JPH0774071A - Charged particle beam exposure apparatus and charged particle beam exposure method - Google Patents
Charged particle beam exposure apparatus and charged particle beam exposure methodInfo
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- JPH0774071A JPH0774071A JP5216704A JP21670493A JPH0774071A JP H0774071 A JPH0774071 A JP H0774071A JP 5216704 A JP5216704 A JP 5216704A JP 21670493 A JP21670493 A JP 21670493A JP H0774071 A JPH0774071 A JP H0774071A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 荷電粒子ビームの照射位置の安定性を保ち、
オーバーホール頻度を低減して装置の稼働率を向上させ
る。
【構成】 荷電粒子ビームを制御して露光対象物に対し
て予め設定した所定時間の露光を複数回行う荷電粒子ビ
ーム露光装置において、露光中に露光対象物への照射ビ
ーム電荷量Ｑe を検出する露光ビーム電荷量検出手段４
〜６と、荷電粒子ビームのドリフト量がほぼ定常状態と
なる基準ビーム電荷量Ｑo 及びビーム電荷量Ｑe に基づ
いてドリフト量がほぼ定常状態となるために必要な照射
ビーム電荷量Ｑr （＝Ｑo −Ｑe ）を求める照射ビーム
電荷量演算手段８と、次回の露光前に照射ビーム電荷量
Ｑr の荷電粒子ビームを露光対象物に影響を与えること
のない位置に追加照射する荷電粒子ビーム追加照射手段
１、３と、追加照射後に荷電粒子ビームのドリフト量を
検出し、偏向能率を補正する補正手段３と、を備える。
(57) [Summary] [Purpose] Keeping the irradiation position of the charged particle beam stable,
Reduce the frequency of overhaul and improve the operating rate of the equipment. In a charged particle beam exposure apparatus that controls a charged particle beam to expose an object to be exposed a plurality of times for a preset predetermined time, the amount of irradiation beam charge Q e on the object to be exposed is detected during exposure. Exposure beam charge amount detecting means 4
.About.6, the irradiation beam charge amount Q r (required for the drift amount to be substantially steady based on the reference beam charge amount Q o and the beam charge amount Q e where the drift amount of the charged particle beam is substantially steady state). = Q o −Q e ), and the charging for additionally irradiating the position of the charged particle beam having the irradiation beam charge amount Q r before the next exposure to a position that does not affect the object to be exposed. Particle beam additional irradiation units 1 and 3 and a correction unit 3 that detects the drift amount of the charged particle beam after the additional irradiation and corrects the deflection efficiency are provided.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子ビーム露光装
置及び荷電粒子ビーム露光方法に係り、特にチャージア
ップに起因する荷電粒子ビームの照射位置のドリフト量
を低減することが可能な荷電粒子ビーム露光装置及び荷
電粒子ビーム露光方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle beam exposure apparatus and a charged particle beam exposure method, and more particularly to a charged particle beam capable of reducing the drift amount of the irradiation position of the charged particle beam due to charge-up. The present invention relates to an exposure device and a charged particle beam exposure method.
【０００２】近年、集積回路の高密度化に伴い、従来の
微細パターン形成方法の主流であったフォトリソグラフ
ィに代り、電子線を用いる新しい露光方法、すなわち、
電子ビーム露光方法が検討され、実際に使用されるよう
になってきた。In recent years, with the increase in density of integrated circuits, a new exposure method using an electron beam, that is, photolithography, which is the mainstream of the conventional fine pattern forming method, is replaced by
Electron beam exposure methods have been studied and come into practical use.
【０００３】この電子ビーム露光方法及び電子ビーム露
光装置においても、集積回路のさらなる高密度化に対応
してより高解像度、高精度のものが望まれている。Also in this electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus, higher resolution and higher accuracy are demanded in order to cope with higher density of integrated circuits.
【０００４】[0004]
【従来の技術】露光装置においては、高解像度、高精度
を保ちながら高スループットを上げることが重要であ
る。2. Description of the Related Art In an exposure apparatus, it is important to increase high throughput while maintaining high resolution and high accuracy.
【０００５】電子ビーム露光装置においてスループット
を向上させるには、利用できる電流密度をできるだけ高
くすることが望ましい。例えば、可変矩形型の電子ビー
ム露光装置では最大５０Ａ／ｃｍ2 程度の電流密度を確
保するのがスループット向上に寄与する。In order to improve the throughput in the electron beam exposure apparatus, it is desirable to make the available current density as high as possible. For example, in a variable rectangular type electron beam exposure apparatus, securing a current density of about 50 A / cm 2 at maximum contributes to improvement of throughput.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、電流密度を
高くすればするほど、露光中にレジストの一部が電子ビ
ーム照射により飛散する量も多くなり、レンズ内に配置
した静電電極表面を汚染し、電荷が蓄積するチャージア
ップ現象を起こしやすくなる。By the way, the higher the current density is, the larger the amount of a part of the resist scattered by the electron beam irradiation during exposure becomes, and the electrostatic electrode surface arranged in the lens is contaminated. However, a charge-up phenomenon in which electric charges are accumulated is likely to occur.
【０００７】チャージアップ現象が起ると、電子ビーム
偏向位置がドリフトし、偏向器の偏向能率（偏向器の入
力電流または入力電圧と、ビーム偏向量と、の関係）が
変化することとなる。When the charge-up phenomenon occurs, the electron beam deflection position drifts, and the deflection efficiency of the deflector (the relationship between the deflector input current or input voltage and the beam deflection amount) changes.
【０００８】このチャージアップに起因するドリフト量
は、どの程度の汚染が生じているかに依存しているため
一定ではなく、一般的に汚染がひどくなればなるほど、
ドリフト量及びドリフト量の変動も激しくなる。The amount of drift caused by this charge-up is not constant because it depends on how much pollution is occurring. Generally, the worse the pollution becomes,
The drift amount and the fluctuation of the drift amount also become severe.
【０００９】このためドリフト量やドリフト量の変動が
激しくなり、所定の限度を超過して電子ビームの照射位
置の安定性が確保できない場合には、コラム内のクリー
ニングを行ったり、一部の部品を交換する等のオーバー
ホールの必要があり、装置の稼働率が低下してしまうと
いう問題点があった。For this reason, if the drift amount or the drift amount fluctuates significantly and the stability of the irradiation position of the electron beam cannot be ensured by exceeding the predetermined limit, the inside of the column is cleaned or some of the parts are cleaned. There is a problem in that the operation rate of the device is reduced because it is necessary to overhaul such as replacing the device.
【００１０】そこで、本発明の目的は、荷電粒子ビーム
の照射位置の安定性を保ち、オーバーホール頻度を低減
して装置の稼働率を向上させることが可能な荷電粒子ビ
ーム露光装置及び荷電粒子ビーム露光方法を提供する。Therefore, an object of the present invention is to maintain the stability of the irradiation position of the charged particle beam, reduce the frequency of overhaul, and improve the operating rate of the apparatus, and the charged particle beam exposure apparatus and the charged particle beam exposure. Provide a way.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、第１の発明は、荷電粒子ビームを制御して露光対象
物に対して予め設定した所定時間の露光を複数回行う荷
電粒子ビーム露光装置において、露光中に前記露光対象
物に照射されたビーム電荷量Ｑe を検出する露光ビーム
電荷量検出手段（４、５、６）と、前記荷電粒子ビーム
のドリフト量がほぼ定常状態となる照射ビーム電荷量に
相当する基準ビーム電荷量Ｑo 及び前記ビーム電荷量Ｑ
e に基づいて前記荷電粒子ビームのドリフト量がほぼ定
常状態となるために追加照射が必要な照射ビーム電荷量
Ｑr を Ｑr ＝Ｑo −Ｑe により求める照射ビーム電荷量演算手段（８）と、次回
の露光前に少なくとも前記照射ビーム電荷量Ｑr の荷電
粒子ビームを前記露光対象物に影響を与えることのない
位置に追加照射する荷電粒子ビーム追加照射手段（１、
３）と、前記荷電粒子ビームの追加照射後に前記荷電粒
子ビームのドリフト量を検出し、前記荷電粒子ビームの
偏向能率を補正する補正手段（３）と、を備えて構成す
る。In order to solve the above-mentioned problems, the first invention is a charged particle beam exposure in which a charged particle beam is controlled to perform multiple exposures of an object to be exposed for a preset time. In the apparatus, the exposure beam charge amount detection means (4, 5, 6) for detecting the beam charge amount Q e with which the exposure object is irradiated during exposure, and the drift amount of the charged particle beam are in a substantially steady state. The reference beam charge amount Q o and the beam charge amount Q corresponding to the irradiation beam charge amount
Irradiation beam charge amount calculation means (8) for obtaining an irradiation beam charge amount Q r that requires additional irradiation for the drift amount of the charged particle beam to be in a substantially steady state based on e by Q r = Q o −Q e And a charged particle beam additional irradiation means (1, 1, 2) for additionally irradiating a position where the charged particle beam of at least the irradiation beam charge amount Q r does not affect the object to be exposed before the next exposure.
3) and a correction means (3) for detecting the drift amount of the charged particle beam after the additional irradiation of the charged particle beam and correcting the deflection efficiency of the charged particle beam.
【００１２】また、第２の発明は、第１の発明の荷電粒
子ビーム露光装置において、前記所定時間が経過する前
に前記ビーム電荷量Ｑe が前記基準ビーム電荷量Ｑo を
超過したか否かを検出する超過検出手段（８）と、前記
超過検出手段により前記ビーム電荷量Ｑe が前記基準ビ
ーム電荷量Ｑo を超過したことが検出された場合に、露
光を中断し、前記補正手段により前記偏向能率の補正を
行わせる中断制御手段（３）と、を備えて構成する。A second invention is, in the charged particle beam exposure apparatus of the first invention, whether or not the beam charge amount Q e exceeds the reference beam charge amount Q o before the predetermined time elapses. Excess detection means (8) for detecting whether or not the exposure is interrupted when the excess charge detection means detects that the beam charge quantity Q e exceeds the reference beam charge quantity Q o , and the correction means. And an interruption control means (3) for correcting the deflection efficiency.
【００１３】また、第３の発明は、荷電粒子ビームを制
御して露光対象物に対して予め設定した所定時間の露光
を複数回行う荷電粒子ビーム露光方法において、露光中
に前記露光対象物に照射されたビーム電荷量Ｑe を検出
する露光ビーム電荷量検出工程と、前記荷電粒子ビーム
のドリフト量がほぼ定常状態となる照射ビーム電荷量に
相当する基準ビーム電荷量Ｑo 及び前記ビーム電荷量Ｑ
e に基づいて前記荷電粒子ビームのドリフト量がほぼ定
常状態となるために追加照射が必要な照射ビーム電荷量
Ｑr を Ｑr ＝Ｑo −Ｑe により求める照射ビーム電荷量演算工程と、次回の露光
前に少なくとも前記照射ビーム電荷量Ｑr の荷電粒子ビ
ームを前記露光対象物に影響を与えることのない位置に
追加照射する荷電粒子ビーム追加照射工程と、前記荷電
粒子ビームの追加照射後に前記荷電粒子ビームのドリフ
ト量を検出し、前記荷電粒子ビームの偏向能率を補正す
る補正工程と、を備えて構成する。A third aspect of the present invention is a charged particle beam exposure method in which a charged particle beam is controlled to perform exposure of an exposure object for a preset predetermined time a plurality of times. An exposure beam charge amount detecting step of detecting the irradiated beam charge amount Q e, and a reference beam charge amount Q o and the beam charge amount corresponding to the irradiation beam charge amount at which the drift amount of the charged particle beam is in a substantially steady state. Q
An irradiation beam charge amount calculation step of obtaining an irradiation beam charge amount Q r, which requires additional irradiation for the drift amount of the charged particle beam to be in a substantially steady state based on e , by Q r = Q o −Q e , and The additional irradiation of the charged particle beam of at least the irradiation beam charge amount Q r to a position that does not affect the object to be exposed before the exposure, and after the additional irradiation of the charged particle beam, A correction step of detecting the drift amount of the charged particle beam and correcting the deflection efficiency of the charged particle beam.
【００１４】また、第４の発明は、第３の発明の荷電粒
子ビーム露光方法において、前記所定時間が経過する前
に前記ビーム電荷量Ｑe が前記基準ビーム電荷量Ｑo を
超過したか否かを検出する超過検出工程と、前記超過検
出工程により前記ビーム電荷量Ｑe が前記基準ビーム電
荷量Ｑo を超過したことが検出された場合に、露光を中
断し、前記補正工程により前記偏向能率の補正を行わせ
る中断制御工程と、を備えて構成する。A fourth aspect of the present invention is the charged particle beam exposure method according to the third aspect, wherein whether or not the beam charge amount Q e exceeds the reference beam charge amount Q o before the predetermined time has elapsed. And an excess detection step for detecting whether or not the beam charge quantity Q e exceeds the reference beam charge quantity Q o by the excess detection step, the exposure is interrupted, and the deflection is performed by the correction step. And an interruption control step for correcting the efficiency.
【００１５】[0015]
【作用】第１の発明によれば、電荷量検出手段（４、
５、６）は、露光中に露光対象物に照射されたビーム電
荷量Ｑe を検出する。According to the first invention, the charge amount detecting means (4,
5 and 6) detect the beam charge amount Q e with which the exposure target is irradiated during the exposure.
【００１６】これにより照射ビーム電荷量演算手段
（８）は、露光ビーム電荷量検出手段と、前記荷電粒子
ビームのドリフト量がほぼ定常状態となる照射ビーム電
荷量に相当する基準ビーム電荷量Ｑo 及び前記ビーム電
荷量Ｑe に基づいて荷電粒子ビームのドリフト量がほぼ
定常状態となるために追加照射が必要な照射ビーム電荷
量Ｑr を Ｑr ＝Ｑo −Ｑe により求める。As a result, the irradiation beam charge amount calculation means (8) and the exposure beam charge amount detection means and the reference beam charge amount Q o corresponding to the irradiation beam charge amount at which the drift amount of the charged particle beam is in a substantially steady state. Also, based on the beam charge amount Q e , an irradiation beam charge amount Q r that requires additional irradiation so that the drift amount of the charged particle beam becomes almost steady is obtained by Q r = Q o −Q e .
【００１７】この結果、荷電粒子ビーム追加照射手段
（１、３）は、次回の露光前に少なくとも照射ビーム電
荷量Ｑr の荷電粒子ビームを露光対象物に影響を与える
ことのない位置に追加照射し、補正手段（３）は、荷電
粒子ビームの追加照射後に荷電粒子ビームのドリフト量
を検出し、荷電粒子ビームの偏向能率を補正する。As a result, the charged particle beam additional irradiating means (1, 3) additionally irradiates the charged particle beam of at least the irradiation beam charge amount Q r to a position which does not affect the object to be exposed before the next exposure. Then, the correction unit (3) detects the drift amount of the charged particle beam after the additional irradiation of the charged particle beam, and corrects the deflection efficiency of the charged particle beam.
【００１８】従って、常に荷電粒子ビームのドリフト量
がほぼ定常状態となった状態でドリフト量を補正するこ
ととなり、荷電粒子ビームの安定性が向上することとな
る。また、第２の発明によれば、超過検出手段（８）
は、所定時間が経過する前にビーム電荷量Ｑe が基準ビ
ーム電荷量Ｑo を超過したか否かを検出し、中断制御手
段（３）は、超過検出手段によりビーム電荷量Ｑe が基
準ビーム電荷量Ｑo を超過したことが検出された場合
に、露光を中断し、補正手段により偏向能率の補正を行
わせる。Therefore, the drift amount of the charged particle beam is always corrected in a state where the drift amount of the charged particle beam is in a substantially steady state, and the stability of the charged particle beam is improved. Further, according to the second invention, the excess detection means (8)
Detects whether the beam charge amount Q e exceeds the reference beam charge amount Q o before a predetermined time has elapsed, and the interruption control means (3) uses the excess detection means to determine the beam charge amount Q e as a reference. When it is detected that the beam charge amount Q o is exceeded, the exposure is interrupted and the deflection efficiency is corrected by the correction means.
【００１９】従って、露光の途中であっても荷電粒子ビ
ームのドリフト量がほぼ定常状態になった時点で偏向能
率の補正が行われるため、より荷電粒子ビームの安定性
が向上する。Therefore, even during the exposure, the deflection efficiency is corrected when the drift amount of the charged particle beam reaches a substantially steady state, so that the stability of the charged particle beam is further improved.
【００２０】また、第３の発明によれば、露光ビーム電
荷量検出工程は、露光中に露光対象物に照射されたビー
ム電荷量Ｑe を検出し、照射ビーム電荷量演算工程は、
荷電粒子ビームのドリフト量がほぼ定常状態となる照射
ビーム電荷量に相当する基準ビーム電荷量Ｑo 及びビー
ム電荷量Ｑe に基づいて荷電粒子ビームのドリフト量が
ほぼ定常状態となるために追加照射が必要な照射ビーム
電荷量Ｑr を Ｑr ＝Ｑo −Ｑe により求める。Further, according to the third aspect of the invention, the exposure beam charge amount detecting step detects the beam charge amount Q e with which the exposure object is irradiated during the exposure, and the irradiation beam charge amount calculating step includes:
Irradiation where the drift amount of the charged particle beam becomes substantially steady state. Additional irradiation is performed because the drift amount of the charged particle beam becomes substantially steady state based on the reference beam charge amount Q o and the beam charge amount Q e corresponding to the irradiation beam charge amount. The required irradiation beam charge amount Q r is calculated by Q r = Q o −Q e .
【００２１】これにより荷電粒子追加照射工程は、次回
の露光前に少なくとも照射ビーム電荷量Ｑr の荷電粒子
ビームを前記露光対象物に影響を与えることのない位置
に追加照射し、補正工程は、この荷電粒子ビームの追加
照射後に荷電粒子ビームのドリフト量を検出し、荷電粒
子ビームの偏向能率を補正する。As a result, in the charged particle additional irradiation step, before the next exposure, the charged particle beam having at least the irradiation beam charge amount Q r is additionally irradiated to a position which does not affect the object to be exposed, and the correction step is performed. After the additional irradiation of the charged particle beam, the drift amount of the charged particle beam is detected and the deflection efficiency of the charged particle beam is corrected.
【００２２】従って、常に荷電粒子ビームのドリフト量
がほぼ定常状態となった状態でドリフト量を補正するこ
ととなり、荷電粒子ビームの安定性が向上する。また、
第４の発明によれば、超過検出工程は、所定時間が経過
する前にビーム電荷量Ｑe が基準ビーム電荷量Ｑo を超
過したか否かを検出し、中断制御工程は、前記超過検出
工程によりビーム電荷量Ｑe が基準ビーム電荷量Ｑo を
超過したことが検出された場合に、露光を中断し、補正
工程により前記偏向能率の補正を行わせる。Therefore, the drift amount of the charged particle beam is always corrected in a state where the drift amount of the charged particle beam is in a substantially steady state, and the stability of the charged particle beam is improved. Also,
According to the fourth aspect of the invention, the excess detection step detects whether or not the beam charge amount Q e exceeds the reference beam charge amount Q o before the predetermined time has elapsed, and the interruption control step includes the excess detection. When it is detected in the step that the beam charge quantity Q e exceeds the reference beam charge quantity Q o , the exposure is interrupted and the deflection efficiency is corrected in the correction step.
【００２３】従って、露光の途中であっても荷電粒子ビ
ームのドリフト量がほぼ定常状態になった時点で偏向能
率の補正が行われるため、より荷電粒子ビームの安定性
が向上する。Therefore, the deflection efficiency is corrected when the drift amount of the charged particle beam reaches a substantially steady state even during the exposure, so that the stability of the charged particle beam is further improved.
【００２４】[0024]
【実施例】次に図面を参照して本発明の好適な実施例を
説明する。第１実施例 図１に電子ビーム露光装置の主要部の概要構成を示す。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will now be described with reference to the drawings. First Embodiment FIG. 1 shows a schematic configuration of a main part of an electron beam exposure apparatus.
【００２５】電子ビーム露光装置は、大別して、電子ビ
ームを偏向して露光対象試料を露光するための電子ビー
ム偏向系と、露光状態を制御する露光制御系と、露光対
象試料に照射されている電子ビーム電荷量を検出して電
子ビームのドリフト量がほぼ定常状態となったか否かを
検出するための電荷量検出系と、を備えて構成されてい
る。The electron beam exposure apparatus is roughly divided into an electron beam deflection system for deflecting an electron beam to expose a sample to be exposed, an exposure control system for controlling the exposure state, and the sample to be exposed to light. A charge amount detection system for detecting the electron beam charge amount to detect whether or not the electron beam drift amount has reached a substantially steady state.
【００２６】電子ビーム偏向系は、電子銃、コンデンサ
レンズ、対物レンズ、静電デフレクタ、電磁デフレクタ
等を有するカラム１を備えて構成されている。露光制御
系は、装置全体を制御するＣＰＵ２と、ＣＰＵ２の制御
下でカラム１内の静電デフレクタ、電磁デフレクタ等を
制御して露光を行わせる露光制御部３と、を備えて構成
されている。The electron beam deflection system comprises a column 1 having an electron gun, a condenser lens, an objective lens, an electrostatic deflector, an electromagnetic deflector and the like. The exposure control system includes a CPU 2 that controls the entire apparatus, and an exposure control unit 3 that controls the electrostatic deflector, the electromagnetic deflector, and the like in the column 1 to perform exposure under the control of the CPU 2. .
【００２７】電荷量検出系は、露光対象試料に照射され
る電子ビームの電荷量を電流量として検出し、電流／電
圧変換を行って電荷量検出信号ＳDET を出力する電流／
電圧変換回路４と、電荷量検出信号ＳDET のアナログ／
ディジタル変換を行って、電荷量検出データＱDET を出
力するアナログ／ディジタルコンバータ（以下、Ａ／Ｄ
コンバータという。）５と、電荷量検出データＱDET を
ＣＰＵ２からの積算スタート信号ＳＳに基づくタイミン
グでリセットしつつ積算し、露光中に露光対象物に照射
されたビーム電荷量Ｑe に相当するビーム電荷量データ
ＤＱe を出力する積算回路６と、電子ビームのドリフト
量がほぼ定常状態となる照射ビーム電荷量に相当する基
準ビーム電荷量Ｑo に対応する基準ビーム電荷量データ
ＤＱo を出力する基準ビーム電荷量データ出力回路７
と、基準ビーム電荷量データＤＱoとビーム電荷量デー
タＤＱe との差を求めて、その差に相当する追加照射電
子ビーム電荷量Ｑr に相当する追加照射量制御データＤ
Ｑr を出力する比較回路８と、を備えて構成されてい
る。The charge amount detection system detects the charge amount of the electron beam with which the sample to be exposed is exposed as a current amount, performs current / voltage conversion, and outputs a charge amount detection signal S DET.
Voltage conversion circuit 4 and analog of charge detection signal S DET
An analog / digital converter (hereinafter referred to as A / D) that performs digital conversion and outputs charge amount detection data Q DET
It is called a converter. 5) and the charge amount detection data Q DET while resetting at the timing based on the integration start signal SS from the CPU 2 and integrating the beam charge amount data corresponding to the beam charge amount Q e with which the object to be exposed is exposed during exposure. An integrating circuit 6 for outputting DQ e, and a reference beam charge for outputting reference beam charge amount data DQ o corresponding to a reference beam charge amount Q o corresponding to an irradiation beam charge amount at which the drift amount of the electron beam is in a substantially steady state. Quantity data output circuit 7
And the difference between the reference beam charge amount data DQ o and the beam charge amount data DQ e, and the additional dose control data D corresponding to the additional dose electron beam charge amount Q r corresponding to the difference.
And a comparison circuit 8 for outputting Q r .
【００２８】ここで、実施例の動作説明に先立ち、チャ
ージアップに起因する電子ビームのドリフト量（以下、
チャージアップドリフト量という。）と、照射電子ビー
ム電荷量の関係について説明する。Before explaining the operation of the embodiment, the drift amount of the electron beam due to charge-up (hereinafter,
The amount of charge-up drift. ) And the irradiation electron beam charge amount will be described.
【００２９】ある時点のチャージアップドリフト量の大
きさは、カラム内の汚染の程度と、その時点までに露光
対象試料に照射した電荷量と、により定まる。図２に照
射電荷量一定の３μｍ2 の電子ビームを照射し５秒毎に
電子ビームのチャージドリフト量を測定した場合のグラ
フを示す。The magnitude of the charge-up drift amount at a certain time point is determined by the degree of contamination in the column and the amount of electric charges applied to the sample to be exposed by that time point. FIG. 2 shows a graph in the case where the electron beam of 3 μm 2 having a constant irradiation charge amount is irradiated and the charge drift amount of the electron beam is measured every 5 seconds.
【００３０】図２に示すように、電子ビーム露光を開始
してから（第４回目の測定タイミング）しばらくの間
（第４〜第１０回目の測定タイミング）は、チャージド
リフト量は急激に増大するが、それ以後、すなわち、照
射電荷量が一定量以上に増加すると、飽和状態となって
チャージドリフト量はほぼ一定の値となる。As shown in FIG. 2, the charge drift amount sharply increases for a while (fourth to tenth measurement timing) after the electron beam exposure is started (fourth measurement timing). However, after that, that is, when the irradiation charge amount increases above a certain amount, the state becomes saturated and the charge drift amount becomes a substantially constant value.
【００３１】この飽和レベルは、カラム内の汚染部分へ
の電荷の蓄積と、放電との釣り合いにより定まる。従っ
て、飽和状態になった時に静電デフレクタ、電磁デフレ
クタの偏向能率を設定し直すことにより、同様な照射条
件で電子ビーム露光を行っている限りは偏向位置の安定
性を確保することができる。This saturation level is determined by the balance between the accumulation of electric charge in the contaminated portion in the column and the electric discharge. Therefore, by setting the deflection efficiencies of the electrostatic deflector and the electromagnetic deflector again when the saturation state is reached, the stability of the deflection position can be ensured as long as the electron beam exposure is performed under the same irradiation conditions.
【００３２】ところで、実際問題としては同様な照射条
件で電子ビーム露光を行わせるという点が問題となる。
現実のウエハ露光時には、一定の時間間隔で露光状態を
観察しても、その間にどの様なサイズのビームを何回照
射しているかは一定ではなく、従って照射電荷量も一定
とはならない。By the way, the actual problem is that electron beam exposure is performed under similar irradiation conditions.
In actual wafer exposure, even if the exposure state is observed at regular time intervals, the number of times the beam is radiated and the number of times the beam is irradiated are not constant.
【００３３】より具体的には、可変矩形ビームを用い、
ステップアンドリピート方式により電子ビーム露光を行
う装置では、１ショット毎にビームサイズが変化する可
能性があり、一定の時間中であってもどの大きさの矩形
ビームを何ショット照射したかは不定である。More specifically, a variable rectangular beam is used,
In an apparatus that performs electron beam exposure by the step-and-repeat method, the beam size may change for each shot, and it is not certain how many rectangular beams and how many shots are irradiated during a certain period of time. is there.
【００３４】そこで、本実施例では、露光対象試料に照
射した電荷量を直接測定することにより同様な照射条件
で電子ビーム露光が行われるように制御しているのであ
る。次に本実施例の動作を説明する。Therefore, in this embodiment, the electron beam exposure is controlled under the same irradiation condition by directly measuring the amount of electric charge applied to the sample to be exposed. Next, the operation of this embodiment will be described.
【００３５】露光対象試料に対し露光が開始されると、
電流／電圧変換回路４は、露光対象試料に照射される電
子ビームの電荷量を電流量として検出し、電流／電圧変
換を行って電荷量検出信号ＳDET をＡ／Ｄコンバータ５
に出力する。Ａ／Ｄコンバータ５は、電荷量検出信号Ｓ
DET のアナログ／ディジタル変換を行って、電荷量検出
データＱDET を積算回路６に出力する。When the exposure of the sample to be exposed is started,
The current / voltage conversion circuit 4 detects the charge amount of the electron beam with which the sample to be exposed is exposed as the current amount, performs current / voltage conversion, and outputs the charge amount detection signal S DET to the A / D converter 5
Output to. The A / D converter 5 uses the charge amount detection signal S
Analog / digital conversion of DET is performed and the charge amount detection data Q DET is output to the integrating circuit 6.
【００３６】一方、ＣＰＵ２は、露光開始タイミングに
合せて所定時間間隔毎に積算スタート信号ＳＳを積算回
路６に出力する。これらにより、積算回路６は、所定時
間間隔毎に電荷量検出データＱDET を積算し、ビーム電
荷量データＤＱe を比較回路８に出力する。On the other hand, the CPU 2 outputs the integration start signal SS to the integration circuit 6 at predetermined time intervals in synchronization with the exposure start timing. As a result, the integration circuit 6 integrates the charge amount detection data Q DET at predetermined time intervals and outputs the beam charge amount data DQ e to the comparison circuit 8.
【００３７】これと並行して基準ビーム電荷量データ出
力回路７は、電子ビームのドリフト量がほぼ定常状態と
なる照射ビーム電荷量に相当する基準ビーム電荷量Ｑo
に対応する基準ビーム電荷量データＤＱo を比較回路８
に出力する。In parallel with this, the reference beam charge amount data output circuit 7 outputs the reference beam charge amount Q o corresponding to the irradiation beam charge amount in which the drift amount of the electron beam is in a substantially steady state.
Of the reference beam charge amount data DQ o corresponding to
Output to.
【００３８】これらの結果、比較回路８は、基準ビーム
電荷量データＤＱo とビーム電荷量データＤＱe との差
に相当する追加照射電子ビーム電荷量Ｑr （＝Ｑo −Ｑ
e ）に相当する追加照射量制御データＤＱr を露光制御
部３に出力する。As a result, the comparison circuit 8 causes the additional irradiation electron beam charge amount Q r (= Q o -Q) corresponding to the difference between the reference beam charge amount data DQ o and the beam charge amount data DQ e.
The additional dose control data DQ r corresponding to e ) is output to the exposure controller 3.
【００３９】この結果、露光制御部３は、次回の露光前
に少なくとも照射ビーム電荷量Ｑrに相当する電子ビー
ムを静電デフレクタ及び電磁デフレクタを制御して露光
対象物に影響を与えることのない位置に追加照射する。As a result, the exposure control unit 3 controls the electrostatic deflector and the electromagnetic deflector with an electron beam corresponding to at least the irradiation beam charge amount Q r before the next exposure and does not affect the object to be exposed. The position is additionally irradiated.
【００４０】その後、露光制御部３は、電子ビームの追
加照射後に電子ビームのチャージドリフト量を検出し、
電子ビームの偏向能率を補正する。チャージドリフト量
の検出方法としては、基準位置に形成したスリットを検
出用の電子ビームを横切らせることにより、反射電子ビ
ーム量の変化を測定し、その微分信号のピーク位置のず
れにより検出する方法等がある。Thereafter, the exposure controller 3 detects the charge drift amount of the electron beam after the additional irradiation of the electron beam,
Correct the deflection efficiency of the electron beam. As a method for detecting the amount of charge drift, a method of measuring the change in the amount of reflected electron beam by crossing the slit formed at the reference position with the electron beam for detection and detecting it by the shift of the peak position of the differential signal, etc. There is.
【００４１】従って、常に電子ビームのチャージドリフ
ト量がほぼ定常状態となった状態でチャージドリフト量
を補正することとなり、電子ビームの安定性が向上する
こととなる。第２実施例 上記第１実施例は所定時間間隔毎に電荷量を積算し、当
該所定時間経過後に不足している照射電荷量に相当する
電子ビームを追加照射していたが、本第２実施例は所定
時間中に照射電荷量が電子ビームのドリフト量がほぼ定
常状態となる照射ビーム電荷量に達してしまった場合に
露光を中断し、電子ビームのチャージドリフト量を検出
し、電子ビームの偏向能率を補正することによりさらに
露光中の電子ビームの安定性を向上させるものである。Therefore, the charge drift amount is always corrected in a state where the charge drift amount of the electron beam is in a substantially steady state, and the stability of the electron beam is improved. Second Embodiment In the first embodiment, the charge amount is integrated at predetermined time intervals, and the electron beam corresponding to the irradiation charge amount which is insufficient after the predetermined time is additionally irradiated. In the example, if the amount of irradiation charge reaches the amount of irradiation beam charge at which the drift amount of the electron beam becomes almost steady during a predetermined time, the exposure is interrupted, the charge drift amount of the electron beam is detected, and By correcting the deflection efficiency, the stability of the electron beam during exposure is further improved.
【００４２】基本的な装置構成及び動作については、ほ
ぼ第１実施例と同様であるので、異なる点についてのみ
説明する。露光制御部３は、露光中も比較回路８から順
次出力される追加照射量制御データＤＱr を監視し、追
加照射量制御データＤＱr ＝０、すなわち、照射すべき
追加照射電子ビーム量Ｑr が零になった時点で、露光を
中断する。Since the basic device structure and operation are almost the same as those of the first embodiment, only different points will be described. The exposure control unit 3 monitors the additional dose control data DQ r also during the exposure are sequentially outputted from the comparison circuit 8, adds the dose control data DQ r = 0, i.e., added to be irradiated irradiation electron beam quantity Q r When the value becomes zero, the exposure is stopped.
【００４３】そして、露光制御部３は、中断時点におけ
る電子ビームのチャージドリフト量を検出し、電子ビー
ムの偏向能率を補正する。従って、露光中であっても、
電子ビームのチャージドリフト量がほぼ定常状態となっ
た状態でチャージドリフト量を補正することとなり、電
子ビームの安定性がさらに向上することとなる。Then, the exposure controller 3 detects the charge drift amount of the electron beam at the time of interruption and corrects the deflection efficiency of the electron beam. Therefore, even during exposure,
The charge drift amount is corrected when the charge drift amount of the electron beam is in a substantially steady state, and the stability of the electron beam is further improved.
【００４４】[0044]
【発明の効果】第１の発明によれば、荷電粒子ビーム追
加照射手段は、次回の露光前に少なくとも照射ビーム電
荷量Ｑr の荷電粒子ビームを露光対象物に影響を与える
ことのない位置に追加照射し、補正手段は、荷電粒子ビ
ームの追加照射後に荷電粒子ビームのドリフト量を検出
し、荷電粒子ビームの偏向能率を補正するので、常に荷
電粒子ビームのドリフト量がほぼ定常状態となった状態
でドリフト量を補正することとなり、荷電粒子ビームの
安定性が向上する。According to the first aspect of the present invention, the charged particle beam additional irradiation means positions the charged particle beam of at least the irradiation beam charge amount Q r at a position where it does not affect the object to be exposed before the next exposure. The additional irradiation and the correction means detect the drift amount of the charged particle beam after the additional irradiation of the charged particle beam and correct the deflection efficiency of the charged particle beam, so that the drift amount of the charged particle beam is always in a substantially steady state. The drift amount is corrected in this state, and the stability of the charged particle beam is improved.
【００４５】また、第２の発明によれば、中断制御手段
は、超過検出手段によりビーム電荷量Ｑe が基準ビーム
電荷量Ｑo を超過したことが検出された場合に、露光を
中断し、補正手段により偏向能率の補正を行わせるの
で、露光の途中であっても荷電粒子ビームのドリフト量
がほぼ状態になった時点で偏向能率の補正が行われるた
め、より荷電粒子ビームの安定性が向上する。According to the second aspect of the invention, the interruption control means interrupts the exposure when the excess detection means detects that the beam charge quantity Q e exceeds the reference beam charge quantity Q o . Since the correction efficiency is corrected by the correction means, the deflection efficiency is corrected when the drift amount of the charged particle beam becomes almost in the middle of the exposure, so that the stability of the charged particle beam is further improved. improves.
【００４６】上記第１及び第２の発明によれば、オーバ
ーホールの回数が減少して、装置の稼働率が向上し、実
質的なスループットが向上することとなる。また、第３
の発明によれば、荷電粒子追加照射工程は、次回の露光
前に少なくとも照射ビーム電荷量Ｑr の荷電粒子ビーム
を前記露光対象物に影響を与えることのない位置に追加
照射し、補正工程は、この荷電粒子ビームの追加照射後
に荷電粒子ビームのドリフト量を検出し、荷電粒子ビー
ムの偏向能率を補正するので、常に荷電粒子ビームのド
リフト量がほぼ定常状態となった状態でドリフト量を補
正することとなり、荷電粒子ビームの安定性が向上す
る。According to the first and second aspects of the invention, the number of overhauls is reduced, the operating rate of the apparatus is improved, and the substantial throughput is improved. Also, the third
According to the invention, in the charged particle additional irradiation step, before the next exposure, the charged particle beam having at least the irradiation beam charge amount Q r is additionally irradiated to a position that does not affect the exposure object, and the correction step is performed. , The drift amount of the charged particle beam is detected after the additional irradiation of the charged particle beam and the deflection efficiency of the charged particle beam is corrected, so the drift amount is always corrected in the state where the drift amount of the charged particle beam is almost in a steady state. Therefore, the stability of the charged particle beam is improved.
【００４７】また、第４の発明によれば、中断制御工程
は、前記超過検出工程によりビーム電荷量Ｑe が基準ビ
ーム電荷量Ｑo を超過したことが検出された場合に、露
光を中断し、補正工程により前記偏向能率の補正を行わ
せるので、露光の途中であっても荷電粒子ビームのドリ
フト量がほぼ定常状態になった時点で偏向能率の補正が
行われるため、それ以降の荷電粒子ビームのドリフトを
抑制し、より荷電粒子ビームの安定性が向上する。According to the fourth aspect of the invention, the interruption control step interrupts the exposure when it is detected by the excess detection step that the beam charge amount Q e exceeds the reference beam charge amount Q o. Since the deflection efficiency is corrected by the correction step, the deflection efficiency is corrected even when the drift amount of the charged particle beam reaches a substantially steady state even during exposure. The beam drift is suppressed, and the stability of the charged particle beam is further improved.
【図１】電子ビーム露光装置のブロック図である。FIG. 1 is a block diagram of an electron beam exposure apparatus.
【図２】照射電荷量とチャージドリフト量の関係を説明
する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the amount of irradiation charge and the amount of charge drift.
１…カラム ２…ＣＰＵ ３…露光制御部 ４…電流／電圧変換回路 ５…アナログ／ディジタルコンバータ（Ａ／Ｄコンバー
タ） ６…積算回路 ７…基準ビーム電荷量データ出力回路 ８…比較回路 ＳDET …電荷量検出信号 ＱDET …電荷量検出データ ＳＳ…積算スタート信号 Ｑe …照射ビーム電荷量 ＤＱe …ビーム電荷量データ Ｑo …基準ビーム電荷量 ＤＱo …基準ビーム電荷量データ Ｑr …追加照射電子ビーム電荷量 ＤＱr …追加照射量制御データ1 ... Column 2 ... CPU 3 ... Exposure control unit 4 ... Current / voltage conversion circuit 5 ... Analog / digital converter (A / D converter) 6 ... Integration circuit 7 ... Reference beam charge amount data output circuit 8 ... Comparison circuit S DET ... Charge amount detection signal Q DET ... charge amount detection data SS ... integration start signal Q e ... irradiation beam charge amount DQ e ... beam charge amount data Q o ... reference beam charge amount DQ o ... reference beam charge amount data Q r ... additional irradiation Electron beam charge DQ r ... Additional dose control data
Claims (4)
対して予め設定した所定時間の露光を複数回行う荷電粒
子ビーム露光装置において、 露光中に前記露光対象物に照射されたビーム電荷量Ｑe
を検出する露光ビーム電荷量検出手段（４，５，６）
と、 前記荷電粒子ビームのドリフト量がほぼ定常状態となる
照射ビーム電荷量に相当する基準ビーム電荷量Ｑo 及び
前記ビーム電荷量Ｑe に基づいて前記荷電粒子ビームの
ドリフト量がほぼ定常状態となるために追加照射が必要
な照射ビーム電荷量Ｑr を Ｑr ＝Ｑo −Ｑe により求める照射ビーム電荷量演算手段（８）と、 次回の露光前に少なくとも前記照射ビーム電荷量Ｑr の
荷電粒子ビームを前記露光対象物に影響を与えることの
ない位置に追加照射する荷電粒子ビーム追加照射手段
（１、３）と、 前記荷電粒子ビームの追加照射後に前記荷電粒子ビーム
のドリフト量を検出し、前記荷電粒子ビームの偏向能率
を補正する補正手段（３）と、 を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。1. A charged particle beam exposure apparatus which controls a charged particle beam to expose an object to be exposed a plurality of times for a preset time, wherein the amount of beam charge applied to the object to be exposed during exposure. Q e
Exposure beam charge amount detecting means (4, 5, 6) for detecting
And the drift amount of the charged particle beam is substantially steady based on the reference beam charge amount Q o and the beam charge amount Q e which correspond to the irradiation beam charge amount at which the drift amount of the charged particle beam becomes substantially steady state. Therefore, the irradiation beam charge amount calculation means (8) for obtaining the irradiation beam charge amount Q r which requires additional irradiation by Q r = Q o −Q e and at least the irradiation beam charge amount Q r before the next exposure. Charged particle beam additional irradiation means (1, 3) for additionally irradiating the charged particle beam to a position that does not affect the object to be exposed, and detecting the drift amount of the charged particle beam after the additional irradiation of the charged particle beam A charged particle beam exposure apparatus comprising: a correction unit (3) for correcting the deflection efficiency of the charged particle beam.
において、 前記所定時間が経過する前に前記ビーム電荷量Ｑe が前
記基準ビーム電荷量Ｑ o を超過したか否かを検出する超
過検出手段（８）と、 前記超過検出手段により前記ビーム電荷量Ｑe が前記基
準ビーム電荷量Ｑo を超過したことが検出された場合
に、露光を中断し、前記補正手段により前記偏向能率の
補正を行わせる中断制御手段（３）と、 を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。2. The charged particle beam exposure apparatus according to claim 1.
At the beam charge amount Q before the predetermined time elapses.eBefore
Reference beam charge Q oUltra to detect whether or not exceeded
An excess detection means (8), and the beam charge amount Q by the excess detection means.eIs the above group
Quasi-beam charge QoIf it is detected that
Then, the exposure is interrupted, and the deflection efficiency of the deflection efficiency is adjusted by the correction means.
A charged particle beam exposure apparatus comprising: an interruption control unit (3) for performing correction.
対して予め設定した所定時間の露光を複数回行う荷電粒
子ビーム露光方法において、 露光中に前記露光対象物に照射されたビーム電荷量Ｑe
を検出する露光ビーム電荷量検出工程と、 前記荷電粒子ビームのドリフト量がほぼ定常状態となる
照射ビーム電荷量に相当する基準ビーム電荷量Ｑo 及び
前記ビーム電荷量Ｑe に基づいて前記荷電粒子ビームの
ドリフト量がほぼ定常状態となるために追加照射が必要
な照射ビーム電荷量Ｑr を Ｑr ＝Ｑo −Ｑe により求める照射ビーム電荷量演算工程と、 次回の露光前に少なくとも前記照射ビーム電荷量Ｑr の
荷電粒子ビームを前記露光対象物に影響を与えることの
ない位置に追加照射する荷電粒子ビーム追加照射工程
と、 前記荷電粒子ビームの追加照射後に前記荷電粒子ビーム
のドリフト量を検出し、前記荷電粒子ビームの偏向能率
を補正する補正工程と、 を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。3. A charged particle beam exposure method in which a charged particle beam is controlled to perform exposure of an exposure object for a preset predetermined time a plurality of times, the amount of beam charge applied to the exposure object during exposure. Q e
And an exposure beam charge amount detecting step of detecting the charge amount, and the charged particle beam based on the reference beam charge amount Q o and the beam charge amount Q e corresponding to the irradiation beam charge amount at which the drift amount of the charged particle beam is in a substantially steady state. An irradiation beam charge amount calculation step of obtaining an irradiation beam charge amount Q r that requires additional irradiation for the beam drift amount to be in a substantially steady state by Q r = Q o −Q e, and at least the above irradiation before the next exposure. The charged particle beam additional irradiation step of additionally irradiating the charged particle beam having the beam charge amount Q r to a position that does not affect the exposure target, and the drift amount of the charged particle beam after the additional irradiation of the charged particle beam A charged particle beam exposure method comprising: a correction step of detecting and correcting the deflection efficiency of the charged particle beam.
において、 前記所定時間が経過する前に前記ビーム電荷量Ｑe が前
記基準ビーム電荷量Ｑ o を超過したか否かを検出する超
過検出工程と、 前記超過検出工程により前記ビーム電荷量Ｑe が前記基
準ビーム電荷量Ｑo を超過したことが検出された場合
に、露光を中断し、前記補正工程により前記偏向能率の
補正を行わせる中断制御工程と、 を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。4. The charged particle beam exposure method according to claim 3.
At the beam charge amount Q before the predetermined time elapses.eBefore
Reference beam charge Q oUltra to detect whether or not exceeded
The beam charge amount Q by the over-detection step and the over-detection step.eIs the above group
Quasi-beam charge QoIf it is detected that
Then, the exposure is interrupted, and the deflection efficiency of the deflection efficiency is increased by the correction step.
A charged particle beam exposure method comprising: an interruption control step of performing correction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5216704A JPH0774071A (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Charged particle beam exposure apparatus and charged particle beam exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5216704A JPH0774071A (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Charged particle beam exposure apparatus and charged particle beam exposure method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0774071A true JPH0774071A (en) | 1995-03-17 |
Family
ID=16692618
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5216704A Withdrawn JPH0774071A (en) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | Charged particle beam exposure apparatus and charged particle beam exposure method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0774071A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009136441A1 (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | 株式会社アドバンテスト | Electron beam lithography system and method for electron beam lithography |
-
1993
- 1993-08-31 JP JP5216704A patent/JPH0774071A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009136441A1 (en) * | 2008-05-09 | 2009-11-12 | 株式会社アドバンテスト | Electron beam lithography system and method for electron beam lithography |
| JPWO2009136441A1 (en) * | 2008-05-09 | 2011-09-01 | 株式会社アドバンテスト | Electron beam drawing apparatus and electron beam drawing method |
| US8384052B2 (en) | 2008-05-09 | 2013-02-26 | Advantest Corp. | Electron beam lithography apparatus and electron beam lithography method |
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