JPH09330868A - Electron beam exposure method and device manufacturing method using the same - Google Patents
Electron beam exposure method and device manufacturing method using the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 露光すべきパターンサイズが微細化されても
スループットの低下を小さくするマルチ電子ビーム型の
電子ビーム露光方法を提供する。
【解決手段】 複数の電子ビームの少なくとも一つが露
光すべきパターンの中の輪郭部を露光する時の偏向配列
上の位置から成る偏向配列上の第1の領域を決定し、前
記第1の領域とは異なる領域であって、前記複数の電子
ビームの少なくとも一つが露光すべきパターンの中の輪
郭部と異なる部分を露光する時の前記配列上の位置から
成る前記配列上の第2の領域を決定し、前記第1の領域
では、前記配列の配列間隔を偏向量の単位として前記複
数の電子ビームを偏向してその位置を整定させ、前記第
2の領域では、前記配列の配列間隔より大きい偏向量を
単位として、前記複数の電子ビームを偏向してその位置
を整定させる。
(57) Abstract: A multi-electron beam type electron beam exposure method is provided which reduces the reduction in throughput even if the pattern size to be exposed is miniaturized. SOLUTION: A first region on a deflection array, which comprises positions on the deflection array when at least one of a plurality of electron beams exposes a contour portion in a pattern to be exposed, is determined, and the first region is determined. A second region on the array, which is a region different from that of the plurality of electron beams, the second region on the array comprising a position on the array when exposing a portion different from the contour portion in the pattern to be exposed. In the first region, the plurality of electron beams are deflected to settle their positions by using the arrangement interval of the arrangement as a unit of deflection amount, and in the second area, the arrangement distance is larger than the arrangement interval of the arrangement. The positions of the plurality of electron beams are settled by setting the deflection amount as a unit.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム露光方法
に関し、特にウエハ直接描画またはマスク、レチクル露
光の為に、複数の電子ビームを用いてパターン描画を行
う電子ビーム露光方法及びそれを用いたデバイス製造方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam exposure method, and more particularly to an electron beam exposure method for performing pattern writing using a plurality of electron beams for wafer direct writing or mask / reticle exposure, and a device using the same. It relates to a manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】電子ビーム露光装置には、ビームをスポ
ット状にして使用するポイントビーム型、サイズ可変の
矩形断面にして使用する可変矩形ビーム型、ステンシル
を使用して所望断面形状にするステンシルマスク型等の
装置がある。2. Description of the Related Art An electron beam exposure apparatus includes a point beam type in which a beam is used in the form of a spot, a variable rectangular beam type in which a variable-size rectangular section is used, and a stencil mask having a desired sectional shape using a stencil. There are devices such as molds.
【0003】ポイントビーム型の電子ビーム露光装置で
はスループットが低いので、研究開発用にしか使用され
ていない。可変矩形ビーム型の電子ビーム露光装置で
は、ポイント型と比べるとスループットが1〜2桁高い
が、0.1μm程度の微細なパターンが高集積度で詰まった
パターンを露光する場合などではやはりスループットの
点で問題が多い。他方、ステンシルマスク型の電子ビー
ム露光装置は、可変矩形アパーチャに相当する部分に複
数の繰り返しパターン透過孔を形成したステンシルマス
クを用いる。従って、ステンシルマスク型の電子ビーム
露光装置では繰り返しパターンを露光する場合のメリッ
トが大きいが、1枚のステンシルマスクに納まらない多
数の転写パターンが必要な半導体回路に対しては、複数
枚のステンシルマスクを作成しておいてそれを1枚ずつ
取り出して使用する必要があり、マスク交換の時間が必
要になるため、著しくスループットが低下するという問
題ある。[0003] Point beam electron beam exposure apparatuses are used only for research and development because of their low throughput. The variable rectangular beam type electron beam exposure apparatus has a throughput of one to two orders of magnitude higher than that of the point type electron beam exposure apparatus. However, when exposing a pattern in which a fine pattern of about 0.1 μm is packed with a high degree of integration, the throughput is still high. There are many problems. On the other hand, the stencil mask type electron beam exposure apparatus uses a stencil mask in which a plurality of repeated pattern transmission holes are formed in a portion corresponding to a variable rectangular aperture. Therefore, the stencil mask type electron beam exposure apparatus has a great advantage in exposing a repetitive pattern. However, for a semiconductor circuit that requires a large number of transfer patterns that cannot be accommodated in one stencil mask, a plurality of stencil masks can be used. It is necessary to take out the masks one by one and use them, and it takes time to replace the mask, resulting in a problem that the throughput is remarkably reduced.
【0004】この問題点を解決する装置として、複数の
電子ビームを設計上の座標に沿って試料面に照射し、設
計上の座標に沿ってその複数の電子ビームを偏向させて
試料面を走査させるとともに、描画するパターンに応じ
て複数の電子ビームを個別にon/offしてパターンを描画
するマルチ電子ビーム型露光装置がある。マルチ電子ビ
ーム型露光装置は、ステンシルマスクを用いずに任意の
描画パターンを描画できるのでスループットがより改善
できるという特徴がある。As an apparatus for solving this problem, a sample surface is irradiated with a plurality of electron beams along design coordinates, and the sample surface is scanned by deflecting the plurality of electron beams along design coordinates. In addition, there is a multi-electron beam type exposure apparatus which draws a pattern by individually turning on / off a plurality of electron beams according to a pattern to be drawn. The multi-electron beam type exposure apparatus has a feature that throughput can be improved because an arbitrary drawing pattern can be drawn without using a stencil mask.
【0005】図18に、マルチ電子ビーム型露光装置の
概要を示す。501a ,501b,501cは、個別に電子ビームを
on/offできる電子銃である。502は、電子銃501a ,501
b,501cからの複数の電子ビームをウエハ503上に縮小投
影する縮小電子光学系で、504は、ウエハ503に縮小投影
された複数の電子ビームを偏向させる偏向器である。FIG. 18 shows an outline of a multi-electron beam type exposure apparatus. 501a, 501b, 501c individually emit electron beams
An electron gun that can be turned on / off. 502 is an electron gun 501a, 501
A reduction electron optical system for reducing and projecting a plurality of electron beams from b and 501c onto a wafer 503, and a reference numeral 504 is a deflector for deflecting the plurality of electron beams reduced and projected onto the wafer 503.
【0006】電子銃501a ,501b,501cからの複数の電子
ビームは、偏向器504によって同一の偏向量を与えられ
る。それにより、それぞれのビーム基準位置を基準とし
て、各電子ビームは偏向器504が定める配列に従ってウ
エハ上での位置を順次整定して移動する。そして、それ
ぞれの電子ビームは、互いに異なる露光領域で露光すべ
きパターンを露光する。A plurality of electron beams from the electron guns 501a, 501b, and 501c are given the same amount of deflection by a deflector 504. As a result, each electron beam moves with its position on the wafer being sequentially set in accordance with the arrangement determined by the deflector 504 with reference to each beam reference position. Then, the respective electron beams expose the patterns to be exposed in different exposure areas.
【0007】図18(A)(B)(C)は、それぞれ電子銃501a
,501b,501cからの電子ビームがそれぞれの露光領域を
同一の配列に従って露光すべきパターンを露光する様子
を示している。各電子ビームは、同時刻の配列上の位置
を(1,1)、(1,2)....(1,16)、(2,1)、(2,2)....(2,16),
(3,1)..となるように位置を整定して移動していくとと
もに、露光すべきパターン(P1、P2、P3)が存在する位
置でビームを照射して、各露光領域でそれぞれが露光す
べきパターン(P1、P2、P3)を露光する(いわゆるラス
タースキャンである。)。18A, 18B, and 18C are electron guns 501a, respectively.
, 501b, 501c expose the patterns to be exposed in accordance with the same arrangement in the respective exposure areas. The position of each electron beam on the array at the same time is (1,1), (1,2) .... (1,16), (2,1), (2,2) .... ( 2,16),
The position is settled and moved to become (3,1) .. At the same time, the beam is irradiated at the position where the pattern (P1, P2, P3) to be exposed exists, The pattern (P1, P2, P3) to be exposed is exposed (so-called raster scan).
【0008】[0008]
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、ラ
スタースキャンを用いたマルチ電子ビーム型露光装置で
は、露光すべきパターンのサイズが微細化するとそれぞ
れの電子ビームの露光領域を更に細かく分割した位置に
電子ビームを整定して、電子ビームを照射することにな
る。(偏向器504が定める配列の配列間隔が狭くな
る。)その結果、同じ面積の露光領域を露光する際、電
子ビームの位置を整定して露光する回数が増大し、著し
くスループットが低下するという問題ある。However, in the multi-electron beam type exposure apparatus using the raster scan, when the size of the pattern to be exposed becomes fine, the exposure area of each electron beam is divided into finer positions. Is set and the electron beam is emitted. (The array spacing of the array defined by the deflector 504 becomes narrower.) As a result, when exposing the exposure area of the same area, the number of exposures by adjusting the position of the electron beam increases, and the throughput significantly decreases. is there.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
問題点に鑑みてなされたものであり、本願発明の電子ビ
ーム露光方法のある形態は、複数の電子ビームを基板面
上の異なる位置に入射させ共通の偏向器によって偏向さ
せることにより、前記偏向器が定める同一の配列に従っ
て前記複数の電子ビームの位置を順次整定するととも
に、前記複数の電子ビームそれぞれの照射を個別に制御
して前記基板を露光する電子ビーム露光方法において、
前記複数の電子ビームの少なくとも一つが露光すべきパ
ターンの中の輪郭部を露光する時の前記配列上の位置か
ら成る前記配列上の第1の領域を決定する段階と、前記
第1の領域とは異なる領域であって、前記複数の電子ビ
ームの少なくとも一つが露光すべきパターンの中の輪郭
部と異なる部分を露光する時の前記配列上の位置から成
る前記配列上の第2の領域を決定する段階と、前記第1
の領域では、前記配列の配列間隔を偏向量の単位として
前記複数の電子ビームを偏向してその位置を整定させる
段階と、前記第2の領域では、前記配列の配列間隔より
大きい偏向量を単位として、前記複数の電子ビームを偏
向してその位置を整定させる段階とを有することを特徴
とする。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and an embodiment of the electron beam exposure method of the present invention is to provide a plurality of electron beams at different positions on the substrate surface. And deflecting by a common deflector, the positions of the plurality of electron beams are sequentially set in accordance with the same arrangement defined by the deflector, and the irradiation of each of the plurality of electron beams is individually controlled. In an electron beam exposure method for exposing a substrate,
Determining a first region on the array that comprises the position on the array when exposing a contour in a pattern to be exposed by at least one of the plurality of electron beams; Is a different region and determines a second region on the array, which is composed of positions on the array when at least one of the plurality of electron beams exposes a portion different from the contour portion in the pattern to be exposed. And the first step
In the area, the step of deflecting the plurality of electron beams by using the arrangement interval of the arrangement as a unit of the deflection amount to settle their positions, and in the second area, the deflection amount larger than the arrangement distance of the arrangement is used as a unit. The method further includes deflecting the plurality of electron beams to settle their positions.
【0010】前記第1、第2の領域とは異なる前記配列
上の領域では、前記複数の電子ビームの位置を整定しな
いで偏向する段階を有することを特徴とする。In a region on the array different from the first and second regions, there is a step of deflecting the positions of the plurality of electron beams without settling.
【0011】前記第2の領域内に偏向される電子ビーム
の前記基板面上での大きさを前記第1の偏向領域内に偏
向される電子ビームの前記基板面上での大きさより大き
くする段階を有することを特徴とする。Making the size of the electron beam deflected in the second region on the substrate surface larger than the size of the electron beam deflected in the first deflection region on the substrate surface. It is characterized by having.
【0012】ウエハ上に露光されるべきパターンの最小
線幅、線幅の種類、形状に基づいて前記配列の配列間隔
が決定される段階を有することを特徴とする。The method further comprises the step of determining the arrangement interval of the arrangement based on the minimum line width of the pattern to be exposed on the wafer, the type of line width, and the shape.
【0013】本願発明の電子ビーム露光装置のある形態
は、複数の電子ビームを基板面上の異なる位置に入射さ
せる照射手段と、前記複数の電子ビームに同一の偏向量
を与えることにより同一の配列に従って前記複数の電子
ビームの位置を順次整定する偏向手段と、前記複数の電
子ビームそれぞれの照射を個別に制御するブランキング
手段とを有して、前記基板を露光する電子ビーム露光装
置において、前記複数の電子ビームの少なくとも一つが
露光すべきパターンの中の輪郭部を露光する時の前記配
列上の位置から成る前記配列上の第1の領域では、前記
配列の配列間隔を偏向量の単位として前記偏向手段によ
って前記複数の電子ビームを偏向して整定させ、前記第
1の領域とは異なる領域であって前記複数の電子ビーム
の少なくとも一つが露光すべきパターンの中の輪郭部と
異なる部分を露光する時の前記配列上の位置から成る前
記配列上の第2の領域では、前記配列の配列間隔より大
きい偏向量を単位として、前記複数の電子ビームを偏向
して整定させる制御手段を有することを特徴とする。According to one embodiment of the electron beam exposure apparatus of the present invention, an irradiation unit for making a plurality of electron beams incident on different positions on a substrate surface and a same array by giving the same deflection amount to the plurality of electron beams. In the electron beam exposure apparatus for exposing the substrate, the electron beam exposure apparatus comprises: a deflecting unit that sequentially sets the positions of the plurality of electron beams according to the above; and a blanking unit that individually controls irradiation of each of the plurality of electron beams. In the first region on the array, which is formed by the position on the array when at least one of the plurality of electron beams exposes the contour portion in the pattern to be exposed, the array interval of the array is used as a unit of the deflection amount. At least one of the plurality of electron beams in a region different from the first region is deflected and settled by the deflecting unit. In the second area on the array, which is formed by the position on the array when a portion different from the contour portion in the pattern to be exposed is exposed, the plurality of units are arranged in units of a deflection amount larger than the array interval of the array. It is characterized by having a control means for deflecting and stabilizing the electron beam.
【0014】前記制御手段は、前記第1、第2の偏向領
域とは異なる前記配列上の領域では、前記偏向手段によ
り前記複数の電子ビームの位置を整定しないことを特徴
とする。It is characterized in that the control means does not settle the positions of the plurality of electron beams by the deflection means in a region on the array different from the first and second deflection regions.
【0015】前記複数の電子ビームの前記基板面上での
大きさを変更する変更手段を有し、前記制御手段は、前
記変更手段によって前記第2の偏向領域内の電子ビーム
の前記基板面上での大きさを前記第1の偏向領域内の電
子ビームの前記基板面上での大きさより大きくすること
を特徴とする。There is a changing means for changing the size of the plurality of electron beams on the substrate surface, and the control means is for changing the size of the electron beams in the second deflection area on the substrate surface. Is larger than the size of the electron beam in the first deflection region on the substrate surface.
【0016】[0016]
〔電子ビーム露光装置の構成要素説明〕図1は本発明に
係る電子ビーム露光装置の要部概略図である。[Explanation of components of electron beam exposure apparatus] FIG. 1 is a schematic view of a main part of an electron beam exposure apparatus according to the present invention.
【0017】図1において、1は、カソード1a、グリ
ッド1b、アノード1cよりなる電子銃であって、カソード
1aから放射された電子はグリッド1b、アノード1cの間で
クロスオーバ像を形成する。(以下、これらのクロスオ
ーバ像を光源と記す) この光源から放射される電子は、その前側焦点位置が前
記光源位置にあるコンデンサーレンズ2によって略平行
の電子ビームとなる。略平行な電子ビームは、要素電子
光学系アレイ3に入射する。要素電子光学系アレイ3は、
ブランキング電極と開口と電子レンズで構成される要素
電子光学系が光軸AXに直交する方向に複数配列されて形
成されたものである。要素電子光学系アレイ3の詳細に
ついては後述する。In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an electron gun including a cathode 1a, a grid 1b, and an anode 1c.
Electrons emitted from 1a form a crossover image between grid 1b and anode 1c. (Hereinafter, these crossover images will be referred to as light sources.) The electrons emitted from this light source become a substantially parallel electron beam by the condenser lens 2 whose front focal position is at the light source position. The substantially parallel electron beam enters the element electron optical system array 3. Element electron optical system array 3
A plurality of element electron optical systems each including a blanking electrode, an opening, and an electron lens are arranged in a direction orthogonal to the optical axis AX. Details of the element electron optical system array 3 will be described later.
【0018】要素電子光学系アレイ3は、光源の中間像
を複数形成し、各中間像は後述する縮小電子光学系4に
よって縮小投影され、ウエハ5上に光源像を形成する。The element electron optical system array 3 forms a plurality of intermediate images of the light source, and each intermediate image is reduced and projected by a reduction electron optical system 4 described later to form a light source image on a wafer 5.
【0019】その際、ウエハ5上の光源像の間隔が光源
像の大きさの整数倍になるように、要素電子光学系アレ
イ3の各要素は設定されている。更に、要素電子光学系
アレイ3は、各中間像の光軸方向の位置を縮小電子光学
系4の像面湾曲に応じて異ならせるとともに、各中間像
が縮小電子光学系4よってウエハ5に縮小投影される際に
発生する収差を予め補正している。At this time, each element of the element electron optical system array 3 is set such that the interval between the light source images on the wafer 5 is an integral multiple of the size of the light source image. Further, the elementary electron optical system array 3 makes the position of each intermediate image in the optical axis direction different according to the field curvature of the reduction electron optical system 4, and reduces each intermediate image to the wafer 5 by the reduction electron optical system 4. The aberration that occurs when the image is projected is corrected in advance.
【0020】縮小電子光学系4は、第1投影レンズ41(4
3)と第2投影レンズ42(44)とからなる対称磁気タブレッ
トで構成される。第1投影レンズ41(43)の焦点距離をf
1、第2投影レンズ42(44)の焦点距離をf2とすると、こ
の2つのレンズ間距離はf1+f2になっている。光軸上AX
の物点は第1投影レンズ41(43)の焦点位置にあり、その
像点は第2投影レンズ42(44)の焦点に結ぶ。この像は-f
2/f1に縮小される。また、2つのレンズ磁界が互いに逆
方向に作用する様に決定されているので、理論上は、球
面収差、等方性非点収差、等方性コマ収差、像面湾曲収
差、軸上色収差の5つの収差を除いて他のザイデル収差
および回転と倍率に関する色収差が打ち消される。The reduction electron optical system 4 includes a first projection lens 41 (4
3) and the second projection lens 42 (44). Let the focal length of the first projection lens 41 (43) be f
1. Assuming that the focal length of the second projection lens 42 (44) is f2, the distance between these two lenses is f1 + f2. AX on optical axis
Is located at the focal position of the first projection lens 41 (43), and its image point is focused on the second projection lens 42 (44). This image is -f
Reduced to 2 / f1. In addition, since the two lens magnetic fields are determined so as to act in opposite directions, theoretically, there are five spherical aberrations, isotropic astigmatism, isotropic coma, field curvature aberration, and axial chromatic aberration. Except for aberrations, other Seidel aberrations and chromatic aberrations related to rotation and magnification are canceled.
【0021】6は、要素電子光学系アレイ3からの複数の
電子ビームを偏向させて、複数の光源像をウエハ5上で
X,Y方向に略同一の変位量だけ変位させる偏向器であ
る。偏向器6は、図示はされていないが、偏向幅が広い
場合に用いられる主偏向器と偏向幅が狭い場合に用いら
れる副偏向器で構成されていて、主偏向器は電磁型偏向
器で、副偏向器は静電型偏向器である。6 deflects a plurality of electron beams from the elementary electron optical system array 3 to form a plurality of light source images on the wafer 5.
This is a deflector that displaces in the X and Y directions by substantially the same amount of displacement. Although not shown, the deflector 6 is composed of a main deflector used when the deflection width is wide and a sub deflector used when the deflection width is narrow.The main deflector is an electromagnetic deflector. The sub deflector is an electrostatic deflector.
【0022】7は偏向器6を作動させた際に発生する偏向
収差により光源像のフォーカス位置のずれを補正するダ
イナミックフォーカスコイルであり、8は、ダイナミッ
クフォーカスコイル7と同様に、偏向により発生する偏
向収差の非点収差を補正するダイナミックスティグコイ
ルである。Reference numeral 7 is a dynamic focus coil that corrects the deviation of the focus position of the light source image due to deflection aberration generated when the deflector 6 is operated, and reference numeral 8 is generated by deflection, like the dynamic focus coil 7. It is a dynamic stig coil that corrects astigmatism of deflection aberration.
【0023】9は、要素電子光学系アレイ3からの電子ビ
ームが、ウエハ5上に形成された位置合わせマークもし
くはステージ基準板13上のマークを照射した際に生じる
反射電子又は2次電子を検出する反射電子検出器であ
る。Reference numeral 9 detects reflected electrons or secondary electrons generated when the electron beam from the element electron optical system array 3 irradiates the alignment mark formed on the wafer 5 or the mark on the stage reference plate 13. This is a backscattered electron detector.
【0024】10は、X及びY方向にのびる2つのシング
ルナイフエッジを有するファラデーカップで要素電子光
学系からの電子ビームが形成する光源像の電荷量を検出
する。Reference numeral 10 is a Faraday cup having two single knife edges extending in the X and Y directions, and detects the charge amount of the light source image formed by the electron beam from the element electron optical system.
【0025】11は、ウエハを載置し、光軸AX(Z軸)方
向とZ軸回りの回転方向に移動可能なθ-Zステージで
あって、前述したステージ基準板13とファラデーカップ
10が固設されている。Reference numeral 11 denotes a θ-Z stage on which a wafer is placed and which can be moved in the optical axis AX (Z-axis) direction and the rotation direction around the Z-axis, and includes the stage reference plate 13 and the Faraday cup described above.
10 are fixed.
【0026】12は、θ-Zステージを載置し、光軸AX(Z
軸)と直交するXY方向に移動可能なXYステージであ
る。12 is a case where the θ-Z stage is mounted and the optical axis AX (Z
(XY axis) that is movable in the XY directions orthogonal to the axis.
【0027】次に、図2を用いて要素電子光学系アレイ
3について説明する。Next, the element electron optical system array will be described with reference to FIG.
3 will be described.
【0028】要素電子光学系アレイ3は、複数の要素電
子光学系をグループ(サブアレイ)とし、そのサブアレ
イが複数形成されている。そして、本実施例では7つの
サブアレイA〜Gが形成されている。各サブアレイは、複
数の要素電子光学系が2次元的に配列されている。そし
て、本実施例の各サブアレイではD(1,1)〜D(5,5)のよう
に25個の要素電子光学系が形成されていて、各要素電
子光学系は縮小電子光学系4を介してウエハ上にはX方向
もY方向もピッチPb(μm)の間隔で配列する光源像を形
成する。In the element electron optical system array 3, a plurality of element electron optical systems are grouped (subarray), and a plurality of subarrays are formed. In this embodiment, seven sub-arrays A to G are formed. In each subarray, a plurality of element electron optical systems are two-dimensionally arranged. In each subarray of the present embodiment, 25 element electron optical systems such as D (1,1) to D (5,5) are formed, and each element electron optical system On the wafer, light source images arranged in the X direction and the Y direction at intervals of the pitch Pb (μm) are formed.
【0029】各要素電子光学系の断面図を図3に示す。A sectional view of each element electron optical system is shown in FIG.
【0030】図3において、301は一対の電極で構成さ
れ、偏向機能を有するブランキング電極であり、302
は、透過する電子ビームの形状を規定する開口(AP)を有
する基板で他の要素電子光学系と共通である。その上に
ブランキング電極301と電極をon/offするための配線(W)
が形成されている。303は、3つの開口電極で構成さ
れ、上下の電極を加速電位V0と同じにし、中間の電極を
別の電位V1またはV2に保った収斂機能を有するユニポテ
ンシャルレンズ303a、303bの2つを用いた電子レンズで
ある。In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a blanking electrode having a deflection function, which is composed of a pair of electrodes.
Is a substrate having an aperture (AP) for defining the shape of a transmitted electron beam, which is common to other element electron optical systems. Wiring for turning on / off the blanking electrode 301 and the electrode on it (W)
Are formed. 303 is composed of three aperture electrodes, and uses two unipotential lenses 303a and 303b having a converging function in which the upper and lower electrodes have the same acceleration potential V0 and the middle electrode is kept at another potential V1 or V2. It was an electronic lens.
【0031】ユニポテンシャルレンズ303aの上、中、下
の電極及びユニポテンシャルレンズ303bの上、下の電極
の形状は図4(A)に示すような形状であり、ユニポテン
シャルレンズ303a、303bの上下電極は、後述する焦点・
非点制御回路1によって全ての要素電子光学系において
共通の電位に設定している。The upper, middle, and lower electrodes of the unipotential lens 303a and the upper and lower electrodes of the unipotential lens 303b have a shape as shown in FIG. 4 (A). The electrodes are the focus and
The astigmatism control circuit 1 sets a common potential in all the element electron optical systems.
【0032】ユニポテンシャルレンズ303aの中間電極
は、焦点・非点制御回路1によって要素電子光学系毎に
電位が設定出来る為、ユニポテンシャルレンズ303aの焦
点距離が要素電子光学系毎に設定できる。Since the potential of the intermediate electrode of the unipotential lens 303a can be set for each element electron optical system by the focus / astigmatism control circuit 1, the focal length of the unipotential lens 303a can be set for each element electron optical system.
【0033】また、ユニポテンシャルレンズ303bの中間
電極は、図4(B)に示すような4つの電極で構成され、
焦点・非点制御回路によって各電極の電位が個別に設定
でき、要素電子光学系毎にも個別設定出来るため、ユニ
ポテンシャルレンズ303bは直交する断面において焦点距
離が異なるようにでき、かつ要素電子光学系毎にも個別
に設定出来る。The intermediate electrode of the unipotential lens 303b is composed of four electrodes as shown in FIG. 4 (B),
Since the potential of each electrode can be set individually by the focus / astigmatism control circuit and can be set individually for each element electron optical system, the unipotential lens 303b can have a different focal length in a cross section orthogonal to the element electron optics. It can be set individually for each system.
【0034】その結果、要素電子光学系の中間電極をそ
れぞれ制御することによって、要素電子光学系の電子光
学特性(中間像形成位置、非点収差)を制御することが
できる。As a result, the electron optical characteristics (intermediate image forming position, astigmatism) of the element electron optical system can be controlled by controlling the intermediate electrodes of the element electron optical system.
【0035】コンデンサーレンズ2で略平行にされた電
子ビームは、ブランキング電極301と開口(AP)を介し、
電子レンズ303によって、光源の中間像を形成する。こ
の時、ブランキング電極301の電極間に電界をかけてい
ないと電子ビーム束305の様に偏向されない。一方、ブ
ランキング電極301の電極間に電界をかけると電子ビー
ム束306の様にに偏向される。すると、電子光束305と電
子ビーム束306は、縮小電子光学系4の物体面で互いに異
なる角度分布を有するので、縮小電子光学系4の瞳位置
(図1のP面上)では電子ビーム束305と電子ビーム束306
は互いに異なる領域に入射される。したがって、電子ビ
ーム束305だけを透過させるブランキング開口BAを縮小
電子光学系の瞳位置(図1のP面上)に設けてある。The electron beam made substantially parallel by the condenser lens 2 passes through the blanking electrode 301 and the aperture (AP),
The electron lens 303 forms an intermediate image of the light source. At this time, the beam is not deflected like the electron beam bundle 305 unless an electric field is applied between the blanking electrodes 301. On the other hand, when an electric field is applied between the electrodes of the blanking electrode 301, they are deflected like an electron beam bundle 306. Then, since the electron beam 305 and the electron beam 306 have different angular distributions on the object plane of the reduction electron optical system 4, the electron beam 305 at the pupil position of the reduction electron optical system 4 (on the P plane in FIG. 1). And electron beam bundle 306
Are incident on mutually different regions. Therefore, a blanking aperture BA that transmits only the electron beam bundle 305 is provided at the pupil position (on the P plane in FIG. 1) of the reduction electron optical system.
【0036】また、各要素電子光学系は、それぞれが形
成する中間像が縮小電子光学系4によって被露光面に縮
小投影される際に発生する像面湾曲・非点収差を補正す
るために、各要素電子光学系の2つの中間電極の電位を
個別に設定して、各要素電子光学系の電子光学特性(中
間像形成位置、非点収差)を異ならしめている。ただ
し、本実施例では、中間電極と焦点・非点制御回路1と
の配線を減らす為に同一サブアレイ内の要素電子光学系
は同一の電子光学特性にしてあり、要素電子光学系の電
子光学特性(中間像形成位置、非点収差)をサブアレイ
毎に制御している。Further, each element electron optical system corrects the field curvature and astigmatism generated when the intermediate image formed by each element electron is reduced and projected on the surface to be exposed by the reduction electron optical system 4. The electric potentials of the two intermediate electrodes of each element electron optical system are individually set to make the electron optical characteristics (intermediate image forming position, astigmatism) of each element electron optical system different. However, in this embodiment, the element electron optical systems in the same sub-array have the same electro-optical characteristics in order to reduce the wiring between the intermediate electrode and the focus / astigmatism control circuit 1, and the electro-optical characteristics of the element electron optical systems (Intermediate image formation position, astigmatism) is controlled for each sub-array.
【0037】さらに、複数の中間像が縮小電子光学系4
によって被露光面に縮小投影される際に発生する歪曲収
差を補正するために、縮小電子光学系4の歪曲特性を予
め知り、それに基づいて、縮小電子光学系4の光軸と直
交する方向の各要素電子光学系の位置を設定している。Further, a plurality of intermediate images are reduced by the reduction electron optical system 4.
In order to correct the distortion aberration that occurs when the image is reduced and projected on the exposed surface, the distortion characteristics of the reduction electron optical system 4 are known in advance, and based on this, the direction of the direction orthogonal to the optical axis of the reduction electron optical system 4 is determined. The position of each element electron optical system is set.
【0038】次に本実施例のシステム構成図を図5に示
す。Next, a system configuration diagram of this embodiment is shown in FIG.
【0039】ブランキング制御回路14は、要素電子光学
アレイ3の各要素電子光学系のブランキング電極のon/of
fを個別に制御する制御回路、焦点・非点制御回路1(1
5)は、要素電子光学アレイ3の各要素電子光学系の電子
光学特性(中間像形成位置、非点収差)を個別に制御す
る制御回路である。The blanking control circuit 14 turns on / of the blanking electrodes of each element electron optical system of the element electron optical array 3.
control circuit for individually controlling f, focus / astigmatism control circuit 1 (1
5) is a control circuit for individually controlling the electron optical characteristics (intermediate image formation position, astigmatism) of each element electron optical system of the element electron optical array 3.
【0040】焦点・非点制御回路2(16)は、ダイナミ
ックスティグコイル8及びダイナミックフォーカスコイ
ル7を制御して縮小電子光学系4の焦点位置、非点収差を
制御する制御回路で、偏向制御回路17は偏向器6を制御
する制御回路、倍率調整回路18は、縮小電子光学系4の
倍率を調整する制御回路、光学特性回路19は、縮小電子
光学系4を構成する電磁レンズの励磁電流を変化させ回
転収差や光軸を調整する制御回路である。The focus / astigmatism control circuit 2 (16) is a control circuit for controlling the focal position and astigmatism of the reduction electron optical system 4 by controlling the dynamic stig coil 8 and the dynamic focus coil 7, and the deflection control circuit Reference numeral 17 is a control circuit for controlling the deflector 6, magnification adjustment circuit 18 is a control circuit for adjusting the magnification of the reduction electron optical system 4, and optical characteristic circuit 19 is an excitation current of an electromagnetic lens constituting the reduction electron optical system 4. This is a control circuit that changes the rotational aberration and adjusts the optical axis.
【0041】ステージ駆動制御回路20は、θ-Zステージ
を駆動制御し、かつXYステージ12の位置を検出するレ
ーザ干渉計21と共同してXYステージ12を駆動制御する
制御回路である。The stage drive control circuit 20 is a control circuit that drives and controls the θ-Z stage and drives and controls the XY stage 12 in cooperation with the laser interferometer 21 that detects the position of the XY stage 12.
【0042】制御系22は、描画パターンが記憶されたメ
モリ23からのデータに基づく露光及び位置合わせの為に
上記複数の制御回路および反射電子検出器9・ファラデ
ーカップ10を同期して制御する。制御系22は、インター
フェース24を介して電子ビーム露光装置全体をコントロ
ールするCPU25によって制御されている。The control system 22 synchronously controls the plurality of control circuits and the backscattered electron detector 9 / Faraday cup 10 for exposure and alignment based on the data from the memory 23 in which the drawing pattern is stored. The control system 22 is controlled by a CPU 25 that controls the entire electron beam exposure apparatus via an interface 24.
【0043】〔動作の説明〕図5を用いて本実施例の電
子ビーム露光装置の動作について説明する。[Description of Operation] The operation of the electron beam exposure apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
【0044】CPU25は、ウエハに露光するパターンデー
タが入力されると、ウエハに露光するパターンの最小線
幅、線幅の種類、形状に基づいて、偏向器6が電子ビー
ムに与える最小偏向量を決定する。次に各要素電子光学
系の露光領域毎のパターンデータに分割し、最小偏向量
を配列間隔として、配列要素FMEで構成される共通の配
列を設定し、各要素電子光学系毎にパターンデータを共
通の配列上で表したデータに変換する。以下、説明を簡
略にするために、2つの要素電子光学系a,bを用いて露
光する際のパターンデータに関する処理について説明す
る。When the pattern data to be exposed on the wafer is input, the CPU 25 determines the minimum deflection amount given to the electron beam by the deflector 6 based on the minimum line width of the pattern to be exposed on the wafer, the type and shape of the line width. decide. Next, the data is divided into pattern data for each exposure area of each element electron optical system, a common array composed of array elements FME is set using the minimum deflection amount as an array interval, and the pattern data is divided for each element electron optical system. Convert to data represented on a common array. Hereinafter, in order to simplify the description, a description will be given of a process regarding pattern data when performing exposure using the two elementary electron optical systems a and b.
【0045】図6(A)、(B)に共通の配列DMに要素電子光
学系a,bが露光するべきパターンPa、Pbを示す。すなわ
ち、それぞれに要素電子光学系は、パターンが存在する
ハッチングされた配列位置で、ブランキング電極をoff
にして電子ビームをウエハ上に照射する。6A and 6B show patterns Pa and Pb to be exposed by the element electron optical systems a and b in the common array DM. That is, each element electron optical system turns off the blanking electrode at the hatched array position where the pattern exists.
Then, the wafer is irradiated with the electron beam.
【0046】通常、パターンの輪郭部は精細に露光する
ことが必要であるが、パターンの中の輪郭部と異なる部
分言い換えればパターン内部は精細に露光する必要はな
く、規定の露光量を当てれば良い。Normally, the contour portion of the pattern needs to be precisely exposed, but a portion different from the contour portion in the pattern, in other words, the inside of the pattern does not need to be precisely exposed, and if a prescribed exposure amount is applied. good.
【0047】そこで、図6に示したような要素電子光学
系毎の露光すべき配列位置のデータから、CPU25は、図
7(A)、(B)に示すように、要素電子光学系毎に、輪郭部
を露光する時の配列位置(配列要素FME)から成る配列上
の領域F(黒塗り部)と、パターン内部を露光する時の
配列位置(配列要素FME)から成る配列上の領域R(斜線
部)と、露光しない時の配列位置(配列要素FME)から成
る配列上の領域N(白抜き部)とを決定する。ただし、
パターンの形状によっては、実際は輪郭部であってもパ
ターン内部とみなしてもよい。また、本実施例では、輪
郭部の幅を配列要素FME1個にしたが、2つ以上でも構
わない。Therefore, based on the data of the array position to be exposed for each element electron optical system as shown in FIG. 6, the CPU 25 sets each element electron optical system as shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B). , Area F on the array consisting of the array position (array element FME) when exposing the contour part, and area R on the array consisting of the array position (array element FME) when exposing the inside of the pattern The shaded area and the area N (white area) on the array composed of the array position (array element FME) when not exposed are determined. However,
Depending on the shape of the pattern, it may actually be regarded as the outline or the inside of the pattern. Further, in the present embodiment, the width of the contour portion is one array element FME, but it may be two or more.
【0048】図7に示した領域F,R,Nに関するデータか
ら、図8(A)に示すように、要素電子光学系a,bのうち少
なくとも一つが輪郭部を露光する時の配列位置から成る
第1の領域FF(黒塗り部)と、第1の領域とは異なる領
域であって、要素電子光学系a,bのうち少なくとも一つ
がパターン内部を露光する時の配列位置から成る第2の
領域RR(斜線部)と、要素電子光学系a,b双方が共通し
て露光しない時の配列位置から成る第3の領域NN(白抜
き部)とを決定する。更に、第2の領域RRを配列の配列
間隔より大きい配列要素RMEで分割する。この時、配列
要素RMEで分割できない領域は第1の領域FFに繰り入れ
る。その結果を図8(B)に示す。From the data on the regions F, R and N shown in FIG. 7, from the arrangement position when at least one of the element electron optical systems a and b exposes the contour portion, as shown in FIG. The first area FF (black-painted portion) which is different from the first area, and the second area which is an area different from the first area and has an array position when at least one of the element electron optical systems a and b exposes the inside of the pattern Area RR (shaded area) and a third area NN (white area) formed of array positions when both element electron optical systems a and b are not exposed in common. Further, the second region RR is divided by the array element RME larger than the array interval of the array. At this time, the area that cannot be divided by the array element RME is put into the first area FF. The results are shown in Fig. 8 (B).
【0049】複数の電子ビームが配列上の第1の領域FF
に位置する時は、最小偏向量(配列の配列間隔)を単位
として、偏向器6によって電子ビームを偏向して露光す
ることにより、ウエハ上に露光される全てのパターンの
輪郭部が精細に露光できる。また、複数の電子ビームが
配列上の第2の領域RRに位置する時は、最小偏向量(配
列の配列間隔)より大きい偏向量を単位として、偏向器
6によって電子ビームを偏向して露光することにより、
露光の際精細を必要としないパターン内部をより少ない
回数で露光できる。さらに、複数の電子ビームが配列上
の第3の領域NNに位置する時は、電子ビームの位置を整
定せずに偏向することにより、電子ビームの無駄な偏向
を減らして露光できる。A plurality of electron beams are arranged in the first area FF on the array.
Position, the electron beam is deflected by the deflector 6 and exposed by using the minimum deflection amount (arrangement interval of the array) as a unit, so that the contours of all patterns exposed on the wafer are precisely exposed. it can. When a plurality of electron beams are located in the second region RR on the array, the deflector 6 deflects and exposes the electron beams in units of a deflection amount larger than the minimum deflection amount (arrangement interval of the array). By
The inside of the pattern that does not require fineness can be exposed a smaller number of times during the exposure. Furthermore, when a plurality of electron beams are located in the third region NN on the array, the electron beams are deflected without settling, so that unnecessary deflection of the electron beams can be reduced and exposure can be performed.
【0050】よって、図8(B)に示す領域FF、RR、NNに
関するデータから、CPU25は図9(A)に示すように露光す
べき配列要素FME ,RMEの配列位置を決定し、電子ビーム
が露光すべき配列要素FME ,RMEのみに位置するような偏
向制御データを作成する。すなわち、図9(B)に示すよ
うに偏向経路で複数の電子ビームが位置を整定するよう
に制御するシーケンシャルデータを作成する。本実施例
では第2の領域RRを配列の配列間隔より大きい配列要素
RMEだけでで分割しているが、配列要素RMEで構成される
領域を配列要素RMEより大きい配列要素XRMEで分割し、
この時、配列要素XRMEで分割できない領域は、配列要素
RMEで構成させてもよい。その結果を図9(C)に示す。そ
して電子ビームが露光すべき配列要素FME ,RME,XRMEの
みに位置するような偏向制御データを作成してもよい。
すると、配列要素XRMEで構成される領域は、配列要素RM
Eで構成される領域の単位偏向量より大きい偏向量を単
位として、偏向器6によって電子ビームを偏向して露光
することが出来る。よって、露光の際、精細を必要とし
ないパターン内部を更により少ない回数で露光できる。Therefore, the CPU 25 determines the array position of the array elements FME and RME to be exposed as shown in FIG. 9A from the data on the regions FF, RR and NN shown in FIG. The deflection control data is created so that is located only in the array elements FME and RME to be exposed. That is, as shown in FIG. 9B, sequential data for controlling the positions of a plurality of electron beams to be settled on the deflection path is created. In this embodiment, the second region RR is an array element larger than the array interval of the array.
Although it is divided only by RME, the area composed of array element RME is divided by array element XRME larger than array element RME,
At this time, the area that cannot be divided by the array element XRME is
It may be configured by RME. The results are shown in FIG. 9 (C). Then, deflection control data may be created such that the electron beam is located only in the array elements FME, RME, XRME to be exposed.
Then, the area composed of array element XRME is the array element RM.
The electron beam can be deflected and exposed by the deflector 6 with a deflection amount larger than the unit deflection amount of the region constituted by E as a unit. Therefore, during exposure, the inside of the pattern that does not require fineness can be exposed with a smaller number of times.
【0051】また、パターンを露光する為には、複数の
電子ビームそれぞれの配列位置に基づいて、ブランキン
グ電極を制御して各要素電子光学系からの電子ビームの
照射を行う必要がある。図10(A)、(B)は、それぞれの
要素電子光学系からの電子ビームの配列位置に対応した
電子ビームの照射を示すもので、すなわちハッチングさ
れた配列要素では電子ビームが照射することを表してい
る。そして、要素電子光学系毎の配列位置に対応したブ
ランキング制御データを作成する。Further, in order to expose the pattern, it is necessary to control the blanking electrode based on the arrangement position of each of the plurality of electron beams to irradiate the electron beam from each element electron optical system. FIGS. 10 (A) and 10 (B) show the irradiation of electron beams corresponding to the arrangement positions of the electron beams from the respective element electron optical systems, that is, the hatched arrangement elements are irradiated with the electron beams. It represents. Then, blanking control data corresponding to the array position for each element electron optical system is created.
【0052】以上より、CPU25は、図11に示すよう
な、ウエハに露光するパターンデータから、配列位置、
配列要素種類、各要素電子光学系のブランキング電極の
動作時間を含めたブランキング制御データを要素とする
露光制御データを作成する。本実施例では、これらの処
理を電子ビーム露光装置のCPU25で処理したが、それ以
外の処理装置で行い、その露光制御データをCPU25に転
送してもその目的・効果は変わらない。From the above, the CPU 25 determines the array position, from the pattern data to be exposed on the wafer, as shown in FIG.
Exposure control data having elements of blanking control data including the array element type and the operation time of the blanking electrode of each element electron optical system is created. In the present embodiment, these processes are performed by the CPU 25 of the electron beam exposure apparatus. However, the purpose and effect are not changed even if the processing is performed by another processing apparatus and the exposure control data is transferred to the CPU 25.
【0053】次に、CPU25は、インターフェース24を介
して制御系22に「露光の実行」を命令すると、制御系22
は上記の露光制御データが転送されたメモリ23上のデー
タに基づいて下記のステップを実行する。Next, when the CPU 25 commands the control system 22 to execute “exposure” via the interface 24, the control system 22
Executes the following steps based on the data on the memory 23 to which the above-described exposure control data has been transferred.
【0054】(ステップ1)制御系22は、内部の基準ク
ロックに同期して転送されるメモリ23からの露光制御デ
ータに基づいて、偏向制御回路17に命じ、偏向器6の副
偏向器によって、要素電子光学系アレイからの複数の電
子ビームを偏向させるとともに、ブランキング制御回路
14に命じ各要素電子光学系のブランキング電極をウエハ
5に露光すべきパターンに応じてon/offさせる。この時
XYステージ12はX方向に連続移動しており、偏向制御
回路17は、XYステージ12の移動量も含めて電子ビーム
の偏向位置を制御している。またこの時、配列要素の種
類(FME,RME)によって、要素電子光学系のブランキング
電極off時間を変更したり、ウエハ上での光源像の大き
さを変更したりする。配列要素RMEは配列要素FMEより実
効的に露光面積が広いので配列要素FMEと同じ露光時間
であると露光不足となるので、配列要素RMEでの露光で
は露光時間を長くするようにブランキング電極を制御す
る。または、配列要素RMEでの露光では図示されていな
い電子銃1を制御する回路によって電子銃の光源のクロ
スオーバ像を大きく変更する。もしくは、要素電子光学
系の焦点距離を小さくすることによりウエハ上の光源像
の大きくする。(要素電子光学系が形成する中間像の倍
率は、要素電子光学系の焦点距離に対するコンデンサー
レンズ2の焦点距離の比で決まる) ただし、要素電子
光学系の焦点距離を小さくする場合、中間像形成位置が
変動する。その時は不図示である縮小電子光学系4に設
けられリフォーカスコイルによって、中間像形成位置の
変動によるウエハ上の光源像の光軸方向の位置変動を補
正している。(Step 1) The control system 22 commands the deflection control circuit 17 based on the exposure control data from the memory 23 transferred in synchronization with the internal reference clock, and causes the sub deflector of the deflector 6 to Blanking control circuit while deflecting multiple electron beams from the element electron optical system array
14 blanking electrodes for each element electron optical system ordered to wafer
5. Turn on / off according to the pattern to be exposed. At this time, the XY stage 12 is continuously moving in the X direction, and the deflection control circuit 17 controls the deflection position of the electron beam including the amount of movement of the XY stage 12. At this time, the blanking electrode off time of the element electron optical system is changed or the size of the light source image on the wafer is changed depending on the type (FME, RME) of the array element. Since the array element RME has a larger effective exposure area than the array element FME, underexposure occurs when the exposure time is the same as that of the array element FME. Control. Alternatively, in the exposure with the array element RME, the circuit for controlling the electron gun 1 (not shown) largely changes the crossover image of the light source of the electron gun. Alternatively, the light source image on the wafer is enlarged by decreasing the focal length of the element electron optical system. (The magnification of the intermediate image formed by the element electron optical system is determined by the ratio of the focal length of the condenser lens 2 to the focal length of the element electron optical system.) However, when the focal length of the element electron optical system is reduced, an intermediate image is formed. The position changes. At that time, a position change in the optical axis direction of the light source image on the wafer due to a change in the intermediate image forming position is corrected by a refocusing coil provided in the reduction electron optical system 4 (not shown).
【0055】また、露光の際配列要素RMEでの露光と配
列要素FMEでの露光が混在すると制御系の負荷が大きい
ので図12(A)のように初めに配列要素RMEでの露光をす
る偏向位置で順次露光を行い、その後、図12(B)よう
に配列要素FMEでの露光をする偏向位置で順次露光を行
ようにシーケンシャル制御データを変更して露光しても
良い。Further, when the exposure by the array element RME and the exposure by the array element FME coexist during the exposure, the load on the control system is large. Therefore, as shown in FIG. Sequential exposure may be performed at the positions, and then the sequential control data may be changed so that the sequential exposure is performed at the deflection position where the exposure is performed by the array element FME as shown in FIG.
【0056】その結果、それぞれのの要素電子光学系か
らの電子ビームは、図10(A)、(B)に示すようにウエハ
5上の露光フィールド(EF)を走査し露光する。また、一
つのサブアレイの複数の電子ビームは、図13に示すよ
うにサブアレイ内の各要素電子光学系の露光フィールド
を隣接させたサブアレイ露光フィールド(SEF)を露光す
る。よって、ウエハ5は、図14に示すようなサブアレ
イAからGのそれぞれが形成するサブアレイ露光フィール
ド(SEF)で構成されるサブフィールドが露光される。As a result, the electron beams from the respective element electron optical systems are transferred to the wafer as shown in FIGS. 10 (A) and 10 (B).
5 Scan and expose the upper exposure field (EF). Further, a plurality of electron beams of one sub-array expose a sub-array exposure field (SEF) in which the exposure fields of the respective element electron optical systems in the sub-array are adjacent to each other as shown in FIG. Therefore, the wafer 5 is exposed to the subfields formed by the subarray exposure fields (SEF) formed by the subarrays A to G as shown in FIG.
【0057】(ステップ2)制御系22は、図15に示す
サブフィールドを露光後、サブフィールドを露光す
る為に、偏向制御回路17に命じ、偏向器6の主偏向器に
よって、要素電子光学系アレイからの複数の電子ビーム
を偏向させる。この時、制御系22は、焦点・非点制御回
路2に命じ、予め求められた動的焦点補正データに基づ
いてダイナミックフォーカスコイル7を制御して縮小電
子光学系4の焦点位置を補正するとともに、予め求めら
れ動的非点補正データに基づいてダイナミックスティグ
コイル8を制御して、縮小電子光学系の非点収差を補正
する。そして、ステップ1の動作を行い、サブフィール
ドを露光する。(Step 2) After exposing the subfield shown in FIG. 15, the control system 22 commands the deflection control circuit 17 to expose the subfield, and the main deflector of the deflector 6 causes the element electron optical system to operate. Deflection multiple electron beams from the array. At this time, the control system 22 instructs the focus / astigmatism control circuit 2 to control the dynamic focus coil 7 based on the previously obtained dynamic focus correction data to correct the focus position of the reduction electron optical system 4. The dynamic stig coil 8 is controlled based on the previously obtained dynamic astigmatism correction data to correct the astigmatism of the reduction electron optical system. Then, the operation of step 1 is performed to expose the subfield.
【0058】以上のステップ1、2を繰り返して、図1
5示すようにサブフィールドというようにサブフィ
ールドを順次露光してウエハ全面を露光する。By repeating the above steps 1 and 2,
As shown in FIG. 5, sub-fields are sequentially exposed to expose the entire surface of the wafer.
【0059】次に上記説明した電子ビーム露光装置及び
露光方法を利用したデバイスの生産方法の実施例を説明
する。Next, an embodiment of a device manufacturing method using the electron beam exposure apparatus and the exposure method described above will be described.
【0060】図16は微小デバイス(ICやLSI等の
半導体チップ、液晶パネル、CCD、薄膜磁気ヘッド、
マイクロマシン等)の製造のフローを示す。ステップ1
(回路設計)では半導体デバイスの回路設計を行なう。
ステップ2(露光制御データ作成)では設計した回路パ
ターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成す
る。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等の
材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハプ
ロセス)は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御デー
タが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフ
ィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次の
ステップ5(組み立て)は後工程と呼ばれ、ステップ4
によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する
工程であり、アッセンブリ工程(ダイシング、ボンディ
ング)、パッケージング工程(チップ封入)等の工程を
含む。ステップ6(検査)ではステップ5で作製された
半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検
査を行なう。こうした工程を経て半導体デバイスが完成
し、これが出荷(ステップ7)される。FIG. 16 shows minute devices (semiconductor chips such as IC and LSI, liquid crystal panel, CCD, thin film magnetic head,
2 shows a flow of manufacturing a micromachine or the like. Step 1
In (circuit design), a circuit of a semiconductor device is designed.
In step 2 (exposure control data creation), exposure control data of the exposure apparatus is created based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the wafer and the exposure apparatus to which the prepared exposure control data has been input. The next step 5 (assembly) is called the post-process, and step 4
Is a process of forming a semiconductor chip using the wafer produced by the above process, and includes processes such as an assembly process (dicing and bonding) and a packaging process (chip encapsulation). In step 6 (inspection), inspections such as an operation confirmation test and a durability test of the semiconductor device manufactured in step 5 are performed. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 7).
【0061】図17は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップ11(酸化)ではウエハの表面を酸
化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表面に絶
縁膜を形成する。ステップ13(電極形成)ではウエハ
上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イオ
ン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ1
5(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ16(露光)では上記説明した露光装置によって
回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ17
(現像)では露光したウエハを現像する。ステップ18
(エッチング)では現像したレジスト像以外の部分を削
り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチング
が済んで不要となったレジストを取り除く。これらのス
テップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に多重
に回路パターンが形成される。FIG. 17 shows a detailed flow of the wafer process. Step 11 (oxidation) oxidizes the wafer's surface. Step 12 (CVD) forms an insulating film on the wafer surface. Step 13 (electrode formation) forms electrodes on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. Step 1
In 5 (resist processing), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), the circuit pattern is printed on the wafer by exposure using the above-described exposure apparatus. Step 17
In (development), the exposed wafer is developed. Step 18
In (etching), portions other than the developed resist image are scraped off. In step 19 (resist stripping), the resist that is no longer needed after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.
【0062】本実施例の製造方法を用いれば、従来は製
造が難しかった高集積度の半導体デバイスを低コストに
製造することができる。By using the manufacturing method of this embodiment, it is possible to manufacture a highly integrated semiconductor device, which has been difficult to manufacture conventionally, at a low cost.
【0063】[0063]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、露
光すべきパターンサイズが微細化されてもスループット
の低下を小さくするマルチ電子ビーム型の電子ビーム露
光方法を提供できる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a multi-electron beam type electron beam exposure method capable of reducing the decrease in throughput even if the pattern size to be exposed is miniaturized.
【図1】本発明に係る電子ビーム露光装置の要部概略を
示す図。FIG. 1 is a diagram showing an outline of a main part of an electron beam exposure apparatus according to the present invention.
【図2】要素電子光学系アレイ3について説明する図。FIG. 2 is a diagram illustrating an element electron optical system array 3;
【図3】要素電子光学系を説明する図。FIG. 3 is a diagram illustrating an element electron optical system.
【図4】要素電子光学系の電極を説明する図。FIG. 4 is a diagram illustrating electrodes of an element electron optical system.
【図5】本発明に係るシステム構成を説明する図。FIG. 5 is a diagram illustrating a system configuration according to the present invention.
【図6】各要素電子光学系が露光するべきパターンを説
明する図。FIG. 6 is a diagram illustrating a pattern to be exposed by each element electron optical system.
【図7】各要素電子光学系が露光するべきパターンの領
域決定を説明する図。FIG. 7 is a diagram for explaining determination of a pattern area to be exposed by each element electron optical system.
【図8】偏向器が定める配列の領域決定を説明する図。FIG. 8 is a diagram illustrating determination of a region of an array defined by a deflector.
【図9】偏向制御データを説明する図。FIG. 9 is a diagram illustrating deflection control data.
【図10】ブランキング制御データを説明する図。FIG. 10 is a diagram illustrating blanking control data.
【図11】露光制御データを説明する図。FIG. 11 is a view for explaining exposure control data.
【図12】配列要素に応じた分割走査露光を説明する
図。FIG. 12 is a diagram illustrating divided scanning exposure according to array elements.
【図13】サブアレイ露光フィールド(SEF)を説明する
図。FIG. 13 is a diagram illustrating a sub-array exposure field (SEF).
【図14】サブフィールドを説明する図。FIG. 14 is a diagram illustrating subfields.
【図15】ウエハ全面露光を説明する図。FIG. 15 is a view for explaining exposure of the entire surface of the wafer.
【図16】微小デバイスの製造フローを説明する図。FIG. 16 is a diagram illustrating a manufacturing flow of a micro device.
【図17】ウエハプロセスを説明する図。FIG. 17 is a diagram illustrating a wafer process.
【図18】従来のマルチビーム型電子ビーム露光装置を
説明する図。FIG. 18 is a diagram illustrating a conventional multi-beam type electron beam exposure apparatus.
1 電子銃 2 ンデンサーレンズ 3 要素電子光学系アレイ 4 縮小電子光学系 5 ウエハ 6 偏向器 7 ダイナミックフォーカスコイル 8 ダイナミックスティグコイル 9 反射電子検出器 10 ファラデーカップ 11 θ−Zステージ 12 XYステージ 13 ステージ基準板 14 ブランキング制御回路 15 焦点・非点制御回路1 16 焦点・非点制御回路2 17 偏向制御回路 18 倍率調整回路 19 光学特性回路 20 ステージ駆動制御回路 21 レーザ干渉計 22 制御系 23 メモリ 24 インターフェース 25 CPU 1 electron gun 2 condenser lens 3 element electron optical system array 4 reduction electron optical system 5 wafer 6 deflector 7 dynamic focus coil 8 dynamic stig coil 9 backscattered electron detector 10 Faraday cup 11 θ-Z stage 12 XY stage 13 stage reference plate 14 blanking control circuit 15 focus / astigmatism control circuit 1 16 focus / astigmatism control circuit 2 17 deflection control circuit 18 magnification adjusting circuit 19 optical characteristic circuit 20 stage drive control circuit 21 laser interferometer 22 control system 23 memory 24 interface 25 CPU
Claims (9)
置に入射させ共通の偏向器によって偏向させることによ
り、前記偏向器が定める同一の配列に従って前記複数の
電子ビームの位置を順次整定するとともに、前記複数の
電子ビームそれぞれの照射を個別に制御して前記基板を
露光する電子ビーム露光方法において、 前記複数の電子ビームの少なくとも一つが露光すべきパ
ターンの中の輪郭部を露光する時の前記配列上の位置か
ら成る前記配列上の第1の領域を決定する段階と、 前記第1の領域とは異なる領域であって、前記複数の電
子ビームの少なくとも一つが露光すべきパターンの中の
輪郭部と異なる部分を露光する時の前記配列上の位置か
ら成る前記配列上の第2の領域を決定する段階と、 前記第1の領域では、前記配列の配列間隔を偏向量の単
位として前記複数の電子ビームを偏向してその位置を整
定させる段階と、 前記第2の領域では、前記配列の配列間隔より大きい偏
向量を単位として、前記複数の電子ビームを偏向してそ
の位置を整定させる段階とを有することを特徴とする電
子ビーム露光方法。1. A plurality of electron beams are made incident on different positions on a substrate surface and deflected by a common deflector, whereby the positions of the plurality of electron beams are sequentially set in accordance with the same arrangement defined by the deflectors. An electron beam exposure method of individually controlling irradiation of each of the plurality of electron beams to expose the substrate, wherein at least one of the plurality of electron beams exposes a contour portion in a pattern to be exposed. Determining a first region on the array of positions on the array, the region being different from the first region and having a contour in a pattern to be exposed by at least one of the plurality of electron beams Determining a second region on the array that comprises positions on the array when exposing a portion different from the part, and in the first region, the array spacing of the array. Deflecting the plurality of electron beams by using as a unit of deflection amount to settle their positions; and in the second region, deflecting the plurality of electron beams using a deflection amount larger than the arrangement interval of the arrangement as a unit. And settling the position thereof, the electron beam exposure method.
列上の領域では、前記複数の電子ビームの位置を整定し
ないで偏向する段階を有することを特徴とする請求項1
の電子ビーム露光方法。2. A step of deflecting the positions of the plurality of electron beams without settling in a region on the array different from the first and second regions.
Electron beam exposure method.
ムの前記基板面上での大きさを前記第1の領域内に偏向
される電子ビームの前記基板面上での大きさより大きく
する段階を有することを特徴とする請求項1、2の電子
ビーム露光方法。3. The size of the electron beam deflected in the second region on the substrate surface is made larger than the size of the electron beam deflected in the first region on the substrate surface. The electron beam exposure method according to claim 1, further comprising a step.
小線幅、線幅の種類、形状に基づいて前記配列の配列間
隔が決定される段階を有することを特徴とする請求項1
乃至3の電子ビーム露光方法。4. The method according to claim 1, further comprising the step of determining an arrangement interval of the arrangements based on a minimum line width of a pattern to be exposed on a wafer, a type of the line width, and a shape.
3. An electron beam exposure method according to any one of items 1 to 3.
用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製
造方法。5. A device manufacturing method comprising manufacturing a device using the electron beam exposure method according to claim 1.
置に入射させる照射手段と、前記複数の電子ビームに同
一の偏向量を与えることにより同一の配列に従って前記
複数の電子ビームの位置を順次整定する偏向手段と、前
記複数の電子ビームの照射を個別に制御するブランキン
グ手段とを有して、前記基板を露光する電子ビーム露光
装置において、 前記複数の電子ビームの少なくとも一つが露光すべきパ
ターンの中の輪郭部を露光する時の前記配列上の位置か
ら成る前記配列上の第1の領域では、前記配列の配列間
隔を偏向量の単位として前記偏向手段によって前記複数
の電子ビームを偏向して整定させ、前記第1の領域とは
異なる領域であって前記複数の電子ビームの少なくとも
一つが露光すべきパターンの中の輪郭部と異なる部分を
露光する時の前記配列上の位置から成る前記配列上の第
2の領域では、前記配列の配列間隔より大きい偏向量を
単位として、前記複数の電子ビームを偏向して整定させ
る制御手段を有することを特徴とする電子ビーム露光装
置。6. An irradiation means for making a plurality of electron beams incident on different positions on a substrate surface, and a position of the plurality of electron beams being sequentially arranged according to the same arrangement by giving the same deflection amount to the plurality of electron beams. In an electron beam exposure apparatus for exposing the substrate, which has a deflection means for settling and a blanking means for individually controlling irradiation of the plurality of electron beams, at least one of the plurality of electron beams should be exposed. In the first area on the array, which is formed by the position on the array when the contour portion in the pattern is exposed, the plurality of electron beams are deflected by the deflecting unit using the array interval of the array as a unit of deflection amount. And settles, and exposes a region different from the first region and different from the contour portion in the pattern to be exposed by at least one of the plurality of electron beams. In the second region on the array, which is composed of the positions on the array when the above-mentioned arrangement is performed, it is preferable to have control means for deflecting and stabilizing the plurality of electron beams in units of a deflection amount larger than the array interval of the array. A characteristic electron beam exposure system.
領域とは異なる前記配列上の領域では、前記偏向手段に
より前記複数の電子ビームの位置を整定しないことを特
徴とする請求項6の電子ビーム露光方法。7. The control means does not settle the positions of the plurality of electron beams by the deflection means in a region on the array different from the first and second deflection regions. 6. The electron beam exposure method of 6.
の大きさを変更する変更手段を有し、前記制御手段は、
前記変更手段によって前記第2の領域内の電子ビームの
前記基板面上での大きさを前記第1の領域内の電子ビー
ムの前記基板面上での大きさより大きくすることを特徴
とする請求項6、7の電子ビーム露光方法。8. A changing means for changing the sizes of the plurality of electron beams on the surface of the substrate, the control means comprising:
The size of the electron beam in the second region on the substrate surface is made larger than the size of the electron beam in the first region on the substrate surface by the changing means. 6 and 7 electron beam exposure methods.
用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製
造方法。9. A device manufacturing method comprising manufacturing a device using the electron beam exposure apparatus according to claim 6.
Priority Applications (11)
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|---|---|---|---|
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| US08/811,602 US5834783A (en) | 1996-03-04 | 1997-03-04 | Electron beam exposure apparatus and method, and device manufacturing method |
| EP03077053A EP1369897A3 (en) | 1996-03-04 | 1997-03-04 | Electron beam exposure apparatus and method, and device manufacturing method |
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| KR1019970007085A KR100225335B1 (en) | 1996-03-04 | 1997-03-04 | Electron beam exposure apparatus, method and device manufacturing method |
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| EP03077051A EP1369895B1 (en) | 1996-03-04 | 1997-03-04 | Electron beam exposure apparatus and method, and device manufacturing method |
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| US09/313,072 US6166387A (en) | 1996-03-04 | 1999-05-17 | Electron beam exposure apparatus and method |
| US09/596,052 US6323499B1 (en) | 1996-03-04 | 2000-06-16 | Electron beam exposure apparatus and method, and device manufacturing method |
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| JP8150988A JPH09330868A (en) | 1996-06-12 | 1996-06-12 | Electron beam exposure method and device manufacturing method using the same |
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| JP8150988A Withdrawn JPH09330868A (en) | 1996-03-04 | 1996-06-12 | Electron beam exposure method and device manufacturing method using the same |
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| JP (1) | JPH09330868A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7173262B2 (en) | 2004-06-30 | 2007-02-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Charged particle beam exposure apparatus, charged particle beam exposure method and device manufacturing method |
-
1996
- 1996-06-12 JP JP8150988A patent/JPH09330868A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7173262B2 (en) | 2004-06-30 | 2007-02-06 | Canon Kabushiki Kaisha | Charged particle beam exposure apparatus, charged particle beam exposure method and device manufacturing method |
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