JP4745739B2 - Electrostatic lens apparatus, exposure apparatus, and device manufacturing method - Google Patents

Description

本発明は、静電レンズ装置や、該静電レンズ装置を含む荷電粒子線露光装置に関するものである。 The present invention relates to an electrostatic lens apparatus and a charged particle beam exposure apparatus including the electrostatic lens apparatus.

従来の電子ビーム露光装置に用いられている静電レンズでは、例えば、アインツェルレンズが一般的に用いられている。このアインツェルレンズを構成する３枚の電極基板のうち、上下両端の２電極基板には通常アース電位が付与されており、中間の電極基板に負または正の電位が印加されている。各電極基板には円の開口があいており、その開口を通過する電子ビームに対してアインツェルレンズは収束効果を発生する。
電子・イオンビーム光学 裏克巳著 共立出版 Ｐ．４８ In an electrostatic lens used in a conventional electron beam exposure apparatus, for example, an Einzel lens is generally used. Of the three electrode substrates constituting the Einzel lens, the two electrode substrates at the upper and lower ends are usually given a ground potential, and a negative or positive potential is applied to the intermediate electrode substrate. Each electrode substrate has a circular opening, and the Einzel lens produces a convergence effect on the electron beam passing through the opening.
Electron / Ion Beam Optics Katsuaki Ura Kyoritsu Publishing P. 48

しかしながら、静電レンズは、磁場レンズと比較して製作は容易だが、レンズ開口の製造誤差に対する光学収差の敏感度が高い。特に開口の真円度に対する非点収差が敏感である。半導体プロセスなどを用いて１ｍｍ以下の微小開口を作製する場合、作製途中のゴミなどの影響で、真円度が悪くなることがある。その結果、静電レンズによって収束された電子ビームは、非点収差やその他高次項の収差を持ってしまう。   However, the electrostatic lens is easy to manufacture as compared with the magnetic lens, but the sensitivity of optical aberration to the manufacturing error of the lens aperture is high. In particular, astigmatism with respect to the roundness of the aperture is sensitive. When a minute opening of 1 mm or less is produced using a semiconductor process or the like, the roundness may be deteriorated due to the influence of dust or the like during the production. As a result, the electron beam converged by the electrostatic lens has astigmatism and other high-order aberrations.

特に電子ビームが複数本あり、個々のビームが異なる非点収差を持つ場合、通常の非点補正器を用いて補正することが出来ない。個々のビームの非点収差を個別に補正するためには、個々のビームが通過する光路上に独立に制御できる非点補正器を配置するなど、複雑な機構を必要とする。   In particular, when there are a plurality of electron beams and each beam has different astigmatism, it cannot be corrected using a normal astigmatism corrector. In order to individually correct the astigmatism of each beam, a complicated mechanism is required such as disposing an astigmatism corrector that can be controlled independently on the optical path through which each beam passes.

本発明は、非点収差の小ささの点で有利な静電レンズ装置を提供することを目的とする。 The present invention aims at providing a in terms of small advantageous electrostatic lens arrangement of astigmatism.

本発明の第１の側面は、複数段の静電レンズを含み、前記複数段の静電レンズのそれぞれが複数の電極基板を有する静電レンズ装置であって、前記複数の電極基板は、複数の開口と、方向を規定するためのマークと、をそれぞれ具備し、前記複数の電極基板は、形状が実質的に一致し、前記複数段の静電レンズのそれぞれでは、前記複数の電極基板にわたって前記マークにより規定される方向が揃っていて、前記複数段の静電レンズのうち隣接する２つの静電レンズの間では、前記マークにより規定される方向が互いに９０度回転している、ことを特徴とする。
本発明の第２の側面は、露光装置に係り、前記露光装置は、前記静電レンズ装置を有し、前記静電レンズ装置を介して複数の荷電粒子線で露光対象を露光する、ことを特徴とする。
本発明の第３の側面は、デバイス製造方法に係り、前記デバイス製造方法は、前記露光装置を用いて露光対象を露光する工程と、前記工程で露光された前記露光対象を現像する工程と、を含むことを特徴とする。 A first aspect of the present invention is an electrostatic lens device including a plurality of stages of electrostatic lenses, each of the plurality of stages of electrostatic lenses having a plurality of electrode substrates, wherein the plurality of electrode substrates includes a plurality of electrode substrates. Each of the plurality of electrode substrates has substantially the same shape, and each of the plurality of stages of electrostatic lenses extends over the plurality of electrode substrates. The direction defined by the mark is aligned, and the direction defined by the mark is rotated 90 degrees between two adjacent electrostatic lenses among the plurality of stages of electrostatic lenses. Features.
A second aspect of the present invention relates to an exposure apparatus, wherein the exposure apparatus includes the electrostatic lens device, and exposes an exposure target with a plurality of charged particle beams via the electrostatic lens device. Features.
A third aspect of the present invention relates to a device manufacturing method, wherein the device manufacturing method includes a step of exposing an exposure target using the exposure apparatus, a step of developing the exposure target exposed in the step, It is characterized by including .

本発明によれば、非点収差の小ささの点で有利な静電レンズ装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an advantageous electrostatic lens arrangement in view of smallness of astigmatism.

本発明を実施するための最良の形態について、マルチビーム方式（複数の荷電粒子線使用）の電子ビーム露光装置の実施例を挙げて、図面を参照しながら詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings, taking an example of an electron beam exposure apparatus of a multi-beam system (using a plurality of charged particle beams).

図１は、本発明の実施例１に係るマルチビーム方式の電子ビーム露光装置の要部概略図である。
１０１から１０９は、複数の電子源像を形成し、その電子源像から電子ビームを放射するマルチソースモジュールを構成している。そして、図１の場合、マルチソースモジュールは、５×５の２５個が２次元配列されている。１０１は、電子銃が形成する電子源（クロスオーバー像）である。この電子源１０１から放射される電子ビームは、コンデンサーレンズ１０２によって略平行な電子ビームとなる。１０３は、開口が２次元配列して形成されたアパーチャアレイである。１０４は、同一の光学パワーを有する静電レンズ（アインツェルレンズ）が２次元配列して形成されたレンズアレイである。１０５，１０６，１０７，１０８は、個別に駆動可能な静電偏向器が２次元配列して形成されたマルチ偏向器アレイである。１０９は、個別に駆動可能な静電のブランカーが２次元配列して形成されたブランカーアレイである。 FIG. 1 is a schematic view of a main part of a multi-beam electron beam exposure apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
Reference numerals 101 to 109 form a multi-source module that forms a plurality of electron source images and emits an electron beam from the electron source images. In the case of FIG. 1, 25 of 5 × 5 multi-source modules are two-dimensionally arranged. Reference numeral 101 denotes an electron source (crossover image) formed by the electron gun. The electron beam emitted from the electron source 101 becomes a substantially parallel electron beam by the condenser lens 102. Reference numeral 103 denotes an aperture array in which openings are two-dimensionally arranged. Reference numeral 104 denotes a lens array formed by two-dimensionally arranging electrostatic lenses (Einzel lenses) having the same optical power. Reference numerals 105, 106, 107, and 108 denote multi-deflector arrays formed by two-dimensionally arranging electrostatic deflectors that can be individually driven. Reference numeral 109 denotes a blanker array formed by two-dimensionally arranging electrostatic blankers that can be individually driven.

図２を用いて各機能を説明する。コンデンサーレンズ１０２（図１参照）からの略平行な電子ビームは、アパーチャアレイ１０３によって複数の電子ビームに分割される。分割された電子ビームは、対応するレンズアレイ１０４の静電レンズを介して、ブランカーアレイ１０９の対応するブランカー上に、電子源１０１の中間像２０１を形成する。この時、マルチ偏向器アレイ１０５，１０６，１０７，１０８は、ブランカーアレイ１０９上に形成される電子源の中間像２０１の位置（光軸と直交する面内の位置）を個別に調整する。また、ブランカーアレイ１０９で偏向された電子ビームは、図１のブランキングアパーチャ１１０によって遮断されるため、ウエハ１２０には照射されない。一方、ブランカーアレイ１０９で偏向されない電子ビームは、図１のブランキングアパーチャ１１０によって遮断されないため、ウエハ１２０には照射される。   Each function will be described with reference to FIG. The substantially parallel electron beam from the condenser lens 102 (see FIG. 1) is divided into a plurality of electron beams by the aperture array 103. The divided electron beam forms an intermediate image 201 of the electron source 101 on the corresponding blanker of the blanker array 109 via the electrostatic lens of the corresponding lens array 104. At this time, the multi deflector arrays 105, 106, 107, and 108 individually adjust the position of the intermediate image 201 of the electron source formed on the blanker array 109 (position in the plane orthogonal to the optical axis). Further, since the electron beam deflected by the blanker array 109 is blocked by the blanking aperture 110 in FIG. 1, the wafer 120 is not irradiated. On the other hand, the electron beam that is not deflected by the blanker array 109 is not blocked by the blanking aperture 110 in FIG.

図１に戻り、マルチソースモジュールで形成された電子源の複数の中間像２０１は、磁界レンズ１１５，１１６，１１７，１１８の縮小投影系を介して、ウエハ１２０に投影される。この時、複数の中間像がウエハ１２０に投影される際、焦点位置は、ダイナミックフォーカスレンズ（静電もしくは磁界レンズ）１１１，１１２で調整できる。１１３，１１４は、各電子ビームを露光すべき個所へ偏向させる主偏向器と副偏向器である。１１９は、ウエハ１２０上に形成された電子源の各中間像の位置を計測するための反射電子検出器である。１２１はウエハ１２０を移動させるためのステージである。１２２は電子ビームの位置およびビーム形状を検出するためのマークである。   Returning to FIG. 1, the plurality of intermediate images 201 of the electron source formed by the multi-source module are projected onto the wafer 120 via the reduction projection system of the magnetic lenses 115, 116, 117, and 118. At this time, when a plurality of intermediate images are projected onto the wafer 120, the focal position can be adjusted by the dynamic focus lenses (electrostatic or magnetic field lenses) 111 and 112. Reference numerals 113 and 114 denote a main deflector and a sub deflector for deflecting each electron beam to a position to be exposed. 119 is a backscattered electron detector for measuring the position of each intermediate image of the electron source formed on the wafer 120. Reference numeral 121 denotes a stage for moving the wafer 120. Reference numeral 122 denotes a mark for detecting the position and beam shape of the electron beam.

次に、レンズアレイ１０４が、電子ビームを収束させる仕組みについて説明する。図３は、アインツェルレンアインツェルレンズを構成する３枚の電極基板のうち、電極基板３０１及び電極基板３０３にはアース電位が付与されており、電極基板３０２には負の電位が印加されている。また、図３は、アインツェルレンズの電子ビーム収束作用を説明するための図であり、アインツェルレンズを光軸と平行な平面で切断した時に横から見た図である。   Next, a mechanism in which the lens array 104 converges the electron beam will be described. FIG. 3 shows that among the three electrode substrates constituting the Einzellene Einzel lens, the electrode substrate 301 and the electrode substrate 303 have a ground potential applied thereto, and the electrode substrate 302 has a negative potential applied thereto. Yes. FIG. 3 is a view for explaining the electron beam convergence action of the Einzel lens, and is a view seen from the side when the Einzel lens is cut along a plane parallel to the optical axis.

その状態における電気力線を実線の矢印で示した。また、ＺがＺ１以下の領域を「領域１」、ＺがＺ１からＺ２までの領域を「領域２」、ＺがＺ２からＺ３までの領域を「領域３」、ＺがＺ３からＺ４までの領域を「領域４」、ＺがＺ４からＺ５までの領域を「領域５」、ＺがＺ５以上の領域を「領域６」とした。領域１及び領域６では電位はないものと仮定している。   The electric lines of force in this state are indicated by solid arrows. Further, an area where Z is equal to or less than Z1 is "area 1", an area where Z is from Z1 to Z2 is "area 2", an area where Z is from Z2 to Z3 is "area 3", and Z is an area from Z3 to Z4 Is “region 4”, a region where Z is from Z4 to Z5 is “region 5”, and a region where Z is equal to or greater than Z5 is “region 6”. It is assumed that there is no potential in region 1 and region 6.

ｒ＞０の領域におけるｒ方向の電位Ｅｒは、領域２では負、領域３では正、領域４では正、領域５では負、となっている。そのため、ある像高ｒ０を通過する電子ビームの軌道３０４は、点線の矢印に示すようになる。つまり、領域２では電子ビームは発散され、領域３では電子ビームは収束され、領域４では電子ビームは収束され、領域５では電子ビームは発散される。これは、Ｚ軸方向に光学的な凹レンズ・凸レンズ・凸レンズ・凹レンズが並んでいるのと等価である。   The potential Er in the r direction in the region where r> 0 is negative in region 2, positive in region 3, positive in region 4, and negative in region 5. Therefore, the trajectory 304 of the electron beam passing through a certain image height r0 is as shown by the dotted arrow. That is, the electron beam is diverged in the region 2, the electron beam is converged in the region 3, the electron beam is converged in the region 4, and the electron beam is diverged in the region 5. This is equivalent to an optical concave lens / convex lens / convex lens / concave lens being arranged in the Z-axis direction.

電子ビームが収束される理由は以下の２点である。第１の理由は、電子ビームが受ける力は像高が高いほど強くなるため、領域３と領域４における収束作用が領域２と領域５における発散作用を上回るからである。第２の理由は、電極基板３０２に負の電位を印加しているため、領域２と比較して領域３の方が、領域５と比較して領域４の方が電子ビームの走行時間が長いからである。運動量変化は力積に等しいため、走行時間が長い領域が電子ビームに与える効果は大きくなる。以上の理由から、電子ビームは収束される。なお、電極基板３０２に正の電位を印加した場合も、同様に電子ビームは収束される。   The reason why the electron beam is converged is the following two points. The first reason is that since the force received by the electron beam increases as the image height increases, the convergence effect in the regions 3 and 4 exceeds the divergence effect in the regions 2 and 5. The second reason is that since a negative potential is applied to the electrode substrate 302, the traveling time of the electron beam is longer in the region 3 than in the region 2 and in the region 4 compared with the region 5. Because. Since the change in momentum is equal to the impulse, the effect that the region having a long traveling time gives to the electron beam becomes large. For these reasons, the electron beam is converged. Even when a positive potential is applied to the electrode substrate 302, the electron beam is similarly converged.

次に、凹レンズと凸レンズで光学収差が相殺されることについて説明する。一般的に、光学におけるレンズ設計では、凹レンズと凸レンズを組み合わせることで光学収差を補正する。これは、凹レンズ部分で生じる光学収差量と凸レンズ部分で生じる光学収差量を出来るだけ一致させ、足し合わせた光学収差量をゼロに近づける方法である。   Next, the fact that the optical aberration is canceled by the concave lens and the convex lens will be described. In general, in lens design in optics, optical aberration is corrected by combining a concave lens and a convex lens. This is a method in which the optical aberration amount generated in the concave lens portion and the optical aberration amount generated in the convex lens portion are matched as much as possible, and the added optical aberration amount approaches zero.

電子ビームの場合も同様に、電極基板の開口形状を一致させて電位分布を光軸に対して等方的にすることで、光学収差の相殺が可能である。   Similarly, in the case of an electron beam, the optical aberration can be canceled by matching the aperture shape of the electrode substrate to make the potential distribution isotropic with respect to the optical axis.

アインツェルレンズにおける各電極基板の開口形状が一致していない場合、レンズ内での電位分布が等方的でなくなり、凹レンズ部分で生じる光学収差量と凸レンズ部分で生じる光学収差量が異なるため、光学収差を相殺できなくなる。その結果、収束された電子ビームは、非点収差やその他高次項の収差を持つ。   If the aperture shape of each electrode substrate in the Einzel lens does not match, the potential distribution in the lens is not isotropic, and the amount of optical aberration generated in the concave lens portion differs from the amount of optical aberration generated in the convex lens portion. Aberration cannot be canceled. As a result, the converged electron beam has astigmatism and other high-order aberrations.

特に、複数の電子ビームそれぞれが異なる非点収差を持つ場合、通常の非点補正器を用いて補正することが出来ない。個々のビームの非点収差を個別に補正するためには、個々のビームが通過する光路上に独立に制御できる非点補正器を配置するなど、複雑な機構を必要とする。   In particular, when each of the plurality of electron beams has different astigmatism, it cannot be corrected using a normal astigmatism corrector. In order to individually correct the astigmatism of each beam, a complicated mechanism is required such as disposing an astigmatism corrector that can be controlled independently on the optical path through which each beam passes.

光学収差を相殺させるためには、静電レンズにおける各電極基板の開口形状を一致させる必要がある。以下、静電レンズにおける各電極基板の開口形状を一致させる方法について説明する。図４は、方向を規定できるマークを有するレンズアレイ１０４の要部概略図である。レンズアレイ１０４は、レンズ開口が５×５並んでおり、３枚の電極基板４０１，４０２，４０３から成る。それぞれの電極基板４０１，４０２，４０３には方向を規定できるマーク４０４，４０５，４０６が具備されている。図５に、レンズアレイ１０４の製造フローを示す。   In order to cancel the optical aberration, it is necessary to match the aperture shape of each electrode substrate in the electrostatic lens. Hereinafter, a method for matching the aperture shapes of the electrode substrates in the electrostatic lens will be described. FIG. 4 is a schematic view of a main part of the lens array 104 having a mark that can define the direction. The lens array 104 includes 5 × 5 lens openings, and includes three electrode substrates 401, 402, and 403. Each electrode substrate 401, 402, 403 is provided with marks 404, 405, 406 that can define the direction. FIG. 5 shows a manufacturing flow of the lens array 104.

（ステップ５１）では、図５に示すように、電極基板のレンズ開口と干渉しない部分に方向を規定できるマークを作製する。マーク作製後、ステップ５２に移行する。   In (Step 51), as shown in FIG. 5, a mark whose direction can be defined in a portion that does not interfere with the lens opening of the electrode substrate is produced. After producing the mark, the process proceeds to step 52.

（ステップ５２）では、機械加工・放電加工・半導体プロセスなどの手段を用いて、同一の条件で全ての電極基板を加工する。もしくは、全ての電極基板を同一の条件で一体加工する。電極基板を加工した後、ステップ５３に移行する。   In step 52, all electrode substrates are processed under the same conditions using means such as machining, electrical discharge machining, and semiconductor process. Alternatively, all electrode substrates are integrally processed under the same conditions. After processing the electrode substrate, the process proceeds to step 53.

（ステップ５３）では、各電極基板４０１，４０２，４０３のマーク４０４，４０５，４０６の方向を揃えて組み立てる。組み立て後、ステップ５４に移行する。   In step 53, the electrodes 404, 405, and 406 on the electrode substrates 401, 402, and 403 are assembled in the same direction. After assembly, the process proceeds to step 54.

（ステップ５４）では、静電レンズが複数段あるかどうかを判断する。静電レンズが複数段ある場合、ステップ５５に、静電レンズが１段のみの場合、処理終了に移行する。   In (Step 54), it is determined whether there are a plurality of electrostatic lenses. When there are a plurality of electrostatic lenses, the process proceeds to step 55. When there is only one electrostatic lens, the process is terminated.

（ステップ５５）では、複数段ある静電レンズのうち、各段の静電レンズを交互に９０度ずらして組み立てる。例えば、３段静電レンズがある場合、１段目は０度回転、２段目は９０度回転、３段目は０度回転させて組み立てる。   In (Step 55), among the plurality of stages of electrostatic lenses, each stage of the electrostatic lens is alternately shifted 90 degrees and assembled. For example, when there is a three-stage electrostatic lens, the first stage is rotated by 0 degrees, the second stage is rotated by 90 degrees, and the third stage is rotated by 0 degrees.

上記の方法によって、各電極基板のマーク方向を揃えて組み立てることができ、静電レンズにおける各電極基板の開口形状を一致させることが出来る。   By the above method, the mark directions of the electrode substrates can be aligned and assembled, and the opening shapes of the electrode substrates in the electrostatic lens can be matched.

つまり、複数の電極基板からなる静電レンズを有する荷電粒子線露光装置において、方向を規定できるマークと、光軸に対して垂直な面内におけるマークの方向を揃えて作製された開口とを具備し、光軸に対して垂直な面内においてマークの方向に基づき複数の電極基板を組み立て形成した静電レンズを有する荷電粒子線露光装置を作製することが出来る。   That is, in a charged particle beam exposure apparatus having an electrostatic lens composed of a plurality of electrode substrates, a mark capable of defining a direction and an opening formed by aligning the directions of the mark in a plane perpendicular to the optical axis are provided. In addition, it is possible to manufacture a charged particle beam exposure apparatus having an electrostatic lens in which a plurality of electrode substrates are assembled and formed based on the direction of the mark in a plane perpendicular to the optical axis.

さらに、複数の静電レンズを、光軸に対して垂直な面内において、電極基板のマーク方向をそれぞれ９０度回転させて光軸方向に並べることも出来る。   Further, a plurality of electrostatic lenses can be arranged in the optical axis direction by rotating the mark direction of the electrode substrate by 90 degrees in a plane perpendicular to the optical axis.

図６に、静電レンズの電極基板形状を一致させない場合と一致させた場合の、非点収差の計算結果を示す。
Ｎｏ.１が静電レンズの電極基板形状を一致させない場合であり、Ｎｏ.２が静電レンズの電極基板形状を一致させた場合である。静電レンズは３段あり、各静電レンズの電極基板は３枚、各電極基板の開口形状は楕円とした。開口の大きさは８０マイクロメートル、真円度は５０ナノメートルである。Ｎｏ.１は、各静電レンズの中電極基板における開口の楕円方向を、それぞれ３０度、６０度、９０度回転させた場合の、像面における非点収差量を示している。Ｎｏ.２は、各静電レンズの全ての電極基板における開口の楕円方向を揃えた場合の、像面における非点収差量ＡＳ.（ｎｍ）を示している。静電レンズの電極基板形状を一致させないＮｏ.１と比較して、静電レンズの電極基板形状を一致させたＮｏ.２では、非点収差量ＡＳ.（ｎｍ）が１／１２程度になっていることが分かる。 FIG. 6 shows calculation results of astigmatism when the electrode substrate shape of the electrostatic lens is not matched.
No. 1 is a case where the electrode substrate shape of the electrostatic lens is not matched, and No. 2 is a case where the electrode substrate shape of the electrostatic lens is matched. There are three stages of electrostatic lenses, each of which has three electrode substrates, and each electrode substrate has an elliptical opening. The size of the opening is 80 micrometers, and the roundness is 50 nanometers. No. 1 shows the amount of astigmatism on the image plane when the elliptical direction of the opening in the middle electrode substrate of each electrostatic lens is rotated by 30 degrees, 60 degrees, and 90 degrees, respectively. No. 2 shows the astigmatism amount AS. (Nm) on the image plane when the elliptical directions of the openings in all the electrode substrates of each electrostatic lens are aligned. In comparison with No. 1 in which the electrode substrate shape of the electrostatic lens is not matched, in No. 2 in which the electrode substrate shape of the electrostatic lens is matched, the astigmatism amount AS. (Nm) is about 1/12. I understand that

さらに、複数段の静電レンズのマーク方向を揃えた場合と交互に９０度ずらした場合の、非点収差の計算結果を示す。
Ｎｏ.２が複数段の静電レンズのマーク方向を揃えた場合で、Ｎｏ.３が複数段の静電レンズのマーク方向を交互に９０度ずらした場合である。静電レンズは３段あり、各静電レンズの電極基板は３枚、各電極基板の開口形状は楕円とした。開口の大きさは８０マイクロメートル、真円度は５０ナノメートルである。Ｎｏ.２は、各静電レンズの全ての電極基板における開口の楕円方向をそろえた場合の、像面における非点収差量ＡＳ.（ｎｍ）を示している。 Furthermore, calculation results of astigmatism when the mark directions of a plurality of stages of electrostatic lenses are aligned and when they are alternately shifted by 90 degrees are shown.
No. 2 is a case where the mark directions of a plurality of stages of electrostatic lenses are aligned, and No. 3 is a case where the mark directions of the plurality of stages of electrostatic lenses are alternately shifted by 90 degrees. There are three stages of electrostatic lenses, each of which has three electrode substrates, and each electrode substrate has an elliptical opening. The size of the opening is 80 micrometers, and the roundness is 50 nanometers. No. 2 shows the astigmatism amount AS. (Nm) on the image plane when the elliptical directions of the openings in all the electrode substrates of each electrostatic lens are aligned.

Ｎｏ.３は、３段の静電レンズのうち中段レンズを９０度回転させた場合の、像面における非点収差量ＡＳ.（ｎｍ）を示している。複数段の静電レンズのマーク方向を揃えたＮｏ.２と比較して、複数段の静電レンズのマーク方向を交互に９０度ずらしたＮＯ.３では、非点収差量ＡＳ.（ｎｍ）が１／５程度になっていることが分かる。   No. 3 shows the astigmatism amount AS. (Nm) on the image plane when the middle lens among the three-stage electrostatic lenses is rotated by 90 degrees. In comparison with No. 2 in which the mark directions of the multi-stage electrostatic lenses are aligned, in No. 3 in which the mark directions of the multi-stage electrostatic lenses are alternately shifted by 90 degrees, the astigmatism amount AS. (Nm) It can be seen that is about 1/5.

つまり、静電レンズの電極基板形状を一致させないＮｏ.１と比較して、電極基板形状を一致させた静電レンズを交互に９０度ずらしたＮｏ.３では、非点収差量ＡＳ.（ｎｍ）が約１／６０になることが分かる。   In other words, in comparison with No. 1 in which the electrode substrate shape of the electrostatic lens is not matched, in No. 3 in which the electrostatic lens having the matched electrode substrate shape is alternately shifted by 90 degrees, the astigmatism amount AS. ) Is about 1/60.

上記の方法は、走査型電子顕微鏡や電子線測長装置、イオン顕微鏡や収束イオンビーム装置、２次イオン質量分析器の静電レンズにも適用可能である。   The above method can also be applied to an electrostatic lens of a scanning electron microscope, an electron beam length measuring device, an ion microscope, a focused ion beam device, or a secondary ion mass spectrometer.

次に、上記実施例１で説明した電子ビーム露光装置を利用したデバイスの生産方法を、本発明の実施例２として説明する。
図７に微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ７１（回路設計）では半導体デバイスの回路設計を行う。ステップ７２（ＥＢデータ変換）では設計した回路パターンに基づいて露光装置の露光制御データを作成する。一方、ステップ７３（ウエハ製造）ではシリコン等の材料を用いてウエハを製造する。ステップ７４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、上記用意した露光制御データが入力された露光装置とウエハを用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステップ７５（組み立て）は後工程と呼ばれ、ステップ７４によって作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含む。ステップ７６（検査）ではステップ７５で作製された半導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷（ステップ７７）される。 Next, a device production method using the electron beam exposure apparatus described in the first embodiment will be described as a second embodiment of the present invention.
FIG. 7 shows a flow of manufacturing a microdevice (a semiconductor chip such as an IC or LSI, a liquid crystal panel, a CCD, a thin film magnetic head, a micromachine, etc.). In step 71 (circuit design), a semiconductor device circuit is designed. In step 72 (EB data conversion), exposure control data for the exposure apparatus is created based on the designed circuit pattern. On the other hand, in step 73 (wafer manufacture), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 74 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the wafer and the exposure apparatus to which the prepared exposure control data is input. The next step 75 (assembly) is called a post-process, and is a process for forming a semiconductor chip using the wafer produced in step 74, and is a process such as an assembly process (dicing, bonding), a packaging process (chip encapsulation), or the like. including. In step 76 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 75 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, a semiconductor device is completed and shipped (step 77).

図８は上記ウエハプロセスの詳細なフローを示す。ステップ８１（酸化）ではウエハの表面を酸化させる。ステップ８２（ＣＶＤ）ではウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ８３（電極形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ８４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ８５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗布する。ステップ８６（露光）では上記説明した露光装置によって回路パターンをウエハに焼付露光する。ステップ８７（現像）では露光したウエハを現像する。ステップ８８（エッチング）では現像したレジスト像以外の部分を削り取る。ステップ８９（レジスト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことによって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。   FIG. 8 shows a detailed flow of the wafer process. In step 81 (oxidation), the wafer surface is oxidized. In step 82 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 83 (electrode formation), an electrode is formed on the wafer by vapor deposition. In step 84 (ion implantation), ions are implanted into the wafer. In step 85 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 86 (exposure), the circuit pattern is printed onto the wafer by exposure using the exposure apparatus described above. In step 87 (development), the exposed wafer is developed. In step 88 (etching), portions other than the developed resist image are removed. In step 89 (resist stripping), unnecessary resist after etching is removed. By repeatedly performing these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

本実施例の製造方法を用いれば、高集積度の半導体デバイスをパターン寸法精度良く製造することが出来る。   By using the manufacturing method of this embodiment, a highly integrated semiconductor device can be manufactured with high pattern dimension accuracy.

本発明の実施例１に係る、マルチビーム方式の電子ビーム露光装置の要部概略を説明する図である。It is a figure explaining the principal part outline of the electron beam exposure apparatus of a multi-beam system based on Example 1 of this invention. 図１における、マルチソースモジュールの機能を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the function of the multi source module in FIG. 本発明の実施例１に係る、アインツェルレンズの電子ビーム収束作用を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the electron beam convergence effect | action of the Einzel lens based on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る、方向を規定できるマークを有するレンズアレイの要部概略を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principal part outline of the lens array which has the mark which can prescribe | regulate a direction based on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る、レンズアレイの製造フローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing flow of a lens array based on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る、静電レンズの非点収差を比較説明するための図である。It is a figure for comparing and explaining the astigmatism of the electrostatic lens according to Example 1 of the present invention. 本発明の実施例２に係る、微小デバイスの製造フローを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the manufacturing flow of a microdevice based on Example 2 of this invention. 図７におけるウエハプロセスを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the wafer process in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０１：電子源（クロスオーバー像）、１０２：コンデンサーレンズ、１０３：アパーチャアレイ、１０４：レンズアレイ、１０５：マルチ偏向器アレイ、１０６：マルチ偏向器アレイ、１０７：マルチ偏向器アレイ、１０８：マルチ偏向器アレイ、１０９：ブランカーアレイ、１１０：ブランキングアパーチャ、１１１：ダイナミックフォーカスレンズ、１１２：ダイナミックフォーカスレンズ、１１３：主偏向器、１１４：副偏向器、１１５：磁界レンズ、１１６：磁界レンズ、１１７：磁界レンズ、１１８：磁界レンズ、１１９：反射電子検出器、１２０：ウエハ、１２１：ステージ、１２２：マーク、２０１：電子源の中間像、３０１：アインツェルレンズの電極基板、３０２：アインツェルレンズの電極基板、３０３：アインツェルレンズの電極基板、３０４：電子ビームの軌道、４０１：アインツェルレンズの電極基板、４０２：アインツェルレンズの電極基板、４０３：アインツェルレンズの電極基板、４０４：方向を規定できるマーク、４０５：方向を規定できるマーク、４０６：方向を規定できるマーク。   101: electron source (crossover image), 102: condenser lens, 103: aperture array, 104: lens array, 105: multi-deflector array, 106: multi-deflector array, 107: multi-deflector array, 108: multi-deflection 109: Blanker array, 110: Blanking aperture, 111: Dynamic focus lens, 112: Dynamic focus lens, 113: Main deflector, 114: Sub deflector, 115: Magnetic lens, 116: Magnetic lens, 117: Magnetic lens, 118: Magnetic lens, 119: Backscattered electron detector, 120: Wafer, 121: Stage, 122: Mark, 201: Intermediate image of electron source, 301: Electron substrate of Einzel lens, 302: Einzel lens Electrode substrate, 303: Einze Lens electrode substrate 304: Electron beam trajectory 401: Einzel lens electrode substrate 402: Einzel lens electrode substrate 403: Einzel lens electrode substrate 404: Direction-definable mark 405: Direction 406: A mark that can define the direction.

Claims (3)

複数段の静電レンズを含み、前記複数段の静電レンズのそれぞれが複数の電極基板を有する静電レンズ装置であって、
前記複数の電極基板は、複数の開口と、方向を規定するためのマークと、をそれぞれ具備し、
前記複数の電極基板は、形状が実質的に一致し、前記複数段の静電レンズのそれぞれでは、前記複数の電極基板にわたって前記マークにより規定される方向が揃っていて、
前記複数段の静電レンズのうち隣接する２つの静電レンズの間では、前記マークにより規定される方向が互いに９０度回転している、
ことを特徴とする静電レンズ装置。 An electrostatic lens device including a plurality of stages of electrostatic lenses, each of the plurality of stages of electrostatic lenses having a plurality of electrode substrates,
Wherein the plurality of electrode substrate has a plurality of openings, and the mark for defining a rectangular direction, were provided respectively,
The plurality of electrode substrates substantially coincide in shape, and in each of the plurality of stages of electrostatic lenses, the direction defined by the mark is aligned across the plurality of electrode substrates ,
Between two adjacent electrostatic lenses among the plurality of stages of electrostatic lenses, directions defined by the marks are rotated by 90 degrees with each other.
An electrostatic lens device. 請求項１に記載の静電レンズ装置を有し、前記静電レンズ装置を介して複数の荷電粒子線で露光対象を露光する、ことを特徴とする露光装置。 It has an electrostatic lens arrangement according to claim 1, through the electrostatic lens arrangement you exposing the exposure target with a plurality of charged particle beams, the exposure apparatus characterized by. 請求項２に記載の露光装置を用いて露光対象を露光する工程と、前記工程で露光された前記露光対象を現像する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。 A step of exposing an exposure target using the exposure apparatus according to claim 2 , and a step of developing the exposure target exposed in the step;
Device manufacturing method comprising a.

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