JP5905209B2 - Charged particle beam drawing apparatus and charged particle beam drawing method - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法に関し、より詳しくは、アパーチャを用いて荷電粒子ビームを成形する可変成形型の荷電粒子ビーム描画装置と、この装置を用いた荷電粒子ビーム描画方法に関する。   The present invention relates to a charged particle beam drawing apparatus and a charged particle beam drawing method, and more particularly, a variable-shaped charged particle beam drawing apparatus that forms a charged particle beam using an aperture, and a charged particle beam using the apparatus. It relates to a drawing method.

近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなっている。半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスクまたはレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）を用い、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。こうした微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細パターンを描画可能な電子ビーム描画装置が用いられる。また、レーザビームを用いて描画するレーザビーム描画装置の開発も試みられている。尚、電子ビーム描画装置は、ウェハに直接回路パターンを描画する場合にも用いられる。   In recent years, the circuit line width required for a semiconductor element has become increasingly narrower as the large scale integrated circuit (LSI) is highly integrated and has a large capacity. The semiconductor element uses an original pattern pattern (a mask or a reticle, which will be collectively referred to as a mask hereinafter) on which a circuit pattern is formed, and the circuit is exposed and transferred onto a wafer by a reduction projection exposure apparatus called a stepper. Manufactured by forming. For manufacturing a mask for transferring such a fine circuit pattern onto a wafer, an electron beam drawing apparatus capable of drawing the fine pattern is used. Attempts have also been made to develop a laser beam drawing apparatus for drawing using a laser beam. The electron beam drawing apparatus is also used when drawing a circuit pattern directly on a wafer.

電子ビーム描画装置では、ウェハ上に転写する回路パターンが基本図形に分解され、複数の成形アパーチャによって、電子ビームが各基本図形と同じ大きさおよび形状に成形される。その後、成形された電子ビームがレジスト上に順次照射されていく。   In the electron beam drawing apparatus, a circuit pattern to be transferred onto a wafer is decomposed into basic figures, and an electron beam is shaped into the same size and shape as each basic figure by a plurality of shaping apertures. Thereafter, the shaped electron beam is sequentially irradiated onto the resist.

電子ビームの成形方法の１つとして、可変成形ビーム方式（Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｓｈａｐｅｄ Ｂｅａｍ：ＶＳＢ方式）が挙げられる。これは、基本図形として、矩形、三角形および台形のパターンを入力し、２枚のアパーチャの重なり量を制御することによって、電子ビームを矩形や三角形に成形する方式である。   One of the electron beam shaping methods is a variable shaped beam (VSB method). In this method, a rectangular, triangular and trapezoidal pattern is input as a basic figure, and the amount of overlap between the two apertures is controlled to form an electron beam into a rectangular or triangular shape.

可変成形型の電子ビーム描画装置は、電子銃から出射した電子ビームを所定の形状に成形する２つのアパーチャと、これらのアパーチャ間に設けられてアパーチャ同士の光学的な重なりを所定の形状に成形する成形偏向器とを有する。また、アパーチャ間には、第１のアパーチャを物面として第２のアパーチャ上に像面を結像させる投影レンズと、２つのアパーチャで成形された電子ビームを試料上に結像させる縮小レンズおよび対物レンズとが配置されている。   The variable shaping type electron beam drawing apparatus is provided with two apertures for shaping an electron beam emitted from an electron gun into a predetermined shape, and an optical overlap between the apertures is formed into a predetermined shape. And a shaping deflector. Further, between the apertures, a projection lens that forms an image plane on the second aperture using the first aperture as an object plane, a reduction lens that forms an image of an electron beam formed by the two apertures on the sample, and An objective lens is arranged.

ところで、電子ビーム描画装置においては、雰囲気中にある炭素などに起因したコンタミネーション汚染の問題がある。電子ビーム描画装置内の雰囲気中には、炭素などの本来は存在しないはずの成分がガスとなって混入している。電子ビーム描画装置の稼働時間が長くなると、こうした成分に起因する汚染物質がアパーチャに付着して、成形ビームの形状や寸法を変化させたり、ビームの照射位置を変動させたりする。   Incidentally, the electron beam lithography apparatus has a problem of contamination due to carbon in the atmosphere. In the atmosphere in the electron beam drawing apparatus, components such as carbon that should not exist originally are mixed as gas. When the operation time of the electron beam drawing apparatus becomes longer, contaminants due to these components adhere to the aperture, thereby changing the shape and size of the shaped beam and changing the irradiation position of the beam.

上記問題に対し、特許文献１には、アパーチャ表面への汚染物質の付着状況を膜厚測定器や元素分析器で測定し、所定量以上の汚染物質が付着すると、加熱ヒータで熱分解したり、酸素プラズマやイオンビームでエッチングしたりして汚染物質を除去する方法が記載されている。   In order to solve the above problem, Patent Document 1 discloses that the contamination state of the contaminant on the aperture surface is measured by a film thickness measuring device or an elemental analyzer, and if a predetermined amount or more of the contaminant is adhered, it is thermally decomposed by a heater. A method for removing contaminants by etching with oxygen plasma or ion beam is described.

特開平９−１３４８６１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-134861

しかしながら、特許文献１における膜厚測定器や元素分析器、加熱ヒータ、酸素プラズマ発生器、イオンビーム発生器などは、描画処理において直接必要とされるものではなく、こうした装置を設けることは電子ビーム描画装置を複雑化することになる。また、電子ビームの通過経路に絶縁物があると、電子ビームがあたることによって絶縁物がチャージアップし、電子ビームの軌道を変化させる。さらに、こうした装置に起因して金属製のゴミが発生すると、これによっても描画精度が低下する。   However, the film thickness measuring device, element analyzer, heater, oxygen plasma generator, ion beam generator, etc. in Patent Document 1 are not directly required in the drawing process, and it is necessary to provide such an apparatus as an electron beam. This complicates the drawing apparatus. Further, if there is an insulator in the electron beam passage path, the insulator is charged up by the electron beam being hit, and the trajectory of the electron beam is changed. Furthermore, when metal dust is generated due to such an apparatus, the drawing accuracy also decreases.

本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、膜厚測定器や加熱ヒータなどの装置を付加することなしに、アパーチャへの汚染物質の付着を抑制することのできる荷電粒子ビーム描画装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of these points. That is, an object of the present invention is to provide a charged particle beam drawing apparatus capable of suppressing the adhesion of contaminants to an aperture without adding a device such as a film thickness measuring device or a heater.

また、本発明の目的は、アパーチャへの汚染物質の付着を簡便に抑制して、描画精度に優れた荷電粒子ビーム描画方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a charged particle beam writing method with excellent drawing accuracy by simply suppressing the adhesion of contaminants to the aperture.

本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。   Other objects and advantages of the present invention will become apparent from the following description.

本発明の第１の態様は、荷電粒子源と、
荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームを所定形状にする第１のアパーチャと、
第１のアパーチャを透過した荷電粒子ビームを所望の形状と寸法のショットにする第２のアパーチャとを有する荷電粒子ビーム描画装置において、
実描画が行われていないときに、第２のアパーチャの開口部の周囲であって第２のアパーチャによって遮蔽される複数の位置に荷電粒子ビームを偏向し、各位置に所定の照射量の荷電粒子ビームが照射されるようにする偏向制御部を備えたことを特徴とするものである。 A first aspect of the invention comprises a charged particle source,
A first aperture that shapes the charged particle beam emitted from the charged particle source into a predetermined shape;
In a charged particle beam writing apparatus having a second aperture that makes a charged particle beam transmitted through the first aperture a shot having a desired shape and size,
When actual drawing is not performed, the charged particle beam is deflected to a plurality of positions around the opening of the second aperture and shielded by the second aperture, and a predetermined irradiation amount is charged at each position. It is characterized by including a deflection control unit that allows the particle beam to be irradiated.

本発明の第１の態様は、荷電粒子ビームによる描画対象が載置されるステージと、
ステージの駆動を制御するステージ制御部と、
ステージの位置を測定するステージ位置測定部を有し、
偏向制御部は、ステージ制御部から情報を取得して実描画が行われているか否かを判断し、ステージ位置測定部からの情報を基に荷電粒子ビームの偏向位置を決定することが好ましい。 A first aspect of the present invention includes a stage on which a drawing target by a charged particle beam is placed;
A stage controller for controlling the drive of the stage;
It has a stage position measurement unit that measures the position of the stage,
The deflection control unit preferably acquires information from the stage control unit, determines whether actual drawing is performed, and determines the deflection position of the charged particle beam based on the information from the stage position measurement unit.

本発明の第１の態様において、所定の照射量は、第２のアパーチャの温度を３００℃以上とするのに必要な照射量であることが好ましい。   In the first aspect of the present invention, the predetermined irradiation amount is preferably an irradiation amount necessary for setting the temperature of the second aperture to 300 ° C. or higher.

本発明の第２の態様は、荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームを第１のアパーチャで所定形状にし、さらに第２のアパーチャで所望の形状と寸法のショットにして、ステージ上に載置された描画対象にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法において、
実描画が行われていないときに、第２のアパーチャの開口部の周囲であって第２のアパーチャによって遮蔽される複数の位置に荷電粒子ビームを偏向し、各位置に所定の照射量の荷電粒子ビームを照射することを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, a charged particle beam emitted from a charged particle source is shaped into a predetermined shape with a first aperture, and further shot with a desired shape and size with a second aperture, and placed on a stage. In a charged particle beam drawing method for drawing a pattern on a drawn drawing target,
When actual drawing is not performed, the charged particle beam is deflected to a plurality of positions around the opening of the second aperture and shielded by the second aperture, and a predetermined irradiation amount is charged at each position. It is characterized by irradiating a particle beam.

本発明の第２の態様は、ステージ上に描画対象が載置される前に、開口部の周囲を荷電粒子ビームで順に照射することが好ましい。   In the second aspect of the present invention, it is preferable to sequentially irradiate the periphery of the opening with a charged particle beam before the drawing target is placed on the stage.

本発明の第２の態様において、描画対象の描画領域は、短冊状の複数のストライプに仮想分割されており、
描画対象が載置されたステージが、第１のストライプの長手方向に移動した後、第２のストライプの所定位置に移動するまでの間のみ、開口部の周囲にある１点に荷電粒子ビームを照射し、次いで、ステージが、第２のストライプの長手方向に移動した後、第３のストライプの所定位置に移動するまでの間のみ、開口部の周囲にある上記１点とは別の１点に荷電粒子ビームを照射することが好ましい。
この場合、第１のストライプ、第２のストライプ、第３のストライプの順に描画される。これらのストライプは、隣接していてもよく、隣接していなくてもよい。 In the second aspect of the present invention, the drawing area to be drawn is virtually divided into a plurality of strip-shaped stripes,
Only after the stage on which the drawing target is placed moves in the longitudinal direction of the first stripe and then moves to the predetermined position of the second stripe, the charged particle beam is applied to one point around the opening. Irradiation, and then the stage moves in the longitudinal direction of the second stripe and then moves to a predetermined position of the third stripe, and another point other than the one around the opening It is preferable to irradiate with a charged particle beam.
In this case, drawing is performed in the order of the first stripe, the second stripe, and the third stripe. These stripes may or may not be adjacent.

本発明の第１の態様によれば、膜厚測定器や加熱ヒータなどの装置を付加することなしに、アパーチャへの汚染物質の付着を抑制することのできる荷電粒子ビーム描画装置が提供される。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a charged particle beam drawing apparatus capable of suppressing adhesion of contaminants to the aperture without adding a device such as a film thickness measuring device or a heater. .

本発明の第２の態様によれば、アパーチャへの汚染物質の付着が簡便に抑制され、描画精度に優れた荷電粒子ビーム描画方法が提供される。   According to the second aspect of the present invention, there is provided a charged particle beam writing method that easily suppresses the attachment of contaminants to the aperture and has excellent drawing accuracy.

本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。It is a block diagram of the electron beam drawing apparatus in this Embodiment. 電子ビームによる描画方法の説明図である。It is explanatory drawing of the drawing method by an electron beam. 本実施の形態におけるデータの流れを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the flow of the data in this Embodiment. 第１のアパーチャの開口部の平面図である。It is a top view of the opening part of a 1st aperture. 第２のアパーチャの開口部の平面図である。It is a top view of the opening part of a 2nd aperture. 本実施の形態におけるビーム成形の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the beam shaping in this Embodiment. 本実施の形態において、アパーチャ上での電子ビームの偏向位置を示す図である。In this Embodiment, it is a figure which shows the deflection position of the electron beam on an aperture. アパーチャ上に電子ビームを偏向するタイミングを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the timing which deflects an electron beam on an aperture. 図７に示す偏向位置を随時変える処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process which changes the deflection position shown in FIG. 7 at any time. 図９の処理と並行して行う処理のフローチャートである。10 is a flowchart of processing performed in parallel with the processing of FIG. 9. 本実施の形態において、１枚のマスク基板に対する描画処理に汚染物質付着防止ビーム照射処理を行う一例である。In this embodiment mode, an example of performing a contaminant adhesion preventing beam irradiation process on a drawing process on one mask substrate is shown.

図１は、本実施の形態における電子ビーム描画装置の構成図である。   FIG. 1 is a configuration diagram of an electron beam drawing apparatus according to the present embodiment.

図１において、電子ビーム描画装置の試料室１内には、描画対象としてのマスク基板２が設置されたステージ３が設けられている。ステージ３は、ステージ制御部としてのステージ駆動回路４によりＸ方向とＹ方向に駆動される。ステージ３の移動位置は、レーザ測長計などを用いた、ステージ位置測定部としての位置回路５により測定される。   In FIG. 1, a stage 3 on which a mask substrate 2 as a drawing target is installed is provided in a sample chamber 1 of an electron beam drawing apparatus. The stage 3 is driven in the X direction and the Y direction by a stage drive circuit 4 as a stage control unit. The moving position of the stage 3 is measured by a position circuit 5 as a stage position measuring unit using a laser length meter or the like.

試料室１の上方には、電子ビーム光学系１０が設置されている。電子ビーム光学系１０は、荷電粒子源としての電子銃６、各種レンズ７、８、９、１１、１２、ブランキング用偏向器１３、成形偏向器１４、ビーム走査用の主偏向器１５、ビーム走査用の副偏向器１６、ビーム成形用の第１のアパーチャ１７および第２のアパーチャ１８などから構成されている。   An electron beam optical system 10 is installed above the sample chamber 1. The electron beam optical system 10 includes an electron gun 6 as a charged particle source, various lenses 7, 8, 9, 11, 12, a blanking deflector 13, a shaping deflector 14, a main deflector 15 for beam scanning, a beam It comprises a scanning sub-deflector 16, a first aperture 17 for beam shaping, a second aperture 18, and the like.

マスク基板２上の描画領域は、短冊状の複数のストライプによって仮想分割されている。ステージ３は、マスク基板２を載置した状態で、第１のストライプの長手方向に移動し、これと連動して電子ビーム５４による描画が行われる。第１のストライプの描画を終えると、ステージ３は、例えば、第１のストライプに隣接する第２のストライプの描画開始位置に移動する。そして、同様に、第２のストライプの長手方向にステージ３が移動しながら描画が行われる。第２のストライプの描画を終えると、ステージ３は、例えば、第２のストライプに隣接する第３のストライプの描画開始位置に移動する。そして、同様に、第３のストライプの長手方向にステージ３が移動しながら描画が行われる。以上の工程を繰り返して、マスク基板２の描画領域全体に所定のパターンが描画される。   The drawing area on the mask substrate 2 is virtually divided by a plurality of strip-like stripes. The stage 3 moves in the longitudinal direction of the first stripe while the mask substrate 2 is placed, and drawing by the electron beam 54 is performed in conjunction with this movement. When the drawing of the first stripe is finished, the stage 3 moves to the drawing start position of the second stripe adjacent to the first stripe, for example. Similarly, drawing is performed while the stage 3 moves in the longitudinal direction of the second stripe. When the drawing of the second stripe is finished, the stage 3 moves to the drawing start position of the third stripe adjacent to the second stripe, for example. Similarly, drawing is performed while the stage 3 moves in the longitudinal direction of the third stripe. By repeating the above steps, a predetermined pattern is drawn on the entire drawing area of the mask substrate 2.

図２は、電子ビームによる描画方法の説明図である。この図に示すように、マスク基板２上に描画されるパターン５１は、短冊状のストライプ５２に分割されている。電子ビーム５４による描画は、ステージ３が一方向（例えば、Ｘ方向）に連続移動しながら、ストライプ５２毎に行われる。ストライプ５２は、さらに副偏向領域５３に分割されており、電子ビーム５４は、副偏向領域５３内の必要な部分のみを描画する。尚、ストライプ５２は、主偏向器１５の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、副偏向領域５３は、副偏向器１６の偏向幅で決まる単位描画領域である。   FIG. 2 is an explanatory diagram of a drawing method using an electron beam. As shown in this figure, the pattern 51 drawn on the mask substrate 2 is divided into strip-like stripes 52. Drawing with the electron beam 54 is performed for each stripe 52 while the stage 3 continuously moves in one direction (for example, the X direction). The stripe 52 is further divided into sub-deflection areas 53, and the electron beam 54 draws only necessary portions in the sub-deflection areas 53. The stripe 52 is a strip-shaped drawing area determined by the deflection width of the main deflector 15, and the sub deflection area 53 is a unit drawing area determined by the deflection width of the sub deflector 16.

副偏向領域５３内での電子ビーム５４の位置決めは、副偏向器１６で行われる。副偏向領域５３の位置制御は、主偏向器１５によってなされる。すなわち、主偏向器１５によって、副偏向領域５３の位置決めがされ、副偏向器１６によって、副偏向領域５３内でのビーム位置が決められる。さらに、成形偏向器１４と２つのアパーチャ１７、１８によって、電子ビーム５４の形状と寸法が決められる。そして、ステージ３を一方向に連続移動させながら、副偏向領域５３内を描画し、１つの副偏向領域５３の描画が終了したら、次の副偏向領域５３を描画する。ストライプ５２内の全ての副偏向領域５３の描画が終了したら、ステージ３を連続移動させる方向と直交する方向（例えば、Ｙ方向）にステップ移動させる。その後、同様の処理を繰り返して、ストライプ５２を順次描画して行く。   The positioning of the electron beam 54 in the sub deflection region 53 is performed by the sub deflector 16. The position of the sub deflection region 53 is controlled by the main deflector 15. That is, the main deflector 15 positions the sub deflection region 53, and the sub deflector 16 determines the beam position in the sub deflection region 53. Further, the shape and size of the electron beam 54 are determined by the shaping deflector 14 and the two apertures 17 and 18. Then, the sub-deflection area 53 is drawn while continuously moving the stage 3 in one direction. When drawing of one sub-deflection area 53 is completed, the next sub-deflection area 53 is drawn. When drawing of all the sub-deflection areas 53 in the stripe 52 is completed, the stage 3 is moved stepwise in a direction orthogonal to the direction in which the stage 3 is continuously moved (for example, the Y direction). Thereafter, the same processing is repeated, and the stripes 52 are sequentially drawn.

図３に示すように、設計者（ユーザ）が作成したＣＡＤデータ２０１は、ＯＡＳＩＳなどの階層化されたフォーマットの設計中間データ２０２に変換される。設計中間データ２０２には、レイヤ（層）毎に作成されて各マスクに形成されるパターンデータが格納される。ここで、一般に、描画装置３００は、ＯＡＳＩＳデータを直接読み込めるようには構成されていない。すなわち、描画装置３００の製造メーカー毎に、異なるフォーマットデータが用いられている。このため、ＯＡＳＩＳデータは、レイヤ毎に各描画装置に固有のフォーマットデータ２０３に変換された後に描画装置３００に入力される。   As shown in FIG. 3, CAD data 201 created by a designer (user) is converted into design intermediate data 202 in a hierarchical format such as OASIS. The design intermediate data 202 stores pattern data created for each layer and formed on each mask. Here, generally, the drawing apparatus 300 is not configured to directly read OASIS data. That is, different format data is used for each manufacturer of the drawing apparatus 300. Therefore, the OASIS data is input to the drawing apparatus 300 after being converted into format data 203 unique to each drawing apparatus for each layer.

フォーマットデータ２０３は、図１の入力部２０に記録される。記録されたデータは制御計算機１９によって読み出され、ストライプ５２毎にパターンメモリ２１に一時的に格納される。パターンメモリ２１に格納されたストライプ５２毎のパターンデータ、すなわち、描画位置や描画図形データなどで構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパターンデータデコーダ２２と描画データデコーダ２３に送られる。次いで、これらを介して、副偏向領域偏向量算出部２８、ブランキング回路２４、ビーム成形器ドライバ２５、主偏向器ドライバ２６、副偏向器ドライバ２７に送られる。   The format data 203 is recorded in the input unit 20 in FIG. The recorded data is read by the control computer 19 and temporarily stored in the pattern memory 21 for each stripe 52. The pattern data for each stripe 52 stored in the pattern memory 21, that is, the frame information composed of the drawing position and drawing graphic data, etc. is sent to the pattern data decoder 22 and the drawing data decoder 23 which are data analysis units. Subsequently, the sub-deflection area deflection amount calculation unit 28, the blanking circuit 24, the beam shaper driver 25, the main deflector driver 26, and the sub-deflector driver 27 are sent via these.

パターンデータデコーダ２２からの情報は、ブランキング回路２４とビーム成形器ドライバ２５に送られる。具体的には、パターンデータデコーダ２２で描画データに基づいてブランキングデータが作成され、ブランキング回路２４に送られる。また、描画データに基づいて所望とするビーム寸法データも作成されて、副偏向領域偏向量算出部２８とビーム成形器ドライバ２５に送られる。そして、ビーム成形器ドライバ２５から、電子ビーム光学系１０の成形偏向器１４に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４の形状と寸法が制御される。   Information from the pattern data decoder 22 is sent to a blanking circuit 24 and a beam shaper driver 25. Specifically, the pattern data decoder 22 creates blanking data based on the drawing data and sends it to the blanking circuit 24. Further, desired beam size data is also created based on the drawing data, and is sent to the sub deflection region deflection amount calculation unit 28 and the beam shaper driver 25. Then, a predetermined deflection signal is applied from the beam shaper driver 25 to the shaping deflector 14 of the electron beam optical system 10 to control the shape and size of the electron beam 54.

副偏向領域偏向量算出部２８は、パターンデータデコーダ２２で作成したビーム形状データから、副偏向領域５３における、１ショットごとの電子ビームの偏向量（移動距離）を算出する。算出された情報は、セトリング時間決定部２９に送られ、副偏向による移動距離に対応したセトリング時間が決定される。   The sub deflection region deflection amount calculation unit 28 calculates the deflection amount (movement distance) of the electron beam for each shot in the sub deflection region 53 from the beam shape data created by the pattern data decoder 22. The calculated information is sent to the settling time determination unit 29, and the settling time corresponding to the movement distance by the sub deflection is determined.

セトリング時間決定部２９で決定されたセトリング時間は、偏向制御部３０へ送られた後、パターンの描画のタイミングを計りながら、偏向制御部３０より、ブランキング回路２４、ビーム成形器ドライバ２５、主偏向器ドライバ２６、副偏向器ドライバ２７のいずれかに適宜送られる。   The settling time determined by the settling time determination unit 29 is sent to the deflection control unit 30, and then the deflection control unit 30 measures the blanking circuit 24, the beam shaper driver 25, the main pattern while timing the pattern drawing. It is appropriately sent to either the deflector driver 26 or the sub deflector driver 27.

描画データデコーダ２３では、描画データに基づいて副偏向領域５３の位置決めデータが作成され、このデータは、主偏向器ドライバ２６と副偏向器ドライバ２７に送られる。そして、主偏向器ドライバ２６から、電子ビーム光学系１０の主偏向器１５に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム５４が所定の主偏向位置に偏向走査される。また、副偏向器ドライバ２７から、副偏向器１６に所定の副偏向信号が印加されて、副偏向領域５３内での描画が行われる。この描画は、具体的には、設定されたセトリング時間が経過した後、電子ビーム５４を繰り返し照射することによって行われる。   The drawing data decoder 23 creates positioning data for the sub deflection region 53 based on the drawing data, and sends this data to the main deflector driver 26 and the sub deflector driver 27. Then, a predetermined deflection signal is applied from the main deflector driver 26 to the main deflector 15 of the electron beam optical system 10, and the electron beam 54 is deflected and scanned to a predetermined main deflection position. Further, a predetermined sub deflection signal is applied from the sub deflector driver 27 to the sub deflector 16, and drawing in the sub deflection region 53 is performed. Specifically, this drawing is performed by repeatedly irradiating the electron beam 54 after the settling time has elapsed.

図４は、第１の成形アパーチャ１７の開口部の一例を示す概念図である。また、図５は、第２の成形アパーチャ１８の開口部の一例を示す概念図である。図４において、第１の成形アパーチャ１７には、矩形、例えば正方形または長方形の開口部１０１が形成されている。図５において、第２の成形アパーチャ１８には、長方形の１辺と６角形の１辺とを無くしてつなげた成形開口１０２が形成されている。成形開口１０２は、例えば、４５度の整数倍の角度を頂点とした図形に形成されている。   FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the opening of the first shaping aperture 17. FIG. 5 is a conceptual diagram showing an example of the opening of the second shaping aperture 18. In FIG. 4, the first shaping aperture 17 is formed with a rectangular, for example, square or rectangular opening 101. In FIG. 5, the second shaping aperture 18 is formed with a shaping opening 102 that is connected by eliminating one side of the rectangle and one side of the hexagon. The molding opening 102 is formed in a figure having an apex at an angle that is an integral multiple of 45 degrees, for example.

図６は、第１の成形アパーチャ１７と第２の成形アパーチャ１８を用いた電子ビーム描画装置におけるビーム成形の一例である。   FIG. 6 is an example of beam shaping in an electron beam drawing apparatus using the first shaping aperture 17 and the second shaping aperture 18.

図１の電子銃６から出射された電子ビーム５４は、レンズ８によって第１のアパーチャ１７を照明する。次いで、第１のアパーチャ１７の開口部１０１を透過した後、図１の成形偏向器１４によって偏向されて、第２のアパーチャ１８の開口部１０２を透過する。   The electron beam 54 emitted from the electron gun 6 in FIG. 1 illuminates the first aperture 17 by the lens 8. Next, after passing through the opening 101 of the first aperture 17, it is deflected by the shaping deflector 14 of FIG. 1 and passes through the opening 102 of the second aperture 18.

図６の符号６１は、開口部１０１を透過して第２のアパーチャ１８上に照射された電子ビーム５４の照射像である。照射像６１の形状は、第１のアパーチャ１７の開口部１０１の形状を反映して矩形状である。照射像６１と第２のアパーチャ１８の開口部１０２とが重なる領域の形状も矩形状である。つまり、図６の例では、第２のアパーチャ１８の開口部１０２を透過した電子ビーム５４は矩形状に成形され、矩形ショット６２が形成される。尚、照射像６１と開口部１０２とが重なる位置を変えることで、電子ビーム５４を三角形に成形することも可能である。   Reference numeral 61 in FIG. 6 is an irradiation image of the electron beam 54 that is transmitted through the opening 101 and irradiated onto the second aperture 18. The shape of the irradiation image 61 is a rectangular shape reflecting the shape of the opening 101 of the first aperture 17. The shape of the region where the irradiation image 61 and the opening 102 of the second aperture 18 overlap is also rectangular. That is, in the example of FIG. 6, the electron beam 54 transmitted through the opening 102 of the second aperture 18 is shaped into a rectangular shape, and a rectangular shot 62 is formed. The electron beam 54 can be shaped into a triangle by changing the position where the irradiation image 61 and the opening 102 overlap.

電子ビーム描画装置において、各偏向器を駆動する際には、その負荷に応じた出力電圧のセトリング時間が必要になる。すなわち、目標とする偏向位置に電子ビームを整定するには、所定のセトリング時間を要する。このセトリング時間は、上記の通り、セトリング時間決定部２９で決定される。ここで、セトリング時間中にマスク基板へ電子ビームが照射されると描画結果に悪影響を及ぼす。そこで、ブランキング機構を作動させて、電子ビームが照射されないようにしている。しかし、偏向器の各偏向電極に印加される偏向電圧は、一定の目標偏向電圧に達するまで偏向電圧速度がばらつく。この偏向電圧速度のばらつきにより、電子ビームのブランキング点がふらつくように移動し、電子ビームが対物絞りの開口孔から漏れることがある。そこで、第１の成形アパーチャを透過した電子ビームの全体が第２の成形アパーチャで遮蔽されるようにして、電子ビームがこれより下流側に照射されるのを防止している。   In the electron beam drawing apparatus, when each deflector is driven, an output voltage settling time corresponding to the load is required. That is, a predetermined settling time is required to set the electron beam at the target deflection position. The settling time is determined by the settling time determination unit 29 as described above. Here, if the electron beam is irradiated to the mask substrate during the settling time, the drawing result is adversely affected. Therefore, the blanking mechanism is operated so that the electron beam is not irradiated. However, the deflection voltage applied to each deflection electrode of the deflector varies in deflection voltage speed until a certain target deflection voltage is reached. Due to the variation in the deflection voltage speed, the blanking point of the electron beam moves so as to fluctuate, and the electron beam may leak from the aperture of the objective aperture. Therefore, the entire electron beam transmitted through the first shaping aperture is shielded by the second shaping aperture to prevent the electron beam from being irradiated downstream.

具体的には、図１において、第１の成形アパーチャ１７を透過した電子ビーム５４を副偏向器１６で偏向して、電子ビーム５４が第２の成形アパーチャ１８で遮蔽されるようにしている。尚、この目的のために、第２の成形アパーチャ１８上で電子ビーム５４が偏向される位置は常に同じである。また、ブランキング機構が作動しない場合にも、下流側への電子ビーム５４の照射を防ぐために、同じ位置に電子ビーム５４を偏向することがあり、この場合には、この位置に電子ビーム５４が照射されることになる。以下では、主として電子ビーム５４が照射される場合を想定している。   Specifically, in FIG. 1, the electron beam 54 transmitted through the first shaping aperture 17 is deflected by the sub deflector 16 so that the electron beam 54 is shielded by the second shaping aperture 18. For this purpose, the position where the electron beam 54 is deflected on the second shaping aperture 18 is always the same. Even when the blanking mechanism does not operate, the electron beam 54 may be deflected to the same position in order to prevent the irradiation of the electron beam 54 to the downstream side. Will be irradiated. In the following, it is assumed that the electron beam 54 is mainly irradiated.

本発明者の検討によれば、雰囲気中にある炭素などの成分に起因する汚染物質は、アパーチャの特定箇所に付着することが分かっている。具体的には、汚染物質は、第２の成形アパーチャ１８の特定箇所、すなわち、下流側への電子ビームの漏れを防ぐために、副偏向器１６で電子ビーム５４を偏向する位置から離れた箇所に付着する。つまり、第２の成形アパーチャ１８上で、電子ビームが偏向される位置やその近傍に汚染物質は付着しない。また、開口部１０１の全体に電子ビーム５４が照射される第１の成形アパーチャ１７にも汚染物質は付着しない。   According to the study by the present inventor, it has been found that contaminants caused by components such as carbon in the atmosphere adhere to a specific portion of the aperture. Specifically, the contaminant is present at a specific position of the second shaping aperture 18, that is, at a position away from a position where the sub deflector 16 deflects the electron beam 54 in order to prevent leakage of the electron beam downstream. Adhere to. That is, no contaminants adhere to the position where the electron beam is deflected or the vicinity thereof on the second shaping aperture 18. Further, the contaminant does not adhere to the first shaping aperture 17 in which the entire opening 101 is irradiated with the electron beam 54.

上記理由としては、電子ビームが照射される箇所が高温（例えば、３００℃程度）になることが挙げられる。つまり、高温になることによって、この周辺における雰囲気中のガス濃度が低くなる。具体的には、分子の移動速度が速くなり、単位体積当たりの分子の存在確率が低くなる。このため、汚染物質が付着し難くなると考えられる。   The reason for this is that the portion irradiated with the electron beam is at a high temperature (for example, about 300 ° C.). In other words, the gas concentration in the atmosphere in the vicinity decreases as the temperature increases. Specifically, the movement speed of the molecule is increased, and the existence probability of the molecule per unit volume is decreased. For this reason, it is thought that a contaminant becomes difficult to adhere.

そこで、本実施の形態では、電子ビームの下流側への漏れを防ぐために第２の成形アパーチャ１８上で電子ビームを偏向する箇所を１箇所に限定せず、開口部１０２の周辺に満遍なく偏向する。また、このとき、各偏向位置における温度が所定温度（汚染物質が付着しない温度）以上となるようにする。具体的には、第２の成形アパーチャ１８の温度が３００℃以上となるようにすることが好ましい。   Therefore, in this embodiment, in order to prevent the electron beam from leaking to the downstream side, the position where the electron beam is deflected on the second shaping aperture 18 is not limited to one, but is uniformly deflected around the opening 102. . At this time, the temperature at each deflection position is set to be equal to or higher than a predetermined temperature (a temperature at which no contaminants adhere). Specifically, the temperature of the second shaping aperture 18 is preferably set to 300 ° C. or higher.

偏向位置の温度は、電子ビームの照射時間によって決められる。以下に、電子ビームの照射時間とアパーチャの温度との関係について述べる。尚、アパーチャの加熱は、熱伝導、対流および輻射によって行われるが、アパーチャは真空中にあることから、下記では対流はほぼないとして考える。   The temperature of the deflection position is determined by the irradiation time of the electron beam. The relationship between the electron beam irradiation time and the aperture temperature will be described below. The aperture is heated by heat conduction, convection, and radiation. However, since the aperture is in a vacuum, it is considered that there is almost no convection in the following.

第２の成形アパーチャ上において、電子ビームのサイズを１００×１０^−１２（ｍ）、電子ビームの電流密度を２００×１０^４（Ａ／ｍ^２）、所定位置への電子ビームの連続照射時間をｔ（ｓ）とすると、この所定位置へのドーズ量は、下記式で表される。

On the second shaping aperture, the size of the electron beam is 100 × 10 ⁻¹² (m), the current density of the electron beam is 200 × 10 ⁴ (A / m ² ), and the continuous irradiation time of the electron beam to a predetermined position is set. Assuming t (s), the dose amount to the predetermined position is expressed by the following equation.

また、電荷Ｑに値する電子の数は、下記式で表される。

The number of electrons deserving the charge Q is expressed by the following formula.

このうち、反射する電子が３０％であるとすると、第２の成形アパーチャに吸収される電子の数は、下記式で表される。

Of these, assuming that 30% of the electrons are reflected, the number of electrons absorbed by the second shaping aperture is expressed by the following equation.

電子１個の質量は、９．１×１０^−３１（ｋｇ）であるので、第２の成形アパーチャに当たる電子の総重量は、下記式で表される。

Since the mass of one electron is 9.1 × 10 ⁻³¹ (kg), the total weight of electrons hitting the second shaping aperture is expressed by the following formula.

これらの電子の総エネルギーは、下記式で表される。

The total energy of these electrons is expressed by the following formula.

また、１秒あたりの照射エネルギーは、下記式で表される。

Moreover, the irradiation energy per second is represented by the following formula.

電子ビームが照射された位置における熱抵抗をＲｔ（℃／Ｗ）、電子ビームが照射される部分の熱容量をＣｔ、電子ビームが照射された位置での温度上昇をＴ（Ｋ）とすると、
これらの関係は下記式で表される。

ここで、Ｔ＝６００Ｋとすると、

で表されるので、この式から電子ビームの照射時間ｔを算出することができる。尚、熱抵抗Ｒｔと熱容量Ｃｔは、いずれもアパーチャの材質や形状に依存する。また、温度Ｔは、汚染物質が付着しない温度に適宜設定される。 If the thermal resistance at the position irradiated with the electron beam is Rt (° C./W), the heat capacity of the portion irradiated with the electron beam is Ct, and the temperature rise at the position irradiated with the electron beam is T (K),
These relationships are represented by the following formula.

Here, if T = 600K,

Therefore, the electron beam irradiation time t can be calculated from this equation. The thermal resistance Rt and the thermal capacity Ct both depend on the aperture material and shape. Further, the temperature T is appropriately set to a temperature at which contaminants do not adhere.

図７は、第２の成形アパーチャ１８上で電子ビームを偏向する箇所を１箇所に限定せず、開口部１０２の周辺に満遍なく偏向する様子を模式的に示した図である。符号５４^１〜５４^１８は、電子ビームの偏向位置を表しており、この例では、１８箇所の偏向位置について５４^１、５４^２、５４^３、・・・、５４^１８の順に偏向する。尚、偏向位置の数や偏向順序はこの例に限られるものではなく、適宜設定することができる。 FIG. 7 is a diagram schematically showing a state in which the electron beam is deflected uniformly around the opening 102 without being limited to one place on the second shaping aperture 18. Code ^{54 1-54 18} represents a deflection position of the electron beam, in this example, the deflection position of the 18 sites ^{54 1,} 54 ^2, 54 3, ..., deflects in the order of ^{54 18.} The number of deflection positions and the deflection order are not limited to this example, and can be set as appropriate.

図８は、第２の成形アパーチャ１８上に電子ビーム５４を偏向するタイミングを示すフローチャートである。   FIG. 8 is a flowchart showing timing for deflecting the electron beam 54 onto the second shaping aperture 18.

Ｓ１で電子ビーム描画装置の稼動が開始すると、Ｓ２で実描画中であるか否かの判定が行われる。描画処理が開始されていない場合や、空描画をしている場合、他のマスク基板が搬送中のため描画処理が中断している場合、他のマスク基板との交換中であるため描画処理が中断している場合などは、実描画が行われていないと判定され、Ｓ３に進む。Ｓ３では、図７に示すいずれかの偏向位置（５４^１〜５４^１８）に電子ビームが偏向される。 When the operation of the electron beam drawing apparatus is started in S1, it is determined in S2 whether actual drawing is in progress. If the drawing process has not started, or if the drawing process has been interrupted because the other mask substrate is being transported, or if the drawing process has been interrupted, the drawing process is being replaced with another mask substrate. If it is interrupted, it is determined that actual drawing is not performed, and the process proceeds to S3. In S3, the electron beam is deflected to any one of the deflection positions (54 ^{1 to} 54 ¹⁸ ) shown in FIG.

一方、Ｓ２で実描画中と判定された場合には、Ｓ４へ進み、ストライプを描画中であるか否かが判定される。   On the other hand, if it is determined in S2 that actual drawing is in progress, the process proceeds to S4, and it is determined whether or not a stripe is being drawn.

上記したように、マスク基板２上に描画されるパターン５１は、図２に示すように、主偏向で偏向可能なＹ方向幅の短冊状の複数のストライプ５２に分割され、さらに、各ストライプ５２は、行列状の多数の副偏向領域５３に分割される。描画に際しては、ステージをストライプ５２の幅方向に直交するＸ方向に連続移動させつつ、電子ビーム５４を主偏向により各副偏向領域５３に位置決めし、副偏向により副偏向領域５３の所定位置に電子ビーム５４をショットする。そして、１つのストライプ５２の描画を終了すると、ステージをＹ方向にステップ移動させてから次のストライプ５２の描画を行い、これを繰り返してマスク基板２の全体にパターン５１を描画する。   As described above, the pattern 51 drawn on the mask substrate 2 is divided into a plurality of strip-like stripes 52 having a width in the Y direction that can be deflected by main deflection, as shown in FIG. Is divided into a large number of sub-deflection areas 53 in a matrix. During drawing, the stage is continuously moved in the X direction perpendicular to the width direction of the stripe 52, and the electron beam 54 is positioned in each sub-deflection region 53 by main deflection, and the electron is placed at a predetermined position in the sub-deflection region 53 by sub-deflection. The beam 54 is shot. When the drawing of one stripe 52 is completed, the stage is moved stepwise in the Y direction, the next stripe 52 is drawn, and this is repeated to draw the pattern 51 on the entire mask substrate 2.

つまり、実描画中であっても、１つのストライプ５２の描画が終了し、次のストライプ５２の描画に移るときは、ステージの移動が終了するまで描画処理が中断される。そこで、この場合は、Ｓ４でストライプを描画中でないと判定し、Ｓ３へ進んで電子ビームを偏向する。一方、ストライプ５２を描画中であるとの判定がされた場合には、ストライプ５２の描画を終えるまで、Ｓ４の判定を繰り返し行う。   That is, even during actual drawing, when drawing of one stripe 52 is completed and the drawing of the next stripe 52 is started, the drawing process is interrupted until the movement of the stage is completed. Therefore, in this case, it is determined in S4 that the stripe is not being drawn, and the process proceeds to S3 to deflect the electron beam. On the other hand, if it is determined that the stripe 52 is being drawn, the determination in S4 is repeated until drawing of the stripe 52 is completed.

Ｓ３の処理は、実描画が開始または再開されるまで行われる。その後、Ｓ２〜Ｓ４を繰り返す。ここで、Ｓ３の処理を行い、Ｓ２またはＳ４を経て再びＳ３の処理を行う場合、第２の成形アパーチャ上での電子ビームの偏向位置は前回と異なる位置とする。例えば、前回の処理で図７の偏向位置５４^１に偏向した場合、次の処理では、偏向位置５４^２に電子ビームを偏向する。 The process of S3 is performed until actual drawing is started or resumed. Thereafter, S2 to S4 are repeated. Here, when the process of S3 is performed and the process of S3 is performed again through S2 or S4, the deflection position of the electron beam on the second shaping aperture is set to a position different from the previous position. For example, when deflected to the deflection position 54 ¹ of Figure 7 in the previous processing, at the next processing, electron beams are deflected to the deflected position 54 ^2.

図９は、図７に示す偏向位置を随時変える処理を示すフローチャートである。かかる処理は、図１の偏向制御部３０で行われる。   FIG. 9 is a flowchart showing a process for changing the deflection position shown in FIG. 7 as needed. Such processing is performed by the deflection control unit 30 in FIG.

偏向制御部３０は、汚染物質付着防止ビーム制御部３０ａと、メモリ３０ｂとを有する。汚染物質付着防止ビーム制御部３０ａは、図９に示す処理を制御する。メモリ３０ｂは、ステージ駆動回路４からステージ移動のタイミング情報を取得する。また、メモリ３０ｂは、位置回路５から電子ビームの偏向位置に関する情報を取得する。汚染物質付着防止ビーム制御部３０ａは、メモリ３０ｂからの情報、具体的には、ステージ駆動回路４からの情報を基に実描画が行われているか否かを判断する。 The deflection control unit 30 includes a contaminant adhesion prevention beam control unit 30a and a memory 30b. The contaminant adhesion preventing beam control unit 30a controls the processing shown in FIG. The memory 30 b acquires stage movement timing information from the stage drive circuit 4. Further, the memory 30 b acquires information on the deflection position of the electron beam from the position circuit 5. The contaminant adhesion preventing beam control unit 30a determines whether or not actual drawing is performed based on information from the memory 30b, specifically, information from the stage drive circuit 4 .

図９において、Ｓ１１で第２の成形アパーチャへの偏向処理が開始されると、Ｓ１２で、図１の汚染物質付着防止ビーム制御部３０ａによって、メモリ３０ｂから前回の偏向位置（Ｎ）情報が読み出される。例えば、図７において、５４^１＝１、５４^２＝２、・・・、５４^１８＝１８とした場合、Ｎは１から１８までのいずれかの値に該当する。 In FIG. 9, when the deflection processing to the second shaping aperture is started in S11, the previous deflection position (N) information is read from the memory 30b by the contaminant adhesion preventing beam control unit 30a in FIG. 1 in S12. It is. For example, in FIG. 7, when 54 ¹ = ¹ , 54 ² = 2,..., 54 ¹⁸ = 18, N corresponds to any value from 1 to 18.

Ｓ１３では、偏向位置（Ｎ＋１）に電子ビームが偏向される。例えば、前回、偏向位置５４^５に電子ビームを偏向した場合には、偏向位置５４^６に電子ビームを偏向する。また、Ｓ１４において、メモリ３０ｂに記録された前回の偏向位置情報を更新する。例えば、情報が偏向位置５４^５であった場合には、偏向位置５４^６に情報を更新する。 In S13, the electron beam is deflected to the deflection position (N + 1). For example, previous, when deflecting the electron beams in the deflection position 54 ^5, for deflecting the electron beams in the deflection position 54 ^6. In S14, the previous deflection position information recorded in the memory 30b is updated. For example, if the information is a deflection position 54 ⁵ updates the information in the deflection position 54 ^6.

Ｓ１５では、Ｓ１３で決定された偏向位置（Ｎ＋１）に電子ビームを照射する。また、Ｓ１６で照射時間をリセットし、Ｓ１７で照射時間の測定を開始する。この照射時間は、上記した方法によって求められる。   In S15, the deflection position (N + 1) determined in S13 is irradiated with an electron beam. In addition, the irradiation time is reset in S16, and measurement of the irradiation time is started in S17. This irradiation time is determined by the method described above.

次に、Ｓ１８で、必要な照射時間を超えたか否かが判定される。超えていない場合には、超えるまでこの判定が繰り返して行われる。必要な照射時間を超えると、Ｓ１９でＮ＝１８であるか否かが判定される。Ｎ＝１８でない場合には、Ｓ１２に戻って、前回の偏向位置情報（例えば、偏向位置５４^６）を読み出し、新たな偏向位置（例えば、偏向位置５４^７）に電子ビームを偏向する。 Next, in S18, it is determined whether or not the necessary irradiation time has been exceeded. If not, this determination is repeated until it exceeds. If the necessary irradiation time is exceeded, it is determined in S19 whether N = 18. If N = 18, the process returns to S12, where the previous deflection position information (for example, deflection position 54 ⁶ ) is read, and the electron beam is deflected to a new deflection position (for example, deflection position 54 ⁷ ).

一方、Ｓ１９でＮ＝１８と判定された場合には、Ｓ２０で偏向位置をＮ＝１に戻したうえでＳ１２に戻る。   On the other hand, if N = 18 is determined in S19, the deflection position is returned to N = 1 in S20, and the process returns to S12.

本実施の形態においては、図９の処理と並行して図１０の処理を行う。図１０の処理は、図１の汚染物質付着防止ビーム制御部３０ａにおいて、メモリ３０ｂから読み出した、ステージ駆動回路４からメモリ３０ｂへ送られたステージ移動のタイミング情報に基づいて行われる。   In the present embodiment, the process of FIG. 10 is performed in parallel with the process of FIG. The processing in FIG. 10 is performed based on the stage movement timing information sent from the stage drive circuit 4 to the memory 30b read from the memory 30b in the contaminant adhesion preventing beam control unit 30a in FIG.

図１０に示すＳ２１は、本実施の形態において常時行われる。ストライプ描画開始指示がない場合には、図９の処理が行われる（Ｓ２２）。一方、ストライプ描画開始指示があると、Ｓ２３に進み、図９のＳ１５で電子ビームがＯＮであるか否かが判定される。電子ビームがＯＮと判定された場合には、Ｓ２４で電子ビームをＯＦＦにし、Ｓ２５で図９の処理を停止する。一方、Ｓ２３で電子ビームがＯＮでないと判定された場合には、そのままＳ２５へ進み、Ｓ２５で図９の処理を停止する。その後、Ｓ２６で、ストライプ描画を開始する。   S21 shown in FIG. 10 is always performed in the present embodiment. If there is no instruction to start stripe drawing, the process of FIG. 9 is performed (S22). On the other hand, if there is a stripe drawing start instruction, the process proceeds to S23, and it is determined whether or not the electron beam is ON in S15 of FIG. If it is determined that the electron beam is ON, the electron beam is turned OFF in S24, and the process of FIG. 9 is stopped in S25. On the other hand, if it is determined in S23 that the electron beam is not ON, the process proceeds to S25 as it is, and the process of FIG. 9 is stopped in S25. Thereafter, in S26, stripe drawing is started.

Ｓ２６のストライプ描画を終えた後は、再び図９の処理を行うとともに、図１０の処理も並行して行う。   After the stripe drawing of S26 is completed, the process of FIG. 9 is performed again, and the process of FIG. 10 is also performed in parallel.

以上述べたように、本実施の形態によれば、第２の成形アパーチャ上で電子ビームを偏向する箇所を１箇所に限定せず、開口部の周辺に満遍なく偏向する。また、このとき、各偏向位置における温度が所定温度（汚染物質が付着しない温度）以上となるようにする。これにより、雰囲気中の分子の移動速度が速くなり、単位体積当たりの分子の存在確率が低くなるので、第２の成形アパーチャに汚染物質が付着するのを防ぐことができる。尚、第１の成形アパーチャへの汚染物質の付着は問題としなくてよいことが判明しているので、かかる偏向位置の変化は第２のアパーチャについてのみ行えばよい。   As described above, according to the present embodiment, the position where the electron beam is deflected on the second shaping aperture is not limited to one, but is uniformly deflected around the opening. At this time, the temperature at each deflection position is set to be equal to or higher than a predetermined temperature (a temperature at which no contaminants adhere). Thereby, the moving speed of the molecules in the atmosphere is increased, and the existence probability of the molecules per unit volume is lowered, so that it is possible to prevent the contaminants from adhering to the second shaping aperture. Note that it has been found that the attachment of contaminants to the first shaping aperture need not be a problem, so such a change in deflection position need only be made for the second aperture.

本実施の形態によれば、膜厚測定器や元素分析器、加熱ヒータ、酸素プラズマ発生器、イオンビーム発生器などの装置を付加する必要がない。したがって、こうした装置を設けることによる電子ビームの軌道の変化や、金属製のゴミに起因する描画精度の低下を考慮しなくて済む。また、汚染物質の付着を防止するための上記処理は、描画が行われていない時間を利用して行うので、ダウンタイムが発生することもない。さらに、本実施の形態によれば、アパーチャへの汚染物質の付着を抑制できるので、アパーチャの交換頻度を減らすことができる。したがって、アパーチャの交換によるダウンタイムを低減することもできる。   According to the present embodiment, there is no need to add devices such as a film thickness measuring device, an element analyzer, a heater, an oxygen plasma generator, and an ion beam generator. Therefore, it is not necessary to consider the change in the trajectory of the electron beam due to the provision of such a device and the decrease in drawing accuracy due to metal dust. In addition, the above-described processing for preventing adhesion of contaminants is performed using a time during which drawing is not performed, so that no downtime occurs. Furthermore, according to the present embodiment, it is possible to suppress the attachment of contaminants to the aperture, so that the frequency of aperture replacement can be reduced. Therefore, the downtime due to the replacement of the aperture can be reduced.

図１１は、１枚のマスク基板に対する描画処理に汚染物質付着防止ビーム照射処理を行う一例である。   FIG. 11 shows an example in which a contamination adhesion preventing beam irradiation process is performed for the drawing process on one mask substrate.

描画処理工程では、最初に描画レイアウトの登録が行われる。これは、図３で説明した描画装置へのフォーマットデータの入力に対応する。この処理は、描画が行われる前段階であり、この処理が行われている期間Ａでは、図１の試料室１内にマスク基板２が載置されていない。そこで、まず、期間Ａにおいて、汚染物質付着防止ビーム照射処理を行う。これは、図８のＳ３に対応する。   In the drawing process, the drawing layout is registered first. This corresponds to input of format data to the drawing apparatus described with reference to FIG. This process is a stage before drawing, and in the period A during which this process is performed, the mask substrate 2 is not placed in the sample chamber 1 of FIG. Therefore, first, in the period A, a contaminant adhesion preventing beam irradiation process is performed. This corresponds to S3 in FIG.

期間Ａにおける照射処理では、例えば、図７の符号５４^１〜５４^１８の位置を順に電子ビームでスキャンする。但し、各位置における照射時間は、アパーチャの温度が汚染物質が付着しない温度となるのに必要な時間とする。具体的な照射位置と照射時間の決定は、図９に示すフローチャートにしたがって行われる。 In the irradiation process in the period A, for example, the positions of 54 ^{1 to} 54 ^{18 in} FIG. 7 are sequentially scanned with an electron beam. However, the irradiation time at each position is a time required for the temperature of the aperture to be a temperature at which the contaminant does not adhere. The specific irradiation position and irradiation time are determined according to the flowchart shown in FIG.

描画レイアウトの登録を終えると、試料室１へのマスク基板２の搬送処理が行われる。この処理が行われている期間Ｂでは、実描画が行われていない。そこで、期間Ｂにおいても汚染物質付着防止ビーム照射処理を行うことができる。この処理も、図８のＳ３に対応しており、照射位置と照射時間の決定は、図９に示すフローチャートにしたがって行われる。   When registration of the drawing layout is completed, the transfer process of the mask substrate 2 to the sample chamber 1 is performed. In the period B during which this processing is performed, actual drawing is not performed. Therefore, the contaminant adhesion preventing beam irradiation process can also be performed in the period B. This process also corresponds to S3 in FIG. 8, and the determination of the irradiation position and the irradiation time is performed according to the flowchart shown in FIG.

試料室１のステージ３上にマスク基板２が載置され、描画準備が整うと、実描画が開始される。実描画中においては、１つのストライプ描画が終了し、次のストライプ描画に移るとき、ステージ３の移動が終了するまでは描画が中断される。この中断期間は、図１１の期間Ｃに対応する。そこで、期間Ｃにおいても汚染物質付着防止ビーム照射処理を行うことができる。この処理は、図８でＳ４を経た後のＳ３に対応する。   When the mask substrate 2 is placed on the stage 3 in the sample chamber 1 and drawing preparation is completed, actual drawing is started. During actual drawing, when one stripe drawing is completed and the next stripe drawing is started, the drawing is interrupted until the movement of the stage 3 is completed. This interruption period corresponds to the period C in FIG. Therefore, the contaminant adhesion preventing beam irradiation process can be performed also in the period C. This process corresponds to S3 after S4 in FIG.

期間Ｃは、期間Ａや期間Ｂに比較して短い。したがって、期間Ｃでは、例えば、最初に図７の符号５４^１に電子ビームを照射してから実描画処理に戻り、図８のＳ２とＳ４を繰り返した後、次の期間Ｃで図７の符号５４^２に電子ビームを照射する。次いで、再び実描画処理に戻り、図８のＳ２とＳ４を繰り返し、次の期間Ｃで図７の符号５４^３に電子ビームを照射する。この工程を実描画が終了するまで行う。尚、各期間Ｃに応じた電子ビームの照射位置と照射時間の決定は、図９に示すフローチャートにしたがって行われる。 The period C is shorter than the period A and the period B. Therefore, in the period C, for example, initially returns the actual drawing process after irradiating an electron beam to the code 54 ¹ in FIG. 7, after repeated S2 and S4 in FIG. 8, reference numeral 7 in the next period C 54 ² is irradiated with an electron beam. Then, return to the actual drawing process again repeats S2 and S4 in FIG. 8, irradiating the electron beam on the sign ⁵⁴³ in FIG. 7 in the next period C. This process is performed until the actual drawing is completed. The determination of the irradiation position and irradiation time of the electron beam corresponding to each period C is performed according to the flowchart shown in FIG.

図１１の例をまとめると、本実施の形態では、ステージ上にマスク基板が載置される前に、第２の成形アパーチャの開口部の周囲を電子ビームで順に照射する。これは、期間Ａと期間Ｂに対応する。尚、期間Ｂの一部には、ステージ上にマスク基板が載置された後、実描画が開始されるまでの時間も含まれるが、本実施の形態ではかかる時間も「ステージ上にマスク基板が載置される前」に含めることができる。   To summarize the example of FIG. 11, in this embodiment, before the mask substrate is placed on the stage, the periphery of the opening of the second shaping aperture is sequentially irradiated with an electron beam. This corresponds to period A and period B. Note that part of the period B includes the time from when the mask substrate is placed on the stage until the actual drawing is started. In this embodiment, the time is also “the mask substrate on the stage. Can be included.

また、本実施の形態では、マスク基板が載置されたステージが、マスク基板の描画領域を仮想分割して得られる短冊状の第１のストライプの長手方向に移動した後、隣接する第２のストライプの描画開始位置に移動するまでの間のみ、第２の成形アパーチャの開口部の周囲にある１点に電子ビームを照射し、次いで、ステージが、第２のストライプの長手方向に移動した後、隣接する第３のストライプの描画開始位置に移動するまでの間のみ、上記開口部の周囲にある上記１点とは別の１点に電子ビームを照射する。「第２のストライプの描画開始位置に移動するまでの間」および「第３のストライプの描画開始位置に移動するまでの間」は、それぞれ期間Ｃに対応する。   In this embodiment, the stage on which the mask substrate is placed moves in the longitudinal direction of the strip-shaped first stripe obtained by virtually dividing the drawing area of the mask substrate, and then the adjacent second Only after moving to the drawing start position of the stripe, the electron beam is irradiated to one point around the opening of the second shaping aperture, and then the stage moves in the longitudinal direction of the second stripe Only one point different from the one point around the opening is irradiated with an electron beam until it moves to the drawing start position of the adjacent third stripe. “Before moving to the drawing start position of the second stripe” and “until moving to the drawing start position of the third stripe” correspond to the period C, respectively.

本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。例えば、上記では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, although an electron beam is used in the above description, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to cases where other charged particle beams such as an ion beam are used.

また、上記各実施の形態では、装置構成や制御手法など、本発明の説明に直接必要としない部分についての記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができることは言うまでもない。その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更し得る全ての荷電粒子ビーム描画装置および荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。   Further, in each of the above embodiments, description of parts that are not directly required for the description of the present invention, such as a device configuration and a control method, is omitted, but a necessary device configuration and a control method are appropriately selected and used. Needless to say, you can. In addition, all charged particle beam writing apparatuses and charged particle beam writing methods that include elements of the present invention and that can be appropriately modified by those skilled in the art are included in the scope of the present invention.

１ 試料室
２ マスク基板
３ ステージ
４ ステージ駆動回路
５ 位置回路
６ 電子銃
７、８、９、１１、１２ 各種レンズ
１０ 電子ビーム光学系
１３ ブランキング用偏向器
１４ 成形偏向器
１５ 主偏向器
１６ 副偏向器
１７ 第１のアパーチャ
１８ 第２のアパーチャ
１０１、１０２ 開口部
１９ 制御計算機
２０ 入力部
２１ パターンメモリ
２２ パターンデータデコーダ
２３ 描画データデコーダ
２４ ブランキング回路
２５ ビーム成形器ドライバ
２６ 主偏向器ドライバ
２７ 副偏向器ドライバ
２８ 副偏向領域偏向量算出部
２９ セトリング時間決定部
３０ 偏向制御部
３０ａ 汚染物質付着防止ビーム制御部
３０ｂ メモリ
５１ 描画されるパターン
５２ ストライプ
５３ 副偏向領域
５４ 電子ビーム
６１ 照射像
６２ ショット
２０１ ＣＡＤデータ
２０２ 設計中間データ
２０３ フォーマットデータ
３００ 描画装置

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample chamber 2 Mask substrate 3 Stage 4 Stage drive circuit 5 Position circuit 6 Electron gun 7, 8, 9, 11, 12 Various lenses 10 Electron beam optical system 13 Blanking deflector 14 Molding deflector 15 Main deflector 16 Secondary Deflector 17 1st aperture 18 2nd aperture 101, 102 Opening 19 Control computer 20 Input unit 21 Pattern memory 22 Pattern data decoder 23 Drawing data decoder 24 Blanking circuit 25 Beam shaper driver 26 Main deflector driver 27 Sub Deflector driver 28 Sub deflection region deflection amount calculation unit 29 Settling time determination unit 30 Deflection control unit 30a Contaminant adhesion prevention beam control unit 30b Memory 51 Pattern to be drawn 52 Stripe 53 Sub deflection region 54 Electron beam 61 Irradiation image 62 Shot 201 C D Data 202 design the intermediate data 203 format data 300 drawing device

Claims (6)

荷電粒子源と、
前記荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームを所定形状にする第１のアパーチャと、 前記第１のアパーチャを透過した荷電粒子ビームを所望の形状と寸法のショットにする第２のアパーチャとを有する荷電粒子ビーム描画装置において、
実描画中、描画処理が行われていないときに、前記第２のアパーチャの開口部の周囲であって前記第２のアパーチャによって遮蔽される複数の位置に前記荷電粒子ビームの全てを偏向し、各位置に所定の照射量の前記荷電粒子ビームが照射されるようにする偏向制御部を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。 A charged particle source;
A first aperture that makes the charged particle beam emitted from the charged particle source a predetermined shape; and a second aperture that makes the charged particle beam transmitted through the first aperture a shot of a desired shape and size. In charged particle beam lithography equipment,
During actual drawing, when drawing processing is not performed, all of the charged particle beam is deflected to a plurality of positions around the opening of the second aperture and shielded by the second aperture, A charged particle beam drawing apparatus comprising: a deflection control unit configured to irradiate each position with the charged particle beam having a predetermined irradiation amount. 前記荷電粒子ビームによる描画対象が載置されるステージと、
前記ステージの駆動を制御するステージ制御部と、
前記ステージの位置を測定するステージ位置測定部と、
前記第２のアパーチャによって遮蔽される複数の位置それぞれについての偏向位置情報が格納されたメモリとを有し、
前記偏向制御部は、前記ステージ制御部から情報を取得して、前記第２のアパーチャによって遮蔽される複数の位置のいずれかに前記荷電粒子ビームの全てを偏向するか否かを判断し、前記複数の位置のいずれかに前記荷電粒子ビームの全てを偏向すると判断したときには、前記複数の位置のうちの所定の位置の偏向位置情報を前記メモリから取得して、該偏向位置情報にしたがって前記所定の位置に前記荷電粒子ビームの全てを偏向させることを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。 A stage on which an object to be drawn by the charged particle beam is placed;
A stage controller for controlling the driving of the stage;
A stage position measurement unit for measuring the position of the stage ;
A memory storing deflection position information for each of a plurality of positions shielded by the second aperture ;
The deflection control unit, said from the stage control unit to obtain information, to determine whether to deflect all of the second of said charged particle beam to one of a plurality of positions are shielded by the aperture, the When it is determined that all of the charged particle beam is deflected to any one of a plurality of positions, deflection position information of a predetermined position among the plurality of positions is acquired from the memory, and the predetermined position is determined according to the deflection position information. The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1 , wherein all of the charged particle beam is deflected to the position of the charged particle beam. 前記所定の照射量は、前記第２のアパーチャの温度を３００℃以上とするのに必要な照射量であることを特徴とする請求項１または２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。   The charged particle beam drawing apparatus according to claim 1, wherein the predetermined irradiation amount is an irradiation amount necessary for setting the temperature of the second aperture to 300 ° C. or more. 荷電粒子源から放出された荷電粒子ビームを第１のアパーチャで所定形状にし、さらに第２のアパーチャで所望の形状と寸法のショットにして、ステージ上に載置された描画対象にパターンを描画する荷電粒子ビーム描画方法において、
実描画中、描画処理が行われていないときに、前記第２のアパーチャの開口部の周囲であって前記第２のアパーチャによって遮蔽される複数の位置に前記荷電粒子ビームの全てを偏向し、各位置に所定の照射量の前記荷電粒子ビームを照射することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。 The charged particle beam emitted from the charged particle source is shaped into a predetermined shape with the first aperture, and further shot with a desired shape and size with the second aperture, and a pattern is drawn on the drawing target placed on the stage. In the charged particle beam writing method,
During actual drawing, when drawing processing is not performed, all of the charged particle beam is deflected to a plurality of positions around the opening of the second aperture and shielded by the second aperture, A charged particle beam drawing method comprising irradiating each position with the charged particle beam having a predetermined irradiation amount. 前記ステージ上に前記描画対象が載置される前に、前記開口部の周囲を前記荷電粒子ビームで順に照射することを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム描画方法。   The charged particle beam drawing method according to claim 4, wherein the charged particle beam is irradiated in order around the opening before the drawing target is placed on the stage. 前記描画対象の描画領域は、短冊状の複数のストライプに仮想分割されており、
前記描画対象が載置された前記ステージが、第１のストライプの長手方向に移動した後、第２のストライプの所定位置に移動するまでの間のみ、前記開口部の周囲にある１点に前記荷電粒子ビームを照射し、次いで、前記ステージが、前記第２のストライプの長手方向に移動した後、第３のストライプの所定位置に移動するまでの間のみ、前記開口部の周囲にある前記１点とは別の１点に前記荷電粒子ビームを照射することを特徴とする請求項４に記載の荷電粒子ビーム描画方法。 The drawing area to be drawn is virtually divided into a plurality of strip-shaped stripes,
Only after the stage on which the drawing target is placed moves in the longitudinal direction of the first stripe and then moves to a predetermined position of the second stripe, the stage is positioned at one point around the opening. Irradiation with a charged particle beam, and then the stage located around the opening only after the stage moves in the longitudinal direction of the second stripe and then moves to a predetermined position of the third stripe. The charged particle beam drawing method according to claim 4, wherein the charged particle beam is irradiated to one point different from the point.

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