JP7119572B2

JP7119572B2 - Multi-charged particle beam writing device, blanking aperture array for multi-charged particle beam writing device, operation method of multi-charged particle beam writing device, and multi-charged particle beam writing method

Info

Publication number: JP7119572B2
Application number: JP2018099831A
Authority: JP
Inventors: 嘉国五島; 修司吉野; 一浩千葉
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2018-05-24
Filing date: 2018-05-24
Publication date: 2022-08-17
Anticipated expiration: 2038-05-24
Also published as: JP2019204898A

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置、マルチ荷電粒子ビーム描画装置用ブランキングアパーチャアレイ、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の運用方法、及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法に関する。 The present invention relates to a multi-charged particle beam writing apparatus, a blanking aperture array for a multi-charged particle beam writing apparatus, a method of operating a multi-charged particle beam writing apparatus, and a multi-charged particle beam writing method.

ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、縮小投影型露光装置を用いて、石英上に形成された高精度の原画パターン（マスク、或いは特にステッパやスキャナで用いられるものはレチクルともいう。）をウェーハ上に縮小転写する手法が採用されている。高精度の原画パターンは、電子ビーム描画装置によって描画され、所謂、電子ビームリソグラフィ技術が用いられている。 2. Description of the Related Art As LSIs become highly integrated, circuit line widths required for semiconductor devices are becoming finer year by year. In order to form a desired circuit pattern on a semiconductor device, a reduction projection type exposure apparatus is used to form a highly accurate original image pattern (a mask, or a reticle for those used particularly in steppers and scanners) formed on quartz. ) is transferred onto the wafer in a reduced size. A high-precision original image pattern is drawn by an electron beam drawing apparatus using a so-called electron beam lithography technique.

マルチビームを使った描画装置は、１本の電子ビームで描画する場合に比べて、一度に多くのビームを照射できるので、スループットを大幅に向上させることができる。マルチビーム描画装置の一形態であるブランキングアパーチャアレイを使ったマルチビーム描画装置では、例えば、１つの電子銃から放出された電子ビームを複数の開口を持った成形アパーチャアレイに通してマルチビーム（複数の電子ビーム）を形成する。マルチビームは、ブランキングアパーチャアレイのそれぞれ対応するブランカ内を通過する。ブランキングアパーチャアレイはビームを個別に偏向するための電極対と、その間にビーム通過用の開口を備えており、電極対（ブランカ）の一方をグラウンド電位で固定して他方をグラウンド電位とそれ以外の電位に切り替えることにより、それぞれ個別に、通過する電子ビームのブランキング偏向を行う。ブランカによって偏向された電子ビームは遮蔽され、偏向されなかった電子ビームは試料上に照射される。 A drawing apparatus using multi-beams can irradiate many beams at once, compared with the case of writing with a single electron beam, so that the throughput can be greatly improved. In a multi-beam lithography system using a blanking aperture array, which is one form of a multi-beam lithography system, for example, an electron beam emitted from one electron gun is passed through a shaping aperture array having a plurality of openings to form a multi-beam ( multiple electron beams). The multiple beams pass through respective blankers of the blanking aperture array. The blanking aperture array has electrode pairs for individually deflecting beams and beam passage apertures between them. , each individually performs blanking deflection of the passing electron beam. The electron beam deflected by the blanker is shielded, and the non-deflected electron beam is irradiated onto the sample.

ブランキングアパーチャアレイは、各ブランカの電極電位を独立制御するための制御回路を搭載する。このためブランキングアパーチャアレイチップは制御回路を形成したＬＳＩチップをＭＥＭＳ加工して電極対や開口を形成することにより作成する。つまり、電極の直下、ビーム通過孔の周囲に制御回路を配置する。このため、成形アパーチャアレイでマルチビームを形成する際に、開口エッジで散乱された散乱電子が、ブランキングアパーチャアレイに搭載された制御回路に当たってダメージを与え、制御回路の動作不良を引き起こしたり、リーク電流を増大させたりするおそれがあった。制御回路の動作不良が発生したり、リーク電流が増大したりしたブランキングアパーチャアレイは描画処理に使用できず、交換する必要があった。 The blanking aperture array is equipped with a control circuit for independently controlling the electrode potential of each blanker. For this reason, the blanking aperture array chip is produced by MEMS-processing an LSI chip on which a control circuit is formed to form electrode pairs and openings. That is, the control circuit is arranged directly under the electrode and around the beam passage hole. For this reason, when forming multiple beams with the shaping aperture array, the scattered electrons scattered at the edges of the aperture hit the control circuit mounted on the blanking aperture array and damage it, causing malfunction of the control circuit and leakage. There is a risk that the current will increase. A blanking aperture array with a malfunction of the control circuit or an increased leak current cannot be used for drawing processing and must be replaced.

特開平９－１３４８６９号公報JP-A-9-134869 特開２０００－２５２１９８号公報JP-A-2000-252198 特開平１１－１８６１４４号公報JP-A-11-186144

本発明は、上記従来の実状に鑑みてなされたものであり、ブランキングアパーチャアレイをマルチ荷電粒子ビーム描画装置に搭載したまま、荷電粒子ビームの照射に伴うダメージから回復させ、ブランキングアパーチャアレイの使用期間を延ばすことができるマルチ荷電粒子ビーム描画装置、マルチ荷電粒子ビーム描画装置用ブランキングアパーチャアレイ、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の運用方法、及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional situation, and recovers the blanking aperture array from the damage caused by the irradiation of the charged particle beam while the blanking aperture array is mounted in the multi-charged particle beam writing apparatus. It is an object of the present invention to provide a multi-charged particle beam lithography system, a blanking aperture array for the multi-charged particle beam lithography system, a method of operating the multi-charged particle beam lithography system, and a multi-charged particle beam lithography method that can extend the period of use. do.

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームを放出する放出部と、複数の第１開口が形成され、前記複数の第１開口が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第１開口を前記荷電粒子ビームが通過することによりマルチビームを形成する成形アパーチャアレイと、前記複数の第１開口を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームが通過する複数の第２開口が形成され、各第２開口にビームのブランキング偏向を行うブランカが設けられた半導体基板を備えるブランキングアパーチャアレイと、を備え、前記ブランキングアパーチャアレイは、前記半導体基板に形成され、前記ブランカを制御する制御回路と、前記制御回路の形成領域内に設けられたヒータと、を有し、前記制御回路は、それぞれ離間して設けられた複数の素子分離絶縁膜と、隣接する前記素子分離絶縁膜の間に設けられた能動素子とを有し、前記ヒータは、前記半導体基板の深さ方向に前記能動素子と離間して、又は前記素子分離絶縁膜内に設けられるものである。 A multi-charged particle beam writing apparatus according to an aspect of the present invention includes an emission unit that emits charged particle beams, a plurality of first openings, and irradiates a region including the plurality of first openings with the charged particle beams. a shaping aperture array for forming multi-beams by passing the charged particle beams through the plurality of first apertures; a blanking aperture array comprising a semiconductor substrate in which a plurality of second apertures are formed and each second aperture is provided with a blanker for blanking deflection of the beam, wherein the blanking aperture array is mounted on the semiconductor substrate. a control circuit formed to control the blanker; and a heater provided in a region where the control circuit is formed. and an active element provided between the adjacent element isolation insulating films, and the heater is provided in the element isolation insulating film or separated from the active element in the depth direction of the semiconductor substrate. It is.

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置において、前記制御回路は、それぞれ離間して設けられた複数の素子分離絶縁膜と、隣接する前記素子分離絶縁膜の間に設けられた能動素子とを有し、前記ヒータは、前記半導体基板の深さ方向に前記能動素子と離間して、又は前記素子分離絶縁膜内に設けられる。 In the multi-charged particle beam lithography apparatus according to one aspect of the present invention, the control circuit includes a plurality of element isolation insulating films spaced apart from each other and active elements provided between the adjacent element isolation insulating films. and the heater is provided in the depth direction of the semiconductor substrate at a distance from the active element or in the element isolation insulating film.

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置用ブランキングアパーチャアレイは、マルチビームが通過する複数の開口を有する半導体基板と、各前記開口に設けられ、前記マルチビームをブランキング偏向するブランカと、前記半導体基板に形成され、前記ブランカを制御する制御回路と、前記制御回路の形成領域内に設けられたヒータと、を有し、前記制御回路は、それぞれ離間して設けられた複数の素子分離絶縁膜と、隣接する前記素子分離絶縁膜の間に設けられた能動素子とを有し、前記ヒータは、前記半導体基板の深さ方向に前記能動素子と離間して、又は前記素子分離絶縁膜内に設けられるものである。 A blanking aperture array for a multi-charged particle beam writing apparatus according to one aspect of the present invention includes a semiconductor substrate having a plurality of openings through which multi-beams pass, and blankers provided in each of the openings for blanking deflection of the multi-beams. , a control circuit formed on the semiconductor substrate for controlling the blanker, and a heater provided within a region where the control circuit is formed , wherein the control circuit includes a plurality of elements spaced apart from each other. It has an isolation insulating film and an active element provided between the adjacent element isolation insulating films, and the heater is spaced from the active element in the depth direction of the semiconductor substrate or is separated from the element isolation insulation. It is provided within the membrane .

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画装置の運用方法は、荷電粒子ビームを放出する工程と、複数の第１開口が形成され、前記複数の第１開口が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第１開口を前記荷電粒子ビームが通過することによりマルチビームを形成する工程と、前記複数の第１開口を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームが通過する複数の第２開口にそれぞれ設けられたブランカをそれぞれ制御する制御回路により、各前記対応するビームのブランキング偏向を行う工程と、前記マルチビームにより描画対象物の所望の位置に描画する工程と、を備え、前記制御回路の形成領域に設けられたヒータを、所定の診断処理時に発熱させるものである。 A method of operating a multi-charged particle beam writing apparatus according to an aspect of the present invention includes the steps of: emitting a charged particle beam; forming a plurality of first apertures; and passing the charged particle beams through the plurality of first apertures to form multi-beams; a step of performing blanking deflection of each of the corresponding beams by a control circuit that controls each of the blankers provided in each of the plurality of second apertures; and a step of writing at a desired position of the object to be written with the multi-beams; and heats a heater provided in the formation area of the control circuit during a predetermined diagnostic process.

本発明の一態様によるマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、荷電粒子ビームを放出する工程と、複数の第１開口が形成され、前記複数の第１開口が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第１開口を前記荷電粒子ビームが通過することによりマルチビームを形成する工程と、前記複数の第１開口を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームが通過する複数の第２開口にそれぞれ設けられたブランカをそれぞれ制御する制御回路により、各前記対応するビームのブランキング偏向を行う工程と、前記制御回路の形成領域に設けられたヒータを発熱させながら、前記マルチビームにより描画対象物の所望の位置に描画する工程と、を備えるものである。 A multi-charged particle beam writing method according to an aspect of the present invention includes the steps of: emitting a charged particle beam; forming a plurality of first openings; and irradiating a region including the plurality of first openings with the charged particle beam. forming a multi-beam by passing the charged particle beam through the plurality of first apertures; blanking deflection of each of the corresponding beams by means of a control circuit for controlling the blankers respectively provided in the two apertures; and drawing at a desired position of the object to be drawn.

本発明によれば、ブランキングアパーチャアレイをマルチ荷電粒子ビーム描画装置に搭載したまま、荷電粒子ビームの照射に伴うダメージから回復させ、ブランキングアパーチャアレイの使用期間を延ばすことができる。 According to the present invention, while the blanking aperture array is installed in the multi-charged particle beam drawing apparatus, it is possible to recover from the damage due to the irradiation of the charged particle beams, thereby extending the period of use of the blanking aperture array.

本発明の実施形態に係るマルチ荷電粒子ビーム描画装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a multi-charged particle beam writing apparatus according to an embodiment of the present invention; FIG. 成形アパーチャアレイの平面図である。FIG. 4 is a plan view of a shaping aperture array; 同実施形態に係るトランジスタの断面図である。3 is a cross-sectional view of a transistor according to the same embodiment; FIG. リーク電流の変化の例を示すグラフである。4 is a graph showing an example of changes in leakage current;

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは電子ビームに限るものでなく、イオンビーム等でもよい。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the embodiment, a configuration using an electron beam as an example of a charged particle beam will be described. However, the charged particle beam is not limited to the electron beam, and may be an ion beam or the like.

図１は、実施形態に係る描画装置の概略構成図である。図１に示す描画装置は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画装置は、電子鏡筒１０２及び描画室１０３を有する描画部１００と、制御計算機５０と、ヒータ制御部５２とを備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃１１１、照明レンズ１１２、成形アパーチャアレイ１０、ブランキングアパーチャアレイ３０、縮小レンズ１１５、制限アパーチャ部材１１６、対物レンズ１１７及び偏向器１１８が配置されている。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a drawing apparatus according to an embodiment. The drawing apparatus shown in FIG. 1 is an example of a multi-charged particle beam drawing apparatus. The drawing apparatus includes a drawing section 100 having an electron lens barrel 102 and a drawing chamber 103 , a control computer 50 and a heater control section 52 . An electron gun 111 , an illumination lens 112 , a shaping aperture array 10 , a blanking aperture array 30 , a reduction lens 115 , a limiting aperture member 116 , an objective lens 117 and a deflector 118 are arranged in the electron lens barrel 102 .

ブランキングアパーチャアレイ３０は実装基板４０に実装（搭載）されている。実装基板４０の中央部には、電子ビーム（マルチビーム１３０Ｍ）が通過するための開口４２が形成されている。 The blanking aperture array 30 is mounted (mounted) on the mounting board 40 . An opening 42 is formed in the central portion of the mounting substrate 40 for the passage of the electron beam (multi-beam 130M).

描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象の基板１０１が配置される。基板１０１は、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等でもよい。また、基板１０１は、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスでもよい。 An XY stage 105 is arranged in the writing chamber 103 . A substrate 101 to be written is placed on the XY stage 105 at the time of writing. The substrate 101 may be an exposure mask for manufacturing a semiconductor device, or a semiconductor substrate (silicon wafer) on which a semiconductor device is manufactured. Alternatively, the substrate 101 may be mask blanks coated with a resist and on which nothing is drawn yet.

図２に示すように、成形アパーチャアレイ１０には、縦ｍ列×横ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の開口（第１開口）１２が所定の配列ピッチで形成されている。各開口１２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。開口１２の形状は、円形であっても構わない。 As shown in FIG. 2, in the shaping aperture array 10, openings (first openings) 12 of m rows×n rows (m, n≧2) are formed at a predetermined arrangement pitch. Each opening 12 is formed as a rectangle having the same size and shape. The shape of the opening 12 may be circular.

電子銃１１１（放出部）から放出された電子ビーム１３０は、照明レンズ１１２によりほぼ垂直に成形アパーチャアレイ１０全体を照明する。電子ビーム１３０が成形アパーチャアレイ１０の複数の開口１２を通過することによって、複数の電子ビーム（マルチビーム１３０Ｍ）が形成される。 An electron beam 130 emitted from the electron gun 111 (emission part) illuminates the entire shaping aperture array 10 substantially vertically through the illumination lens 112 . A plurality of electron beams (multi-beams 130M) are formed by the electron beams 130 passing through the plurality of openings 12 of the shaping aperture array 10 .

ブランキングアパーチャアレイ３０は、成形アパーチャアレイ１０の下方に設けられ、成形アパーチャアレイ１０の各開口１２の配置位置に合わせて通過孔（第２開口）３２が形成されている。各通過孔３２には、対となる２つの電極の組からなるブランカが配置される。ブランカの片方はグラウンド電位で固定されており、他方をグラウンド電位と別の電位に切り替える。各通過孔３２を通過する電子ビームは、ブランカに印加される電圧によってそれぞれ独立に偏向される。このように、複数のブランカが、成形アパーチャアレイ１０の複数の開口１２を通過したマルチビーム１３０Ｍのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。 The blanking aperture array 30 is provided below the shaping aperture array 10 and has passage holes (second apertures) 32 formed in alignment with the arrangement positions of the respective openings 12 of the shaping aperture array 10 . A blanker consisting of a pair of two electrodes is arranged in each through hole 32 . One of the blankers is fixed at ground potential and the other is switched between ground and another potential. The electron beams passing through each passage hole 32 are independently deflected by the voltage applied to the blanker. In this manner, the plurality of blankers perform blanking deflection of corresponding beams among the multi-beams 130M that have passed through the plurality of openings 12 of the shaping aperture array 10, respectively.

ブランキングアパーチャアレイ３０を通過したマルチビーム１３０Ｍは、縮小レンズ１１５によって、縮小され、制限アパーチャ部材１１６の中心の孔に向かって進む。ここで、ブランキングアパーチャアレイ３０のブランカによって偏向された電子ビームは、制限アパーチャ部材１１６の中心の孔から位置がはずれ、制限アパーチャ部材１１６によって遮蔽される。一方、ブランカによって偏向されなかった電子ビームは、制限アパーチャ部材１１６の中心の孔を通過する。ブランカのオン／オフによって、ブランキング制御が行われ、ビームのオン／オフが制御される。 Multi-beams 130M that have passed through blanking aperture array 30 are reduced by reduction lens 115 and travel toward the central hole of limiting aperture member 116 . Here, the electron beams deflected by the blankers of blanking aperture array 30 are displaced from the center hole of limiting aperture member 116 and are shielded by limiting aperture member 116 . On the other hand, electron beams not deflected by the blanker pass through the central hole of the limiting aperture member 116 . Blanking control is performed by turning on/off the blanker, and beam on/off is controlled.

制限アパーチャ部材１１６は、複数のブランカによってビームオフの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽する。ビームオンになってからビームオフになるまでに形成された、制限アパーチャ部材１１６を通過したビームにより１回分のショットのビームが形成される。 A limiting aperture member 116 blocks each beam that is deflected into a beam-off state by a plurality of blankers. A beam for one shot is formed by the beam that has passed through the limiting aperture member 116 and is formed from the time the beam is turned on until the beam is turned off.

制限アパーチャ部材１１６を通過したマルチビームは、対物レンズ１１７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となる。偏向器１１８によってマルチビーム全体が同方向にまとめて偏向され、各ビームの基板１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。ＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器１１８によって制御される。 The multi-beams that have passed through the limiting aperture member 116 are focused by the objective lens 117 to form a pattern image with a desired reduction ratio. All of the multi-beams are collectively deflected in the same direction by the deflector 118 , and are irradiated to respective irradiation positions on the substrate 101 of the respective beams. When the XY stage 105 is continuously moving, the beam irradiation position is controlled by the deflector 118 so as to follow the movement of the XY stage 105 .

一度に照射されるマルチビームは、理想的には成形アパーチャアレイ１０の複数の開口１２の配列ピッチに、上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置１００は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、不要なビームはブランキング制御によりビームオフに制御される。 Ideally, the multi-beams irradiated at once are arranged at a pitch obtained by multiplying the arrangement pitch of the plurality of openings 12 of the shaping aperture array 10 by the above-described desired reduction ratio. The writing apparatus 100 performs a writing operation by a raster scan method in which shot beams are successively emitted in order, and when writing a desired pattern, unnecessary beams are turned off by blanking control.

制御計算機５０は、描画データに対し複数段のデータ変換処理を行って装置固有のショットデータを生成する。ショットデータには、各ショットの照射量及び照射位置座標等が定義される。 The control computer 50 performs multiple stages of data conversion processing on the drawing data to generate device-specific shot data. The shot data defines the dose of each shot, the coordinates of the irradiation position, and the like.

制御計算機５０は、ショットデータに基づき各ショットの照射量を偏向制御部（図示略）に出力する。偏向制御部は、入力された照射量を電流密度で割って照射時間ｔを求める。そして、偏向制御部は、対応するショットを行う際、照射時間ｔだけビームＯＮするように、対応するブランカに印加する偏向電圧を制御する。 The control computer 50 outputs the dose of each shot to a deflection control unit (not shown) based on the shot data. The deflection control unit divides the input dose by the current density to obtain the irradiation time t. Then, the deflection control section controls the deflection voltage applied to the corresponding blanker so that the beam is ON for the irradiation time t when performing the corresponding shot.

制御計算機５０は、ショットデータが示す位置（座標）に各ビームが偏向されるように、偏向位置データを偏向制御部に出力する。偏向制御部は、偏向量を演算し、偏向器１１８に偏向電圧を印加する。これにより、その回にショットされるマルチビームがまとめて偏向される。 The control computer 50 outputs deflection position data to the deflection control unit so that each beam is deflected to the position (coordinates) indicated by the shot data. The deflection controller calculates the amount of deflection and applies a deflection voltage to the deflector 118 . As a result, the multi-beams shot that time are collectively deflected.

上述したように、ブランキングアパーチャアレイ３０において、各ブランカが対応するビームのブランキング偏向を行う。そのため、ブランキングアパーチャアレイ３０には、各ブランカの電極電位を独立制御するための制御回路が設けられている。制御回路は、トランジスタや配線を含む。 As described above, in the blanking aperture array 30, each blanker provides blanking deflection of the corresponding beam. Therefore, the blanking aperture array 30 is provided with a control circuit for independently controlling the electrode potential of each blanker. The control circuit includes transistors and wiring.

電子ビーム１３０が成形アパーチャアレイ１０の開口１２を通過してマルチビーム１３０Ｍを形成する際に、開口エッジで散乱された散乱電子が、ブランキングアパーチャアレイに搭載された制御回路に当たってダメージを与える（正孔が帯電する）ことがある。このようなダメージは、リーク電流の増大等のトランジスタの動作の不具合を引き起こす。 When the electron beam 130 passes through the apertures 12 of the shaping aperture array 10 to form the multi-beams 130M, the scattered electrons scattered at the edges of the apertures hit the control circuit mounted on the blanking aperture array and cause damage (positive). the pores are charged). Such damage causes malfunction of the transistor such as an increase in leakage current.

そこで、本実施形態では、ブランキングアパーチャアレイ３０のブランカの電極電位を制御する制御回路を構成する能動素子であるトランジスタの近傍にヒータを設け、ヒータを用いてアニール処理（熱処理）することで、ダメージを回復させる。例えば、ヒータを用いて２００℃程度でアニール処理することで、トランジスタをダメージから再生させることができる。 Therefore, in the present embodiment, a heater is provided in the vicinity of the transistor, which is an active element that constitutes a control circuit that controls the electrode potential of the blanker of the blanking aperture array 30, and an annealing treatment (heat treatment) is performed using the heater. Recover damage. For example, the transistor can be regenerated from damage by performing annealing at about 200° C. using a heater.

図３は、ブランキングアパーチャアレイ３０に設けられるトランジスタの構成の一例を示す。トランジスタＴｒは、ソース電極、ドレイン電極となる不純物拡散層３０６、３０８と、不純物拡散層３０６と不純物拡散層３０８との間の半導体基板３００上にゲート絶縁膜３０２を介して形成されたゲート電極３０４とを備える。配線の図示は省略する。 FIG. 3 shows an example of the configuration of transistors provided in the blanking aperture array 30. As shown in FIG. The transistor Tr includes impurity diffusion layers 306 and 308 that serve as source and drain electrodes, and a gate electrode 304 formed on the semiconductor substrate 300 between the impurity diffusion layers 306 and 308 with a gate insulating film 302 interposed therebetween. and Illustration of wiring is omitted.

半導体基板３００は、例えばシリコン基板である。図３には、半導体基板３００の主面に平行で、互いに直交するＸ方向およびＹ方向と、半導体基板３００の主面に垂直なＺ方向が示されている。Ｘ方向は、トランジスタＴｒのゲート長方向に相当し、Ｙ方向はトランジスタＴｒのチャネル幅方向に相当する。 The semiconductor substrate 300 is, for example, a silicon substrate. FIG. 3 shows an X direction and a Y direction that are parallel to the main surface of the semiconductor substrate 300 and orthogonal to each other, and a Z direction that is perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate 300 . The X direction corresponds to the gate length direction of the transistor Tr, and the Y direction corresponds to the channel width direction of the transistor Tr.

ゲート絶縁膜３０２は、例えばシリコン酸化膜であり、ゲート電極３０４は、例えばポリシリコン層である。ゲート電極３０４の側面に、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜からなる側壁絶縁膜が設けられていてもよい。 The gate insulating film 302 is, for example, a silicon oxide film, and the gate electrode 304 is, for example, a polysilicon layer. A sidewall insulating film made of a silicon oxide film or a silicon nitride film may be provided on the side surface of the gate electrode 304 .

ＳＴＩ（Shallow Trench Isolation）構造の複数の素子分離絶縁膜３１０が、互いに間隔を空けて、Ｙ方向に延びるように形成されている。素子分離絶縁膜３１０は、例えばシリコン酸化膜である。トランジスタＴｒは、素子分離絶縁膜３１０間に設けられる。 A plurality of element isolation insulating films 310 having an STI (Shallow Trench Isolation) structure are formed to extend in the Y direction at intervals. The element isolation insulating film 310 is, for example, a silicon oxide film. The transistor Tr is provided between the element isolation insulating films 310 .

素子分離絶縁膜３１０は、半導体基板３００内に素子分離溝を形成し、素子分離溝内に絶縁膜を埋め込み、絶縁膜の表面をＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）により平坦化することで形成可能である。 The element isolation insulating film 310 can be formed by forming an element isolation trench in the semiconductor substrate 300, filling the element isolation trench with an insulating film, and planarizing the surface of the insulating film by CMP (Chemical Mechanical Polishing). .

トランジスタＴｒを覆うように、半導体基板３００上に層間絶縁膜３１２が形成されている。層間絶縁膜３１２は、例えばシリコン酸化膜である。 An interlayer insulating film 312 is formed over the semiconductor substrate 300 to cover the transistor Tr. The interlayer insulating film 312 is, for example, a silicon oxide film.

電子ビームの照射に伴う正孔の蓄積は、特に素子分離絶縁膜３１０の側面で多く発生する。そのため、ヒータＨを素子分離絶縁膜３１０の下面部（底面部）に設け、アニール処理を効率よく行う。例えば、素子分離溝を形成した後、溝の底面にヒータＨを形成する。ヒータＨの形成後、素子分離溝内に絶縁膜を埋め込む。 Accumulation of holes due to electron beam irradiation occurs particularly on the side surfaces of the element isolation insulating film 310 . Therefore, the heater H is provided on the lower surface portion (bottom surface portion) of the isolation insulating film 310 to efficiently perform the annealing process. For example, after forming an isolation trench, a heater H is formed on the bottom surface of the trench. After forming the heater H, an insulating film is embedded in the isolation trench.

ヒータＨは、例えば、抵抗発熱体に電流を流すことで発生するジュール熱によってアニール処理を行うマイクロヒータを用いることができる。抵抗発熱体には、タングステンやニッケル等の金属の薄膜を用いることができる。 As the heater H, for example, a micro heater that performs annealing using Joule heat generated by applying current to a resistance heating element can be used. A thin film of a metal such as tungsten or nickel can be used as the resistance heating element.

ヒータＨへの電流の供給は、ヒータ制御部５２によって制御される。例えば、ヒータ制御部５２は、描画装置において描画中に定期的に行われる診断の際にヒータＨに電流を供給し、アニール処理を行う。描画装置で定期的に行う診断は、例えば、電子ビームのドリフト量を診断するドリフト診断等である。 The supply of current to the heater H is controlled by the heater controller 52 . For example, the heater control unit 52 supplies a current to the heater H and performs an annealing process at the time of diagnosis that is performed periodically during writing in the writing apparatus. The diagnosis periodically performed by the writing apparatus is, for example, drift diagnosis for diagnosing the drift amount of the electron beam.

図４に示すように、アニール処理を行わない場合、時間の経過に伴いリーク電流は増加し続け、ブランキングアパーチャアレイを長期間使用できない。一方、時刻Ｔ１，Ｔ２の定期診断の際にアニール処理を行う場合、ダメージを回復させ、リーク電流を抑制できる。 As shown in FIG. 4, without annealing, the leakage current continues to increase with the passage of time, and the blanking aperture array cannot be used for a long period of time. On the other hand, if the annealing process is performed during the periodic diagnosis at times T1 and T2, the damage can be recovered and the leakage current can be suppressed.

このように本実施形態によれば、ヒータＨを用いてアニール処理を行うことで、ブランキングアパーチャアレイを荷電粒子ビームの照射に伴うダメージから回復させ、ブランキングアパーチャアレイの使用期間を延ばすことができる。 As described above, according to the present embodiment, the annealing process is performed using the heater H to recover the blanking aperture array from the damage caused by the irradiation of the charged particle beam, thereby extending the period of use of the blanking aperture array. can.

上記実施形態では、ヒータＨを素子分離絶縁膜３１０の下面部に設ける例について説明したが、ヒータＨの設置箇所はこれに限定されず、素子分離絶縁膜３１０の上面部でもよいし、トランジスタＴｒと深さ方向に離間した半導体基板３００の内部であってもよい。 In the above-described embodiment, an example in which the heater H is provided on the lower surface of the element isolation insulating film 310 has been described. and the inside of the semiconductor substrate 300 spaced apart in the depth direction.

上記実施形態では、定期診断の際にアニール処理を行う例について説明したが、アニール処理を常時行ってもよい。例えば、描画対象の基板１０１への描画処理中もアニール処理を継続して行い、ダメージ蓄積と回復がバランスした状態とした運用を行ってもよい。 In the above embodiment, an example in which the annealing process is performed at the time of regular diagnosis has been described, but the annealing process may be performed all the time. For example, the annealing process may be continued even during the writing process on the substrate 101 to be written, so that damage accumulation and recovery are balanced.

上記実施形態では、ヒータＨとして、抵抗素子（抵抗発熱体）によるマイクロヒータを用いる例について説明したが、外部ヒータ（ミニヒータ）をブランキングアパーチャアレイ３０に貼り付ける構成としてもよい。また、ブランキングアパーチャアレイ３０の動作による発熱を利用してアニール処理を行ってもよい。 In the above embodiment, an example of using a micro-heater using a resistance element (resistance heating element) as the heater H has been described, but an external heater (mini-heater) may be attached to the blanking aperture array 30. Annealing may also be performed using heat generated by the operation of the blanking aperture array 30 .

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying constituent elements without departing from the scope of the present invention at the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriate combinations of the plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be omitted from all components shown in the embodiments. Furthermore, components across different embodiments may be combined as appropriate.

１０成形アパーチャアレイ
３０ブランキングアパーチャアレイ
４０実装基板
１００描画部
１０１基板
１０２電子鏡筒
１０３描画室
１１１電子銃
REFERENCE SIGNS LIST 10 shaping aperture array 30 blanking aperture array 40 mounting substrate 100 drawing unit 101 substrate 102 electron lens barrel 103 drawing chamber 111 electron gun

Claims

荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の第１開口が形成され、前記複数の第１開口が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第１開口を前記荷電粒子ビームが通過することによりマルチビームを形成する成形アパーチャアレイと、
前記複数の第１開口を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームが通過する複数の第２開口が形成され、各第２開口にビームのブランキング偏向を行うブランカが設けられた半導体基板を備えるブランキングアパーチャアレイと、
を備え、
前記ブランキングアパーチャアレイは、
前記半導体基板に形成され、前記ブランカを制御する制御回路と、
前記制御回路の形成領域内に設けられたヒータと、
を有し、
前記制御回路は、それぞれ離間して設けられた複数の素子分離絶縁膜と、隣接する前記素子分離絶縁膜の間に設けられた能動素子とを有し、
前記ヒータは、前記半導体基板の深さ方向に前記能動素子と離間して、又は前記素子分離絶縁膜内に設けられることを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。 an emitter for emitting a charged particle beam;
A plurality of first apertures are formed, a region including the plurality of first apertures is irradiated with the charged particle beam, and the charged particle beam passes through the plurality of first apertures to form a multi-beam. a shaped aperture array;
a semiconductor substrate having a plurality of second apertures formed through which corresponding beams of the multi-beams passing through the plurality of first apertures pass, and each of the second apertures provided with a blanker for performing blanking deflection of the beam; a blanking aperture array comprising;
with
The blanking aperture array includes:
a control circuit formed on the semiconductor substrate and controlling the blanker;
a heater provided within the formation region of the control circuit;
has
The control circuit has a plurality of element isolation insulating films spaced apart from each other and an active element provided between the adjacent element isolation insulating films,
A multi-charged particle beam lithography apparatus , wherein the heater is provided at a distance from the active element in the depth direction of the semiconductor substrate or provided within the element isolation insulating film .

マルチビームが通過する複数の開口を有する半導体基板と、
各前記開口に設けられ、前記マルチビームをブランキング偏向するブランカと、
前記半導体基板に形成され、前記ブランカを制御する制御回路と、
前記制御回路の形成領域内に設けられたヒータと、
を有し、
前記制御回路は、それぞれ離間して設けられた複数の素子分離絶縁膜と、隣接する前記素子分離絶縁膜の間に設けられた能動素子とを有し、
前記ヒータは、前記半導体基板の深さ方向に前記能動素子と離間して、又は前記素子分離絶縁膜内に設けられることを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置用ブランキングアパーチャアレイ。 a semiconductor substrate having a plurality of apertures through which the multi-beams pass;
a blanker provided in each of the apertures for blanking deflection of the multi-beams;
a control circuit formed on the semiconductor substrate and controlling the blanker;
a heater provided within the formation region of the control circuit;
has
The control circuit has a plurality of element isolation insulating films spaced apart from each other and an active element provided between the adjacent element isolation insulating films,
A blanking aperture array for a multi-charged particle beam lithography system , wherein the heater is spaced apart from the active element in the depth direction of the semiconductor substrate or provided within the element isolation insulating film .

荷電粒子ビームを放出する工程と、
複数の第１開口が形成され、前記複数の第１開口が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第１開口を前記荷電粒子ビームが通過することによりマルチビームを形成する工程と、
前記複数の第１開口を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームが通過する複数の第２開口にそれぞれ設けられたブランカをそれぞれ制御する制御回路により、各前記対応するビームのブランキング偏向を行う工程と、
前記マルチビームにより描画対象物の所望の位置に描画する工程と、
を備え、
前記制御回路の形成領域に設けられたヒータを、所定の診断処理時に発熱させることを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置の運用方法。 emitting a charged particle beam;
A plurality of first apertures are formed, a region including the plurality of first apertures is irradiated with the charged particle beam, and the charged particle beam passes through the plurality of first apertures to form a multi-beam. process and
Blanking deflection of each of the multi-beams that have passed through the plurality of first apertures is controlled by control circuits that respectively control blankers provided in the plurality of second apertures through which the corresponding beams pass, respectively. the process of performing
a step of drawing at a desired position of the drawing target with the multi-beam;
with
A method of operating a multi-charged particle beam lithography apparatus, characterized by heating a heater provided in a formation area of the control circuit during a predetermined diagnostic process.

荷電粒子ビームを放出する工程と、
複数の第１開口が形成され、前記複数の第１開口が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の第１開口を前記荷電粒子ビームが通過することによりマルチビームを形成する工程と、
前記複数の第１開口を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームが通過する複数の第２開口にそれぞれ設けられたブランカをそれぞれ制御する制御回路により、各前記対応するビームのブランキング偏向を行う工程と、
前記制御回路の形成領域に設けられたヒータを発熱させながら、前記マルチビームにより描画対象物の所望の位置に描画する工程と、
を備えるマルチ荷電粒子ビーム描画方法。 emitting a charged particle beam;
A plurality of first apertures are formed, a region including the plurality of first apertures is irradiated with the charged particle beam, and the charged particle beam passes through the plurality of first apertures to form a multi-beam. process and
Blanking deflection of each of the multi-beams that have passed through the plurality of first apertures is controlled by control circuits that respectively control blankers provided in the plurality of second apertures through which the corresponding beams pass, respectively. the process of performing
a step of drawing on a desired position of the drawing target with the multi-beam while heating a heater provided in the formation region of the control circuit;
A multi-charged particle beam writing method comprising: