JP3324749B2 - Electron beam drawing method and electron beam drawing apparatus - Google Patents
Electron beam drawing method and electron beam drawing apparatusInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路な
どの製造に用いられる電子線描画技術に係り、特に一括
図形照射法に用いる装置構造およびマスクの形状に工夫
を施して微細なLSI用パターンの高速描画を可能とし
た電子線描画方法および電子線描画装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam lithography technique used in the manufacture of semiconductor integrated circuits and the like. The present invention relates to an electron beam lithography method and an electron beam lithography apparatus capable of high-speed image writing.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体集積回路は微細化,集積化
が進んでおり、その微細加工を実現するためのリソグラ
フィ装置の高精度化が進められてきた。しかし、加工方
法が光露光の光源の波長に近づき、リソグラフィ技術も
限界に近づいてきた。そのため、さらなる微細化,高精
度化を進めるために、リソグラフィ技術に代わり、荷電
粒子線装置の一種である電子線描画装置が用いられるよ
うになった。電子ビーム描画装置の高速化のために、各
種形状のマスクを組み合わせそれらに一括して電子ビー
ムを照射して複雑な形状の電子ビームを形成する一括図
形照射法の開発が進められている。この手法としては、
例えば、坂本等が、ジャーナル オブ バキューム サ
イエンス アンド テクノロジー(J.Vac.Sci.Techno
l.),B11(1993年)2357頁から2361頁で
述べているように、2つのマスクを用い、固定の矩形開
口と図形開口の組み合わせにより電子ビーム形状を定め
るものがある。また、フォータグン等が、マイクロエレ
クトロニック エンジニアリング、27(1995年)
151頁から154頁で述べているように、1つのマス
クに45度回転した矩形を用意しておいて3角形ビーム
の形成を可能にしたものもある。2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization and integration of semiconductor integrated circuits have been advanced, and lithography apparatuses for realizing the fine processing have been improved in accuracy. However, the processing method is approaching the wavelength of the light source for light exposure, and the lithography technique is approaching its limit. Therefore, in order to promote further miniaturization and higher precision, an electron beam lithography apparatus, which is a kind of charged particle beam apparatus, has been used instead of the lithography technique. In order to increase the speed of an electron beam lithography apparatus, a collective pattern irradiation method for forming a complicated shape electron beam by combining masks of various shapes and irradiating them collectively with an electron beam has been developed. This technique includes:
For example, Sakamoto et al. Published the Journal of Vacuum Science and Technology (J.Vac.Sci.Techno.
l.), B11 (1993), pp. 2357 to 2361, an electron beam shape is determined by a combination of a fixed rectangular aperture and a graphic aperture using two masks. Fortagun et al., Microelectronic Engineering, 27 (1995)
As described on pages 151 to 154, there is a type in which a rectangle rotated by 45 degrees is prepared for one mask so that a triangular beam can be formed.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の手法では最近の種々の要求に対応できなくなってき
ている。例えば、必要な図形数が増加すると図形選択の
ための電子ビームの偏向量が増大する。これにより、離
軸収差が増大してしまう。従って、離軸量を小さくしな
がら如何に多くの図形パターンを選択可能にするかが重
要な課題となる。さらに図形数が増大すると、それらを
より精度よく描画するための図形配置を考慮しなければ
ならない。また、微細パターンの寸法が小さくなると、
マスクの加工が困難になってくる。この影響を小さくす
る工夫も必要となる。However, the above-mentioned conventional method cannot respond to various recent demands. For example, as the number of required figures increases, the amount of electron beam deflection for figure selection increases. As a result, off-axis aberration increases. Therefore, it is an important issue how to select a large number of graphic patterns while reducing the amount of off-axis. As the number of figures further increases, it is necessary to consider a figure arrangement for drawing them with higher accuracy. Also, when the size of the fine pattern becomes smaller,
Processing of the mask becomes difficult. It is necessary to devise ways to reduce this effect.
【0004】この問題点を緩和するために3つのマスク
を用いる方法が小山によって提案されている(特開昭6
3−114125号公報「荷電ビーム露光装置」参
照)。ここで提案されたものは、3つのマスクを用いて
いるが、そのうちの最初のマスクはビーム制限用マスク
であり、第2番目および第3番目のマスクがビーム成形
用マスクであるが、そのうち第3番目のマスクは開口を
一つしか有しておらず、試料上に大量の図形パターンを
高精度に描画するのには不十分であった。本発明は、上
記問題を解決し、試料上に大量の図形をより高精度に描
画することを可能にした電子線描画方法および電子線描
画装置を提供することを目的とする。[0004] To alleviate this problem, a method using three masks has been proposed by Koyama (Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 6 (1994)).
No. 3-114125, "Charged beam exposure apparatus"). The proposal here uses three masks, the first of which is a beam limiting mask and the second and third are beam shaping masks, of which The third mask had only one opening, and was insufficient to draw a large number of graphic patterns on the sample with high accuracy. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electron beam lithography method and an electron beam lithography apparatus which can solve the above-mentioned problem and can draw a large number of figures on a sample with higher accuracy.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、3つ以上のマスクを用い、それらの開口お
よび装置構成に工夫を施している。すなわち、第1のマ
スク(101)の後段に設けられた偏向器(第1図形選
択偏向器112)により、第2マスク(102)に設け
られた複数の開口のうちの一つを選択し、それによって
成形される像を偏向器(第2図形選択偏向器114)に
より、第3マスク(103)に設けられている複数の開
口のうちの一つを選択し、これによって成形される像を
収束・偏向して対象となる試料に照射する。第2マスク
または第3マスクの少なくともいずれか一方は微細素子
パターンの繰り返し図形の開口を有している。また、第
2マスクまたは第3マスクの一方が最大照射面積を選択
または規定し、他方が電子線の形状を選択するようにし
ている。さらに、第2マスクまたは第3マスクのいずれ
か一方を薄いマスクにし、他方を電子線のブランキング
に使うように厚いマスクにしている。また、第2マスク
または第3マスクの一方のマスクが他方のマスクで形成
された像を損なうことのない十分大きな開口を有し、他
方のマスクにおいて可変成形法を行うようにしている。
なお、可変成形用偏向器はマスク間隔の長い方の空間に
設け、構造上の制約を少なくしている。According to the present invention, in order to achieve the above object, three or more masks are used, and their openings and device configurations are devised. That is, one of a plurality of openings provided in the second mask (102) is selected by a deflector (first figure selecting deflector 112) provided in a stage subsequent to the first mask (101). The image formed thereby is selected by a deflector (second figure selection deflector 114) from one of a plurality of openings provided in the third mask (103), and the image formed by this is selected. The sample is focused and deflected to irradiate the target sample. At least one of the second mask and the third mask has an opening of a repetitive figure of a fine element pattern. One of the second mask and the third mask selects or defines the maximum irradiation area, and the other selects the shape of the electron beam. Further, one of the second mask and the third mask is a thin mask, and the other is a thick mask used for electron beam blanking. Further, one of the second mask and the third mask has a sufficiently large opening without damaging the image formed by the other mask, and the variable shaping method is performed on the other mask.
Note that the variable shaping deflector is provided in the space with the longer mask interval to reduce structural restrictions.
【0006】さらに、前記電子線描画装置において、第
2マスクおよび第3マスク上に微細素子パターンの繰り
返し図形を有し、開口面積の小さい図形を試料に遠い方
のマスクに配置し、クーロン効果に起因する電子線のボ
ケを防止している。最大照射面積を選択または規定する
マスクの前段に矩形開口を有するマスクを配置してい
る。また、電子線の形状を決める開口の大きさに合わせ
て、最大照射面積を選択または規定している。これによ
り図形密度を高めることができる。また、第2マスク上
に、試料上で解像不可能な微細なパターンを有し電流密
度の調整が可能な図形開口を有する。さらに、マスク上
に10倍以上の大きさの異なる複数の矩形開口を有し、
電子線の形状を決める開口の大きさに合わせて、最大照
射面積を選択または規定する。これにより最適な矩形開
口を選択することができる。Further, in the above-mentioned electron beam lithography apparatus, a figure having a repetitive pattern of a fine element pattern on the second mask and the third mask, and a figure having a small opening area is arranged on the mask far from the sample to reduce the Coulomb effect. This prevents blurring of the resulting electron beam. A mask having a rectangular opening is arranged in front of the mask for selecting or defining the maximum irradiation area. Further, the maximum irradiation area is selected or specified according to the size of the opening that determines the shape of the electron beam. Thereby, the graphic density can be increased. In addition, the second mask has a figure opening having a fine pattern that cannot be resolved on the sample and having a current density that can be adjusted. Furthermore, it has a plurality of rectangular openings having different sizes of 10 times or more on the mask,
The maximum irradiation area is selected or specified according to the size of the opening that determines the shape of the electron beam. As a result, an optimal rectangular opening can be selected.
【0007】また、2つのマスクの試料上での縮小率は
基本的には等倍が望ましい。等倍にすることにより、第
2マスクおよび第3のマスクの設計を共通化できる。但
し、マスク開口のパターンによっては低縮小率では加工
が困難な場合があり、この場合は加工が困難なマスクの
縮小率を高めることによって描画精度を向上させること
ができる。さらに、マスク内での開口の配置として、開
口面積が小さいパターン程、外よりに配置する。開口面
積が大きなパターンでは大きいクーロン補正を必要とす
る。それに伴う誤差は外周になるほど大きくなる。従っ
て、開口面積が小さいパターンを外周に配置することが
有効となる。特に、種々の開口面積のパターンを有する
ことが可能な本発明ではこのことは重要な利点となる。
以上の如き電子線描画技術を用いることによりLSIパ
ターンを精度よくかつ高速に描画でき、半導体集積回路
の生産性を向上させることが可能になる。It is desirable that the reduction ratio of the two masks on the sample is basically equal. By making them the same size, the designs of the second mask and the third mask can be shared. However, depending on the pattern of the mask opening, processing may be difficult at a low reduction ratio. In this case, the drawing accuracy can be improved by increasing the reduction ratio of the mask that is difficult to process. Further, as for the arrangement of the openings in the mask, the smaller the opening area is, the more the pattern is arranged from the outside. A pattern having a large opening area requires a large Coulomb correction. The accompanying error increases with the outer circumference. Therefore, it is effective to arrange a pattern having a small opening area on the outer periphery. This is an important advantage, especially in the present invention, which can have patterns of various opening areas.
By using the above-described electron beam drawing technique, an LSI pattern can be drawn accurately and at high speed, and the productivity of a semiconductor integrated circuit can be improved.
【0008】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を用
いて詳細に説明する。 (第1実施例)まず、本発明の第1実施例を説明する。
本実施例の電子線描画装置は、3つ以上のマスクを用
い、そのうちの2つのマスクのそれぞれに複数の開口を
設けた実施例である。図1は、本実施例の電子線描画装
置の概要を示している。同図において、電子源100よ
り放出された電子ビームは第1マスク101を直接照射
される。第1マスク101には後述するように単一の矩
形開口が設けられており、照射された電子線により開口
像が得られる。第1マスク101の開口像は2つのレン
ズ(第1転写レンズ104および第2転写レンズ10
5)により第2マスク102上に形成される。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) First, a first embodiment of the present invention will be described.
The electron beam lithography apparatus of this embodiment is an embodiment in which three or more masks are used, and a plurality of openings are provided in each of two masks. FIG. 1 shows an outline of an electron beam lithography apparatus of the present embodiment. In the figure, an electron beam emitted from an electron source 100 directly irradiates a first mask 101. The first mask 101 is provided with a single rectangular opening as described later, and an opening image can be obtained by the irradiated electron beam. The aperture image of the first mask 101 has two lenses (a first transfer lens 104 and a second transfer lens 10).
5) is formed on the second mask 102.
【0009】第2マスク102上の結像位置は第1図形
選択偏向器112および第1可変成形偏向器113によ
り制御される。電子ビームは第2マスク102の開口を
通過した後、更に後段の2つのレンズ(第3転写レンズ
106および第4転写レンズ107)により第3マスク
103上に結像する。この結像位置も第2図形選択偏向
器114により制御される。第3マスク103の開口を
通過した電子ビームは縮小レンズ108と対物レンズ1
09によりステージ111に置かれた試料110上に投
影される。対物レンズ109内には通常偏向器が設置さ
れており、この偏向器により試料110上での電子ビー
ムの結像位置が決められる。The image forming position on the second mask 102 is controlled by a first figure selecting deflector 112 and a first variable shaping deflector 113. After passing through the opening of the second mask 102, the electron beam forms an image on the third mask 103 by two lenses (third transfer lens 106 and fourth transfer lens 107) at the subsequent stage. This image formation position is also controlled by the second figure selection deflector 114. The electron beam that has passed through the opening of the third mask 103 passes through the reduction lens 108 and the objective lens 1
09 projects onto the sample 110 placed on the stage 111. Usually, a deflector is provided in the objective lens 109, and the image forming position of the electron beam on the sample 110 is determined by the deflector.
【0010】次に、第1マスク101,第2マスク10
2,第3マスク103の構造の詳細を、それぞれ図2の
第1マスク200,図3の第2マスク300,図4の第
3マスク400として示す。図2に示すように、第1マ
スク200には矩形開口201が設けられている。これ
に対して、図3および図4に示すように、第2マスク3
00および第3マスク400には第1マスク200と同
様の矩形開口301および401の他に、微細素子の図
形開口302(例えばホールパターン)および402
(例えば配線パターン)が配置されている。Next, the first mask 101 and the second mask 10
2. Details of the structure of the third mask 103 are shown as a first mask 200 in FIG. 2, a second mask 300 in FIG. 3, and a third mask 400 in FIG. 4, respectively. As shown in FIG. 2, the first mask 200 has a rectangular opening 201. On the other hand, as shown in FIG. 3 and FIG.
The 00 and third masks 400 have rectangular openings 301 and 401 similar to the first mask 200, as well as graphic openings 302 (for example, hole patterns) and 402 of fine elements.
(For example, a wiring pattern).
【0011】図3に示すように、第2マスク300に
は、中央に大きな矩形開口301が設けられている。そ
の矩形開口301に隣接した3つの図形位置に対応する
場所は遮蔽されており、第1マスク200の矩形開口2
01の像(第1マスク像303)の位置を調整して第2
マスクの矩形開口301と部分的に重ね合わせることを
可能にしている。この重ね合わせによる方法、すなわち
可変形成法により新たなより小さな任意の形状の矩形像
を形成することが可能である。As shown in FIG. 3, the second mask 300 has a large rectangular opening 301 at the center. The locations corresponding to the three graphic positions adjacent to the rectangular opening 301 are shielded, and the rectangular opening 2 of the first mask 200 is closed.
The position of the image No. 01 (the first mask image 303) is adjusted and the second image is adjusted.
It is possible to partially overlap the rectangular opening 301 of the mask. It is possible to form a new smaller rectangular image of any shape by a method based on this superposition, that is, a variable forming method.
【0012】図4に示すように、第3マスク400に
は、中央の矩形開口401が第2マスク300のどの開
口よりも大きく、第2マスク300を通過した電子ビー
ムがそのまま通過できるようになっている。第3マスク
400でも、第2マスク300と同様に、矩形開口40
1に隣接した3つの図形位置に対応する場所は遮蔽され
ており、第2マスク300の矩形開口301と遮蔽され
た3つの図形位置以外の21個の図形パターンと第3マ
スク400の矩形開口401を通過させた場合の21個
の図形と、第2マスク300の矩形開口301と第3マ
スクの21個の図形パターンを通過した21個の図形の
合わせて計42個の図形パターンが選択できる。As shown in FIG. 4, the third mask 400 has a central rectangular opening 401 larger than any opening of the second mask 300, so that the electron beam passing through the second mask 300 can pass through as it is. ing. In the third mask 400, similarly to the second mask 300, the rectangular opening 40 is formed.
The locations corresponding to the three graphic positions adjacent to 1 are shielded, and the rectangular openings 301 of the second mask 300, 21 graphic patterns other than the three blocked graphic positions, and the rectangular openings 401 of the third mask 400. , And a total of 42 figure patterns can be selected by combining 21 figures which have passed through the rectangular opening 301 of the second mask 300 and the 21 figure patterns of the third mask.
【0013】これにより上下計42個の図形の選択が可
能である。しかも、42個の選択を1枚のマスク上で行
う場合の2/3の離軸量で実現できる。離軸による収差
は偏向の3乗に比例するものもあり、この差は高精度の
一括図形照射法を行う上で極めて重要である。なお、上
記では、第3マスク400の矩形開口401に隣接した
3つの図形位置に対応する場所は遮蔽した場合を示した
が、この遮蔽された3つの図形位置にも図形パターンを
設けることができる。この場合は、第2マスク300の
21個の図形パターンと第3マスク400の24個の図
形パターンとから計45個の図形パターンが選択でき
る。また、第3マスク400の中央に矩形開口401を
配置すれば第2マスク300上で選択した図形開口を軸
上に振り戻して使うことが可能であり、電子ビームが軸
外を通過することによる収差の発生を緩和することがで
きる。As a result, a total of 42 figures can be selected. In addition, it can be realized with a 2/3 off-axis amount when 42 selections are made on one mask. Some aberrations due to off-axis are proportional to the cube of the deflection, and this difference is extremely important in performing a high-precision collective figure irradiation method. Note that, in the above description, the places corresponding to the three graphic positions adjacent to the rectangular opening 401 of the third mask 400 are shown as being shielded, but graphic patterns can also be provided at these three shielded graphic positions. . In this case, a total of 45 graphic patterns can be selected from the 21 graphic patterns of the second mask 300 and the 24 graphic patterns of the third mask 400. In addition, if the rectangular opening 401 is arranged at the center of the third mask 400, the figure opening selected on the second mask 300 can be used by swinging back on the axis, and the electron beam passes off-axis. Occurrence of aberration can be reduced.
【0014】3段マスクの電子光学系を設計するために
はクロスオーバ像とマスク像の2つの軌道を同時に考え
る必要がある。更に、これら3つのマスク像の試料上で
の縮小率は同程度か2倍程度の差であるのがマスクの製
作上好ましい。これに近い条件を実現した例として、フ
ァイファー等が「ジャーナル オブ バキューム サイ
エンス アンド テクノロジー」 B11(1993
年)2332頁から2341頁で述べているように、3
つのコンデンサレンズ(Auxiliary lensは調整用の補助
レンズである)を用いる方法がある。しかし、この方法
では第2マスクがレンズの中に位置することになるた
め、一括図形照射法のようなマスクの移動や交換を頻繁
に行う場合には適していない。これに対して、本実施例
では図1の電子光学系のように、それぞれ2段のレンズ
構成(第1転写レンズ104/第2転写レンズ105、
および第3転写レンズ106/第4転写レンズ107)
によってマスク上への結像を行うことにより、第2マス
ク102の移動や交換を容易に行うことができ操作性が
格段に向上する。In order to design an electron optical system of a three-stage mask, it is necessary to consider two orbits of a crossover image and a mask image at the same time. Further, it is preferable from the viewpoint of the manufacture of the mask that the reduction ratio of these three mask images on the sample is the same or about twice. As an example of realizing a condition close to this, Pfeiffer et al. Published “Journal of Vacuum Science and Technology” B11 (1993).
As described on pages 2332 to 2341, 3
There is a method using one condenser lens (Auxiliary lens is an auxiliary lens for adjustment). However, in this method, since the second mask is located in the lens, it is not suitable for frequently moving or exchanging the mask as in the collective figure irradiation method. On the other hand, in the present embodiment, as in the case of the electron optical system of FIG. 1, each of the lenses has a two-stage lens structure (first transfer lens 104 / second transfer lens 105,
And third transfer lens 106 / fourth transfer lens 107)
By performing image formation on the mask by using the second mask 102, the second mask 102 can be easily moved or replaced, and the operability is significantly improved.
【0015】また、図1に示したクロスオーバ軌道11
5とマスク像軌道116から明らかなように、両軌道と
もに適正な軌道が得られている。第1転写レンズ10
4,第2転写レンズ105,第3転写レンズ106,第
4転写レンズ107のそれぞれの焦点距離を等しくする
ことにより、第1マスク〜第3マスクの3つのマスクの
試料上での縮小率を等しくすることができる。特に第2
マスク102を第3マスク103上に転写する際の倍率
は厳密に調整する必要があるために、2段のレンズによ
りクロスオーバ像とマスク像の両者をコントロールでき
るようにしている。更にこの光学系の利点は、第2マス
ク102上で、電子ビームをマスク面に垂直に入射する
ことができることにある。マスク面に垂直に電子ビーム
を入射することにより、マスクの厚さによって生じる半
影の影響を低減することが可能になるという効果があ
る。The crossover trajectory 11 shown in FIG.
5 and the mask image trajectory 116, proper trajectories are obtained for both trajectories. First transfer lens 10
4. By making the focal lengths of the second transfer lens 105, the third transfer lens 106, and the fourth transfer lens 107 equal, the reduction ratios of the first to third masks on the sample are equalized. can do. Especially the second
Since the magnification at the time of transferring the mask 102 onto the third mask 103 needs to be strictly adjusted, both the crossover image and the mask image can be controlled by a two-stage lens. A further advantage of this optical system is that the electron beam can be incident on the second mask 102 perpendicularly to the mask surface. By irradiating the electron beam perpendicularly to the mask surface, there is an effect that the influence of penumbra caused by the thickness of the mask can be reduced.
【0016】また、図1の構成では第3マスク103の
前には図形選択偏向器しかないために、感度の高い偏向
系を形成することが可能である。これにより、図形数の
増大や偏向電圧の低電圧化などが実現しやすくなる。In the configuration shown in FIG. 1, since there is only a figure selecting deflector before the third mask 103, a highly sensitive deflection system can be formed. As a result, it is easy to realize an increase in the number of figures and a reduction in deflection voltage.
【0017】また、本実施例の第2マスク300と第3
マスク400の図形配置の特徴として、図3と図4を比
較すれば分かるように、第3マスク400の方により開
口面積の大きな配線層を配置してある。一般に電流密度
すなわち電子間の密度が大きくなると、電子間にクーロ
ン力が働いて相互に反発するため電子ビームにボケが生
じるようになる。本構成では、大電流が流れクーロン効
果が比較的大きい開口面積の大きな図形を有するマスク
(第3マスク)を、電子ビームの走行長のより短い状態
(試料110に近い位置に配置)で用いることによって
クーロン効果の影響を少なくしている。ホール層のよう
に開口面積の小さな図形を有するマスク(第2マスク)
は、多少走行距離が長くとも電流量が小さくクーロン効
果の影響が少ないため試料110から遠い位置に配置し
てもよい。このようにして実質的にビームの劣化を小さ
くしている。Further, the second mask 300 and the third
As can be seen by comparing FIGS. 3 and 4 as a feature of the graphic arrangement of the mask 400, a wiring layer having a larger opening area is arranged on the third mask 400. In general, when the current density, that is, the density between electrons, increases, Coulomb force acts between the electrons and repels each other, resulting in blurring of the electron beam. In this configuration, a mask (third mask) having a figure with a large opening area where a large current flows and the Coulomb effect is relatively large is used in a state where the traveling length of the electron beam is shorter (disposed at a position close to the sample 110). This reduces the effect of the Coulomb effect. A mask having a small opening area like a hole layer (second mask)
May be arranged at a position far from the sample 110 because the amount of current is small and the influence of the Coulomb effect is small even if the running distance is somewhat longer. In this way, beam degradation is substantially reduced.
【0018】本実施例は、図1に示した構造の電子線描
画装置と図2〜図4に示した構造のマスクを用いたもの
である。本実施例に用いた第1転写レンズ104,第2
転写レンズ105,第3転写レンズ106,および第4
転写レンズ107の焦点距離は35mmである。なお、
第1可変成形偏向器113は4極の静電偏向器であり、
第1および第2図形選択偏向器112および114は8
極の静電偏向器である。8極の静電偏向器には比点補正
電圧が付加されている。また、図には描かれていない
が、転写部には焦点補正器も設置されている。従って、
第2マスク102は第3マスク103に等倍で転写でき
る。In this embodiment, an electron beam lithography apparatus having the structure shown in FIG. 1 and a mask having the structure shown in FIGS. 2 to 4 are used. The first transfer lens 104 and the second transfer lens
Transfer lens 105, third transfer lens 106, and fourth
The focal length of the transfer lens 107 is 35 mm. In addition,
The first variable shaping deflector 113 is a four-pole electrostatic deflector,
The first and second figure selection deflectors 112 and 114
It is a polar electrostatic deflector. An 8-pole electrostatic deflector is provided with a relative point correction voltage. Although not shown in the drawing, a focus corrector is also provided in the transfer section. Therefore,
The second mask 102 can be transferred to the third mask 103 at the same magnification.
【0019】縮小レンズ108での縮小率は1/30で
あり、対物レンズ109と合わせて試料110(ウェ
ハ)上で1/25の縮小率となる。一括図形の最大の大
きさはウェハ上5μm角であるので両マスク上では12
5μm角となる。第2マスク102上にはクーロン効果
の小さいホール層である。マスクはシリコン20μm厚
である。ホール層のためのマスクはアスペクト比の高い
穴を形成する必要がある。例えばウェハ上0.15μm
の微細パターンはマスク上3.75μmとなる。従っ
て、加工の困難なホールパターンは1/50程度の縮小
率とすることも有効である。The reduction ratio of the reduction lens 108 is 1/30, and together with the objective lens 109, the reduction ratio is 1/25 on the sample 110 (wafer). Since the maximum size of the collective figure is 5 μm square on the wafer, it is 12 μm on both masks.
It is 5 μm square. A hole layer having a small Coulomb effect is formed on the second mask 102. The mask is silicon 20 μm thick. The mask for the hole layer needs to form holes having a high aspect ratio. For example, 0.15μm on wafer
Is 3.75 μm on the mask. Therefore, it is effective to reduce the hole pattern that is difficult to process to a reduction ratio of about 1/50.
【0020】第1マスク101、第2マスク102およ
び第3マスク103上の矩形開口は150μm角であ
る。従って第2マスクを通過した矩形開口もしくは図形
ビームはその形状を損なうことなく、第3マスクを透過
することができる。逆に第3マスク上の図形パターンも
余裕を持って照射が可能である。また、可変成形は第2
マスク102上で行っているがこの配置では第3マスク
103上でも可能である。第2図形選択偏向器は図1の
ように1段でもよいが偏向時の軸ずれを防止するために
は第1図形選択偏向器のように2段とすることも有効で
ある。電子の加速電圧は50kV、電流密度はウェハ上
10A/cm2である。The rectangular openings on the first mask 101, the second mask 102 and the third mask 103 are 150 μm square. Therefore, a rectangular aperture or a figure beam that has passed through the second mask can pass through the third mask without losing its shape. Conversely, the figure pattern on the third mask can be irradiated with a sufficient margin. In addition, variable molding is the second
Although the operation is performed on the mask 102, this arrangement is also possible on the third mask 103. The second figure selection deflector may have one stage as shown in FIG. 1, but it is also effective to provide two stages like the first figure selection deflector in order to prevent axis deviation during deflection. The electron acceleration voltage is 50 kV, and the current density is 10 A / cm 2 on the wafer.
【0021】以上の電子線描画装置を用いてウェハ11
0上にLSIパターンを描画した。電子線用ポジレジス
トPSRと第2マスク102上の図形開口を利用してホ
ール層を描画した結果、8インチウェハで5枚/時間の
スループットが得られた。寸法精度は±10nmであっ
た。同様のパターンを可変成形法のみで描画した場合
は、1枚/時間も描画することができなかった。また、
第3マスク上の図形開口と電子線ネガレジストSALを
用いて配線層の描画を行った。この結果、8インチウェ
ハで3枚/時間のスループットが得られた。寸法精度は
同じく±10nmであった。同様のパターンを可変成形
法のみで描画した場合は、やはり1枚/時間も描画する
ことができなかった。以上のように一括図形照射法を有
効に活用することが可能となった。Using the above electron beam drawing apparatus, the wafer 11
An LSI pattern was drawn on the “0”. As a result of drawing the hole layer using the electron beam positive resist PSR and the graphic opening on the second mask 102, a throughput of 5 wafers / hour was obtained with an 8-inch wafer. The dimensional accuracy was ± 10 nm. When a similar pattern was drawn only by the variable molding method, it was not possible to draw one sheet / hour. Also,
The wiring layer was drawn using the graphic opening on the third mask and the electron beam negative resist SAL. As a result, a throughput of 3 wafers / hour was obtained with an 8-inch wafer. The dimensional accuracy was also ± 10 nm. When the same pattern was drawn only by the variable forming method, it was not possible to draw one sheet / hour. As described above, it has become possible to effectively utilize the collective figure irradiation method.
【0022】(第2実施例)上記第1実施例は、第2マ
スクの微小な図形開口302(例えばホールパターン)
と第3マスクの矩形開口401の組み合わせか、または
第2マスクの矩形開口301と第3マスクの微小な図形
開口(例えば配線パターン)の組み合わせによって描画
パターンを生成したものであるが、本第2実施例では、
第2マスクに第1実施例と同様の矩形開口の他に、該矩
形開口より小さい形状および大きさの異なる複数の矩形
開口を設けたものである。(Second Embodiment) In the first embodiment, a fine figure opening 302 (for example, a hole pattern) of a second mask is used.
The drawing pattern is generated by the combination of the rectangular opening 401 of the third mask and the rectangular opening 301 of the second mask and the minute figure opening (for example, a wiring pattern) of the third mask. In the example,
The second mask has a rectangular opening similar to that of the first embodiment, and a plurality of rectangular openings having different shapes and sizes smaller than the rectangular opening.
【0023】図5は、本実施例における電子線描画装置
の概要を示している。本電子線描画装置は、図1の電子
線描画装置の第1図形選択偏向器112を第1矩形選択
偏向器501に変えた点以外は第1実施例のものとほぼ
同様である。本実施例における第2マスク102,第3
マスク103の構造の詳細を、それぞれ図6の第2マス
ク600,図7の第3マスク700として示す(第1マ
スク101は図2と同様)。FIG. 5 shows an outline of an electron beam drawing apparatus according to the present embodiment. This electron beam lithography apparatus is almost the same as that of the first embodiment except that the first figure selection deflector 112 of the electron beam lithography apparatus of FIG. 1 is replaced with a first rectangular selection deflector 501. In this embodiment, the second mask 102 and the third mask
Details of the structure of the mask 103 are shown as a second mask 600 in FIG. 6 and a third mask 700 in FIG. 7 (the first mask 101 is the same as in FIG. 2).
【0024】図6に示すように、第2マスク600には
図3の矩形開口301と同様の矩形開口601が設けら
れている。これに対して、第2マスク300および第3
マスク400には、図3および図4に示すように、第1
マスク200と同様の矩形開口301および401の他
に、微細素子の図形開口302および402が配置され
ている。As shown in FIG. 6, the second mask 600 has a rectangular opening 601 similar to the rectangular opening 301 shown in FIG. On the other hand, the second mask 300 and the third mask
As shown in FIG. 3 and FIG.
In addition to rectangular openings 301 and 401 similar to mask 200, graphic openings 302 and 402 for fine elements are arranged.
【0025】第2マスク600には矩形開口601の他
に、種々の大きさ,種々の形状の矩形604があり、こ
れがフォータグン等の例と異なっている。また、第1マ
スクに矩形開口を有しており、この第1マスク像(図6
の603参照)との重ね合わせより第3マスクへの開口
像(図7の大きな第2マスク像702,小さな第2マス
ク像703参照)を形成するために、第2マスク上の開
口群は密に配置することができる。これにより離軸量を
低減することも可能となる。図7に示すように、第3マ
スク700には、中央に矩形開口701が、その周辺に
サイズの同じ複数の図形開口が設けられている。図形開
口としては、内側に配線パターンが外側にホールパター
ンが設けられるのが好ましい。The second mask 600 has rectangles 604 of various sizes and various shapes in addition to the rectangular openings 601, which are different from the examples of the font tag and the like. Further, the first mask has a rectangular opening, and the first mask image (FIG. 6)
In order to form an aperture image on the third mask (see a large second mask image 702 and a small second mask image 703 in FIG. 7) by superimposing the aperture group on the second mask, the aperture group on the second mask is dense. Can be arranged. Thus, the amount of off-axis can be reduced. As shown in FIG. 7, the third mask 700 is provided with a rectangular opening 701 at the center and a plurality of graphic openings of the same size around the opening. As the graphic opening, it is preferable that a wiring pattern is provided inside and a hole pattern is provided outside.
【0026】本実施例では、まず、図7に示すように、
大きな矩形開口の第2マスク像702で第3マスク70
0を照射すれば1つの図形開口全体が選択できるのに対
して、小さな矩形開口の第2マスク像703で第3マス
ク700を照射すれば1つの図形開口の一部分を選択で
きる。これにより、第3マスク700の図形開口の単な
る繰り返しでは構成できないパターンの部分(半端な部
分)や、メモリLSIの周辺回路などにも適用が可能と
なる。In this embodiment, first, as shown in FIG.
The third mask 70 is formed by the second mask image 702 having a large rectangular opening.
By illuminating 0, one entire graphic opening can be selected, while by irradiating the third mask 700 with the second mask image 703 of a small rectangular opening, a part of one graphic opening can be selected. As a result, the present invention can be applied to a part of a pattern (a half part) that cannot be formed by merely repeating the graphic opening of the third mask 700, a peripheral circuit of a memory LSI, and the like.
【0027】なお、矩形の大きさは、図6に示すよう
に、大きな矩形開口の第1マスク像603と第2マスク
の矩形開口601の重なり度合いで調整してもよいが、
必要な矩形の大きさが決まっていればそのサイズの幾つ
かの矩形開口を用意して置き、その矩形開口を大きな矩
形開口の第1マスク像603で選択した方が矩形のサイ
ズの高精度化に向いている。なお、第2マスクと第3マ
スクの配置を入れ替えてもこれらのことは可能である
が、クーロン効果を考慮すると図形開口を有する第3マ
スク700を後段に配置する方がよい。The size of the rectangle may be adjusted by the degree of overlap between the first mask image 603 of the large rectangular opening and the rectangular opening 601 of the second mask as shown in FIG.
If the size of the required rectangle is determined, several rectangular openings of that size are prepared and placed, and the rectangular opening is selected with the first mask image 603 of the large rectangular opening, so that the size of the rectangle can be made more accurate. Suitable for It should be noted that the above arrangement is possible even if the arrangement of the second mask and the third mask is exchanged. However, in consideration of the Coulomb effect, it is better to arrange the third mask 700 having a figure opening in the subsequent stage.
【0028】本実施例は、図5に示した構造の電子線描
画装置と図2、図6、図7に示した構造のマスクを用い
たものである。図7のゲートパターンを用いてウェハ上
にLSIパターンを描画した。電子線ネガレジストSA
Lと第2マスク上の図形開口を利用してゲート層を描画
した結果、8インチウェハで4枚/時間のスループット
が得られた。メモリセル周辺は図6の右上の長方形と図
形パターンを組み合わせることにより形成された。一括
図形の部分ビームにより描画した。これにより、メモリ
図形の半端な部分も一括マスクでの描画が可能となっ
た。更に、近接効果の補正のために部分的に切り出した
パターンの露光量を2割多目とした。これにより寸法精
度を±9nmに押さえることができた。同様のことは第
2マスク上の可変成形法により長方形ビームを形成する
ことによっても可能である。The present embodiment uses an electron beam lithography apparatus having the structure shown in FIG. 5 and a mask having the structure shown in FIGS. 2, 6 and 7. An LSI pattern was drawn on the wafer using the gate pattern of FIG. Electron beam negative resist SA
As a result of drawing the gate layer using L and the graphic opening on the second mask, a throughput of 4 wafers / hour was obtained with an 8-inch wafer. The periphery of the memory cell was formed by combining the upper right rectangle in FIG. 6 with a graphic pattern. Drawing was performed using partial beams of a collective figure. This makes it possible to draw even portions of the memory graphic using the collective mask. Further, the exposure amount of the pattern partially cut out for correcting the proximity effect was set to be 20% more. As a result, the dimensional accuracy could be suppressed to ± 9 nm. The same is also possible by forming a rectangular beam by a variable shaping method on the second mask.
【0029】(第3実施例)本発明の第3実施例は、第
1マスクと第2マスクは前述の第2実施例と同じで、第
3マスクとしてサイズの異なる図形開口を有するマスク
を用いた実施例である。従来の方法では大きな矩形開口
しか使うことができなかったため、小さな図形開口も大
きな図形開口と同じ間隔で並べて設けておく必要があっ
た。そのためにいたずらに離軸距離が増加していたが、
本実施例によりこれが改善される。(Third Embodiment) In a third embodiment of the present invention, the first mask and the second mask are the same as the above-described second embodiment, and a mask having a graphic opening having a different size is used as the third mask. This is an example. In the conventional method, only a large rectangular opening could be used, so it was necessary to arrange small graphic openings at the same interval as large graphic openings. Because of that, the off-axis distance was unnecessarily increased,
This embodiment improves this.
【0030】本実施例では、第3実施例と同様に、第1
マスクとして図2に示す第1マスク200、第2マスク
として図6に示す第2マスク600を使うが、第3マス
クとしては、図8に示すように、サイズの異なる各種図
形開口が設けられている第3マスク800を使う。そし
て第2実施例と同様に、第1マスク像603で第2マス
ク600上の様々な大きさの矩形開口604を選択する
ことにより、または、第1マスク像603と第2マスク
の矩形開口601を組み合わせる可変成形法を用いるこ
とにより、選択する第3マスクの図形開口のサイズに合
致したサイズの矩形開口像を形成し、これを第3マスク
上の選択すべき図形開口に照射する。In the present embodiment, as in the third embodiment, the first
A first mask 200 shown in FIG. 2 is used as a mask, and a second mask 600 shown in FIG. 6 is used as a second mask. As the third mask, various graphic openings having different sizes are provided as shown in FIG. The third mask 800 is used. Then, similarly to the second embodiment, by selecting rectangular openings 604 of various sizes on the second mask 600 in the first mask image 603, or by selecting the first mask image 603 and the rectangular openings 601 of the second mask. Is used to form a rectangular aperture image having a size corresponding to the size of the graphic aperture of the third mask to be selected, and irradiate the rectangular aperture image with the graphic aperture to be selected on the third mask.
【0031】本実施例によれば、第3マスク800上の
図形開口の配置を密にすることができ、結果的にたくさ
んの図形開口パターンを持たせることができ、また、離
軸距離の増加を防ぐことができる。図7および図8の中
央の矩形開口は図6のどの開口よりも大きく、これによ
り第1と第2のマスクで形成された可変成形ビームを妨
げることなく通過させることができる。なお、第2マス
クと第3マスクは偏向器と同時に配置を入れ替えても使
用可能である。According to the present embodiment, the arrangement of the graphic openings on the third mask 800 can be made dense, so that a large number of graphic opening patterns can be provided, and the off-axis distance can be increased. Can be prevented. The central rectangular aperture in FIGS. 7 and 8 is larger than any of the apertures in FIG. 6 so that the variable shaped beams formed by the first and second masks can be passed without interruption. It should be noted that the second mask and the third mask can be used even if the arrangement is switched at the same time as the deflector.
【0032】本実施例は、図5に示した構造の電子線描
画装置と図2,図6,図8に示した構造のマスクを用い
たものである。上述したように、本実施例では、第3マ
スク上に一括図形(図形開口)の一部ではなく、面積の
異なる一括図形を同じマスク上に配置した。この第3マ
スク上の一括図形パターンを照射する矩形の大きさを第
2マスクによって変えることができるために、第3マス
ク上に、よりコンパクトに図形開口を配置することが可
能となり、図形選択時の離軸量を押さえることができ
る。これにより品種や寸法の異なるLSIを同時に描画
することが可能となる。電子線ネガレジストSALを用
いて256MDRAMと1GDRAMを描画した結果、
8インチウェハで4枚/時間のスループットが得られ
た。寸法精度も±9nmを確保している。第2実施例お
よび第3実施例では第2マスク上には微細素子の図形開
口は配置していないが、矩形開口の周辺に図形開口を配
置してより多くの図形を使用可能とすることも有効であ
る。The present embodiment uses an electron beam lithography apparatus having the structure shown in FIG. 5 and a mask having the structure shown in FIGS. 2, 6, and 8. As described above, in the present embodiment, on the third mask, not a part of the collective figure (graphic opening), but a collective figure having a different area is arranged on the same mask. Since the size of the rectangle for irradiating the collective figure pattern on the third mask can be changed by the second mask, a figure opening can be more compactly arranged on the third mask. Can be reduced. This makes it possible to simultaneously draw LSIs of different types and dimensions. As a result of drawing 256MDRAM and 1GDRAM using electron beam negative resist SAL,
An 8-inch wafer provided a throughput of 4 wafers / hour. The dimensional accuracy also secures ± 9 nm. In the second embodiment and the third embodiment, the graphic openings of the fine elements are not arranged on the second mask, but the graphic openings may be arranged around the rectangular openings so that more figures can be used. It is valid.
【0033】この手法の応用として、図6の第2マスク
600上の矩形開口として、試料上で解像不可能になる
図16に示すような微細な開口パターンを有する図形開
口を配置する方法が考えられる。これにより配線パター
ンのようにクーロン効果の大きい開口を使用する場合に
この微細な開口パターンを通過させることで総電流量を
低減させクーロン効果を低減させることができる。図1
6(a)は、微細な開口パターンを均一に設けたもの
で、電流量を1/4に低下させることができる。また、
図16(b)は、中央部の微細な開口パターンを両側よ
り密に設け、中央部での電流密度を小さくしている。こ
のように微細パターンの密度を調整することにより一括
図形内での電流密度の調整が可能となり、近接効果補正
にも有効である。As an application of this method, there is a method of arranging, as a rectangular opening on the second mask 600 in FIG. 6, a figure opening having a fine opening pattern as shown in FIG. Conceivable. Thus, when an opening having a large Coulomb effect is used like a wiring pattern, by passing through the fine opening pattern, the total current amount can be reduced and the Coulomb effect can be reduced. FIG.
In FIG. 6A, a fine opening pattern is provided uniformly, and the current amount can be reduced to 1 /. Also,
In FIG. 16B, a fine opening pattern in the center is provided more densely on both sides to reduce the current density in the center. By adjusting the density of the fine pattern in this way, it is possible to adjust the current density in the collective figure, which is also effective for proximity effect correction.
【0034】(第4実施例)図9は、第4実施例を説明
するための電子線描画装置の概略図である。本実施例と
前述した各実施例との大きな違いは第2マスク102の
前段に設けられたブランキング用偏向器913でブラン
キングを行うことにある。本手法は、特に第2マスク1
02以降に、電子の吸収より電子を散乱することにより
像コントラストを得る薄膜マスク903(図11に示す
第3マスク1103参照)を第3マスクとして配置する
場合に有効である。本手法は、薄膜マスク903の後段
の角度制限絞り910により薄膜マスクからの散乱電子
を遮断し、試料上でのコントラストを得る手法であり、
マスクを薄膜化することにより、より微細な図形パター
ンをマスク上に形成することが可能となる。(Fourth Embodiment) FIG. 9 is a schematic view of an electron beam drawing apparatus for explaining a fourth embodiment. A major difference between this embodiment and each of the above-described embodiments is that blanking is performed by a blanking deflector 913 provided in a stage preceding the second mask 102. This method is particularly applicable to the second mask 1
It is effective when a thin film mask 903 (see third mask 1103 shown in FIG. 11) that obtains an image contrast by scattering electrons rather than absorbing electrons is disposed as a third mask after 02. This method is a method of blocking the scattered electrons from the thin film mask by the angle limiting aperture 910 at the subsequent stage of the thin film mask 903 to obtain a contrast on the sample.
By making the mask thinner, a finer figure pattern can be formed on the mask.
【0035】しかし、この手法の問題点は、従来のブラ
ンキング用偏向器915を用いて角度制限絞り910上
でブランキングを行うと、せっかく遮断していた散乱電
子が微量ながら試料110上に到達するようになってし
まうことにある。そこで比較的長時間のブランキングの
際には他のブランキング方法を併用する必要がある。本
実施例では薄膜マスク903以外に厚いマスク(第2マ
スク102)を配置しておき、電子ビームを偏向して該
厚いマスクで遮断することにより効果的なブランキング
を行うことができる。この場合のマスクは、図10に第
2マスク1000として示すように、矩形(1001)
1つでも構わないが、同時に図形開口を配置することも
可能である。なお、ブランキング用マスクと描画用マス
クの順が逆でもこの方法は有効である。However, a problem with this method is that when blanking is performed on the angle limiting aperture 910 using the conventional blanking deflector 915, a small amount of scattered electrons that have been blocked prematurely reach the sample 110. Is to start to do so. Therefore, when blanking for a relatively long time, it is necessary to use another blanking method together. In this embodiment, an effective blanking can be performed by disposing a thick mask (the second mask 102) in addition to the thin film mask 903 and deflecting the electron beam and blocking the electron beam with the thick mask. The mask in this case is rectangular (1001) as shown as a second mask 1000 in FIG.
One or more graphic openings can be arranged at the same time. This method is effective even if the order of the blanking mask and the drawing mask is reversed.
【0036】本実施例は、図9に示した構造の電子線描
画装置と図2,図10,図11に示した構造のマスクを
用いたものである。本実施例では第3マスクが薄膜マス
クであり厚さは2μmである。薄膜マスクは図形開口を
微細パターンのアスペクト比を低減することが可能であ
るために、精度のよいマスクを得ることが容易となる。
なお第3マスク903(図11の1103参照)の中央
の矩形開口は125μmであり、第1マスクおよび第2
マスク1000には通常の20μm厚のマスクを用い
た。描画はショット間は従来のブランキング用偏向器9
15でブランキングを行い、ステージ移動の整定待ちの
ような長い待ち時間の間は第2マスクの前段のブランキ
ング偏向器913で電子ビームを第2マスク102(図
10の1000)上で偏向し、ブランキングを完全なも
のにする(図10のブランキングされた第1マスク像1
004参照)。ブランキング用偏向器913は2極の静
電偏向器である。電子線ネガレジストSALを用いて1
GDRAMを描画した結果、第2マスク102上でブラ
ンキングを行わなかった場合は10箇所にブランキング
漏れによる感光領域が観察されたが、第2マスク102
上でのブランキングを行うことにより、これを除去する
ことができた。The present embodiment uses an electron beam lithography apparatus having the structure shown in FIG. 9 and a mask having the structure shown in FIGS. 2, 10 and 11. In this embodiment, the third mask is a thin film mask and has a thickness of 2 μm. Since a thin film mask can reduce the aspect ratio of a fine pattern in a figure opening, it is easy to obtain a mask with high accuracy.
The rectangular opening at the center of the third mask 903 (see 1103 in FIG. 11) is 125 μm, and the first mask and the second
As the mask 1000, an ordinary mask having a thickness of 20 μm was used. Drawing is performed between shots using a conventional blanking deflector 9.
At step 15, blanking is performed, and during a long waiting time such as waiting for stabilization of the stage movement, the electron beam is deflected on the second mask 102 (1000 in FIG. 10) by the blanking deflector 913 in front of the second mask. Complete blanking (first blanked mask image 1 in FIG. 10)
004). The blanking deflector 913 is a two-pole electrostatic deflector. 1 using electron beam negative resist SAL
As a result of writing on the GDRAM, when blanking was not performed on the second mask 102, photosensitive areas due to blanking leakage were observed at 10 places.
This could be eliminated by performing the blanking above.
【0037】(第5実施例)本実施例では、図12に示
すように、第2マスク102上に図形開口を設け、第3
マスク103上で可変成形を行っている。この電子光学
系では第2マスク102と第3マスク103の間の距離
が第1マスク101と第2マスク102との間の距離よ
り長く、長い方に可変成形偏向器1214を配置してい
る。成形偏向は高速性を要求されるために可変成形偏向
器は通常細く長く作られる。従って、空間の狭い領域で
は、レンズ磁場の影響を受けるようになる。これによ
り、正確な偏向が妨げられてしまう。従って、可変成形
偏向器はマスク間距離の長い場所に配置するのがよい。
図12では第2マスク102上に斜め入射になっている
が、図形数が多い場合は図9のように垂直入射が望まし
い。この場合でも第3転写レンズ106と第4転写レン
ズ107の焦点距離を長くすることにより可変成形偏向
器1214を配置しやすくすることができる。(Fifth Embodiment) In the present embodiment, as shown in FIG.
Variable shaping is performed on the mask 103. In this electron optical system, the distance between the second mask 102 and the third mask 103 is longer than the distance between the first mask 101 and the second mask 102, and the variable shaping deflector 1214 is arranged longer. Since the molding deflection requires high speed, the variable shaping deflector is usually made thin and long. Accordingly, in a narrow space, the lens magnetic field is affected. This prevents accurate deflection. Therefore, the variable shaping deflector is preferably arranged at a place where the distance between masks is long.
In FIG. 12, the light is obliquely incident on the second mask 102. However, when the number of figures is large, vertical incidence is desirable as shown in FIG. Also in this case, by increasing the focal length of the third transfer lens 106 and the fourth transfer lens 107, it is possible to easily arrange the variable shaping deflector 1214.
【0038】本実施例は、図12に示した構造の電子線
描画装置と図2,図13,図14に示した構造のマスク
を用いたものである。本実施例では可変成形偏向器12
14が第2マスク102と第3マスク103の間に配置
されている。第1マスク101と第2マスク102の間
は100mm、第2マスク102と第3マスク103の
間は120mmであり、第2マスク102と第3マスク
103の間に可変成形偏向器1214を配置することに
より、転写レンズの磁場の影響を避けている。なお、可
変成形偏向器1214はφ5mm×50mmである。第
2マスト102上への入射角度は第3マスクへのそれと
比較して小さくなっており、図形数を多くするのには有
利である。図9のように垂直入射にすることも可能であ
り、一括図形をより多く配置するのに適している。In this embodiment, an electron beam lithography apparatus having the structure shown in FIG. 12 and a mask having the structure shown in FIGS. 2, 13 and 14 are used. In this embodiment, the variable shaping deflector 12
14 is arranged between the second mask 102 and the third mask 103. The distance between the first mask 101 and the second mask 102 is 100 mm, the distance between the second mask 102 and the third mask 103 is 120 mm, and a variable shaping deflector 1214 is disposed between the second mask 102 and the third mask 103. This avoids the effect of the magnetic field of the transfer lens. Note that the variable shaping deflector 1214 is φ5 mm × 50 mm. The incident angle on the second mast 102 is smaller than that on the third mask, which is advantageous for increasing the number of figures. As shown in FIG. 9, it is also possible to make vertical incidence, which is suitable for arranging more collective figures.
【0039】(第6実施例)本実施例は、図5に示した
構造の電子線描画装置と図2,図17,図18に示した
構造のマスクを用いたものである。但し、図5の図形選
択偏向器は除いて使用した。本実施例においては、第2
マスク1700は、図17に示すように、中央に矩形開
口1701が設けられており、第1マスク像1702と
該矩形開口を部分的に重ね合わせることで可変矩形の成
形を行う。第3マスク1800は、中央に矩形開口18
01が、またその周辺に一括図形1802および形状の
異なる各種微細開口群1804が多数設けられている。
微細開口群としては、矩形開口の右上は試料上最小0.
1μm角の正方形を初めとする微小寸法の正方形開口
が、その周りには様々な幅/長さの長方形の開口があ
る。これらの開口は可変矩形法(可変成形法)の精度を
向上させることを目的として設けられている。通常の可
変矩形法は任意のサイズの矩形の形成が可能であるが、
サイズの校正が必要となる。すなわち、描画する寸法が
小さくなるにつれて、その寸法に必要な精度を得るのが
困難になってくる。(Sixth Embodiment) In this embodiment, an electron beam lithography apparatus having the structure shown in FIG. 5 and a mask having the structure shown in FIGS. 2, 17 and 18 are used. However, the figure selection deflector shown in FIG. In this embodiment, the second
As shown in FIG. 17, the mask 1700 has a rectangular opening 1701 at the center, and forms a variable rectangle by partially overlapping the first mask image 1702 and the rectangular opening. The third mask 1800 has a rectangular opening 18 in the center.
In addition, a plurality of collective figures 1802 and various kinds of fine aperture groups 1804 having different shapes are provided therearound.
As for the group of fine apertures, the upper right corner of the rectangular aperture has a minimum height of 0.
Square apertures of minute dimensions, including 1 μm square squares, are surrounded by rectangular apertures of various widths / lengths. These openings are provided for the purpose of improving the accuracy of the variable rectangle method (variable forming method). The normal variable rectangle method can form a rectangle of any size,
Calibration of the size is required. That is, as the dimensions to be drawn become smaller, it becomes more difficult to obtain the accuracy required for the dimensions.
【0040】しかし、特に微細な寸法に関しては予め必
要な矩形開口を用意しておき、その開口で代用すること
により、必要な精度を確保することができる。マスクは
試料上の25倍の寸法となるため、マスク上の開口の寸
法精度は十分確保できる。しかし、その矩形の数が多い
と通常の一括図形照射法では図形の配置の間隔が限定さ
れてしまうため、図形数が不足してしまう。However, especially for fine dimensions, a necessary rectangular opening is prepared in advance and the required accuracy can be ensured by substituting the opening. Since the size of the mask is 25 times the size of the sample, the dimensional accuracy of the opening on the mask can be sufficiently ensured. However, when the number of the rectangles is large, the interval of the arrangement of the figures is limited by the ordinary collective figure irradiation method, so that the number of figures is insufficient.
【0041】そこで、本実施例では、第1マスクと第2
マスクで小さな矩形を形成し、この矩形開口像1803
により第3マスク上の微小開口1804群の一つを選択
照射する。これにより、第3マスク上に効率よく矩形開
口を配置することができる。特に本実施例では矩形開口
が小さく、その効果は極めて大きい。微小矩形は第3マ
スクの開口形状のみで規定してもよいが、他の開口形状
との併用も可能である。中央の大きな矩形開口の右と上
に細長い開口が配置されているが、この開口の狭い方向
は第3マスクで、長手方法の長さは第1マスク像と第2
マスク像の重なりで規定する。これにより、寸法精度の
厳しい小さい方向の寸法は精度よく規定できる。同時に
第3マスク1800上に一括図形1802を配置するこ
とにより通常の一括図形照射法も併用できる。本実施例
の方法を0.15μm寸法の論理LSIの描画に用い
た。その結果、寸法精度を従来の可変矩形法の±20n
mから±10nmへと向上させることができた。Therefore, in this embodiment, the first mask and the second mask
A small rectangle is formed using a mask, and this rectangular aperture image 1803 is formed.
Selectively irradiates one of the groups of minute openings 1804 on the third mask. Thus, the rectangular openings can be efficiently arranged on the third mask. Particularly, in this embodiment, the rectangular opening is small, and the effect is extremely large. The minute rectangle may be defined only by the opening shape of the third mask, but may be used in combination with another opening shape. An elongated opening is disposed on the right and above the large rectangular opening in the center. The narrow direction of this opening is the third mask, and the length in the longitudinal direction is the first mask image and the second mask.
It is defined by the overlap of the mask images. Thereby, the dimension in the small direction where the dimensional accuracy is severe can be defined with high accuracy. At the same time, by arranging the collective figure 1802 on the third mask 1800, the ordinary collective figure irradiation method can be used together. The method of this example was used for drawing a logic LSI having a size of 0.15 μm. As a result, the dimensional accuracy is reduced to ± 20 n of the conventional variable rectangle method.
m to ± 10 nm.
【0042】次に、本発明を適用した電子線描画装置を
用いてLSIを形成する実施例を説明する。図15
(a)〜(d)は、本発明を用いて半導体集積回路を製
造する場合の各工程における素子の断面図である。 (1)まず、同図(a)に示すように、通常の方法で、
Nマイナスシリコン基板45に、Pウェル層46,P層
47,フィールド酸化膜48,多結晶シリコン/シリコ
ン酸化膜ゲート49,P高濃度拡散層50,N高濃度拡
散層51,などを形成する。 (2)次に、同図(b)に示すように、通常の方法でリ
ンガラス(PSG)の絶縁膜52を被着し、その上に電
子線レジスト53を塗布し、本発明の電子線描画装置に
よりホールパタン54を形成する。Next, an embodiment in which an LSI is formed using an electron beam lithography apparatus to which the present invention is applied will be described. FIG.
(A)-(d) is sectional drawing of the element in each process at the time of manufacturing a semiconductor integrated circuit using this invention. (1) First, as shown in FIG.
On an N minus silicon substrate 45, a P well layer 46, a P layer 47, a field oxide film 48, a polycrystalline silicon / silicon oxide film gate 49, a P high concentration diffusion layer 50, an N high concentration diffusion layer 51, and the like are formed. (2) Next, as shown in FIG. 2B, an insulating film 52 of phosphor glass (PSG) is applied by a normal method, and an electron beam resist 53 is applied thereon, and the electron beam of the present invention is applied. A hole pattern 54 is formed by a drawing apparatus.
【0043】(3)次に、同図(c)に示すように、電
子線レジスト(図示せず)をマスクにして絶縁膜52を
ドライエッチングしてコンタクトホール55を形成す
る。 (4)次に、同図(d)に示すように、通常の方法でW
/TiN電極配線56を形成し、次に層間絶縁膜57を
形成した。次に、電子線レジスト(図示せず)を塗布
し、本発明の電子線描画装置によりホールパターン58
を形成する。ホールパターン58の中はWプラグで埋め
込み、A1第2配線59を連結する。以降のパッシベー
ション工程には従来法を用いた。(3) Next, as shown in FIG. 3C, the insulating film 52 is dry-etched using an electron beam resist (not shown) as a mask to form a contact hole 55. (4) Next, as shown in FIG.
/ TiN electrode wiring 56 was formed, and then an interlayer insulating film 57 was formed. Next, an electron beam resist (not shown) is applied, and the hole pattern 58 is drawn by the electron beam drawing apparatus of the present invention.
To form The hole pattern 58 is embedded with a W plug, and the A1 second wiring 59 is connected. The conventional method was used for the subsequent passivation process.
【0044】なお、本実施例では主な製造工程のみを説
明し詳細は省略したが、コンタクトホール形成のリソグ
ラフィ工程で本発明の電子線描画技術を用いたこと以外
は従来法と同じ工程を用いた。以上の工程によりCMO
SLSIを高歩留まりで製造することができた。本発明
を用い半導体装置を製作した結果、従来生じていた図形
の歪みによる合わせ不良や解像性および電流密度の不均
一性によるホール埋め込み金属の接続不良の発生を防止
でき、製品の良品歩留まりが大幅に向上した。In this embodiment, only the main manufacturing steps are described and details are omitted. However, the same steps as those of the conventional method are used except that the electron beam lithography technique of the present invention is used in the lithography step of forming a contact hole. Was. With the above process, CMO
SLSI could be manufactured with high yield. As a result of manufacturing a semiconductor device using the present invention, it is possible to prevent the occurrence of misalignment due to the distortion of a figure and the occurrence of a connection failure of a hole-embedded metal due to non-uniformity of resolution and current density, which has conventionally occurred. Significantly improved.
【0045】なお、本明細書では特定の種類の一括図形
のみを用いたが、その他の種々の図形へ適用可能である
ことは明らかである。対物レンズの構造や縮小率などの
電子光学系も本実施例に限らず、偏向により図形を選択
し縮小して試料上に投影する全ての電子描画装置に本発
明は有効である。Although only a specific type of collective figure is used in this specification, it is apparent that the present invention can be applied to other various figures. The electronic optical system such as the structure of the objective lens and the reduction ratio is not limited to this embodiment, and the present invention is effective for all electronic drawing apparatuses that select a figure by deflection, reduce the figure, and project it on a sample.
【0046】[0046]
【発明の効果】以上述べてきたように、本発明を用いる
ことにより、一括図形照射法の高速化高精度化が図れ
る。より具体的には、離軸を抑えて図形数を増大させ
る,垂直にマスクに電子が入射する,マスクの薄膜化を
可能にするなどの効果が得られる。これにより、半導体
集積回路や微細構造素子を高い生産性で製造することが
できる。As described above, by using the present invention, the speed and accuracy of the collective figure irradiation method can be improved. More specifically, effects such as suppressing the off-axis and increasing the number of figures, vertically incident electrons on the mask, and making the mask thinner are obtained. Thereby, a semiconductor integrated circuit or a microstructure element can be manufactured with high productivity.
【図1】本発明の第1実施例を説明するための電子線描
画装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an electron beam drawing apparatus for explaining a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明における第1のマスク図である。FIG. 2 is a first mask diagram according to the present invention.
【図3】本発明の第1実施例における第2マスク図であ
る。FIG. 3 is a second mask diagram according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第1実施例における第3マスク図であ
る。FIG. 4 is a third mask diagram according to the first embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第2および第3実施例を説明するため
の電子線描画装置の構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of an electron beam lithography apparatus for explaining second and third embodiments of the present invention.
【図6】本発明の第2実施例における種々の矩形を配置
した第2のマスク図である。FIG. 6 is a second mask diagram in which various rectangles are arranged in the second embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第2実施例における一括図形の部分選
択を説明するための第3マスク図である。FIG. 7 is a third mask diagram for explaining partial selection of a collective figure according to the second embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第3実施例におけるサイズの異なる一
括図形を配置した第3のマスク図である。FIG. 8 is a third mask diagram in which collective figures having different sizes are arranged according to the third embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第4実施例の薄膜マスクを用いた場合
の電子線描画装置の構成図である。FIG. 9 is a configuration diagram of an electron beam lithography apparatus using a thin film mask according to a fourth embodiment of the present invention.
【図10】本発明の第4実施例におけるブランキング用
第2マスク図である。FIG. 10 is a second mask diagram for blanking in the fourth embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第4実施例における薄膜マスク図
(第3マスク)である。FIG. 11 is a diagram (third mask) of a thin film mask according to a fourth embodiment of the present invention.
【図12】本発明の第5実施例を説明するための電子線
描画装置の構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of an electron beam lithography apparatus for explaining a fifth embodiment of the present invention.
【図13】本発明の第5実施例における第2マスク図の
例である。FIG. 13 is an example of a second mask diagram according to the fifth embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第5実施例における第3のマスク図
の例である。FIG. 14 is an example of a third mask diagram in the fifth embodiment of the present invention.
【図15】本発明を用いて半導体集積回路を製造する場
合の各工程における素子の断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view of an element in each step when a semiconductor integrated circuit is manufactured using the present invention.
【図16】本発明の応用に使用する解像不可能な微細パ
ターンを持つ図形開口を説明するための図である。FIG. 16 is a diagram for explaining a figure opening having an unresolvable fine pattern used for application of the present invention.
【図17】本発明の第6実施例における第2マスク図で
ある。FIG. 17 is a second mask diagram according to the sixth embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第6実施例における第3マスク図で
ある。FIG. 18 is a third mask diagram according to the sixth embodiment of the present invention.
45:Nマイナスシリコン基板、46:Pウェル層、4
7:P層、48:フィールド酸化膜、49:多結晶シリ
コン/シリコン酸化膜ゲート、50:P高濃度拡散層、
51:N高濃度拡散層、52:絶縁膜、53:電子線レ
ジスト、54:ホールパターン、55:コンタクトホー
ル、56:W/Ti電極配線、57:層間絶縁膜、5
8:ホールパターン、59:アルミ第2配線、100:
電子源、101:第1マスク、102:第2マスク、1
03:第3マスク、104:第1転写レンズ、105:
第2転写レンズ、106:第3転写レンズ、107:第
4転写レンズ、108:第1縮小レンズ、110:試
料、111:ステージ、112:第1図形選択偏向器、
113:第1可変成形偏向器、114:第2図形選択偏
向器、115:クロスオーバ軌道、116:マスク像軌
道、200:第1マスク、201:矩形開口、300:
第2マスク、301:矩形開口、302:図形開口、3
03:第1マスク像、400:第3マスク、401:矩
形開口、402:図形開口、403:第2マスク像、5
01:第1矩形選択偏向器、600:第2マスク、60
1:矩形開口、603:第1マスク像、604:小さな
矩形開口、700:第3マスク、701:矩形開口、7
02:大きな第2マスク像、703:小さな第2マスク
像、800:第3マスク、801:小さな矩形開口、8
02:大きな矩形開口像、803:小さな矩形開口像、
901:第1図形選択偏向器、903:薄膜マスク、9
10:角度制限絞り、913:ブランキング用偏向器、
914:第1可変成形偏向器、915:従来のブランキ
ング用偏向器、1000:第2マスク、1001:矩形
開口、1003:第1マスク像、1004:ブランキン
グされた第1マスク像、1103:薄膜マスク、100
2:第2マスク像、1101:矩形開口、1201:第
2図形選択偏向器、1213:第1図形選択偏向器、1
214:第1可変成形偏向器、1300:第2マスク、
1301:矩形開口、1302:図形開口、1303:
第1マスク像、1401:矩形開口、1402:第2マ
スク像、1403:第3マスク、1700:第2マス
ク、1701:矩形開口、1702:第1マスク像、1
800:第3マスク、1801:矩形開口、1802:
一括図形、1803:矩形開口像、1804:微細開口
群。45: N minus silicon substrate, 46: P well layer, 4
7: P layer, 48: field oxide film, 49: polycrystalline silicon / silicon oxide gate, 50: P high concentration diffusion layer,
51: N high concentration diffusion layer, 52: insulating film, 53: electron beam resist, 54: hole pattern, 55: contact hole, 56: W / Ti electrode wiring, 57: interlayer insulating film, 5
8: hole pattern, 59: second aluminum wiring, 100:
Electron source, 101: first mask, 102: second mask, 1
03: Third mask, 104: First transfer lens, 105:
Second transfer lens, 106: third transfer lens, 107: fourth transfer lens, 108: first reduction lens, 110: sample, 111: stage, 112: first figure selection deflector,
113: first variable shaping deflector, 114: second figure selection deflector, 115: crossover orbit, 116: mask image orbit, 200: first mask, 201: rectangular aperture, 300:
Second mask, 301: rectangular opening, 302: figure opening, 3
03: first mask image, 400: third mask, 401: rectangular opening, 402: figure opening, 403: second mask image, 5
01: first rectangular selection deflector, 600: second mask, 60
1: rectangular aperture, 603: first mask image, 604: small rectangular aperture, 700: third mask, 701: rectangular aperture, 7
02: large second mask image, 703: small second mask image, 800: third mask, 801: small rectangular opening, 8
02: Large rectangular aperture image, 803: Small rectangular aperture image,
901: First figure selection deflector, 903: Thin film mask, 9
10: Angle limiting aperture, 913: Blanking deflector,
914: first variable shaping deflector, 915: conventional blanking deflector, 1000: second mask, 1001: rectangular aperture, 1003: first mask image, 1004: blanked first mask image, 1103: Thin film mask, 100
2: second mask image, 1101: rectangular aperture, 1201: second figure selection deflector, 1213: first figure selection deflector, 1
214: first variable shaping deflector, 1300: second mask,
1301: rectangular opening, 1302: figure opening, 1303:
First mask image, 1401: rectangular aperture, 1402: second mask image, 1403: third mask, 1700: second mask, 1701: rectangular aperture, 1702: first mask image, 1
800: third mask, 1801: rectangular opening, 1802:
Collective figure, 1803: rectangular aperture image, 1804: fine aperture group.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松坂 尚 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 斉藤 徳郎 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 中山 義則 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 伊藤 博之 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式 会社日立製作所計測器事業部内 (56)参考文献 特開 平4−137520(JP,A) 特開 平4−100208(JP,A) 特開 平6−5500(JP,A) 特開 平5−304083(JP,A) 特開 平4−360516(JP,A) 特開 昭64−76656(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 H01J 37/305 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Matsuzaka 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside the Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Tokuro Saito 1-280 Higashi Koigakubo, Kokubunji, Tokyo Central Research Laboratory (72) Inventor Yoshinori Nakayama 1-280 Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo Inside Hitachi, Ltd.Central Research Laboratory (72) Inventor Hiroyuki Ito 882 Ma, Hitachinaka-shi, Ibaraki Pref. 56) References JP-A-4-137520 (JP, A) JP-A-4-100208 (JP, A) JP-A-6-5500 (JP, A) JP-A-5-304083 (JP, A) Hei 4-360516 (JP, A) JP-A-64-76656 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7 / 20 H01J 37/305
Claims (7)
マスクと、 前記第1マスクを通過した矩形電子線を偏向する第1の
偏向器と、 前記第1の偏向器で偏向された矩形電子線を照射させる
第2の矩形開口部を有する第2マスクと、 前記第1マスクと前記第2マスクの間の前記第1マスク
側に第1転写レンズと、前記第2マスク側に第2転写レ
ンズとを具備し、かつ前記第2マスクを通過した図形ビ
ームを偏向する第2の偏向器と、 第2の偏向器で偏向された図形ビームをその複数の図形
位置に照射させる第3の矩形開口部と第1の一括パター
ン開口部とを有し、前記第2マスクより厚さが薄い第3
マスクと、 前記第2マスクと前記第3マスクの間の前記第2マスク
側に第3転写レンズと、前記第3マスク側に第4転写レ
ンズを具備し、かつ前記第3マスクを通過した図形ビー
ムを所定の大きさに縮小する縮小レンズと、 試料に照射するための対物レンズとを具備することを特
徴とする電子線描画装置。 1. A first having an electron source for generating an electron beam, a first rectangular opening for the electron beam in a rectangular
A second mask having a mask, a first deflector for deflecting the rectangular electron beam passing through the first mask, and a second rectangular opening for irradiating the rectangular electron beam deflected by the first deflector And a figure including a first transfer lens on the first mask side between the first mask and the second mask, and a second transfer lens on the second mask side, and passing through the second mask. A second deflector for deflecting the beam, a third rectangular opening for irradiating the figure beam deflected by the second deflector to the plurality of figure positions, and a first batch pattern opening; A third thinner than the second mask;
A figure having a mask, a third transfer lens on the second mask side between the second mask and the third mask, a fourth transfer lens on the third mask side, and passing through the third mask An electron beam lithography apparatus comprising: a reduction lens for reducing a beam to a predetermined size; and an objective lens for irradiating a sample.
マスクと、 前記第1マスクを通過した矩形電子線を偏向する第1の
偏向器と、 前記第1の偏向器で偏向された矩形電子線をその複数の
図形位置に照射させる第2の矩形開口部と第1の一括パ
ターン開口部とを有する第2マスクと、 前記第1マスクと前記第2マスクの間の前記第1マスク
側に第1転写レンズと、前記第2マスク側に第2転写レ
ンズとを具備し、かつ前記第2マスクを通過した図形ビ
ームを偏向する第2の偏向器と、 前記第2の偏向器で偏向された図形ビームをその複数の
図形位置に照射させる第3の矩形開口部と第2の一括パ
ターン開口部とを有し、前記第2マスクより厚さが厚い
第3マスクと、 前記第2マスクと前記第3マスクの間に前記第2マスク
側に第3転写レンズと、前記第3マスク側に第4転写レ
ンズとを具備し、かつ前記第3マスクを通過した図形ビ
ームを所定の大きさに縮小する縮小レンズと、 試料に照射するための対物レンズとを具備することを特
徴とする電子線描画装置。 2. A first source having an electron source for generating an electron beam, and a first rectangular opening for making the electron beam rectangular.
A mask; a first deflector for deflecting the rectangular electron beam passing through the first mask; and a second rectangular opening for irradiating the plurality of graphic positions with the rectangular electron beam deflected by the first deflector. A second mask having a portion and a first batch pattern opening; a first transfer lens between the first mask and the second mask on the first mask side; and a second transfer lens on the second mask side A second deflector comprising a lens and deflecting the graphic beam passing through the second mask; and a third irradiating the graphic beam deflected by the second deflector to the plurality of graphic positions. A third mask having a rectangular opening and a second collective pattern opening, the third mask being thicker than the second mask; and a third mask disposed between the second mask and the third mask on the second mask side. A transfer lens, and a fourth transfer lens on the third mask side. And a reduction lens for reducing the figure beam passing through the third mask to a predetermined size, the electron beam drawing apparatus characterized by comprising an objective lens for irradiating the sample.
マスクと、 前記第1マスクを通過した矩形電子線を偏向する第1の
偏向器と、 前記第1の偏向器で偏向された矩形電子線をその複数の
図形位置に照射させる第2の矩形開口部と第1のパター
ン開口部とを有し、前記第2の矩形開口部に隣接した3
つの図形位置が遮蔽された第2マスクと、 前記第2マスクを通過した図形ビームを偏向する第2の
偏向器と、 前記第2の偏向器で偏向された図形ビームをその複数の
図形位置に照射させる第3の矩形開口部と前記第3の矩
形開口部に隣接し図形密度を高める如く離軸距離を小さ
くして配置された第2のパターン開口部とを有し、前記
第2マスクより厚さが薄い第3マスクと、 前記第3マスクを通過した図形ビームを所定の大きさに
縮小する縮小レンズと、 試料に照射するための対物レンズとを具備することを特
徴とする電子線描画装置。 3. A first source having an electron source for generating an electron beam, and a first rectangular opening for making the electron beam rectangular.
A mask; a first deflector for deflecting the rectangular electron beam passing through the first mask; and a second rectangular opening for irradiating the plurality of graphic positions with the rectangular electron beam deflected by the first deflector. Part having a first pattern opening and a third pattern opening adjacent to the second rectangular opening.
A second mask in which two graphic positions are shielded, a second deflector for deflecting the graphic beam that has passed through the second mask, and a graphic beam deflected by the second deflector in a plurality of graphic positions. A third rectangular opening to be irradiated and a second pattern opening adjacent to the third rectangular opening and arranged with a small off-axis distance so as to increase the graphic density; An electron beam lithography comprising: a third mask having a small thickness; a reducing lens for reducing a figure beam passing through the third mask to a predetermined size; and an objective lens for irradiating a sample. apparatus.
マスクと、 前記第1マスクを通過した矩形電子線を偏向する第1の
偏向器と、 前記偏向器で偏向された矩形電子線をその複数の図形位
置に照射させる第2の矩形開口部と前記第2の矩形開口
部に隣接し図形密度を高める如く離軸距離を小さくして
配置された第2のパターン開口部と第1のパターン開口
部とを有し、前記第2の矩形開口部に隣接した3つの図
形位置が遮蔽された第2マスクと、 前記第2マスクを通過した図形ビームを偏向する第2の
偏向器と、 前記第2の偏向器で偏向された図形ビームをその複数の
図形位置に照射させる第3の矩形開口部と前記第3の矩
形開口部に隣接した3つの図形位置が遮蔽された前記第
2マスクより厚さが厚い第3マスクと、 前記第3マスクを通過した図形ビームを所定の大きさに
縮小する縮小レンズと、 試料に照射するための対物レンズとを具備することを特
徴とする電子線描画装置。 4. A first having an electron source for generating an electron beam, a first rectangular opening for the electron beam in a rectangular
A mask; a first deflector for deflecting the rectangular electron beam passing through the first mask; a second rectangular opening for irradiating the plurality of graphic positions with the rectangular electron beam deflected by the deflector; A second pattern opening and a first pattern opening adjacent to the second rectangular opening and arranged with a small off-axis distance to increase the graphic density; A second mask in which three adjacent graphic positions are shielded, a second deflector that deflects the graphic beam that has passed through the second mask, and a plurality of graphic beams deflected by the second deflector. A third rectangular opening for irradiating the graphic position, a third mask thicker than the second mask in which three graphic positions adjacent to the third rectangular opening are shielded, and passing through the third mask To reduce the figure beam into a predetermined size. Electron beam lithography system, characterized by comprising: a's, and an objective lens for irradiating the sample.
マスクと、 前記第1マスクを通過した矩形電子線を偏向する第1の
偏向器と、 前記第1の偏向器で偏向された矩形電子線をその複数の
図形位置に照射させる第2の矩形開口部と第1の一括パ
ターン開口部とを有する第2マスクと、 前記第1マスクと前記第2マスクの間の前記第1マスク
側に第1転写レンズと、前記第2マスク側に第2転写レ
ンズとを具備し、かつ前記第2マスクを通過した図形ビ
ームを偏向する第2の偏向器と、 前記第2の偏向器で偏向された図形ビームを照射させる
第3の矩形開口部と前記第2マスクより厚さが厚い第3
マスクと、 前記第2マスクと前記第3マスクの間の前記第2マスク
側に第3転写レンズと、前記第3マスク側に第4転写レ
ンズとを具備し、かつ前記第3マスクを通過した図形ビ
ームを所定の大きさに縮小する縮小レンズと、 試料に照射するための対物レンズとを具備することを特
徴とする電子線描画装置。 5. A first having an electron source for generating an electron beam, a first rectangular opening for the electron beam in a rectangular
A mask; a first deflector for deflecting the rectangular electron beam passing through the first mask; and a second rectangular opening for irradiating the plurality of graphic positions with the rectangular electron beam deflected by the first deflector. A second mask having a portion and a first batch pattern opening; a first transfer lens between the first mask and the second mask on the first mask side; and a second transfer lens on the second mask side A second deflector comprising a lens and deflecting the figure beam passing through the second mask; a third rectangular opening for irradiating the figure beam deflected by the second deflector; 3rd thicker than 2 masks
A mask, a third transfer lens on the second mask side between the second mask and the third mask, and a fourth transfer lens on the third mask side, and have passed through the third mask. An electron beam lithography apparatus comprising: a reduction lens for reducing a figure beam to a predetermined size; and an objective lens for irradiating a sample.
と、 前記電子線を第1マスクの第1の矩形開口部に照射して
矩形にするステップと、 前記第1マスクを通過した矩形電子線を第1の偏向器に
より偏向するステップと、 前記第1の偏向器で偏向された矩形電子線を、第2マス
クの第2の矩形開口部と第1の一括パターン開口部とで
複数の図形位置に照射させるステップと、 前記第1マスクと前記第2マスクの間の該第1マスク側
の第1転写レンズと該第2マスク側の第2転写レンズと
を通過して、前記第2マスクを通過した図形ビームを第
2の偏向器で偏向するステップと、 前記第2の偏向器で偏向された図形ビームを、前記第2
マスクより厚さが薄い第3マスクの第3の矩形開口部と
第2の一括パターン開口部で複数の図形位置に照射させ
るステップと、 前記第2マスクと前記第3マスクの間の該第2マスク側
の第3転写レンズと該第3マスク側の第4転写レンズと
を通過して、前記第3マスクを通過した図形ビームを縮
小レンズで所定の大きさに縮小するステップと、 前記縮小レンズで縮小された図形ビームを対物レンズに
通過して、試料に照射するステップとを有することを特
徴とする電子線描画方法。 6. A method for generating an electron beam by the electron source, the steps of the rectangle by irradiating the electron beam to the first rectangular aperture of the first mask, a rectangular electron beam passed through the first mask Using a first deflector, and deflecting the rectangular electron beam deflected by the first deflector into a plurality of figures using a second rectangular opening and a first collective pattern opening of a second mask. Irradiating the second mask with a first transfer lens on the first mask side and a second transfer lens on the second mask side between the first mask and the second mask; Deflecting the graphic beam that has passed through the second deflector by the second deflector;
Irradiating a plurality of graphic positions with a third rectangular opening and a second collective pattern opening of a third mask having a thickness smaller than that of the third mask; and a second mask between the second mask and the third mask. Reducing the graphic beam having passed through the third transfer lens on the mask side and the fourth transfer lens on the third mask side and passing through the third mask to a predetermined size with a reduction lens; Passing the graphic beam reduced in step (1) through an objective lens to irradiate the sample with a sample beam.
テップと、 成形した矩形ビームを前記第1マスクの下に設けられた
第2マスク上を偏向する偏向ステップと、 偏向した矩形ビームで前記第2マスク上の一括パターン
を照射する第1の照射ステップと、 前記第2マスクの下に配置された矩形開口部を有する、
前記第2マスクより厚さが薄い第3マスクに、前記第2
マスクにより得られた図形ビームを照射する第2の照射
ステップと、 前記第2の照射ステップで得られた図形ビームを試料台
に載置された試料基板に描画する第1の描画ステップ
と、 前記第2の照射ステップで得られた図形ビームを前記第
3マスクの前記矩形開口部により前記図形ビームの面積
が異なる部分ビームを形成するステップと、 前記部分ビームを試料台に載置された試料基板に描画す
る第2の描画ステップとを有することを特徴とする電子
線描画方法。7. A step of generating an electron beam, a step of forming a rectangular beam from the generated electron beam using a first mask, and a step of applying the formed rectangular beam to a second mask provided below the first mask. A deflecting step, a first irradiating step of irradiating the collective pattern on the second mask with the deflected rectangular beam, and a rectangular opening disposed below the second mask.
The third mask, which is thinner than the second mask,
A second irradiation step of irradiating the figure beam obtained by the mask, a first drawing step of drawing the figure beam obtained in the second irradiation step on a sample substrate placed on a sample table, Forming a partial beam having a different area of the graphic beam from the graphic beam obtained in the second irradiation step by the rectangular opening of the third mask; and a sample substrate having the partial beam mounted on a sample stage. And a second drawing step of drawing on the electron beam.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2000356065A JP3324749B2 (en) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | Electron beam drawing method and electron beam drawing apparatus |
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|---|---|---|---|
| JP2000356065A JP3324749B2 (en) | 2000-11-22 | 2000-11-22 | Electron beam drawing method and electron beam drawing apparatus |
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|---|---|---|---|
| JP19664897A Division JP3283218B2 (en) | 1997-07-23 | 1997-07-23 | Electron beam drawing equipment |
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| JP2001189269A JP2001189269A (en) | 2001-07-10 |
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- 2000-11-22 JP JP2000356065A patent/JP3324749B2/en not_active Expired - Lifetime
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