set by the electromagnetic deflector 7 so as to irradiate the center of the next sub-deflection area S12,
Similarly, sub-deflection areas Q11 to Q11 in sub-deflection area S12
The exposure of each shot of Q55 is performed. When the exposure of the shot corresponding to each sub-deflection area of the sub-deflection area S15 is completed, the exposure apparatus moves in the column direction and performs exposure on the sub-deflection area S25 in the same process. Thus, the last sub deflection area S
Perform up to 55 exposures.
【0008】動作について説明すると、電子銃10から
の電子ビーム11は、電磁偏向器7,静電偏向器8,9
を経由してターゲット12に照射される。CPU1は偏
向データD対応のアドレスAをメモリ2に供給する。メ
モリ2は、アドレスAの供給に応答して読出した偏向デ
ータDをDACアンプ4,5,およびDACアンプ6に
データバス3を経由して並列に供給する。まず、CPU
1の制御信号IAと副偏向領域S11対応の偏向データ
DとがDACアンプ4に供給され、DACアンプ4は、
偏向データDの供給に応答してこの偏向データDをディ
ジタルアナログ変換し、さらに所要の増幅を行って電磁
偏向器7の駆動電流である主偏向信号aを生成し、電磁
偏向器7に供給する。この結果、電子ビーム11は、副
偏向領域S11のほぼ中央部を照射するよう偏向され
る。次に、CPU1の制御信号IB,副副偏向領域Q1
1対応の偏向データDがDACアンプ5に供給される。
DACアンプ5は副偏向信号bを生成して静電偏向器8
に供給する。この結果、電子ビーム11は、副副偏向領
域Q11のほぼ中央部を照射するよう偏向される。次
に、CPU1の制御信号IC,所定パターン対応の偏向
データDがDACアンプ6に供給される。DACアンプ
6はこれら信号IC,Dの供給に応答して所定のパター
ン対応の偏向信号cを生成し静電偏向器9に供給する。
この結果、電子ビーム11は、副副偏向領域Q11の1
ショットの露光を行う。以下上述したように、副偏向領
域S11の副副偏向領域Q12〜Q55対応の各ショッ
トの露光を行ない、副偏向領域S12〜S55について
も同様に露光を行う。In operation, the electron beam 11 from the electron gun 10 is applied to the electromagnetic deflector 7, the electrostatic deflectors 8, 9
Is irradiated on the target 12 via. The CPU 1 supplies an address A corresponding to the deflection data D to the memory 2. The memory 2 supplies the deflection data D read in response to the supply of the address A to the DAC amplifiers 4, 5 and 6 in parallel via the data bus 3. First, CPU
1 and the deflection data D corresponding to the sub deflection area S11 are supplied to the DAC amplifier 4, and the DAC amplifier 4
In response to the supply of the deflection data D, the deflection data D is subjected to digital-to-analog conversion, and further subjected to necessary amplification to generate a main deflection signal a which is a drive current for the electromagnetic deflector 7, and supplies the main deflection signal a to the electromagnetic deflector 7. . As a result, the electron beam 11 is deflected so as to irradiate a substantially central portion of the sub deflection area S11. Next, the control signal IB of the CPU 1 and the sub-sub deflection area Q1
The deflection data D corresponding to 1 is supplied to the DAC amplifier 5.
The DAC amplifier 5 generates a sub-deflection signal “b” to generate an electrostatic deflector 8.
To supply. As a result, the electron beam 11 is deflected so as to irradiate a substantially central portion of the sub-sub deflection region Q11. Next, a control signal IC of the CPU 1 and deflection data D corresponding to a predetermined pattern are supplied to the DAC amplifier 6. The DAC amplifier 6 generates a deflection signal c corresponding to a predetermined pattern in response to the supply of the signals IC and D, and supplies the deflection signal c to the electrostatic deflector 9.
As a result, the electron beam 11 is shifted to one of the sub-sub deflection regions Q11.
The shot is exposed. Hereinafter, as described above, exposure is performed for each shot corresponding to the sub-deflection regions Q12 to Q55 of the sub-deflection region S11, and exposure is similarly performed for the sub-deflection regions S12 to S55.
【0009】ここで、電磁偏向器7による主偏向動作で
は、渦電流効果や回路動作の過渡現象に起因する時間遅
延により、1回当りの偏向量が大きくなるほど所望の偏
向量対応の電流値I1に到達するまでの時間が長くな
る。すなわち、大きな偏向量を得るべく大きな入力電圧
を主偏向信号aとして電磁偏向器7に与える必要がある
が、この電磁偏向器7は電磁コイルで構成されているた
め、このコイルのインダクタンス成分Lとコイルおよび
配線の抵抗成分Rによる時定数(τ=L/R)のため
に、コイルに流れる電流iが所望の偏向量を与える電流
値I1に達するまでに長時間を要する。この結果、電子
ビーム11は徐々に所望の目標位置に達するため露光対
応のショット位置に誤差が生じる。これら要因のうち、
上記渦電流効果はコイル等の材料の選択や構造の工夫に
より無視し得る程度に低減できる。Here, in the main deflection operation by the electromagnetic deflector 7, the current value I1 corresponding to the desired deflection amount becomes larger as the deflection amount per one becomes larger due to the time delay caused by the eddy current effect and the transient phenomenon of the circuit operation. The time to reach is longer. That is, in order to obtain a large deflection amount, it is necessary to apply a large input voltage to the electromagnetic deflector 7 as the main deflection signal a. Since the electromagnetic deflector 7 is formed by an electromagnetic coil, the inductance component L of the coil Because of the time constant (τ = L / R) due to the resistance component R of the coil and the wiring, it takes a long time for the current i flowing through the coil to reach the current value I1 that gives a desired deflection amount. As a result, since the electron beam 11 gradually reaches a desired target position, an error occurs in a shot position corresponding to exposure. Of these factors,
The eddy current effect can be reduced to a negligible level by selecting materials such as coils and devising the structure.
【0010】上記過渡現象波形の一例を示す図2(A)
を参照すると、上記過渡現象は電磁偏向器7の時定数τ
により電流が定常状態に到達するまでにある一定の時間
すなわち整定時間tsを必要とすることである。このた
め電子ビーム11の所望の目標位置までの距離をyとす
ると、距離yと時間tとの関係は次式のように予測され
る。FIG. 2A showing an example of the above transient phenomenon waveform.
Referring to the above, the transient phenomenon is caused by the time constant τ of the electromagnetic deflector 7.
Therefore, a certain time, that is, a settling time ts is required until the current reaches the steady state. Therefore, assuming that the distance of the electron beam 11 to a desired target position is y, the relationship between the distance y and the time t is predicted as in the following equation.
【0011】y=Aexp(−t/τ)…………………
…………………………………(1) ここで、Aは定数で電磁偏向器7による1回当りの偏向
量、すなわちこの場合には副偏向領域Smnの大きさと
なる。Y = Aexp (−t / τ)......
... (1) Here, A is a constant and is the amount of deflection by the electromagnetic deflector 7 per time, that is, the size of the sub deflection area Smn in this case.
【0012】電磁偏向器7に偏向信号aが供給されて偏
向動作が開始されてから露光を始めるまでの時間すなわ
ち待時間twが整定時間tsに比べ不十分であると電子
ビーム11の設定位置が完全に安定しない状態で露光が
開始され、図7(A)に示すように、例えば副副偏向領
域Q11対応の第1の露光で誤差Δyが生じる。第2,
第3…の露光対応の時間t2,t3…が経過し整定時間
tsの後、電磁偏向器7の駆動電流iが定常状態I1に
達すると、誤差Δyはそのまま保持されたままであるの
で、この間の露光位置精度は電子ビーム露光装置本来の
接続精度レベル以下になる。したがって、通常、上記露
光は電子ビーム11の設定位置の安定を待って開始され
る。実際には電子ビーム11は安定するまではブランカ
(図示省略)によりターゲット11に達しないようにブ
ランキングされている。If the time from when the deflection signal a is supplied to the electromagnetic deflector 7 and the deflection operation is started until the exposure is started, that is, the waiting time tw is insufficient compared with the settling time ts, the set position of the electron beam 11 is changed. Exposure is started in a completely unstable state, and as shown in FIG. 7A, for example, an error Δy occurs in the first exposure corresponding to the sub-sub deflection area Q11. Second
If the drive current i of the electromagnetic deflector 7 reaches the steady state I1 after the settling time ts after the third exposure correspondence times t2, t3,..., The error Δy is kept as it is. The exposure position accuracy is lower than the original connection accuracy level of the electron beam exposure apparatus. Therefore, the above-described exposure is normally started after the set position of the electron beam 11 is stabilized. In practice, the electron beam 11 is blanked by a blanker (not shown) so as not to reach the target 11 until it is stabilized.
【0013】しかし、電磁偏向器7の整定時間tsは上
述の過渡現象による時間遅延のため静電偏向器8,9に
比べ極めて遅く、待時間twを十分に取る必要があり、
このことがスループットの低下要因の一つとなってい
る。一方、電子ビーム11の設定位置の安定前に露光が
開始されるとショット位置に誤差が生じ描画したLSI
チップの回路パターンの切れによる配線の欠如や回路素
子,配線の所定位置からのずれ等の原因になり歩留まり
の低下を招く。主偏向信号aの供給に応答して流れる電
磁偏向器7の電流iの立上り特性の一例を示す図7を参
照すると、信号aの供給時刻t/τ=0から電流値I1
に達するまで9t/τの時間がかかる。However, the settling time ts of the electromagnetic deflector 7 is much slower than the electrostatic deflectors 8 and 9 because of the time delay caused by the above-mentioned transient phenomenon, and it is necessary to take a sufficient waiting time tw.
This is one of the factors that lower the throughput. On the other hand, if exposure is started before the set position of the electron beam 11 is stabilized, an error occurs in the shot position and the LSI
This may cause a lack of wiring due to breakage of a circuit pattern of a chip, a shift of a circuit element or wiring from a predetermined position, or the like, resulting in a decrease in yield. Referring to FIG. 7, which shows an example of the rising characteristics of the current i of the electromagnetic deflector 7 flowing in response to the supply of the main deflection signal a, the current value I1 starts from the supply time t / τ = 0 of the signal a.
It takes 9t / τ to reach.
【0014】このように、誘導性負荷である電磁偏向器
の駆動アンプ側と磁界発生側との間の過渡特性や渦電流
効果に起因する時間遅れすなわち整定時間によって誤差
が生じる。As described above, an error is caused by a transient characteristic between the drive amplifier side and the magnetic field generation side of the electromagnetic deflector, which is an inductive load, and a time delay caused by an eddy current effect, that is, a settling time.
【0015】上記整定時間の短縮を図った従来のこの種
の電子ビーム露光装置の第2の例は、米国で発行された
ジャーナル・オフ・バキューム・サイエンス・アンド・
テクノロジ(Journal of Vacuum S
cience and Technology)第B1
0巻,第6号,1992年11/12月、第2794〜
2798頁所載の高橋らの論文、エレクトロン・ビーム
・リソグラフィー・システム・ウィズ・ニュウ・コレク
ション・テクニックス(Y.Takahashi,e
t.al.″Electoron Beam Lith
ographySystem with New Co
rrection Techniques″)に記載さ
れているように、主偏向器である電磁偏向器を流れる電
流の時間微分を微分器により求め、その値を偏向制御系
にフィードバックし静電偏向器により、上記整定時間の
短縮を図る。A second example of this type of conventional electron beam exposure apparatus for shortening the settling time is disclosed in Journal of Vacuum Science and Technology published in the United States.
Technology (Journal of Vacuum S
science and Technology) B1
0, No. 6, November / December 1992, No. 2794-
Takahashi et al., Pp. 2798, Electron Beam Lithography System with New Collection Techniques (Y. Takahashi, e.)
t. al. "Electronon Beam Lith
ographySystem with New Co
As described in “Reaction Techniques”), the time derivative of the current flowing through the electromagnetic deflector, which is the main deflector, is obtained by a differentiator, and the value is fed back to a deflection control system. To shorten the time.
【0016】図8を参照すると、この図に示す第2の従
来の電子ビーム露光装置は、図5の第1の電子ビーム露
光装置の構成要素1〜12に加えて、主偏向信号aの電
流iを検出する電流検出回路13と、CPU1から供給
されるクロックCPと電流iとの供給に応答して電流i
の時間微分を補正信号eとして供給する微分器14と、
偏向データDおよび補正信号eの供給に応答して信号B
を生成し信号Dに代ってDACアンプ5に供給する偏向
制御系15とを備える。Referring to FIG. 8, the second conventional electron beam exposure apparatus shown in FIG. 8 includes the components 1 to 12 of the first electron beam exposure apparatus shown in FIG. and a current detection circuit 13 for detecting the current i in response to the supply of the clock CP and the current i supplied from the CPU 1.
A differentiator 14 that supplies the time derivative of
Signal B in response to the supply of deflection data D and correction signal e
And a deflection control system 15 that supplies the signal D to the DAC amplifier 5 instead of the signal D.
【0017】図7を併せて参照して動作について説明す
ると、電子ビームの生成および偏向データDの供給に応
答して電磁偏向器7の駆動電流である主偏向信号aを生
成し、電磁偏向器7に供給するまでの動作は上述の第1
の電子ビーム露光装置と同様である。電流検出回路13
は、主偏向信号aの電流値iを検出し、この電流値iが
微分器14に供給される。微分器14はこの電流値iの
時間微分di/dtを演算し対応の信号eを偏向制御系
15に供給する。偏向制御系15は、CPU1の制御信
号IB,副副偏向領域Q11対応の偏向データDおよび
この信号eの供給を受け、これら信号IB,D,eの供
給に応答して信号Bを生成しDACアンプ5に供給す
る。DACアンプ5は第1の例と同様に信号Bの供給に
応答して副偏向信号bを生成して静電偏向器8に供給す
る。The operation will be described with reference to FIG. 7 as well. In response to generation of an electron beam and supply of deflection data D, a main deflection signal a which is a drive current of the electromagnetic deflector 7 is generated. 7 is the same as the operation described in the first section.
This is the same as the electron beam exposure apparatus described above. Current detection circuit 13
Detects the current value i of the main deflection signal a, and this current value i is supplied to the differentiator 14. The differentiator 14 calculates the time derivative di / dt of the current value i and supplies a corresponding signal e to the deflection control system 15. The deflection control system 15 receives the control signal IB of the CPU 1, the deflection data D corresponding to the sub-sub deflection area Q11 and the supply of the signal e, generates the signal B in response to the supply of the signals IB, D and e, and generates a DAC. Supply to amplifier 5. The DAC amplifier 5 generates a sub-deflection signal b in response to the supply of the signal B and supplies it to the electrostatic deflector 8 as in the first example.
【0018】これにより、電磁偏向器7のコイルに流れ
る電流値iの時間微分値対応の信号eを求め、その値か
ら電流iすなわち電子ビーム11の所望の目標位置対応
の副偏向領域S11の中央部までの到達状態を知り、そ
の時点における不足の偏向量を静電偏向器8に供給する
ことにより、上記所望位置到達前の時点で補正を行うこ
とができる。As a result, a signal e corresponding to the time differential value of the current value i flowing through the coil of the electromagnetic deflector 7 is obtained, and the current i, that is, the center of the sub deflection area S11 corresponding to the desired target position of the electron beam 11, is obtained from the value. By knowing the state of reaching the unit and supplying the insufficient deflection amount at that time to the electrostatic deflector 8, it is possible to perform correction at a time before the desired position is reached.
【0019】また、特開昭64−27150記載の従来
の第3の例の電子ビーム露光装置では、パターンデータ
の有無にかかわらず、電磁偏向器の一回の偏向量を少な
く制限し、各偏向毎の安定時間を短縮することにより、
電子ビームの位置安定に要する時間の短縮を図ってい
る。In the third conventional electron beam exposure apparatus described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-27150, the amount of one-time deflection of the electromagnetic deflector is limited irrespective of the presence / absence of pattern data. By shortening each settling time,
The time required for stabilizing the position of the electron beam is reduced.
【0020】[0020]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の電子ビ
ーム露光装置および電子ビーム偏向方法は、第1の従来
の電子ビーム露光装置では、誘導性負荷である電磁偏向
器の駆動アンプ側と磁界発生側との間の過渡特性や渦電
流効果に起因する時間遅れすなわち整定時間によって誤
差が生じるという欠点がある。In the above-mentioned conventional electron beam exposure apparatus and electron beam deflection method, in the first conventional electron beam exposure apparatus, the driving amplifier side of the electromagnetic deflector, which is an inductive load, and the magnetic field generation are used. There is a disadvantage that an error occurs due to a time delay caused by a transient characteristic between the side and the eddy current effect, that is, a settling time.
【0021】上記整定時間の短縮を図った従来の第2の
電子ビーム露光装置では、電磁偏向器の駆動電流の微分
を求める方式のため、ハードあるいはソフト処理時間を
必要とするため描画時間が増大するという欠点がある。In the conventional second electron beam exposure apparatus in which the settling time is shortened, the drawing time is increased due to the method of obtaining the derivative of the driving current of the electromagnetic deflector, which requires hardware or software processing time. There is a disadvantage of doing so.
【0022】さらに、パターンデータの有無と無関係に
電磁偏向器の一回当りの偏向量を少なく制限して各偏向
毎の安定時間を短縮することにより、上記整定時間の短
縮を図った従来の第3の電子ビーム露光装置では、それ
ほど大きなビーム整定時間の短縮が期待できないのみな
らず、特にパータン密度の低い描画データの場合にはか
えって無駄な走査時間が必要となるという欠点がある。Further, the stabilization time is shortened by limiting the amount of deflection per one operation of the electromagnetic deflector to reduce the stabilization time for each deflection irrespective of the presence or absence of pattern data. The electron beam exposure apparatus 3 has a drawback that not only is it not possible to expect such a large reduction in beam settling time, but also in particular, in the case of drawing data having a low pattern density, a useless scanning time is required.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】本発明の電子ビーム露光
装置は、電子ビームを供給する電子銃と、前記電子ビー
ムを露光対象の半導体基板の表面の所望位置を照射する
よう偏向するための磁界による電磁偏向器と電界による
静電偏向器と、所望パターン対応の偏向データを格納し
たメモリと、前記メモリから前記偏向データの読出アド
レスを生成するとともに装置全体の制御を行うCPU
と、前記偏向データの供給に応答して前記電磁偏向器お
よび電界偏向器の各々に対応する第1および第2の偏向
信号を生成する第1および第2の偏向回路とを備える電
子ビーム露光装置において、前記電磁偏向器の整定時間
に起因する偏向位置誤差を検出する偏向誤差検出手段
と、前記偏向位置誤差から前記第2の偏向信号の補正用
の補正データを生成する補正データ生成手段とを備えて
構成される。According to the present invention, there is provided an electron beam exposure apparatus comprising: an electron gun for supplying an electron beam; and a magnetic field for deflecting the electron beam so as to irradiate a desired position on the surface of a semiconductor substrate to be exposed. , An electrostatic deflector using an electric field, a memory storing deflection data corresponding to a desired pattern, and a CPU for generating a read address of the deflection data from the memory and controlling the entire apparatus
And first and second deflection circuits for generating first and second deflection signals corresponding to the electromagnetic deflector and the electric field deflector in response to the supply of the deflection data, respectively. In the electron beam exposure apparatus provided with , settling time of the electromagnetic deflector
Configured with a deflection error detecting means for detecting the deflection position error caused, the correction data generation means for generating correction data for correcting the said deflected position erroneous difference whether we second deflection signal.
【0024】[0024]
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。本発明の電子ビーム露光装置の一実施例を図
5と共通の構成要素は共通の参照数字を付したブロック
で示す図1を参照すると、この図に示す本実施例の電子
ビーム露光装置は、従来と同様のターゲット12に照射
する電子ビーム11を供給する電子銃10と、CPU1
と、メモリ2と、データバス3と、DACアンプ4〜6
と、電磁偏向器7と、静電偏向器8,9とに加えて、タ
ーゲット12上に描画したテストパターン16から偏向
器7による偏向誤差Eを検出する偏向誤差検出手段17
と、偏向誤差Eから補正データFを算出しCPU1に供
給する補正データ生成手段18と、補正データFを偏向
データDに重畳するよう演算して信号FBを生成する偏
向制御系15Aとを備える。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of the electron beam exposure apparatus according to the present invention, in which constituent elements common to those in FIG. 5 are indicated by blocks with common reference numerals. The electron beam exposure apparatus according to this embodiment shown in FIG. An electron gun 10 for supplying an electron beam 11 for irradiating a target 12 similar to a conventional one;
, Memory 2, data bus 3, DAC amplifiers 4 to 6
A deflection error detector 17 for detecting a deflection error E caused by the deflector 7 from the test pattern 16 drawn on the target 12 in addition to the electromagnetic deflector 7 and the electrostatic deflectors 8 and 9.
A correction data generating unit 18 that calculates correction data F from the deflection error E and supplies the correction data F to the CPU 1; and a deflection control system 15A that generates a signal FB by calculating the correction data F to be superimposed on the deflection data D.
【0025】説明の便宜上、本実施例の電子ビーム露光
装置によるターゲット12上のビーム設定位置対応の偏
向領域および電子ビーム11の偏向動作は、従来の技術
で説明した図6と同様のものとする。すなわち、主偏向
領域101は5行5列の25個の副偏向領域Smn
(m,nは1〜5の整数)から成り、副偏向領域Smn
の各々は同様に5行および5列からなる25個の副副偏
向領域Qop(o,pは1〜5の整数)から成る。電磁
偏向器7により電子ビーム11は、最初の副偏向領域S
11から最後のS55まで、ステップ状に照射位置を移
動させ、副偏向領域Smnの各々毎に副副偏向領域Qo
pの各ショット対応の静電偏向器8,9による偏向動作
および露光動作(ショット)を遂行する。For convenience of explanation, the deflection area corresponding to the beam setting position on the target 12 and the deflection operation of the electron beam 11 by the electron beam exposure apparatus of the present embodiment are the same as those in FIG. . That is, the main deflection area 101 has 25 sub-deflection areas Smn of 5 rows and 5 columns.
(M and n are integers from 1 to 5), and the sub-deflection region Smn
Are similarly composed of 25 sub-sub deflection areas Qop (o and p are integers of 1 to 5) each having 5 rows and 5 columns. The electron beam 11 is converted by the electromagnetic deflector 7 into the first sub deflection area S
From 11 to the last S55, the irradiation position is moved stepwise, and the sub-sub deflection area Qo is
The deflection operation and the exposure operation (shot) are performed by the electrostatic deflectors 8 and 9 corresponding to each of the p shots.
【0026】図1、図2、および本実施例の動作波形の
一例を示す図3を参照して動作について説明すると、従
来と同様に、CPU1はメモリ2のアドレスAを指定し
そのアドレスA対応の偏向データDをDACアンプ4〜
6にデータバス3を通して転送し、所定の偏向信号a,
b,cを生成して電磁偏向器7および静電偏向器8,9
にそれぞれ供給することにより電子ビーム11の所望の
偏向を行う。The operation will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIG. 3 showing an example of operation waveforms of this embodiment. As in the conventional case, CPU 1 designates address A of memory 2 and Of the deflection data D of the DAC amplifiers 4 to
6 through the data bus 3 and a predetermined deflection signal a,
b and c are generated and the electromagnetic deflector 7 and the electrostatic deflectors 8 and 9 are generated.
To deflect the electron beam 11 in a desired manner.
【0027】従来例で説明したように、描画(露光)は
パターンデータに従って1ショット毎に静電偏向器9が
動作し、まず、副副偏向領域Q11内で露光が実行さ
れ、副副偏向領域Q11内での露光が終わると静電偏向
器8が副副偏向領域Q11,Q12…Q15,Q25…
Q55と順次隣方向に偏向し露光を継続する。このよう
に1つの副偏向領域例えばS11内での全ての露光が終
了すると、こんどは電磁偏向器7が電子ビーム11を隣
の副偏向領域S12に偏向させ、同様に露光が継続され
る。As described in the conventional example, in the drawing (exposure), the electrostatic deflector 9 operates for each shot in accordance with the pattern data, and first, the exposure is executed in the sub-sub deflection area Q11. When the exposure in Q11 is completed, the electrostatic deflector 8 turns the sub-deflection areas Q11, Q12... Q15, Q25.
The exposure is continued by sequentially deflecting in the next direction to Q55. When all the exposures in one sub-deflection area, for example, S11 are completed, the electromagnetic deflector 7 deflects the electron beam 11 to the adjacent sub-deflection area S12, and the exposure is similarly continued.
【0028】従来の技術で説明したように、電磁偏向器
7による偏向動作では、(1)式および図2(A)で示
した過渡現象による時間遅延のため長い整定時間tsを
必要とする。本実施例の動作を示す図2(B)を参照す
ると、この整定時間tsを短縮して所望の待時間twを
実現するためには、待時間twと整定時間tsとの間の
不足する偏向量の補正のため待時間twから開始される
(1)式と逆相の偏向動作を行わせるための(2)式に
示す補正信号fを本来の副偏向信号bに含めて静電偏向
器8に供給する。As described in the background art, the deflection operation by the electromagnetic deflector 7 requires a long settling time ts due to a time delay due to the transient phenomenon shown in the equation (1) and FIG. Referring to FIG. 2B showing the operation of the present embodiment, in order to shorten the settling time ts and achieve a desired waiting time tw, insufficient deflection between the waiting time tw and the settling time ts. The electrostatic deflector includes the correction signal f shown in the expression (2) for performing the deflection operation in the opposite phase to the expression (1) started from the waiting time tw for the correction of the amount and included in the original sub deflection signal b. 8
【0029】f=−Aexp(−t/τ)………………
…………………………………(2) ただし、tw≦t≦ts。F = −Aexp (−t / τ)....
…………………… (2) where tw ≦ t ≦ ts.
【0030】補正データ生成手段18は(1)式を検出
するための後述のテストパターン16および誤差検出手
段17から供給される誤差データΔyから、補正信号f
対応の補正データFを生成し、CPU1を経由して偏向
制御系15Aに補正データFを供給する。偏向制御系1
5Aは、補正データFを偏向データDに重畳するよう演
算し、補正された副偏向データFBを生成してDACア
ンプ5に供給する。DACアンプ5は副偏向データFB
から偏向信号bを生成し静電偏向器8を駆動する。The correction data generating means 18 calculates a correction signal f based on a test pattern 16 described later for detecting the equation (1) and error data Δy supplied from the error detecting means 17.
The corresponding correction data F is generated, and the correction data F is supplied to the deflection control system 15A via the CPU 1. Deflection control system 1
5A calculates the correction data F to be superimposed on the deflection data D, generates corrected sub-deflection data FB, and supplies it to the DAC amplifier 5. The DAC amplifier 5 receives the sub deflection data FB
To generate the deflection signal b and drive the electrostatic deflector 8.
【0031】テストパターン16の一例を示す図3を参
照すると、このテストパターン16は、副副偏向領域Q
opの各々に対応する方形の露光領域の周囲に形成され
た誤差検出パターンPopを有する。説明の便宜上、左
右方向に隣接した副副偏向領域Q52,Q53と、副副
偏向領域Q52に上下方向に隣接した副副偏向領域Q4
2とを取り上げると、副副偏向領域Q52の周囲に配列
された誤差検出パターンP52はそれぞれ中心を示すた
め他の線よりやや長く形成した中心線k52,l52を
含むピッチsの上下方向の線/間隔パターンK52と左
右方向の線/間隔パターンL52とから成り、副副偏向
領域Q53,Q42対応の誤差検出パターンP53,P
42はそれぞれピッチsと予め定めた関係の若干大きい
ピッチpの上下,左右方向の線/間隔パターンK53,
K42およびL53,L42とから成る。これら相互に
隣接した線/間隔パターンK52,K53およびL5
2,L53の各々の組合せは、周知の主尺/副尺関係と
なる。Referring to FIG. 3 showing an example of the test pattern 16, this test pattern 16
It has an error detection pattern Pop formed around a rectangular exposure area corresponding to each of the ops. For convenience of description, the sub-sub deflection areas Q52 and Q53 adjacent in the left-right direction and the sub-sub deflection area Q4 vertically adjacent to the sub-sub deflection area Q52.
2, the error detection patterns P52 arranged around the sub-sub deflection area Q52 each have a center line k52, l52 formed slightly longer than the other lines to indicate the center. The error detection patterns P53, P corresponding to the sub-sub deflection areas Q53, Q42 are composed of a space pattern K52 and a line / space pattern L52 in the left-right direction.
Reference numeral 42 denotes a vertical / horizontal line / space pattern K53 of a slightly larger pitch p having a predetermined relationship with the pitch s.
K42 and L53, L42. These mutually adjacent line / spacing patterns K52, K53 and L5
Each combination of L2 and L53 has a well-known main scale / vernier relation.
【0032】周知のように、副尺は目盛りをさらに細分
して読取るための補助目盛であり、主尺のu−1または
u+1目盛の長さをu等分した目盛を持つ。副尺の長さ
lは、主尺1目盛の間隔をs、副尺1目盛の間隔をpと
すると次式で示される。As is well known, the vernier scale is an auxiliary scale for further subdividing the scale and reading it, and has a scale obtained by equally dividing the length of the main scale u-1 or u + 1 scale by u. The length l of the vernier scale is expressed by the following equation, where s is the interval between the main scales and 1 is the interval between the subscales.
【0033】l=u・p=(ru±1)s ここで、rは小さい整数であり一般に1または2であ
る。1 = upp = (ru ± 1) s Here, r is a small integer and is generally 1 or 2.
【0034】s,pは本実施例のピッチs,pに対応
し、ピッチsを1.00μm、ピッチpを1.02μm
とそれぞれ設定する。したがって、ピッチs対応の主尺
目盛数uは50となり、副尺の長さlはピッチPの50
倍の51μmとなる。この結果読取可能な分解能は、ピ
ッチsの1/50の0.02μmとなる。S and p correspond to the pitches s and p of the present embodiment. The pitch s is 1.00 μm and the pitch p is 1.02 μm.
And set each. Accordingly, the number u of main scale graduations corresponding to the pitch s is 50, and the length 1 of the sub scale is 50 of the pitch P.
51 μm. As a result, the readable resolution is 1/50 of the pitch s, that is, 0.02 μm.
【0035】図1、図2および本実施例のフローチャー
トを示す図4をさらに参照して、本実施例の電子ビーム
偏向方法を説明すると、まず所望の待時間twを設定す
る(ステップS1)。この待時間twでターゲット12
上に電子ビーム11の複数回のショットによりテストパ
ターン16を形成する(ステップS2)。説明の便宜
上、ここでは副偏向領域S22を取りあげる。次に、誤
差検出手段17の一部を成す光学顕微鏡でテストパター
ン16を観察し、待時間twでのyの値すなわち電磁偏
向器7による副偏向領域S22への偏向直後の最初の露
光対象の副副偏向領域Q11の左右方向のずれ量Δyを
求めるため、副副偏向領域Q11の上下方向の線/間隔
パターンK11,および上下方向に隣接した副偏向領域
S12の副副偏向領域Q51の上下方向の線/間隔パタ
ーンK51との間において両者の線同志が一致した一致
線を抽出しその中心線l11からの値を記録する(ステ
ップS3)。この例では中心線l11から左方に3番目
の線l113が一致しているので−3を記録する。この
値−3と上記分解能0.02μmとの積からずれ量Δy
が−0.06μmとして求められる。この場合のよう
に、ずれ量Δyが所要精度(例えば0.04μm)内で
なければその値を補正データ生成手段18に供給して補
正データFとして生成し(ステップS4)、CPU1に
供給する。CPU1は所要の演算等の処理を行い、この
補正データFを偏向制御系15Aに供給して再度ステッ
プS2,S3を反復する。ずれ量Δyが上記所要精度を
満足すると、本露光を実行する。The electron beam deflecting method of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and FIG. 4 showing a flowchart of the present embodiment. First, a desired waiting time tw is set (step S1). In this waiting time tw, the target 12
A test pattern 16 is formed on the upper surface by a plurality of shots of the electron beam 11 (step S2). For convenience of explanation, the sub-deflection region S22 is described here. Next, the test pattern 16 is observed with an optical microscope which forms a part of the error detecting means 17, and the value of y in the waiting time tw, that is, the first exposure target immediately after deflection to the sub deflection area S22 by the electromagnetic deflector 7 is determined. In order to determine the amount of deviation Δy in the left-right direction of the sub-sub deflection area Q11, the vertical line / space pattern K11 of the sub-sub deflection area Q11 and the vertical direction of the sub-sub deflection area Q51 of the sub deflection area S12 vertically adjacent to each other are obtained. A matching line in which the two lines coincide with each other is extracted from the line / interval pattern K51, and the value from the center line 111 is recorded (step S3). In this example, since the third line l113 to the left from the center line l11 coincides, -3 is recorded. The deviation amount Δy from the product of this value −3 and the above resolution 0.02 μm
Is determined as −0.06 μm. As in this case, if the deviation amount Δy is not within the required accuracy (for example, 0.04 μm), the value is supplied to the correction data generating means 18 to generate correction data F (step S4), and then to the CPU 1. The CPU 1 performs necessary processing such as calculation, supplies the correction data F to the deflection control system 15A, and repeats steps S2 and S3 again. When the deviation amount Δy satisfies the required accuracy, the main exposure is performed.
【0036】ここで、副偏向領域S12の副副偏向領域
Q51は電磁偏向器7による偏向後整定時間tsに対し
十分に時間が経過しており安定した状態で描画されてい
るため電磁偏向器7のコイルの過渡現象の遅れによる誤
差は含まれない。したがって、上記のずれは副副偏向領
域Q11の誤差のみに起因する量を検出することにな
る。Here, the sub-deflection area Q51 of the sub-deflection area S12 has a sufficient time after the deflection settling time ts by the electromagnetic deflector 7 and is drawn in a stable state. Does not include the error due to the delay of the coil transient. Therefore, the amount of the shift is detected only by the error in the sub-sub deflection area Q11.
【0037】本実施例では、CPUに補正データを供給
し、所要の演算処理等を行っているが、偏向制御系がサ
ブCPUを有していれば、補正データを直接偏向制御系
に供給する構成とすることもできる。また、偏向量対応
の整定時間tsがほぼ安定していれば、予め上記CPU
あるいは上記偏向制御系に上記補正データの予想所要範
囲をカバーするような補正データマップを持たせてお
き、この補正データマップに従って静電偏向器による補
正をかけることもできる。In this embodiment, the correction data is supplied to the CPU to perform necessary arithmetic processing. However, if the deflection control system has a sub CPU, the correction data is directly supplied to the deflection control system. It can also be configured. If the settling time ts corresponding to the deflection amount is substantially stable, the CPU
Alternatively, the deflection control system may be provided with a correction data map that covers the expected required range of the correction data, and correction may be performed by the electrostatic deflector according to the correction data map.
【0038】ずれ量Δyの読み値には電子ビーム露光装
置固有の接続精度や読取り誤差が含まれるため上述のよ
うに1回分だけでなくt1,t2…での複数回分のずれ
量を求めこれら複数回対応のずれ量を補正データとして
用いたり、あるいはそれらの平均値を補正データとして
用いることにより、さらに補正精度を向上できる。Since the read value of the shift amount Δy includes the connection accuracy and read error inherent to the electron beam exposure apparatus, the shift amounts for not only one time but also a plurality of times at t1, t2,. The correction accuracy can be further improved by using the shift amount corresponding to the times as the correction data or using the average value thereof as the correction data.
【0039】この結果、整定時間tsが待時間twまで
短縮され誤差のない露光が実行される。あるいはさらに
待時間twを短縮して上述の処理ステップS1〜S4を
繰り返すことにより、上記露光時間の短縮を図ることが
できる。このとき、ずれ量Δyが副副偏向領域Qopよ
り小さければさらに待時間twを短縮することができ
る。As a result, the settling time ts is reduced to the waiting time tw, and exposure without error is performed. Alternatively, the exposure time can be reduced by further reducing the waiting time tw and repeating the processing steps S1 to S4 described above. At this time, if the shift amount Δy is smaller than the sub-sub deflection area Qop, the waiting time tw can be further reduced.
【0040】本実施例では、目標位置からのずれ量をテ
ストパターンを用いて求めたが、自動測定等によりずれ
量を求めることもできる。In this embodiment, the amount of deviation from the target position is obtained by using a test pattern. However, the amount of deviation can be obtained by automatic measurement or the like.
【0041】[0041]
【発明の効果】以上説明したように本発明の電子ビーム
露光装置および電子ビーム偏向方法は、電磁偏向器の偏
向誤差を検出する偏向誤差検出手段と、上記偏向誤差か
ら静電偏向器の偏向信号の補正データ生成手段とを備
え、整定時間の短縮が可能となるという効果がある。As described above, the electron beam exposure apparatus and the electron beam deflecting method of the present invention provide a deflection error detecting means for detecting a deflection error of an electromagnetic deflector, and a deflection signal of an electrostatic deflector based on the deflection error. And the correction data generating means of (1) is provided, and the stabilization time can be shortened.
【0042】また、予め補正量を求めるための補正デー
タを偏向制御回路に供給しておくので、描画中にフィー
ドバックをかける方法に比べハードおよびソフトウェア
上の処理時間が不要なため高速な補正が得られるという
効果がある。Further, since correction data for obtaining a correction amount is supplied to the deflection control circuit in advance, processing time on hardware and software is not required as compared with a method of providing feedback during drawing, so that high-speed correction can be obtained. There is an effect that it can be.
【図1】本発明の電子ビーム露光装置の一実施例を示す
ブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an electron beam exposure apparatus according to the present invention.
【図2】本実施例の動作を説明する特性図である。FIG. 2 is a characteristic diagram illustrating the operation of the present embodiment.
【図3】本実施例のテストパターンの一例を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a test pattern according to the present embodiment.
【図4】本実施例の電子ビーム偏向方法を示すフローチ
ャートである。FIG. 4 is a flowchart illustrating an electron beam deflection method according to the present embodiment.
【図5】従来の電子ビーム露光装置の第1の例を示すブ
ロック図である。FIG. 5 is a block diagram showing a first example of a conventional electron beam exposure apparatus.
【図6】電子ビーム露光装置の主および副および副副偏
向領域の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of main, sub and sub deflection areas of the electron beam exposure apparatus.
【図7】電磁偏向器の偏向信号の供給からの時間対電流
特性を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a time-current characteristic from supply of a deflection signal of the electromagnetic deflector.
【図8】従来の電子ビーム露光装置の第2の例を示すブ
ロック図である。FIG. 8 is a block diagram showing a second example of a conventional electron beam exposure apparatus.
1 CPU 2 メモリ 3 データバス 4〜6 DACアンプ 7 電磁偏向器 8,9 静電偏向器 10 電子銃 11 電子ビーム 12 ターゲット 13 電流検出回路 14 微分器 15,15A 偏向制御系 16 テストパターン 17 誤差検出手段 18 補正データ生成手段 101 主偏向領域 17 副偏向領域 K11〜K15,K21〜K25,K31〜K35,K
41〜K45,K51〜K55,L11〜L15,L2
1〜L25,L31〜L35,L41〜L45,L51
〜L55 線/間隔パターン P11〜P15,P21〜P25,P31〜P35,P
41〜P45,P51〜P55 誤差検出パターン Q11〜Q15,Q21〜Q25,Q31〜Q35,Q
41〜Q45,Q51〜Q55 副副偏向領域 S11〜S15,S21〜S25,S31〜S35,S
41〜S45,S51〜S55 副偏向領域DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CPU 2 Memory 3 Data bus 4-6 DAC amplifier 7 Electromagnetic deflector 8, 9 Electrostatic deflector 10 Electron gun 11 Electron beam 12 Target 13 Current detection circuit 14 Differentiator 15, 15A Deflection control system 16 Test pattern 17 Error detection Means 18 Correction data generating means 101 Main deflection area 17 Sub deflection area K11 to K15, K21 to K25, K31 to K35, K
41 to K45, K51 to K55, L11 to L15, L2
1 to L25, L31 to L35, L41 to L45, L51
To L55 line / interval pattern P11 to P15, P21 to P25, P31 to P35, P
41 to P45, P51 to P55 Error detection patterns Q11 to Q15, Q21 to Q25, Q31 to Q35, Q
41 to Q45, Q51 to Q55 Sub-sub deflection areas S11 to S15, S21 to S25, S31 to S35, S
41 to S45, S51 to S55 Sub deflection area
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−162340(JP,A) 特開 平7−142352(JP,A) 特開 昭61−59727(JP,A) 特開 昭61−214342(JP,A) 特開 昭62−31118(JP,A) 特開 昭62−277724(JP,A) 特開 平1−27150(JP,A) 特開 平1−59749(JP,A) 特開 平6−232034(JP,A) 特開 平5−62890(JP,A) 米国特許5530250(US,A) 米国特許5134300(US,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 H01J 37/305 H01J 37/147Continuation of front page (56) References JP-A-62-162340 (JP, A) JP-A-7-142352 (JP, A) JP-A-61-59727 (JP, A) JP-A-61-214342 (JP) JP-A-62-31118 (JP, A) JP-A-62-277724 (JP, A) JP-A-1-27150 (JP, A) JP-A-1-59749 (JP, A) 6-232034 (JP, A) JP-A-5-62890 (JP, A) US Patent 5,530,250 (US, A) US Patent 5,134,300 (US, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name ) H01L 21/027 H01J 37/305 H01J 37/147
Claims (6)
子ビームを露光対象の半導体基板の表面の所望位置を照
射するよう偏向するための磁界による電磁偏向器と電界
による静電偏向器と、所望パターン対応の偏向データを
格納したメモリと、前記メモリから前記偏向データの読
出アドレスを生成するとともに装置全体の制御を行うC
PUと、前記偏向データの供給に応答して前記電磁偏向
器および電界偏向器の各々に対応する第1および第2の
偏向信号を生成する第1および第2の偏向回路とを備え
る電子ビーム露光装置において、 前記電磁偏向器の整定時間に起因する偏向位置誤差を検
出する偏向誤差検出手段と、 前記偏向誤差から前記第2の偏向信号の補正用の補正デ
ータを生成する補正データ生成手段とを備えることを特
徴とする電子ビーム露光装置。An electron gun for supplying an electron beam, an electromagnetic deflector and an electric field by a magnetic field for deflecting the electron beam to irradiate a desired position on the surface of a semiconductor substrate to be exposed.
C to perform the electrostatic deflector by a memory for storing a desired pattern corresponding deflection data, controls the entire apparatus to generate a read address of the deflection data from the memory
PU and the electromagnetic deflection in response to the supply of the deflection data
An electron beam exposure apparatus comprising: first and second deflection circuits for generating first and second deflection signals respectively corresponding to an electron deflector and an electric field deflector; a deflection position caused by a settling time of the electromagnetic deflector; a deflection error detection means for detecting an error, an electron beam exposure apparatus characterized by obtaining Bei the correction data generation means for generating correction data for correcting the deflection erroneous difference whether we said second deflection signal.
向位置誤差に対応する前記補正データの値を格納した補
正データテーブルを備えることを特徴とする請求項1記
載の電子ビーム露光装置。Wherein said correcting data generating means, advance said polarized
Providing the correction data table storing values of the correction data corresponding to the direction position erroneous difference electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein.
板の表面に描画した予め定めた誤差検出パターンを含む
テストパターンから前記偏向位置誤差の誤差量を読取る
誤差量読取手段を備え、 前記テストパターンが、予め定めた大きさの方形パター
ンである第1のショットパターンとこの第1のショット
パターンに左右方向に隣接した第2および上下方向に隣
接した第3のショットパターンとを有し、 前記誤差検出パターンが、前記第1のショットパターン
の外周部の上下および左右方向に所定幅の短線を第1の
ピッチで配列した第1の線/間隔パターンと前記第2お
よび第3のショットパターンの外周部の上下および左右
方向に前記短線をそれぞれ第1のピッチとわずかに異な
る第2のピッチで配列した第2の線/間隔パターンとを
有して形成したことを特徴とする請求項1記載の電子ビ
ーム露光装置。Wherein the deflection error detection means includes error amount reading means for reading the error amount of the deflection position error from the test pattern including a predetermined error detection pattern drawn on the surface of the semiconductor substrate, said test pattern but and a third shot pattern adjacent to the second and vertically adjacent to the left-right direction as the first shot pattern is a square pattern of a predetermined magnitude to the first shot pattern, the error detection pattern, the outer periphery of the first shot pattern first line / interval pattern and the second and third shot pattern in the vertical and lateral direction of the outer peripheral portion of the short lines having a predetermined width are arranged at a first pitch A second line / space pattern in which the short lines are arranged at a slightly different second pitch from the first pitch in the vertical and horizontal directions of the portion, respectively. Electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the form has.
主尺/副尺の関係にあることを特徴とする請求項3記載
の電子ビーム露光装置。Wherein said first and second pitch, the electron beam exposure apparatus of one another to claim 3, wherein a relation that main scale / vernier.
の中心に前記短線よりやや長い線である中心線を有する
ことを特徴とする請求項3記載の電子ビーム描画装置。5. The electron beam drawing apparatus according to claim 3, wherein <br/> having a centerline which is slightly longer line than the previous Kitansen the center of the first and second line / interval pattern .
子ビームを露光対象の半導体基板の表面の所望位置を照
射するよう偏向するための磁界による電磁偏向器と電界
による静電偏向器と、所望パターン対応の偏向データを
格納したメモリと、前記メモリから前記偏向データの読
出アドレスを生成するとともに装置全体の制御を行うC
PUと、前記偏向データの供給に応答して前記電磁偏向
器および電界偏向器の各々に対応する第1および第2の
偏向信号を生成する第1および第2の偏向回路とを備え
る電子ビーム露光装置の電子ビーム偏向方法において、 前記半導体基板の表面に予め定めた大きさの方形パター
ンである第1のショットパターンとこの第1のショット
パターンに左右方向に隣接した第2および上下方向に隣
接した第3のショットパターンと、前記第1のショット
パターンの外周部の上下および左右方向に所定幅の短線
を第1のピッチで配列しその中心に前記短線よりやや長
い中心線を有する第1の線/間隔パターンと前記第2お
よび第3のショットパターンの外周部の上下および左右
方向に前記短線をそれぞれ第1のピッチと相互に主尺/
副尺の関係となる第2のピッチで配列し前記中心線を有
する第2の線/間隔パターンとを有して形成した誤差検
出パターンを含むテストパターンとを描画し、 前記第1および第2の線/間隔パターンの各々の前記短
線同志の位置が一致する一致線を前記中心線からの序数
値で求め、 前記序数値を前記第1および第2のピッチできまる前記
主尺/副尺の関係から前記第1,第2および第3のショ
ットパターン相互間のずれの実寸法を前記第1の偏向器
が発生する偏向誤差量として検出し、 前記偏向誤差量から前記第2の偏向信号の補正用の補正
データを生成することを特徴とする電子ビーム偏向方
法。6. An electron gun for supplying an electron beam, an electromagnetic deflector and an electric field by a magnetic field for deflecting the electron beam so as to irradiate a desired position on the surface of a semiconductor substrate to be exposed.
C to perform the electrostatic deflector by a memory for storing a desired pattern corresponding deflection data, controls the entire apparatus to generate a read address of the deflection data from the memory
PU and the electromagnetic deflection in response to the supply of the deflection data
Beam deflection method for an electron beam exposure apparatus comprising first and second deflection circuits for generating first and second deflection signals respectively corresponding to each of a device and an electric field deflector. A first shot pattern, which is a square pattern of a predetermined size, a second shot pattern adjacent to the first shot pattern in the left-right direction, a third shot pattern adjacent to the first shot pattern in the vertical direction, and an outer periphery of the first shot pattern Short lines of a predetermined width are arranged at a first pitch in the vertical and horizontal directions of the portion, and a first line / spacing pattern having a center line slightly longer than the short line at the center thereof, and outer peripheries of the second and third shot patterns The short line is vertically aligned with the first pitch in the vertical and horizontal directions of the
And a test pattern was drawn including the error detection pattern formed and a second line / interval patterns arranged in a second pitch that a relationship of vernier having a center line, said first and second A matching line in which the positions of the short lines of each of the line / interval patterns coincide with each other is determined by an ordinal value from the center line, and the ordinal value is determined by the first and second pitches. From the relationship, the actual size of the shift between the first, second and third shot patterns is detected as a deflection error amount generated by the first deflector, and the second deflection signal of the second deflection signal is detected from the deflection error amount. An electron beam deflecting method characterized by generating correction data for correction.
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---|---|---|---|---|
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US5530250A (en) | 1993-10-20 | 1996-06-25 | Nec Corporation | Electron beam deflecting apparatus with reduced settling time period |
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JPH07107910B2 (en) * | 1986-01-13 | 1995-11-15 | 沖電気工業株式会社 | Pattern splicing accuracy evaluation method |
JPS63239816A (en) * | 1987-03-27 | 1988-10-05 | Hitachi Ltd | Electron beam lithography equipment |
JPH01136332A (en) * | 1987-11-24 | 1989-05-29 | Hitachi Ltd | Electron beam lithography method |
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1993
- 1993-11-17 JP JP5287896A patent/JP2755129B2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH07142351A (en) | 1995-06-02 |
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