JP3288767B2 - Charged beam drawing equipment - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩ等の微細パター
ンを試料上に描画する荷電ビーム描画装置に係わり、特
に繰り返しパターンを一括照射により描画するキャラク
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 such as an LSI on a sample, and more particularly to a character projection type charged beam drawing apparatus for drawing a repetitive pattern by batch irradiation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、半導体ウェハ等の試料上に所望の
パターンを描画するものとして、矩形・三角形などの可
変成形ビームを用いた電子ビーム描画装置が使用されて
いる。この電子ビーム描画装置では、微細なパターンを
描画する場合、単位面積当たりの図形数が増大するた
め、描画時間がこれに比例して増加しスループットが著
しく低下する。2. Description of the Related Art Conventionally, an electron beam drawing apparatus using a variable shaped beam such as a rectangle or a triangle has been used for drawing a desired pattern on a sample such as a semiconductor wafer. In the electron beam writing apparatus, when writing a fine pattern, the number of figures per unit area increases, so that the writing time increases in proportion to this, and the throughput remarkably decreases.
【０００３】そこで最近、ＬＳＩチップ等で繰り返し使
う複雑なパターンに相当するアパーチャを数種類アパー
チャマスク上に加工成形しておき、アパーチャマスク上
の各アパーチャに選択的にビームを照射し、通過して生
成される成形ビームを試料上に縮小投影する方式（以
下、キャラクタプロジェクション方式と称する）の描画
装置が提案されている。この方式では、矩形・三角形な
ど複数個を組み合わせた複雑な形状のビームパターン等
を１回で照射できるため、大幅な描画の高速化が可能と
なる。[0003] Recently, several types of apertures corresponding to a complex pattern repeatedly used in an LSI chip or the like are formed on an aperture mask, and each of the apertures on the aperture mask is selectively irradiated with a beam and generated by passing through. There has been proposed a drawing apparatus of a system (hereinafter, referred to as a character projection system) for reducing and projecting a formed shaped beam onto a sample. In this method, a complicated pattern such as a rectangle or triangle can be radiated at one time, so that the drawing speed can be greatly increased.
【０００４】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、キャラクタプロジェクシ
ョン方式においては、第１成形アパーチャ像をアパーチ
ャマスクに投影するレンズの焦点が僅かにずれたり、電
子光学系の製作誤差等により理想的なレンズが構成でき
なかった場合に、アパーチャマスク周辺部のキャラクタ
を発生させると、電流密度が変化したり、成形偏向器の
偏向歪みによる第１成形アパーチャ像の位置ずれによ
り、各々キャラクタを正確に投影できなくなる。このた
め、高精度な投影レンズの焦点合わせ、並びにアパーチ
ャマスク上の各キャラクタに対する第１成形アパーチャ
像の位置決めの高精度化、及びキャラクタ毎の僅かな電
流密度のずれを補正する機能が要求されていた。ところ
が、キャラクタプロジェクション方式では、それぞれの
キャラクタビームにおいてビームの校正方法が提案され
ていないのが現状であった。However, this type of device has the following problems. That is, in the character projection system, when the focus of the lens that projects the first shaping aperture image onto the aperture mask is slightly shifted, or when an ideal lens cannot be formed due to a manufacturing error of the electron optical system, etc. When a character at the periphery is generated, the current density changes or the position of the first shaping aperture image shifts due to the deflection distortion of the shaping deflector, so that the character cannot be accurately projected. For this reason, there is a demand for a highly accurate focusing of the projection lens, a high-precision positioning of the first shaping aperture image with respect to each character on the aperture mask, and a function of correcting a slight current density deviation for each character. Was. However, in the current character projection system, no beam calibration method has been proposed for each character beam.
【０００５】一方、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、アパーチャマスクを形
成する際、シリコン（Ｓｉ）を２０μｍ程度の深さまで
エッチングする必要があるため、アパーチャ部の加工精
度を高くすることは困難である。その結果、電子ビーム
像の精度が劣化してしまうという問題がある。以下、こ
の問題について述べる。On the other hand, in the electron beam writing apparatus of the character projection system, when forming an aperture mask, it is necessary to etch silicon (Si) to a depth of about 20 μm, so that it is difficult to increase the processing accuracy of the aperture. Have difficulty. As a result, there is a problem that the accuracy of the electron beam image is deteriorated. Hereinafter, this problem will be described.
【０００６】図１１は従来の電子ビーム描画装置におけ
るアパーチャマスクの断面構成図である。このアパーチ
ャマスクは、微細加工に最適なシリコン半導体の製造技
術を用いて製作される。従って、アパーチャマスクの主
な材質には、シリコン（Si）が用いられる。アパーチャ
マスクは基板部111 と薄膜部（メンブレン）112 とから
構成され、メンブレン112 はＳｉエピタキシャル層113
と金コーティング層114 とから構成される。基板部111
の厚さは６００μｍ程度だが、実際にアパーチャ115 が
形成されるメンブレン112 の厚さはこれよりも遥かに薄
い。この厚さはメンブレン112 が電子ビーム116 を遮断
できる条件より決められる。例えば、電子ビーム116 の
加速電圧が５０ＫＶの場合、２０μｍ程度の厚さとな
る。FIG. 11 is a sectional view of an aperture mask in a conventional electron beam writing apparatus. This aperture mask is manufactured by using a silicon semiconductor manufacturing technique most suitable for fine processing. Therefore, silicon (Si) is used as a main material of the aperture mask. The aperture mask includes a substrate portion 111 and a thin film portion (membrane) 112, and the membrane 112 is composed of a Si epitaxial layer 113.
And a gold coating layer 114. Substrate 111
Is about 600 μm, but the thickness of the membrane 112 on which the aperture 115 is actually formed is much smaller. This thickness is determined by the conditions under which the membrane 112 can block the electron beam 116. For example, when the acceleration voltage of the electron beam 116 is 50 KV, the thickness is about 20 μm.
【０００７】アパーチャ部115 はメンブレン112 に孔を
貫通することにより形成され、この孔形成にはＲＩＥ
（反応性イオンエッチング）が使用される。しかし、Ｒ
ＩＥで２０μｍ程度の深い孔を掘ると、孔がメンブレン
112 に完全に垂直ではなく、やや斜めに形成されてしま
うという問題点がある。[0007] The aperture 115 is formed by penetrating a hole in the membrane 112, and this hole is formed by RIE.
(Reactive ion etching) is used. But R
When a deep hole of about 20μm is dug by the IE, the hole becomes a membrane.
112 has a problem that it is formed not at right angles but at a slight angle.
【０００８】図１２は従来のアパーチャマスクのアパー
チャ部の拡大図である。アパーチャ部がやや斜めに形成
されると、アパーチャの実効的な開口121 の大きさはア
パーチャ下部の辺122 と上部の辺123 との両方で定義さ
れるため、メンブレン面125に対するアパーチャの傾き1
24 などによりその大きさが変わってしまう。その結
果、このアパーチャを通過して得られる電子ビーム像の
精度が劣化してしまうことになる。このアパーチャの傾
き124 が約１度以上有るだけで、電子ビーム像は精度上
問題となる。しかし、現状のＲＩＥ技術ではこの傾き12
4 を均一性かつ再現性良く約１度以下にすることは極め
て困難である。FIG. 12 is an enlarged view of an aperture portion of a conventional aperture mask. If the aperture is formed slightly oblique, the effective size of the aperture 121 of the aperture is defined by both the lower side 122 and the upper side 123 of the aperture.
24 etc. will change its size. As a result, the accuracy of the electron beam image obtained through this aperture will be degraded. The electron beam image poses a problem in terms of accuracy if the aperture has a slope 124 of about 1 degree or more. However, with the current RIE technology, this slope 12
It is extremely difficult to make 4 less than about 1 degree with good uniformity and reproducibility.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】このように従来、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１成形アパーチャ像をアパーチャマスクに投
影するレンズの焦点をより高い精度で合わせること、第
１成形アパーチャ像を各キャラクタに位置決めするこ
と、さらにキャラクタ毎の僅かな電流密度のずれを補正
することが必要であるが、これらの校正を行う具体的な
手段が未だ開発されていないのが現状であった。As described above, conventionally, in a character projection type electron beam writing apparatus, the focus of a lens for projecting a first shaping aperture image onto an aperture mask is adjusted with higher accuracy. It is necessary to position the aperture image on each character, and it is necessary to correct slight deviations in the current density for each character. At present, however, no specific means for performing these calibrations has been developed. Was.
【００１０】[0010]
【００１１】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、矩形のみならずキャラ
クタビームにおいても、第１成形アパーチャ像をアパー
チャマスクに投影するレンズの焦点合わせ、第１成形ア
パーチャ像の各キャラクタに対する位置決め、及びキャ
ラクタ毎の僅かな電流密度のずれ補正等を行うことがで
き、描画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。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to focus a lens for projecting a first shaped aperture image onto an aperture mask, not only for a rectangle but also for a character beam. It is an object of the present invention to provide a charged beam drawing apparatus capable of performing positioning of a first formed aperture image with respect to each character, correcting slight deviation of current density for each character, and improving drawing accuracy.
【００１２】[0012]
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に本発明では、次のような構成を採用している。In order to achieve the above object, the present invention employs the following configuration.
【００１４】即ち本発明は、ビーム成形用アパーチャが
形成された第１のアパーチャマスクとＬＳＩチップ等の
繰り返しパターンに相当する複数種のアパーチャが形成
された第２のアパーチャマスクとを対向配置し、第１の
アパーチャマスクに荷電ビームを照射して得られる第１
成形アパーチャ像を、第２のアパーチャマスクのいずれ
かのアパーチャに選択的に照射して繰り返しパターンに
相当する成形ビームを生成し、この成形ビームを偏向し
て試料上の所望の位置に描画する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、第２のアパ
ーチャマスク上における各キャラクタの設計配置座標に
対する成形偏向座標を得て、第２のアパーチャマスク上
のキャラクタに第１成形アパーチャ像を位置決めし、そ
の近傍でこの像を走査して、第２のアパーチャマスクを
通過したビーム電流が一定になる成形偏向領域の中心座
標を求めてキャラクタビーム用の成形偏向補正係数を得
ることを特徴とする。That is, according to the present invention , a first aperture mask on which a beam shaping aperture is formed and a second aperture mask on which a plurality of types of apertures corresponding to a repetitive pattern of an LSI chip or the like are formed are opposed to each other. A first aperture mask obtained by irradiating the first aperture mask with a charged beam
A character for selectively irradiating a shaped aperture image to one of the apertures of the second aperture mask to generate a shaped beam corresponding to a repetitive pattern, deflecting the shaped beam, and writing the beam at a desired position on a sample In a projection-type charged beam drawing apparatus, the second aperture
To the design coordinates of each character on the
Obtain the shaping deflection coordinates for the second aperture mask
Position the first formed aperture image on the character
Scans this image in the vicinity of to create a second aperture mask
The center of the shaping deflection region where the passed beam current is constant
Find the target and obtain the shaping deflection correction coefficient for the character beam
Characterized in that that.
【００１５】これに加えて本発明は、次の (1)〜(4) の
構成を採用したことを特徴としている。 (1) 第２のアパーチャマスクに形成したビーム通過孔
で、第１成形アパーチャ像を成形しないように通過さ
せ、該透過孔より下に配置されたアパーチャを透過又は
反射するビーム電流を測定し、該ビーム電流が第１成形
アパーチャ像の位置に対して変化が最小となるように、
第１成形アパーチャ像を第２のアパーチャマスクに投影
するレンズの焦点合わせを行うこと。 (2) 第２のアパーチャマスクに可変成形ビーム用のビー
ム透過孔を設け、可変成形ビームの寸法校正から得られ
た成形偏向感度係数を使って、第２のアパーチャマスク
上の任意のキャラクタに第１成形アパーチャ像を位置決
めすること。 (3) (2) で得られた偏向感度係数を基に第２のアパーチ
ャマスク上のキャラクタに第１成形アパーチャ像を位置
決めし、その近傍でこの像を走査して、第２のアパーチ
ャマスクを通過したビーム電流が一定になる成形偏向領
域の中心座標を求め、第２のアパーチャマスク上におけ
る各キャラクタの設計配置座標に対する成形偏向座標を
得てキャラクタビーム用の成形偏向補正係数を得るこ
と。 (4) 第２のアパーチャマスクの各キャラクタに第１成形
アパーチャ像を位置決めして電流密度を測定し、それぞ
れのキャラクタに対する電流密度のずれ量を照射時間で
補正すること。In addition, the present invention is characterized by adopting the following constitutions (1) to (4). (1) In a beam passing hole formed in the second aperture mask, a first shaping aperture image is passed so as not to be shaped, and a beam current transmitting or reflecting through an aperture disposed below the transmitting hole is measured. The beam current has a minimum change with respect to the position of the first shaping aperture image.
Focusing the lens that projects the first shaped aperture image onto the second aperture mask. (2) A beam transmission hole for a variable shaped beam is provided in the second aperture mask, and the arbitrary character on the second aperture mask is formed by using the shaping deflection sensitivity coefficient obtained from the dimension correction of the variable shaped beam. 1 Positioning the shaped aperture image. (3) The first shaping aperture image is positioned on the character on the second aperture mask based on the deflection sensitivity coefficient obtained in (2), and this image is scanned in the vicinity of the first shaping aperture image to form the second aperture mask. Obtaining the center coordinates of the shaping deflection area where the passed beam current is constant, obtaining shaping deflection coordinates with respect to the design arrangement coordinates of each character on the second aperture mask, and obtaining shaping deflection correction coefficients for the character beam. (4) Positioning the first shaping aperture image on each character of the second aperture mask, measuring the current density, and correcting the deviation of the current density for each character by the irradiation time.
【００１６】[0016]
【００１７】また本発明は、次の (1)〜(5) の構成を採
用したことを特徴としている。 (1) アパーチャ周辺の被照明領域を、金属或いは金属化
合物の層のみで構成したこと。 (2) アパーチャマスクを（１００）の結晶面を持つシリ
コン基板又は（１１０）の結晶面を持つシリコン基板で
構成し、基板の被照明領域の少なくとも一部を異方性エ
ッチングにより除去して形成したこと。 (3) アパーチャマスクの表面を平坦化したこと。 (4) アパーチャマスクの一部を形成するシリコン化合物
は、シリコンカーバイト（ＳｉＣ），シリコンナイトラ
イド（ＳｉＮ，Ｓｉ3 Ｎ4 ）又はシリコンオキサイド
（ＳｉＯ2 ）であり、金属はタングステン（Ｗ），チタ
ン（Ｔｉ），モリブデン（Ｍｏ），クロム（Ｃｒ），ニ
ッケル（Ｎｉ），ジルコニア（Ｚｒ），タンタル（Ｔ
ａ），パラジウム（Ｐｄ），コバルト（Ｃｏ），プラチ
ナ（Ｐｔ）又は金（Ａｕ）であり、金属化合物はタング
ステンシリサイド（ＷＳｉ2 ），チタンシリサイド（Ｔ
ｉＳｉ2 ），モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ2 ），ニ
ッケルシリサイド（ＮｉＳｉ2 ），ジルコニアシリサイ
ド（ＺｒＳｉ2 ），タンタルシリサイド（ＴａＳ
ｉ2 ），パラジウムシリサイド（Ｐｄ2 Ｓｉ），コバル
トシリサイド（ＣｏＳｉ2 ）又はプラチナシリサイド
（ＰｔＳｉ）であること。 [0017] The present invention is characterized in that where the configuration of (1) to (5). (1) The illuminated area around the aperture is composed of only a metal or metal compound layer. (2) The aperture mask is formed of a silicon substrate having a (100) crystal plane or a silicon substrate having a (110) crystal plane, and formed by removing at least a part of the illuminated region of the substrate by anisotropic etching. That you did. (3) The surface of the aperture mask is flattened. (4) The silicon compound forming a part of the aperture mask is silicon carbide (SiC), silicon nitride (SiN, Si 3 N 4 ) or silicon oxide (SiO 2 ), and the metal is tungsten (W). Titanium (Ti), molybdenum (Mo), chromium (Cr), nickel (Ni), zirconia (Zr), tantalum (T
a), palladium (Pd), cobalt (Co), platinum (Pt) or gold (Au), and the metal compounds are tungsten silicide (WSi 2 ), titanium silicide (T
iSi 2 ), molybdenum silicide (MoSi 2 ), nickel silicide (NiSi 2 ), zirconia silicide (ZrSi 2 ), tantalum silicide (TaS)
i 2 ), palladium silicide (Pd 2 Si), cobalt silicide (CoSi 2 ) or platinum silicide (PtSi).
【００１８】[0018]
【作用】本発明（請求項１）によれば、複数のパターン
を有する第２のアパーチャマスクの周辺部に設けられた
ビーム透過孔に第１成形アパーチャ像を通過させて電流
密度を測定し、第１成形アパーチャ像の位置に応じて電
流密度が変化しないようにレンズの焦点を高精度に合わ
せ、且つ僅かなずれを照射時間で補正すれば、任意のキ
ャラクタビームを発生させても描画パターンにムラがで
きることはない。つまり、キャラクタプロジェクション
方式であってもビームの校正を精度良く行うことがで
き、描画精度の向上をはかることが可能となる。According to the present invention (claim 1), the current density is measured by passing the first shaping aperture image through the beam transmitting hole provided in the periphery of the second aperture mask having a plurality of patterns, If the focus of the lens is adjusted with high accuracy so that the current density does not change according to the position of the first shaping aperture image, and a slight shift is corrected by the irradiation time, the drawing pattern can be obtained even if an arbitrary character beam is generated. There is no unevenness. That is, even in the character projection system, the beam can be calibrated with high accuracy, and the drawing accuracy can be improved.
【００１９】[0019]
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。 （実施例１）図１は、本発明の第１の実施例に係わるキ
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内には半導体ウェハ若しくはガラスマスク等
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、後述する計算機３０からの指令を受け
たテーブル駆動回路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の位置はレーザ測長計等を用いた位置回路１
４により測定され、計算機３０に送出されるものとなっ
ている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The details of the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic diagram showing a character projection type electron beam drawing apparatus according to a first embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 10 denotes a sample chamber, in which a table 12 on which a sample 11 such as a semiconductor wafer or a glass mask is placed is accommodated.
The table 12 is moved in the X direction (left and right directions on the paper) by a table driving circuit 13 which receives a command from a computer 30 described later.
And in the Y direction (front and back directions on the paper). The position of the table 12 is determined by the position circuit 1 using a laser length meter or the like.
4 and sent to the computer 30.
【００２１】試料室１０の上方には、電子ビーム光学系
２０が配置されている。この光学系２０は、電子銃２
１，各種レンズ２２ａ〜２２ｅ，ブランキング用偏向器
２３，ビーム形状制御用偏向器２４，ビーム走査用の主
偏向器２５，ビーム走査用の副偏向器２６，ビーム成形
用アパーチャマスク２７，２８，及びビーム制限用アパ
ーチャマスク２９等から構成されている。An electron beam optical system 20 is arranged above the sample chamber 10. The optical system 20 includes the electron gun 2
1, various lenses 22a to 22e, a deflector 23 for blanking, a deflector 24 for beam shape control, a main deflector 25 for beam scanning, a sub deflector 26 for beam scanning, and aperture masks 27 and 28 for beam shaping. And a beam limiting aperture mask 29 and the like.
【００２２】そして、主偏向器２５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２６
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、ビーム形状制御用偏向器２４及びビーム成
形用アパーチャ２７，２８によりビーム形状及びビーム
寸法を制御し、テーブル１２をＸ若しくはＹ方向に連続
移動しながら、ＬＳＩチップをビーム偏向幅に応じて短
冊状に分割したフレーム領域を集めた１つの描画ストラ
イプを描画処理する。さらに、テーブル１２を次の描画
ストライプの開始位置まで移動し、上記処理を繰り返し
て各描画ストライプを順次描画処理するものとなってい
る。The main deflector 25 is positioned in a predetermined unit drawing area (subfield), and the sub deflector 26
And the beam shape control deflector 24 and beam shaping apertures 27 and 28 to control the beam shape and beam size, thereby continuously moving the table 12 in the X or Y direction. In the meantime, the drawing process is performed on one drawing stripe which is a collection of frame regions obtained by dividing the LSI chip into strips according to the beam deflection width. Further, the table 12 is moved to the start position of the next drawing stripe, and the above processing is repeated to sequentially draw each drawing stripe.
【００２３】一方、制御計算機３０には磁気ディスクを
始めとする記憶媒体接続され、この磁気ディスクに描画
対象とするＬＳＩチップに係わる描画データが格納され
ている。磁気ディスクから読み出された描画データは、
前記描画ストライプ毎の描画データとしてブランキング
制御回路３１及び可変成形ビーム形状制御回路３２に送
出される。そして、各偏向器２３，２４により電子ビー
ムのビーム形状及びビーム寸法が制御されるものとなっ
ている。On the other hand, a storage medium such as a magnetic disk is connected to the control computer 30, and the magnetic disk stores drawing data related to an LSI chip to be drawn. The drawing data read from the magnetic disk is
The data is sent to the blanking control circuit 31 and the variable shaped beam shape control circuit 32 as the writing data for each writing stripe. The beam shape and beam size of the electron beam are controlled by the deflectors 23 and 24.
【００２４】また、計算機３０では上記描画データに基
づいてサブフィールドの位置決め情報が作成され、この
情報を基に所定の偏向信号が生成されて偏向制御回路３
３に送出される。そして、各偏向器２５，２６により、
電子ビームが偏向制御されてサブフィールド毎の描画処
理が行われるものとなっている。Further, the computer 30 creates subfield positioning information based on the drawing data, generates a predetermined deflection signal based on this information, and generates a deflection control circuit 3.
3 is sent. And by each deflector 25,26,
The electron beam is controlled to be deflected to perform a drawing process for each subfield.
【００２５】図２は、本実施例のようなキャラクタプロ
ジェクション方式に用いる従来のアパーチャマスクを示
している。第１のアパーチャマスク２７には矩形の孔
（アパーチャ）２７ａが設けられている。このアパーチ
ャ２７ａの像はレンズ２２ｃと成形偏向器２４により第
２のアパーチャマスク（キャラクタアパーチャマスク）
２８上の任意の位置に結像させることができる。第２の
アパーチャマスク２８上には、ＬＳＩチップで使用頻度
が高いパターンに相当するキャラクタ（アパーチャ）２
８ａ〜２８ｄが複数個加工されている。従って、成形偏
向器２４でビームの偏向位置を変えることによりビーム
を希望するキャラクタ、ここでは２８ａに成形し、この
成形したキャラクタビームを偏向器２５，２６によって
試料上１１に希望する位置に照射することによりＬＳＩ
パターンを高速に描画することができる。２８ｅは第１
のアパーチャマスク２７の矩形アパーチャ２７ａとのビ
ームの重ね合わせにより、矩形，三角形状のビームを形
成するための可変成形ビーム生成用アパーチャである。FIG. 2 shows a conventional aperture mask used in the character projection system as in this embodiment. The first aperture mask 27 is provided with a rectangular hole (aperture) 27a. The image of the aperture 27a is converted into a second aperture mask (character aperture mask) by the lens 22c and the shaping deflector 24.
An image can be formed at any position on the image 28. On the second aperture mask 28, a character (aperture) 2 corresponding to a pattern frequently used in an LSI chip is displayed.
A plurality of 8a to 28d are processed. Therefore, the beam is shaped into a desired character, here 28a, by changing the deflection position of the beam by the shaping deflector 24, and the shaped character beam is irradiated onto the sample 11 at the desired position by the deflectors 25 and 26. LSI
Patterns can be drawn at high speed. 28e is the first
This is a variable shaped beam generation aperture for forming a rectangular or triangular beam by superimposing the beam with the rectangular aperture 27a of the aperture mask 27 of FIG.
【００２６】従来、キャラクタビームの一種である三角
形ビームを発生させた場合、第１成形アパーチャ像を第
２のアパーチャマスク２８に投影するレンズ２２ｃの焦
点を正確に合わせないと、ブランキング用のアパーチャ
（ビーム制限アパーチャ）２９で電子銃クロスオーバ像
が移動してビームがカットされ、三角形ビームの電流密
度が劣化し、パターン寸法精度が劣化していた。この問
題を解決するために、第１成形アパーチャ像を第２のア
パーチャマスク２８の矢印型のアパーチャ２８ｅ内で移
動させ、ビーム制限アパーチャ２９を透過又は反射する
ビーム電流を検出し、電子銃クロスオーバ像の水平方向
の移動量を求め、この像の移動量が最小となるようにレ
ンズ２２ｃの焦点を合わせていた。Conventionally, when a triangular beam, which is a type of character beam, is generated, the lens 22c for projecting the first shaped aperture image onto the second aperture mask 28 must be accurately focused. At (beam limiting aperture) 29, the electron gun crossover image moved and the beam was cut, the current density of the triangular beam deteriorated, and the pattern dimensional accuracy deteriorated. In order to solve this problem, the first shaped aperture image is moved within the arrow-shaped aperture 28e of the second aperture mask 28, the beam current transmitted or reflected by the beam limiting aperture 29 is detected, and the electron gun crossover is performed. The moving amount of the image in the horizontal direction is obtained, and the focus of the lens 22c is adjusted so that the moving amount of the image is minimized.
【００２７】しかし、この方法はレンズ２２ｃの中心部
で焦点合わせをするため、三角形ビームの場合には影響
しなかった僅かな焦点合わせの誤差が発生した場合や、
電子光学系の製作誤差等により理想的なレンズが構成で
きなかった場合に、キャラクタプロジェクション方式の
ように成形偏向で大きくビームを偏向すると、ビーム制
限アパーチャ２９で電子銃クロスオーバ像が水平方向に
移動し電流密度が変化する。さらに、成形偏向の偏向歪
みにより第１成形アパーチャ像を精度良く各々のキャラ
クタに位置決めできなくなることがある。However, since this method focuses on the center of the lens 22c, when a slight focusing error occurs, which does not affect the triangular beam,
If an ideal lens cannot be formed due to a manufacturing error of the electron optical system, if the beam is largely deflected by shaping deflection as in the character projection system, the electron gun crossover image moves in the horizontal direction by the beam limiting aperture 29. The current density changes. Further, the first forming aperture image may not be accurately positioned on each character due to the deflection distortion of the forming deflection.
【００２８】そこで本実施例では、図３に示すようにキ
ャラクタアパーチャマスクの４隅に第１成形アパーチャ
像が成形されないの大きさ、つまり第１成形アパーチャ
像よりも大径のビーム通過孔２８ｆを開けておく。キャ
ラクタアパーチャマスク２８の中心部では矩形及び三角
形ビームが発生可能であり、試料上でビーム寸法を測定
して成形偏向器の偏向感度係数を得ておく。この偏向感
度（成形偏向器の感度と回転補正値）を基に矩形ビーム
発生用のアパーチャ２７ａに対する４隅のビーム透過孔
２８ｆの設計配置座標から成形偏向座標を求めて第１成
形アパーチャ像を位置決めし、ビームを成形しないよう
に通過させて、試料上でビーム電流を測定する。Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 3, beam-passing holes 28f having a size at which the first shaping aperture image is not formed at four corners of the character aperture mask, that is, a beam passing hole 28f having a diameter larger than the first shaping aperture image. Keep open. A rectangular or triangular beam can be generated at the center of the character aperture mask 28, and the beam size is measured on the sample to obtain the deflection sensitivity coefficient of the shaping deflector. Based on the deflection sensitivity (the sensitivity of the shaping deflector and the rotation correction value), the shaping deflection coordinates are obtained from the design arrangement coordinates of the beam transmitting holes 28f at the four corners with respect to the rectangular beam generating aperture 27a, and the first shaping aperture image is positioned. Then, the beam is passed without being shaped, and the beam current is measured on the sample.
【００２９】ビーム電流が第１成形アパーチャ像の位置
（上記４隅に移動させた場合）に応じて変化する場合、
レンズ２２ｃの焦点を変えながらビーム制限アパーチャ
２９を透過又は通過するビーム電流を検出して、電子銃
クロスオーバ像の水平方向の位置の変化を測定する。具
体的には、レンズ２２ｃにある電流値を設定し、上記の
５箇所にビームを偏向した時におけるビーム制限アパー
チャ２９上の電子銃クロスオーバ像の水平方向の位置を
測定する。この手順でレンズ２２ｃの電流値を一定の割
合で変化させ、第１成形アパーチャ像の位置に応じて電
子銃クロスオーバ像の移動量が最小となるレンズ値を最
適焦点値としてレンズ２２ｃの焦点合わせをする。When the beam current changes according to the position of the first shaping aperture image (when the beam current is moved to the four corners),
While changing the focal point of the lens 22c, a beam current that passes through or passes through the beam limiting aperture 29 is detected, and a change in the horizontal position of the electron gun crossover image is measured. More specifically, a current value in the lens 22c is set, and the horizontal position of the electron gun crossover image on the beam limiting aperture 29 when the beam is deflected to the five positions is measured. In this procedure, the current value of the lens 22c is changed at a fixed rate, and the lens value that minimizes the amount of movement of the electron gun crossover image according to the position of the first shaping aperture image is set as the optimum focus value, and the focusing of the lens 22c is performed. do.
【００３０】この方法により、レンズ２２ｃの焦点合わ
せの高精度かが可能となる。この結果、上記の４箇所に
第１成形アパーチャ像を位置決めしてもビーム制限アパ
ーチャ２９上の電子銃クロスオーバ像の位置の変化が最
小となるため、アパーチャマスク２８上のどのキャラク
タビームを発生させても、電流密度が変わることはな
く、描画パターンにムラができることはない。According to this method, it is possible to determine whether the focusing of the lens 22c is highly accurate. As a result, even if the first shaping aperture image is positioned at the above-described four positions, the change in the position of the electron gun crossover image on the beam limiting aperture 29 is minimized, so that any character beam on the aperture mask 28 is generated. However, the current density does not change, and the drawing pattern does not become uneven.
【００３１】このように本実施例によれば、複数のパタ
ーンを有するアパーチャマスク２８の４隅に設けられた
ビーム透過孔２８ｆに第１成形アパーチャ像を通過させ
て電流密度を測定し、第１成形アパーチャ像の位置に応
じて電流密度が変化しないようにレンズの焦点を高精度
に合わせ、且つ僅かなずれを照射時間で補正することに
より、任意のキャラクタビームを発生させても描画パタ
ーンにムラができることはない。つまり、矩形のみなら
ずキャラクタビームにおいても、第１成形アパーチャ像
をアパーチャマスク２８に投影するレンズの焦点合わ
せ、第１成形アパーチャ像の各キャラクタに対する位置
決め、及びキャラクタ毎の僅かな電流密度のずれ補正等
を行うことができ、描画精度の向上をはかることができ
る。 （実施例２）次に、本発明の第２の実施例について説明
する。レンズ２２ｃの焦点合わせにおいて、ビーム制限
アパーチャ２９で電子銃クロスオーバ像の位置を測定す
る手法を用いれば、アパーチャマスク２８の任意のキャ
ラクタを使用してもかまわない。但し、この場合には、
アパーチャマスク２８による散乱電子の影響で焦点合わ
せの精度が劣化する場合がある。従って、アパーチャマ
スク２８における散乱電子の影響を軽減する機構を付加
するのが望ましい。 （実施例３）次に、本発明の第３の実施例について説明
する。可変成形ビーム校正から得られた偏向感度係数を
基にアパーチャマスク２８上の４隅に配置されたキャラ
クタを照射する。その付近で第１成形アパーチャ像を平
面的に走査し、アパーチャマスク２８を透過するビーム
電流を測定する。図４に示すように、ビーム電流が最大
で且つ変化しない領域を検出し、その中心値（Ｃｘ，Ｃ
ｙ）を成形偏向の位置座標として得られる。同じ操作を
４隅で行い、４隅のキャラクタのアパーチャマスク２８
における設計配置座標と成形偏向の位置座標の関係か
ら、再度次式で示されるキャラクタ用の成形偏向補正係
数（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）を求める。As described above, according to the present embodiment, the current density is measured by passing the first shaping aperture image through the beam transmitting holes 28f provided at the four corners of the aperture mask 28 having a plurality of patterns. The focus of the lens is adjusted with high precision so that the current density does not change in accordance with the position of the shaping aperture image, and the slight deviation is corrected by the irradiation time, so that even if an arbitrary character beam is generated, the drawing pattern will be uneven. There is nothing you can do. In other words, the focusing of the lens that projects the first shaping aperture image onto the aperture mask 28, the positioning of the first shaping aperture image with respect to each character, and the correction of a slight current density deviation for each character, not only for the rectangle but also for the character beam. And the like can be performed, and the drawing accuracy can be improved. (Embodiment 2) Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the focusing of the lens 22c, an arbitrary character of the aperture mask 28 may be used if a method of measuring the position of the electron gun crossover image using the beam limiting aperture 29 is used. However, in this case,
Focusing accuracy may be degraded by the influence of scattered electrons due to the aperture mask 28. Therefore, it is desirable to add a mechanism for reducing the effect of scattered electrons on the aperture mask 28. (Embodiment 3) Next, a third embodiment of the present invention will be described. The characters arranged at the four corners on the aperture mask 28 are irradiated based on the deflection sensitivity coefficient obtained from the variable shaped beam calibration. In the vicinity, the first shaping aperture image is scanned two-dimensionally, and the beam current passing through the aperture mask 28 is measured. As shown in FIG. 4, a region where the beam current is maximum and does not change is detected, and its center value (Cx, Cx
y) is obtained as the position coordinates of the shaping deflection. The same operation is performed at the four corners, and the aperture mask 28 of the character at the four corners
Then, from the relationship between the design arrangement coordinates and the position coordinates of the molding deflection, the molding deflection correction coefficients (a, b, c, d, e, f, g, h) for the character represented by the following equation are obtained again.
【００３２】 Ｘ＝ａ＋ｂｘ＋ｃｙ＋ｄｘｙ Ｙ＝ｅ＋ｆｘ＋ｇｙ＋ｈｘｙ 但し、（Ｘ，Ｙ）は成形偏向座標、（ｘ，ｙ）はキャラ
クタの設計配置座標である。X = a + bx + cy + dxy Y = e + fx + gy + hxy where (X, Y) is the molding deflection coordinates, and (x, y) are the character design and placement coordinates.
【００３３】この成形偏向補正式によりアパーチャマス
ク２８上の各キャラクタに第１成形アパーチャ像を高精
度に位置決めすることが可能となる。描画時にはキャラ
クタコードに対応したアパーチャマスク２８上における
キャラクタの設計配置座標がメモリからロードされ、上
記の補正式で成形偏向座標が計算され、第１成形アパー
チャ像が所定のキャラクタに照射され、成形されたキャ
ラクタビームが試料上に縮小投影される。また、キャラ
クタの数が限られていることから、上記の補正をハード
ウェアでリアルタイムに実行する必要はなく、予めビー
ム校正時に上記補正式を求めておき、全てのキャラクタ
の成形偏向座標値をキャラクタコードに対応したメモリ
領域に記憶させ、描画時にコードに対応する成形偏向座
標をメモリからロードしてキャラクタビームを発生させ
る方法もある。 （実施例４）次に、本発明の第４の実施例について説明
する。上記のレンズ２２ｃの焦点を合わせ、キャラクタ
の偏向補正パラメータを求めた後、アパーチャマスク２
８上の各々のキャラクタに第１成形アパーチャ像を位置
決めし、各々の電流密度を測定する。電流密度の計算は
試料上に設けられファラデーカップでビーム電流を測定
し、キャラクタの設計図形情報から図形の面積を得て、
計算する。可変成形ビームを発生させたときの電流密度
を基準にして、それぞれのキャラクタの電流密度を測定
し、電流密度の比率をメモリに記憶させておく。描画時
にはキャラクタコードに対応した電流密度の比をメモリ
からロードし、その比に応じた照射時間（設定照射時間
／電流密度比）でキャラクタパターンを描画すると、描
画パターンにムラができず寸法精度の高いパターンが形
成できる。 （実施例５）次に、本発明の第５の実施例について説明
する。By using the shaping deflection correction formula, the first shaping aperture image can be positioned with high accuracy on each character on the aperture mask 28. At the time of drawing, the design arrangement coordinates of the character on the aperture mask 28 corresponding to the character code are loaded from the memory, the shaping deflection coordinates are calculated by the above-described correction formula, and the first shaping aperture image is radiated to a predetermined character to be formed. The projected character beam is reduced and projected on the sample. In addition, since the number of characters is limited, it is not necessary to execute the above-described correction in real time by hardware. There is also a method in which a character beam is generated by storing in a memory area corresponding to a code and forming deflection coordinates corresponding to the code from a memory during drawing. (Embodiment 4) Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. After the lens 22c is focused and the deflection correction parameter of the character is determined, the aperture mask 2
A first shaped aperture image is positioned on each character on 8 and the current density of each is measured. To calculate the current density, measure the beam current with the Faraday cup provided on the sample, obtain the area of the figure from the design figure information of the character,
calculate. The current density of each character is measured based on the current density when the variable shaped beam is generated, and the ratio of the current density is stored in a memory. At the time of drawing, the current density ratio corresponding to the character code is loaded from the memory, and the character pattern is drawn with the irradiation time (set irradiation time / current density ratio) according to the ratio. High patterns can be formed. (Embodiment 5) Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
【００３４】図５は、本実施例に用いたアパーチャマス
クの断面構成図である。このアパーチャマスクは、基板
部５１と薄膜部（メンブレン）５２とから構成される。
基板部５１はシリコン（Ｓｉ）結晶からなり、６００μ
ｍ程度の厚さを持つ。メンブレン部５２は、Ｓｉエピタ
キシャル層５３，タングステン層５４，クロム層５５及
び金コーティング層５６から形成される。FIG. 5 is a sectional view of the aperture mask used in this embodiment. This aperture mask includes a substrate section 51 and a thin film section (membrane) 52.
The substrate portion 51 is made of silicon (Si) crystal and has a thickness of 600 μm.
It has a thickness of about m. The membrane part 52 is formed from a Si epitaxial layer 53, a tungsten layer 54, a chromium layer 55, and a gold coating layer 56.
【００３５】Ｓｉエピタキシャル層５３は主にメンブレ
ン部５２を強度的に支持する働きを持ち、タングステン
層５４は電子ビーム６０を遮断する働きを持つ。タング
ステン層５４はＳｉに比べて原子量が大きく、電子ビー
ム６０に対する遮断能力が大きいため、従来技術の場合
と比べてメンブレン５２の厚さを小さくできる。例えば
５０ＫＶに加速された電子ビームを遮断するためには、
Ｓｉの場合では２０μｍ程度の膜厚が必要であるが、タ
ングステンを用いれば２μｍ程度の膜厚で済む。Ｓｉエ
ピタキシャル層５３はメンブレン部５２を強度的に支持
する働きを持てばよく、これも２μｍ程度の膜厚で済
む。従って、アパーチャ部の形成においては、ＲＩＥで
２０μｍもの深さまで孔を形成する必要がない。従っ
て、従来の技術で述べた孔がやや斜めに形成されてしま
うという問題点は実際上全く問題がない。The Si epitaxial layer 53 mainly has a function of strongly supporting the membrane portion 52, and the tungsten layer 54 has a function of blocking the electron beam 60. Since the tungsten layer 54 has a higher atomic weight than Si and has a higher ability to block the electron beam 60, the thickness of the membrane 52 can be smaller than in the case of the related art. For example, to block an electron beam accelerated to 50 KV,
In the case of Si, a film thickness of about 20 μm is required, but when tungsten is used, a film thickness of about 2 μm is sufficient. The Si epitaxial layer 53 only needs to have a function of supporting the membrane part 52 in a strong manner, and this also needs to have a thickness of about 2 μm. Therefore, in forming the aperture portion, it is not necessary to form a hole to a depth of 20 μm by RIE. Therefore, the problem that the holes described in the prior art are formed slightly obliquely has no problem at all.
【００３６】なお、図中５７はＬＳＩパターンに相当す
る孔が設けられた複数種のアパーチャ、５８は電子ビー
ム６０が照射される被照明領域、５９はアパーチャ表面
を示している。In the drawing, reference numeral 57 denotes a plurality of types of apertures provided with holes corresponding to the LSI pattern, 58 denotes an illuminated area irradiated with the electron beam 60, and 59 denotes an aperture surface.
【００３７】図６は、本実施例のアパーチャマスクの上
面図である。このアパーチャマスクの中央部に複数個の
アパーチャＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，…が形成される。
これらアパーチャＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，…は被照射
体に繰り返し転写させる汎用形状の電子ビーム像と大き
さは異なるが、同じ形状を持つ。これらアパーチャＣ
１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，…に正方形或いは矩形状の電子
ビーム像６１を選択して投影することにより、この汎用
形状の電子ビーム像を一括ショットにより得ることがで
きる。従って、描画ショット数が減り、描画速度を向上
させることができる。FIG. 6 is a top view of the aperture mask of this embodiment. A plurality of apertures C1, C2, C3, C4,... Are formed at the center of the aperture mask.
These apertures C1, C2, C3, C4,... Have the same shape as the general-purpose electron beam image to be repeatedly transferred to the irradiation object, though they are different in size. These apertures C
By selecting and projecting the square or rectangular electron beam image 61 on 1, C2, C3, C4,..., This general-purpose electron beam image can be obtained by a batch shot. Therefore, the number of drawing shots decreases, and the drawing speed can be improved.
【００３８】図７は、本実施例のアパーチャマスクの製
造工程を示す断面図である。まず、図７（ａ）に示すよ
うに、Ｓｉ基板７１にボロン（Ｂ）を高濃度に注入し
て、ボロンの高濃度層（ｐ+ −Ｓｉ層）７２を形成す
る。次いで、図７（ｂ）に示すように、Ｓｉのエピタキ
シャル層７３を形成した後、タングステン膜７４を順次
積層する。次いで、図７（ｃ）に示すように、フォトリ
ソグラフィー法により、有機レジスト膜７５を所望のア
パーチャのパターンに形成する。次いで、図７（ｄ）に
示すように、クロム膜７６を積層した後、リフトオフ法
により有機レジスト膜７５を除去し、クロム膜７６を所
望のアパーチャのパターンに形成する。FIG. 7 is a sectional view showing a manufacturing process of the aperture mask of this embodiment. First, as shown in FIG. 7A, boron (B) is implanted at a high concentration into a Si substrate 71 to form a boron high concentration layer (p + -Si layer) 72. Next, as shown in FIG. 7B, after forming an Si epitaxial layer 73, a tungsten film 74 is sequentially laminated. Next, as shown in FIG. 7C, an organic resist film 75 is formed in a desired aperture pattern by a photolithography method. Next, as shown in FIG. 7D, after the chromium film 76 is laminated, the organic resist film 75 is removed by a lift-off method, and the chromium film 76 is formed in a desired aperture pattern.
【００３９】次に、図８（ａ）に示すように、クロム膜
７６をマスクとしてＲＩＥ（反応性イオンエッチング）
を行い、タングステン膜７４を除去し、さらに、Ｓｉの
エピタキシャル層７３を除去する。次いで、図８（ｂ）
に示すように、ＳｉＯ2 膜７７及びＳｉＮ膜７８をＳｉ
基板７１の表面及び裏面の全面に形成した後、フォトリ
ソグラフィー法により、裏面のＳｉＯ2 膜７７及びＳｉ
Ｎ膜７８を所望のパターンに形成する。次いで、図８
（ｃ）に示すように、ＳｉＮ膜７８をマスクとしてＫＯ
Ｈの異方性ウェットエッチングを行い、Ｓｉ基板７１を
バックエッチングする。次いで、図８（ｄ）に示すよう
に、ＳｉＮ膜７８をＣＤＥ（Chemical DryEtching：化
学ドライエッチング）により除去し、ＳｉＯ2 膜７７を
除去し、最後に、金７９を表面にコーティングする。Next, as shown in FIG. 8A, RIE (reactive ion etching) is performed using the chromium film 76 as a mask.
Then, the tungsten film 74 is removed, and the Si epitaxial layer 73 is further removed. Next, FIG.
As shown in FIG. 7, the SiO 2 film 77 and the SiN film 78 are
After being formed on the entire surface of the front surface and the back surface of the substrate 71, the SiO 2 film 77 and the Si
An N film 78 is formed in a desired pattern. Then, FIG.
As shown in (c), KO is performed using the SiN film 78 as a mask.
H anisotropic wet etching is performed, and the Si substrate 71 is back-etched. Next, as shown in FIG. 8D, the SiN film 78 is removed by CDE (Chemical Dry Etching), the SiO 2 film 77 is removed, and finally, the surface is coated with gold 79.
【００４０】このアパーチャマスクの製造において、ボ
ロンの高濃度層（ｐ+ −Ｓｉ層）７２はＫＯＨの異方性
ウェットエッチングの際のストッパーの働きをする。ま
た、異方性エッチングでＳｉ基板７１の裏面を適当なテ
ーパー形状にエッチング加工できるように、Ｓｉ基板７
１は（１００）面の結晶面を持つ。In the manufacture of the aperture mask, the boron high concentration layer (p + -Si layer) 72 functions as a stopper in the anisotropic wet etching of KOH. Also, the Si substrate 7 is etched so that the back surface of the Si substrate 71 can be etched into an appropriate tapered shape by anisotropic etching.
1 has a (100) crystal plane.
【００４１】このようなアパーチャマスクを用いること
により、スループットの向上が可能な、いわゆるセル・
プロジェクション方式の電子ビーム描画装置が実現され
る。これは、試料に繰り返し転写させる汎用形状の電子
ビーム像と同じ形状を持つアパーチャを第２アパーチャ
マスクに予め形成しておき、このアパーチャマスクに電
子ビームを投影することにより、この汎用形状の電子ビ
ーム像を一括ショットにより得るものである。従って、
描画ショット数が減り、描画速度を向上させることがで
きる。 （実施例６）図９は本発明の第６の実施例に係わるアパ
ーチャマスクの断面構成図である。アパーチャマスク
は、Ｓｉ基板９１とメンブレン９２からなる。メンブレ
ン９２は、タングステン層のみで形成される。タングス
テン層のみでメンブレン９２の強度が確保できれば、先
の第５の実施例と同じ効果を得ることができる。但し、
アパーチャマスクの製造は第５の実施例の場合と同様で
あるが、Ｓｉ基板９１の異方性エッチングを行うとき
は、タングステン層を浸蝕してしまうＫＯＨを用いず
に、浸蝕性の少ないＥＰＷ（Ethylenediamine Pyrocate
chol-Water）を用いなければならない。 （実施例７）図１０は、本発明の第７の実施例に係わる
アパーチャマスクの断面構成図である。この実施例が先
の第５の実施例と異なる点は、Ｓｉ基板１０１の結晶面
を（１００）ではなく（１１０）としたことにある。
（１１０）の結晶面の場合、ＫＯＨにより異方性バック
エッチングを行うと、図１０に示されるようにＳｉ基板
１０１のエッチング形状はＳｉ基板裏面１０２にほぼ垂
直となり、Ｓｉの梁１０３を形成することが可能とな
る。このような形状であれば、先述した実施例と同様の
効果を得られるだけでなく、さらに２つの利点が得られ
る。一つは、Ｓｉの梁１０３により、メンブレン部１０
４を支持する強度が大きくなること。もう一つは、Ｓｉ
の梁１０３が電子ビーム１０５により発生した熱エネル
ギーをＳｉ基板１０１へ流出するための経路となるた
め、耐熱性が上がることである。なおこの実施例は、先
の第６の実施例と組み合わせても可能である。By using such an aperture mask, it is possible to improve the throughput.
A projection type electron beam writing apparatus is realized. This is because an aperture having the same shape as the general-purpose electron beam image to be repeatedly transferred to the sample is formed in advance on the second aperture mask, and the electron beam is projected onto the aperture mask, thereby obtaining the general-purpose electron beam. The image is obtained by a batch shot. Therefore,
The number of drawing shots can be reduced, and the drawing speed can be improved. (Embodiment 6) FIG. 9 is a sectional view of an aperture mask according to a sixth embodiment of the present invention. The aperture mask includes a Si substrate 91 and a membrane 92. The membrane 92 is formed only of a tungsten layer. If the strength of the membrane 92 can be ensured only by the tungsten layer, the same effect as that of the fifth embodiment can be obtained. However,
The manufacture of the aperture mask is the same as that of the fifth embodiment. However, when performing anisotropic etching of the Si substrate 91, EPW (less erodible) is used without using KOH that erodes the tungsten layer. Ethylenediamine Pyrocate
chol-Water). (Embodiment 7) FIG. 10 is a sectional view of an aperture mask according to a seventh embodiment of the present invention. This embodiment differs from the fifth embodiment in that the crystal plane of the Si substrate 101 is not (100) but (110).
In the case of the (110) crystal plane, when anisotropic back etching is performed using KOH, the etching shape of the Si substrate 101 becomes almost perpendicular to the back surface 102 of the Si substrate as shown in FIG. It becomes possible. With such a shape, not only the same effects as in the above-described embodiment can be obtained, but also two advantages can be obtained. One is that the membrane 10
(4) The strength to support 4 is increased. Another is Si
Since the beam 103 serves as a path for flowing the thermal energy generated by the electron beam 105 to the Si substrate 101, the heat resistance is increased. This embodiment can be combined with the sixth embodiment.
【００４２】なお、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではない。実施例では、電子ビームの遮断層と
してタングステン（Ｗ）を用いたが、この代わりにチタ
ン（Ｔｉ），モリブデン（Ｍｏ），ニッケル（Ｎｉ），
クロム（Ｃｒ），タンタル（Ｔａ），プラチナ（Ｐ
ｔ），金（Ａｕ）などの金属或いはタングステンシリサ
イド（ＷＳｉ2 ），チタンシリサイド（ＴｉＳｉ2 ），
モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ2 ），ニッケルシリサ
イド（ＮｉＳｉ2 ），タンタルシリサイド（ＴａＳ
ｉ2 ），プラチナシリサイド（ＰｔＳｉ）などの金属化
合物を用いてもよい。また、メンブレン部を強度的に支
持する働きを持つ層にシリコン（Ｓｉ）のエピタキシャ
ル層を用いたが、シリコンナイトライド（ＳｉＮ，Ｓｉ
3 Ｎ4 ）又はシリコンカーバイト（ＳｉＣ）などのシリ
コン化合物に置き換えてもよい。さらに、これら金属或
いは金属化合物の層はＳｉ基板１の上部全面に形成され
る必要はなく、電子ビームが実際に照射される部分だけ
に形成されていればよい。また、実施例では電子ビーム
描画装置について説明したが、イオンビームを用いたイ
オンビーム描画装置に適用できるのは勿論のことであ
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。The present invention is not limited to the embodiments described above. In the embodiment, tungsten (W) is used as the electron beam blocking layer. Instead of titanium (Ti), molybdenum (Mo), nickel (Ni),
Chrome (Cr), Tantalum (Ta), Platinum (P
t), metal such as gold (Au) or tungsten silicide (WSi 2 ), titanium silicide (TiSi 2 ),
Molybdenum silicide (MoSi 2 ), nickel silicide (NiSi 2 ), tantalum silicide (TaS
i 2 ), a metal compound such as platinum silicide (PtSi) may be used. Further, although an epitaxial layer of silicon (Si) is used as a layer having a function of supporting the membrane part with strength, silicon nitride (SiN, Si
3 N 4) or silicon carbide (SiC) may be replaced by a silicon compound, such as. Further, these metal or metal compound layers do not need to be formed on the entire upper surface of the Si substrate 1, but need only be formed only on the portion where the electron beam is actually irradiated. In the embodiment, the electron beam writing apparatus has been described. However, the present invention can be applied to an ion beam writing apparatus using an ion beam. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上詳述したように本発明（請求項１）
によれば、複数の繰り返しパターンに相当するアパーチ
ャを有する第２のアパーチャマスクの少なくとも１箇所
に第１成形アパーチャ像よりも大きなビーム透過孔を設
けることにより、キャラクタプロジェクション方式であ
ってもビームの校正を精度良く行うことができ、描画精
度の向上をはかることが可能となる。As described in detail above, the present invention (claim 1)
According to the method, by providing a beam transmission hole larger than the first shaping aperture image in at least one place of the second aperture mask having an aperture corresponding to a plurality of repetition patterns, beam calibration can be performed even in a character projection system. Can be performed with high accuracy, and the drawing accuracy can be improved.
【００４４】[0044]
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の第１の実施例に係わるキャラクタプロ
ジェクション方式の電子ビーム描画装置を示す概略構成
図、FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a character projection type electron beam writing apparatus according to a first embodiment of the present invention;
【図２】従来のアパーチャマスクを示す斜視図、FIG. 2 is a perspective view showing a conventional aperture mask;
【図３】第１の実施例に用いたアパーチャマスクを示す
斜視図、FIG. 3 is a perspective view showing an aperture mask used in the first embodiment;
【図４】第３の実施例を説明するためのもので、アパー
チャマスク上の各キャラクタの成形偏向座標を測定する
方法を示す模式図、FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a third embodiment, showing a method for measuring the shaping deflection coordinates of each character on an aperture mask;
【図５】第５の実施例に用いたアパーチャマスクの概略
構成を示す断面図、FIG. 5 is a sectional view showing a schematic configuration of an aperture mask used in a fifth embodiment;
【図６】第５の実施例のアパーチャマスクの上面図、FIG. 6 is a top view of an aperture mask according to a fifth embodiment;
【図７】第５の実施例のアパーチャマスクの製造工程の
前半を示す断面図、FIG. 7 is a sectional view showing the first half of the manufacturing process of the aperture mask according to the fifth embodiment;
【図８】第５の実施例のアパーチャマスクの製造工程の
後半を示す断面図、FIG. 8 is a sectional view showing the latter half of the manufacturing process of the aperture mask according to the fifth embodiment;
【図９】第６の実施例に係わるアパーチャマスクの概略
構成を示す断面図、FIG. 9 is a sectional view showing a schematic configuration of an aperture mask according to a sixth embodiment;
【図１０】第７の実施例に係わるアパーチャマスクの概
略構成を示す断面図、FIG. 10 is a sectional view showing a schematic configuration of an aperture mask according to a seventh embodiment;
【図１１】従来の電子ビーム描画装置におけるアパーチ
ャマスク構成を示す断面図、FIG. 11 is a cross-sectional view showing an aperture mask configuration in a conventional electron beam writing apparatus.
【図１２】従来のアパーチャマスクのアパーチャ部を拡
大して示す断面図。FIG. 12 is an enlarged sectional view showing an aperture portion of a conventional aperture mask.
１０…試料室、 １１…試料、 ２０…電子ビーム光学系、 ２７…第１のビーム成形用アパーチャマスク、 ２８…第２のビーム成形用アパーチャマスク、 ３０…計算機、 ２７ａ…矩形アパーチャ、 ２８ａ〜２８ｄ…キャラクタアパーチャ、 ２８ｅ…可変成形ビーム用アパーチャ、 ２８ｆ…ビーム通過孔、 ５１，７１…Ｓｉ基板（基板部）、 ５２…メンブレン（薄膜部）、 ５３，７３…Ｓｉエピタキシャル層、 ５４，７４…タングステン層、 ５５，７６…クロム層、 ５６，７９…金コーティング層、 ５７…アパーチャ、 ５８…被照明領域、 ５９…アパーチャ表面、 ６０…電子ビーム、 ６１…電子ビーム像、 ７７…ＳｉＯ２膜、 ７８…ＳｉＮ膜。 Reference Signs List 10: sample chamber, 11: sample, 20: electron beam optical system, 27: first beam-shaping aperture mask, 28: second beam-shaping aperture mask, 30: computer, 27a: rectangular aperture, 28a to 28d ... Character aperture, 28e ... Variable shaped beam aperture, 28f ... Beam passing hole, 51,71 ... Si substrate (substrate), 52 ... Membrane (thin film), 53,73 ... Si epitaxial layer, 54,74 ... Tungsten Layer, 55, 76: chrome layer, 56, 79: gold coating layer, 57: aperture, 58: illuminated area, 59: aperture surface, 60: electron beam, 61: electron beam image, 77: SiO2 film, 78: SiN film.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 服部 清司 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝総合研究所内 (56)参考文献 特開 平４−43629（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−230514（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−111413（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−270215（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−177717（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−188645（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Seiji Hattori 1 Toshiba Research Institute, Komukai, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (56) References JP-A-4-43629 (JP, A) JP-A-3-230514 (JP, A) JP-A-4-111413 (JP, A) JP-A-3-270215 (JP, A) JP-A-4-177717 (JP, A) JP-A-4-188645 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (1)
のアパーチャマスクと繰り返しパターンに相当する複数
種のアパーチャが形成された第２のアパーチャマスクと
を対向配置し、第１のアパーチャマスクに荷電ビームを
照射して得られる第１成形アパーチャ像を第２のアパー
チャマスクのいずれかのアパーチャに選択的に照射して
前記繰り返しパターンに相当する成形ビームを生成し、
この成形ビームを偏向して試料上の所望の位置に描画す
る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、第２のアパーチャマスク上における各キャラクタの設計
配置座標に対する成形偏向座標を得て、第２のアパーチ
ャマスク上のキャラクタに第１成形アパーチャ像を位置
決めし、その近傍でこの像を走査して、第２のアパーチ
ャマスクを通過したビーム電流が一定になる成形偏向領
域の中心座標を求めてキャラクタビーム用の成形偏向補
正係数を得る ことを特徴とする荷電ビーム描画装置。A first beam-forming aperture formed on the first beam-forming aperture;
And a second aperture mask on which a plurality of types of apertures corresponding to the repetition pattern are formed, and a first shaping aperture image obtained by irradiating the first aperture mask with a charged beam is formed as a second aperture mask. Selectively irradiating any of the aperture masks of the aperture mask to generate a shaped beam corresponding to the repeating pattern,
In a character projection type charged beam drawing apparatus that deflects the shaped beam and draws it at a desired position on the sample, the design of each character on the second aperture mask
Obtain the shaping deflection coordinates with respect to the arrangement coordinates and obtain the second aperture.
Position the first shaped aperture image on the character on the mask
And then scanning this image in the vicinity, a second aperture
Deflection area where beam current passing through the mask becomes constant
Determining the center coordinates of the region and shaping deflection compensation for the character beam
A charged beam drawing apparatus characterized by obtaining a positive coefficient .
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