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JPH0434813B2 - - Google Patents
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JPH0434813B2 - - Google Patents

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JPH0434813B2
JPH0434813B2 JP59055815A JP5581584A JPH0434813B2 JP H0434813 B2 JPH0434813 B2 JP H0434813B2 JP 59055815 A JP59055815 A JP 59055815A JP 5581584 A JP5581584 A JP 5581584A JP H0434813 B2 JPH0434813 B2 JP H0434813B2
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dimension
data value
deflector
charged
gain
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JP59055815A
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Kanji Wada
Tosha Muraguchi
Mineo Goto
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Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体集積回路等の微細な回路パタ
ーンを露光する荷電ビーム露光技術に係わり、特
にビーム寸法を可変してパターン露光を行う荷電
ビーム露光方法の改良に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to charged beam exposure technology that exposes fine circuit patterns such as semiconductor integrated circuits, and particularly to charged beam exposure technology that performs pattern exposure by varying beam dimensions. Concerning improvements in methods.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近年、LSIやVLSI等の微細パターンを形成す
るものとして、各種の電子ビーム露光装置が開発
されている。この種の装置では、一般に1[μm]
程度若しくは1[μm]以下の寸法の回路パター
ンを形成するのに0.25[μm]程度の直径を有す
る円形断面の電子ビームを用いてパターンを描画
する方式を採用しているが、この方式では1枚の
ウエハを露光するのに長時間を要し、実用的でな
い。そこで最近、矩形断面のビームを用いる可変
寸法ビーム方式の電子ビーム露光装置が開発さ
れ、これにより単位時間当りの露光面積が10倍近
く向上し、高い生産性が得られるようになつてい
る。一方、VLSIの回路パターンは、周知の如く
年々より微細なパターンを必要とし、従つて可変
寸法ビーム方式の描画装置にも、より高精度露光
が可能であることが要求されている。
In recent years, various electron beam exposure apparatuses have been developed to form fine patterns for LSIs, VLSIs, and the like. In this type of device, generally 1 [μm]
In order to form a circuit pattern with a size of about 1 [μm] or less, a method is adopted in which a pattern is drawn using an electron beam with a circular cross section having a diameter of about 0.25 [μm]. It takes a long time to expose a single wafer, making it impractical. Recently, an electron beam exposure system using a variable beam type using a beam with a rectangular cross section has been developed, which has increased the exposure area per unit time by nearly 10 times, resulting in high productivity. On the other hand, as is well known, VLSI circuit patterns require finer patterns year by year, and accordingly, variable-dimension beam writing apparatuses are also required to be capable of higher precision exposure.

可変寸法ビーム方式の概要を第1図により説明
する。図において1は光源である電子銃、2は矩
形開口を有する第1の成形アパーチヤマスク、3
は第2の成形アパーチヤマスク、4は偏向器であ
る。マスク2のアパーチヤ2aの像は、図示しな
いレンズによりマスク3上に投影結像される。マ
スク2のアパーチヤ像とマスク3との相対位置、
つまりアパーチヤ2a,3aの光学的重なりを偏
向器4によつて制御することにより、可変寸法の
矩形断面のビームを得ることができる。第2図は
偏向器4を駆動する制御系の回路構成図である。
CPU5から供給されたビーム寸法データは、
D/A変換器(DAC)6a,6bでアナログ値
に変換され、増幅器(偏向アンプ)7a,7bか
ら偏向器4を駆動する電圧或いは電流信号が出力
される。従つて、ビーム寸法の設定精度は、上記
偏向アンプのゲイン、オフセツトの設定精度で左
右される。通常、アンプのゲイン値及びオフセツ
ト値は、ビーム寸法データ値と測定したビーム寸
法測定値とを比較し、測定値がデータ値となるよ
うに設定している。
An overview of the variable dimension beam system will be explained with reference to FIG. In the figure, 1 is an electron gun that is a light source, 2 is a first molded aperture mask having a rectangular aperture, and 3
is a second molded aperture mask, and 4 is a deflector. An image of the aperture 2a of the mask 2 is projected onto the mask 3 by a lens (not shown). the relative position between the aperture image of mask 2 and mask 3;
That is, by controlling the optical overlap of the apertures 2a and 3a by the deflector 4, a beam with a rectangular cross section of variable dimensions can be obtained. FIG. 2 is a circuit diagram of a control system for driving the deflector 4. As shown in FIG.
The beam dimension data supplied from CPU5 is
The signals are converted into analog values by D/A converters (DACs) 6a and 6b, and voltage or current signals for driving the deflector 4 are output from amplifiers (deflection amplifiers) 7a and 7b. Therefore, the accuracy of setting the beam dimensions depends on the accuracy of setting the gain and offset of the deflection amplifier. Normally, the gain value and offset value of the amplifier are set by comparing the beam dimension data value and the measured beam dimension value so that the measured value becomes the data value.

しかしながら、この種の方法では次のような問
題があつた。即ち、試料上にビームを投影結像す
るための電子光学系の結像収差、ビーム寸法測定
誤差等が原因となつてビーム寸法データ値と寸法
測定値との関係は、第3図に示す如くビーム寸法
の小さな領域において、線形の関係から外れてし
まう。通常、ゲイン、オフセツト値は、最大寸法
データ値をH、その1/2程度の寸法データ値をL、
またはこれらに対して得られた寸法測定値をH′、
L′とすると、第4図に示す如く点(H、H′)、
(L、L′)を結ぶ直線が原点を通るように設定す
る。ところが、上述の如き原因により、L′は大き
く見積られているので、ビーム寸法データ値とビ
ーム電流値との関係は第5図に示す如くなり、微
小な寸法S以下の寸法データに対してビーム電流
値が零となり、このため描画パターンの内で微小
な寸法のビームで露光されるべき部分にパターン
の欠陥を生じてしまう欠点があつた。
However, this type of method has the following problems. That is, due to the imaging aberration of the electron optical system for projecting and imaging the beam onto the sample, beam dimension measurement errors, etc., the relationship between the beam dimension data value and the dimension measurement value is as shown in Figure 3. In the region of small beam dimensions, the relationship deviates from the linear relationship. Normally, for gain and offset values, the maximum dimension data value is H, the dimension data value about 1/2 of that value is L,
or the dimensional measurements obtained for these, H′,
Assuming L', the points (H, H'), as shown in Figure 4,
Set so that the straight line connecting (L, L') passes through the origin. However, due to the reasons mentioned above, L' is estimated to be large, so the relationship between the beam size data value and the beam current value becomes as shown in Figure 5. The current value becomes zero, and this has the disadvantage that pattern defects occur in portions of the drawn pattern that should be exposed with a beam of minute size.

この欠点を解消する方法として、前記H、Lに
対応するビーム電流IH、ILを測定し、点(H、
IH)、(L、IL)を結ぶ直線が原点を通るようにL
に対応する電圧若しくは電流信号値を合せてゲイ
ン、オフセツト値を設定する方法が考えられる。
この方法は、ビーム寸法データ値とビーム電流値
との関係が第5図に示すように線形であるとの仮
定が近時的に成立している場合には有効である。
例えば、第6図に示すように矩形の一方向(Y方
向)の寸法aを大きな値(>1μm)に固定した
状態で、他の方向(X方向)の寸法bを変化させ
る場合には、この仮定が成立する。しかしなが
ら、Y方向の寸法aが1[μm]以下の場合この
仮定は成立しない。その原因は、成形アパーチヤ
マスク2,3のアパーチヤ2a,3aの各辺の方
向と偏向器4の偏向方向を完全に一致させること
が機械的な組立て調整誤差、電子光学系の偏向歪
みとその補正誤差のため不可能に近く、ある有限
の値の方向ずれを許容せざるを得ないためであ
る。このため、短辺の寸法を例えば0.4[μm]程
度に小さくした時、長辺の寸法データ値とビーム
電流値との関係は、第7図に示す如く2次曲線の
関係となる。この曲線が上に凸になるか、下に凸
になるかは、各アパーチヤ辺及び偏向方向の相対
的な角度差等により異なる。第7図において、上
述した方法に従つて寸法データ値H、Lに対応し
たビーム電流値を測定し、点(H、IH)、(L、
IL)を結ぶ直線が原点を通るように偏向アンプの
ゲイン、オフセツトを設定すると、実際の寸法デ
ータ値とビーム電流値との関係は、図中太線破線
で示したようになり、微小な寸法データに対して
ビーム電流は設計値から大きく外れてしまい、露
光時に局所的ドーズエラーを発生し、パターン寸
法誤差、或いはパターン欠陥を生じることにな
る。
As a method to eliminate this drawback, the beam currents I H and I L corresponding to the above H and L are measured, and the beam currents I H and I L corresponding to the points (H,
L so that the straight line connecting I H ) and (L, I L ) passes through the origin.
A possible method is to set the gain and offset values by combining the voltage or current signal values corresponding to the .
This method is effective when the assumption that the relationship between the beam dimension data value and the beam current value is linear as shown in FIG. 5 has recently been established.
For example, as shown in Fig. 6, when dimension a of a rectangle in one direction (Y direction) is fixed to a large value (>1 μm) and dimension b in the other direction (X direction) is changed, This assumption holds true. However, this assumption does not hold if the dimension a in the Y direction is 1 [μm] or less. The reason for this is that the direction of each side of the apertures 2a, 3a of the molded aperture masks 2, 3 must be perfectly matched with the deflection direction of the deflector 4 due to mechanical assembly adjustment errors, deflection distortion of the electron optical system, and This is nearly impossible due to correction errors, and a certain finite value of direction deviation must be tolerated. Therefore, when the dimension of the short side is reduced to, for example, about 0.4 μm, the relationship between the dimension data value of the long side and the beam current value becomes a quadratic curve as shown in FIG. Whether this curve is upwardly convex or downwardly convex depends on the relative angle difference between each aperture side and the deflection direction. In FIG. 7, the beam current values corresponding to the dimension data values H and L are measured according to the method described above, and the points (H, I H ), (L,
If the gain and offset of the deflection amplifier are set so that the straight line connecting I L The beam current for the data deviates significantly from the designed value, causing a local dose error during exposure, resulting in pattern dimensional errors or pattern defects.

なお、上述した問題は電子ビーム露光方法に限
らず、イオンビームを用いるイオンビーム露光方
法についても同様に言えることである。
Note that the above-mentioned problems are not limited to electron beam exposure methods, but also apply to ion beam exposure methods using ion beams.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、ドーズエラーによる露光パタ
ーンの寸法誤差やパターンの欠陥等を発生しない
ような偏向アンプのゲイン、オフセツトの設定を
行うことができ、高精度のパターン露光を行い得
る荷電ビーム露光方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a charged beam exposure method that can set the gain and offset of a deflection amplifier so as not to cause dimensional errors in exposure patterns or pattern defects due to dose errors, and can perform highly accurate pattern exposure. Our goal is to provide the following.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

前述した偏向アンプのゲイン、オフセツト設定
誤差によるドーズエラーは、ビームの最大寸法に
比べて十分小さなビーム寸法で露光したパターン
の箇所で発生する。従つて、ビームの最大寸法よ
り十分小さな寸法の範囲においてビーム寸法デー
タXとビーム電流I(x)との関係が定められた誤差
内でI(x)=aXとなるように偏向アンプのゲイン、
オフセツトを設定することにより、ドーズエラー
を実効的に解消することが可能となる。
The dose error due to the gain and offset setting error of the deflection amplifier described above occurs at a portion of the pattern exposed with a beam size sufficiently smaller than the maximum beam size. Therefore, the gain of the deflection amplifier is adjusted so that the relationship between the beam size data
By setting the offset, it is possible to effectively eliminate dose errors.

本発明はこのような点に着目し、荷電ビーム源
から放射された荷電ビームをビーム寸法可変用偏
向器により偏向し、少なくとも2枚のビーム成形
用アパーチヤマスクの各アパーチヤの光学的重な
りを可変してビームの寸法を可変制御し、この寸
法制御されたビームをビーム走査用偏向器により
試料上で走査して該試料上に所望のパターンを露
光する荷電ビーム露光方法において、前記ビーム
寸法可変用偏向器を駆動する偏向アンプのゲイン
及びオフセツトを、前記ビームの最大寸法データ
値と該データ値に対応するビーム寸法測定値とが
略等しくなるよう、且つビームの微小寸法データ
値と該データ値に対応するビーム電流測定値とが
略等しくなるように設定するようにした方法であ
る。
The present invention focuses on such points, and deflects a charged beam emitted from a charged beam source using a beam dimension variable deflector, thereby varying the optical overlap of each aperture of at least two beam shaping aperture masks. In the charged beam exposure method, the dimension-controlled beam is scanned on a sample by a beam scanning deflector to expose a desired pattern on the sample. The gain and offset of the deflection amplifier that drives the deflector are set so that the maximum dimension data value of the beam and the beam dimension measurement value corresponding to the data value are approximately equal, and the minimum dimension data value of the beam and the data value. In this method, the corresponding beam current measurement values are set to be approximately equal.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、露光パターンにおいてビーム
の最大寸法に比べて十分小さな寸法のビームで露
光した箇所のドーズエラーを数[%]以下に抑え
ることができ、高精度のパターニングが可能とな
る。このため、将来のVLSIの微細な回路パター
ンの形成にも十分対処することができ、その有用
性は絶大である。
According to the present invention, it is possible to suppress the dose error in a portion of an exposure pattern exposed with a beam having a size sufficiently smaller than the maximum size of the beam to a few [%] or less, making it possible to perform highly accurate patterning. Therefore, it will be able to fully handle the formation of fine circuit patterns for future VLSIs, making it extremely useful.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第8図は本発明の一実施例方法に使用した電子
ビーム露光装置を示す概略構成図である。図中1
1は試料室で、この試料室11内には半導体ウエ
ハ等の試料12を載置した試料ステージ13が配
置されている。試料ステージ13はステージ駆動
系14によりX方向(紙面左右方向)及びY方向
(紙面表裏方向)に移動される。そして、ステー
ジ13の移動位置はレーザ測長系15により測定
されるものとなつている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an electron beam exposure apparatus used in a method according to an embodiment of the present invention. 1 in the diagram
1 is a sample chamber, and within this sample chamber 11 is arranged a sample stage 13 on which a sample 12 such as a semiconductor wafer is placed. The sample stage 13 is moved by a stage drive system 14 in the X direction (left and right directions in the paper) and Y direction (front and back directions in the paper). The moving position of the stage 13 is measured by a laser length measuring system 15.

一方、試料室11の上方には電子銃21、偏向
器22,23,24、第1及び第2のビーム成形
用アパーチヤマスク31,32、各種レンズ3
3,34,35,36等からなる電子光学鏡筒4
0が設けられている。ここで、偏向器22はブラ
ンキング制御回路41により偏向電圧を与えられ
て、ビームをブランキングするためのブランキン
グ用偏向器である。また、偏向器23はビーム寸
法制御回路42により偏向電圧を与えられてビー
ムを偏向し、アパーチヤマスク31,32の各ア
パーチヤの重なり状態を可変するためのビーム寸
法可変用偏向器であり、この偏向器23によりビ
ームの寸法が可変されるものとなつている。ここ
で、ビーム寸法制御回路42は前記第2図に示し
た如くDAC及び偏向アンプ等からなるもので、
偏向アンプのゲイン、オフセツトは後述する方法
により設定される。また、偏向器24はビーム偏
向制御回路43により偏向電圧を与えられてビー
ムを試料12上で走査するためのビーム走査用偏
向器である。そして、電子銃21から放射された
電子ビームが、ビーム寸法可変用偏向器23及び
ビーム成形用アパーチヤマスク31,32により
その寸法を所定大きさに制御され、寸法制御され
たビームがビーム走査用偏向器24により試料1
2上で走査されて該試料12が所望パターンに露
光されるものとなつている。
On the other hand, above the sample chamber 11 are an electron gun 21, deflectors 22, 23, 24, first and second beam shaping aperture masks 31, 32, and various lenses 3.
Electron optical lens barrel 4 consisting of 3, 34, 35, 36, etc.
0 is set. Here, the deflector 22 is a blanking deflector that is given a deflection voltage by the blanking control circuit 41 to blank the beam. The deflector 23 is a beam size variable deflector that deflects the beam by applying a deflection voltage by the beam size control circuit 42 and changes the overlapping state of each aperture of the aperture masks 31 and 32. The dimensions of the beam can be varied by the deflector 23. Here, the beam size control circuit 42 consists of a DAC, a deflection amplifier, etc. as shown in FIG.
The gain and offset of the deflection amplifier are set by the method described later. Further, the deflector 24 is a beam scanning deflector that is applied with a deflection voltage by the beam deflection control circuit 43 and scans the beam on the sample 12. The size of the electron beam emitted from the electron gun 21 is controlled to a predetermined size by the beam size variable deflector 23 and the beam shaping aperture masks 31 and 32, and the size-controlled beam is used for beam scanning. sample 1 by the deflector 24.
2 to expose the sample 12 to a desired pattern.

なお、図中44は上記駆動系14及び各種制御
系41,42,43を制御するための制御計算機
であり、45はこの計算機44と駆動系14、測
長系15及び制御回路41,42,43との間に
接続されたインターフエースである。
In the figure, 44 is a control computer for controlling the drive system 14 and various control systems 41, 42, 43, and 45 is a control computer for controlling the drive system 14, the drive system 14, the length measurement system 15, and the control circuits 41, 42, 45. 43.

次に、上記装置における偏向アンプのゲイン、
オフセツト設定方法について説明する。本実施例
におけるビームの最大寸法は3.2[μm]×3.2[μ
m]とした。また、簡単のためにX方向の寸法変
化についてのみ述べるが、Y方向についても全く
同様である。
Next, the gain of the deflection amplifier in the above device,
The offset setting method will be explained. The maximum dimensions of the beam in this example are 3.2 [μm] x 3.2 [μm]
m]. Further, for the sake of simplicity, only the dimensional change in the X direction will be described, but the same applies to the Y direction.

まず、X方向寸法が最大寸法LH=3.2[μm]と
なる偏向アンプの出力VHを求める。即ち、偏向
アンプ出力Vを変化しつつビーム寸法Lを測定
し、L1=LHとなるアンプ出力V=V1を求める。
同様にL2=LH/2となるアンプ出力V=V2を求
める。ここで、ビーム長と出力との関係が線形で
あれば、 L=α(V−V1)+L1 …… となる。但し、αは偏向器の感度であり、α=
(L2−L1)/(V2−V1)である。一方、ビーム
電流Iとアンプ出力Vとの関係を近似的に I=β(V−V1)+I1 …… と表わす。ここで、βは偏向器の感度α、ビーム
の電流密度及びY方向寸法により定まり、 β=γα …… の関係がある。但し、γは係数、I1はV=V1での
ビーム電流である。偏向アンプの仮のゲイン値と
オフセツト値を各々G′、O′、ビーム寸法データ
をXとし、 V=G′X+O′ …… となるようにアンプを制御する。但し、G′、
O′はα、X1、X2、L1、L2より定め G′=(L2−L1)/α(X2−X1) …… O′=V1−G′X1 …… である。前記式は I=β[G′X+O′−V1]+I1 =βG′(X−X1)+I1 …… となる。従来例で述べたように上記式は厳密に
は成立せず、X=Oの近傍でのビーム電流値にエ
ラーを生じる。そこで、X3=L1/10、X4=L1
30でのビーム電流I3、I4を測定し、I4=I3/3と
なるG′の値Gを求める。また、オフセツトはV1
G、X1より O=V1−GX1 …… となるように設定する。
First, the output V H of the deflection amplifier whose maximum dimension in the X direction is L H =3.2 [μm] is determined. That is, the beam dimension L is measured while changing the deflection amplifier output V, and the amplifier output V=V 1 where L 1 =L H is obtained.
Similarly, obtain amplifier output V=V 2 such that L 2 =L H /2. Here, if the relationship between beam length and output is linear, L=α(V-V 1 )+L 1 . However, α is the sensitivity of the deflector, and α=
(L 2 −L 1 )/(V 2 −V 1 ). On the other hand, the relationship between the beam current I and the amplifier output V is approximately expressed as I=β(V-V 1 )+I 1 . Here, β is determined by the sensitivity α of the deflector, the current density of the beam, and the dimension in the Y direction, and there is a relationship β=γα . However, γ is a coefficient and I 1 is the beam current at V=V 1 . Let G' and O' be the temporary gain and offset values of the deflection amplifier, respectively, and X be the beam size data, and control the amplifier so that V=G'X+O' . However, G′,
O' is defined from α, X 1 , X 2 , L 1 , L 2 G ' = (L 2 − L 1 )/α ( X 2 ... is. The above formula is I=β[G'X+O'-V 1 ]+I 1 =βG'(X-X 1 )+I 1 . As described in the conventional example, the above equation does not hold strictly, and an error occurs in the beam current value near X=O. Therefore, X 3 = L 1 /10, X 4 = L 1 /
The beam currents I 3 and I 4 at 30 are measured, and the value G of G' such that I 4 =I 3 /3 is determined. Also, the offset is V 1 ,
From G and X 1 , set so that O = V 1 - GX 1 ....

以上のような設定方法を用いることにより、ビ
ーム成形用アパーチヤマスクの各アパーチヤ辺と
偏向器による偏向方向の僅かな角度エラーが原因
で発生するドーズエラーを実質的に解消すること
ができた。ここで、ゲイン、オフセツトを最適化
した後のビーム寸法データXとビーム電流Iとの
関係を第9図に実線で示す。線形性からのずれを
ΔIとすれば、ΔI/I1はY方向ビーム長並びにビ
ーム成形用アパーチヤマスクの回転機構と偏向器
の方向合せ精度とで決まる値であつて、通常 ΔI/I1=0.01〜0.05 にまで調節可能である。従つて第9図の場合、ド
ーズエラーは1〜5[%]となる。これに対し、
従来の方式を用いた場合のXとIとの関係は第1
0図に示す如くなる。即ち、X=0の時ビーム電
流I=ΔIとなる。この時、X=X1/30でのビー
ム電流は I4′=I1/30+(14/15)ΔI であり、ΔI=0.01I1の時、ドーズエラーは (0.01×14/15)/30=0.28 つまり30[%]近いエラーを生じることになる。
By using the above setting method, it was possible to substantially eliminate the dose error caused by a slight angular error between each aperture side of the beam shaping aperture mask and the deflection direction by the deflector. Here, the relationship between the beam size data X and the beam current I after optimizing the gain and offset is shown by a solid line in FIG. If the deviation from linearity is ΔI, then ΔI/I 1 is a value determined by the beam length in the Y direction, the rotation mechanism of the beam shaping aperture mask, and the orientation accuracy of the deflector, and is usually ΔI/I 1 It is adjustable from =0.01 to 0.05. Therefore, in the case of FIG. 9, the dose error is 1 to 5%. In contrast,
The relationship between X and I when using the conventional method is the first
The result will be as shown in Figure 0. That is, when X=0, the beam current I=ΔI. At this time, the beam current at X=X 1 /30 is I 4 '=I 1 /30 + (14/15)ΔI, and when ΔI=0.01I 1 , the dose error is (0.01×14/15)/ 30=0.28, which means an error of nearly 30%.

以上述べた如く本実施例方法のように偏向アン
プのゲイン、オフセツトを設定することにより、
ドーズエラーを従来の1/30に減少させることがで
きた。
As described above, by setting the gain and offset of the deflection amplifier as in the method of this embodiment,
We were able to reduce the dose error to 1/30 of the conventional level.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではない。例えば、前記ビームの微小寸法に対
応する偏向アンプの設定としては、必ずしも2種
のビーム寸法データの比とこれに対応するビーム
電流測定値の比とが略一致するようにゲイン、オ
フセツトを設定する必要はなく、最大ビーム寸法
より十分小さいビーム寸法データ値と該データ値
に対応するビーム電流測定値とが略等しくなるよ
うに設定するようにしてもよい。また、前記電子
光学鏡筒の構成は前記第8図に何等限定されるも
のではなく、ビーム成形用アパーチヤマスク及び
ビーム寸法可変用偏向器を備えた各種のビーム寸
法可変方式の電子ビーム露光装置に適用できるの
は勿論のことである。さらに、電子ビーム露光装
置に限らず、イオンビーム露光装置に適用するこ
とも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で、種々変形して実施することができ
る。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, when setting the deflection amplifier corresponding to the minute beam dimensions, the gain and offset are not necessarily set so that the ratio of the two types of beam dimension data and the corresponding beam current measurement value approximately match. This is not necessary, and the beam size data value that is sufficiently smaller than the maximum beam size may be set to be approximately equal to the beam current measurement value that corresponds to the data value. Furthermore, the structure of the electron optical lens barrel is not limited to that shown in FIG. 8, and can be used in various types of electron beam exposure apparatuses of various beam dimension variable methods equipped with a beam shaping aperture mask and a beam dimension variable deflector. Of course, it can be applied to Furthermore, the invention is not limited to electron beam exposure apparatuses, but can also be applied to ion beam exposure apparatuses. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

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

第1図は可変寸法ビーム方式のビーム寸法可変
原理を説明するための模式図、第2図は偏向器の
駆動制御系を示す回路構成図、第3図乃至第7図
は従来方法の問題点を説明するためのもので第3
図はビーム寸法データとビーム寸法測定値との関
係を示す特性図、第4図は従来の設定方法による
ビーム寸法データとビーム寸法測定値との関係を
示す特性図、第5図はビーム寸法データとビーム
電流測定値との関係を示す特性図、第6図は可変
寸法ビームの例を示す模式図、第7図は従来の設
定方法によるビーム寸法データとビーム電流測定
値との関係を示す特性図、第8図は本発明の一実
施例方法に使用した電子ビーム露光装置を示す概
略構成図、第9図は上記実施例方法により偏向ア
ンプのゲイン、オフセツトを設定した時のビーム
寸法データとビーム電流測定値との関係を示す特
性図、第10図は比較例として従来の設定方法に
よる上記第9図に対応する特性図である。 1,21……電子銃、2,31……第1のビー
ム成形用アパーチヤマスク、3,32……第2の
ビーム成型用アパーチヤマスク、2a,3a……
アパーチヤ、4,23……ビーム寸法可変用偏向
器、5,44……制御用計算機(CPU)、6a,
6b……D/A変換器、7a,7b……増幅器
(偏向アンプ)、11……試料室、12……試料、
13……試料ステージ、14……ステージ駆動
系、15……レーザ測長系、22……ブランキン
グ用偏向器、24……ビーム走査用偏向器、3
3,〜,36……レンズ、40……電子光学鏡
筒、41……ブランキング制御回路、42……ビ
ーム寸法制御回路、43……ビーム偏向制御回
路、45……インターフエース。
Figure 1 is a schematic diagram for explaining the principle of changing beam dimensions in the variable dimension beam method, Figure 2 is a circuit configuration diagram showing the deflector drive control system, and Figures 3 to 7 are problems with the conventional method. The third purpose is to explain
The figure is a characteristic diagram showing the relationship between beam dimension data and beam dimension measurements, Figure 4 is a characteristic diagram showing the relationship between beam dimension data and beam dimension measurements obtained by the conventional setting method, and Figure 5 is a characteristic diagram showing the relationship between beam dimension data and beam dimension measurements. Figure 6 is a schematic diagram showing an example of a variable dimension beam, and Figure 7 is a characteristic diagram showing the relationship between beam size data and beam current measurements using the conventional setting method. 8 is a schematic configuration diagram showing an electron beam exposure apparatus used in an embodiment method of the present invention, and FIG. 9 shows beam dimension data when the gain and offset of the deflection amplifier are set by the above embodiment method. FIG. 10, a characteristic diagram showing the relationship with the beam current measurement value, is a characteristic diagram corresponding to the above-mentioned FIG. 9 using a conventional setting method as a comparative example. 1, 21... Electron gun, 2, 31... First beam shaping aperture mask, 3, 32... Second beam shaping aperture mask, 2a, 3a...
Aperture, 4, 23... Beam dimension variable deflector, 5, 44... Control computer (CPU), 6a,
6b...D/A converter, 7a, 7b...amplifier (deflection amplifier), 11...sample chamber, 12...sample,
13... Sample stage, 14... Stage drive system, 15... Laser length measurement system, 22... Blanking deflector, 24... Beam scanning deflector, 3
3, -, 36... Lens, 40... Electron optical lens barrel, 41... Blanking control circuit, 42... Beam size control circuit, 43... Beam deflection control circuit, 45... Interface.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 荷電ビーム源から放射された荷電ビームをビ
ーム寸法可変用偏向器により偏向し、少なくとも
2枚のビーム成形用アパーチヤマスクの各アパー
チヤの光学的重なりを可変してビームの寸法を可
変制御し、この寸法制御されたビームをビーム走
査用偏向器により試料上で走査して該試料上に所
望のパターンを露光する荷電ビーム露光方法にお
いて、前記ビーム寸法可変用偏向器を駆動する偏
向アンプのゲイン及びオフセツトを、前記ビーム
の最大寸法データ値と該データ値に対応するビー
ム寸法測定値とが略等しくなるよう、且つビーム
の微小寸法データ値と該データ値に対応するビー
ム電流測定値とが略等しくなるように設定するこ
とを特徴とする荷電ビーム露光方法。 2 前記ビームの微小寸法に対応する偏向アンプ
の設定として、前記ビームの最大寸法の1/2より
十分小さい2種のビーム寸法データ値を選び、こ
れらのデータ値の比と該データ値に対応するビー
ム電流測定値の比とが略一致するように上記偏向
アンプのゲイン及びオフセツトを設定することを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の荷電ビー
ム露光装置。
[Claims] 1. A charged beam emitted from a charged beam source is deflected by a beam size variable deflector, and the optical overlap of each aperture of at least two beam shaping aperture masks is varied to change the beam size. In a charged beam exposure method in which dimensions are variably controlled and the dimension-controlled beam is scanned over a sample by a beam scanning deflector to expose a desired pattern on the sample, the beam dimension variable deflector is driven. The gain and offset of the deflection amplifier are set so that the maximum dimension data value of the beam and the beam dimension measurement value corresponding to the data value are approximately equal, and the beam micro dimension data value and the beam current corresponding to the data value are adjusted. A charged beam exposure method characterized by setting the measured values to be substantially equal. 2. Select two types of beam dimension data values that are sufficiently smaller than 1/2 of the maximum dimension of the beam as the settings of the deflection amplifier corresponding to the minute dimensions of the beam, and set the ratio of these data values to correspond to the data value. 2. A charged beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the gain and offset of said deflection amplifier are set so that the ratio of measured beam current values substantially matches.
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