JP3357874B2 - Electron beam writing apparatus and electron beam writing method - Google Patents
Electron beam writing apparatus and electron beam writing methodInfo
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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、半導体プロセスに
おいて用いられる電子線描画装置および描画方法に関す
る。The present invention relates to an electron beam drawing apparatus and a drawing method used in a semiconductor process.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、回路パターンの超微細化・高集積
化が著しく進み、フォトマスク製作に用いられる電子ビ
ーム描画においては、高精度化のみならず、高速化が強
く求められるようになってきた。一方、次世代リソグラ
フィ技術の候補である、電子ビームを用いてウェハ上に
直接描画する直描方式においても、描画速度がデバイス
量産のための第一の課題となっている。2. Description of the Related Art In recent years, ultra-fine and highly integrated circuit patterns have been remarkably advanced, and in electron beam lithography used for photomask fabrication, not only high precision but also high speed has been strongly demanded. Was. On the other hand, in a direct writing method of drawing directly on a wafer using an electron beam, which is a candidate for the next-generation lithography technology, the writing speed is the first problem for mass production of devices.
【０００３】この描画速度を決定する主な因子といえる
のが、試料上に照射される電子ビームの面積および電流
密度である。The main factors that determine the writing speed are the area of the electron beam irradiated on the sample and the current density.
【０００４】このうち、電子ビームの面積はアパーチャ
により成形された電子ビームの試料上における面積で、
アパーチャの面積に電子光学系による縮小率をかけたも
のであり、ショット数を決定するパラメータである。こ
れまでにも、電子ビームの形状を描画すべきパターンに
近づけることにより電子ビームの面積を増大させ、ショ
ット数を軽減し描画時間の短縮が図られてきた。The area of the electron beam is the area of the electron beam formed by the aperture on the sample.
This is a value obtained by multiplying the area of the aperture by the reduction ratio of the electron optical system, and is a parameter for determining the number of shots. Heretofore, the area of the electron beam has been increased by bringing the shape of the electron beam closer to the pattern to be drawn, the number of shots has been reduced, and the drawing time has been shortened.
【０００５】具体的には、電子ビームの形状を、点ビー
ムから、面積を有する寸法可変の矩形等に成形した可変
成形ビーム、さらには予め用意したアパーチャにより成
形された一括図形ビームと発展させてきた。このうち、
一括図形ビームは、描画すべきパターン形状を持ったア
パーチャを用いて多数の画素を試料上に一括露光するも
ので、特に、繰り返しパターンの多いメモリ等の描画に
おいては、ショット数の大幅な軽減を可能とする。通常
は、繰り返しの多いパターンについては一括図形ビーム
で描画し、その他のパターンについては可変成形ビーム
で描画するといったように、一括図形ビームと可変成形
ビームを併用することによりスループットを向上させて
いる。More specifically, the shape of the electron beam has been developed from a point beam to a variable shaped beam shaped into a variable-size rectangle or the like having an area, or a collective figure beam shaped by an aperture prepared in advance. Was. this house,
The collective figure beam is used to expose a large number of pixels onto a sample in a batch using an aperture with the pattern shape to be drawn.Especially, when drawing a memory with a large number of repeated patterns, the number of shots can be significantly reduced. Make it possible. Normally, the throughput is improved by using both the collective figure beam and the variable shaped beam, such that a pattern with many repetitions is drawn by a collective figure beam, and the other patterns are drawn by a variable shaped beam.
【０００６】一方、電流密度は１ショットの照射時間を
決定するパラメータであり、これが高い程、描画速度を
高めることが出来る。しかし、電流密度が高くなると、
１ショットあたりの電流量が大きくなるため、電子同士
がクーロン力により互いに反発すること（クーロン効
果）による電子ビームの広がり（ボケ）の影響が無視で
きなくなる。特に、一括図形ビームによる露光において
は、電子ビームの面積が大きいため、この現象の影響を
大きく受ける。On the other hand, the current density is a parameter for determining the irradiation time of one shot, and the higher the current density, the higher the writing speed. However, as the current density increases,
Since the amount of current per shot becomes large, the influence of electron beam spread (blurring) due to repulsion of electrons by Coulomb force (Coulomb effect) cannot be ignored. In particular, in the exposure using the collective figure beam, since the area of the electron beam is large, it is greatly affected by this phenomenon.
【０００７】これについては、特開平７-１４２３６０
号公報において、一括図形用の開口内に電子線描画装置
の解像度よりも細かい微細な構造体を均一に設けて、試
料上における一括図形電子ビームの面積を見かけ上は変
化させることなく実質的に変化させることにより、電流
量を小さくする方法が提案されている。しかし、この方
法においては、電流量を制限するための開口が一括図形
内または一括図形近傍に設置されていたため、電流量を
制限するための開口が解像してしまうという課題を有す
る。このために、遮蔽部はかなり細かくなければなら
ず、遮蔽部の形成や使用中の汚染という点で課題を有し
ており、実用的ではない。[0007] This is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-142360.
In the publication, a fine structure finer than the resolution of the electron beam lithography apparatus is uniformly provided in the opening for the collective figure, and the area of the collective figure electron beam on the sample is substantially changed without apparent change. There has been proposed a method of reducing the amount of current by changing the amount. However, this method has a problem that the opening for limiting the amount of current is resolved because the opening for limiting the amount of current is provided in or near the collective figure. For this reason, the shielding part has to be quite fine, and has problems in terms of formation of the shielding part and contamination during use, which is not practical.
【０００８】また、特開平１１-２１９８７９号公報に
おいては、面積の小さい可変成形と面積の大きな一括図
形とで、電流密度とビームサイズを調整する方法が報告
されている。この方法においては、コンデンサレンズを
使用し、マスクに入射する電流量を面積の小さな可変成
形ビームと等しくしている。即ち、面積の大きな一括図
形ビームにおいては、面積の小さな可変成形ビームに比
べて、輝度は変化させることなく、電流密度を小さくし
ている。Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-219879 reports a method of adjusting the current density and the beam size using variable shaping with a small area and a collective figure with a large area. In this method, a condenser lens is used, and the amount of current incident on the mask is made equal to a variable shaped beam having a small area. That is, in the collective figure beam having a large area, the current density is reduced without changing the luminance as compared with the variable shaped beam having a small area.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】今後、回路の微細化・
高集積化がさらに進むにつれ、電子ビーム描画装置の高
速化への要求はますます高まることが予想される。この
要求に答えるためには、電子ビームの強度をさらに強く
するか、電子ビームの面積をさらに大きくすることが必
要となる。いずれの方法によってもクーロン効果による
電子ビームの広がりは大きくなる方向である。[Problems to be solved by the invention]
As the degree of integration increases further, it is expected that the demand for higher speed electron beam lithography systems will increase. To meet this demand, it is necessary to further increase the intensity of the electron beam or to increase the area of the electron beam. Either method tends to increase the spread of the electron beam due to the Coulomb effect.
【００１０】本発明の目的は、大幅なスループットの低
下を招くことなく、クーロン効果による電子ビームの広
がりの解決をはかることができる電子線描画装置および
描画方法を提供することある。An object of the present invention is to provide an electron beam lithography apparatus and a lithography method capable of solving the spread of an electron beam due to the Coulomb effect without causing a significant decrease in throughput.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、輝度、即ち、単位面積、単位立体角当
たりの通過する電子の量を制御する。即ち、輝度が常に
クーロン効果が無視できるために必要にして十分に低く
なるように、描画中も必要に応じて調整を行う。In order to achieve this object, the present invention controls the luminance, that is, the amount of electrons passing per unit area and unit solid angle. That is, adjustment is made as needed even during drawing so that the luminance is always low enough as needed because the Coulomb effect can be ignored.
【００１２】従来の技術で述べたように、輝度とは単位
立体角あたりの電流密度であり、輝度を低くすること
は、開き角を変化させることなく電子ビームを全体的に
薄めることを意味する。クーロン効果は電子ビームの全
行路にわたって起こる電子間の相互作用によるものであ
るから、輝度を抑えることにより、クーロン効果を効果
的に低減させることが出来る。As described in the prior art, the brightness is the current density per unit solid angle, and lowering the brightness means that the electron beam is thinned overall without changing the opening angle. . Since the Coulomb effect is due to the interaction between electrons that occurs over the entire path of the electron beam, the Coulomb effect can be effectively reduced by suppressing the luminance.
【００１３】これを行うために、電子ビーム描画装置の
パターンデータ処理部には、パターンデータをもとに、
ショット面積または各ショットが可変成形ビームによる
照射か、一括図形ビームによる照射かを認識する機能を
設け、その情報をもとに輝度を調整するための信号を発
生させる。In order to do this, the pattern data processing unit of the electron beam lithography system uses the pattern data based on the pattern data.
A function for recognizing whether the shot area or each shot is irradiated by the variable shaped beam or the collective figure beam is provided, and a signal for adjusting the luminance is generated based on the information.
【００１４】そして、クロスオーバー像が形成される電
子ビーム行路上の位置の近傍に輝度を選択するための複
数の開口を有する絞りを設置し、輝度調整用の信号をも
とに、以下に示した２つの方法のいずれかにより電子ビ
ームの通過する開口を選択し、輝度を所望の値に調整す
る。 （１）偏向器を用いて電子ビームの軌道を操作する。 （２）アクチュエーターを用いて、絞りを物理的に移動
させる。A stop having a plurality of apertures for selecting luminance is installed near a position on the electron beam path where a crossover image is formed, and based on a signal for luminance adjustment, The aperture through which the electron beam passes is selected by one of the two methods, and the luminance is adjusted to a desired value. (1) The trajectory of the electron beam is controlled using a deflector. (2) The diaphragm is physically moved using an actuator.
【００１５】また、信号を光ケーブルにより、設置電位
に対してフローティング状態にあるウェネルト電極また
は引き出し電極に印加する電圧を調整し、輝度を所望の
値に調整する。Further, a signal is applied to the Wehnelt electrode or the extraction electrode in a floating state with respect to the set potential by an optical cable, thereby adjusting the luminance to a desired value.
【００１６】一方、光励起電子源を用いた電子銃など輝
度の調整が比較的容易な電子源を用いても、描画中に輝
度を所望の値に調整することが可能である。On the other hand, even if an electron source whose luminance is relatively easy to adjust, such as an electron gun using a photoexcited electron source, the luminance can be adjusted to a desired value during drawing.
【００１７】[0017]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について、
図面を参照して説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
This will be described with reference to the drawings.
【００１８】（実施例１）図１に、本発明の電子ビーム
描画装置の構成図を示す。(Embodiment 1) FIG. 1 shows the configuration of an electron beam writing apparatus according to the present invention.
【００１９】熱電子源１０１から放出された電子ビーム
は、アノード電極１０３に向かって加速された後、コン
デンサレンズ１０５に入射する。ウェネルト電極１０２
の電圧は一定に保たれている。クロスオーバー結像図１
２２、マスク結像図１２３に示したように、コンデンサ
レンズ１０５の収束作用により、コンデンサレンズ出口
近傍にクロスオーバーが出来る。ここに、輝度調整用絞
り１０６を設置する。輝度調整用絞り１０６は、開口率
の異なる複数の開口を持ち、電子ビームが通過する開口
を選択させることにより、輝度の調整を行う。輝度の調
整についての詳細は後で述べる。開口率とは、輝度調整
用絞りの全面積のうち開口部の占める割合を意味する。The electron beam emitted from thermionic electron source 101 is accelerated toward the anode electrode 103 and then enters the condenser lens 105. Wehnelt electrode 102
Is kept constant. Crossover image 1
22, as shown in the mask image drawing 123, the convergence of the condenser lens 105 allows crossover near the exit of the condenser lens. Here, a luminance adjusting aperture 106 is provided. The brightness adjusting aperture 106 has a plurality of openings having different aperture ratios, and adjusts the brightness by selecting an opening through which the electron beam passes. Details of the adjustment of the luminance will be described later. The aperture ratio means a ratio occupied by the aperture in the entire area of the aperture for brightness adjustment.
【００２０】輝度調整用絞り１０６を通過した電子ビー
ムは、第一マスク１０８を照射する。第一マスク１０８
には、単一の矩形開口が設けられており、照射された電
子ビームにより開口像が得られる。第一マスク１０８の
開口像は、成形レンズ１１０により第二マスク１１１上
に形成される。第二マスク１１１には、可変成形照射法
を行うための矩形開口および一括図形照射法を行うため
の成形開口が設けられている。第二マスク１１１上の結
像位置は、ビーム成形用偏向器１０９により制御され、
これにより電子ビームの形状および面積が決定される。
第二マスク１１１の開口を通過した電子ビームは、縮小
レンズ１１２と対物レンズ１１３によりステージ１１８
に設置された試料１１７に投影される。The electron beam that has passed through the brightness adjusting aperture 106 irradiates the first mask 108. First mask 108
Is provided with a single rectangular aperture, and an aperture image can be obtained by the irradiated electron beam. An aperture image of the first mask 108 is formed on the second mask 111 by the molding lens 110. The second mask 111 is provided with a rectangular opening for performing the variable shaping irradiation method and a shaping opening for performing the batch figure irradiation method. The imaging position on the second mask 111 is controlled by the beam shaping deflector 109,
Thereby, the shape and area of the electron beam are determined.
The electron beam that has passed through the opening of the second mask 111 is converted into a stage 118 by a reduction lens 112 and an objective lens 113.
Is projected on the sample 117 installed in the.
【００２１】対物レンズ１１３内には偏向器群が設置さ
れており、この偏向器群により試料上における電子ビー
ムの結像位置が決められる。本実施例における偏向器群
は偏向領域が５ｍｍと最も大きい主偏向器１１４、およ
び偏向領域が５００μｍと二番目に大きい副偏向器１１
５、および偏向領域が８０μｍと最も小さい副副偏向器
１１６からなる。以上が、本実施例に用いた電子ビーム
描画装置の装置構成である。A group of deflectors is installed in the objective lens 113, and the image forming position of the electron beam on the sample is determined by the group of deflectors. In the present embodiment, the deflector group includes a main deflector 114 having the largest deflection area of 5 mm and a sub-deflector 11 having the second largest deflection area of 500 μm.
5 and the sub-sub-deflector 116 having the smallest deflection area of 80 μm. The above is the device configuration of the electron beam writing apparatus used in the present embodiment.
【００２２】次に、輝度の調整について詳細を述べる。Next, the adjustment of the luminance will be described in detail.
【００２３】まず、従来の電子ビーム描画方法における
ビーム面積と輝度とビームの広がりの関係を図２（ａ）
に示す。一枚の試料を描画中は、電流の大小によらず輝
度を常に一定に保たれている。この結果、ビーム面積が
大きくなるとクーロン効果によるビームの広がりが大き
くなる。First, FIG. 2A shows the relationship between the beam area, luminance, and beam spread in the conventional electron beam writing method.
Shown in During drawing of one sample, the brightness is always kept constant regardless of the magnitude of the current. As a result, when the beam area increases, the beam spread due to the Coulomb effect increases.
【００２４】一方、本実施例におけるビーム面積と輝度
とビームの広がりの関係を図２（ｂ）に示したように、
一枚の試料を描画中も、電流の大小によって輝度を調整
することによって、クーロン効果によるビームの広がり
が許容範囲内に収める。図２（ｃ）に示したように、輝
度の調整の段階数を多くして輝度をほぼ連続的に変化さ
せ、クーロン効果によるビームの広がりが常に一定にす
るのが理想的ではあるが、輝度調整用絞りの開口数が多
くなると、装置構成が複雑になる。On the other hand, as shown in FIG. 2B, the relationship between the beam area, the luminance, and the beam spread in this embodiment is as shown in FIG.
Even while writing a single sample, by adjusting the brightness according to the magnitude of the current, the beam spread due to the Coulomb effect falls within an allowable range. As shown in FIG. 2C, it is ideal to increase the number of steps of adjusting the luminance so as to change the luminance almost continuously and to always keep the beam spread due to the Coulomb effect constant. When the numerical aperture of the adjustment diaphragm increases, the device configuration becomes complicated.
【００２５】そこで、本実施例では、輝度調整の段階数
を５段階と決定し、図３（ａ）に示したように正方形の
開口を１００μｍ間隔で５つ配置した輝度調整用絞りを
製作した。開口の大きさは、輝度調整用絞り上でのビー
ム径であるクロスオーバー径が約３０μｍであることか
ら、３倍程度の余裕をみて一辺８５μｍとした。開口率
は２５％から１００％までの５種類、材質はシリコン製
である。開口形状としては、図３（ｂ）および（ｃ）に
示したようなメッシュ形状とした。この他、図３（ｄ）
および（ｅ）に示したような複数の微小な開口を持つ形
状でもよい。また、図３（ｆ）および（ｇ）に示したよ
うなスリット形状でもよい。Therefore, in this embodiment, the number of brightness adjustment steps is determined to be five, and as shown in FIG. 3A, a brightness adjustment aperture in which five square openings are arranged at 100 μm intervals is manufactured. . The size of the aperture was set to 85 μm on one side, with a margin of about three times, since the crossover diameter, which is the beam diameter on the luminance adjustment diaphragm, was about 30 μm. There are five types of aperture ratios from 25% to 100%, and the material is silicon. The opening shape was a mesh shape as shown in FIGS. 3B and 3C. In addition, FIG.
A shape having a plurality of minute openings as shown in FIGS. Further, a slit shape as shown in FIGS. 3F and 3G may be used.
【００２６】しかし、本発明においては、像が試料上に
結ばれない位置に、開口率の異なる複数の開口を持つこ
とが重要なのであって、形状そのものは特に重要な意味
をもたないため、この他の形状でも構わない。However, in the present invention, it is important to have a plurality of openings having different aperture ratios at positions where an image is not formed on the sample, and the shape itself has no particular significance. Other shapes may be used.
【００２７】次に、輝度調整用絞りの位置について述べ
る。図１に示すように、この輝度調整用絞り１０６は、
アノード電極１０３と第一マスク１０８の間に設置した
コンデンサレンズ１０５によって第一マスク１０８の上
流にクロスオーバーが作られる位置に設置した。これ
は、クロスオーバー結像図１２２に示したようにクロス
オーバーの像は試料上に結像しない上、試料上に投影さ
れる電子ビームの形状は第一マスク１０８で最初に決定
されるため、クーロン効果の影響をより小さくするため
には、第一マスク１０８に入射する前に電子ビームの輝
度を調整する必要があり、また、電子ビームの行路中、
輝度の高い領域を出来るだけ少なくして、電子がクーロ
ン力を及ぼしあう時間を短縮することもクーロン効果の
影響を小さくするため有効であったためである。Next, the position of the aperture for luminance adjustment will be described. As shown in FIG. 1, the aperture 106 for adjusting brightness is
The condenser lens 105 provided between the anode 103 and the first mask 108 was installed at a position where a crossover was formed upstream of the first mask 108. This is because the crossover image does not form on the sample as shown in the crossover image diagram 122, and the shape of the electron beam projected on the sample is determined first by the first mask 108. In order to make the influence of the Coulomb effect smaller, it is necessary to adjust the brightness of the electron beam before entering the first mask 108.
This is because it is also effective to reduce the time during which electrons exert Coulomb force by minimizing the high-luminance region as much as possible in order to reduce the influence of the Coulomb effect.
【００２８】ここで、上流とは電子ビームの行路上の電
子銃側を意味する。下流とは電子ビームの行路上の試料
側を意味する。なお、装置構成上、コンデンサレンズ１
０５の使用が難しい場合は、第一マスク１０８より下流
にできるクロスオーバーまたはクロスオーバー近傍に設
置してもよい。Here, "upstream" means the electron gun side on the path of the electron beam. Downstream means the sample side on the path of the electron beam. It should be noted that the condenser lens 1
When it is difficult to use the mask 05, it may be installed at a crossover or near the crossover formed downstream of the first mask 108.
【００２９】一方、本実施例においては、次のようにし
て電子ビームが通過する輝度調整用絞りの開口を選択さ
せた。On the other hand, in this embodiment, the aperture of the aperture for brightness adjustment through which the electron beam passes is selected as follows.
【００３０】まず、パターンデータ処理部１１９では、
ショット毎に、パターンデータを基にショット面積を計
算し、その情報を基に輝度調整用絞りの複数の開口から
最も適したものを選択する。本実施例においては、描画
に先立って行った実験により、図２（ｄ）に示したよう
な各ビーム面積と最適な輝度調整用絞りの開口番号の対
応関係を求め、これに従って開口の選択を行った。そし
て、輝度選択用制御信号発生部１２０は、電子ビームが
所望の開口を通過するように、輝度選択用静電偏向器１
０７に偏向信号を伝送する。First, in the pattern data processing section 119,
For each shot, a shot area is calculated based on the pattern data, and the most suitable one is selected from a plurality of apertures of the aperture for brightness adjustment based on the information. In this embodiment, the correspondence between each beam area as shown in FIG. 2D and the optimal aperture number of the aperture stop for brightness adjustment is obtained by an experiment conducted prior to writing, and the aperture is selected in accordance with this. went. Then, the luminance selection control signal generator 120 controls the luminance selection electrostatic deflector 1 so that the electron beam passes through a desired opening.
In step 07, a deflection signal is transmitted.
【００３１】本実施例においては、輝度調整用絞り１０
６は第一マスク１０８より上流にあり、輝度選択用静電
偏向器１０７の収差は直接試料上に投影される像には反
映されないため、輝度選択用の偏向器を静電の４極とし
たが、８またはそれ以上の極を持つ静電偏向器または電
磁偏向器であっても同様の効果が得られる。In this embodiment, the aperture 10 for adjusting the brightness is
Reference numeral 6 is upstream of the first mask 108, and the aberration of the luminance selecting electrostatic deflector 107 is not directly reflected on the image projected on the sample. However, a similar effect can be obtained by using an electrostatic deflector or an electromagnetic deflector having eight or more poles.
【００３２】また、本実施例においては、輝度選択用静
電偏向器１０７は輝度調整用絞り１０６の上流および下
流に設置された２つの偏向器からなり、それぞれ、ビー
ムを輝度調整用絞りの所望の位置に偏向する作用と偏向
されたビームを中心軸に振り戻す作用を持つが、輝度調
整用絞りの下流に設置された振り戻し用の偏向器が、装
置構成上の理由等で設置できなかった場合、さらに下流
の偏向器で降り戻すことも可能である。In this embodiment, the luminance selecting electrostatic deflector 107 is composed of two deflectors installed upstream and downstream of the luminance adjusting aperture 106. Has a function of deflecting the beam to the position and a function of returning the deflected beam to the central axis, but the deflector for rewinding installed downstream of the brightness adjustment aperture cannot be installed due to the configuration of the apparatus. In such a case, it is possible to return to the deflector further downstream.
【００３３】上記の手順で、電子ビームが輝度調整用絞
り１０６の最も適した開口を通過すると同時に、輝度選
択用制御信号生成部１２０は電子光学系制御部１２１に
選択した開口についての情報を伝送する。電子光学系制
御部１２１では、これをもとにビーム照射時間の補正計
算を行い、ブランキング電極１０４をはじめとした描画
装置鏡筒内各部を制御し、単位面積当たりのビーム照射
量が所望の値になるように調整する。In the above procedure, at the same time that the electron beam passes through the aperture most suitable for the aperture 106 for brightness adjustment, the control signal generator 120 for brightness selection transmits information on the selected aperture to the electron optical system controller 121. I do. The electron optical system control unit 121 performs a correction calculation of the beam irradiation time based on this, controls each unit in the drawing apparatus barrel including the blanking electrode 104, and adjusts the beam irradiation amount per unit area to a desired value. Adjust to a value.
【００３４】以上の方法で、ショット毎にビーム面積に
応じて開口を選択し、輝度の調整を行った結果、面積が
大きくクーロン効果が大きなショットについては低輝度
の電子ビームで、面積が小さくクーロン効果が小さなビ
ームについては充分に高輝度の電子ビームで描画するこ
とが出来た。その結果、一定の輝度で描画する従来の方
法に比べて、本実施例ではスループットが約３５％向上
させることができた。By the above method, the aperture is selected for each shot in accordance with the beam area, and the brightness is adjusted. As a result, a shot having a large area and a large Coulomb effect is a low-luminance electron beam and a shot having a small area and a small Coulomb effect. The beam with a small effect was able to be drawn with an electron beam of sufficiently high luminance. As a result, in this embodiment, the throughput was improved by about 35% as compared with the conventional method of drawing with a constant luminance.
【００３５】（実施例２）実施例１においては、クロス
オーバー位置に設置された輝度調整用絞りの開口を選択
する手段として、静電偏向器を用いて電子ビームの軌道
を調整し、電子ビームが通過する開口を選択するという
方法をとった。これに対して、本実施例においては、輝
度調整用絞りを物理的に移動させ、電子ビームの軌道を
調整することなく、通過する開口を選択する。(Embodiment 2) In Embodiment 1, as a means for selecting the aperture of the brightness adjusting aperture provided at the crossover position, the trajectory of the electron beam is adjusted using an electrostatic deflector, Was chosen to select the opening through which the light passed. On the other hand, in the present embodiment, the aperture for passing is selected without physically adjusting the trajectory of the electron beam by physically moving the aperture for brightness adjustment.
【００３６】これを実現するためには、輝度調整用絞り
を高速に移動させるためのアクチュエーターが必要であ
る。アクチュエーターを駆動するに当たって、電子ビー
ムに影響を与えるような電場または磁場を発生させない
ことが必要条件である。また、アクチュエーターを電子
光学鏡筒内に設置する場合は、出来るだけ容積を占めな
いこと、および、アウトガスおよび粉塵等を発生させな
いことも要求される。以上の要求を満たすアクチュエー
ターとして、超音波モーターおよびピエゾ素子用いたア
クチュエーター等をあげることが出来る。In order to realize this, an actuator for moving the aperture for brightness adjustment at a high speed is required. In driving the actuator, it is a necessary condition not to generate an electric or magnetic field that affects the electron beam. Further, when the actuator is installed in the electron optical column, it is required that the actuator occupy as little volume as possible and that outgas and dust are not generated. Actuators satisfying the above requirements include an ultrasonic motor and an actuator using a piezo element.
【００３７】一方、近年、これまで半導体製造工程で用
いられてきた微細加工技術を用いて小型化した機械的素
子と電気的素子を集積化し、センサやアクチュエーター
等を作製するマイクロメカトロニクス技術の発展が目覚
しい。特に、センサ、電子回路、アクチュエーターなど
をシリコンチップの上に実現したシステムは、ＭＥＭＳ
（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）と呼
ばれている。On the other hand, in recent years, the development of micromechatronics technology for fabricating sensors, actuators, and the like by integrating miniaturized mechanical elements and electrical elements using fine processing techniques used in the semiconductor manufacturing process so far has been developed. remarkable. In particular, systems that implement sensors, electronic circuits, actuators, etc. on a silicon chip
(Micro-electro-mechanical system).
【００３８】このマイクロメカトロニクスは、電子光学
鏡筒の中などの狭い空間の中での微小な動きに適してい
る一方、力が弱く外乱に弱いという短所も持ち合わせて
いるが、本発明においては、移動させる対象である輝度
調整用絞りは軽い上、移動距離も２００〜３００μｍ程
度と短い。また、要求される位置精度も数１０μｍ程度
であり、外乱による多少の位置変動は問題とならない。
さらに、将来的にマイクロアクチュエーターおよび位置
検出用のセンサおよびそれらの駆動回路を集積化したシ
ステムを同一チップ上に製作することが可能になれば、
極めて簡便に電子光学鏡筒に取り付けることが出来る。
そこで、本実施例では、実施例１と同様の輝度調整用絞
りに、静電力を動力とするマイクロアクチュエーターを
取り付けることにより輝度調整用絞りを可動にした。Although this micromechatronics is suitable for small movements in a narrow space such as an electron optical column, it has the disadvantage that it is weak in force and weak in disturbance. The aperture for brightness adjustment to be moved is light, and the moving distance is as short as about 200 to 300 μm. In addition, the required positional accuracy is on the order of several tens of μm, and slight positional fluctuation due to disturbance does not matter.
Furthermore, if it becomes possible to fabricate a system integrating microactuators, sensors for position detection, and their driving circuits on the same chip in the future,
It can be attached to the electron optical column very easily.
Therefore, in the present embodiment, the brightness adjustment diaphragm is made movable by attaching a microactuator powered by electrostatic force to the same brightness adjustment diaphragm as in the first embodiment.
【００３９】図４は、本実施例の構成を説明する図であ
る。本実施例においては次のようにして電子ビームが通
過する輝度調整用絞りの開口を選択させた。FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of this embodiment. In this embodiment, the aperture of the aperture for brightness adjustment through which the electron beam passes is selected as follows.
【００４０】パターンデータ処理部１１９では、ショッ
ト毎にショット面積を認識し、その情報を基に輝度調整
用絞りの複数の開口から最も適したものを選択する。開
口の選択は実施例１と同様の方法で行う。そして、輝度
選択用制御信号発生部１２０はマイクロアクチュエータ
ー制御回路４０１に信号を伝送し、マイクロアクチュエ
ーター４０２を駆動する。これにより輝度調整用絞り４
０３が、図４中に示した矢印の方向に移動する。この
間、電子ビームはブランキング電極１０４によりブラン
キングされている。その後、位置検出センサ４０４によ
り輝度調整用絞り４０３の移動が終了したことを確認し
た後、ブランキングが解除される。The pattern data processing unit 119 recognizes the shot area for each shot, and selects the most suitable one from a plurality of apertures of the aperture for brightness adjustment based on the information. The selection of the opening is performed in the same manner as in the first embodiment. Then, the luminance selection control signal generating unit 120 transmits a signal to the microactuator control circuit 401 to drive the microactuator 402. Thereby, the aperture 4 for brightness adjustment
03 moves in the direction of the arrow shown in FIG. During this time, the electron beam is blanked by the blanking electrode 104. After that, it is confirmed by the position detection sensor 404 that the movement of the luminance adjustment aperture 403 has been completed, and then the blanking is canceled.
【００４１】以上の一連の動作により、電子ビームが所
望の開口を通過する。同時に、輝度選択用制御信号発生
部１２０は電子光学系制御部１２１に選択した開口につ
いての情報を伝送する。電子光学系制御部１２１では、
これをもとにビーム照射時間の補正計算を行い、ブラン
キング電極をはじめとした描画装置鏡筒内の各部を制御
し、単位面積当たりのビーム照射量が所望の値になるよ
うに調整する。By the above series of operations, the electron beam passes through a desired opening. At the same time, the brightness selection control signal generator 120 transmits information about the selected aperture to the electron optical system controller 121. In the electron optical system control unit 121,
Based on this, the beam irradiation time is corrected and calculated, and each unit in the drawing apparatus barrel including the blanking electrode is controlled to adjust the beam irradiation amount per unit area to a desired value.
【００４２】輝度調整用絞りには実施例１と同様のもの
を用い、ショット毎にビーム面積に応じて開口を選択
し、輝度の調整を行った。この結果、一定の輝度で描画
する従来の描画方法に比べてスループットを約３０％向
上させることが出来た。The same aperture as in Example 1 was used as the aperture for adjusting the luminance, and the aperture was selected in accordance with the beam area for each shot to adjust the luminance. As a result, the throughput was improved by about 30% as compared with the conventional drawing method for drawing at a constant luminance.
【００４３】（実施例３）実施例１においては、照射す
る電子ビームの成形方法（可変成形ビームまたは一括図
形ビーム）に関わらず、電子ビームの面積に応じて電子
ビームの輝度の調整を行った。この方法においては、実
施例１で述べたように、ショット毎にパターンデータを
もとにショット面積を計算し、輝度調整用絞りの複数の
開口から最も適したものを選択し、輝度選択用静電偏向
器に信号を送る。Example 3 In Example 1, the brightness of the electron beam was adjusted in accordance with the area of the electron beam, regardless of the method of shaping the electron beam to be irradiated (variable shaped beam or collective figure beam). . In this method, as described in the first embodiment, the shot area is calculated based on the pattern data for each shot, the most suitable one is selected from a plurality of apertures of the aperture for brightness adjustment, and the static aperture for brightness selection is selected. Sends a signal to the electrodeflector.
【００４４】ところが、実際に描画される多くのパター
ンにおいては、複雑な形状を試料上に一括露光する一括
図形ビームは、面積が大きくクーロン効果が問題となり
易いのに比べて、可変成形ビームは、面積が小さくクー
ロン効果が殆ど問題にならない程小さい場合が多い。つ
まり、可変成形ビームについては、ビーム面積によるシ
ョット毎の輝度の調整を行わず、一括図形のみ輝度の調
整を行うだけで、充分にクーロン効果を小さく抑えるこ
とが出来る場合が多い。However, in many patterns to be actually drawn, a collective figure beam for collectively exposing a complicated shape on a sample has a large area and the Coulomb effect is likely to be a problem. In many cases, the area is small and the Coulomb effect is so small that it hardly causes a problem. That is, for the variable shaped beam, the Coulomb effect can often be sufficiently suppressed by adjusting only the brightness of the collective figure without adjusting the brightness of each shot based on the beam area.
【００４５】そこで、本実施例においては、可変成形ビ
ームは全て同一の輝度で描画を行った。可変成形ビーム
は面積が一定ではないが、最も面積の大きな可変成形ビ
ームを基準に開口を選択した。これにより、輝度を変化
させる頻度を下げることが出来る。Therefore, in this embodiment, all the variable shaped beams are drawn with the same luminance. Although the area of the variable shaped beam is not constant, the aperture was selected based on the variable shaped beam having the largest area. Thereby, the frequency of changing the luminance can be reduced.
【００４６】一方、一括図形ビームについては、描画に
先立ち、各一括図形ビームに最も適した輝度調整用絞り
の開口を選択し、対応関係を描画装置内で記憶させるこ
とにより、ショット毎にショット面積を計算し、輝度調
整用絞りの開口を選択する必要がなくなり、一回の輝度
調整に要する時間を大幅に短縮させることが出来る。On the other hand, for the collective figure beam, prior to writing, the aperture of the aperture for brightness adjustment most suitable for each collective figure beam is selected, and the correspondence is stored in the drawing apparatus, so that the shot area for each shot is increased. It is not necessary to calculate the aperture of the aperture for brightness adjustment, and the time required for one brightness adjustment can be greatly reduced.
【００４７】本実施例で使用した一括図形は２５種類で
ある。描画に先立ち、描画装置の制御計算機は、可変成
形ビームと２５種類の一括図形ビームについて輝度調整
用絞りの複数の開口から最も適したものを選択し、対応
関係を輝度選択用制御信号発生部内の記憶装置内に収め
る。本実施例では、図５に示したように各ビームと輝度
調整用絞りの開口の対応関係になった。描画に際して
は、輝度選択用制御信号発生部が上記の設定をもとにシ
ョット毎に輝度選択用静電偏向器に信号を伝送し、電子
ビームの輝度を調整した。なお、図５中の開口番号は、
図２（ｄ）に示した番号に対応する。There are 25 types of collective figures used in this embodiment. Prior to drawing, the control computer of the drawing apparatus selects the most suitable one from the plurality of apertures of the brightness adjustment aperture for the variable shaped beam and the 25 types of collective figure beams, and determines the correspondence between the two in the brightness selection control signal generator. Put it in the storage device. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, there is a correspondence between each beam and the aperture of the aperture for brightness adjustment. At the time of drawing, the control signal generator for luminance selection transmitted a signal to the electrostatic deflector for luminance selection for each shot based on the above settings, and adjusted the luminance of the electron beam. The opening numbers in FIG.
This corresponds to the number shown in FIG.
【００４８】以上の結果、実施例１と比較して、輝度を
変化させる頻度を下げ、また一回の輝度調整に要する時
間を短縮させることが出来たため、実施例１に比べて、
ビーム照射時間については若干長くなったものの、輝度
を変える回数が減り輝度制定のための描画待ち時間が短
縮されたため、総描画時間はむしろ短くなり、スループ
ットを従来の描画方法に比べて約３８％向上させること
が出来た。また、輝度選択用制御信号発生部の構成をよ
り簡単にすることが出来た。As a result, as compared with the first embodiment, the frequency of changing the luminance can be reduced, and the time required for one luminance adjustment can be shortened.
Although the beam irradiation time was slightly longer, the total number of drawing times was rather shortened because the number of times of changing the brightness was reduced and the drawing waiting time for establishing the brightness was shortened, and the throughput was reduced by about 38% compared to the conventional drawing method. Could be improved. Also, the configuration of the luminance selection control signal generator can be simplified.
【００４９】なお、本実施例においては、各一括図形の
面積が大きく異なったため、一括図形毎に輝度の設定を
行ったが、各図形の面積が大きく異ならない場合は、輝
度を一括図形の面積の最大値、または全一括図形面積の
平均値を基準に決定し、全一括図形について同一の輝度
で描画してもよい。なお、可変成形ビームについては、
最も面積の大きな可変成形ビームを基準に開口を選択し
たが、可変成形ビームの面積の平均値を基準に決定して
もよい。In the present embodiment, the brightness is set for each of the collective figures because the area of each of the collective figures is significantly different. However, if the area of each of the figures is not significantly different, the luminance is set to the area of the collective figure. Or the average value of the area of all the collective figures may be determined as a reference, and all the collective figures may be drawn with the same luminance. For the variable shaped beam,
Although the aperture is selected based on the variable shaped beam having the largest area, the aperture may be determined based on the average value of the area of the variable shaped beam.
【００５０】（実施例４）実施例１乃至３においては、
ショット毎に、電子ビームの面積に応じて、またはビー
ム成形方法（可変成形ビームまたは一括図形ビーム）に
応じて、輝度の設定を行った。その結果、輝度制定時間
が問題となる場合があった。特に、アクチュエーターを
利用した輝度選択方法においては、アクチュエーターの
移動を開始（Ａ）してから位置が定まる（Ｂ）までに約
１５０μｓの時間を要し、輝度を変える頻度が高いパタ
ーンにおいては、輝度調整時間が描画時間に占める割合
が高くなり、輝度調整によるスループット低減の効果が
見えなくなっていた。(Embodiment 4) In Embodiments 1 to 3,
For each shot, the brightness was set according to the area of the electron beam or according to the beam shaping method (variable shaping beam or collective figure beam). As a result, there was a case where the luminance setting time became a problem. In particular, in the luminance selection method using an actuator, it takes about 150 μs from the start of the movement of the actuator (A) to the determination of the position (B). The ratio of the adjustment time to the drawing time increases, and the effect of the throughput reduction by the brightness adjustment cannot be seen.
【００５１】そこで、本実施例では輝度の調整をショッ
ト毎ではなく、主偏向フィールド毎に行う。具体的に
は、パターンデータ処理部において、主偏向フィールド
毎に、フィールド内で最も面積の大きなショットを検出
し、これを基準に実施例３と同様の方法で偏向フィール
ド内における電子ビームの輝度を決定した。Therefore, in this embodiment, the brightness is adjusted not for each shot but for each main deflection field. Specifically, the pattern data processing unit detects, for each main deflection field, a shot having the largest area in the field, and based on the shot, determines the brightness of the electron beam in the deflection field in the same manner as in the third embodiment. Were determined.
【００５２】そして、図６に示すように、主偏向器の整
定待ちと同期して、輝度選択用制御信号発生部１２０は
アクチュエーター駆動回路に信号を伝送し、アクチュエ
ーター４０２の移動を開始する。その後、センサにより
輝度調整用絞り４０３の移動が終了したことを確認した
後、次の偏向フィールドの描画を開始した。これによ
り、本実施例では、輝度制定時間が実質上短縮され、描
画パターンによっては実施例３に比べてさらに描画時間
が短くなるものもあり、従来の描画方法に比べてスルー
プットを最大で約３０％向上させることが出来た。Then, as shown in FIG. 6, in synchronization with the settling of the main deflector, the luminance selection control signal generator 120 transmits a signal to the actuator driving circuit, and starts the movement of the actuator 402. Then, after the sensor has confirmed that the movement of the luminance adjustment aperture 403 has ended, drawing of the next deflection field is started. As a result, in this embodiment, the brightness establishment time is substantially shortened, and in some drawing patterns, the drawing time is further shortened as compared with the third embodiment. % Could be improved.
【００５３】本実施例においては、輝度の調整を主偏向
フィールド毎に行った。これは、主偏向器の制定待ち時
間が約１００μｓ程度であり、アクチュエーターの移動
に要する時間に近かったためである。しかし、今後、ア
クチュエーターの移動に要する時間がさらに短縮された
場合は、輝度の調整を副偏向フィールドまたは副副偏向
フィールド毎に行えばスループットがさらに向上する。In the present embodiment, the brightness is adjusted for each main deflection field. This is because the establishment waiting time of the main deflector was about 100 μs, which was close to the time required for moving the actuator. However, if the time required for the movement of the actuator is further reduced in the future, the throughput is further improved by adjusting the luminance for each sub-deflection field or for each sub-sub-deflection field.
【００５４】なお、面積の大きなショットと面積の小さ
なショットがフィールド内に混在する場合は、フィール
ド内での描画順を開口毎にソーティングすれば、フィー
ルド内における輝度の調整回数を減少させることが出来
るため、本実施例と同様に輝度制定時間を短縮させるこ
とが出来る。また、本実施例においては、偏向フィール
ド毎に輝度の調整を行ったが、ステージの移動方向を変
える際に輝度の調整を行ってもよい。When shots having a large area and shots having a small area are mixed in a field, if the drawing order in the field is sorted for each opening, the number of times of adjusting the luminance in the field can be reduced. Therefore, the luminance establishment time can be reduced as in the present embodiment. In this embodiment, the brightness is adjusted for each deflection field. However, the brightness may be adjusted when the moving direction of the stage is changed.
【００５５】（実施例５）図７は、本実施例の構成を説
明する図である。実施例１においては絞りを用いて電子
ビームの輝度の調整を行ったが、本実施例においては、
ウェネルト電極１０２に印加する電圧を変化させること
により輝度を調整する。(Embodiment 5) FIG. 7 is a diagram for explaining the configuration of this embodiment. In the first embodiment, the brightness of the electron beam is adjusted by using the stop.
The luminance is adjusted by changing the voltage applied to Wehnelt electrode 102.
【００５６】熱電子源１０１から放出された電子ビーム
は、アノード電極１０３に向かって加速された後、第一
マスク１０８を直接照射する。第一マスクには単一の矩
形開口が設けられており、照射された電子ビームにより
開口像が得られる。第一マスク１０８の開口像は、成形
レンズ１１０により第二マスク１１１上に形成される。
第二マスク１１１には、可変成形照射法を行うための矩
形開口および一括図形照射法を行うための成形開口が設
けられている。第二マスク１１１上の結像位置は、ビー
ム成形用偏向器１０９により制御され、これにより電子
ビームの形状および面積が決定される。第二マスク１１
１の開口を通過した電子ビームは、縮小レンズ１１２と
対物レンズ１１３によりステージ１１８に設置された試
料１１７に投影される。対物レンズ内には、偏向器群が
設置されており、この偏向器群により試料上における電
子ビームの結像位置が決められる。The electron beam emitted from the thermionic source 101 is directly irradiated on the first mask 108 after being accelerated toward the anode electrode 103. The first mask is provided with a single rectangular opening, and an opening image is obtained by the irradiated electron beam. An aperture image of the first mask 108 is formed on the second mask 111 by the molding lens 110.
The second mask 111 is provided with a rectangular opening for performing the variable shaping irradiation method and a shaping opening for performing the batch figure irradiation method. The image forming position on the second mask 111 is controlled by the beam shaping deflector 109, whereby the shape and area of the electron beam are determined. Second mask 11
The electron beam that has passed through one aperture is projected onto a sample 117 placed on a stage 118 by a reduction lens 112 and an objective lens 113. A group of deflectors is provided in the objective lens, and the position of the image of the electron beam on the sample is determined by the group of deflectors.
【００５７】本実施例における偏向器群は、偏向領域が
５ｍｍと最も大きい主偏向器１１４および偏向領域が５
００μｍと二番目に大きい副偏向器１１５、および偏向
領域が８０μｍと最も小さい副副偏向器１１６からな
る。The deflector group in this embodiment has a main deflector 114 having the largest deflection area of 5 mm and a deflection area of 5 mm.
A sub-deflector 115 having the second largest size of 00 μm and a sub-sub-deflector 116 having the smallest deflection area of 80 μm are provided.
【００５８】一方、パターンデータ処理部１１９に設け
られた輝度調整用制御信号発生部７０３は、ショット毎
にショット面積を認識し、その情報をもとに所望の輝度
を計算し、ウェネルト電源に伝送するための信号を発生
する。同時に、電子光学系制御部１２１に輝度の値を伝
送する。電子光学系制御部１２１では、これをもとにビ
ーム照射時間の補正計算を行い、ブランキング電極１０
４をはじめとした描画装置鏡筒内の各部を制御し、単位
面積当たりのビーム照射量が所望の値になるように調整
する。On the other hand, a luminance adjustment control signal generator 703 provided in the pattern data processor 119 recognizes a shot area for each shot, calculates a desired luminance based on the information, and transmits the calculated luminance to a Wehnelt power supply. To generate a signal. At the same time, the luminance value is transmitted to the electron optical system control unit 121. The electron optical system control unit 121 performs a correction calculation of the beam irradiation time based on this, and
4 and other parts in the barrel of the drawing apparatus are controlled to adjust the beam irradiation amount per unit area to a desired value.
【００５９】ところで、通常、ウェネルト電極１０２は
その電位が電子源とほぼ等しく、電子源に加える加速電
圧のため、設置電位に対して高圧でフローティング状態
となっている。このため、輝度調整用制御信号発生部を
ウェネルトと同電位にすることは絶縁対策など装置構成
上制約が生じるだけでなく、加速電源系統に放電を生じ
た場合には輝度調整用制御信号発生部７０３が破壊され
るなど信頼性の観点からも支障をきたす。このため、輝
度調整用制御信号発生部７０３からウェネルト電源７０
１への信号伝送を光ケーブルおよび光コネクタ７０２を
用いて電気的に分離することで、装置構成を簡略化し、
信頼性の向上を図る。ウェネルト電源７０１において
は、輝度調整用制御信号発生部から伝送された光信号を
電気信号に変換した後、所望のウェネルト電圧を生成す
る。Normally, the Wehnelt electrode 102 has a potential substantially equal to that of the electron source, and is in a floating state at a high voltage with respect to the set potential due to an acceleration voltage applied to the electron source. For this reason, setting the luminance adjustment control signal generator to the same potential as Wehnelt not only imposes restrictions on the device configuration such as insulation measures, but also causes a luminance adjustment control signal generator when discharge occurs in the acceleration power supply system. For example, the 703 is destroyed, which causes a problem from the viewpoint of reliability. For this reason, the Wehnelt power supply 70
1 is electrically separated using an optical cable and an optical connector 702 to simplify the device configuration,
Improve reliability. The Wehnelt power supply 701 generates a desired Wehnelt voltage after converting the optical signal transmitted from the luminance adjustment control signal generation unit into an electric signal.
【００６０】ここで、ウェネルト電圧は、以下の要領で
計算する。図８に、ウェネルト電圧と輝度の関係の一例
を示す。ウェネルト電圧（電子源からみた電位）を負の
大きな値から浅くすると輝度が増加するが、さらに０Ｖ
に近づけると最大値を経て逆に減少する。これは電子を
放出する領域が広くなり、これに伴って軸外電子の寄与
と収差が増加することによる。このようなウェネルト電
圧と輝度の関係を描画に先立ち予め測定する。Here, the Wehnelt voltage is calculated in the following manner. FIG. 8 shows an example of the relationship between Wehnelt voltage and luminance. When the Wehnelt voltage (potential viewed from the electron source) is decreased from a large negative value, the luminance increases.
When approaching, it decreases in reverse through the maximum value. This is due to the fact that the region from which electrons are emitted is widened, and the contribution of off-axis electrons and the aberrations increase accordingly. Such a relationship between Wehnelt voltage and luminance is measured in advance before drawing.
【００６１】一方、クーロン効果によるビームの広がり
は、アパーチャを通過した電流に比例すると考えること
が出来る。予め実験によりこの関係を求めておき、これ
と上記のウェネルト電圧と輝度の関係から、電子ビーム
の面積に対応するウェネルト電圧を計算することが出来
る。これをテーブルまたは近似式の形で記憶させ、ショ
ット毎に、描画中に輝度が常にクーロン効果が無視でき
るために必要にして十分に低くなるように、パターンデ
ータをもとに計算したビーム面積に応じて、ウェネルト
電圧の調整を行う。On the other hand, it can be considered that the spread of the beam due to the Coulomb effect is proportional to the current passing through the aperture. This relationship is determined in advance by an experiment, and the Wehnelt voltage corresponding to the area of the electron beam can be calculated from the relationship between the Wehnelt voltage and the luminance. This is stored in the form of a table or an approximate expression, and for each shot, the beam area calculated based on the pattern data is set so that the luminance is always sufficiently low during drawing because the Coulomb effect is always negligible. The Wehnelt voltage is adjusted accordingly.
【００６２】本実施例においては、以上の要領で輝度を
ショット毎に調整した。具体的には、図９に示すよう
に、面積が２.５μｍ2以下のショットを輝度８×１０5
Ａ/ｃｍ 2/ｓｒで描画し、面積が２.５μｍ2以上のショ
ットについては最大面積である１２.５μｍ2のショット
まで、面積に反比例させながら、８×１０5Ａ/ｃｍ2/ｓ
ｒから１.６×１０5Ａ/ｃｍ2/ｓｒまでの輝度で描画し
た。このために、ウェネルト電圧を−２５０Ｖから−２
００Ｖの間で調整した。In this embodiment, the luminance is adjusted in the manner described above.
Adjusted for each shot. Specifically, as shown in FIG.
Has an area of 2.5 μmTwoThe following shots have a luminance of 8 × 10Five
A / cm Two/ sr, area is 2.5μmTwoThe above show
The maximum area of the unit is 12.5 μm.TwoShot of
Up to 8 × 10FiveA / cmTwo/ s
1.6 × 10 from rFiveA / cmTwodraw with brightness up to / sr
Was. For this purpose, the Wehnelt voltage is changed from -250V to -2V.
Adjusted between 00V.
【００６３】なお、面積が２.５μｍ2以下の領域につい
ては、クーロン効果によるビームの広がりが球面収差お
よびコマ収差等の他の要因によるビームの広がりに比べ
て充分に小さくなるため、特にクーロン効果の補正の必
要がなかった上、ウェネルト電圧を下げすぎると、電子
銃が不安定になる可能性があったため、輝度を一定に保
った。In a region having an area of 2.5 μm 2 or less, the beam spread due to the Coulomb effect is sufficiently smaller than the beam spread due to other factors such as spherical aberration and coma aberration. When the Wehnelt voltage was too low, the electron gun could become unstable. Therefore, the brightness was kept constant.
【００６４】上記の調整の結果、面積が小さくクーロン
効果が小さなビームについても必要以上に輝度を低くす
ること無く、効率よくクーロン効果を抑制することが可
能となったため、スループットが、従来の描画方法に比
べて約３５％向上したことを示す。As a result of the above adjustment, even for a beam having a small area and a small Coulomb effect, the Coulomb effect can be efficiently suppressed without unnecessarily lowering the luminance. It shows that it improved about 35% compared with.
【００６５】なお、本実施例においては熱電子源を用い
たため、ウェネルト電圧により輝度の調整を行ったが、
電界放出型の電子源を用いた場合は、引き出し電極の電
圧による調整により同様の効果が得られる。In this embodiment, since thermionic electron source was used, the brightness was adjusted by the Wehnelt voltage.
When a field emission type electron source is used, the same effect can be obtained by adjusting the voltage of the extraction electrode.
【００６６】（実施例６）図１０は、本発明の第６の実
施例の構成を説明する図である。(Embodiment 6) FIG. 10 is a diagram for explaining the configuration of a sixth embodiment of the present invention.
【００６７】光源ユニット１００１により制御された複
数の励起光１００２がＧａＡｓ基板からなる光励起電子
源１００３を照射し、光電子面の励起された領域より電
子ビームが放出される。本実施例では、実施例１と同様
にパターンデータ処理部１１９に設けた輝度調整用制御
信号発生部７０３からの信号により光源ユニット１００
１を制御し、励起光１００２の強度を調整することによ
り、光電面より放出される電子の輝度を変化させる。A plurality of excitation lights 1002 controlled by the light source unit 1001 irradiate a photoexcitation electron source 1003 made of a GaAs substrate, and an electron beam is emitted from an excited region of the photoelectron surface. In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the light source unit 100 is controlled by a signal from the luminance adjustment control signal generator 703 provided in the pattern data processor 119.
1 is controlled to adjust the intensity of the excitation light 1002, thereby changing the brightness of the electrons emitted from the photocathode.
【００６８】本実施例において光励起電子源を用いたの
は、以下の３つの理由からである。 （１）高輝度大電流が得られる。光励起電子は、５０ｋ
Ｖで１０8Ａ/ｃｍ2/ｓｒ程度の輝度が得られるため、小
面積での描画でも比較的大きな電流が得られる。また、
同じく高輝度が得られるフィールドエミッションの電子
源と比較しても、電子放出面積を大きく出来るために大
電流を得ることが出来る。 （２）輝度を変化させた際に電子軌道の安定性が高い。
偏向器を用いる方法は、電子軌道を変えるために、その
調整が描画位置精度に大きく影響してしまう。また、ウ
ェネルト電極の電圧を変化させる方式も電子源チップが
電極の中央からずれて配置されると電圧変化が軌道変化
になり、やはり描画位置精度に悪影響を与える。 （３）高速に輝度を変化させることができる。光励起電
子源は、光に対する反応が早く、ｎｓｅｃ（ナノ秒）オ
ーダでの輝度の切り替えが可能である。電極に電圧を加
える方法では制御回路や電極の容量のために切り替え速
度に限界が生じてしまう。The photoexcited electron source is used in the present embodiment for the following three reasons. (1) High luminance and large current can be obtained. 50k photoexcited electrons
Since a luminance of about 10 8 A / cm 2 / sr can be obtained at V, a relatively large current can be obtained even in drawing in a small area. Also,
Similarly, a large current can be obtained because the electron emission area can be increased even when compared with a field emission electron source that can provide high brightness. (2) The stability of the electron orbit when the luminance is changed is high.
In the method using a deflector, since the electron trajectory is changed, the adjustment greatly affects the drawing position accuracy. Also, in the method of changing the voltage of the Wehnelt electrode, if the electron source chip is arranged at a position deviated from the center of the electrode, the change in the voltage causes a change in the trajectory, which also adversely affects the drawing position accuracy. (3) Brightness can be changed at high speed. The photoexcited electron source has a quick response to light, and can switch brightness on the order of nsec (nanosecond). In the method of applying a voltage to the electrodes, the switching speed is limited due to the control circuit and the capacitance of the electrodes.
【００６９】光励起電子源１００３より放出された電子
ビームは、引き出し電極１００４により引き出された
後、アノード電極１０３に向かって加速を受け、第一マ
スク１０４を照射する。After the electron beam emitted from the photoexcited electron source 1003 is extracted by the extraction electrode 1004, it is accelerated toward the anode electrode 103 and irradiates the first mask 104.
【００７０】第一マスク１０４を透過した電子ビーム
は、可変成形用偏向器１０９ａや図形開口照射用偏向器
１０９ｂにより制御され第二マスク１１１上の所定の位
置を照射する。第二マスク１１１上には、ＬＳＩにおい
て纏まった機能を果たす部分に対応する複数の一括図形
開口１１１ａと可変成形用の矩形開口１１１ｂが配置さ
れている。図形開口が一回で照射できる面積より大きい
場合は、複数に分割して露光される。図形開口照射用偏
向器１０９ｂの偏向には限界があるために、第二マスク
１１１は、図形開口の選択の幅を増やすために１枚の試
料の描画中に移動することが好ましい。The electron beam transmitted through the first mask 104 irradiates a predetermined position on the second mask 111 under the control of the deflector 109a for variable shaping and the deflector 109b for irradiating the figure opening. On the second mask 111, a plurality of collective figure openings 111a and variable-form rectangular openings 111b corresponding to portions that fulfill a collective function in the LSI are arranged. When the figure opening is larger than the area that can be irradiated at one time, the exposure is divided into a plurality of parts. Since there is a limit in the deflection of the deflector 109b for illuminating the figure opening, it is preferable that the second mask 111 be moved during writing of one sample in order to increase the range of selection of the figure opening.
【００７１】特に、近年複数の回路素子が集合し一定の
機能を果たす回路ブロックを半導体ＩＰ（Intellectual
Property）として資産化し、様々な品種のＬＳＩで再
利用する方法が注目されているが、この方法を電子ビー
ム描画装置に適用する場合、大面積のマスクを移動させ
ながら描画を行うことがスループットの観点から非常に
有効である。In particular, in recent years, a circuit block in which a plurality of circuit elements assemble and perform a certain function is called a semiconductor IP (Intellectual).
Attention has been focused on a method of capitalizing as a property) and reusing it in various types of LSIs. When applying this method to an electron beam lithography system, it is necessary to perform writing while moving a large-area mask. Very effective from a point of view.
【００７２】第二マスク１１１の開口を通過した電子ビ
ームは、縮小レンズ１１２と対物レンズ１１３によりス
テージ１１８に設置された試料１１７に投影される。対
物レンズ１１３内には、偏向器群が設置されており、こ
の偏向器群により試料上における電子ビームの結像位置
が決められる。偏向器群は、主偏向器１１４および副偏
向器１１５および副副偏向器１１６からなり、本実施例
においては、それぞれ５ｍｍ、５００μｍ、８０μｍの
偏向領域を持つ。The electron beam passing through the opening of the second mask 111 is projected on a sample 117 placed on a stage 118 by a reduction lens 112 and an objective lens 113. A group of deflectors is provided in the objective lens 113, and the image forming position of the electron beam on the sample is determined by the group of deflectors. The deflector group includes a main deflector 114, a sub deflector 115, and a sub-sub deflector 116. In the present embodiment, the deflectors have deflection areas of 5 mm, 500 μm, and 80 μm, respectively.
【００７３】本実施例では、大面積の転写を行うために
対物レンズ１１３を対称磁気ダブレットレンズとした。
対称磁気ダブレットレンズとは、第一のレンズの後方焦
点の位置と第二のレンズの前方焦点の位置の位置とが一
致するように２つのレンズを組み合わせたもので、広い
視野に渡って低収差での結像が可能である。対物レンズ
を対称磁気ダブレットレンズとすることにより、最大照
射面積がクロスオーバー径より大きくクーロン効果の低
減が期待できる。In this embodiment, the objective lens 113 is a symmetric magnetic doublet lens in order to transfer a large area.
A symmetric magnetic doublet lens is a combination of two lenses such that the position of the rear focal point of the first lens and the position of the front focal point of the second lens coincide with each other, and has a low aberration over a wide field of view. Imaging is possible. By using a symmetric magnetic doublet lens as the objective lens, the maximum irradiation area is larger than the crossover diameter, and the Coulomb effect can be reduced.
【００７４】本実施例では、以下の手順により輝度の調
整を行った。In this embodiment, the brightness was adjusted according to the following procedure.
【００７５】まず、パターンデータ処理部１１９では、
ショット毎にショット面積を認識し、その情報を基に、
最適な輝度とそのために必要な励起光の強度を計算す
る。これにより、ショット毎に輝度が所望の値に調整さ
れる。この動作と同時に、輝度調整用制御信号発生部７
０３は電子光学系制御部１２１に輝度の値を伝送する。First, in the pattern data processing section 119,
Recognize the shot area for each shot, and based on that information,
Calculate the optimal brightness and the intensity of the excitation light required for it. As a result, the brightness is adjusted to a desired value for each shot. Simultaneously with this operation, the luminance adjustment control signal generator 7
03 transmits a luminance value to the electron optical system control unit 121.
【００７６】電子光学系制御部１２１では、これをもと
にビーム照射時間の補正計算を行い、描画装置鏡筒内の
各部を制御し、試料上での単位面積当たりのビーム照射
量が所望の値になるように調整する。以上の調整によ
り、実施例１、２、および５に比べてさらに輝度調整に
要する時間を短縮でき、一定の輝度で描画する従来の描
画方法に比べてスループットを約４０％向上させること
が出来た。The electron optical system control section 121 performs a correction calculation of the beam irradiation time on the basis of this, controls each section in the drawing apparatus barrel, and obtains a desired beam irradiation amount per unit area on the sample. Adjust to a value. By the above adjustment, the time required for the luminance adjustment can be further reduced as compared with the first, second, and fifth embodiments, and the throughput can be improved by about 40% as compared with the conventional drawing method for drawing with a constant luminance. .
【００７７】なお、本実施例においては、光励起電子源
から放出された電子ビームをマスクに照射し、マスクの
像を試料上に投影する方式をとったが、光励起電子源に
パターン形状を持った光ビームを照射し、パターン形状
を持った電子ビームを放出させ、試料上に縮小投影する
方式による電子ビーム描画装置においても、本実施例と
同様の効果がある。In the present embodiment, the mask is irradiated with the electron beam emitted from the photoexcited electron source and the image of the mask is projected onto the sample. However, the photoexcited electron source has a pattern shape. The same effect as that of the present embodiment can be obtained in an electron beam drawing apparatus using a method of irradiating a light beam, emitting an electron beam having a pattern shape, and reducing and projecting the electron beam on a sample.
【００７８】またさらに、本実施例においては、電子源
として光励起電子源を用いたが、微小な電界放出電子源
を複数並べたものなどを用いて、駆動する電子源の個数
を調整することにより、マスクを照射する電子ビームの
輝度を調整することが出来るので、同様の効果が得られ
る。Further, in this embodiment, the photoexcited electron source is used as the electron source. However, the number of driven electron sources is adjusted by using a plurality of minute field emission electron sources. Since the brightness of the electron beam irradiating the mask can be adjusted, the same effect can be obtained.
【００７９】次に、本発明になる電子線描画装置および
描画方法を半導体装置の製造に適用した例について説明
する。Next, an example in which the electron beam drawing apparatus and the drawing method according to the present invention are applied to the manufacture of a semiconductor device will be described.
【００８０】図１１は、本発明の実施例３を２５６メガ
バイトＤＲＡＭに適用した例を説明するための、描画パ
ターンの概念図を示す。描画パターン１１０１に示すよ
うに、メモリ素子またはメモリを含む素子においては、
繰り返しパターンの多いメモリセル部に対して、周辺回
路部では、繰り返しパターンが少ない。このため、メモ
リセル部１１０２については、予め繰り返しパターン１
１０３を抽出して第二マスクを製作し、一括図形ビーム
で描画を行う。一方、周辺回路部１１０４については、
繰り返し頻度の高いいくつかのパターン以外は、可変成
形ビームで描画を行う。FIG. 11 is a conceptual diagram of a drawing pattern for explaining an example in which the third embodiment of the present invention is applied to a 256 MB DRAM. As shown in the drawing pattern 1101, in a memory element or an element including a memory,
The peripheral circuit portion has less repetitive patterns than the memory cell portion having many repetitive patterns. Therefore, for the memory cell portion 1102, the repetition pattern 1
103 is extracted to produce a second mask, and drawing is performed by a collective figure beam. On the other hand, regarding the peripheral circuit unit 1104,
Except for some patterns that are frequently repeated, writing is performed with a variable shaped beam.
【００８１】従来は、面積の大きな一括図形ビームを基
準に輝度の調整を行っていたため、特にストレージノー
ド層の描画においては、一括図形のビーム透過率が高
く、ビーム面積が大きいことから、クーロン効果を抑え
るためには、輝度を２×１０5Ａ/ｃｍ2/ｓｒと低く抑え
る必要があった。このため、本来、面積が小さくクーロ
ン効果が問題にならない可変成形ビームの輝度をも必要
以上に低く抑えることになり、照射時間が長くなってい
た。同様に、コンタクトホール層の描画においても、一
括図形ビームで描画を行うメモリセル部を基準にする
と、可変成形ビームを含めた全てのショットを６×１０
5Ａ/ｃｍ2/ｓｒの輝度で描画を行わざるを得ないため、
可変成形ビームの照射時間も必要以上に長くなってい
た。Conventionally, the brightness was adjusted based on a collective figure beam having a large area. In particular, in the writing of the storage node layer, the beam transmittance of the collective figure is high and the beam area is large. In order to suppress the luminance, it was necessary to keep the luminance as low as 2 × 10 5 A / cm 2 / sr. For this reason, the brightness of the variable shaped beam, which originally has a small area and does not cause a problem of the Coulomb effect, is also suppressed unnecessarily low, and the irradiation time is long. Similarly, in the writing of the contact hole layer, all shots including the variable shaped beam are reduced to 6 × 10
Since drawing must be performed at a luminance of 5 A / cm 2 / sr,
The irradiation time of the variable shaped beam was longer than necessary.
【００８２】これに対して、本例では、実施例３と同様
の方法で輝度の調整を行った。即ち、一括図形ビームを
用いるメモリセル部の描画に際しては、輝度を描画前に
各一括図形毎に決定しておいた値に調整しクーロン効果
を低減させ、一方、可変成形ビームを用いる周辺回路部
の描画に際しては、輝度を８×１０5Ａ/ｃｍ2/ｓｒまで
高めて、描画時間を短縮した。この結果、従来の描画方
法に比べて、スループットにして２５％の向上をはかる
ことができた。On the other hand, in this embodiment, the brightness was adjusted in the same manner as in the third embodiment. That is, when writing in the memory cell unit using the collective figure beam, the brightness is adjusted to a value determined for each collective figure before drawing to reduce the Coulomb effect, while the peripheral circuit unit using the variable shaped beam is used. In writing, the brightness was increased to 8 × 10 5 A / cm 2 / sr to shorten the writing time. As a result, the throughput was improved by 25% as compared with the conventional drawing method.
【００８３】以上、ＤＲＡＭに適用した場合について説
明したが、本発明はそれに限定されるものではない。例
えば、図１２に示すような、ＤＲＡＭ１２０２およびＥ
ＥＰＲＯＭ（フラッシュメモリ）１２０３およびマイク
ロプロセッサ１２０４を有するロジック―メモリ混載型
の半導体集積回路装置１２０１等に利用できる。The case where the present invention is applied to a DRAM has been described above, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG.
The present invention can be used for a logic-memory mixed type semiconductor integrated circuit device 1201 having an EPROM (flash memory) 1203 and a microprocessor 1204.
【００８４】この場合は、ＤＲＡＭおよびＥＥＰＲＯＭ
のメモリセル部においては、一括図形ビームを使用する
ことによってショット数を減らすことが出来る。一方、
ＤＲＡＭおよびＥＥＰＲＯＭの周辺回路部およびマイク
ロプロセッサにおいては、繰り返しの多い一部のパター
ンを除いて可変成形ビームで描画を行う。In this case, a DRAM and an EEPROM
In the memory cell section, the number of shots can be reduced by using the collective figure beam. on the other hand,
In a peripheral circuit portion of a DRAM and an EEPROM and a microprocessor, writing is performed by a variable shaped beam except for a part of a pattern that is frequently repeated.
【００８５】このような混載型の半導体集積回路におい
ては、製造工程において、それぞれに必要な工程、機能
を別々に形成する場合がある。この場合、電子ビーム描
画に際しては、それぞれ単独の素子のパターンを描画す
ることになるので、上述した例と同様に輝度の調整を行
えばよい。In such a hybrid type semiconductor integrated circuit, necessary steps and functions may be separately formed in a manufacturing process. In this case, when writing an electron beam, a pattern of a single element is drawn, so that the brightness may be adjusted in the same manner as in the above-described example.
【００８６】一方、このような混載型の半導体集積回路
においても、製造工程数の低減および信頼性の向上のた
めに、いくつかのパターニング工程を同時に行う場合が
ある。この場合、電子ビーム描画に際しては、それぞれ
のパターンに応じて、可変成形ビームと一括図形ビーム
を使い分け、また、ビーム面積に応じて輝度の調整を行
う。本例においては、電子ビーム描画によりＤＲＡＭと
ＥＥＰＲＯＭのゲート層を同時にパターニングした。On the other hand, even in such an embedded semiconductor integrated circuit, several patterning steps may be performed simultaneously in order to reduce the number of manufacturing steps and improve reliability. In this case, when writing the electron beam, the variable shaped beam and the collective figure beam are selectively used according to the respective patterns, and the brightness is adjusted according to the beam area. In this example, the gate layers of the DRAM and the EEPROM were simultaneously patterned by electron beam lithography.
【００８７】この時、繰り返しパターンの多いメモリセ
ル部については、ＤＲＡＭおよびＥＥＰＲＯＭの双方に
ついて繰り返しパターンを抽出して第二マスクを製作
し、一括図形ビームで描画を行った。ここで、ＤＲＡＭ
についてはビーム面積が大きいことから、クーロン効果
を抑えるために２×１０5Ａ/ｃｍ2/ｓｒとした。また、
ＥＥＰＲＯＭについてはＤＲＡＭに比べてメモリセルが
小さいため、一括図形ビームの面積はＤＲＡＭに比べて
若干小さくなったことから、輝度を３×１０5Ａ/ｃｍ2/
ｓｒとした。一方、ＤＲＡＭおよびＥＥＰＲＯＭの双方
の周辺回路部では、繰り返しパターンが少ないことから
可変成形ビームにて描画を行い、輝度は８×１０5Ａ/ｃ
ｍ2/ｓｒとした。At this time, for the memory cell portion having a large number of repetitive patterns, a repetitive pattern was extracted for both the DRAM and the EEPROM, a second mask was manufactured, and drawing was performed with a collective figure beam. Where DRAM
Is set to 2 × 10 5 A / cm 2 / sr in order to suppress the Coulomb effect because the beam area is large. Also,
Since the memory cell of the EEPROM is smaller than that of the DRAM, the area of the collective figure beam is slightly smaller than that of the DRAM, so that the luminance is 3 × 10 5 A / cm 2 /
sr. On the other hand, in the peripheral circuit portions of both the DRAM and the EEPROM, writing is performed with a variable shaped beam because the number of repetitive patterns is small, and the luminance is 8 × 10 5 A / c.
m 2 / sr.
【００８８】以上のような輝度の調整を主偏向フィール
ド毎に行うことによって、従来の描画方法に比べて、ス
ループットにして２０％の向上をはかることができた。By performing the above-described luminance adjustment for each main deflection field, the throughput can be improved by 20% as compared with the conventional drawing method.
【００８９】[0089]
【発明の効果】本発明によれば、輝度が常にクーロン効
果が無視できるために必要にして十分に低くなるよう
に、描画中も必要に応じて調整を行うことにより、大幅
なスループットの低下を招くことなく、クーロン効果に
よる電子ビームの広がり（ボケ）の解決をはかることが
できる。According to the present invention, a significant reduction in throughput can be achieved by making adjustments as needed even during writing so that the luminance is always low enough as required because the Coulomb effect can be ignored. Without inviting, it is possible to solve the spread (blur) of the electron beam due to the Coulomb effect.
【図１】本発明の実施例１を説明するための電子ビーム
描画装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of an electron beam drawing apparatus for explaining a first embodiment of the present invention.
【図２】実施例１を説明するためのビーム面積と輝度お
よびクーロン効果の大きさの関係を表す図（（ａ）、
（ｂ）、（ｃ））、およびビーム面積と輝度調整用絞り
開口番号の対応関係を示す図（ｄ）。FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating a relationship between a beam area, a luminance, and a magnitude of a Coulomb effect for explaining Example 1;
(B), (c)) and a diagram (d) showing the correspondence between the beam area and the aperture number for aperture for brightness adjustment.
【図３】実施例１を説明するための輝度調整用絞りの開
口形状を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an opening shape of a luminance adjustment diaphragm for explaining the first embodiment.
【図４】本発明の実施例２を説明するための電子ビーム
描画装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of an electron beam drawing apparatus for explaining a second embodiment of the present invention.
【図５】本発明の実施例３を説明するための各ビームと
輝度調整用絞り開口番号の対応関係を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the correspondence between each beam and the aperture number of a diaphragm for adjusting brightness for explaining a third embodiment of the present invention.
【図６】本発明の実施例４を説明するためのタイムチャ
ート図。FIG. 6 is a time chart for explaining a fourth embodiment of the present invention.
【図７】本発明の実施例５を説明するための電子ビーム
描画装置の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of an electron beam drawing apparatus for describing Embodiment 5 of the present invention.
【図８】実施例５を説明するためのウェネルト電圧と輝
度の関係の一例を表す図。FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a relationship between Wehnelt voltage and luminance for explaining a fifth embodiment.
【図９】実施例５を説明するためのビーム面積と輝度の
関係を表す図。FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a beam area and luminance for explaining a fifth embodiment;
【図１０】本発明の実施例６を説明するための電子ビー
ム描画装置の構成図。FIG. 10 is a configuration diagram of an electron beam drawing apparatus for describing Embodiment 6 of the present invention.
【図１１】本発明をＤＲＡＭに適用した例を説明する
図。FIG. 11 illustrates an example in which the present invention is applied to a DRAM.
【図１２】本発明をロジック−メモリ混載型の半導体集
積回路に適用した例を説明する図。FIG. 12 is a diagram illustrating an example in which the present invention is applied to a logic-memory mixed type semiconductor integrated circuit.
１０１…電子源、１０２…ウェネルト電極、１０３…ア
ノード電極、１０４…ブランキング電極、１０５…コン
デンサレンズ、１０６…輝度調整用絞り、１０７…輝度
選択用静電偏向器、１０８…第一マスク、１０９…ビー
ム成形用偏向器、１１０…成形レンズ、１１１…第二マ
スク、１１２…縮小レンズ、１１３…対物レンズ、１１
４…主偏向器、１１５…副偏向器、１１６…副副偏向
器、１１７…試料、１１８…ステージ、１１９…パター
ンデータ処理部、１２０…輝度選択用制御信号発生部、
１２１…電子光学系制御部、１２２…クロスオーバー結
像図、１２３…マスク結像図、４０１…マイクロアクチ
ュエーター制御回路、４０２…マイクロアクチュエータ
ー、４０３…輝度調整用絞り、４０４…位置検出セン
サ、７０１…ウェネルト電源、７０２…光コネクタ、７
０３…輝度調整用制御信号発生部、１００１…光源ユニ
ット、１００２…励起光、１００３…光励起電子源、１
００４…引き出し電極、１０９ａ…可変成形用偏向器、
１０９ｂ…図形開口照射用偏向器、１１１ａ…一括図形
開口、１１１ｂ…矩形開口、１１０１…描画パターン、
１１０２…メモリセル部、１１０３…繰り返しパター
ン、１１０４…周辺回路部、１２０１…ロジック―メモ
リ混載型の半導体集積回路装置、１２０２…ＤＲＡＭ、
１２０３…ＥＥＰＲＯＭ、１２０４…マイクロプロセッ
サ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... electron source, 102 ... Wehnelt electrode, 103 ... anode electrode, 104 ... blanking electrode, 105 ... condenser lens, 106 ... brightness adjustment aperture, 107 ... brightness selection electrostatic deflector, 108 ... first mask, 109 ... Deflector for beam shaping, 110. Shaping lens, 111. Second mask, 112. Shrinking lens, 113. Objective lens, 11
4 Main deflector, 115 Sub-deflector, 116 Sub-sub-deflector, 117 Sample, 118 Stage, 119 Pattern data processing unit, 120 Control signal generation unit for luminance selection,
Reference numeral 121: electron optical system control unit, 122: crossover imaging diagram, 123: mask imaging diagram, 401: microactuator control circuit, 402: microactuator, 403: aperture for brightness adjustment, 404: position detection sensor, 701 Wehnelt power supply, 702 ... optical connector, 7
03: brightness adjustment control signal generator, 1001: light source unit, 1002: excitation light, 1003: photo-excited electron source, 1
004: extraction electrode, 109a: variable shape deflector,
109b: a deflector for irradiating a figure opening; 111a: a collective figure opening; 111b: a rectangular opening; 1101: drawing pattern;
1102: memory cell portion, 1103: repetition pattern, 1104: peripheral circuit portion, 1201: logic-memory hybrid type semiconductor integrated circuit device, 1202: DRAM,
1203: EEPROM, 1204: Microprocessor.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｔ (56)参考文献 特開 平７−142360（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−26369（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−137520（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−255712（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027 G03F 7/20 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01L 21/30 541T (56) References JP-A-7-142360 (JP, A) JP-A-11-26369 (JP, A) JP-A-4-137520 (JP, A) JP-A-10-255712 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/027 G03F 7/20
Claims (2)
と、可変成形照射用の矩形開口および一括図形照射用の
成形開口を備えた第二マスクとを有し、前記電子源から
放出された電子ビームを、矩形開口を有する前記第一マ
スクに照射し、電子ビームによる前記第一マスクの開口
像を前記第二マスク上に選択的に照射せしめて成形し、
成形された電子ビームにより試料面上に所望のパターン
を描画するよう構成した電子ビーム描画装置において、
前記第一マスクの上流に形成されるクロスオーバー像の
位置もしくはその近傍に開口率の異なる複数の開口を有
する輝度調整用絞りを設置し、かつ、描画時の前記電子
ビームの成形図形に応じて前記絞りの開口を選択するこ
とにより、輝度調整を行うよう構成したことを特徴とす
る電子ビーム描画装置。 An electron source and a first mask having a rectangular opening
And a rectangular aperture for variable shaping irradiation and a
A second mask having a molded opening,
The emitted electron beam is passed through the first mask having a rectangular aperture.
And irradiating the mask with an electron beam to open the first mask.
Forming an image by selectively irradiating the image on the second mask;
Desired pattern on sample surface by shaped electron beam
In an electron beam writing apparatus configured to write
Of a crossover image formed upstream of the first mask
Multiple openings with different aperture ratios at or near the position
To set a diaphragm for adjusting brightness,
Select the aperture of the stop according to the beam shape.
, The brightness is adjusted.
Electron beam lithography system.
を、矩形開口を有する第一マスクに照射し、電子ビーム
による第一マスクの開口像を可変成形照射用の矩形開口
と一括図形照射用の成形開口とを備えた第二マスク上に
選択的に照射せしめて成形し、成形された可変成形用ビ
ームと一括図形用ビームとを用いて試料面上に所望のパ
ターンを描画する電子ビーム描画方法において、前記可
変成形用ビームでは、その可変成形照射用の開口の面積
にかかわらず同一の輝度で描画し、前記一括図形ビーム
では、描画時に選択する一括図形照射用の開口図形に応
じて、前記第一マスクの上流に形成されるクロスオーバ
ー像の位置もしくはその近傍に設けられた輝度調整用絞
りの開口を選択し、輝度調整を行うようにしたことを特
徴とする電子ビーム描画方法。 2. An electron beam emitted from one electron source.
Is irradiated on a first mask having a rectangular opening, and an electron beam
Aperture image of the first mask by the variable shape
And a second mask with a mold opening for batch figure irradiation
Selectively irradiate and mold, and the molded variable molding vial
Desired beam on the sample surface using the
An electron beam writing method for writing a turn,
In the case of the beam for variable shaping, the area of the aperture for the variable shaping irradiation
Regardless of the drawing, the same figure beam
Now, respond to the opening figure for batch figure irradiation selected during drawing.
And a crossover formed upstream of the first mask.
ー Aperture for brightness adjustment provided at or near the image position
Select the aperture and adjust the brightness.
Electron beam writing method.
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