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JP3461279B2 - Charged beam drawing equipment - Google Patents
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JP3461279B2 - Charged beam drawing equipment - Google Patents

Charged beam drawing equipment

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JP3461279B2
JP3461279B2 JP03877498A JP3877498A JP3461279B2 JP 3461279 B2 JP3461279 B2 JP 3461279B2 JP 03877498 A JP03877498 A JP 03877498A JP 3877498 A JP3877498 A JP 3877498A JP 3461279 B2 JP3461279 B2 JP 3461279B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路等
の微細パターンを試料面上に描画する荷電ビーム描画装
置に係わり、特にビームを試料面上で偏向するための偏
向制御回路の改良をはかった荷電ビーム描画装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged beam drawing apparatus for drawing a fine pattern of a semiconductor integrated circuit or the like on a sample surface, and particularly to improve a deflection control circuit for deflecting a beam on the sample surface. Charged beam drawing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体ウェハ等の試料上に所望の
レジストパターンを描画する手段として、電子ビームを
用いた描画装置が使用されている。この装置では、ビー
ムを偏向する偏向器の特性から偏向領域(フィールド)
が規定されるため、これより大きな面積を描画するに
は、フィールドをつないでいく必要がある。そして、偏
向領域を精度良くつないで、より正確なパターンを描画
するために、偏向器の感度や偏向位置歪み等を予め測定
し、これを補正している。
2. Description of the Related Art Conventionally, a drawing apparatus using an electron beam has been used as a means for drawing a desired resist pattern on a sample such as a semiconductor wafer. In this device, the deflection area (field) is determined by the characteristics of the deflector that deflects the beam.
Is defined, it is necessary to connect fields to draw a larger area. Then, in order to connect the deflection regions with high accuracy and draw a more accurate pattern, the sensitivity of the deflector, the deflection position distortion and the like are measured in advance and corrected.

【0003】しかしながら、この種の装置にあっては次
のような問題があった。即ち、従来の電子ビーム描画装
置では、偏向器の感度や偏向位置歪を測定する際、図7
に示すように、キャリブレーション用マーク21の大き
さ及び電子ビームでキャリブレーション用マーク21を
走査するための領域24を考慮し、描画可能な偏向領域
20(最大描画領域)より少し狭いキャリブレーション
領域23で測定を行っていた。キャリブレーション用マ
ーク21を検出するための電子ビームの走査位置は図中
の22であるが、マーク位置の粗測定に必要な走査領域
24が必要である。このため、最大描画領域20の周辺
部では、外挿で偏向位置を求めるため誤差が拡大され、
フィールドつなぎ精度が劣化する問題があった。
However, this type of device has the following problems. That is, in the conventional electron beam drawing apparatus, when measuring the sensitivity and deflection position distortion of the deflector,
As shown in, the size of the calibration mark 21 and the area 24 for scanning the calibration mark 21 with the electron beam are taken into consideration, and the calibration area slightly narrower than the writable deflection area 20 (maximum drawing area). The measurement was performed at 23. The scanning position of the electron beam for detecting the calibration mark 21 is 22 in the figure, but a scanning region 24 necessary for rough measurement of the mark position is required. Therefore, in the peripheral portion of the maximum drawing area 20, the error is magnified because the deflection position is obtained by extrapolation,
There was a problem that the field connection accuracy deteriorates.

【0004】また、この問題を解決するためにキャリブ
レーション領域を最大描画領域よりも広くすると、偏向
器を駆動制御するための偏向制御回路に実際の描画最大
領域よりも広い領域での制御を要することになり、これ
は描画スループットの低下を招く要因となる。即ち、偏
向制御回路は偏向DAC及び増幅器等からなるが、偏向
領域を大きくすることはDACの入力ビット数を増やす
ことになり、DACの入力ビット数が増えることはセト
リング時間の増大につながる。
If the calibration area is made wider than the maximum drawing area in order to solve this problem, the deflection control circuit for driving and controlling the deflector needs to be controlled in an area wider than the actual maximum drawing area. This causes a reduction in drawing throughput. That is, although the deflection control circuit includes a deflection DAC and an amplifier, increasing the deflection region increases the number of input bits of the DAC, and increasing the number of input bits of the DAC leads to an increase in settling time.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の電
子ビーム描画装置においては、偏向器の感度や偏向位置
歪を測定する際、最大描画領域より少し狭いキャリブレ
ーション領域で測定を行うと、フィールドつなぎ精度が
劣化する問題があり、これとは逆にキャリブレーション
領域を最大描画領域よりも広くすると、描画スループッ
トが低下する問題があった。
As described above, in the conventional electron beam drawing apparatus, when measuring the sensitivity and deflection position distortion of the deflector, if the measurement is performed in a calibration area slightly narrower than the maximum drawing area, There is a problem that the field connection accuracy deteriorates, and conversely, if the calibration area is wider than the maximum drawing area, there is a problem that the drawing throughput decreases.

【0006】なお、上記問題は電子ビームを用いてパタ
ーンを描画する電子ビーム描画装置に限らず、イオンビ
ームを用いてパターンを描画するイオンビーム描画装
置、更には各種の荷電ビームを用いてパターンを描画す
る装置についても同様に言えることである。
The above problem is not limited to the electron beam drawing apparatus that draws a pattern by using an electron beam, but an ion beam drawing apparatus that draws a pattern by using an ion beam, and a pattern by using various charged beams. The same applies to the drawing device.

【0007】本発明は、上記の事情を考慮して成された
もので、その目的とするところは、描画スループットを
低下させることなく、最大描画領域においてもビーム位
置誤差を低減してフィールドつなぎ精度の向上をはかり
得る荷電ビーム描画装置を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to reduce the beam position error even in the maximum drawing area without reducing the drawing throughput and to improve the field connection accuracy. It is an object of the present invention to provide a charged beam drawing apparatus capable of improving the above.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

(構成) 上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を
採用している。
(Structure) In order to solve the above-mentioned subject, the present invention has adopted the following structures.

【0009】即ち本発明は、試料の表面上に荷電ビーム
を選択的に照射して該試料面に所望のパターンを描画す
る荷電ビーム描画装置であって、前記荷電ビームを所望
の位置へ偏向するために、入力データを偏向DACでD
/A変換し、更に増幅器で増幅してビーム偏向器に与え
る偏向制御回路を有する荷電ビーム描画装置において、
荷電ビームの調整に使用する偏向領域が荷電ビームによ
る描画で使用する偏向領域より大きくなるように、前記
偏向制御回路における偏向DACに対し、荷電ビームの
調整に使用する入力ビット数を描画に使用する入力ビッ
ト数より多くしてなることを特徴とする。
That is, the present invention is a charged beam drawing apparatus for selectively irradiating a surface of a sample with a charged beam to draw a desired pattern on the surface of the sample, and deflecting the charged beam to a desired position. In order to input the input data to the deflection DAC,
In a charged beam drawing apparatus having a deflection control circuit which performs A / A conversion and further amplifies it with an amplifier and gives it to a beam deflector,
The number of input bits used for adjusting the charged beam is used for writing to the deflection DAC in the deflection control circuit so that the deflection region used for adjusting the charged beam is larger than the deflection region used for writing with the charged beam. The feature is that the number of bits is larger than the number of input bits.

【0010】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 荷電ビームとして、電子ビームを用いること。 (2) 偏向制御回路は、偏向DACにおいて描画に使用す
る入力ビット数又は正負の最大電圧若しくは最大電流で
偏向セトリング時間が最短になるように調整されている
こと。
Preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) Use an electron beam as the charged beam. (2) The deflection control circuit must be adjusted so that the deflection settling time is minimized by the number of input bits used for drawing in the deflection DAC or the maximum positive or negative voltage or maximum current.

【0011】(3) 偏向DACにおいて、荷電ビームの調
整に使用する入力ビット数は、描画に使用する入力ビッ
ト数よりも1ビット以上大きいこと。 (作用)本発明によれば、偏向制御回路における偏向D
ACに対し、荷電ビームの調整に使用する入力ビット数
を描画に使用する入力ビット数より多くしているので、
荷電ビームの調整に使用する偏向領域を描画で使用する
偏向領域より大きくすることができる。従って、最大描
画領域においてもビーム位置誤差を低減してフィールド
つなぎ精度を十分に高めることができ、描画精度の向上
をはかることが可能となる。
(3) In the deflection DAC, the number of input bits used for adjusting the charged beam must be one bit or more larger than the number of input bits used for drawing. (Operation) According to the present invention, the deflection D in the deflection control circuit is
Since the number of input bits used for adjusting the charged beam is larger than the number of input bits used for drawing with respect to AC,
The deflection area used for adjusting the charged beam can be made larger than the deflection area used for writing. Therefore, even in the maximum drawing area, the beam position error can be reduced and the field connection accuracy can be sufficiently improved, and the drawing accuracy can be improved.

【0012】そしてこの場合、偏向制御回路を、偏向D
ACにおいて描画に使用する入力ビット数で偏向セトリ
ング時間が最短になるように、即ち描画に使用する入力
ビット数又は正負の最大電圧若しくは最大電流で動作速
度が最速になるように調整することにより、描画に際し
てのスループットの増大はない。ここで、荷電ビームの
調整時においてはセトリング時間は描画時のそれよりも
増大し、さらに上記のように描画に使用する入力ビット
数で偏向制御回路の動作速度が最速になるように調整し
た場合、荷電ビームの調整時においてはセトリング時間
が益々増大することになる。しかし、描画の回数に比し
てビーム調整の頻度は格段に少なく、描画に要する時間
に対するビーム調整に要する時間は極めて短いので、ビ
ーム調整時間が長くなることは殆ど問題とならない。
In this case, the deflection control circuit is set to the deflection D
In AC, by adjusting the number of input bits used for drawing to minimize the deflection settling time, that is, by adjusting the number of input bits used for drawing or the maximum positive or negative voltage or maximum current to obtain the fastest operation speed, There is no increase in throughput during drawing. Here, when adjusting the charged beam, the settling time is longer than that during drawing, and when the operation speed of the deflection control circuit is adjusted to the maximum by the number of input bits used for drawing as described above. The settling time is further increased when adjusting the charged beam. However, the frequency of beam adjustment is significantly less than the number of times of drawing, and the time required for beam adjustment is extremely short with respect to the time required for drawing. Therefore, the increase in beam adjustment time causes almost no problem.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図示の実施
形態によって説明する。 (第1の実施形態)図1は、本発明の第1の実施形態に
使用した電子ビーム描画装置を示す概略構成図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. (First Embodiment) FIG. 1 is a schematic block diagram showing an electron beam drawing apparatus used in the first embodiment of the present invention.

【0014】電子銃1から出射された電子ビーム2は、
主偏向器3と副偏向器4によって偏向され、可動ステー
ジ6の上に設置された試料5上の所望の位置に位置決め
されて照射される。また、可動ステージ6の上には、ビ
ーム位置測定用マークが取り付けられたマーク台7が設
置されている。
The electron beam 2 emitted from the electron gun 1 is
The light is deflected by the main deflector 3 and the sub-deflector 4, and is positioned and irradiated at a desired position on the sample 5 placed on the movable stage 6. Further, on the movable stage 6, a mark stand 7 to which a beam position measuring mark is attached is installed.

【0015】制御計算機10は、偏向データを主偏向D
AC回路11及び副偏向DAC回路12へ転送し、主偏
向DAC回路11及び副偏向DAC回路12は偏向デー
タをアナログ信号として出力する。そして、DAC回路
11,12の出力に基づき、主偏向アンプ回路13及び
副偏向アンプ回路14によって主偏向器3及び副偏向器
4がドライブされるものとなっている。
The control computer 10 converts the deflection data into the main deflection D
The data is transferred to the AC circuit 11 and the sub deflection DAC circuit 12, and the main deflection DAC circuit 11 and the sub deflection DAC circuit 12 output the deflection data as an analog signal. The main deflector 3 and the sub deflector 4 are driven by the main deflector amplifier circuit 13 and the sub deflector amplifier circuit 14 based on the outputs of the DAC circuits 11 and 12.

【0016】ここで、主偏向器3は比較的広い偏向領域
の位置決めに使用し、副偏向器4は比較的狭い偏向領域
の位置決めに使用する。偏向電圧のセトリング時間は偏
向電圧が大きい場合、つまり偏向領域が大きいと一般に
長くなるため、描画時間をできるだけ短くする目的で、
上述のように偏向領域の大きさに応じて偏向器を使い分
ける方法がよく用いられる。
The main deflector 3 is used for positioning a relatively wide deflection area, and the sub deflector 4 is used for positioning a relatively narrow deflection area. The settling time of the deflection voltage is generally long when the deflection voltage is large, that is, when the deflection area is large.
As described above, the method of selectively using the deflector according to the size of the deflection area is often used.

【0017】本実施例では、最小アドレス単位,最大偏
向領域,偏向器の感度からシステム設計時に決定される
描画用偏向DAC/アンプ回路システム(偏向制御回
路)のビット数に対し、キャリブレーション用に1ビッ
ト追加したシステムとする。ここでは具体的に、主偏向
DAC回路11が19ビット、副偏向DAC回路12が
14ビットのアドレスを有する場合について説明する。
In this embodiment, the number of bits of the drawing deflection DAC / amplifier circuit system (deflection control circuit) determined at the time of system design from the minimum address unit, the maximum deflection area, and the sensitivity of the deflector is used for calibration. The system has 1 bit added. Here, a case where the main deflection DAC circuit 11 has an address of 19 bits and the sub deflection DAC circuit 12 has an address of 14 bits will be specifically described.

【0018】描画時には主偏向DAC回路11は18ビ
ット、副偏向DAC回路12は13ビットのみを使用
し、偏向感度や偏向位置歪の測定等を行う電子ビームの
キャリブレーション時には主偏向DAC回路11は19
ビット、副偏向DAC回路12は14ビットを使用す
る。
The main deflection DAC circuit 11 uses only 18 bits at the time of drawing, and the sub deflection DAC circuit 12 uses only 13 bits. The main deflection DAC circuit 11 uses at the time of calibration of the electron beam for measuring deflection sensitivity and deflection position distortion. 19
The bit and sub-deflection DAC circuit 12 uses 14 bits.

【0019】次に、具体的なキャリブレーション方法に
ついて述べる。可動ステージ6に固定されたマーク台7
を図2に示すように等間隔に移動させ、マーク台7上に
設置されたキャリブレーション用マーク21上をその都
度ビームで走査22してマーク位置を測定し、それぞれ
のマーク位置測定値の理想位置からのずれを得て偏向歪
や偏向感度を測定する。これらの偏向歪や偏向感度は、
ビームを大きく偏向し測定点数を多くして最小二乗法で
フィッティングすれば精度良く測定することができる。
そして、図3に示したようにキャリブレーション領域2
3よりも小さい描画領域20の僅かな偏向歪も検出する
ことができる。
Next, a specific calibration method will be described. Mark stand 7 fixed to the movable stage 6
2 are moved at equal intervals as shown in FIG. 2, the calibration mark 21 installed on the mark base 7 is scanned 22 with a beam each time to measure the mark position, and the ideal mark position measurement value is obtained. The deviation from the position is obtained and the deflection distortion and deflection sensitivity are measured. These deflection distortion and deflection sensitivity are
If the beam is largely deflected, the number of measurement points is increased, and fitting is performed by the least squares method, it is possible to perform accurate measurement.
Then, as shown in FIG.
Even a slight deflection distortion of the drawing area 20 smaller than 3 can be detected.

【0020】主偏向DAC回路11及び副偏向DAC回
路12の使用ビット数切り替えは、図4(a)又は
(b)に示すような回路構成で行う。図4(a)では、
描画時に上位ビットを使用しないように偏向領域を制限
して、キャリブレーション時と使い分ける。
The number of used bits of the main deflection DAC circuit 11 and the sub deflection DAC circuit 12 is switched by the circuit configuration shown in FIG. 4 (a) or (b). In FIG. 4 (a),
The deflection area is limited so that the upper bits are not used at the time of drawing, and used properly during calibration.

【0021】図4(b)では、偏向領域の制限に加えて
リレー17で描画用とキャリブレーション用にDAC/
アンプ回路を分けて使用する。大偏向用のMSBデータ
を制御するDAC/アンプ(1ビット以上)13’,1
4’を追加し、描画用のDAC/アンプ13,14の出
力と加算器15により加算し、更にバッファアンプ16
により増幅して偏向器3,4に印加する。
In FIG. 4B, in addition to the restriction of the deflection area, the relay 17 is used for drawing / calibration for DAC / calibration.
Separately use the amplifier circuit. DAC / amplifier (1 bit or more) 13 ', 1 for controlling MSB data for large deflection
4 ′ is added, the outputs of the drawing DAC / amplifiers 13 and 14 are added by the adder 15, and the buffer amplifier 16 is added.
It is amplified by and applied to the deflectors 3 and 4.

【0022】図4(a)(b)いずれの場合も、描画時
に使用するDACのビット数、DAC/アンプ回路にお
いてその動作速度が最適になるように調整しておく。主
偏向及び副偏向の偏向制御回路の増幅度,リニアリティ
は、描画時とキャリブレーション時の両者で変わらな
い。
In both cases of FIGS. 4A and 4B, the number of bits of the DAC used at the time of drawing and the operating speed of the DAC / amplifier circuit are adjusted to be optimum. The amplification degree and linearity of the deflection control circuit for the main deflection and the sub-deflection do not change during both drawing and calibration.

【0023】上述の構成の場合、描画時に必要な主偏向
の最小アドレス単位を1nmとすると、描画時の主偏向
領域は262.144μm角となる。また、キャリブレ
ーション時の主偏向領域は524.288μm角とな
る。この方法では、最小アドレス単位は描画時とキャリ
ブレーション時共に1nmと変わらないため、同一の制
御精度を保つことができる。さらに、偏向制御回路の動
作速度は描画時に使用するビット数において最速になる
ように調整されており、描画のスループットを低下させ
ることはない。
In the case of the above-mentioned structure, when the minimum address unit of the main deflection required for writing is 1 nm, the main deflection area for writing is 262.144 μm square. Further, the main deflection area at the time of calibration is 524.288 μm square. With this method, the minimum address unit is 1 nm at the time of drawing and at the time of calibration, so the same control accuracy can be maintained. Further, the operation speed of the deflection control circuit is adjusted so as to be the fastest in the number of bits used at the time of drawing, and thus the drawing throughput is not reduced.

【0024】また、キャリブレーション時には、主偏向
偏向DAC回路のビット数が1ビット増加してアンプ回
路の出力が2倍になりセトリング時間が指数関数的に増
加するが、描画の時ほど偏向制御回路の高速性は必要な
く、最小アドレス単位は描画の時と変わらないので、キ
ャリブレーション精度や実行時間を劣化させることはな
い。副偏向領域においても同様の効果が得られる。
Further, during calibration, the number of bits of the main deflection / deflection DAC circuit increases by 1 bit, the output of the amplifier circuit doubles, and the settling time increases exponentially. The high speed is not required and the minimum address unit is the same as that at the time of drawing, so that the calibration accuracy and the execution time are not deteriorated. The same effect can be obtained in the sub-deflection region.

【0025】このように本実施例によれば、システム設
計時に決定された偏向制御回路におけるDACの入力に
1ビット追加することで、描画に用いる偏向領域よりも
広い範囲で偏向感度や偏向位置歪を測定できる構成にし
ているので、内挿で偏向位置補正を行うことができる。
このため、キャリブレーション領域よりも狭い最大描画
領域においてビーム位置誤差を低減することができ、フ
ィールドつなぎ精度を向上させることが可能となる。し
かもこの場合、描画に使用する入力ビット数で動作速度
が最速最速になるように偏向制御回路を調整することに
より、描画スループットの低下を招くこともない。
As described above, according to the present embodiment, by adding 1 bit to the input of the DAC in the deflection control circuit determined at the time of system design, the deflection sensitivity and deflection position distortion in a wider range than the deflection area used for drawing. Since the measurement can be performed, the deflection position can be corrected by interpolation.
Therefore, the beam position error can be reduced in the maximum drawing area narrower than the calibration area, and the field connection accuracy can be improved. Moreover, in this case, the drawing throughput is not reduced by adjusting the deflection control circuit so that the operation speed becomes the fastest and the fastest with the number of input bits used for the drawing.

【0026】(第2の実施形態)図5は、本発明の第2
の実施形態を説明するための可変成形型電子ビーム描画
装置を示す概略構成図である。なお、図1と同一部分に
は同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing a variable shaped electron beam writing apparatus for explaining the embodiment of FIG. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【0027】電子銃1から出射された電子ビーム2は、
第1成形アパーチャマスク51に照射され、矩形に成形
される。矩形状に成形された第1成形アパーチャ像は、
第2成形アパーチャマスク52上に投影され、第1成形
アパーチャ像と第2成形アパーチャ開口部との重なり具
合により所望の形状に成形されて試料5上に投影され
る。第2成形アパーチャマスク52上での電子ビームの
位置決めは、成形偏向器53を用いて行われる。
The electron beam 2 emitted from the electron gun 1 is
The first shaping aperture mask 51 is irradiated and shaped into a rectangle. The first shaping aperture image shaped in a rectangular shape is
The image is projected onto the second shaping aperture mask 52, shaped into a desired shape by the degree of overlap between the first shaping aperture image and the second shaping aperture opening, and projected onto the sample 5. Positioning of the electron beam on the second shaping aperture mask 52 is performed using the shaping deflector 53.

【0028】制御計算機10は成形偏向データを成形偏
向DAC回路54へ転送し、成形偏向DAC回路54は
偏向データをアナログ信号として出力する。そして、こ
の信号が成形偏向アンプ回路55により増幅され、アン
プ55により成形偏向器53がドライブされるものとな
っている。
The control computer 10 transfers the shaping deflection data to the shaping deflection DAC circuit 54, and the shaping deflection DAC circuit 54 outputs the deflection data as an analog signal. Then, this signal is amplified by the shaping deflection amplifier circuit 55, and the shaping deflector 53 is driven by the amplifier 55.

【0029】ここで、第2成形アパーチャマスク52の
座標系の向きと描画座標系の向きとは一致している必要
があり、第2成形アパーチャマスク52の向きをキャリ
ブレーションするため、第2成形アパーチャマスク52
として、図6に示すような開口部60,61,62を有
するマスクが用いられている。通常の描画では、鍵穴型
の開口部60を用いて電子ビームを任意形状に成形す
る。開口部61,62は、アパーチャマスク回転調整用
の開口部で、第1成形アパーチャ像よりも小さい矩形の
開口部である。
Here, it is necessary that the orientation of the coordinate system of the second shaping aperture mask 52 and the orientation of the drawing coordinate system coincide with each other, and in order to calibrate the orientation of the second shaping aperture mask 52, the second shaping Aperture mask 52
As the mask, a mask having openings 60, 61, 62 as shown in FIG. 6 is used. In normal drawing, the electron beam is shaped into an arbitrary shape using the keyhole-shaped opening 60. The openings 61 and 62 are openings for adjusting the rotation of the aperture mask, and are rectangular openings smaller than the first shaping aperture image.

【0030】第2成形アパーチャマスク52の座標系を
描画座標系に一致させるには、まず開口部61に第1成
形アパーチャ像を投影し、透過電子ビームで試料上のマ
ークを走査してビーム位置を求める。次いで、開口部6
2に第1成形アパーチャ像を投影し、試料上でのビーム
位置を求め、両者のY方向の座標が一致するように第2
成形アパーチャマスク52を機械的に回転させて、その
方向をキャリブレーションする。
In order to make the coordinate system of the second shaping aperture mask 52 coincide with the drawing coordinate system, first, the first shaping aperture image is projected on the opening 61, and the mark on the sample is scanned with the transmitted electron beam to move the beam position. Ask for. Then the opening 6
The first shaping aperture image is projected onto the second beam, the beam position on the sample is obtained, and the second position is adjusted so that the coordinates of the two in the Y direction coincide with each other.
The shaping aperture mask 52 is mechanically rotated to calibrate its direction.

【0031】ここで、一般に描画座標系は可動ステージ
6の座標系と一致している。また、第2成形アパーチャ
マスク52と試料5の間に電磁レンズが設置されている
場合は、電子ビームの回転による座標系の回転も含むも
のとする。
The drawing coordinate system generally coincides with the coordinate system of the movable stage 6. Further, when the electromagnetic lens is installed between the second shaping aperture mask 52 and the sample 5, the rotation of the coordinate system due to the rotation of the electron beam is also included.

【0032】このようなキャリブレーション方法は、開
口部61と開口部62の距離が大きければ大きいほど、
その精度が向上する。キャラクタプロジェクション方式
の電子ビーム描画装置においては、第2成形アパーチャ
マスク上の広範囲に設けられた開口部を選択するため
に、予め偏向感度が大きい選択用偏向器が設けられてい
て、前述のアパーチャマスク方向のキャリブレーション
方法を用いることができる。偏向感度が大きい場合は偏
向感度が小さい場合に比べ、偏向位置制御を高速かつ高
精度に行うことは難しいが、キャラクタプロジェクショ
ン方式ではアパーチャマスクの透過孔でビームが成形さ
れるため問題はなかった。
In such a calibration method, the larger the distance between the openings 61 and 62 is,
The accuracy is improved. In the character projection type electron beam drawing apparatus, in order to select an opening provided in a wide area on the second shaping aperture mask, a selection deflector having a large deflection sensitivity is provided in advance, and the aperture mask described above is provided. A directional calibration method can be used. When the deflection sensitivity is high, it is difficult to control the deflection position at high speed and with high accuracy as compared with the case where the deflection sensitivity is low, but the character projection method has no problem because the beam is formed by the aperture of the aperture mask.

【0033】可変成形方式の電子ビーム描画装置におい
ては、高速に電子ビームを偏向してビーム寸法を変化さ
せる必要があり、偏向感度が比較的小さい成形偏向器の
みしか設けられていないため、前述のような高精度なア
パーチャマスク方向のキャリブレーションができず、数
mradの精度しか得られなかった。これは、10μm
の大きさのビームに対し10nmの寸法誤差に相当し、
微細パターンの描画に多大な影響を及ぼす。
In the variable shaping type electron beam drawing apparatus, it is necessary to deflect the electron beam at a high speed to change the beam size, and only the shaping deflector having a relatively small deflection sensitivity is provided. Such a highly accurate calibration in the direction of the aperture mask cannot be performed, and only an accuracy of several mrad can be obtained. This is 10 μm
Which corresponds to a dimensional error of 10 nm for a beam of
It has a great influence on the drawing of fine patterns.

【0034】そこで、偏向感度が比較的小さい成形偏向
器のみを有する電子ビーム描画装置においても、高精度
なアパーチャマスク回転方向のキャリブレーションを実
現するため、描画で使用するアドレスよりもビット数が
多いアドレスを有する成形偏向DAC回路を使用する。
回路構成は前記図4(a)(b)に示すものと同じであ
る。さらに、制御方法は第1の実施形態で説明したもの
と同様である。本実施例では、描画時に13ビットで動
作し、アパーチャマスク方向キャリブレーション時には
16ビットで動作する場合について説明する。
Therefore, even in an electron beam drawing apparatus having only a shaping deflector having a relatively small deflection sensitivity, the number of bits is larger than the address used for drawing in order to realize highly accurate calibration of the aperture mask rotation direction. A shaped deflection DAC circuit with addresses is used.
The circuit configuration is the same as that shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b). Furthermore, the control method is the same as that described in the first embodiment. In the present embodiment, a case will be described in which the operation is performed at 13 bits at the time of drawing and the operation at 16 bits is performed at the time of aperture mask direction calibration.

【0035】上述の構成の場合、成形偏向アドレス単位
を20nmとすると、描画時の成形偏向領域は163μ
m角となる。また、アパーチャマスク方向キャリブレー
ション時の成形偏向領域は1.3mm角となり、アパー
チャマスクの回転を0.1mrad(10μmの大きさ
のビームに対し1nmの寸法誤差に相当)以下の精度で
検出、キャリブレーションが可能である。よって、ビー
ム寸法制御精度が向上し高精度な微細パターン描画が可
能となる。また、成形偏向DAC回路及び成形偏向アン
プ回路の動作速度は描画時に使用するビット数において
最速になるように調整されており、描画のスループット
を低下させることはない。
In the case of the above configuration, when the shaping deflection address unit is 20 nm, the shaping deflection area at the time of drawing is 163 μm.
It becomes m square. In addition, the shaping deflection area at the time of calibrating the aperture mask direction is 1.3 mm square, and the rotation of the aperture mask is detected and calibrated with an accuracy of 0.1 mrad (corresponding to a dimensional error of 1 nm for a beam of 10 μm). Is possible. Therefore, the beam dimension control accuracy is improved, and highly accurate fine pattern writing is possible. Further, the operating speeds of the shaping deflection DAC circuit and the shaping deflection amplifier circuit are adjusted so as to be the highest in the number of bits used at the time of drawing, and thus the drawing throughput is not reduced.

【0036】また、アパーチャマスク方向キャリブレー
ション時には描画時に比べ偏向DAC回路のセトリング
時間が若干長くなるため、キャリブレーションに要する
時間は描画時に使用するビット数で調整した場合に比べ
遅くなるが、キャリブレーション時間に対し無視し得る
程度の量であるので問題はない。
Further, since the settling time of the deflection DAC circuit is slightly longer in the aperture mask direction calibration than in the drawing, the time required for the calibration is slower than that in the case where the number of bits used in the drawing is adjusted. There is no problem because the amount is negligible with respect to time.

【0037】(その他の実施例)なお、本発明は上述し
た各実施形態に限定されるものではない。実施形態にお
いては電子ビーム描画装置について説明したが、これに
限らずイオンビーム描画装置などの荷電ビーム描画装
置、更にはレーザ光を走査したり光を照射して行う描画
装置にも適用可能である。偏向制御回路の偏向DACに
用いるビット数は、必要な最小アドレス単位,偏向領
域,偏向感度に応じて適宜選択することができる。
(Other Examples) The present invention is not limited to the above embodiments. Although the electron beam writing apparatus has been described in the embodiment, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a charged beam writing apparatus such as an ion beam writing apparatus, and also to a writing apparatus that performs scanning with laser light or irradiation with light. . The number of bits used for the deflection DAC of the deflection control circuit can be appropriately selected according to the required minimum address unit, deflection area, and deflection sensitivity.

【0038】また、実施形態においてはDAC/アンプ
回路システムに1ビット追加することで、ビームキャリ
ブレーション領域を描画領域よりも広くしたが、方法は
これに限るものではない。例えば、偏向器が静電型の場
合は、偏向電極に印加する単位電圧当たりの偏向量を予
め大きく設計しておき、描画に必要な偏向領域よりも大
きく偏向できるようにしておいてもよい。偏向器が電磁
型の場合は、偏向コイルに印加する単位電流当たりの偏
向量を大きくしておけばよい。又は、偏向アンプの1ビ
ット当たりの出力を大きくすることで、偏向領域を大き
くすることが可能である。更には、描画を行う際に、描
画に使用する領域を制限してキャリブレーション領域よ
りも小さくなるようにしてもよい。その他、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することがで
きる。
In the embodiment, the beam calibration area is made wider than the drawing area by adding 1 bit to the DAC / amplifier circuit system, but the method is not limited to this. For example, when the deflector is an electrostatic type, the deflection amount per unit voltage applied to the deflection electrode may be designed to be large in advance so that the deflection can be performed larger than the deflection area required for drawing. When the deflector is an electromagnetic type, the deflection amount per unit current applied to the deflection coil may be increased. Alternatively, the deflection area can be increased by increasing the output per bit of the deflection amplifier. Furthermore, when performing drawing, the area used for drawing may be limited so that it is smaller than the calibration area. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、荷
電ビームの調整に使用する偏向領域が荷電ビームによる
描画で使用する偏向領域より大きくなるように、偏向制
御回路における偏向DACに対し、荷電ビームの調整に
使用する入力ビット数を描画に使用する入力ビット数よ
り多くし、さらに描画に使用する入力ビット数で動作速
度が最速最速になるように偏向制御回路を調整すること
により、描画スループットを低下させることなく、最大
描画領域においてもビーム位置誤差を低減してフィール
ドつなぎ精度の向上をはかることが可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, the deflection DAC used in the deflection control circuit is set so that the deflection area used for adjusting the charged beam is larger than the deflection area used for writing by the charged beam. By increasing the number of input bits used for adjusting the charged beam to be larger than the number of input bits used for drawing, and adjusting the deflection control circuit so that the operating speed is the fastest and the fastest with the number of input bits used for drawing, It is possible to reduce the beam position error even in the maximum drawing area and improve the field connection accuracy without lowering the drawing throughput.

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

【図1】第1の実施形態に使用した電子ビーム描画装置
を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam drawing apparatus used in a first embodiment.

【図2】第1の実施形態における偏向位置と偏向感度の
キャリブレーション方法を説明するための模式図。
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining a calibration method of a deflection position and a deflection sensitivity according to the first embodiment.

【図3】第1の実施形態における最大描画領域とビーム
キャリブレーション領域の関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a maximum drawing area and a beam calibration area in the first embodiment.

【図4】第1の実施形態に用いた偏向制御回路の構成を
示すブロック図。
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a deflection control circuit used in the first embodiment.

【図5】第2の実施形態に使用した電子ビーム描画装置
を示す概略構成図。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an electron beam drawing apparatus used in the second embodiment.

【図6】第2の実施形態に用いた第2成形アパーチャの
構成を示す平面図。
FIG. 6 is a plan view showing the configuration of a second shaping aperture used in the second embodiment.

【図7】従来の電子ビーム描画装置における最大描画領
域とビームキャリブレーション領域との関係を示す図。
FIG. 7 is a diagram showing a relationship between a maximum drawing area and a beam calibration area in a conventional electron beam drawing apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…電子銃 2…電子ビーム 3…主偏向器 4…副偏向器 5…試料 6…可動ステージ 7…マーク台 10…制御用計算機 11…主偏向DAC 12…副偏向DAC 13…主偏向アンプ 14…副偏向アンプ 15…加算器 16…バッファアンプ 17…リレー 20…描画に使用する偏向領域 21…キャリブレーション用マーク 22…電子ビーム 23…キャリブレーション領域 24…マーク測定に必要な偏向領域 51…第1成型アパーチャマスク 52…第2成形アパーチャマスク 53…成形偏向器 54…成形偏向DAC回路 55…成形偏向アンプ回路 1 ... electron gun 2 ... electron beam 3 ... Main deflector 4 ... Sub deflector 5 ... Sample 6 ... Movable stage 7 ... Mark stand 10 ... Control computer 11 ... Main deflection DAC 12 ... Sub-deflection DAC 13 ... Main deflection amplifier 14 ... Sub-deflection amplifier 15 ... Adder 16 ... Buffer amplifier 17 ... Relay 20 ... Deflection area used for drawing 21 ... Calibration mark 22 ... Electron beam 23 ... Calibration area 24 ... Deflection area required for mark measurement 51 ... First molding aperture mask 52 ... Second shaping aperture mask 53 ... Molding deflector 54 ... Molding deflection DAC circuit 55 ... Molding deflection amplifier circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平1−236565(JP,A) 特開 平2−7512(JP,A) 特開 平8−335547(JP,A) 特開 昭53−67365(JP,A) 特開 昭60−126827(JP,A) 特開 昭63−20829(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 H01J 37/147 ─────────────────────────────────────────────────── --Continued from the front page (56) References JP-A-1-236565 (JP, A) JP-A-2-7512 (JP, A) JP-A-8-335547 (JP, A) JP-A-53- 67365 (JP, A) JP 60-126827 (JP, A) JP 63-20829 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 H01J 37 / 147

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】試料の表面上に荷電ビームを選択的に照射
して該試料面に所望のパターンを描画する荷電ビーム描
画装置であって、前記荷電ビームを所望の位置へ偏向す
るために、入力データを偏向DACでD/A変換し、更
に増幅器で増幅してビーム偏向器に与える偏向制御回路
を有する荷電ビーム描画装置において、 荷電ビームの調整に使用する偏向領域が荷電ビームによ
る描画で使用する偏向領域より大きくなるように、前記
偏向制御回路における偏向DACに対し、荷電ビームの
調整に使用する入力ビット数を描画に使用する入力ビッ
ト数より多くしてなることを特徴とする荷電ビーム描画
装置。
1. A charged beam drawing apparatus for selectively irradiating a surface of a sample with a charged beam to draw a desired pattern on the surface of the sample, wherein the charged beam is deflected to a desired position. In a charged beam drawing apparatus having a deflection control circuit that D / A-converts input data with a deflection DAC and further amplifies it with an amplifier to give it to a beam deflector, the deflection area used for adjusting the charged beam is used for writing with the charged beam. Charged beam drawing, wherein the number of input bits used for adjusting the charged beam is larger than the number of input bits used for drawing for the deflection DAC in the deflection control circuit so as to be larger than the deflection area. apparatus.
【請求項2】前記偏向制御回路は、前記偏向DACにお
いて描画に使用する入力ビット数,最大電圧,又は最大
電流で偏向セトリング時間が最短になるように調整され
ていることを特徴とする請求項1記載の荷電ビーム描画
装置。
2. The deflection control circuit is adjusted so that the deflection settling time is minimized by the number of input bits, maximum voltage, or maximum current used for drawing in the deflection DAC. 1. The charged beam drawing apparatus according to 1.
【請求項3】前記偏向DACにおいて、荷電ビームの調
整に使用する入力ビット数は、描画に使用する入力ビッ
ト数よりも1ビット以上大きいことを特徴とする請求項
1又は2記載の荷電ビーム描画装置。
3. The deflection DAC according to claim 1, wherein the number of input bits used for adjusting the charged beam is 1 bit or more larger than the number of input bits used for drawing.
1. The charged beam drawing apparatus according to 1 or 2 .
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