JP4889431B2 - Electron beam exposure apparatus and electron beam exposure method - Google Patents

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Description

本発明は、電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関し、特に、可変矩形開口や部分一括パターンを用いてビームの形状と大きさを変化可能にする電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関する。   The present invention relates to an electron beam exposure apparatus and an electron beam exposure method, and more particularly to an electron beam exposure apparatus and an electron beam exposure method that can change the shape and size of a beam using a variable rectangular aperture or a partial collective pattern.

近年、電子ビーム露光装置において、スループットの向上を図るために、マスクに可変矩形開口又は複数のマスクパターンを用意し、ビーム偏向によりそれらを選択して試料に転写露光している。   In recent years, in order to improve throughput in an electron beam exposure apparatus, a variable rectangular opening or a plurality of mask patterns are prepared in a mask, and these are selected by beam deflection and transferred and exposed to a sample.

このような露光装置として、部分一括露光をする電子ビーム露光装置がある。部分一括露光では、マスク上に配置した複数個のパターンからビーム偏向により選択した一つのパターン領域にビームを照射し、ビーム断面をパターンの形状に成形する。さらにマスクを通過したビームを後段の偏向器で偏向振り戻し、電子光学系で決まる一定の縮小率で縮小し、試料上に転写する。   As such an exposure apparatus, there is an electron beam exposure apparatus that performs partial batch exposure. In partial collective exposure, a beam is irradiated to one pattern region selected by beam deflection from a plurality of patterns arranged on a mask, and a beam cross section is formed into a pattern shape. Further, the beam that has passed through the mask is deflected back by a subsequent deflector, reduced at a constant reduction rate determined by the electron optical system, and transferred onto the sample.

部分一括露光において、予め使用頻度の高いパターンをマスク上に用意すれば、可変矩形開口だけの場合より、必要な露光ショット数が大幅に減少し、スループットが向上する。   If a frequently used pattern is prepared on the mask in advance in partial batch exposure, the number of exposure shots required is greatly reduced and the throughput is improved as compared with the case of only a variable rectangular aperture.

一方、可変矩形開口や部分一括パターンを用いて電子ビーム露光をすると、電子ビームのビームサイズがショット毎に異なり、電子ビームの焦点がずれてビームがぼける現象が発生する。例えば小さいビームサイズで試料表面に焦点を合わせた場合、大きなビームサイズで露光をすると、電子ビームの全電流が大きくなり、焦点距離が伸び、試料表面にはビームぼけが発生する。   On the other hand, when electron beam exposure is performed using a variable rectangular aperture or a partial collective pattern, the beam size of the electron beam varies from shot to shot, and the phenomenon that the focus of the electron beam shifts and the beam is blurred occurs. For example, when focusing on the sample surface with a small beam size, if exposure is performed with a large beam size, the total current of the electron beam increases, the focal length increases, and beam blur occurs on the sample surface.

このような電子ビームの焦点のずれを防止するために、ショット毎にリフォーカスコイルに流す電流を可変矩形開口の面積から算出して補正する方法が検討されている。特許文献１には、矩形ビームのサイズに同期して収束コイルを制御する方法が開示されている。   In order to prevent such defocusing of the electron beam, a method of correcting the current flowing through the refocusing coil for each shot from the area of the variable rectangular opening has been studied. Patent Document 1 discloses a method for controlling a converging coil in synchronization with the size of a rectangular beam.

また、特許文献２には、電子ビームのリフォーカスを行う際に、ビーム軸の位置ずれを測定して補正をする方法が開示されている。
特開昭５６−９４７４０号公報 特開昭５８−１２１６２５号公報 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228688 discloses a method of measuring and correcting a beam axis misalignment when performing electron beam refocusing.
JP-A-56-94740 JP 58-121625 A

上記したように、可変矩形開口や部分一括パターンを用いた場合に、ショット毎に電子ビームの焦点を移動させるようにすることで、ビーム焦点のずれを防止することが可能である。   As described above, when a variable rectangular opening or a partial collective pattern is used, the focus of the electron beam is moved for each shot, so that it is possible to prevent the deviation of the beam focus.

具体的には、リフォーカスコイルを設置し、整形したビームの断面積に比例する量の電流をリフォーカスコイルに流し、ビームの焦点を調整している。例えば、ビームサイズが大きい場合は、ビームの断面積に比例して、より大きな電流をリフォーカスコイルに流し、電子ビームの収束作用を強くするようにしている。   Specifically, a refocusing coil is installed, and an amount of current proportional to the cross-sectional area of the shaped beam is passed through the refocusing coil to adjust the focus of the beam. For example, when the beam size is large, a larger current is passed through the refocusing coil in proportion to the cross-sectional area of the beam so as to strengthen the electron beam convergence effect.

しかし、リフォーカスを実行するのに時間がかかり、部分一括露光を実施するにもかかわらず、露光スループットを向上できないという不都合が生じている。   However, it takes time to execute the refocus, and there is a disadvantage that the exposure throughput cannot be improved despite the partial batch exposure.

例えば、電子ビームを整形するのにかかる時間が５０ｎｓ程度であるにもかかわらず、リフォーカスの実行時間は、リフォーカスコイルに所定の電流を流し、安定した電流になるまでの時間が３００ｎｓ程度かかっており、露光待ち時間が長くなってしまっている。   For example, although the time required to shape the electron beam is about 50 ns, the refocusing execution time is about 300 ns until a predetermined current is passed through the refocusing coil and becomes a stable current. The exposure waiting time has become longer.

本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、ビームの形状と大きさを変えることが可能な電子ビーム露光において、リフォーカス時間を短縮し、スループットの向上を図ることのできる電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and in electron beam exposure capable of changing the shape and size of a beam, an electron capable of shortening the refocus time and improving the throughput. An object is to provide a beam exposure apparatus and an electron beam exposure method.

上記した課題は、電子ビームを放射する電子銃と、前記電子ビームを整形するための開口を有する整形手段と、前記電子ビームを試料面上へ結像させる投影レンズと、前記投影レンズの上方に設置され、電子ビームの焦点を補正する静電多重極レンズからなるリフォーカスレンズと、前記整形手段により整形された前記電子ビームの断面の面積に応じた電圧を前記リフォーカスレンズに印加する制御手段とを備え、前記リフォーカスレンズは、４重極静電電極を前記電子ビームのビーム軸方向に３段有するとともに、該３段の４重極静電電極のうち、１段目と３段目の電極の長さが同じで、２段目の電極の長さが前記１段目及び３段目の電極の長さの２倍であることを特徴とする電子ビーム露光装置により解決する。 The problems described above include an electron gun that emits an electron beam, shaping means having an opening for shaping the electron beam, a projection lens that forms an image of the electron beam on a sample surface, and an upper part of the projection lens. A refocusing lens comprising an electrostatic multipole lens installed to correct the focus of the electron beam, and a control means for applying a voltage corresponding to the cross-sectional area of the electron beam shaped by the shaping means to the refocusing lens The refocusing lens has three stages of quadrupole electrostatic electrodes in the beam axis direction of the electron beam, and the first and third stages of the three stages of quadrupole electrostatic electrodes. This is solved by an electron beam exposure apparatus characterized in that the length of the electrodes of the second stage is the same, and the length of the second stage electrode is twice the length of the first stage and third stage electrodes .

この形態に係る電子ビーム露光装置において、前記リフォーカスレンズは、４重極静電電極を前記電子ビームのビーム軸方向に３段有するようにしても良く、前記３段の４重極静電電極のうち、１段目と３段目の電極の長さが同じで、２段目の電極の長さが１段目の電極の長さの２倍であるようにしても良い。また、前記１段目、２段目、３段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、ｙ方向の電極に印加する電圧の極性は逆であり、前記１段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、前記２段目のｘ方向の電極に印加する電圧とは極性が逆であり、前記１段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、前記３段目のｘ方向の電極に印加する電圧の極性は同じであり、前記１段目のｙ方向の電極に印加する電圧と、前記３段目のｙ方向の電極に印加する電圧の極性は同じであるようにしても良い。   In the electron beam exposure apparatus according to this aspect, the refocusing lens may have three stages of quadrupole electrostatic electrodes in the beam axis direction of the electron beam, or the three stages of quadrupole electrostatic electrodes. Of these, the lengths of the first and third electrodes may be the same, and the length of the second electrode may be twice the length of the first electrode. In addition, the polarity of the voltage applied to the x-direction electrode of the first stage, the second stage, and the third stage is opposite to the polarity of the voltage applied to the y-direction electrode. The applied voltage and the voltage applied to the second stage x-direction electrode have opposite polarities, and the voltage applied to the first stage x-direction electrode and the third stage x-direction electrode The polarity of the voltage applied to the first and second electrodes in the y direction may be the same as the voltage applied to the first and second electrodes in the y direction. .

本発明では、電子ビームの焦点を調整するためのリフォーカスを行うために、静電電極で構成される電子ビームのリフォーカスレンズを備えている。このリフォーカスレンズは、４重極レンズを３段重ねた構成にして、その間を通過する電子ビームが収束するようにしている。リフォーカスレンズを構成する各電極に印加する電圧は、整形される電子ビームの断面積に応じて調整するようにしている。これにより、照射する電子ビームの電子量が変化しても試料表面上で焦点を合わせることが可能になる。しかも、静電電極を用いて電圧により電界を調整するため、リフォーカスの速度を速くすることが可能になり、露光スループットを向上させることが可能となる。   In the present invention, in order to perform refocusing for adjusting the focus of the electron beam, an electron beam refocusing lens composed of an electrostatic electrode is provided. This refocusing lens has a structure in which three quadrupole lenses are stacked so that the electron beam passing between them is converged. The voltage applied to each electrode constituting the refocus lens is adjusted according to the cross-sectional area of the shaped electron beam. This makes it possible to focus on the sample surface even if the amount of electrons of the irradiated electron beam changes. In addition, since the electric field is adjusted by the voltage using the electrostatic electrode, the refocusing speed can be increased and the exposure throughput can be improved.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

はじめに、電子ビーム露光装置の構成について説明する。次に、電子ビームのリフォーカスを行うリフォーカスレンズについて説明する。最後に、電子ビーム露光方法について説明する。   First, the configuration of the electron beam exposure apparatus will be described. Next, a refocus lens that performs electron beam refocus will be described. Finally, an electron beam exposure method will be described.

（電子ビーム露光装置の構成）
図１は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置の構成図である。 (Configuration of electron beam exposure system)
FIG. 1 is a block diagram of an electron beam exposure apparatus according to the present embodiment.

この電子ビーム露光装置は、電子光学系コラム１００と、電子光学系コラム１００の各部を制御する制御部２００とに大別される。このうち、電子光学系コラム１００は、電子ビーム生成部１３０、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０によって構成され、その内部が減圧される。   The electron beam exposure apparatus is roughly divided into an electron optical system column 100 and a control unit 200 that controls each part of the electron optical system column 100. Among these, the electron optical system column 100 includes an electron beam generating unit 130, a mask deflecting unit 140, and a substrate deflecting unit 150, and the inside thereof is decompressed.

電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から生成した電子ビームＥＢが第１電磁レンズ１０２で収束作用を受けた後、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを透過し、電子ビームＥＢの断面が矩形に整形される。   In the electron beam generator 130, the electron beam EB generated from the electron gun 101 is converged by the first electromagnetic lens 102, then passes through the rectangular aperture 103 a of the beam shaping mask 103, and the cross section of the electron beam EB is rectangular. To be shaped.

その後、電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第２電磁レンズ１０５によって露光マスク１１０上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、第１、第２静電偏向器１０４、１０６により、露光マスク１１０に形成された特定のパターンＳに偏向され、その断面形状がパターンＳの形状に整形される。   Thereafter, the electron beam EB is imaged on the exposure mask 110 by the second electromagnetic lens 105 of the mask deflection unit 140. The electron beam EB is deflected to a specific pattern S formed on the exposure mask 110 by the first and second electrostatic deflectors 104 and 106, and the cross-sectional shape thereof is shaped into the pattern S.

なお、露光マスク１１０はマスクステージ１２３に固定されるが、そのマスクステージ１２３は水平面内において移動可能であって、第１、第２静電偏向器１０４、１０６の偏向範囲（ビーム偏向領域）を超える部分にあるパターンＳを使用する場合、マスクステージ１２３を移動することにより、そのパターンＳをビーム偏向領域内に移動させる。   Although the exposure mask 110 is fixed to the mask stage 123, the mask stage 123 is movable in a horizontal plane, and the deflection range (beam deflection region) of the first and second electrostatic deflectors 104 and 106 is set. In the case of using the pattern S in the portion exceeding, the pattern S is moved into the beam deflection region by moving the mask stage 123.

また、露光マスク１１０の代わりに、電子ビームを所定の形状に可変可能な開口部を配置しても良い。
露光マスク１１０の上下に配された第３、第４電磁レンズ１０８、１１１は、それらの電流量を調節することにより、電子ビームＥＢを基板Ｗ上で結像させる役割を担う。 Further, instead of the exposure mask 110, an opening capable of changing the electron beam into a predetermined shape may be arranged.
The third and fourth electromagnetic lenses 108 and 111 arranged above and below the exposure mask 110 play a role of forming an image of the electron beam EB on the substrate W by adjusting their current amounts.

露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３、第４静電偏向器１１２、１１３の偏向作用によって光軸（ビーム軸）Ｃに振り戻された後、第５電磁レンズ１１４によってそのサイズが縮小される。   The size of the electron beam EB that has passed through the exposure mask 110 is returned to the optical axis (beam axis) C by the deflection action of the third and fourth electrostatic deflectors 112 and 113, and then the size is adjusted by the fifth electromagnetic lens 114. Reduced.

マスク偏向部１４０には、第１、第２補正コイル１０７、１０９が設けられており、それらにより、第１〜第４静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生するビーム偏向収差が補正される。   The mask deflection unit 140 is provided with first and second correction coils 107 and 109, which correct beam deflection aberrations generated by the first to fourth electrostatic deflectors 104, 106, 112, and 113. Is done.

その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０を構成する遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａを通過し、リフォーカスレンズ１２８によって、電子ビームＥＢの断面積に応じた焦点の調整が行われ、第１、第２投影用電磁レンズ１１６、１２１によって基板Ｗ上に投影される。これにより、露光マスク１１０のパターンの像が、所定の縮小率、例えば１／１０の縮小率で基板Ｗに転写されることになる。   Thereafter, the electron beam EB passes through the aperture 115a of the shielding plate 115 constituting the substrate deflecting unit 150, and the focus is adjusted according to the cross-sectional area of the electron beam EB by the refocus lens 128. Two projection electromagnetic lenses 116 and 121 project the image onto the substrate W. As a result, the pattern image of the exposure mask 110 is transferred to the substrate W at a predetermined reduction ratio, for example, a reduction ratio of 1/10.

基板偏向部１５０には、第５静電偏向器１１９と電磁偏向器１２０とが設けられており、これらの偏向器１１９、１２０によって電子ビームＥＢが偏向され、基板Ｗの所定の位置に露光マスクのパターンの像が投影される。   The substrate deflecting unit 150 is provided with a fifth electrostatic deflector 119 and an electromagnetic deflector 120, and the electron beam EB is deflected by these deflectors 119 and 120, and an exposure mask is formed at a predetermined position on the substrate W. The pattern image is projected.

更に、基板偏向部１５０には、基板Ｗ上における電子ビームＥＢの偏向収差を補正するための第３、第４補正コイル１１７、１１８が設けられる。   Further, the substrate deflection unit 150 is provided with third and fourth correction coils 117 and 118 for correcting the deflection aberration of the electron beam EB on the substrate W.

基板Ｗは、モータ等の駆動部１２５により水平方向に移動可能なウェハステージ１２４に固定されており、ウェハステージ１２４を移動させることで、基板Ｗの全面に露光を行うことが可能となる。   The substrate W is fixed to a wafer stage 124 that can be moved in the horizontal direction by a driving unit 125 such as a motor. By moving the wafer stage 124, it is possible to expose the entire surface of the substrate W.

一方、制御部２００は、電子銃制御部２０２、電子光学系制御部２０３、マスク偏向制御部２０４、マスクステージ制御部２０５、ブランキング制御部２０６、基板偏向制御部２０７、ウェハステージ制御部２０８及びリフォーカス制御部２０９を有する。これらのうち、電子銃制御部２０２は電子銃１０１を制御して、電子ビームＥＢの加速電圧やビーム放射条件等を制御する。また、電子光学系制御部２０３は、電磁レンズ１０２、１０５、１０８、１１１、１１４、１１６及び１２１への電流量等を制御して、これらの電磁レンズが構成される電子光学系の倍率や焦点位置等を調節する。ブランキング制御部２０６は、ブランキング電極１２７への印加電圧を制御することにより、露光開始前から発生している電子ビームＥＢを遮蔽板１１５上に偏向し、露光前に基板Ｗ上に電子ビームＥＢが照射されるのを防ぐ。   On the other hand, the control unit 200 includes an electron gun control unit 202, an electron optical system control unit 203, a mask deflection control unit 204, a mask stage control unit 205, a blanking control unit 206, a substrate deflection control unit 207, a wafer stage control unit 208, and A refocus control unit 209 is included. Among these, the electron gun control unit 202 controls the electron gun 101 to control the acceleration voltage of the electron beam EB, beam emission conditions, and the like. Further, the electron optical system control unit 203 controls the amount of current to the electromagnetic lenses 102, 105, 108, 111, 114, 116 and 121, and the magnification and focus of the electron optical system in which these electromagnetic lenses are configured. Adjust the position. The blanking control unit 206 controls the voltage applied to the blanking electrode 127 to deflect the electron beam EB generated before the start of exposure onto the shielding plate 115, and onto the substrate W before exposure. Prevents EB from being irradiated.

基板偏向制御部２０７は、第５静電偏向器１１９への印加電圧と、電磁偏向器１２０への電流量を制御することにより、基板Ｗの所定の位置上に電子ビームＥＢが偏向されるようにする。ウェハステージ制御部２０８は、駆動部１２５の駆動量を調節して基板Ｗを水平方向に移動させ、基板Ｗの所望の位置に電子ビームＥＢが照射されるようにする。   The substrate deflection control unit 207 controls the voltage applied to the fifth electrostatic deflector 119 and the amount of current to the electromagnetic deflector 120 so that the electron beam EB is deflected to a predetermined position on the substrate W. To. The wafer stage control unit 208 adjusts the driving amount of the driving unit 125 to move the substrate W in the horizontal direction so that the desired position of the substrate W is irradiated with the electron beam EB.

リフォーカス制御部２０９は、露光マスク１１０を透過して整形される電子ビームＥＢの断面積に応じて、リフォーカスレンズを構成する各電極に必要な電圧を供給するようにする。   The refocus control unit 209 supplies a necessary voltage to each electrode constituting the refocus lens according to the cross-sectional area of the electron beam EB that is shaped through the exposure mask 110.

上記の各部２０２〜２０９は、ワークステーション等の統合制御系２０１によって統合的に制御される。   The above-described units 202 to 209 are controlled in an integrated manner by an integrated control system 201 such as a workstation.

（リフォーカスレンズ）
図２は、本実施形態で用いるリフォーカスレンズの構成を示している。図２（ａ）は、投影用レンズ１１６、１２１の電子銃１０１側の上方に設置されるリフォーカスレンズ１２８の平面図を示している。また、図２（ｂ）は、リフォーカスレンズ１２８を正面からみた断面図を示している。 (Refocus lens)
FIG. 2 shows the configuration of the refocus lens used in this embodiment. FIG. 2A shows a plan view of the refocus lens 128 installed above the projection lenses 116 and 121 on the electron gun 101 side. FIG. 2B shows a cross-sectional view of the refocus lens 128 as seen from the front.

図２に示すように、リフォーカスレンズ１２８は、静電電極を４つ用いた静電４重極レンズをビーム軸方向（Ｚ軸方向）に所定の間隔で重ねて構成する。   As shown in FIG. 2, the refocus lens 128 is configured by overlapping an electrostatic quadrupole lens using four electrostatic electrodes at a predetermined interval in the beam axis direction (Z-axis direction).

静電４重極レンズは、電子ビームの照射方向に沿って、電子銃に近い方から１段目、２段目、３段目とし、１段目、２段目、３段目の静電４重極レンズをそれぞれＬＳ１、ＬＳ２，ＬＳ３とする。   The electrostatic quadrupole lens has the first, second, and third stages from the side closer to the electron gun along the electron beam irradiation direction. The quadrupole lenses are denoted by LS1, LS2, and LS3, respectively.

静電４重極レンズＬＳ１は、４本の静電電極Ｐ１１、Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４で構成され、ビーム軸（Ｚ軸）を中心にＸ軸方向、Ｙ軸方向に等間隔に２本ずつ配置される。例えば、各電極の長さＬ１は１０ｍｍである。   The electrostatic quadrupole lens LS1 is composed of four electrostatic electrodes P11, P12, P13, and P14, and two are arranged at equal intervals around the beam axis (Z axis) in the X axis direction and the Y axis direction. Is done. For example, the length L1 of each electrode is 10 mm.

静電４重極レンズＬＳ２は、４本の静電電極Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４で構成され、ＬＳ１の下段に配置される。静電４重極レンズＬＳ２の４つの各電極は、ＬＳ１の４つの各電極とＺ軸方向に所定の間隔Ｇ１で重なるように配置される。この所定の間隔Ｇ１は、例えば５ｍｍである。静電４重極レンズＬＳ２の各電極の長さＬ２は静電４重極レンズＬＳ１の各電極の長さＬ１の２倍の長さとする。例えば、Ｌ１が１０ｍｍの場合はＬｌ２は２０ｍｍとする。   The electrostatic quadrupole lens LS2 includes four electrostatic electrodes P21, P22, P23, and P24, and is arranged in the lower stage of LS1. The four electrodes of the electrostatic quadrupole lens LS2 are arranged so as to overlap the four electrodes of LS1 with a predetermined gap G1 in the Z-axis direction. This predetermined gap G1 is, for example, 5 mm. The length L2 of each electrode of the electrostatic quadrupole lens LS2 is twice as long as the length L1 of each electrode of the electrostatic quadrupole lens LS1. For example, when L1 is 10 mm, Ll2 is 20 mm.

静電４重極レンズＬＳ３は４本の静電電極Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４で構成され、ＬＳ２の下段に配置される。静電４重極レンズＬＳ３の４つの各電極は、ＬＳ２の４つの各電極とＺ軸方向に所定の間隔Ｇ２で重なるように配置される。この所定の間隔Ｇ２は、例えば５ｍｍである。   The electrostatic quadrupole lens LS3 is composed of four electrostatic electrodes P31, P32, P33, P34, and is arranged in the lower stage of LS2. The four electrodes of the electrostatic quadrupole lens LS3 are arranged so as to overlap the four electrodes of LS2 with a predetermined gap G2 in the Z-axis direction. The predetermined gap G2 is 5 mm, for example.

静電４重極レンズＬＳ３の各電極の長さはＬＳ１と同じ長さとする。   The length of each electrode of the electrostatic quadrupole lens LS3 is the same as that of LS1.

次に、このように構成したリフォーカスレンズによって電子の焦点を調整できることについて説明する。まず、１段の静電４重極レンズについて、その間を通過した後の電子の偏向量について説明する。   Next, it will be described that the focus of electrons can be adjusted by the refocus lens configured as described above. First, the amount of deflection of electrons after passing through a single-stage electrostatic quadrupole lens will be described.

図３に１段の静電４重極レンズの平面図を示す。このレンズの電位分布φは、φ＝Ａ（ｘ2−ｙ2）／ｒ0 2と表される。ここでｒ0=２ｍｍ とする。 FIG. 3 shows a plan view of a one-stage electrostatic quadrupole lens. The potential distribution φ of this lens is expressed as φ = A (x 2 −y 2 ) / r 0 2 . Here, r 0 = 2 mm.

この中をＺ軸方向に通過する電子は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に力を受けて進行する。
ｘ＝１ｍｍの点における電界は、Ｅ（ｘ＝１）＝−ｄφ／ｄｘ＝４０／９[Ｖ／ｍｍ]となる。ここで、ビーム軸から１ｍｍの距離を通過する電子が、Ｚ軸方向に５０００ｍｍ離れた位置での偏光量について検討する。 Electrons that pass through in the Z-axis direction travel by receiving forces in the X-axis direction and the Y-axis direction.
The electric field at a point where x = 1 mm is E (x = 1) = − dφ / dx = 40/9 [V / mm]. Here, the amount of polarization at a position where electrons passing through a distance of 1 mm from the beam axis are separated by 5000 mm in the Z-axis direction will be examined.

仮に、平行平板間を電子が通過するときの電子の偏光量に対応させて考える。平行平板の両端部での電界の乱れを無視すると、電極から長さｌ離れた位置における偏向量Ｄは、次式で表される。   Suppose that the amount of polarization of electrons when they pass between parallel plates is considered. If the disturbance of the electric field at both ends of the parallel plate is ignored, the deflection amount D at a position 1 away from the electrode by the length l is expressed by the following equation.

Ｄ＝（ｌｂ／２ｄ）×（Ｘｄ／Ｖ０） …（１）
ここで、ｂは平行平板の長さ、Ｖｄは平板間に印加する電圧、Ｖ０は電子の入射電圧（例えば、５０ｋＶ）である。 D = (lb / 2d) × (Xd / V0) (1)
Here, b is the length of the parallel plates, Vd is a voltage applied between the plates, and V0 is an electron incident voltage (for example, 50 kV).

この式で、２Ｖｄ／ｄは電界Ｅであるので、Ｄ＝ｌｂＥ／４Ｖ０となる。   In this equation, since 2Vd / d is the electric field E, D = 1bE / 4V0.

式（１）において、ｂ＝１０[ｍｍ]、Ｅ＝４０／９[Ｖ／ｍ]、Ｖ０＝５００００[Ｖ]、ｌ＝５０００[ｍｍ]とすると、偏向距離Ｄは１．１１[ｍｍ]となる。   In equation (1), when b = 10 [mm], E = 40/9 [V / m], V0 = 50000 [V], and l = 5000 [mm], the deflection distance D is 1.11 [mm]. It becomes.

すなわち、焦点をビーム軸上にするためには１[ｍｍ]偏向すればよいため、電極に印加する電圧を調整することによって目的を達することができる。このように、１段の４重極レンズによって、電子の焦点を調整することが可能となる。   That is, in order to make the focal point on the beam axis, it is only necessary to deflect by 1 [mm]. Therefore, the purpose can be achieved by adjusting the voltage applied to the electrode. In this way, the focus of electrons can be adjusted by a single-stage quadrupole lens.

よって、４重極レンズが多段に構成された場合であっても、電子の焦点を調整することが可能となる。   Therefore, even when the quadrupole lens is configured in multiple stages, the focus of electrons can be adjusted.

図４は、３段４重極静電電極の電子の軌道を説明する図である。図４のＺ軸をビーム軸とし、電子ビームが図の左から右へ進行するものとする。   FIG. 4 is a diagram for explaining the trajectory of electrons of the three-stage quadrupole electrostatic electrode. Assume that the Z axis in FIG. 4 is the beam axis, and the electron beam travels from the left to the right in the figure.

図４のｘ軸側はＸ方向の電子ビームの軌道Ｃ１を示し、ｙ軸側は電子ビームのＹ方向の軌道Ｃ２を示している。図４に示すように、ｘ方向の軌道Ｃ１に注目すると、１段目の４重極レンズは凸レンズの働きをし、２段目の４重極レンズは凹レンズの働きをし、３段目の４重極レンズは凸レンズの働きをしている。また、ｙ方向の軌道Ｃ２に注目すると、１段目の４重極レンズは凹レンズの働きをし、２段目の４重極レンズは凸レンズの働きをし、３段目の４重極レンズは凹レンズの働きをする。そして、最終焦点ｚ２への入射角度がｘ方向及びｙ方向ともほとんど同じ角度にすることができる。よって、この３段４重極静電電極を使用することにより、焦点の調整を容易に行うことが可能になる。   The x-axis side in FIG. 4 shows the trajectory C1 of the electron beam in the X direction, and the y-axis side shows the trajectory C2 in the Y direction of the electron beam. As shown in FIG. 4, when paying attention to the trajectory C1 in the x direction, the first-stage quadrupole lens functions as a convex lens, and the second-stage quadrupole lens functions as a concave lens. The quadrupole lens functions as a convex lens. When attention is paid to the orbit C2 in the y direction, the first quadrupole lens functions as a concave lens, the second quadrupole lens functions as a convex lens, and the third quadrupole lens Acts as a concave lens. The incident angle to the final focal point z2 can be made almost the same in both the x direction and the y direction. Therefore, by using this three-stage quadrupole electrostatic electrode, it is possible to easily adjust the focus.

図２のように構成したリフォーカスレンズの各電極には、リフォーカス制御部２０９によって所定の電圧が印加され、リフォーカスレンズ１２８全体としてリフォーカスに必要な電界を発生するようにしている。本実施形態では、図５に示すような極性の電圧を印加する。図５は、便宜的に静電４重極レンズＬＳ１、ＬＳ２，ＬＳ３の各平面図を並べて示している。   A predetermined voltage is applied to each electrode of the refocus lens configured as shown in FIG. 2 by the refocus control unit 209 so that the refocus lens 128 as a whole generates an electric field necessary for refocus. In the present embodiment, a voltage having a polarity as shown in FIG. 5 is applied. FIG. 5 shows the plan views of the electrostatic quadrupole lenses LS1, LS2, and LS3 side by side for convenience.

図５に示すように、静電電極Ｐ１１とＰ１３に−Ｖｙの電圧を供給し、Ｐ１２とＰ１４に＋Ｖｘの電圧を供給する。   As shown in FIG. 5, a voltage of −Vy is supplied to the electrostatic electrodes P11 and P13, and a voltage of + Vx is supplied to P12 and P14.

次の段のＬＳ２の各電極には、ＬＳ１の各電極と電位が反対になるように電圧を印加する。すなわち、Ｐ２１とＰ２３に＋Ｖｙ'を印加し、Ｐ２２とＰ２４に−Ｖｘ'を印加する。   A voltage is applied to each electrode of LS2 in the next stage so that the potential is opposite to that of each electrode of LS1. That is, + Vy ′ is applied to P21 and P23, and −Vx ′ is applied to P22 and P24.

また、３段目のＬＳ３の各電極にはＬＳ１と同じ電圧を印加する。   The same voltage as LS1 is applied to each electrode of the third stage LS3.

このように、１２個の静電電極に対して４つの値の電圧を使用する。これらの電圧は、リフォーカス制御部２０９が整形された電子ビームの断面積にリフォーカス係数を乗じて算出し、各電極に供給する。   Thus, four values of voltage are used for the 12 electrostatic electrodes. These voltages are calculated by multiplying the cross-sectional area of the electron beam shaped by the refocus control unit 209 by the refocus coefficient and supplied to each electrode.

図６は、リフォーカスレンズの各電極に所定の電圧を印加するリフォーカス回路の構成を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a refocus circuit that applies a predetermined voltage to each electrode of the refocus lens.

リフォーカス回路４２は、リフォーカス制御部２０９によって指定される、リフォーカスを実施するための４つの電圧値（デジタル値）を、それぞれＤＡＣ４３を通してアナログデータに変換し、電圧増幅器４４を介して上記した所定の電極に変換されたアナログ電圧を供給する。   The refocus circuit 42 converts the four voltage values (digital values) designated by the refocus control unit 209 to perform refocusing into analog data through the DAC 43, and the above-described voltage value via the voltage amplifier 44. An analog voltage converted to a predetermined electrode is supplied.

整形される電子ビームの断面積は、記憶部４１に格納されている露光マスクのデータと、電子ビームの偏向量のデータから算出する。例えば、図７に示すように、露光マスクの開口１１０ａが選択され、偏向される電子ビームＥＢが露光マスク１１０に照射される断面がＥＢＳとする。このとき、整形される電子ビームの断面積Ｆｃｓは、開口１１０ａと電子ビームの断面ＥＢＳとが重なる部分の面積となる。   The cross-sectional area of the electron beam to be shaped is calculated from the exposure mask data stored in the storage unit 41 and the electron beam deflection amount data. For example, as shown in FIG. 7, the opening 110a of the exposure mask is selected, and a cross section in which the deflected electron beam EB is irradiated onto the exposure mask 110 is EBS. At this time, the cross-sectional area Fcs of the electron beam to be shaped is the area of the portion where the opening 110a and the cross-section EBS of the electron beam overlap.

リフォーカス係数の算出は以下に示すような周知の方法によって算出する。   The refocus coefficient is calculated by a known method as described below.

２つのビームサイズの電子ビームを用い、そのそれぞれについてビームエッジのぼけを最小にするようなリフォーカス量を求める。   An electron beam having two beam sizes is used, and a refocus amount that minimizes the blur of the beam edge is obtained for each of the electron beams.

矩形開口１０３ａを通るビーム電流は一定であり、リフォーカス量は、露光用マスク１１０を通過するビームの電流にほぼ比例するので、露光用マスク１１０とこの位置での電子ビームの像とが重なりあう面積に比例した電圧、すなわち偏向器１０４，１０６での偏向量に応じた電圧が、リフォーカス量としてリフォーカスレンズの各電極に供給される。   Since the beam current passing through the rectangular aperture 103a is constant and the refocus amount is substantially proportional to the current of the beam passing through the exposure mask 110, the exposure mask 110 and the electron beam image at this position overlap. A voltage proportional to the area, that is, a voltage corresponding to the deflection amount in the deflectors 104 and 106 is supplied to each electrode of the refocus lens as a refocus amount.

リフォーカス量を決定するために、次のようにしてビームエッジぼけ量を測定する。すなわち、図８（ａ）に示すように、シリコンＳｉのウェーハ８１上に、シリコンＳｉよりも電子反射率が高いタンタル膜８２を形成しておく。偏向器１０４，１０６でビームを走査させて、電子ビーム８３がタンタル膜８２を横切るようにする。この際、照射点からの反射電子８４を電子検出器で検出する。そして、図８（ｂ）に示すような、電子検出量を求める。この電子検出量をビーム走査位置について微分して図８（ｃ）に示すような波形を取得し、その最大値が９０％から１０％まで変化する距離をビームエッジぼけ量δとして求める。   In order to determine the refocus amount, the beam edge blur amount is measured as follows. That is, as shown in FIG. 8A, a tantalum film 82 having an electron reflectivity higher than that of silicon Si is formed on a silicon Si wafer 81. The beams are scanned by the deflectors 104 and 106 so that the electron beam 83 crosses the tantalum film 82. At this time, the reflected electrons 84 from the irradiation point are detected by the electron detector. Then, an electron detection amount as shown in FIG. The electron detection amount is differentiated with respect to the beam scanning position to obtain a waveform as shown in FIG. 8C, and the distance at which the maximum value changes from 90% to 10% is obtained as the beam edge blur amount δ.

このビームエッジぼけ量を最小にするように各電極に印加する電圧を調整し、Ｇ１〜Ｇ４を求める。   G1 to G4 are obtained by adjusting the voltage applied to each electrode so as to minimize the beam edge blur.

上記の処理を２つの断面積の異なる電子ビームについて行う。   The above processing is performed for two electron beams having different cross-sectional areas.

次に、図９に示すように、電子ビームの断面積とリフォーカス量（リフォーカス係数Ｇ１〜Ｇ４）との関係を直線近似する。断面積がＳ１のときのリフォーカス係数がＧＳ１であり、断面積がＳ２のときのリフォーカス係数がＧＳ２であったとすれば、その２点を通る直線で断面積とリフォーカス係数との相関関係を求める。４つのリフォーカス係数について同様に相関関係を求める。これに基づき、任意形状のブロックパターンについてその面積からリフォーカス係数を決定する。   Next, as shown in FIG. 9, the relationship between the cross-sectional area of the electron beam and the refocus amount (refocus coefficients G1 to G4) is linearly approximated. If the refocus coefficient when the cross-sectional area is S1 is GS1 and the refocus coefficient when the cross-sectional area is S2 is GS2, the correlation between the cross-sectional area and the refocus coefficient is a straight line passing through the two points. Ask for. Correlation is similarly obtained for the four refocus coefficients. Based on this, a refocus coefficient is determined from the area of an arbitrarily shaped block pattern.

（電子ビーム露光方法）
次に、上記した電子ビーム露光装置を使用した露光方法について説明する。 (Electron beam exposure method)
Next, an exposure method using the above-described electron beam exposure apparatus will be described.

電子ビーム露光をする際、露光マスクを選択する毎に電子ビームの焦点を調整するため、リフォーカス係数を決定する。   When performing electron beam exposure, every time an exposure mask is selected, a refocus coefficient is determined in order to adjust the focus of the electron beam.

リフォーカス係数は、図８及び図９を用いて説明したように、２つの異なる断面積の電子ビームについてビームぼけを測定し、そのビームぼけが最小になるようにリフォーカス係数Ｇ１からＧ４を決定する。   As described with reference to FIGS. 8 and 9, the refocus coefficient is determined by measuring the beam blur for two electron beams having different cross-sectional areas, and determining the refocus coefficients G1 to G4 so that the beam blur is minimized. To do.

照射される電子ビームの断面の面積は、露光データが記憶されている記憶部４１からサイズを抽出する。そのサイズに応じたリフォーカス係数Ｇ１からＧ４をかけて各電極に印加する電圧値を決定する。   The size of the cross-sectional area of the irradiated electron beam is extracted from the storage unit 41 in which exposure data is stored. A voltage value to be applied to each electrode is determined by applying refocus coefficients G1 to G4 according to the size.

この電圧値の算出は、偏向器１０４，１０６に電圧を印加すると同時に行う。従来は、偏向器に電圧を印加して電圧が安定するまでの時間が５０[ｎｓ]であるにもかかわらず、リフォーカス電流の安定する時間が３００[ｎｓ]程度であったため、露光待ち時間がかかっていた。本実施形態では、静電電極に電圧を印加するため、焦点補正のための電圧の静定時間は５０[ｎｓ]と短く、電子ビームのサイズから各電極に印加する電圧値を決定するまでの時間を考慮しても露光待ち時間は１００[ｎｓ]程度となり、従来よりも３倍程、短時間で露光を開始することができ、露光スループットの向上を図ることが可能となる。   The calculation of the voltage value is performed simultaneously with the application of a voltage to the deflectors 104 and 106. Conventionally, since the time until the voltage is stabilized after the voltage is applied to the deflector is 50 [ns], the refocus current is stabilized for about 300 [ns]. It was over. In this embodiment, since the voltage is applied to the electrostatic electrode, the voltage stabilization time for focus correction is as short as 50 [ns], and the voltage value to be applied to each electrode is determined from the size of the electron beam. Even if time is taken into consideration, the exposure waiting time is about 100 [ns], and the exposure can be started in a short time about three times as compared with the conventional case, so that the exposure throughput can be improved.

以上説明したように、本実施形態では、電子ビームの焦点を調整するためのリフォーカスを行うために、静電電極で構成されるリフォーカスレンズを備えている。このリフォーカスレンズは、４重極レンズを３段重ねた構成にして、その間を通過する電子ビームが収束するようにしている。この場合、リフォーカスレンズを構成する各電極に印加する電圧を電子ビームの断面積に応じて調整するようにしている。これにより、電子ビームの断面積の大きさに応じて電子ビームの電子量が変化しても焦点を合わせることが可能になる。しかも、静電電極を用いて電圧を印加するだけで電界を調整するため、リフォーカスの速度を速くすることが可能になり、露光スループットを向上させることが可能となる。   As described above, in the present embodiment, a refocus lens including an electrostatic electrode is provided in order to perform refocus for adjusting the focus of the electron beam. This refocusing lens has a structure in which three quadrupole lenses are stacked so that the electron beam passing between them is converged. In this case, the voltage applied to each electrode constituting the refocus lens is adjusted according to the cross-sectional area of the electron beam. This makes it possible to focus even if the amount of electrons in the electron beam changes according to the size of the cross-sectional area of the electron beam. In addition, since the electric field is adjusted simply by applying a voltage using the electrostatic electrode, the refocusing speed can be increased and the exposure throughput can be improved.

なお、本実施形態では、リフォーカスを行うためにリフォーカスレンズの各電極に印加する電圧が４つの値を用いる場合について説明したが、これに限らず、３段４重極レンズを構成する１２個の静電電極のそれぞれに別個に電圧を与えるようにしても良い。この場合には、より精度のよいリフォーカスを行うことが可能となる。   In the present embodiment, the case where four values are used as the voltages applied to the respective electrodes of the refocus lens in order to perform refocus has been described. However, the present invention is not limited to this. A voltage may be separately applied to each of the electrostatic electrodes. In this case, it becomes possible to perform refocusing with higher accuracy.

また、本実施形態では、４重極レンズを３段重ねる構成のリフォーカスレンズについて説明したが、これに限らず、３段より多い段数で構成するようにしても良い。   In the present embodiment, a refocus lens having a configuration in which three stages of quadrupole lenses are stacked has been described. However, the present invention is not limited to this, and the number of stages may be greater than three.

本発明に係る電子ビーム露光装置の構成図である。It is a block diagram of the electron beam exposure apparatus which concerns on this invention. 本発明に係る電子ビーム露光装置におけるリフォーカスレンズの構成図である。It is a block diagram of the refocusing lens in the electron beam exposure apparatus which concerns on this invention. １段の４重極電極における電子の偏向制御を説明する図である。It is a figure explaining the deflection control of the electron in a 1 step | paragraph quadrupole electrode. ３段４重極静電電極の電子の軌道を説明する図である。It is a figure explaining the trajectory of the electron of a 3 step | paragraph quadrupole electrostatic electrode. リフォーカスレンズの各電極の接続関係を示す図である。It is a figure which shows the connection relation of each electrode of a refocus lens. リフォーカス回路を説明する図である。It is a figure explaining a refocusing circuit. リフォーカス量を説明する図である。It is a figure explaining the amount of refocusing. リフォーカス係数の算出を説明する図（その１）である。FIG. 6 is a diagram (part 1) for explaining calculation of a refocus coefficient. リフォーカス係数の算出を説明する図（その２）である。FIG. 6 is a diagram (part 2) illustrating calculation of a refocus coefficient.

符号の説明Explanation of symbols

１００…電子光学系コラム、１０１…電子銃、１０２…第１電磁レンズ、１０３…ビーム整形用マスク、１０３ａ…矩形アパーチャ、１０４…第１静電偏向器、１０５…第２電磁レンズ、１０６…第２静電偏向器、１０７…第１補正コイル、１０８…第３電磁レンズ、１０９…第２補正コイル、１１０…露光用マスク、１１１…第４電磁レンズ、１１２…第３静電偏向器、１１３…第４静電偏向器、１１４…第５電磁レンズ、１１５…遮蔽板、１１５ａ…アパーチャ、１１６…第１投影用電磁レンズ、１１７…第３補正コイル、１１８…第４補正コイル、１１９…第５静電偏向器、１２０…電磁偏向器、１２１…第２投影用電磁レンズ、１２３…マスクステージ、１２４…ウェハステージ、１２５…駆動部、１２７…ブランキング電極、１２８…リフォーカスレンズ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Electro-optic system column, 101 ... Electron gun, 102 ... 1st electromagnetic lens, 103 ... Beam shaping mask, 103a ... Rectangular aperture, 104 ... 1st electrostatic deflector, 105 ... 2nd electromagnetic lens, 106 ... 1st 2 electrostatic deflector 107 107 first correction coil 108 third electromagnetic lens 109 second correction coil 110 exposure mask 111 fourth electromagnetic lens 112 third electrostatic deflector 113 ... fourth electrostatic deflector, 114 ... fifth electromagnetic lens, 115 ... shielding plate, 115a ... aperture, 116 ... first projection electromagnetic lens, 117 ... third correction coil, 118 ... fourth correction coil, 119 ... first 5 electrostatic deflectors, 120 ... electromagnetic deflectors, 121 ... second projection electromagnetic lenses, 123 ... mask stage, 124 ... wafer stage, 125 ... drive unit, 127 ... blanking electrode, 12 ... re-focus lens.

Claims (4)

電子ビームを放射する電子銃と、
前記電子ビームを整形するための開口を有する整形手段と、
前記電子ビームを試料面上へ結像させる投影レンズと、
前記投影レンズの上方に設置され、前記電子ビームの焦点を補正する静電多重極レンズからなるリフォーカスレンズと、
前記整形手段により整形された前記電子ビームの断面の面積に応じた電圧を前記リフォーカスレンズに印加する制御手段とを備え、
前記リフォーカスレンズは、４重極静電電極を前記電子ビームのビーム軸方向に３段有するとともに、該３段の４重極静電電極のうち、１段目と３段目の電極の長さが同じで、２段目の電極の長さが前記１段目及び３段目の電極の長さの２倍であることを特徴とする電子ビーム露光装置。 An electron gun that emits an electron beam;
Shaping means having an aperture for shaping the electron beam;
A projection lens for imaging the electron beam onto the sample surface;
Disposed above the projection lens, and refocus lens consisting of electrostatic multipole lens for correcting the focus of the electron beam,
Control means for applying a voltage corresponding to the area of the cross section of the electron beam shaped by the shaping means to the refocus lens ,
The refocus lens has three stages of quadrupole electrostatic electrodes in the beam axis direction of the electron beam, and the length of the first and third stages of the three stages of quadrupole electrostatic electrodes. The electron beam exposure apparatus is characterized in that the length of the second-stage electrode is twice the length of the first-stage and third-stage electrodes . 前記１段目、２段目、３段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、ｙ方向に印加する電圧の極性は逆であり、
前記１段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、前記２段目のｘ方向の電極に印加する電圧とは極性が逆であり、
前記１段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、前記３段目のｘ方向の電極に印加する電圧の極性は同じであり、
前記１段目のｙ方向の電極に印加する電圧と、前記３段目のｙ方向の電極に印加する電圧の極性は同じであることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム露光装置。 The polarities of the voltage applied to the x-direction electrode of the first stage, the second stage, and the third stage are opposite to the polarity of the voltage applied in the y direction,
The voltage applied to the first-stage x-direction electrode and the voltage applied to the second-stage x-direction electrode have opposite polarities,
The polarity of the voltage applied to the first-stage x-direction electrode and the voltage applied to the third-stage x-direction electrode are the same,
A voltage applied to the y direction of the electrode of the first stage, the polarity of the voltage applied to the y direction of the electrode of the third stage electron beam exposure apparatus according to claim 1, characterized in that the same. 前記１段目及び３段目のｘ方向の電極に第１の電圧を印加する第１の電圧増幅器と、
前記１段目及び３段目のｙ方向の電極に前記第１の電圧と極性が異なる第２の電圧を印加する第２の電圧増幅器と、
前記２段目のｘ方向の電極に前記第１の電圧と極性が異なる第３の電圧を印加する第３の電圧増幅器と、
前記２段目のｙ方向の電極に前記第１の電圧と極性が同じ第４の電圧を印加する第４の電圧増幅器と、
を備え、
前記第１乃至第４の電圧は、前記電子ビームの断面の面積に、予め算出した所定のビーム断面積とリフォーカス量との相関関係から求めた４つのリフォーカス係数を前記電子ビームの断面の面積に乗じてそれぞれ算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子ビーム露光装置。 A first voltage amplifier for applying a first voltage to the first-stage and third-stage electrodes in the x direction;
A second voltage amplifier that applies a second voltage having a polarity different from that of the first voltage to the first-stage and third-stage electrodes in the y direction;
A third voltage amplifier for applying a third voltage having a polarity different from that of the first voltage to the second-stage electrode in the x direction;
A fourth voltage amplifier that applies a fourth voltage having the same polarity as the first voltage to the second-stage electrode in the y direction;
With
The first to fourth voltages are obtained by calculating four refocus coefficients obtained from the correlation between a predetermined beam cross-sectional area calculated in advance and the refocus amount to the cross-sectional area of the electron beam. electron beam exposure apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that each calculated by multiplying the area. 電子ビームを照射する電子銃と、前記電子ビームを整形するための開口を有する整形手段と、前記電子ビームを試料面上へ結像させる投影レンズと、前記投影レンズの上方に設置され、４重極静電電極を前記電子ビームのビーム軸方向に３段有するとともに、該３段の４重極電極のうち、１段目及び３段目の電極の長さが同じで、２段目の電極の長さが前記１段目及び３段目の電極の長さの２倍であるリフォーカスレンズと、前記１段目及び３段目のｘ方向の電極に第１の電圧を印加する第１の電圧増幅器と、前記１段目及び３段目のｙ方向の電極に第２の電圧を印加する第２の電圧増幅器と、前記２段目のｘ方向の電極に第３の電圧を印加する第３の電圧増幅器と、前記２段目のｙ方向の電極に第４の電圧を印加する第４の電圧増幅器と、制御手段とを備える電子ビーム露光装置において、
前記制御手段は前記整形手段により整形された前記電子ビームの断面の面積に応じて、予め算出した所定のビームの断面積とリフォーカス量との相関関係から４つのリフォーカス係数を算出し、前記断面の面積と該リフォーカス係数とを乗算して前記第１乃至第４の電圧をそれぞれ算出することを特徴とする電子ビーム露光方法。 An electron gun for irradiating an electron beam, a shaping means having an opening for shaping the electron beam, and a projection lens for forming the electron beam onto the sample surface, is disposed above the projection lens, quadruple There are three stages of polar electrostatic electrodes in the direction of the beam axis of the electron beam, and among the three stages of quadrupole electrodes, the first and third stage electrodes have the same length, and the second stage electrode The first voltage is applied to the refocusing lens whose length is twice the length of the first and third stage electrodes and the first and third stage electrodes in the x direction. A second voltage amplifier for applying a second voltage to the first and third stage y-direction electrodes, and a third voltage to the second stage x-direction electrode. A third voltage amplifier; a fourth voltage amplifier that applies a fourth voltage to the second stage y-direction electrode; In an electron beam exposure apparatus comprising a control means,
The control means calculates four refocus coefficients from a correlation between a predetermined beam cross-sectional area and a refocus amount according to the cross-sectional area of the electron beam shaped by the shaping means, An electron beam exposure method, wherein the first to fourth voltages are calculated by multiplying a cross-sectional area by the refocus coefficient.
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