JP3034277B2 - Charged beam drawing equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、LSI等の半導体集積回路のパターンをマス
クやウェハ等の試料上に描画する荷電ビーム描画装置に
係わり、特にメモリ・デバイスに代表される繰り返しパ
ターンに合致した形状のビームを発生して高速に描画す
る荷電ビーム描画装置に関する。The present invention relates to a charged beam writing apparatus for writing a pattern of a semiconductor integrated circuit such as an LSI on a sample such as a mask or a wafer. The present invention relates to a charged beam writing apparatus that generates a beam having a shape that matches a repetitive pattern represented by a memory device and performs high-speed writing.
（従来の技術） 近年、LSIのパターンは益々微細かつ複雑になってお
り、このようなパターンを形成するものとして電子ビー
ム描画装置が用いられている。この装置では一般に、ビ
ーム成形手段により矩形や三角形のビーム（描画単位図
形）を形成し、これらの描画単位図形の組み合わせで所
望のパターンが描画される。なお、ビーム成形手段で
は、２枚のビーム成形用アパーチャマスクの各アパーチ
ャの光学的重なりにより矩形や三角形のビームが成形さ
れる。(Prior Art) In recent years, LSI patterns have become increasingly finer and more complex, and electron beam lithography systems have been used to form such patterns. In this apparatus, generally, a rectangular or triangular beam (drawing unit figure) is formed by a beam forming unit, and a desired pattern is drawn by combining these drawing unit figures. In the beam forming means, a rectangular or triangular beam is formed by optically overlapping the apertures of the two beam forming aperture masks.
また最近では、メモリ・パターンのように繰り返しを
有するパターンを描画する場合、２枚のアパーチャマス
クの一方に繰り返しの基板パターンに相当するアパーチ
ャを設けておき、この繰り返しパターン用アパーチャを
用いてパターンの繰り返し部を描画する方式（キャラク
タ・プロジェクション方式）が提案されている。この方
式では、繰り返しの基本パターンを１回のショットで描
画することができるので、メモリ・パターン等では基本
パターンの繰り返し数だけ描画すればよく、描画スルー
プットの格段の向上をはかることができる。Recently, when a pattern having repetition such as a memory pattern is drawn, an aperture corresponding to a repetitive substrate pattern is provided on one of two aperture masks, and the pattern is formed using the repetition pattern aperture. A method of drawing a repetition part (character projection method) has been proposed. In this method, a repeated basic pattern can be drawn by one shot, so that it is sufficient to draw the same number of times as the basic pattern is repeated in a memory pattern or the like, and the drawing throughput can be remarkably improved.
しかしながら、この種のキャラクタ・プロジェクショ
ン方式にあっては、次のような問題があった。即ち、１
つのLSIチップを描画するに際しては、素子分離層，コ
ンタクト，ゲートポリシリコン及び配線層など、デバイ
ス規模の増大に伴って20層以上の露光処理が順次必要と
なり、更に多種のLSIチップを次から次へと描画するこ
とが要求される。LSIチップのパターンは、基本的にLSI
チップのデバイス毎及び１層毎に繰り返しパターンの形
状が異なっている。従って、１枚のビーム成形用アパー
チャマスクに全てのパターンを用意するのは困難であっ
た。However, this type of character projection system has the following problems. That is, 1
When drawing one LSI chip, 20 or more layers of exposure processing are required in order as the device scale increases, such as element isolation layers, contacts, gate polysilicon, and wiring layers. It is required to draw to. The LSI chip pattern is basically LSI
The shape of the repetitive pattern differs for each chip device and for each layer. Therefore, it was difficult to prepare all the patterns on one beam forming aperture mask.
この対策として、繰り返しパターン用アパーチャ形状
が異なる複数のビーム成形用アパーチャマスクを準備
し、デバイス毎及び複数の層毎にアパーチャマスクを交
換することが考えられる。しかし、アパーチャマスクの
交換に際しては、電子銃から発生される電子ビームを試
料に照射するまでの経路である電子光学鏡筒内の真空状
態を全部若しくは局部的に破壊して交換する必要があ
る。このため、アパーチャマスクの交換を伴う描画パタ
ーン層やLSIチップの種類を変えて描画することは描画
装置の稼働率を著しく阻害することとなると共に、電子
光学系の再調整及び装置の安定性を維持する上で極めて
多くの問題を抱えていた。As a countermeasure, it is conceivable to prepare a plurality of beam shaping aperture masks having different aperture shapes for the repetitive pattern, and replace the aperture mask for each device and for each of a plurality of layers. However, when exchanging the aperture mask, it is necessary to completely or partially destroy the vacuum state in the electron optical column, which is a path until the electron beam generated from the electron gun irradiates the sample, and exchange it. For this reason, drawing by changing the type of drawing pattern layer or LSI chip that requires replacement of the aperture mask significantly impairs the operation rate of the drawing apparatus, and also requires readjustment of the electron optical system and stability of the apparatus. There were numerous problems in maintaining.
そして、このような問題点はLSIの生産性を低下させ
ると共にLSIデバイスの生産コストを高くする要因とな
り、結果として今後LSIの急速な進歩でパターンの微細
化，高集積化が進み中で電子ビーム描画装置で描画され
たLSIパターンに対する信頼性及び装置の稼働率を高め
る上で大きな問題となる。These problems reduce LSI productivity and increase the production cost of LSI devices. As a result, with the rapid advancement of LSI technology, finer patterns and higher integration are being developed. This is a major problem in improving the reliability of the LSI pattern drawn by the drawing apparatus and the operating rate of the apparatus.
（発明が解決しようとする課題） このように従来、描画スループットの向上を目的とし
て提案された、キャラクタプロジェクション方式の荷電
ビーム描画装置においては、LSIチップのデバイスの種
類、又は素子分離層やコンタクト層などの複数層毎にビ
ーム成形用アパーチャマスクを荷電ビーム光学鏡筒の内
部に交換取り付けしなければならない。このとき、アパ
ーチャマスクを交換する度に荷電ビーム光学鏡筒内の真
空状態が破壊され、これが荷電ビーム描画装置の稼働率
を著しく低下させる要因となる。また、アパーチャマス
クの交換及び荷電ビーム光学鏡筒の真空状態を回復した
後、再度荷電ビーム光学系の調整が必要となり、これが
装置の安定性を阻害する主な原因となっていた。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the charged beam drawing apparatus of the character projection type which has been conventionally proposed for the purpose of improving the drawing throughput, the type of the device of the LSI chip, or the element separation layer or the contact layer The beam shaping aperture mask must be exchanged and mounted inside the charged beam optical column for each of a plurality of layers. At this time, every time the aperture mask is replaced, the vacuum state in the charged beam optical column is broken, and this causes a significant reduction in the operating rate of the charged beam drawing apparatus. In addition, after replacing the aperture mask and restoring the vacuum state of the charged beam optical column, it is necessary to adjust the charged beam optical system again, which has been a major cause of impairing the stability of the apparatus.
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その
目的とするところは、キャラクタ・プロジェクション方
式で使用するビーム成形用アパーチャマスクを、荷電ビ
ーム光学鏡筒内部の真空度を破壊することなく交換する
ことができ、装置の信頼性及び稼働率向上をはかり得る
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 view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a beam shaping aperture mask used in a character projection system without breaking the degree of vacuum inside a charged beam optical column. It is an object of the present invention to provide a charged beam writing apparatus which can be replaced and which can improve the reliability and operation rate of the apparatus.
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の骨子は、キャラクタ・プロジェクション方式
で繰り返しを有するパターンを描画することにあり、さ
らに繰り返しパターン用アパーチャを有するビーム成形
用アパーチャマスクを荷電ビーム光学鏡筒の真空度を破
壊することなく交換可能としたことにある。[Constitution of the Invention] (Means for Solving the Problems) The gist of the present invention is to draw a pattern having repetition by a character projection method, and further charges a beam forming aperture mask having a repetition pattern aperture. The beam optical column can be replaced without destroying the degree of vacuum.
即ち本発明は、複数のビーム成形用アパーチャマスク
の組み合わせにより寸法可変のビームと繰り返しの基本
パターンに相当するビームを成形して、試料上に所望パ
ターンを描画する荷電ビーム描画装置において、前記マ
スクが配置される荷電ビーム光学鏡筒に隣接して前記マ
スクとは別のマスクを収容する予備室を設け、この予備
室内のマスクと荷電ビーム光学鏡筒の前記マスクを交換
するマスク交換機構を設けてなり、前記マスク交換機構
は、複数のマスクを配置して、一部が荷電ビーム光学鏡
筒内に一部が予備室内に位置し、且つビーム軸方向に沿
って離間配置された複数のマスク保持板と、これらのマ
スク保持板をビーム軸と平行な軸心を中心として独立に
回転する第１の駆動機構と、各マスク保持板をビーム軸
と平行な方向に移動する第２の駆動機構とからなること
を特徴とする。That is, the present invention is a charged beam drawing apparatus that forms a beam corresponding to a variable size beam and a repeated basic pattern by combining a plurality of beam forming aperture masks and draws a desired pattern on a sample. A spare room for accommodating a mask different from the mask is provided adjacent to the charged beam optical column to be arranged, and a mask exchange mechanism for exchanging the mask in the spare room and the mask of the charged beam optical column is provided. The mask exchanging mechanism comprises a plurality of masks, a plurality of masks being held partially in the charged beam optical column, partially in the preliminary chamber, and spaced apart along the beam axis direction. Plates, a first drive mechanism for independently rotating these mask holding plates about an axis parallel to the beam axis, and moving each mask holding plate in a direction parallel to the beam axis Characterized in that comprising a second drive mechanism that.
（作 用） 本発明によれば、キャラクタ・プロジェクション方式
で複数のビーム成形用アパーチャマスクを選択して用い
ることにより、LSIデバイスの種類や露光対象となる層
に応じたパターンを多数個用意することができ、多種の
LSIチップの次々に描画することが可能となる。さら
に、荷電ビーム光学鏡筒と予備室との間でアパーチャマ
スクを交換することにより、荷電ビーム光学鏡筒の真空
度を阻害することなく複数のアパーチャマスクを交換す
ることができ、装置の大幅な稼働率向上及び安定性向上
を実現することが可能となる。そして、このようなビー
ム成形用アパーチャマスクの自動交換機構は、今後パタ
ーンの微細化及び高集積化が進む状況下にあって、荷電
ビーム描画装置の飛躍的なスループット向上が叫ばれる
中より有効な効果を発揮すると期待される。(Operation) According to the present invention, by selecting and using a plurality of beam forming aperture masks by the character projection method, it is possible to prepare a large number of patterns according to the type of the LSI device and the layer to be exposed. Can be a variety of
It becomes possible to draw one after another on the LSI chip. Further, by exchanging the aperture mask between the charged beam optical column and the spare chamber, it is possible to exchange a plurality of aperture masks without obstructing the degree of vacuum of the charged beam optical column, thereby greatly improving the apparatus. It is possible to improve the operation rate and the stability. And, such a mechanism for automatically changing the aperture mask for beam shaping is more effective in a situation where pattern miniaturization and high integration are going to progress in the future and a drastic improvement in throughput of the charged beam drawing apparatus is called for. It is expected to be effective.
（実施例） 以下、本発明の詳細を図示の実施例に沿って説明す
る。(Examples) Hereinafter, details of the present invention will be described with reference to the illustrated examples.
第１図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム描画装
置を示す概略構成図である。図中10は試料室であり、こ
の試料室10内にはガラスマスクや半導体ウェハ等の試料
11を載置したテーブル12が収容されている。テーブル12
は、テーブル駆動回路13によりＸ方向（紙面左右方向）
及びＹ方向（紙面表裏方向）に駆動される。そして、テ
ーブル12の移動位置はレーザー測長計などを用いた位置
回路14により測定されるものとなっている。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam writing apparatus according to one embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 10 denotes a sample chamber, in which a sample such as a glass mask or a semiconductor wafer is placed.
A table 12 on which 11 is placed is accommodated. Table 12
Is in the X direction (left and right on the paper) by the table drive circuit 13.
And in the Y direction (front and back directions on the paper). The moving position of the table 12 is measured by a position circuit 14 using a laser length meter or the like.
試料室10の上方には電子光学鏡筒20が配置されてい
る。この電子光学鏡筒20内には、電子銃21、各種レンズ
21〜26、ブランキング用偏向器31、ビーム寸法可変用偏
向器32、ビーム走査用の主偏向器33、ビーム走査用の副
偏向器34及びビーム成形用アパーチャマスク35,36など
が配置されている。また、電子光学鏡筒20のアパーチャ
マスク36の配置位置には、鏡筒20に連通して予備室49が
設けられており、後述するマスク交換機構により鏡筒20
と予備室49との間でアパーチャマスク36が交換可能な構
造となっている。An electron optical column 20 is disposed above the sample chamber 10. An electron gun 21 and various lenses are contained in the electron optical column 20.
21 to 26, a blanking deflector 31, a beam size changing deflector 32, a beam scanning main deflector 33, a beam scanning sub deflector 34, and beam shaping aperture masks 35 and 36 are arranged. I have. A spare chamber 49 communicating with the lens barrel 20 is provided at the position where the aperture mask 36 of the electron optical lens barrel 20 is arranged.
The aperture mask 36 can be exchanged between the storage chamber 49 and the spare chamber 49.
電子光学鏡筒20では、主偏向器33により所定の単位描
画領域（サブフィールド）に位置決めし、副偏向器34に
よりサブフィールド内での図形描画位置の位置決めを行
うと共に、ビーム寸法可変用偏向器32及び成形用アパー
チャマスク35,36によりビーム形状を制御し、テーブル
を一方向に連続移動しながらLSIチップパターン領域を
１回のテーブル連続移動により描画可能な範囲内で集め
た描画ストライプ領域を描画処理する。In the electron optical column 20, the main deflector 33 is used to position a predetermined unit drawing area (sub-field), the sub-deflector 34 is used to position a figure drawing position in the sub-field, and the beam size changing deflector is used. The beam shape is controlled by 32 and the forming aperture masks 35 and 36, and while drawing the table continuously in one direction, the drawing stripe area is collected within the range where the LSI chip pattern area can be drawn by one continuous table movement. To process.
つまり、LSIチップパターン領域をビームの偏向幅に
応じて短冊状に分割したフレーム領域を集めた描画スト
ライプ領域を描画処理する。更に、テーブル12を連続移
動方向に直交する方向にステップ移動し、上記処理を繰
り返して該描画ストライプ領域を順次描画するものとな
っている。That is, the drawing processing is performed on a drawing stripe region in which frame regions obtained by dividing the LSI chip pattern region into strips according to the beam deflection width are collected. Further, the table 12 is step-moved in a direction orthogonal to the continuous movement direction, and the above processing is repeated to sequentially draw the drawing stripe area.
一方、制御計算機40には磁気ディスク（記憶媒体）41
が接続されており、このディスク41にLSIチップの描画
パターンデータが格納されている。磁気ディスク41から
読み出されたLSIチップの描画パターンデータは、前記
描画ストライプ領域毎にパターンメモリ（データバッフ
ァ部）42に一時的に格納される。パターンメモリ42に格
納された描画ストライプ毎の描画パターンデータ、つま
り描画位置及び基本図形データ等で構成される描画スト
ライプ情報は、データ解読部であるパターンデータデコ
ータ43及び描画データデコーダ44により解読され、ブラ
ンキング回路45、ビーム成形器ドライバ46、主偏向器ド
ライバ47及び副偏向器48に送られる。On the other hand, the control computer 40 has a magnetic disk (storage medium) 41.
Are connected, and the disk 41 stores the drawing pattern data of the LSI chip. The drawing pattern data of the LSI chip read from the magnetic disk 41 is temporarily stored in a pattern memory (data buffer unit) 42 for each drawing stripe area. The writing pattern data for each writing stripe stored in the pattern memory 42, that is, the writing stripe information including the writing position and the basic graphic data, is decoded by the pattern data decoder 43 and the writing data decoder 44 which are data decoding units. , A blanking circuit 45, a beam shaper driver 46, a main deflector driver 47 and a sub deflector 48.
即ち、パターンデータデコーダ43では上記描画ストラ
イプ領域毎の描画パターンデータを入力し描画ストライ
プデータとして定義されているパターンの繰り返し情報
を基に圧縮された描画図形データを展開すると共に、該
描画ストライプ領域の描画処理において描画すべき領域
についてサブフィールド毎に判断及び解読しながら、前
記描画パターンデータに定義された描画図形データをビ
ーム成形用アパーチャマスク35,36の組み合わせにより
形成可能な描画単位図形に分割して、このデータに基づ
いてビーム制御データが作成されブランキング回路45に
送られて所望のパターンを描画処理する。That is, the pattern data decoder 43 inputs the drawing pattern data for each drawing stripe area, expands the drawn drawing graphic data based on the repetition information of the pattern defined as the drawing stripe data, The drawing pattern data defined in the drawing pattern data is divided into drawing unit figures that can be formed by a combination of the beam forming aperture masks 35 and 36 while determining and decoding the area to be drawn in the drawing process for each subfield. Then, based on this data, beam control data is created and sent to the blanking circuit 45 to draw a desired pattern.
次に、この装置を用いた描画処理工程について説明す
る。第２図は描画しようとするLSIパターンの一部を示
すパターン例である。このパターンは、メモリセル部の
ような膨大な繰り返しを有するパターン部１と、該メモ
リセル部を取り囲んでいる比較的繰り返しの少ないパタ
ーン部２、及び全く繰り返し構造を有していないパター
ン部３から構成されている。Next, a drawing process using this apparatus will be described. FIG. 2 is a pattern example showing a part of an LSI pattern to be drawn. This pattern is composed of a pattern portion 1 having an enormous repetition such as a memory cell portion, a pattern portion 2 having relatively few repetitions surrounding the memory cell portion, and a pattern portion 3 having no repetitive structure. It is configured.
このようなパターンを描画する際に使用するビーム成
形用アパーチャマスク35（第１のアパーチャ）には、第
３図（ａ）に示すように矩形状のアパーチャ35aが形成
されている。また、ビーム成形用アパーチャマスク（第
２のアパーチャ）36は、第３図（ｂ）に示すように区画
化され、それぞれの区画に繰り返しパターン用のアパー
チャ又はビーム成形用のアパーチャが形成されている。
即ち、区画Ｂ〜Ｉには繰り返しの基本パターンに相当す
る繰り返しパターン用アパーチャ36b〜36iが形成されて
いる。また、区画Ａには繰り返しパターン用アパーチャ
36b〜36iでは形成不可能なパターン部以外を描画するた
めに、第３図（ｃ）に示す形状のアパーチャ36aが形成
されている。アパーチャ35a,36aの組み合わせでは、第
３図（ｄ）に示すように矩形ビームと三角形ビームを形
成可能である。As shown in FIG. 3A, a rectangular aperture 35a is formed on the beam forming aperture mask 35 (first aperture) used for drawing such a pattern. The beam forming aperture mask (second aperture) 36 is partitioned as shown in FIG. 3B, and an aperture for a repetitive pattern or an aperture for beam forming is formed in each partition. .
That is, the apertures 36b to 36i for the repetition pattern corresponding to the repetition basic pattern are formed in the sections B to I. In the section A, an aperture for a repetitive pattern is provided.
An aperture 36a having a shape shown in FIG. 3C is formed in order to draw portions other than the pattern portions that cannot be formed in 36b to 36i. With the combination of the apertures 35a and 36a, a rectangular beam and a triangular beam can be formed as shown in FIG. 3 (d).
上記のアパーチャマスクを用いてLSIパターンを描画
処理するに際して、描画ストライプデータに定義されて
いる繰り返しパターン部の中の第２のアパーチャマスク
36にパターンが存在する特定のパターンに対しては、第
１及び第２のアパーチャマスク35,36の組合せで一括露
光可能として特定のタグ情報を付与しておく。そして、
このタグ情報に基づき、第１のアパーチャ35の矩形アパ
ーチャ35aのビーム投影像を第２のアパーチャマスク36
の１区画に投影ビームをアライメントしてパターン露光
する。それ以外のパターン部については、第３図（ｄ）
に示すような矩形ビームと三角形ビームのみの描画単位
図形群に図形分割し、ビーム成形器ドライバ46を制御し
て１ウェハ若しくは１マスクに所望パターンを描画す
る。When rendering an LSI pattern using the above aperture mask, a second aperture mask in a repetitive pattern portion defined in the rendering stripe data
For a specific pattern in which a pattern exists in 36, specific tag information is given in such a manner that batch exposure is possible using a combination of the first and second aperture masks 35 and 36. And
Based on this tag information, the beam projection image of the rectangular aperture 35a of the first aperture 35 is converted to the second aperture mask 36.
The pattern exposure is performed by aligning the projection beam in one section of. For other pattern parts, see FIG.
The figure is divided into drawing unit figures consisting only of a rectangular beam and a triangular beam as shown in (1), and the beamformer driver 46 is controlled to draw a desired pattern on one wafer or one mask.
ここで、LSIパターンは製品種別及び層別（素子分離
層やコンタクトなど）に繰り返しパターン部の形状が異
なるものであり、１枚のアパーチャマスク36に全ての繰
り返しパターン用アパーチャを形成するのは困難であ
る。そこで、繰り返しパターン用アパーチャ形状の異な
る複数のアパーチャマスク36を予備室49内に予めセット
しておき、必要に応じてアパーチャマスク36の交換を行
う。Here, the LSI pattern differs in the shape of the repeated pattern portion depending on the product type and layer (element isolation layer, contact, etc.), and it is difficult to form all the apertures for the repeated pattern on one aperture mask 36. It is. Thus, a plurality of aperture masks 36 having different aperture shapes for the repetitive pattern are set in the preliminary chamber 49 in advance, and the aperture mask 36 is replaced as necessary.
具体的には第４図に示すように、複数のアパーチャマ
スク36（361〜364）が保持された円板状のマスク保持板
50を回転させることにより、必要なアパーチャマスク36
を電子光学鏡筒20内にセットして上述のような描画処理
に供する。なお、マスク保持板50は、第５図に示すよう
に、一部が電子光学鏡筒20内に、一部が予備室49内に配
置されており、駆動部51によりビーム軸と平行な軸心を
中心に回転可能となっている。そして、アパーチャマス
ク36が載置される部分には開口が形成されている。Specifically, as shown in FIG. 4, a plurality of aperture mask 36 (36 1 to 36 4) disc-shaped mask holding plate which is held
By rotating 50, the required aperture mask 36
Is set in the electron optical barrel 20 and subjected to the above-described drawing processing. As shown in FIG. 5, a part of the mask holding plate 50 is disposed in the electron optical column 20 and a part is disposed in the preliminary chamber 49. It is rotatable around the heart. An opening is formed in a portion where the aperture mask 36 is placed.
また、第４図に示す交換方法のみではアパーチャマス
ク36の保持数に制限があるため、第６図に示すようにマ
スク保持板50（501〜50N）を複数枚用意し、マスク保持
板50を上下方向に駆動することにより必要なマスク保持
板50を選択し、マスク保持板50に保持されたアパーチャ
マスク36をマスク保持板50の回転機構により選択して、
電子光学鏡筒20内にセットし描画処理に供する。これに
より、現在ウェハへのパターン転写装置として主流とな
っている光縮小転写装置を上回る解像度で該装置に匹敵
するする処理性能を実現することができる。Since the number of aperture masks 36 to be held is limited only by the replacement method shown in FIG. 4, a plurality of mask holding plates 50 (50 1 to 50 N ) are prepared as shown in FIG. The necessary mask holding plate 50 is selected by driving the 50 in the vertical direction, and the aperture mask 36 held by the mask holding plate 50 is selected by the rotating mechanism of the mask holding plate 50,
It is set in the electron optical column 20 and used for drawing processing. As a result, it is possible to realize a processing performance comparable to an optical reduction transfer apparatus which is currently the mainstream as a pattern transfer apparatus for a wafer, with a resolution higher than that of the apparatus.
実際には、マスク保持板50（501〜504）は、第７図に
示すように、ビーム軸方向に沿って離間して配置されて
おり、マスク保持板50の開口の一つには、アパーチャマ
スク36はセットされていない。いずれかのアパーチャマ
スク36を選択する場合、選択すべきアパーチャマスク36
がセットされたマスク保持板50（第７図では503）が所
定の高さ位置に来るように駆動部52によりマスク保持板
50を上下方向に移動する。さらに、選択したマスク保持
板503を駆動部51により回転することにより、選択した
アパーチャマスク36がアパーチャ35aの結像位置にくる
ようにする。Actually, as shown in FIG. 7, the mask holding plates 50 (50 1 to 50 4 ) are spaced apart along the beam axis direction, and one of the openings of the mask holding plate 50 , The aperture mask 36 is not set. When selecting one of the aperture masks 36, the aperture mask 36 to be selected
The driving unit 52 moves the mask holding plate 50 (50 3 in FIG. 7) on which the mask holding plate 50 is set to a predetermined height position.
Move 50 up and down. Further, by rotating the mask holding plate 50 3 selected by driver 51, an aperture mask 36 which is selected to come to the imaging position of the aperture 35a.
また、他のマスク保持板50は、アパーチャマスク36が
セットされていない開口部が上記選択したアパーチャマ
スク36上に来るように回転する。これにより、選択した
アパーチャマスク36を所定の位置にセットすることがで
き、キャラクタ・プロジェクション方式による描画を行
うことが可能となる。Further, the other mask holding plate 50 rotates so that the opening in which the aperture mask 36 is not set comes on the selected aperture mask 36. As a result, the selected aperture mask 36 can be set at a predetermined position, and drawing by the character projection method can be performed.
かくして本実施例によれば、複数枚のアパーチャマス
ク36を保持したマスク保持板50を回転させるのみで、電
子光学鏡筒20と予備室49との間でアパーチャマスク36を
交換することができ、アパーチャマスク36の交換に際し
て電子光学鏡筒20の真空を破る必要がない。さらに、マ
スク保持板50を複数枚用い、マスク保持板50の回転と共
に軸方向の移動を行うことにより、多数枚（第７図では
16枚）のアパーチャマスク36を選択することができ、各
種の繰り返しパターンに対応することが可能となる。Thus, according to the present embodiment, the aperture mask 36 can be exchanged between the electron optical column 20 and the spare chamber 49 only by rotating the mask holding plate 50 holding the plurality of aperture masks 36, There is no need to break the vacuum of the electron optical barrel 20 when replacing the aperture mask 36. Further, by using a plurality of mask holding plates 50 and moving the mask holding plate 50 in the axial direction together with the rotation of the mask holding plate 50, a large number of mask holding plates 50 (FIG.
(16) aperture masks 36 can be selected, and it is possible to cope with various repetitive patterns.
従って、メモリ・デバイスに代表される繰り返しパタ
ーン部の基本パターンを一括露光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、アパー
チャマスク交換に要する時間及びそれに伴う装置のオー
バーヘッド時間を大幅に短縮することが可能となり、そ
の結果として荷電ビーム描画装置の稼働率を高めると共
に、LSIの生産性を高めることができる。Therefore, in a character projection type electron beam lithography system that collectively exposes a basic pattern of a repetitive pattern portion represented by a memory device, it is possible to greatly reduce the time required for changing an aperture mask and the overhead time required for the device. As a result, the operating rate of the charged beam drawing apparatus can be increased, and the productivity of the LSI can be increased.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものでは
ない。例えば、電子ビーム描画装置の光学計構成は第１
図に何等限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変
更可能である。また、実施例では電子ビームを例にとり
説明したが、電子ビームに限定されることなくイオンビ
ームを用いた荷電ビーム描画装置に対し適用可能であ
り、繰り返しパターンの転写部以外のビーム形状は可変
成形ビームの用いたショット方式の他、楕円形ビームを
用いた装置についても適用可能である。また、試料を載
置したテーブルを一方向に連続移動しながら描画する描
画方式の他、テーブルをステップ移動して単位領域毎に
テーブル停止状態で描画処理するステップアンドリピー
ト方式についても適用可能であり、その場合には単位領
域毎に前記マスク保持板を回転して必要なアパーチャを
適宜選択することも可能である。The present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the optical meter configuration of the electron beam writing apparatus is the first.
The drawings are not limited at all, and can be appropriately changed according to specifications. In the embodiment, the electron beam has been described as an example. However, the present invention is not limited to the electron beam but can be applied to a charged beam drawing apparatus using an ion beam. In addition to the shot method using a beam, an apparatus using an elliptical beam is also applicable. In addition to the drawing method of drawing while continuously moving the table on which the sample is placed in one direction, a step-and-repeat method in which the table is step-moved and the drawing process is performed in a unit stop state in a table stopped state can be applied. In that case, it is also possible to rotate the mask holding plate for each unit area and appropriately select a necessary aperture.
また、実施例ではマスク保持板の上に複数のアパーチ
ャマスクを載置したが、この代わりにマスク保持板自体
にアパーチャを形成し、即ちアパーチャマスクとマスク
保持板を一体形成することも可能である。また、実施例
ではマスク交換機構として回転可能なマスク保持板を用
いたが、これに限らず荷電ビーム光学鏡筒と予備室との
間でアパーチャマスクを搬送できる機構であればよい。
例えば、予備室内に複数のアパーチャマスクを収容した
マスクマガジンを用意し、このマガジン内のいずれか一
つを荷電ビーム光学鏡筒内の所定位置に搬送するように
してもよい。また、実施例では２枚のアパーチャマスク
の組み合わせによりビームを成形したが、ビーム軸方向
に離間した３枚以上のアパーチャマスクの組み合わせに
よりビームを成形することも可能である。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。Further, in the embodiment, a plurality of aperture masks are placed on the mask holding plate. However, instead of this, an aperture may be formed on the mask holding plate itself, that is, the aperture mask and the mask holding plate may be integrally formed. . Further, in the embodiment, the rotatable mask holding plate is used as the mask exchanging mechanism. However, the present invention is not limited to this, and any mechanism capable of transporting the aperture mask between the charged beam optical column and the preliminary chamber may be used.
For example, a mask magazine accommodating a plurality of aperture masks may be prepared in the spare room, and any one of the magazines may be transported to a predetermined position in the charged beam optical column. In the embodiment, the beam is formed by a combination of two aperture masks. However, the beam can be formed by a combination of three or more aperture masks separated in the beam axis direction. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、メモリ・デバイ
スに代表される繰り返しパターンの基本パターンをアパ
ーチャの１投影像にて露光可能なキャラクタプロジェク
ション方式の荷電ビーム描画装置において、荷電ビーム
光学鏡筒に隣接して予備室を設け、この予備室と荷電ビ
ーム光学鏡筒との間でアパーチャマスクを交換するマス
ク交換機構を設けているので、LSIデバイスの種類や露
光対象となる層に応じて交換が必要なビーム成形用アパ
ーチャマスクを、荷電ビーム光学鏡筒の真空度を阻害す
ることなく交換することができ、装置の大幅な稼働率向
上及び安定性向上を実現することができる。[Effects of the Invention] As described above in detail, according to the present invention, in a character projection type charged beam drawing apparatus capable of exposing a basic pattern of a repetitive pattern represented by a memory device with one projection image of an aperture, A spare chamber is provided adjacent to the charged beam optical column, and a mask exchange mechanism for exchanging the aperture mask between this spare room and the charged beam optical column is provided. Beam-forming aperture masks that need to be replaced according to the layer can be replaced without disturbing the degree of vacuum of the charged beam optical column, which can greatly improve the operation rate and stability of the device. it can.
第１図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム描画装置
を示す概略構成図、第２図は描画すべきLSIパターンの
一部を示す模式図、第３図はビーム成形用アパーチャマ
スクの各アパーチャ形状を示す模式図、第４図はマスク
交換機構の一例を示す平面図、第５図は上記アパーチャ
交換機構の具体的構成を示す断面図、第６図は複数のア
パーチャマスクの選択法を説明するための模式図、第７
図は複数のアパーチャマスクの交換機構を示す断面図で
ある。 10……試料室、 11……試料、 12……テーブル、 20……電子光学鏡筒、 21……電子銃、 22〜26……レンズ、 31〜34……偏向器、 35,36……ビーム成形用アパーチャマスク、 35a,36a……ビーム成形用アパーチャ、 36b〜36i……繰り返しパターン用アパーチャ、 40……制御計算機、 46……ビーム成形器ドライバ、 47……主偏向器ドライバ、 48……副偏向器ドライバ、 49……予備室、 50……アパーチャ保持板、 51……回転駆動部、 52……上下駆動部。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam writing apparatus according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a part of an LSI pattern to be written, and FIG. 3 is a beam forming aperture mask. FIG. 4 is a schematic view showing an aperture shape, FIG. 4 is a plan view showing an example of a mask exchange mechanism, FIG. 5 is a cross-sectional view showing a specific configuration of the aperture exchange mechanism, and FIG. 6 shows a method of selecting a plurality of aperture masks. Schematic diagram for explanation, seventh
The figure is a sectional view showing a mechanism for replacing a plurality of aperture masks. 10 ... Sample chamber, 11 ... Sample, 12 ... Table, 20 ... Electronic optical column, 21 ... Electron gun, 22-26 ... Lens, 31-34 ... Deflector, 35,36 ... Aperture mask for beam shaping, 35a, 36a ... Aperture for beam shaping, 36b to 36i ... Aperture for repetitive pattern, 40 ... Control computer, 46 ... Beam shaper driver, 47 ... Main deflector driver, 48 ... … Auxiliary deflector driver, 49… Preliminary chamber, 50… Aperture holding plate, 51… Rotary drive unit, 52… Vertical drive unit.
Claims (1)
み合わせにより寸法可変のビームと繰り返しの基本パタ
ーンに相当するビームを成形して、試料上に所望パター
ンを描画する荷電ビーム描画装置において、 前記マスクが配置される荷電ビーム光学鏡筒に隣接して
前記マスクとは別のマスクを収容する予備室を設け、こ
の予備室内のマスクと荷電ビーム光学鏡筒の前記マスク
を交換するマスク交換機構を設けてなり、 前記マスク交換機構は、複数のマスクを配置して、一部
が荷電ビーム光学鏡筒内に一部が予備室内に位置し、且
つビーム軸方向に沿って離間配置された複数のマスク保
持板と、これらのマスク保持板をビーム軸と平行な軸心
を中心として独立に回転する第１の駆動機構と、各マス
ク保持板をビーム軸と平行な方向に移動する第２の駆動
機構とからなることを特徴とする荷電ビーム描画装置。1. A charged beam writing apparatus for writing a desired pattern on a sample by forming a beam having a variable size and a beam corresponding to a repeated basic pattern by combining a plurality of beam forming aperture masks, wherein the mask is A spare room for accommodating a mask different from the mask is provided adjacent to the charged beam optical column to be arranged, and a mask exchange mechanism for exchanging the mask in the spare room and the mask of the charged beam optical column is provided. The mask exchanging mechanism comprises a plurality of masks, a plurality of masks being partially arranged in the charged beam optical column, partially in the preparatory chamber, and spaced apart along the beam axis direction. Plates, a first drive mechanism for independently rotating these mask holding plates about an axis parallel to the beam axis, and moving each mask holding plate in a direction parallel to the beam axis Charged particle beam drawing apparatus characterized by comprising a second driving mechanism that.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2149755A JP3034277B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Charged beam drawing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2149755A JP3034277B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Charged beam drawing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443629A JPH0443629A (en) | 1992-02-13 |
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ID=15482043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP2149755A Expired - Fee Related JP3034277B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Charged beam drawing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3034277B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3478058B2 (en) | 1997-05-30 | 2003-12-10 | 株式会社日立製作所 | Charged particle beam drawing equipment |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP2149755A patent/JP3034277B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH0443629A (en) | 1992-02-13 |
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