JP4634563B2 - Electron beam exposure apparatus and focus detection method - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子ビーム露光装置及び焦点検出方法に関する。特に本発明は、電子レンズの焦点位置が、マスクを通過した電子ビームをウェハ表面で結像する位置に合っているか否かを検出する方法と、この焦点検出方法により焦点位置を検出する電子ビーム露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、従来の電子レンズの焦点位置を検出する方法を示す。電子銃３００は、電子ビームを放出する。マスク３０２は矩形の透過領域を有し、検出パターンビーム３１５を生成する。マスク３０２を通過した電子ビームは矩形に形成される。電子レンズ３０４は、検出パターンビーム３１５がマーク３０６の表面上に像を結ぶように焦点位置を調整する。偏向器３０５は、検出パターンビーム３１５を偏向して、マーク３０６の表面上を検出パターンビーム３１５で走査する。反射電子検出部３１０は、検出パターンビーム３１５でマーク３０６を走査することで反射される反射電子３１４を検出し、検出信号を焦点判定部３１６に出力する。焦点判定部３１６は、反射電子検出部３１０から供給される検出信号に基づいて焦点位置が合っているか否かを判定する。また、焦点判定部３１６は、電子レンズ制御部１２に電子レンズ３０４の焦点位置を変更することを要求する。電子レンズ制御部１２は、電子レンズ３０４に供給する電流量を制御することで電子レンズ３０４の焦点位置を変更する。
【０００３】
例えば、焦点判定部３１６は、検出信号の傾きが最も大きくなる焦点位置を焦点位置が合っていると判定する。例えば、焦点判定部３１６は、複数の異なる焦点位置における検出信号の中で、検出信号の傾きが最も大きくなる焦点位置を焦点が合っていると判定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、矩形の検出パターンビーム３１５でマーク３０６を走査して得られる反射電子３１４に基づいて焦点位置があっているか否かを判定する方法では、精度よく判定することができなかった。
【０００５】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできる電子ビーム露光装置及び焦点検出方法を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の発明者は、焦点位置のずれによる反射電子の変化量が極端に小さなこと、及び従来の検出パターンビームの形状は、露光時の露光パターンビームの形状と異なることに着目し、本発明をするに至った。
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態は、電子ビームによる像が所望の結像面上に結ばれているか否かを検出する焦点検出方法であって、電子ビームを照射する複数の照射領域を有する検出パターンビームを生成する生成ステップと、所望の結像面とほぼ同一の面に設けられたマークを通過するように検出パターンビームを走査し、走査している期間におけるマークによる反射電子量の変化に基づいて、像が所望の結像面上に結ばれているか否かを検出する検出ステップとを備えることを特徴とする焦点検出方法を提供する。
【０００８】
本発明の別の態様は、生成ステップは、検出パターンビームを走査した場合に、走査している一部の期間における反射電子量が、所定の周期でほぼ同一量変化するように、検出パターンビームを生成してもよい。また、生成ステップは、複数の照射領域の大きさがそれぞれ同一の検出パターンビームを生成してもよい。また、生成ステップは、マークに同時に照射される照射領域の数より多い照射領域を有する検出パターンビームを生成してもよい。また、生成ステップは、ほぼ同一の形状をした矩形の照射領域を走査の方向に、ほぼ同一の間隔で有する検出パターンビームを生成してもよい。また、検出ステップは、マークの長手方向と、照射領域の長手方向が平行になるように検出パターンビームを走査してもよい。
【０００９】
また、生成ステップは、照射領域の間隔と、照射領域の短手方向の長さとが等しい検出パターンビームを生成してもよい。また、反射電子量に基づいて像が所望の結像面上に結ばれているか否かを判定する判定ステップと、電子レンズのレンズ強度を調整しつつ、判定ステップを行わせる強度調整ステップと、反射電子量に基づいて一意に定まる判定値が、極値をとるときのレンズ強度を、所望のレンズ強度として判断するステップとを更に備えてもよい。また、判定値は、走査している期間における反射電子量を微分して得られる最大値から最小値と異なる極小値を除して得られる第１変動幅Ｉｍａｘから、最大値から最大値と異なる極大値を除して得られる第２変動幅Ｉｍｉｎを減じた値を、第１変動幅Ｉｍａｘと第２変動幅Ｉｍｉｎとを加えた値で除した値であってよい。
【００１０】
本発明の第２の形態は、電子ビームを照射してウェハに所定の電子回路パターンを露光する電子ビーム露光装置であって、所定の電子回路パターンと同一の形状に電子ビームを照射する露光パターンビームを生成する露光パターンビーム生成部と、電子ビームを照射する照射領域を複数有する検出パターンビームを生成する検出パターンビーム生成部と、露光パターンビーム及び検出パターンビームによりウェハに像を結ばせる電子レンズと、検出パターンビームを反射するマークと、マークにより反射された電子ビームの反射電子量を検出する反射電子検出部と、マークに検出パターンビームを走査した場合に、走査している期間における反射電子量の変化に基づいて電子レンズの焦点位置がマークに合っているか否かを検出する焦点検出部とを備え、焦点位置が合っていると検出された場合に、露光パターンビームをウェハに照射して所定のパターンをウェハに露光する
ことを特徴とする電子ビーム露光装置を提供する。
【００１１】
本発明の第２の形態の別の態様は、検出パターンビーム生成部は、電子ビームを発生する電子銃と、電子ビームを透過する透過領域を複数有する検出パターンビーム生成マスクとを有してもよい。また、検出パターンビーム生成マスクは、検出パターンビームを走査した場合に、走査している期間における反射電子量が、所定の周期でほぼ同一量変化するように、透過領域を複数有してもよい。また、検出パターンビーム生成マスクは、透過領域を所定の方向に同一の間隔で有してもよい。また、検出パターンビーム生成マスクは、それぞれ同一の大きさの複数の透過領域を有してもよい。また、検出パターンビーム生成マスクは、透過領域における所定の方向の長さと等しい間隔で複数の透過領域を有してもよい。
【００１２】
また、マークは、検出パターンビームに含まれる照射領域の数より少ない数の照射領域の電子ビームを同時に反射できる大きさであってよい。また、マークの所定の方向の長さは、透過領域における所定の方向の長さの奇数倍であってよい。また、検出パターンビーム生成マスクは、透過領域を通過し、ウェハに結像された検出パターンビームの照射領域の幅が、所定の電子回路パターンの最小線幅にほぼ等しくなるように形成されてよい。
【００１３】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１５】
図２は、本発明の１実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成図である。電子ビーム露光装置１００は、電子ビームによりウェハ６４に所定の露光処理を施すための露光部１５０と、露光部１５０の各構成の動作を制御する制御系１４０を備える。
【００１６】
露光部１５０は、筐体１０内部に、所定の電子ビームを照射する電子ビーム照射系１１０と、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームを偏向するとともに、電子ビームのマスク３０近傍における結像位置を調整するマスク用投影系１１２と、電子ビームのウェハ６４近傍における結像位置を調整する焦点調整レンズ系１１４と、マスク３０を通過した電子ビームをウェハステージ６２に載置されたウェハ６４の所定の領域に偏向するとともに、ウェハ６４に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系１１６を含む電子光学系を備える。
【００１７】
また、露光部１５０は、ウェハ６４に露光すべきパターンをそれぞれ形成された複数のブロックを有するマスク３０を載置するマスクステージ７２と、マスクステージ７２を駆動するマスクステージ駆動部６８と、パターンを露光すべきウェハ６４を載置するウェハステージ６２と、ウェハステージ６２を駆動するウェハステージ駆動部７０とを含むステージ系を備える。さらに、露光部１５０は、電子光学系の調整のために、ウェハステージ６２側から飛散する電子を検出して、飛散した電子量に相当する電気信号に変換する電子検出器６０を有する。ウェハステージ６２は、電子ビームの偏向量及び／又はビーム形状を調整するために用いられるターゲットマーク部材１６０と、焦点調整レンズ系１１４の焦点位置が合っているか否かを検出する為に用いられる焦点検出用マーク１６２とを有する。例えば、ターゲットマーク部材１６０及び焦点検出用マーク１６２は、電子量の多い、プラチナ、金、タングステン、タンタルなどの重金属で形成される。
【００１８】
電子ビーム照射系１１０は、電子ビームを発生させる電子銃１２による、電子ビームの焦点位置を定める第１電子レンズ１４と、電子ビームを通過させる矩形形状の開口（スリット）が形成されたスリット部１６とを有する。電子銃１２は、安定した電子ビームを発生するのに所定の時間がかかるので、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを発生してもよい。スリットは、マスク３０に形成された所定のパターンを含むブロックの形状に合わせて形成されるのが好ましい。図２において、電子ビーム照射系１１０から照射された電子ビームが、電子光学系により偏向されない場合の電子ビームの光軸を、一点鎖線Ａで表現する。
【００１９】
マスク用投影系１１２は、電子ビームを偏向するマスク用偏向系としての第１偏向器１８、第２偏向器２２及び第３偏向器２６と、電子ビームの焦点を調整するマスク用焦点系としての第２電子レンズ２０、さらに、第１ブランキング電極２４を有する。第１偏向器１８及び第２偏向器２２は、電子ビームをマスク３０上の所定の領域に照射する偏向を行う。例えば、所定の領域は、ウェハ６４に転写するパターンを有するブロックであってよい。電子ビームがパターンを通過することにより、電子ビームの断面形状は、パターンと同一の形状になる。所定のパターンが形成されたブロックを通過した電子ビームの像をパターン像と定義する。第３偏向器２６は、第１偏向器１８及び第２偏向器２２を通過した電子ビームの軌道を光軸Ａに略平行に偏向する。第２電子レンズ２０は、スリット部１６の開口の像を、マスクステージ７２上に載置されるマスク３０上に結像させる機能を有する。また、マスク３０は、ウェハ６４に所定のパターンを露光するための露光パターンビームを生成するための露光パターンマスクと、焦点位置を検出するための検出パターンビームを生成するための検出パターンビーム生成マスク２５０とを有する。
【００２０】
焦点調整レンズ系１１４は、第３電子レンズ２８と、第４電子レンズ３２とを有する。第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点を合わせる。ウェハ用投影系１１６は、第５電子レンズ４０と、第６電子レンズ４６と、第７電子レンズ５０と、第８電子レンズ５２と、第９電子レンズ６６と、第４偏向器３４と、第５偏向器３８と、第６偏向器４２と、主偏向器５６と、副偏向器５８と、第２ブランキング電極３６と、ラウンドアパーチャ部４８とを有する。
【００２１】
レンズ強度の設定値に依存してパターン像は回転する。第５電子レンズ４０は、マスク３０の所定のブロックを通過した電子ビームのパターン像の回転量を調整する。第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０は、マスク３０に形成されたパターンに対する、ウェハ６４に転写されるパターン像の縮小率を調整する。第８電子レンズ５２及び第９電子レンズ６６は、対物レンズとして機能する。第４偏向器３４及び第６偏向器４２は、電子ビームの進行方向に対するマスク３０の下流において、電子ビームを光軸Ａの方向に偏向する。第５偏向器３８は、電子ビームを光軸Ａに略平行になるように偏向する。主偏向器５６及び副偏向器５８は、ウェハ６４上の所定の領域に電子ビームが照射されるように、電子ビームを偏向する。本実施形態では、主偏向器５６は、１ショットの電子ビームで照射可能な領域（ショット領域）を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向するために用いられ、副偏向器５８は、サブフィールドにおけるショット領域間の偏向のために用いられる。
【００２２】
ラウンドアパーチャ部４８は、円形の開口（ラウンドアパーチャ）を有する。
第１ブランキング電極２４および第２ブランキング電極３６は、電子ビームを高速に同期してオン／オフすることができ、具体的には、電子ビームをラウンドアパーチャの外側に当たるように偏向する機能を有する。すなわち、第１ブランキング電極２４および第２ブランキング電極３６は、ウェハ６４上に結像されるパターン像に変位をもたらすことなく、ウェハ６４上に到達する電子ビームの量を制御することができる。従って、第１ブランキング電極２４および第２ブランキング電極３６は、電子ビームの進行方向に対してラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行することを防ぐことができる。電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、第１ブランキング電極２４および第２ブランキング電極３６は、ウェハ６４に転写するパターンを変更するとき、更には、パターンを露光するウェハ６４の領域を変更するときに、ラウンドアパーチャ部４８から下流に電子ビームが進行しないように電子ビームを偏向することが望ましい。
【００２３】
制御系１４０は、統括制御部１３０及び個別制御部１２０を備える。個別制御部１２０は、電子ビーム電流制御部９４と、偏向制御部８２と、マスクステージ制御部８４と、ショット制御部８６と、電子レンズ制御部８８と、反射電子処理部９０と、ウェハステージ制御部９２とを有する。統括制御部１３０は、例えばワークステーションであって、個別制御部１２０に含まれる各制御部を統括制御する。電子ビーム電流制御部９４は、電子銃１２から放射される電子ビームの電流量を制御する。電子銃１２は、電子ビーム電流制御部９４から供給される制御信号により電流量を調整することができる。偏向制御部８２は、第１偏向器１８、第２偏向器２２、第３偏向器２６、第４偏向器３４、第５偏向器３８、第６偏向器４２、主偏向器５６、及び副偏向器５８を制御する。マスクステージ制御部８４は、マスクステージ駆動部６８を制御して、マスクステージ７２を移動させる。
【００２４】
ショット制御部８６は、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。本実施形態では、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６は、露光時には、電子ビームをウェハ６４に照射させ、露光時以外には、電子ビームをウェハ６４に到達させないように制御されるのが望ましい。電子レンズ制御部８８は、第１電子レンズ１４、第２電子レンズ２０、第３電子レンズ２８、第４電子レンズ３２、第５電子レンズ４０、第６電子レンズ４６、第７電子レンズ５０、第８電子レンズ５２および第９電子レンズ６６に供給する電流を制御する。反射電子処理部９０は、電子検出部６０により検出された電気信号に基づいて電子量を示すディジタルデータを検出する。
【００２５】
ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を所定の位置に移動させる。
【００２６】
本実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の動作について説明する。電子ビーム露光装置１００は、露光処理を行う前に、電子光学系などの構成を予め調整する調整処理を行う。以下において、まず、露光処理前の電子光学系の調整処理について説明する。ウェハステージ６２は、電子ビームの焦点および偏向度などを調整するために用いられるターゲットマーク部材１６０を備える。ターゲットマーク部材１６０は、ウェハステージ６２上において、ウェハを載置する領域以外の場所に設けられるのが好ましい。
【００２７】
まず、電子ビームの焦点合わせを行うために、マスク用投影系１１２は、検出パターンビームを生成する検出パターンビーム生成マスク２５０に電子ビームを照射するように偏向を行う。また、ウェハステージ制御部９２が、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２に設けられた焦点検出用マーク１６２を光軸Ａ近傍に移動させる。次いで、統括制御部１３０は、各レンズの焦点位置を所定の位置に調整させる。また、統括制御部１３０は、検出パターンビーム生成マスク２５０により生成された検出パターンビームを偏向して、焦点検出用マーク１６２上を走査させる。電子検出器６０は、焦点検出用マーク１６２に電子ビームが照射されることにより発生する反射電子に応じた電気信号を出力する。反射電子処理部９０は電子検出器６０から供給される電気信号に所定の処理をして反射電子量を検出し統括制御部１３０に通知する。統括制御部１３０は、検出された反射電子量に基づいて、レンズ系の焦点が合っているか否かを判断する。統括制御部１３０は、反射電子の検出波形の微分値が最大となるように、各電子レンズに供給する電流を制御する。
【００２８】
例えば、高精度な露光処理を行うために電子ビーム露光装置１００の座標系をレーザ干渉計などを基準として構成するとき、電子ビームの偏向座標系とレーザ干渉計を基準とした直交座標系とが厳密に校正されていることが必要である。そのため、電子ビームの焦点を行った後、偏向量を調整（校正）するために、ウェハステージ制御部９２が、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２に設けられた偏向量調整用の所定のマークを形成されたターゲットマーク部材１６０を光軸Ａ近傍に移動させる。
【００２９】
偏向器が、電子ビームで、ターゲットマーク部材１６０の偏向量調整用マーク上を複数回走査させ、電子検出器６０が、ターゲットマーク部材１６０から反射した反射電子の変化を検出し、統括制御部１３０に通知する。統括制御部１３０は、反射電子の検出波形に基づいて、マークのエッジを定め、マーク座標の中心位置を求めることができる。以上のマーク検出を行うことによって、偏向座標系と直交座標系の校正を実現することができ、偏向器が、ウェハ上の所定の領域に高精度に電子ビームを照射させることが可能となる。
【００３０】
次に、電子ビーム露光装置１００が露光処理を行う際の各構成の動作について説明する。マスクステージ７２上には、所定のパターンを形成された複数のブロックを有するマスク３０が載置され、マスク３０は、所定の位置に固定されている。また、ウェハステージ６２上には、露光処理が施されるウェハ６４が載置されている。ウェハステージ制御部９２は、ウェハステージ駆動部７０によりウェハステージ６２を移動させて、ウェハ６４の露光されるべき領域が光軸Ａ近傍に位置するようにする。また、電子銃１２は、露光処理期間において常に電子ビームを照射するので、露光の開始前において、スリット部１６の開口を通過した電子ビームがウェハ６４に照射されないように、ショット制御部８６が第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御する。マスク用投影系１１２において、電子レンズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６４に転写するパターンが形成されたブロックに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点が合うように調整される。また、ウェハ用投影系１１６において、電子レンズ（４０、４６、５０、５２、６６）及び偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００３１】
マスク投影系１１２、焦点調整レンズ系１１４及びウェハ用投影系１１６が調整された後、ショット制御部８６が、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６による電子ビームの偏向を停止する。これにより、以下に示すように、電子ビームはマスク３０を介してウェハ６４に照射される。電子銃１２が電子ビームを生成し、第１電子レンズ１４が電子ビームの焦点位置を調整して、スリット部１６に照射させる。そして、第１偏向器１８及び第２偏向器２２がスリット部１６の開口を通過した電子ビームをマスク３０の転写すべきパターンが形成された所定の領域に照射するように偏向する。スリット部１６の開口を通過した電子ビームは、矩形の断面形状を有している。第１偏向器１８及び第２偏向器２２により偏向された電子ビームは、第３偏向器２６により光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第２電子レンズ２０により、マスク３０上の所定の領域にスリット部１６の開口の像が結像するように調整される。
【００３２】
そして、マスク３０に形成されたパターンを通過した電子ビームは、第４偏向器３４及び第６偏向器４２により光軸Ａに近づく方向に偏向され、第５偏向器３８により、光軸Ａと略平行になるように偏向される。また、電子ビームは、第３電子レンズ２８及び第４電子レンズ３２により、マスク３０に形成されたパターンの像がウェハ６４の表面に焦点が合うように調整され、第５電子レンズ４０によりパターン像の回転量が調整され、第６電子レンズ４６及び第７電子レンズ５０により、パターン像の縮小率が調整される。それから、電子ビームは、主偏向器５６及び副偏向器５８により、ウェハ６４上の所定のショット領域に照射されるように偏向される。本実施形態では、主偏向器５６が、ショット領域を複数含むサブフィールド間で電子ビームを偏向し、副偏向器５８が、サブフィールドにおけるショット領域間で電子ビームを偏向する。所定のショット領域に偏向された電子ビームは、電子レンズ５２及び電子レンズ６６によって調整されて、ウェハ６４に照射される。これによって、ウェハ６４上の所定のショット領域には、マスク３０に形成されたパターンの像が転写される。
【００３３】
所定の露光時間が経過した後、ショット制御部８６が、電子ビームがウェハ６４を照射しないように、第１ブランキング電極２４及び第２ブランキング電極３６を制御して、電子ビームを偏向させる。以上のプロセスにより、ウェハ６４上の所定のショット領域に、マスク３０に形成されたパターンが露光される。次のショット領域に、マスク３０に形成されたパターンを露光するために、マスク用投影系１１２において、電子レンズ２０及び偏向器（１８、２２、２６）は、ウェハ６４に転写するパターンを有するブロックに電子ビームを照射できるように調整される。焦点調整レンズ系１１４において、電子レンズ（２８、３２）は、電子ビームのウェハ６４に対する焦点が合うように調整される。また、ウェハ用投影系１１６において、電子レンズ（４０、４６、５０、５２、６６）及び偏向器（３４、３８、４２、５６、５８）は、ウェハ６４の所定の領域にパターン像を転写できるように調整される。
【００３４】
具体的には、副偏向器５８は、マスク用投影系１１２により生成されたパターン像が、次のショット領域に露光されるように電界を調整する。この後、上記と同様に当該ショット領域にパターンを露光する。サブフィールド内の露光すべきショット領域のすべてにパターンを露光した後に、主偏向器５６は、次のサブフィールドにパターンを露光できるように磁界を調整する。電子ビーム露光装置１００は、この露光処理を、繰り返し実行することによって、所望の回路パターンを、ウェハ６４に露光することができる。
【００３５】
図３（ａ）は、検出パターンビーム生成マスク２５０の一例である。検出パターンビーム生成マスク２５０は、電子ビームを透過する透過領域２５２を所定の間隔ａで複数、有する。例えば、検出パターンビーム生成マスク２５０は、検出パターンビームを走査した場合に、走査している期間における反射電子量が、所定の周期でほぼ同一量変化するように、透過領域２５２を複数有する。例えば、検出パターンビーム生成マスク２５０は、透過領域２５２と電子ビームを透過しない非透過領域とを所定の方向に交互に有する。所定の方向は、検出パターンビームを走査する方向である。例えば、複数の透過領域２５２は、それぞれ同一の大きさである。また、所定の方向における第一の透過領域と第二の透過領域の間隔は、マスク３０が有する露光パターンマスクが有する照射領域の最も狭い間隔とほぼ等しくなるように形成されることが好ましい。
【００３６】
例えば、検出パターンビーム生成マスク２５０が有する第一の透過領域２５２と第二の透過領域２５２との間隔は、ウェハ６４に露光するパターンの形状に基づいて設定されることが好ましい。例えば、検出パターンビーム生成マスク２５０が有する第一の透過領域２５２と第二の透過領域２５２との間隔は、露光パターンマスクが有する透過領域と透過領域とのうち最も狭い間隔とほぼ同一であることが好ましい。
【００３７】
検出パターンビーム生成マスク２５０が有する第一の透過領域２５２と第二の透過領域２５２との間隔を、ウェハ６４に露光するパターンの形状に基づいて設定することにより、ウェハ６４にパターンを露光するときに近い状況で焦点位置の調整ができる。電子ビームは、電子間に働くクーロン力によりぼけが生じる。ウェハ６４に露光するパターンの形状に基づいて透過領域２５２の間隔を設定することにより、それぞれの透過領域２５２を透過した電子ビーム間に働くクーロン力による影響を含めて焦点位置の調整ができる。
【００３８】
図３（ｂ）は、透過領域２５２の一例である。透過領域２５２が、幅ｗ、長さｌの場合、例えば、透過領域２５２の幅ｗは、図３（ａ）を用いて説明した複数の透過領域２５２が設けられる間隔ａと同一の幅ｗである。従って、検出パターンビーム生成マスク２５０は、ほぼ同一の大きさを有した電子ビームを照射する領域を交互に有する（ライン：スペース＝１：１）検出パターンビームを生成することができる。電子ビーム露光装置１００は、検出パターンビーム生成マスク２５０を用いて生成された検出パターンビームにより焦点位置が合っているか否かを判定する。
【００３９】
図４は、検出パターンビームを焦点検出用マーク１６２上に走査している期間における、焦点検出用マーク１６２と検出パターンビームの時間的な位置関係を示す。図４において、検出パターンビームは４つの電子ビームを照射する照射領域（２５３ａ、２５３ｂ、２５３ｃ、２５３ｄ、２５３ｄ及び２５３ｅ）を有する。また、図４において、それぞれの照射領域は幅Ｂｗであり、それぞれの照射領域の間隔はＳｗであるとする。また、検出パターンビームは、照射領域２５３の長手方向の辺と、焦点検出用マーク１６２の長手方向の辺とが平行になるように走査される。
【００４０】
図４（ａ）は、時刻ｔ＝ｔ０における焦点検出用マーク１６２と検出パターンビームの位置関係を示す。時刻ｔ０において検出パターンビームが有する照射領域は焦点検出用マーク１６２を照射していないので、電子検出器６０は反射電子を検出しない。
【００４１】
図４（ｂ）は、時刻ｔ＝ｔ１における焦点検出用マーク１６２と検出パターンビームの位置関係を示す。時刻ｔ１において、照射領域２５３ａが焦点検出用マーク１６２を照射しているので、電子検出器６０は照射領域２５３ａによる反射電子を検出する。
【００４２】
図４（ｃ）は、時刻ｔ＝ｔ２における焦点検出用マーク１６２と検出パターンビームの位置関係を示す。時刻ｔ２において、照射領域２５３ａ及び照射領域２５３ｂが焦点検出用マーク１６２を照射しているので、電子検出器６０は照射領域２５３ａ及び照射領域２５３ｂによる反射電子を検出する。検出パターンビームは一定の速度で走査されるので、照射領域２５３ａが焦点検出用マーク１６２を照射し始めてから、時刻ｔ２まで反射電子量は増加する。
【００４３】
図４（ｄ）は、時刻ｔ３における焦点検出用マーク１６２と検出パターンビームの位置関係を示す。時刻ｔ３において、照射領域２５３ａは焦点検出用マーク１６２からはずれ、照射領域２５３ｂだけが焦点検出用マーク１６２を照射しているので、電子検出器６０は照射領域２５３ｂによる反射電子を検出する。時刻ｔ２から時刻ｔ３において、反射電子量は照射領域２５３ａが焦点検出用マーク１６２から外れるにつれて減少する。
【００４４】
図４（ｅ）は、時刻ｔ４における焦点検出用マーク１６２と検出パターンビームの位置関係を示す。時刻ｔ４において、照射領域２５３ｂ及び照射領域２５３ｃが焦点検出用マーク１６２を照射しているので、電子検出器６０は、照射領域２５３ｂ及び照射領域２５３ｃによる反射電子を検出する。照射領域２５３ａが焦点検出用マーク１６２から外れると共に照射領域２５３ｃが焦点検出用マーク１６２を照射し始める。時刻ｔ３から時刻ｔ４において、照射領域２５３ｃが焦点検出用マーク１６２を照射するにつれて増加する。
【００４５】
従って、照射領域２５３を交互に有する検出パターンビームを走査することで、電子検出器６０は、一つの照射領域による反射電子量分変動を繰り返す電気信号を出力する。また、検出パターンビームは、同一の間隔で照射領域２５３を有するので、電子検出器６０が検出する反射電子量は一定の間隔で変動を繰り返す。従って、電子検出器６０は、所定の周期で変動する電気信号を反射電子処理部９０に出力する。
【００４６】
図５は、反射電子処理部９０の詳細な機能ブロック図の一例である。反射電子処理部９０は、増幅部２２０、微分処理部２２２、平均化処理部２２４及び信号出力部２２６を有する。増幅部２２０は、電子検出器６０から供給される電気信号を増幅して、増幅信号２３０を微分処理部２２２に出力する。微分処理部２２２は、増幅部２２０から供給される増幅信号２３０を微分処理して、微分信号２３２を平均化処理部２２４に出力する。平均化処理部２２４は、例えばフィルタであって微分処理部２２２から供給される微分信号２３２を平均化して信号出力部２２６に出力する。例えば、平均化処理部２２４はバンドパスフィルタであってよい。信号出力部２２６は、平均化処理部２２４から供給される電気信号を統括制御部１３０において処理できるように変換して統括制御部１３０に出力する。例えば、信号出力部２２６は、アナログ信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器であってよい。
【００４７】
図６（ａ）は、図５を用いて説明した増幅部２２０が出力する増幅信号２３０の一例である。図６（ａ）において、横軸は時間を示し、縦軸は反射電子量を示す。図４を用いて図６（ａ）を説明する。時刻ｔ０のとき、照射領域２５３ａは焦点検出用マーク１６２を照射しないので反射電子量はほぼ０である。照射領域２５３ａが焦点検出用マーク１６２を照射し始めて、時刻ｔ２になるまで反射電子量は最大反射電子量Ｎまで増加する。時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、照射領域２５３ａが焦点検出用マーク１６２から外れるにつれて反射電子量は変動反射電子量Ｓだけ減少する。時刻ｔ３から時刻ｔ４まで、照射領域２５３ｃが焦点検出用マーク１６２を照射するにつれて反射電子量は、最大反射電子量Ｎまで増加する。以後、照射領域２５３ｄが焦点検出用マーク１６２を照射するまで変動反射電子量Ｓの変動を繰り返す。照射領域２５３ｅの全領域が焦点検出用マーク１６２を照射すると、反射電子量は減少を続けてほぼ０になる。
【００４８】
焦点検出用マーク１６２の大きさは、電子検出器６０の反射電子の検出性能に基づいて設定されることが好ましい電子検出器６０は、焦点検出用マーク１６２による電子量が多くなりすぎると、飽和してしまい検出感度が低下する。従って、焦点検出用マーク１６２は、焦点検出用マーク１６２により反射される反射電子量が、電子検出器６０の検出感度を低下させない程度になるような大きさであることが好ましい。また、最大反射電子量Ｎに対する変動反射電子量Ｓの割合が、所定の値より大きくなるように焦点検出用マーク１６２の大きさが設定されることが好ましい。所定の値より大きくなるように焦点検出用マーク１６２の大きさを設定することで、照射領域２５３の各々による反射電子量の変動を検出しやすくなる。照射領域２５３の各々による反射電子量の変動を検出しやすいので、焦点位置のずれによる電子ビームのぼけを検出しやすくなる。
【００４９】
例えば、焦点検出用マーク１６２は、検出パターンビームに含まれる照射領域の数より少ない数の照射領域の電子ビームを同時に反射できる大きさであることが好ましい。更に、１つの照射領域による反射電子量を単位反射電子量と定義した場合に、焦点検出用マーク１６２は、最大反射電子量が単位反射電子量の整数倍になるような大きさであることが好ましい。特に、焦点検出用マーク１６２の所定の方向の長さは、透過領域における所定の方向の長さの奇数倍であることが好ましい。焦点検出用マーク１６２は、電子検出器６０の検出性能、検出ビームに含まれる照射領域の数、最大反射電子量Ｎに対する変動反射電子量Ｓの割合に基づいて大きさが設定される。従って、焦点検出用マーク１６２は微細である。焦点検出用マーク１６２を微細にすることにより、各々の照射領域２５３による反射電子量を計測し易くなり、焦点位置が合っているか否かの判定を精度良く行うことができる。
【００５０】
図６（ｂ）は、微分処理部２２２から出力される微分信号２３２の一例である。微分信号２３２は、増幅信号２３０を微分した信号であり、増幅信号２３０の時間ごとの反射電子量の増分である。従って、照射領域２５３ａが焦点検出用マーク１６２を照射し始めた直後に微分値は増加し、反射電子量が極値のときに微分値は０になる。時刻ｔ０から時刻ｔ２の間に微分値は最大値Ｍａｘをとる。照射領域２５３が焦点検出用マーク１６２を外れることにより反射電子量が減少する時刻ｔ２から時刻ｔ３の間に微分値は最小値Ｍｉｎと異なる極小値Ｍｉｎ’をとる。また、照射領域２５３が焦点検出用マーク１６２を照射し始めることにより反射電子量が増加する時刻ｔ３から時刻ｔ４の間に微分値は最大値Ｍａｘと異なる極大値Ｍａｘ’をとる。反射電子が変動電子量Ｓで変動している期間にわたり、微分値も極小値Ｍｉｎ’と極大値Ｍａｘ’との間を変動する。照射領域２５３ｅの全領域が焦点検出用マーク１６２を照射し、反射電子量が減少を続けてほぼ０になる間に微分値は最小値Ｍｉｎをとる。
【００５１】
統括制御部１３０は、この微分値の変動量に基づいて焦点位置が合っているか否かを判定する。焦点位置が合っている場合、微分値の変動量は大きくなる。焦点位置が合っていない場合、微分値の変動量は、焦点位置が合っている場合に比べて小さくなる。統括制御部１３０は、微分値から一意に定まる判定値を算出して判定値に基づいて焦点が合っているか否かを判定してもよい。例えば、最大値Ｍａｘから極小値Ｍｉｎ’を減じた値を第１変動幅Ｉｍａｘ、最大値Ｍａｘから極大値Ｍａｘ’を減じた値を第２変動幅Ｉｍｉｎとした場合、統括制御部１３０は、判定値を次式で算出してもよい。
【００５２】
判定値＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）
焦点位置が合うにつれて判定値は大きくなる。統括制御部１３０は、焦点位置を調整させる焦点設定値を電子レンズ制御部８８に出力する。統括制御部１３０は、この焦点設定値に基づいて調整された焦点位置毎に判定値を算出する。統括制御部１３０は、判定値が極大になった焦点位置を焦点位置が合っていると判定する。また、例えば、統括制御部１３０は、焦点位置が合っていると判定した焦点位置に調整するための焦点設定値を格納してもよい。焦点位置が合っていると判定した焦点設定値を格納することで、統括制御部１３０は、格納した焦点設定値に基づいて焦点位置を合わせることができる。
【００５３】
図７（ａ）は、焦点位置が合っているときの、検出パターンビームが有するそれぞれの照射領域２５３の電流分布を示す。焦点位置が合っている場合、非照射領域と照射領域２５３は急激に電流量が変化する。図７（ｂ）は、焦点位置が合っていないときの、検出パターンビームが有するそれぞれの照射領域２５３の電流分布を示す。焦点位置が合っていない場合、非照射領域と照射領域２５３は徐々に電流量が変化する。
【００５４】
図８（ａ）は、焦点位置が合っている場合の増幅信号２３０と、焦点位置が合っていない場合の増幅信号２３０’を示す。増幅信号２３０の変動反射電子量Ｓは、増幅信号２３０’の変動反射電子量Ｓ’より大きい。図８（ｂ）は、焦点位置が合っている場合の微分信号２３２と、焦点位置が合っていない場合の微分信号２３２’を示す。焦点位置が合っている場合、微分信号２３２は急激に変化する。焦点位置が合っていない場合、微分信号２３２’は緩やかに変化する。統括制御部１３０は、微分値の変化量に基づいて焦点位置が合っているか否かを判定する。
【００５５】
図９は、所定の電子ビームの電流量における焦点調整方法のフローチャートである。統括制御部１３０は、電子銃１２から放射する電子ビームの電流量を所定の電流量に設定することを指定する電流値設定値を電子ビーム電流制御部９４に出力する（Ｓ１０）。電子ビーム電流制御部９４は、電流設定値に基づいて電子銃１２から放射される電子ビームの電流量を調整する。
【００５６】
統括制御部１３０は、電子レンズの焦点位置を調整することを指定するレンズ制御値を電子レンズ制御部８８に出力する（Ｓ１２）。電子レンズ制御部８８は、レンズ制御値に基づいて電子レンズの焦点位置を調整する。例えば、電子レンズ制御部８８はレンズ制御値に基づいて、電子レンズに供給する電流量を調整する。マスク用投影系１１２は電子ビームを偏向して、検出パターンビーム生成マスク２５０に照射する。ウェハ用投影系１１６は、検出パターンビーム生成マスク２５０を透過することにより生成された検出パターンビームを偏向して、焦点検出用マーク１６２上を走査する。電子検出器６０は、検出パターンビームを走査することにより反射される反射電子量を検出する（Ｓ１４）。
【００５７】
反射電子処理部９０は、電子検出器６０から供給される電気信号に基づいて、微分信号２３２を生成して、統括制御部１３０に出力する。統括制御部１３０は、反射電子処理部９０から供給される微分信号に基づいて判定値を算出する（Ｓ１６）。統括制御部１３０は、電子レンズ制御部８８において電子レンズの焦点位置を調整できる全てのレンズ制御値を設定したか否かを判定する（Ｓ１８）。全てのレンズ制御値を設定していない場合、統括制御部１３０は、新たにレンズ制御値を設定する（Ｓ１２）。全てのレンズ制御値を設定した場合、統括制御部１３０は、判定値が極大になるレンズ制御値を見つけ、このレンズ制御値で調整された電子レンズの焦点位置が焦点位置が合っている位置と判定する（Ｓ２０）。統括制御部１３０は、電子ビーム電流制御部９４に出力した電流設定値と、電子レンズ制御部８８に出力したレンズ制御値とを対応付けて格納する。従って、統括制御部１３０は、所定の電流量ごとに、レンズ制御値を格納することができる。
【００５８】
電子間にクーロン力が働くので、露光パターンビームによりウェハ６４の表面近傍にパターン像を結像させる焦点位置は、マスク３０の各パターンに含まれる電子ビームを透過する透過領域の開口率によって変化する。従って、電子ビーム露光装置１００において、精度良くウェハ６４にパターンを露光するためには、露光するパターンの開口率に応じて、対物レンズを通過する電子ビームの総電流量が変化するので、基準となる焦点位置から、電流量に応じて焦点位置を変更する必要がある。開口率に応じて変更された焦点位置をリフォーカスと定義する。また、基準となる焦点位置からリフォーカスまでの距離をリフォーカス量Ｒｆと定義する。リフォーカス量Ｒｆは、
【００５９】
Ｒｆ＝ｒｆｃ×Ｓ
で与えられる。ここで、ｒｆｃはリフォーカス係数であって、電子銃１２から放射される電子ビームの電流量で一意に決まる値である。また、Ｓは、パターンの開口部分の面積である。電子ビーム露光装置１００は、露光するパターンの開口面積に応じてリフォーカス量Ｒｆを調整する。図２を用いて説明したウェハ用投影系１１６は、リフォーカス量Ｒｆをパターン毎に調整するために応答性の高いリフォーカスレンズを有する。例えば、電界により焦点を調整する電子レンズであってよい。統括制御部１３０は、ウェハ６４に露光するパターンの開口面積に応じてリフォーカス量Ｒｆを算出し、算出したリフォーカス量Ｒｆに焦点位置を合わせるようにリフォーカスレンズを調整する。
【００６０】
本発明により、リフォーカス係数ｒｆｃを精度良く決定することができる。リフォーカス係数ｒｆｃを決定する場合、リフォーカス係数ｒｆｃは、検出パターンビーム生成マスク２５０の開口面積Ｓと、焦点位置が合っていると判定したときの焦点位置とに基づいて決定する。本発明により焦点位置が合っているか否かを精度良く判定することができるので、リフォーカス量Ｒｆを精度良く決めることができる。従って、リフォーカス係数ｒｆｃを精度良く決定することができる。リフォーカス係数ｒｆｃを精度良く決定することができるので、パターンの開口面積に応じて精度良くリフォーカス量Ｒｆを設定することができる。また、リフォーカス係数ｒｆｃは、電子銃１２から放射される電子ビームの電流量に一意に決まる値なので、露光に使用する電子ビームの電流量ごとにリフォーカス係数ｒｆｃを決定する。従って、本発明により電流量ごとにリフォーカス係数ｒｆｃを決定することができる。
【００６１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。こうした変更例として以下のものがある。
【００６２】
第１の変更例として、統括制御部１３０は、微分信号２３２に含まれるほぼ同一の振幅で周期的に変化する微分信号部分の変曲点と変曲点の距離に基づいて焦点位置が合っているか否かを判定してもよい。図１０は、微分信号２３２の一例を示す。例えば、統括制御部１３０は、図１０の示される編曲点間の距離ｄに基づいて焦点位置が合っているか否かを判定する。統括制御部１３０は、距離ｄが最も狭くなったときの焦点位置を焦点位置が合っている位置と判定する。
【００６３】
第２の変更例として、統括制御部１３０は、微分信号２３２に基づいてウェハ用投影系１１６のパターン像の縮小率を計測してもよい。例えば、統括制御部１３０は、微分信号２３２に含まれるほぼ同一の振幅で周期的に変化する微分信号部分の極値と極値の距離に基づいて縮小率を算出する。検出パターンビーム生成マスク２５０が有する第一の透過領域２５２と第二の透過領域２５２の間隔は予め決まっているので、第一の透過領域２５２と第二の透過領域２５２の間隔と、微分信号２３２に含まれる極値と極値の間隔に基づいて、ウェハ用投影系１１６の縮小率を算出することができる。例えば、統括制御部１３０は、図１０に示される極大値と極大値の距離と、検出パターンビーム生成マスク２５０に形成された第一の透過領域２５２と第二の透過領域２５２の間隔に基づいて縮小率を計測する。従って、統括制御部１３０は、この計測に基づいてウェハ用投影系１１６の縮小率を精度よく調整することができる。
【００６４】
第３の変更例として、検出パターンビームを走査した場合に、走査している一部の期間における反射電子量が、所定の周期でほぼ同一量変化するように、検出パターンビーム生成マスク２５０は複数の照射領域を有すればよい。図１１は、検出パターンビーム生成マスク２５０の他の形態を示す。検出パターンビーム生成マスク２５０は、透過領域２５４、透過領域２５６ａ及び透過領域２５６ｂを複数有する。透過領域２５６ａ及び透過領域２５６ｂの透過面積は、透過領域２５４の透過面積の半分である。また、透過領域２５６ａ及び透過領域２５６ｂは、同時に焦点検出用マーク１６２を照射するように形成される。透過領域２５４と、透過領域２５６ａ及び２５６ｂは、一定の間隔で形成される。従って、図１１に示す検出パターンビーム生成マスク２５０により生成された検出パターンビームを走査した場合、走査している一部の期間における反射電子量が、所定の周期でほぼ同一量変化する。検出パターンビーム生成マスク２５０は、図３を用いて説明した透過領域２５２を交互に有するマスク以外にも、色々と考えられることは当業者に明らかである。
【００６５】
第４の変更例として、電子ビーム露光装置１００は、電子銃１２が放射する電子ビームの電流量ごとにリフォーカス係数ｒｆｃを格納してもよい。また、露光に使用するパターンと、パターンの開口率に基づいて算出されるリフォーカス量Ｒｆとを対応付けて格納してもよい。
【００６６】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば電子レンズの焦点位置が合っているか否かを判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の電子レンズの焦点位置を検出する方法を示す。
【図２】本発明の１実施形態に係る電子ビーム露光装置１００の構成図である。
【図３】検出パターンビーム生成マスク２５０の一例である。
【図４】焦点検出用マーク１６２と検出パターンビームの時間的な位置関係を示す図である。
【図５】反射電子処理部９０の詳細な機能ブロック図の一例である。
【図６】増幅信号２３０の一例である。
【図７】照射領域２５３の電流分布を示す。
【図８】焦点位置が合っている場合の増幅信号２３０と、焦点位置が合っていない場合の増幅信号２３０’を示す。
【図９】所定の電子ビームの電流量における焦点調整方法のフローチャートである。
【図１０】微分信号２３２の一例である。
【図１１】検出パターンビーム生成マスク２５０の一例である。
【符号の説明】
１０・・・筐体、１２・・・電子銃、１４・・・第１電子レンズ、１６・・・スリット部、１８・・・第１偏向器、２０・・・第２電子レンズ、２２・・・第２偏向器、２４・・・第１ブランキング偏向器、２６・・・第３偏向器、２８・・・第３電子レンズ、３０・・・マスク、３２・・・第４電子レンズ、３４・・・第４偏向器、３６・・・第２ブランキング偏向器、３８・・・第５偏向器、４０・・・第５電子レンズ、４２・・・第６偏向器、４６・・・第６電子レンズ、４８・・・ラウンドアパーチャ、５０・・・第７電子レンズ、５２・・・第８電子レンズ、５６・・・主偏向器、５８・・・副偏向器、６０・・・電子検出器、６２・・・ウェハステージ、６４・・・ウェハ、６６・・・第９電子レンズ、６８・・・マスクステージ駆動部、７０・・・ウェハステージ駆動部、７２・・・マスクステージ、８２・・・偏向制御部、８４・・・マスクステージ制御部、８６・・・ブランキング電極制御部、８８・・・電子レンズ制御部、９０・・・反射電子処理部、９２・・・ウェハステージ制御部、１００・・・電子ビーム露光装置、１１０・・・電子ビーム照射系、１１２・・・マスク用投影系、１１４・・・焦点調整レンズ系、１１６・・・ウェハ用投影系、１２０・・・個別制御部、１３０・・・統括制御部、１４０・・・制御系、１５０・・・露光部、２２０・・・増幅部、２２２・・・微分処理部、２２４・・・平均化処理部、２２６・・・信号出力部、２３０・・・増幅信号、２３２・・・微分信号、２５０・・・検出パターンビーム生成マスク、２５２・・・透過領域、３００・・・電子銃、３０２・・・マスク、３０４・・・電子レンズ、３０６・・・マーク、３０８・・・テーブル、３１０・・・反射電子検出部、３１２・・・電子レンズ制御部、３１４・・・反射電子、３１５・・・矩形ビーム、３１６・・・焦点判定部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electron beam exposure apparatus and a focus detection method. In particular, the present invention relates to a method for detecting whether or not the focal position of an electron lens matches the position where an electron beam that has passed through a mask is imaged on the wafer surface, and an electron beam that detects the focal position by this focus detection method. The present invention relates to an exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows a method for detecting the focal position of a conventional electron lens. The electron gun 300 emits an electron beam. The mask 302 has a rectangular transmission area and generates a detection pattern beam 315. The electron beam that has passed through the mask 302 is formed in a rectangular shape. The electron lens 304 adjusts the focal position so that the detection pattern beam 315 forms an image on the surface of the mark 306. The deflector 305 deflects the detection pattern beam 315 and scans the surface of the mark 306 with the detection pattern beam 315. The reflected electron detector 310 detects the reflected electrons 314 reflected by scanning the mark 306 with the detection pattern beam 315, and outputs a detection signal to the focus determination unit 316. The focus determination unit 316 determines whether or not the focus position is correct based on the detection signal supplied from the backscattered electron detection unit 310. The focus determination unit 316 requests the electronic lens control unit 12 to change the focal position of the electronic lens 304. The electronic lens control unit 12 changes the focal position of the electronic lens 304 by controlling the amount of current supplied to the electronic lens 304.
[0003]
For example, the focus determination unit 316 determines that the focus position where the inclination of the detection signal is the largest is the focus position. For example, the focus determination unit 316 determines that the focus position where the inclination of the detection signal is the largest among the detection signals at a plurality of different focus positions is in focus.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the method of determining whether or not the focal position is based on the reflected electrons 314 obtained by scanning the mark 306 with the rectangular detection pattern beam 315 cannot be accurately determined.
[0005]
Therefore, an object of the present invention is to provide an electron beam exposure apparatus and a focus detection method that can solve the above-described problems. This object is achieved by a combination of features described in the independent claims. The dependent claims define further advantageous specific examples of the present invention.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The inventor of the present invention pays attention to the fact that the amount of change in reflected electrons due to the shift of the focal position is extremely small, and that the shape of the conventional detection pattern beam is different from the shape of the exposure pattern beam during exposure. I came to do.
[0007]
In order to solve the above-mentioned problem, a first aspect of the present invention is a focus detection method for detecting whether or not an image by an electron beam is formed on a desired imaging plane, and irradiates the electron beam. A generation step for generating a detection pattern beam having a plurality of irradiation areas, and a mark in a scanning period by scanning the detection pattern beam so as to pass a mark provided on a surface substantially the same as a desired imaging plane And a detection step of detecting whether or not an image is formed on a desired imaging plane based on a change in the amount of reflected electrons due to the focus detection method.
[0008]
According to another aspect of the present invention, when the detection pattern beam is scanned, the generation step is performed so that the amount of reflected electrons in a part of the scanning period changes by substantially the same amount in a predetermined period. May be generated. Further, the generation step may generate detection pattern beams having the same size of the plurality of irradiation regions. Further, the generation step may generate a detection pattern beam having an irradiation area larger than the number of irradiation areas simultaneously irradiated on the mark. Further, the generation step may generate detection pattern beams having rectangular irradiation areas having substantially the same shape in the scanning direction at substantially the same intervals. In the detection step, the detection pattern beam may be scanned so that the longitudinal direction of the mark and the longitudinal direction of the irradiation region are parallel to each other.
[0009]
The generation step may generate a detection pattern beam in which the interval between the irradiation regions is equal to the length of the irradiation region in the short direction. Further, a determination step for determining whether an image is formed on a desired imaging surface based on the amount of reflected electrons, an intensity adjustment step for performing the determination step while adjusting the lens strength of the electronic lens, And a step of determining the lens strength when the determination value uniquely determined based on the amount of reflected electrons takes an extreme value as a desired lens strength. Further, the determination value is different from the maximum value to the maximum value from the first fluctuation range Imax obtained by dividing the minimum value different from the minimum value from the maximum value obtained by differentiating the amount of reflected electrons in the scanning period. It may be a value obtained by dividing a value obtained by dividing the maximum value by subtracting the second fluctuation range Imin by a value obtained by adding the first fluctuation range Imax and the second fluctuation range Imin.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, there is provided an electron beam exposure apparatus for irradiating a wafer with a predetermined electronic circuit pattern by irradiating the electron beam, wherein the exposure pattern irradiates the electron beam in the same shape as the predetermined electronic circuit pattern. An exposure pattern beam generating unit for generating a beam, a detection pattern beam generating unit for generating a detection pattern beam having a plurality of irradiation regions for irradiating an electron beam, and an electron lens for forming an image on the wafer by the exposure pattern beam and the detection pattern beam A mark that reflects the detection pattern beam, a reflected electron detection unit that detects the amount of reflected electrons of the electron beam reflected by the mark, and a reflected electron during the scanning period when the detection pattern beam is scanned over the mark Focus detection that detects whether the focus position of the electron lens is aligned with the mark based on the change in the amount With the door, when it is detected that the focus position, an exposure pattern beam is irradiated to the wafer to expose a predetermined pattern on the wafer
An electron beam exposure apparatus is provided.
[0011]
In another aspect of the second aspect of the present invention, the detection pattern beam generation unit may include an electron gun that generates an electron beam and a detection pattern beam generation mask having a plurality of transmission regions that transmit the electron beam. Good. Further, the detection pattern beam generation mask may have a plurality of transmission regions so that when the detection pattern beam is scanned, the amount of reflected electrons during the scanning period changes by substantially the same amount at a predetermined period. . Further, the detection pattern beam generation mask may have transmission regions at the same interval in a predetermined direction. Further, the detection pattern beam generation mask may have a plurality of transmission regions of the same size. Further, the detection pattern beam generation mask may have a plurality of transmission regions at intervals equal to the length of the transmission region in a predetermined direction.
[0012]
In addition, the mark may have a size that can simultaneously reflect the electron beams in a smaller number of irradiation regions than the number of irradiation regions included in the detection pattern beam. Further, the length in the predetermined direction of the mark may be an odd multiple of the length in the predetermined direction in the transmission region. The detection pattern beam generation mask may be formed such that the width of the irradiation region of the detection pattern beam formed on the wafer passing through the transmission region is substantially equal to the minimum line width of the predetermined electronic circuit pattern. .
[0013]
The above summary of the invention does not enumerate all the necessary features of the present invention, and sub-combinations of these feature groups can also be the invention.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention. However, the following embodiments do not limit the claimed invention, and all combinations of features described in the embodiments are the solution of the invention. It is not always essential to the means.
[0015]
FIG. 2 is a block diagram of an electron beam exposure apparatus 100 according to one embodiment of the present invention. The electron beam exposure apparatus 100 includes an exposure unit 150 for performing a predetermined exposure process on the wafer 64 with an electron beam, and a control system 140 for controlling the operation of each component of the exposure unit 150.
[0016]
The exposure unit 150 deflects the electron beam irradiated from the electron beam irradiation system 110 and the electron beam irradiation system 110 inside the housing 10 and forms an image of the electron beam in the vicinity of the mask 30. A mask projection system 112 for adjusting the position, a focus adjustment lens system 114 for adjusting the imaging position of the electron beam in the vicinity of the wafer 64, and the electron beam passing through the mask 30 on the wafer 64 placed on the wafer stage 62. An electron optical system that includes a wafer projection system 116 that deflects a predetermined region and adjusts the orientation and size of the pattern image transferred to the wafer 64 is provided.
[0017]
The exposure unit 150 also includes a mask stage 72 on which a mask 30 having a plurality of blocks each formed with a pattern to be exposed on the wafer 64 is mounted, a mask stage driving unit 68 that drives the mask stage 72, and a pattern. A stage system including a wafer stage 62 on which a wafer 64 to be exposed is placed and a wafer stage driving unit 70 for driving the wafer stage 62 is provided. Further, the exposure unit 150 includes an electron detector 60 that detects electrons scattered from the wafer stage 62 side and converts them into an electrical signal corresponding to the amount of scattered electrons for adjusting the electron optical system. The wafer stage 62 is a focal point used to detect whether or not the target mark member 160 used for adjusting the deflection amount and / or the beam shape of the electron beam and the focal position of the focusing lens system 114 are in alignment. And a detection mark 162. For example, the target mark member 160 and the focus detection mark 162 are formed of heavy metals such as platinum, gold, tungsten, and tantalum having a large amount of electrons.
[0018]
The electron beam irradiation system 110 includes a first electron lens 14 that determines a focal position of an electron beam by an electron gun 12 that generates an electron beam, and a slit portion 16 in which a rectangular opening (slit) that allows the electron beam to pass is formed. And have. Since the electron gun 12 takes a predetermined time to generate a stable electron beam, the electron gun 12 may always generate an electron beam during the exposure processing period. The slit is preferably formed in accordance with the shape of a block including a predetermined pattern formed on the mask 30. In FIG. 2, the optical axis of the electron beam when the electron beam irradiated from the electron beam irradiation system 110 is not deflected by the electron optical system is represented by a one-dot chain line A.
[0019]
The mask projection system 112 includes a first deflector 18, a second deflector 22, and a third deflector 26 as mask deflection systems that deflect an electron beam, and a mask focus system that adjusts the focus of the electron beam. The second electron lens 20 and the first blanking electrode 24 are provided. The first deflector 18 and the second deflector 22 perform deflection by irradiating a predetermined region on the mask 30 with an electron beam. For example, the predetermined area may be a block having a pattern to be transferred to the wafer 64. When the electron beam passes through the pattern, the cross-sectional shape of the electron beam becomes the same shape as the pattern. An image of an electron beam that has passed through a block on which a predetermined pattern is formed is defined as a pattern image. The third deflector 26 deflects the trajectory of the electron beam that has passed through the first deflector 18 and the second deflector 22 substantially parallel to the optical axis A. The second electron lens 20 has a function of forming an image of the opening of the slit portion 16 on the mask 30 placed on the mask stage 72. The mask 30 includes an exposure pattern mask for generating an exposure pattern beam for exposing a predetermined pattern on the wafer 64 and a detection pattern beam generation mask for generating a detection pattern beam for detecting a focal position. 250.
[0020]
The focus adjustment lens system 114 includes a third electron lens 28 and a fourth electron lens 32. The third electron lens 28 and the fourth electron lens 32 focus the electron beam on the wafer 64. The wafer projection system 116 includes a fifth electron lens 40, a sixth electron lens 46, a seventh electron lens 50, an eighth electron lens 52, a ninth electron lens 66, a fourth deflector 34, A fifth deflector 38, a sixth deflector 42, a main deflector 56, a sub deflector 58, a second blanking electrode 36, and a round aperture unit 48.
[0021]
The pattern image rotates depending on the set value of the lens intensity. The fifth electron lens 40 adjusts the amount of rotation of the pattern image of the electron beam that has passed through a predetermined block of the mask 30. The sixth electron lens 46 and the seventh electron lens 50 adjust the reduction ratio of the pattern image transferred to the wafer 64 with respect to the pattern formed on the mask 30. The eighth electron lens 52 and the ninth electron lens 66 function as an objective lens. The fourth deflector 34 and the sixth deflector 42 deflect the electron beam in the direction of the optical axis A downstream of the mask 30 with respect to the traveling direction of the electron beam. The fifth deflector 38 deflects the electron beam so as to be substantially parallel to the optical axis A. The main deflector 56 and the sub deflector 58 deflect the electron beam so that a predetermined region on the wafer 64 is irradiated with the electron beam. In the present embodiment, the main deflector 56 is used to deflect an electron beam between subfields including a plurality of regions (shot regions) that can be irradiated with one shot of an electron beam, and the subdeflector 58 is used as a subfield. Is used for deflection between shot areas.
[0022]
The round aperture 48 has a circular opening (round aperture).
The first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 can turn on and off the electron beam in synchronization with each other at high speed. Specifically, the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 have a function of deflecting the electron beam so as to strike the outside of the round aperture. Have. That is, the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 can control the amount of the electron beam that reaches the wafer 64 without causing displacement of the pattern image formed on the wafer 64. . Therefore, the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 can prevent the electron beam from traveling downstream from the round aperture 48 with respect to the traveling direction of the electron beam. Since the electron gun 12 always irradiates an electron beam during the exposure processing period, the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 further expose the pattern when changing the pattern to be transferred to the wafer 64. When changing the region of the wafer 64, it is desirable to deflect the electron beam so that the electron beam does not travel downstream from the round aperture 48.
[0023]
The control system 140 includes an overall control unit 130 and an individual control unit 120. The individual control unit 120 includes an electron beam current control unit 94, a deflection control unit 82, a mask stage control unit 84, a shot control unit 86, an electron lens control unit 88, a backscattered electron processing unit 90, and a wafer stage control. Part 92. The overall control unit 130 is a workstation, for example, and performs overall control of each control unit included in the individual control unit 120. The electron beam current control unit 94 controls the amount of current of the electron beam emitted from the electron gun 12. The electron gun 12 can adjust the amount of current by a control signal supplied from the electron beam current control unit 94. The deflection control unit 82 includes the first deflector 18, the second deflector 22, the third deflector 26, the fourth deflector 34, the fifth deflector 38, the sixth deflector 42, the main deflector 56, and the sub-deflector. The device 58 is controlled. The mask stage control unit 84 controls the mask stage driving unit 68 to move the mask stage 72.
[0024]
The shot control unit 86 controls the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36. In the present embodiment, the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 are controlled so as to irradiate the wafer 64 with an electron beam at the time of exposure, and not to reach the wafer 64 at times other than the exposure. Is desirable. The electron lens control unit 88 includes the first electron lens 14, the second electron lens 20, the third electron lens 28, the fourth electron lens 32, the fifth electron lens 40, the sixth electron lens 46, the seventh electron lens 50, The current supplied to the eighth electron lens 52 and the ninth electron lens 66 is controlled. The backscattered electron processing unit 90 detects digital data indicating the amount of electrons based on the electrical signal detected by the electron detection unit 60.
[0025]
The wafer stage control unit 92 moves the wafer stage 62 to a predetermined position by the wafer stage driving unit 70.
[0026]
An operation of the electron beam exposure apparatus 100 according to the present embodiment will be described. The electron beam exposure apparatus 100 performs adjustment processing for adjusting the configuration of the electron optical system and the like in advance before performing exposure processing. In the following, first, the adjustment process of the electron optical system before the exposure process will be described. The wafer stage 62 includes a target mark member 160 that is used to adjust the focus and the degree of deflection of the electron beam. The target mark member 160 is preferably provided on the wafer stage 62 at a location other than the area where the wafer is placed.
[0027]
First, in order to focus the electron beam, the mask projection system 112 performs deflection so that the detection pattern beam generation mask 250 that generates the detection pattern beam is irradiated with the electron beam. The wafer stage control unit 92 moves the focus detection mark 162 provided on the wafer stage 62 to the vicinity of the optical axis A by the wafer stage driving unit 70. Next, the overall control unit 130 adjusts the focal position of each lens to a predetermined position. Further, the overall control unit 130 deflects the detection pattern beam generated by the detection pattern beam generation mask 250 and scans the focus detection mark 162. The electron detector 60 outputs an electrical signal corresponding to the reflected electrons generated when the focus detection mark 162 is irradiated with the electron beam. The reflected electron processing unit 90 performs predetermined processing on the electrical signal supplied from the electron detector 60 to detect the amount of reflected electrons and notify the overall control unit 130. The overall control unit 130 determines whether or not the lens system is in focus based on the detected amount of reflected electrons. The overall control unit 130 controls the current supplied to each electron lens so that the differential value of the detection waveform of the reflected electrons is maximized.
[0028]
For example, when the coordinate system of the electron beam exposure apparatus 100 is configured with a laser interferometer or the like as a reference in order to perform highly accurate exposure processing, there are an electron beam deflection coordinate system and an orthogonal coordinate system based on the laser interferometer. It must be strictly calibrated. Therefore, in order to adjust (calibrate) the deflection amount after focusing the electron beam, the wafer stage control unit 92 uses a predetermined mark for adjusting the deflection amount provided on the wafer stage 62 by the wafer stage driving unit 70. The target mark member 160 formed with is moved to the vicinity of the optical axis A.
[0029]
The deflector scans the deflection amount adjustment mark of the target mark member 160 with the electron beam a plurality of times, and the electron detector 60 detects the change of the reflected electrons reflected from the target mark member 160, and controls the overall control unit 130. Notify The overall control unit 130 can determine the edge of the mark and obtain the center position of the mark coordinate based on the detection waveform of the reflected electrons. By performing the above mark detection, calibration of the deflection coordinate system and the orthogonal coordinate system can be realized, and the deflector can irradiate a predetermined region on the wafer with an electron beam with high accuracy.
[0030]
Next, the operation of each component when the electron beam exposure apparatus 100 performs an exposure process will be described. On the mask stage 72, a mask 30 having a plurality of blocks on which a predetermined pattern is formed is placed, and the mask 30 is fixed at a predetermined position. On the wafer stage 62, a wafer 64 to be exposed is placed. The wafer stage control unit 92 moves the wafer stage 62 by the wafer stage driving unit 70 so that the area to be exposed of the wafer 64 is positioned in the vicinity of the optical axis A. Further, since the electron gun 12 always irradiates the electron beam during the exposure processing period, the shot control unit 86 performs the first control so that the electron beam that has passed through the opening of the slit portion 16 is not irradiated onto the wafer 64 before the exposure is started. The first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 are controlled. In the mask projection system 112, the electron lens 20 and the deflectors (18, 22, and 26) are adjusted so that the electron beam can be irradiated onto the block on which the pattern to be transferred to the wafer 64 is formed. In the focus adjustment lens system 114, the electron lenses (28, 32) are adjusted so that the electron beam is focused on the wafer 64. In the wafer projection system 116, the electron lens (40, 46, 50, 52, 66) and the deflector (34, 38, 42, 56, 58) can transfer the pattern image to a predetermined area of the wafer 64. To be adjusted.
[0031]
After the mask projection system 112, the focus adjustment lens system 114, and the wafer projection system 116 are adjusted, the shot control unit 86 stops the deflection of the electron beam by the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36. Thereby, as shown below, the electron beam is irradiated onto the wafer 64 through the mask 30. The electron gun 12 generates an electron beam, and the first electron lens 14 adjusts the focal position of the electron beam to irradiate the slit portion 16. Then, the first deflector 18 and the second deflector 22 deflect the electron beam that has passed through the opening of the slit portion 16 so as to irradiate a predetermined region on the mask 30 where the pattern to be transferred is formed. The electron beam that has passed through the opening of the slit portion 16 has a rectangular cross-sectional shape. The electron beams deflected by the first deflector 18 and the second deflector 22 are deflected by the third deflector 26 so as to be substantially parallel to the optical axis A. The electron beam is adjusted by the second electron lens 20 so that an image of the opening of the slit portion 16 is formed in a predetermined region on the mask 30.
[0032]
Then, the electron beam that has passed through the pattern formed on the mask 30 is deflected in a direction approaching the optical axis A by the fourth deflector 34 and the sixth deflector 42, and substantially the same as the optical axis A by the fifth deflector 38. It is deflected to be parallel. The electron beam is adjusted by the third electron lens 28 and the fourth electron lens 32 so that the pattern image formed on the mask 30 is focused on the surface of the wafer 64, and the pattern image is formed by the fifth electron lens 40. , And the reduction rate of the pattern image is adjusted by the sixth electron lens 46 and the seventh electron lens 50. Then, the electron beam is deflected by the main deflector 56 and the sub deflector 58 so as to irradiate a predetermined shot area on the wafer 64. In the present embodiment, the main deflector 56 deflects the electron beam between subfields including a plurality of shot regions, and the subdeflector 58 deflects the electron beam between shot regions in the subfield. The electron beam deflected to a predetermined shot area is adjusted by the electron lens 52 and the electron lens 66 and irradiated onto the wafer 64. As a result, the image of the pattern formed on the mask 30 is transferred to a predetermined shot area on the wafer 64.
[0033]
After a predetermined exposure time has elapsed, the shot controller 86 controls the first blanking electrode 24 and the second blanking electrode 36 so that the electron beam does not irradiate the wafer 64 to deflect the electron beam. By the above process, the pattern formed on the mask 30 is exposed to a predetermined shot area on the wafer 64. In order to expose the pattern formed on the mask 30 to the next shot region, the electron lens 20 and the deflectors (18, 22, 26) in the mask projection system 112 are blocks having a pattern to be transferred to the wafer 64. It is adjusted so that it can be irradiated with an electron beam. In the focus adjustment lens system 114, the electron lenses (28, 32) are adjusted so that the electron beam is focused on the wafer 64. In the wafer projection system 116, the electron lens (40, 46, 50, 52, 66) and the deflector (34, 38, 42, 56, 58) can transfer the pattern image to a predetermined area of the wafer 64. To be adjusted.
[0034]
Specifically, the sub deflector 58 adjusts the electric field so that the pattern image generated by the mask projection system 112 is exposed to the next shot area. Thereafter, the pattern is exposed to the shot area in the same manner as described above. After exposing the pattern to all of the shot areas to be exposed in the subfield, the main deflector 56 adjusts the magnetic field so that the pattern can be exposed in the next subfield. The electron beam exposure apparatus 100 can expose a desired circuit pattern onto the wafer 64 by repeatedly executing this exposure process.
[0035]
FIG. 3A is an example of the detection pattern beam generation mask 250. The detection pattern beam generation mask 250 has a plurality of transmission regions 252 that transmit electron beams at a predetermined interval a. For example, the detection pattern beam generation mask 250 has a plurality of transmission regions 252 such that when the detection pattern beam is scanned, the amount of reflected electrons during the scanning period changes by substantially the same amount at a predetermined period. For example, the detection pattern beam generation mask 250 alternately includes transmission regions 252 and non-transmission regions that do not transmit electron beams in a predetermined direction. The predetermined direction is a direction in which the detection pattern beam is scanned. For example, each of the plurality of transmission regions 252 has the same size. Further, it is preferable that the interval between the first transmission region and the second transmission region in a predetermined direction is formed to be substantially equal to the narrowest interval between the irradiation regions included in the exposure pattern mask included in the mask 30.
[0036]
For example, the interval between the first transmission region 252 and the second transmission region 252 included in the detection pattern beam generation mask 250 is preferably set based on the shape of the pattern exposed on the wafer 64. For example, the interval between the first transmission region 252 and the second transmission region 252 included in the detection pattern beam generation mask 250 is substantially the same as the narrowest interval between the transmission region and the transmission region included in the exposure pattern mask. Is preferred.
[0037]
When the pattern is exposed on the wafer 64 by setting the interval between the first transmission region 252 and the second transmission region 252 of the detection pattern beam generation mask 250 based on the shape of the pattern exposed on the wafer 64 The focus position can be adjusted in situations close to. The electron beam is blurred due to the Coulomb force acting between the electrons. By setting the interval between the transmission regions 252 based on the shape of the pattern exposed on the wafer 64, the focal position can be adjusted including the influence of the Coulomb force acting between the electron beams transmitted through the transmission regions 252.
[0038]
FIG. 3B is an example of the transmissive region 252. When the transmission region 252 has a width w and a length l, for example, the width w of the transmission region 252 is the same width w as the interval a in which the plurality of transmission regions 252 described with reference to FIG. is there. Therefore, the detection pattern beam generation mask 250 can generate detection pattern beams having alternating regions (line: space = 1: 1) that are irradiated with electron beams having substantially the same size. The electron beam exposure apparatus 100 determines whether or not the focus position is in accordance with the detection pattern beam generated using the detection pattern beam generation mask 250.
[0039]
FIG. 4 shows a temporal positional relationship between the focus detection mark 162 and the detection pattern beam during a period in which the detection pattern beam is scanned on the focus detection mark 162. In FIG. 4, the detection pattern beam has irradiation regions (253a, 253b, 253c, 253d, 253d, and 253e) that irradiate four electron beams. Further, in FIG. 4, each irradiation region has a width Bw, and the interval between the irradiation regions is Sw. The detection pattern beam is scanned so that the longitudinal side of the irradiation region 253 is parallel to the longitudinal side of the focus detection mark 162.
[0040]
FIG. 4A shows the positional relationship between the focus detection mark 162 and the detection pattern beam at time t = t0. Since the irradiation area of the detection pattern beam does not irradiate the focus detection mark 162 at time t0, the electron detector 60 does not detect the reflected electrons.
[0041]
FIG. 4B shows the positional relationship between the focus detection mark 162 and the detection pattern beam at time t = t1. At time t1, since the irradiation region 253a is irradiating the focus detection mark 162, the electron detector 60 detects reflected electrons from the irradiation region 253a.
[0042]
FIG. 4C shows the positional relationship between the focus detection mark 162 and the detection pattern beam at time t = t2. At time t2, since the irradiation region 253a and the irradiation region 253b irradiate the focus detection mark 162, the electron detector 60 detects the reflected electrons from the irradiation region 253a and the irradiation region 253b. Since the detection pattern beam is scanned at a constant speed, the amount of reflected electrons increases until time t2 after the irradiation region 253a starts to irradiate the focus detection mark 162.
[0043]
FIG. 4D shows the positional relationship between the focus detection mark 162 and the detection pattern beam at time t3. At the time t3, the irradiation area 253a is deviated from the focus detection mark 162, and only the irradiation area 253b is irradiating the focus detection mark 162, so the electron detector 60 detects the reflected electrons from the irradiation area 253b. From time t2 to time t3, the amount of reflected electrons decreases as the irradiated region 253a moves away from the focus detection mark 162.
[0044]
FIG. 4E shows the positional relationship between the focus detection mark 162 and the detection pattern beam at time t4. At time t4, since the irradiation region 253b and the irradiation region 253c irradiate the focus detection mark 162, the electron detector 60 detects reflected electrons from the irradiation region 253b and the irradiation region 253c. The irradiation area 253a deviates from the focus detection mark 162, and the irradiation area 253c starts to irradiate the focus detection mark 162. From time t3 to time t4, the irradiation area 253c increases as the focus detection mark 162 is irradiated.
[0045]
Accordingly, by scanning the detection pattern beam having the irradiation regions 253 alternately, the electron detector 60 outputs an electrical signal that repeats fluctuations by the amount of reflected electrons by one irradiation region. Moreover, since the detection pattern beam has the irradiation regions 253 at the same interval, the amount of reflected electrons detected by the electron detector 60 repeatedly fluctuates at a constant interval. Therefore, the electron detector 60 outputs an electrical signal that fluctuates at a predetermined period to the reflected electron processing unit 90.
[0046]
FIG. 5 is an example of a detailed functional block diagram of the backscattered electron processing unit 90. The reflected electron processing unit 90 includes an amplification unit 220, a differentiation processing unit 222, an averaging processing unit 224, and a signal output unit 226. The amplification unit 220 amplifies the electric signal supplied from the electron detector 60 and outputs the amplified signal 230 to the differentiation processing unit 222. The differential processing unit 222 performs differential processing on the amplified signal 230 supplied from the amplification unit 220 and outputs the differential signal 232 to the averaging processing unit 224. The averaging processing unit 224 is, for example, a filter and averages the differential signal 232 supplied from the differential processing unit 222 and outputs the averaged signal to the signal output unit 226. For example, the averaging processing unit 224 may be a band pass filter. The signal output unit 226 converts the electrical signal supplied from the averaging processing unit 224 so that it can be processed by the overall control unit 130 and outputs the converted signal to the overall control unit 130. For example, the signal output unit 226 may be an A / D converter that converts an analog signal into a digital signal.
[0047]
FIG. 6A is an example of the amplified signal 230 output from the amplification unit 220 described with reference to FIG. In FIG. 6A, the horizontal axis indicates time, and the vertical axis indicates the amount of reflected electrons. FIG. 6A will be described with reference to FIG. At time t0, the irradiation region 253a does not irradiate the focus detection mark 162, and therefore the amount of reflected electrons is almost zero. The amount of reflected electrons increases to the maximum amount of reflected electrons N until time t2 after the irradiation region 253a starts irradiating the focus detection mark 162. From time t2 to time t3, the amount of reflected electrons decreases by the amount of reflected electrons S as the irradiation region 253a moves away from the focus detection mark 162. From time t3 to time t4, the amount of reflected electrons increases to the maximum amount of reflected electrons N as the irradiation region 253c irradiates the focus detection mark 162. Thereafter, the fluctuation of the amount of reflected electrons S is repeated until the irradiation region 253d irradiates the focus detection mark 162. When the entire irradiation area 253e irradiates the focus detection mark 162, the amount of reflected electrons continues to decrease and becomes almost zero.
[0048]
The size of the focus detection mark 162 is preferably set based on the detection performance of the reflected electrons of the electron detector 60. The electron detector 60 is saturated when the amount of electrons by the focus detection mark 162 is excessive. As a result, the detection sensitivity decreases. Therefore, it is preferable that the focus detection mark 162 has such a size that the amount of reflected electrons reflected by the focus detection mark 162 does not decrease the detection sensitivity of the electron detector 60. In addition, it is preferable that the size of the focus detection mark 162 is set so that the ratio of the variable reflected electron amount S to the maximum reflected electron amount N is larger than a predetermined value. By setting the size of the focus detection mark 162 so as to be larger than a predetermined value, it becomes easy to detect the variation in the amount of reflected electrons due to each of the irradiation regions 253. Since it is easy to detect fluctuations in the amount of reflected electrons due to each of the irradiation regions 253, it is easy to detect blurring of the electron beam due to a shift in the focal position.
[0049]
For example, it is preferable that the focus detection mark 162 has a size capable of simultaneously reflecting the electron beams in a smaller number of irradiation regions than the number of irradiation regions included in the detection pattern beam. Further, when the amount of reflected electrons by one irradiation region is defined as the unit reflected electron amount, the focus detection mark 162 may be sized so that the maximum reflected electron amount is an integral multiple of the unit reflected electron amount. preferable. In particular, the length in the predetermined direction of the focus detection mark 162 is preferably an odd multiple of the length in the predetermined direction in the transmission region. The size of the focus detection mark 162 is set based on the detection performance of the electron detector 60, the number of irradiation regions included in the detection beam, and the ratio of the variable reflected electron amount S to the maximum reflected electron amount N. Therefore, the focus detection mark 162 is fine. By making the focus detection mark 162 finer, it becomes easier to measure the amount of reflected electrons from each irradiation region 253, and it is possible to accurately determine whether or not the focus position is correct.
[0050]
FIG. 6B is an example of the differential signal 232 output from the differential processing unit 222. The differential signal 232 is a signal obtained by differentiating the amplified signal 230 and is an increment of the amount of reflected electrons for each time of the amplified signal 230. Accordingly, the differential value increases immediately after the irradiation region 253a starts irradiating the focus detection mark 162, and the differential value becomes 0 when the amount of reflected electrons is an extreme value. The differential value takes the maximum value Max between time t0 and time t2. The differential value takes a minimum value Min ′ that is different from the minimum value Min from time t2 to time t3 when the amount of reflected electrons decreases when the irradiation region 253 deviates from the focus detection mark 162. Further, the differential value takes a maximum value Max ′ different from the maximum value Max between time t3 and time t4 when the amount of reflected electrons increases when the irradiation region 253 starts to irradiate the focus detection mark 162. Over the period in which the reflected electrons fluctuate with the variable electron quantity S, the differential value also fluctuates between the minimum value Min ′ and the maximum value Max ′. The entire area of the irradiation area 253e irradiates the focus detection mark 162, and the differential value takes the minimum value Min while the amount of reflected electrons continues to decrease and becomes almost zero.
[0051]
The overall control unit 130 determines whether or not the focus position is correct based on the variation amount of the differential value. When the focal position is correct, the amount of variation in the differential value increases. When the focal position is not correct, the amount of change in the differential value is smaller than that when the focal position is correct. The overall control unit 130 may calculate a determination value that is uniquely determined from the differential value, and determine whether the focus is achieved based on the determination value. For example, when the value obtained by subtracting the minimum value Min ′ from the maximum value Max is the first fluctuation range Imax, and the value obtained by subtracting the maximum value Max ′ from the maximum value Max is the second fluctuation range Imin, the overall control unit 130 determines You may calculate a value with following Formula.
[0052]
Determination value = (Imax−Imin) / (Imax + Imin)
The determination value increases as the focal position is matched. The overall control unit 130 outputs a focus setting value for adjusting the focus position to the electronic lens control unit 88. The overall control unit 130 calculates a determination value for each focus position adjusted based on the focus setting value. The overall control unit 130 determines that the focal position where the determination value is maximized is in focus. In addition, for example, the overall control unit 130 may store a focus setting value for adjustment to a focus position that is determined to be in focus. By storing the focus setting value that is determined to be in focus, the overall control unit 130 can adjust the focus position based on the stored focus setting value.
[0053]
FIG. 7A shows the current distribution in each irradiation region 253 of the detection pattern beam when the focal position is in focus. When the focal position is in alignment, the amount of current changes abruptly between the non-irradiated area and the irradiated area 253. FIG. 7B shows a current distribution of each irradiation region 253 included in the detection pattern beam when the focal position is out of focus. When the focal position is not matched, the amount of current gradually changes between the non-irradiated area and the irradiated area 253.
[0054]
FIG. 8 (a) shows an amplified signal 230 when the focal position is correct and an amplified signal 230 ′ when the focal position is not correct. The variable reflected electron amount S of the amplified signal 230 is larger than the variable reflected electron amount S ′ of the amplified signal 230 ′. FIG. 8B shows a differential signal 232 when the focal position is correct and a differential signal 232 ′ when the focal position is not correct. When the focal position is correct, the differential signal 232 changes rapidly. When the focal position is not correct, the differential signal 232 ′ changes slowly. The overall control unit 130 determines whether or not the focus position is correct based on the amount of change in the differential value.
[0055]
FIG. 9 is a flowchart of the focus adjustment method for a predetermined amount of electron beam current. The overall control unit 130 outputs, to the electron beam current control unit 94, a current value setting value that specifies that the current amount of the electron beam emitted from the electron gun 12 is set to a predetermined current amount (S10). The electron beam current control unit 94 adjusts the amount of electron beam current emitted from the electron gun 12 based on the current setting value.
[0056]
The overall control unit 130 outputs a lens control value designating adjustment of the focal position of the electronic lens to the electronic lens control unit 88 (S12). The electronic lens control unit 88 adjusts the focal position of the electronic lens based on the lens control value. For example, the electronic lens control unit 88 adjusts the amount of current supplied to the electronic lens based on the lens control value. The mask projection system 112 deflects the electron beam and irradiates the detection pattern beam generation mask 250. The wafer projection system 116 deflects the detection pattern beam generated by passing through the detection pattern beam generation mask 250 and scans the focus detection mark 162. The electron detector 60 detects the amount of reflected electrons reflected by scanning the detection pattern beam (S14).
[0057]
The reflected electron processing unit 90 generates a differential signal 232 based on the electrical signal supplied from the electron detector 60 and outputs the differential signal 232 to the overall control unit 130. The overall control unit 130 calculates a determination value based on the differential signal supplied from the backscattered electron processing unit 90 (S16). The overall control unit 130 determines whether or not all lens control values that can adjust the focal position of the electronic lens are set in the electronic lens control unit 88 (S18). If not all lens control values are set, the overall control unit 130 sets a new lens control value (S12). When all the lens control values are set, the overall control unit 130 finds the lens control value at which the determination value is maximized, and the focal position of the electronic lens adjusted by the lens control value matches the focal position. Determine (S20). The overall control unit 130 stores the current setting value output to the electron beam current control unit 94 and the lens control value output to the electronic lens control unit 88 in association with each other. Therefore, the overall control unit 130 can store the lens control value for each predetermined amount of current.
[0058]
Since the Coulomb force acts between the electrons, the focal position at which the pattern image is formed near the surface of the wafer 64 by the exposure pattern beam varies depending on the aperture ratio of the transmission region that transmits the electron beam included in each pattern of the mask 30. . Therefore, in order to accurately expose the pattern on the wafer 64 in the electron beam exposure apparatus 100, the total current amount of the electron beam passing through the objective lens changes according to the aperture ratio of the pattern to be exposed. It is necessary to change the focal position according to the amount of current from the focal position. The focus position changed according to the aperture ratio is defined as refocus. The distance from the reference focal position to the refocus is defined as a refocus amount Rf. The refocus amount Rf is
[0059]
Rf = rfc × S
Given in. Here, rfc is a refocus coefficient and is uniquely determined by the amount of current of the electron beam emitted from the electron gun 12. S is the area of the opening of the pattern. The electron beam exposure apparatus 100 adjusts the refocus amount Rf according to the opening area of the pattern to be exposed. The wafer projection system 116 described with reference to FIG. 2 has a highly responsive refocus lens in order to adjust the refocus amount Rf for each pattern. For example, it may be an electron lens that adjusts the focus by an electric field. The overall control unit 130 calculates the refocus amount Rf according to the opening area of the pattern exposed on the wafer 64, and adjusts the refocus lens so that the focal position is adjusted to the calculated refocus amount Rf.
[0060]
According to the present invention, the refocus coefficient rfc can be determined with high accuracy. When the refocus coefficient rfc is determined, the refocus coefficient rfc is determined based on the opening area S of the detection pattern beam generation mask 250 and the focus position when it is determined that the focus position is matched. According to the present invention, it is possible to accurately determine whether or not the focus position is in alignment, so that the refocus amount Rf can be determined with high accuracy. Therefore, the refocus coefficient rfc can be determined with high accuracy. Since the refocus coefficient rfc can be determined with high accuracy, the refocus amount Rf can be set with high accuracy according to the opening area of the pattern. Further, since the refocus coefficient rfc is a value uniquely determined by the amount of electron beam current emitted from the electron gun 12, the refocus coefficient rfc is determined for each amount of electron beam current used for exposure. Therefore, according to the present invention, the refocus coefficient rfc can be determined for each current amount.
[0061]
As mentioned above, although this invention was demonstrated using embodiment, the technical scope of this invention is not limited to the range as described in the said embodiment. Various changes or improvements can be added to the above embodiment. It is apparent from the description of the scope of claims that embodiments with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention. Examples of such changes include:
[0062]
As a first modification, the overall control unit 130 adjusts the focal position based on the distance between the inflection point and the inflection point of the differential signal portion that periodically changes with substantially the same amplitude included in the differential signal 232. It may be determined whether or not. FIG. 10 shows an example of the differential signal 232. For example, the overall control unit 130 determines whether or not the focus position is correct based on the distance d between the arrangement points shown in FIG. The overall control unit 130 determines that the focal position when the distance d is the smallest is the position where the focal position is in alignment.
[0063]
As a second modification, the overall control unit 130 may measure the reduction rate of the pattern image of the wafer projection system 116 based on the differential signal 232. For example, the overall control unit 130 calculates the reduction ratio based on the distance between the extreme value and the extreme value of the differential signal portion that periodically changes with substantially the same amplitude included in the differential signal 232. Since the interval between the first transmission region 252 and the second transmission region 252 included in the detection pattern beam generation mask 250 is determined in advance, the interval between the first transmission region 252 and the second transmission region 252 and the differential signal 232. The reduction rate of the wafer projection system 116 can be calculated based on the extreme value and the interval between the extreme values. For example, the overall control unit 130 is based on the distance between the maximum value and the maximum value shown in FIG. 10 and the distance between the first transmission region 252 and the second transmission region 252 formed on the detection pattern beam generation mask 250. Measure the reduction rate. Therefore, the overall control unit 130 can accurately adjust the reduction rate of the wafer projection system 116 based on this measurement.
[0064]
As a third modification, when the detection pattern beam is scanned, a plurality of detection pattern beam generation masks 250 are provided so that the amount of reflected electrons in a part of the scanning period changes by substantially the same amount in a predetermined cycle. It suffices to have an irradiation region. FIG. 11 shows another form of the detection pattern beam generation mask 250. The detection pattern beam generation mask 250 includes a plurality of transmission regions 254, transmission regions 256a, and transmission regions 256b. The transmission area of the transmission region 256 a and the transmission region 256 b is half of the transmission area of the transmission region 254. The transmissive region 256a and the transmissive region 256b are formed so as to irradiate the focus detection mark 162 at the same time. The transmissive region 254 and the transmissive regions 256a and 256b are formed at regular intervals. Therefore, when the detection pattern beam generated by the detection pattern beam generation mask 250 shown in FIG. 11 is scanned, the amount of reflected electrons in a part of the scanning period changes by substantially the same amount at a predetermined period. It is obvious to those skilled in the art that the detection pattern beam generation mask 250 can be considered in various ways other than the mask having the transmissive regions 252 alternately described with reference to FIG.
[0065]
As a fourth modification, the electron beam exposure apparatus 100 may store a refocus coefficient rfc for each amount of electron beam current emitted by the electron gun 12. Further, a pattern used for exposure and a refocus amount Rf calculated based on the aperture ratio of the pattern may be stored in association with each other.
[0066]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, according to the present invention, it can be determined whether or not the focal position of the electron lens is in alignment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a method for detecting a focal position of a conventional electron lens.
FIG. 2 is a block diagram of an electron beam exposure apparatus 100 according to an embodiment of the present invention.
3 is an example of a detection pattern beam generation mask 250. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing a temporal positional relationship between a focus detection mark 162 and a detection pattern beam.
FIG. 5 is an example of a detailed functional block diagram of a backscattered electron processing unit 90;
6 is an example of an amplified signal 230. FIG.
7 shows a current distribution in an irradiation region 253. FIG.
FIG. 8 shows an amplified signal 230 when the focal position is correct and an amplified signal 230 ′ when the focal position is not correct.
FIG. 9 is a flowchart of a focus adjustment method for a predetermined amount of current of an electron beam.
FIG. 10 is an example of a differential signal 232;
11 shows an example of a detection pattern beam generation mask 250. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Housing | casing, 12 ... Electron gun, 14 ... 1st electron lens, 16 ... Slit part, 18 ... 1st deflector, 20 ... 2nd electron lens, 22. ..Second deflector, 24 ... first blanking deflector, 26 ... third deflector, 28 ... third electron lens, 30 ... mask, 32 ... fourth electron lens 34 ... 4th deflector, 36 ... 2nd blanking deflector, 38 ... 5th deflector, 40 ... 5th electron lens, 42 ... 6th deflector, 46. .. Sixth electron lens 48... Round aperture 50. Seventh electron lens 52. Eighth electron lens 56... Main deflector 58 .. sub deflector 60. ..Electron detector, 62 ... wafer stage, 64 ... wafer, 66 ... 9th electron lens, 68 ... mask stay Driving unit, 70 ... wafer stage driving unit, 72 ... mask stage, 82 ... deflection control unit, 84 ... mask stage control unit, 86 ... blanking electrode control unit, 88 ... Electron lens control unit, 90 ... backscattered electron processing unit, 92 ... wafer stage control unit, 100 ... electron beam exposure apparatus, 110 ... electron beam irradiation system, 112 ... mask projection system, 114: Focus adjustment lens system, 116: Wafer projection system, 120 ... Individual control unit, 130 ... Overall control unit, 140 ... Control system, 150 ... Exposure unit, 220 ..Amplifying unit, 222... Differential processing unit, 224... Averaging processing unit, 226... Signal output unit, 230... Amplified signal, 232. Beam generation mask 252, Transmission region, 300 ... electron gun, 302 ... mask, 304 ... electron lens, 306 ... mark, 308 ... table, 310 ... backscattered electron detector, 312 ... electron Lens control unit, 314 ... backscattered electron, 315 ... rectangular beam, 316 ... focus determination unit

Claims (13)

電子ビームによる像が予め定められた結像面上に結ばれているか否かを検出する焦点検出方法であって、
前記電子ビームを照射する複数の照射領域を有する検出パターンビームを生成する生成ステップと、
前記予め定められた結像面とほぼ同一の面に設けられたマーク上に前記検出パターンビームを走査し、走査している期間における前記マークによる反射電子量の変化に基づいて、前記像が前記予め定められた結像面上に結ばれているか否かを検出する検出ステップと
を備え、
前記検出パターンビームは、ほぼ同一の形状をした矩形の照射領域を走査の方向にほぼ同一の間隔で有し、
前記マークは、前記検出パターンビームに含まれる前記照射領域の数より少ない数の前記照射領域の電子ビームを同時に反射できる大きさであることを特徴とする焦点検出方法。A focus detection method for detecting whether an image by an electron beam is connected to a predetermined imaging plane,
Generating a detection pattern beam having a plurality of irradiation regions for irradiating the electron beam; and
The detection pattern beam is scanned on a mark provided on substantially the same plane as the predetermined imaging plane, and the image is based on a change in the amount of reflected electrons by the mark during the scanning period. A detection step for detecting whether or not the image is connected on a predetermined imaging plane,
The detection pattern beam has rectangular irradiation areas having substantially the same shape at substantially the same interval in the scanning direction,
The focus detection method according to claim 1, wherein the mark has a size capable of simultaneously reflecting a smaller number of electron beams in the irradiation region than the number of the irradiation regions included in the detection pattern beam. 前記生成ステップは、前記検出パターンビームを走査した場合に、走査している一部の期間における前記反射電子量が、所定の周期でほぼ同一量変化するように、前記検出パターンビームを生成することを特徴とする請求項１に記載の焦点検出方法。  The generation step generates the detection pattern beam so that when the detection pattern beam is scanned, the amount of reflected electrons in a part of the scanning period changes by substantially the same amount in a predetermined cycle. The focus detection method according to claim 1. 前記生成ステップは、前記複数の照射領域の大きさがそれぞれ同一の前記検出パターンビームを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の焦点検出方法。  The focus detection method according to claim 1, wherein the generation step generates the detection pattern beams having the same size of the plurality of irradiation areas. 前記検出ステップは、前記マークの長手方向と、前記照射領域の長手方向が平行になるように前記検出パターンビームを走査することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の焦点検出方法。  4. The focus detection method according to claim 1, wherein in the detection step, the detection pattern beam is scanned so that a longitudinal direction of the mark is parallel to a longitudinal direction of the irradiation region. 5. . 前記生成ステップは、前記照射領域の間隔と、前記照射領域の短手方向の長さとが等しい前記検出パターンビームを生成することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の焦点検出方法。  5. The focus detection method according to claim 1, wherein the generation step generates the detection pattern beam in which an interval between the irradiation regions is equal to a length in a short direction of the irradiation regions. . 前記反射電子量に基づいて前記像が前記予め定められた結像面上に結ばれているか否かを判定する判定ステップと、
前記結像面上に像を結ばせる電子レンズのレンズ強度を調整しつつ、前記判定ステップを行わせる強度調整ステップと、
前記反射電子量に基づいて一意に定まる判定値が極値をとるときの前記レンズ強度を判断するステップとを更に備えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の焦点検出方法。A determination step of determining whether or not the image is formed on the predetermined imaging plane based on the amount of reflected electrons;
An intensity adjustment step for performing the determination step while adjusting the lens intensity of an electron lens that forms an image on the imaging plane;
The focus detection method according to claim 1, further comprising a step of determining the lens intensity when a determination value uniquely determined based on the amount of reflected electrons takes an extreme value. 前記判定値は、
走査している期間における前記反射電子量を微分して得られる最大値から最小値と異なる極小値を除して得られる第１変動幅Ｉｍａｘから、
前記最大値から前記最大値と異なる極大値を除して得られる第２変動幅Ｉｍｉｎを減じた値を、
前記第１変動幅Ｉｍａｘと前記第２変動幅Ｉｍｉｎとを加えた値で除した値であることを特徴とする請求項６に記載の焦点検出方法。The judgment value is
From the first fluctuation range Imax obtained by dividing the minimum value different from the minimum value from the maximum value obtained by differentiating the amount of reflected electrons in the scanning period,
A value obtained by subtracting the second fluctuation range Imin obtained by dividing the maximum value different from the maximum value from the maximum value,
The focus detection method according to claim 6, wherein the focus detection method is a value obtained by dividing the first variation width Imax and the second variation width Imin by a value obtained by adding the first variation width Imax and the second variation width Imin. 電子ビームを照射してウェハに所定の電子回路パターンを露光する電子ビーム露光装置であって、
前記所定の電子回路パターンと同一の形状に前記電子ビームを照射する露光パターンビームを生成する露光パターンビーム生成部と、
前記電子ビームを照射する照射領域を複数有する検出パターンビームを生成する検出パターンビーム生成部と、
前記露光パターンビーム及び前記検出パターンビームにより前記ウェハに像を結ばせる電子レンズと、
前記検出パターンビームを反射するマークと、
前記マークにより反射された前記電子ビームの反射電子量を検出する反射電子検出部と、
前記マークに前記検出パターンビームを走査した場合に、走査している期間における前記反射電子量の変化に基づいて前記電子レンズの焦点位置が前記マークに合っているか否かを検出する焦点検出部と
を備え、
前記検出パターンビーム生成部は、
電子ビームを発生する電子銃と、
電子ビームを透過する透過領域を複数有する検出パターンビーム生成マスクと
を備え、
前記検出パターンビーム生成マスクは、所定の方向に同一の間隔を有する複数の透過領域を備え、
前記マークは、前記検出パターンビームに含まれる前記照射領域の数より少ない数の前記照射領域の電子ビームを同時に反射できる大きさであり、
前記焦点位置が合っていると検出された場合に、前記露光パターンビームを前記ウェハに照射して前記所定のパターンを前記ウェハに露光する
ことを特徴とする電子ビーム露光装置。An electron beam exposure apparatus that irradiates a wafer with a predetermined electronic circuit pattern by irradiating an electron beam,
An exposure pattern beam generator for generating an exposure pattern beam for irradiating the electron beam in the same shape as the predetermined electronic circuit pattern;
A detection pattern beam generating unit that generates a detection pattern beam having a plurality of irradiation regions for irradiating the electron beam;
An electron lens that forms an image on the wafer by the exposure pattern beam and the detection pattern beam;
A mark that reflects the detection pattern beam;
A reflected electron detector that detects the amount of reflected electrons of the electron beam reflected by the mark;
A focus detection unit configured to detect whether or not a focal position of the electron lens is aligned with the mark based on a change in the amount of reflected electrons during the scanning period when the mark is scanned with the detection pattern beam; With
The detection pattern beam generator is
An electron gun that generates an electron beam;
A detection pattern beam generation mask having a plurality of transmission regions that transmit the electron beam,
The detection pattern beam generation mask includes a plurality of transmission regions having the same interval in a predetermined direction,
The mark is of a size that can simultaneously reflect the number of electron beams in the irradiation region smaller than the number of the irradiation regions included in the detection pattern beam,
An electron beam exposure apparatus, wherein, when it is detected that the focal position is in alignment, the wafer is irradiated with the exposure pattern beam to expose the predetermined pattern onto the wafer. 前記検出パターンビーム生成マスクは、
前記検出パターンビームを走査した場合に、走査している期間における前記反射電子量が、所定の周期でほぼ同一量変化するように、前記透過領域を複数有することを特徴とする請求項８に記載の電子ビーム露光装置。The detection pattern beam generation mask is
The plurality of transmission regions are provided so that when the detection pattern beam is scanned, the amount of reflected electrons during the scanning period is changed by substantially the same amount at a predetermined period. Electron beam exposure equipment. 前記検出パターンビーム生成マスクは、それぞれ同一の大きさの複数の前記透過領域を有することを特徴とする請求項８または９に記載の電子ビーム露光装置。  10. The electron beam exposure apparatus according to claim 8, wherein the detection pattern beam generation mask includes a plurality of the transmission regions having the same size. 10. 前記マークの前記所定の方向の長さは、前記透過領域における前記所定の方向の長さの奇数倍であることを特徴とする請求項８から１０のいずれかに記載の電子ビーム露光装置。  11. The electron beam exposure apparatus according to claim 8, wherein a length of the mark in the predetermined direction is an odd multiple of a length of the transmission region in the predetermined direction. 前記検出パターンビーム生成マスクは、前記透過領域を通過し、前記ウェハに結像された前記検出パターンビームの照射領域の幅が、前記所定の電子回路パターンの最小線幅にほぼ等しくなるように形成されることを特徴とする請求項８から１１のいずれかに記載の電子ビーム露光装置。  The detection pattern beam generation mask is formed so as to pass through the transmission region and the width of the irradiation region of the detection pattern beam imaged on the wafer is substantially equal to the minimum line width of the predetermined electronic circuit pattern. The electron beam exposure apparatus according to claim 8, wherein the electron beam exposure apparatus is provided. 前記検出パターンビームは、前記マークの長手方向と、前記照射領域の長手方向が平行になるように走査されることを特徴とする請求項８から１２のいずれかに記載の電子ビーム露光装置。  13. The electron beam exposure apparatus according to claim 8, wherein the detection pattern beam is scanned so that a longitudinal direction of the mark and a longitudinal direction of the irradiation region are parallel to each other.

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