JPS62114221A - Charged beam lithography - Google Patents
Charged beam lithographyInfo
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- JPS62114221A JPS62114221A JP25528985A JP25528985A JPS62114221A JP S62114221 A JPS62114221 A JP S62114221A JP 25528985 A JP25528985 A JP 25528985A JP 25528985 A JP25528985 A JP 25528985A JP S62114221 A JPS62114221 A JP S62114221A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、荷電ビーム描画方法に係わり、特に複数のア
パーチャの選択により高スルーブツト化をはかった荷電
ビーム描画方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a charged beam lithography method, and particularly to a charged beam lithography method that achieves high throughput by selecting a plurality of apertures.
半導体ウェハヤマスク基板等の試料上に微細パターンを
形成するものとして、各種の電子ビーム描画装置が用い
られているが、近年描画速度の向上をはかる目的でビー
ム寸法を可変する、所謂可変寸法ビーム方式の電子ビー
ム描画装置が開発されている。しかし、この種の装置で
あっても、半導体メモリデバイスの如き超高密度のパタ
ーンを描画する場合には、スルーブツトが著しく低い。Various electron beam lithography systems are used to form fine patterns on samples such as semiconductor wafers and mask substrates, but in recent years so-called variable-dimension beam lithography systems have been developed that change the beam size in order to improve the lithography speed. Electron beam lithography equipment has been developed. However, even with this type of apparatus, the throughput is extremely low when drawing ultra-high density patterns such as those for semiconductor memory devices.
そこで最近、キャラクタ・プロジェクション方式と称さ
れる電子ビーム描画装置が開発されている。この装置で
は、アバーチレマスクにパターンの異なる複数のアパー
チャを形成しておき、描画すべき図形に応じてアパーチ
ャを選択して描画を行うものである。そして、可変寸法
ビーム方式に比しても数倍程度の描画スルーブツトの向
上をはかることができる。Therefore, recently, an electron beam drawing apparatus called a character projection method has been developed. In this apparatus, a plurality of apertures with different patterns are formed in an aperture mask, and drawing is performed by selecting an aperture according to the figure to be drawn. Furthermore, it is possible to improve the writing throughput by several times compared to the variable size beam method.
しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。即ち、同一マスク内に多くのパターンを入れ
ているため、パターンを選ぶ時にビームを大きく偏向す
る必要があり、パターンの選択によっては描画精度の低
下を招く。さらに、多くのパターンを同時に入れておい
ても、描画できるパターンには制限があり、LSIの描
画を行うには適当でなく、実用性に乏しいものである。However, this type of device has the following problems. That is, since many patterns are included in the same mask, it is necessary to largely deflect the beam when selecting a pattern, and depending on the pattern selection, the writing accuracy may be reduced. Furthermore, even if many patterns are inserted at the same time, there is a limit to the patterns that can be drawn, making it unsuitable for drawing LSIs and lacking in practicality.
また、キャラクタ−マスク(複数パターンの7パーチヤ
が形成されたマスク)がレンズ内部に設けであるので、
キャラクタ−マスクを交換する時には、電子ビーム光学
鏡筒の真空を破りレンズを分解する必要があり、非常に
面間であった。In addition, since a character mask (a mask with multiple patterns of 7 perchas formed) is provided inside the lens,
When replacing the character mask, it was necessary to break the vacuum of the electron beam optical column and disassemble the lens, which required a large amount of space between surfaces.
なお、上記の問題は電子ビーム描画装置に限らず、イオ
ンビームを用いて試料上にパターンを描画するイオンビ
ーム描画装置についても同様に言えることである。Note that the above problem is not limited to electron beam lithography apparatuses, but also applies to ion beam lithography apparatuses that draw patterns on a sample using ion beams.
(発明の目的)
本発明は上記の事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、従来のキャラクタ・プロジェクショ
ン方式の問題を解決することができ、繰返しパターンを
有する図形の描画に際し描画スルーブツトの向上をは゛
かり得、且つ繰返しパターンの面積が大きい場合にも十
分適用し得る荷電ビーム描画方法を提供することにある
。(Object of the Invention) The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to be able to solve the problems of the conventional character projection method, and to solve the problems of the conventional character projection method. The object of the present invention is to provide a charged beam lithography method that can improve the lithography throughput and can be sufficiently applied even when the area of a repetitive pattern is large.
(発明の概要)
本発明の骨子は、マスクに繰返しパターン形成用のアパ
ーチャとビーム寸法可変用のアパーチャとを設け、繰返
しパターンか非繰返しパターンかに応じて上記アパーチ
ャの一方を選択することにある。さらに、繰返しパター
ンの描画時と非繰返しパターンの描画時とでビーム電流
密度を変え、空間電荷効果に起因する露光ボケを防止す
ることにある。(Summary of the Invention) The gist of the present invention is to provide a mask with an aperture for forming a repetitive pattern and an aperture for varying beam dimensions, and to select one of the apertures depending on whether the pattern is a repetitive pattern or a non-repetitive pattern. . Furthermore, the beam current density is changed between when writing a repetitive pattern and when writing a non-repetitive pattern to prevent exposure blur caused by space charge effects.
超LSIデバイスのうち、メモリデバイスでは、90[
%コ以上が繰返しのパターンであり、残りの10[%]
が周辺回路でメモリセルとは異なったパターンでできて
いる。従って、メモリセル部をキャラクタ・プロジェク
ション方式、つまりキャラクタモードで描画し、残りの
部分は可変寸法ビームを用いてVSBモードで描画する
。これにより、繰返しパターンについてはパターン成形
用アパーチャを選択することにより短時間で描画でき、
また非繰返しパターンについては可変ビーム成形用アパ
ーチャを選択することにより従来の可変ビーム方式と同
様に任意のパターンを描画することができる。さらに、
荷電ビーム光学鏡筒の側部にキャラクタ・プロジェクシ
ョン用マスクを交換するための予備室を設けておけば、
マスク交換を短時間で行うことが可能になる。Among VLSI devices, 90 [
% or more is a repeating pattern, and the remaining 10[%]
The peripheral circuit is made of a pattern different from that of the memory cell. Therefore, the memory cell portion is written using the character projection method, that is, the character mode, and the remaining portion is written using the variable dimension beam in the VSB mode. As a result, repetitive patterns can be drawn in a short time by selecting the pattern forming aperture.
Furthermore, as for non-repetitive patterns, by selecting a variable beam shaping aperture, it is possible to draw any desired pattern in the same manner as in the conventional variable beam method. moreover,
If a preliminary chamber for changing the character projection mask is provided on the side of the charged beam optical column,
It becomes possible to exchange masks in a short time.
また、可変寸法ビームを用いる場合はビーム面積は2[
μm]〜0.1[μ77L]程度変化するのに対し、キ
ャラクタプロジェクションでは繰返しパターンの大きざ
にもよるがビーム面積は5[μ77L]以上になること
もある。従って、キャラクタモードにした場合、空間電
荷効果のためにレンズの焦点条件が大幅に狂い描画精度
の低下を招く虞れがある。そこで、VSBモードとキャ
ラクタモードとで、ビーム電流密度を変えるためにレン
ズの励Iaffi流を変えることにより、空間電荷の影
響を少なくすることが可能となる。しかし、このレンズ
条件を変えることは荷電ビーム光学鏡筒の再設定を必要
とし、再設定が多数回あるとこの時間だけでも長くなる
。そこで、繰返しパターン及び非繰返しパターンの一方
の全体を描画したのち、他方のパターンを描画するよう
にすれば、レンズ条件の切換え等が1回で済むことにな
り、これによる描画速度の低下は殆どs?!4できる。In addition, when using a variable dimension beam, the beam area is 2[
μm] to 0.1 [μ77L], whereas in character projection, the beam area may exceed 5 [μ77L] depending on the size of the repeated pattern. Therefore, when the character mode is set, there is a risk that the focal condition of the lens will be significantly distorted due to the space charge effect, leading to a decrease in drawing accuracy. Therefore, by changing the excitation Iaffi flow of the lens in order to change the beam current density between the VSB mode and the character mode, it is possible to reduce the influence of space charges. However, changing this lens condition requires resetting the charged beam optical column, and if the resetting is performed many times, this time alone becomes long. Therefore, if you draw the entire repeating pattern or non-repetitive pattern and then draw the other pattern, you only need to switch the lens conditions once, and the drop in drawing speed due to this will be almost negligible. S? ! 4 I can do it.
本発明はこのような点に着目し、荷電ビーム放射源から
放射された荷電ビームを集束偏向制御し、このビームを
被露光試料上に選択的に照射して該試料に所望パターン
を描画する荷電ビーム描画方法において、繰返しパター
ンに相当するパターン成形用アパーチャと、可変寸法ビ
ームを形成するための可変ビーム成形用アパーチャと、
これらのアパーチャより防記荷電ビーム放射S側に設け
られ上記各アパーチャのいずれか一方に荷電ビームが照
射されるよう該ビームを偏向するアパーチャ選択用偏向
系とを用い、繰返しパターンは上記パターン成形用アパ
ーチャを通過するビームで描画すると共に、非繰返しパ
ターンは上記ビーム成形用アパーチャを通過するビーム
で描画し、且つ繰返しパターン及び非繰返しパターンの
一方を全て描画したのち、他方のパターンを描画するよ
うにした方法である。The present invention focuses on such points, and focuses and deflects a charged beam emitted from a charged beam radiation source, and selectively irradiates the beam onto a sample to be exposed to produce a charged beam that draws a desired pattern on the sample. In the beam writing method, a pattern forming aperture corresponding to a repeating pattern, a variable beam forming aperture for forming a variable dimension beam,
An aperture selection deflection system is provided on the anti-recording charged beam radiation S side of these apertures and deflects the charged beam so that the charged beam is irradiated onto one of the apertures, and the repetitive pattern is formed on the pattern forming side. The non-repetitive pattern is drawn with a beam passing through the aperture, and the non-repetitive pattern is drawn with a beam passing through the beam shaping aperture, and after one of the repeating pattern and the non-repetitive pattern is completely drawn, the other pattern is drawn. This is the method.
本発明によれば、繰返しパターン部についてはパターン
成形用アパーチャを選択することにより、高スルーブツ
トで描画することができる。ざらに、非繰返しパターン
については、可変ビーム成形用アパーチャを選択するこ
とにより、任意のパターンを描画することができる。こ
のため、LSI等のパターンも容易に描画することがで
き、且つ全体としての描画スルーブツトの向上をはかり
得る。According to the present invention, by selecting a pattern forming aperture for a repetitive pattern portion, it is possible to draw the pattern at a high throughput. Roughly speaking, any non-repetitive pattern can be drawn by selecting a variable beam shaping aperture. Therefore, patterns for LSI and the like can be easily drawn, and the overall drawing throughput can be improved.
しかも、繰返しパターンと非繰返しパターンの描画の切
換えを1回で済ませているので、この切換えに要するF
RlilIは全体の描画時間に比べて無視できる程短い
。また、VSBモードとキャラクタモードとでレンズ系
の励磁電流を変えることにより、それぞれのモードで空
間電荷効果によるビームボケを最小限に抑えることがで
きる。このため、繰返しパターン及び非繰返しパターン
共に、同程度の高い精度の描画が可能となる。Moreover, since switching between drawing of repetitive patterns and non-repetitive patterns is completed in one time, the F required for this switching is
RliI is so short that it can be ignored compared to the entire drawing time. Furthermore, by changing the excitation current of the lens system between the VSB mode and the character mode, beam blur due to the space charge effect can be minimized in each mode. Therefore, it is possible to draw both repetitive patterns and non-repetitive patterns with the same level of precision.
第2図はメモリセルパターンの例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a memory cell pattern.
この図から明かなように、直角三角形を可変寸法ビーム
で描画可能にしても、可変寸法ビームを用いた場合には
、少なくとも11回のショットを行う必要がある。これ
に対し本発明によれば、メモリセル部については1回の
ショットで可能であるから、約1/10の描画時間で終
了し、周辺回路の非繰返しパターンに対しても可変寸法
ビームによる描u!i機能を用いればある程度の速度で
描画することができる。従って、全体としての描画時間
は、従来の単純可変寸法ビームでは0.9(メモリセル
部)+0.1(周辺回路)であるのに対し、本発明では
0.09 (メモリセル部)+0.1(周辺回路)とな
るので、
本発明/単純可変寸法ビーム#0.2
となり、スルーブツトは約5倍に向上する。また、20
パターンが繰返しの単位となる場合も、ビーム電流密度
を1/2程度にすれば空間電荷効果も少なくでき、実露
光時間を2倍にとっても結局メモリセル部は1/10の
時間で描画でき、結局115の描画時間に抑えることが
できる。As is clear from this figure, even if a right triangle can be drawn with a variable dimension beam, it is necessary to perform at least 11 shots when the variable dimension beam is used. On the other hand, according to the present invention, since the memory cell portion can be written in one shot, writing can be completed in about 1/10 of the time, and non-repetitive patterns of peripheral circuits can also be written using a variable-dimension beam. u! If you use the i function, you can draw at a certain speed. Therefore, the overall writing time is 0.9 (memory cell part) + 0.1 (peripheral circuit) in the conventional simple variable dimension beam, whereas in the present invention the writing time is 0.09 (memory cell part) + 0.1 (peripheral circuit). 1 (peripheral circuit), the present invention/simple variable dimension beam #0.2, and the throughput is improved by about 5 times. Also, 20
Even when the pattern is a repeating unit, the space charge effect can be reduced by reducing the beam current density to about 1/2, and even if the actual exposure time is doubled, the memory cell area can be drawn in 1/10 of the time. In the end, the drawing time can be reduced to 115 minutes.
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.
第1図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図である。図中10は電子光学鏡
筒を構成する真空外囲器、11はこの外囲器10内に収
容された電子銃である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam lithography apparatus used in an embodiment of the method of the present invention. In the figure, 10 is a vacuum envelope constituting an electron optical lens barrel, and 11 is an electron gun housed within this envelope 10.
電子銃11から放射された電子ビームは、第1乃至第5
のレンズ12.〜,16で集束され、ターゲット17上
に照射される。なお、ターゲット17としての半導体ウ
ェハ等は、一般にX方向及びY方向に移動可能な試料台
上に載置されるものとなっている。The electron beams emitted from the electron gun 11 are
Lens 12. ~, 16 and irradiates onto a target 17. Note that the semiconductor wafer or the like serving as the target 17 is generally placed on a sample stage that is movable in the X direction and the Y direction.
第2及び第3のレンズ13.14間には、アパーチャ2
1a、21bを備えた第7のアパーチャマスク21が配
置されている。第3及び第4のレンズ14.15間には
、アパーチャ22a。An aperture 2 is provided between the second and third lenses 13.14.
A seventh aperture mask 21 with 1a, 21b is arranged. Between the third and fourth lenses 14.15 is an aperture 22a.
22bを備えた第2のアパーチャマスク22が配置され
ている。ここで、第1のアパーチャマスク21の各アパ
ーチャ21a、21bはそれぞれ矩形状であり、アパー
チャ21bはアパーチャ218に対して小さいものとな
っている。さらに、第2のアパーチャマスク22のアパ
ーチャ22aは露光すべきメモリセル等の繰返しパター
ンに相当するものである。例えば、露光すべきメモリセ
ルのパターンが第2図に示す如く斜線部の繰返しの場合
、アパーチャ22aは第2図の両ハツチング部分に相当
するものとなる。即ち、アパーチャ22aはパターン成
形用アパーチャであり、第3図に示す如く第2のアパー
チャマスク22に形成されている。また、第2のアパー
チャマスク22のアパーチャ22k)は可変寸法ビーム
を形成するためのもので、第3図に示す如くパターン成
形用アパーチt’22aと同一マスク22上に矩形状に
形成されている。なお、第2のアパーチャマスク22は
レンズ14.15等の内部ではなく、レンズ外に配置さ
れるものとなっている。A second aperture mask 22 with 22b is arranged. Here, each aperture 21a, 21b of the first aperture mask 21 has a rectangular shape, and the aperture 21b is smaller than the aperture 218. Furthermore, the apertures 22a of the second aperture mask 22 correspond to a repeating pattern of memory cells, etc. to be exposed. For example, if the pattern of the memory cell to be exposed is a repeated hatched area as shown in FIG. 2, the aperture 22a corresponds to both hatched areas in FIG. That is, the aperture 22a is a pattern forming aperture, and is formed in the second aperture mask 22 as shown in FIG. Further, the aperture 22k) of the second aperture mask 22 is for forming a variable-dimensional beam, and is formed in a rectangular shape on the same mask 22 as the pattern forming aperture t'22a, as shown in FIG. . Note that the second aperture mask 22 is arranged outside the lens 14, 15, etc., rather than inside it.
第1及び第2のレンズ12.13間のビームクロスオー
バ位置には偏向コイル23が配置され、レンズ13.1
4間のビームクロスオーバ位置には偏向コイル24が配
置されている。これらの偏向コイルは、上記アパーチャ
22a、22bのいずれかを選択するアパーチャ選択用
偏向系である。A deflection coil 23 is arranged at the beam crossover position between the first and second lenses 12.13, and the lens 13.1
A deflection coil 24 is arranged at the beam crossover position between the four beams. These deflection coils are an aperture selection deflection system that selects either the aperture 22a or 22b.
そして、偏向コイル23.24によりビームを偏向する
ことにより、後述する如くアパーチャ21a、21bと
アバーチt22a、22bとの光学的重なりが可変され
、この重なり部分からなる所定形状のビームが前記ター
ゲット17上に結像されるものとなっている。By deflecting the beam with the deflection coils 23 and 24, the optical overlap between the apertures 21a and 21b and the apertures t22a and 22b is varied as described later, and a beam having a predetermined shape made of this overlap portion is directed onto the target 17. It is assumed that the image is formed in
なお、偏向コイル23.24は、CPtJ51及びイン
ターフェース52を通じて前記対物レンズ16と連動し
て制御される。即ち、キャラクタモードにした時、ビー
ム面積が大きくなりアンダーフォーカスとなるので、対
物レンズ電流を増すことでフォーカス条件を補正する。Note that the deflection coils 23 and 24 are controlled in conjunction with the objective lens 16 through the CPtJ 51 and the interface 52. That is, when the character mode is set, the beam area becomes large and underfocus occurs, so the focus condition is corrected by increasing the objective lens current.
逆に、VSBモードに変えた時は、ビーム面積が小さく
オーバーフォーカスとなるので、対物レンズ電流を小さ
くして補正を行うものとなっている。Conversely, when changing to the VSB mode, the beam area is small and overfocus occurs, so correction is made by reducing the objective lens current.
第4及び第5のレンズ15.16間には、ビームをX方
向(紙面表裏方向)に偏向するための偏向板25及びY
方向(紙面左右方向)に偏向するだめの偏向板26が配
置されている。そして、これらの偏向板25.26によ
り、上記所定形状のビームはターゲット17上で走査さ
れるものとなっている。また、上記第2のアパーチャマ
スク22の配置位置の外囲器10の側壁には、ゲートバ
ルブ27を介してマスク予備室28が連設されている。Between the fourth and fifth lenses 15 and 16, a deflection plate 25 and a Y
A deflection plate 26 is arranged to deflect the light in the direction (left and right direction in the drawing). The beam having the predetermined shape is scanned over the target 17 by these deflection plates 25 and 26. Further, a mask preliminary chamber 28 is connected to the side wall of the envelope 10 at the location where the second aperture mask 22 is disposed via a gate valve 27 .
予+!を至28内にはマスク交換機構29が設けられて
おり、ゲートバルブ27を開くことにより、外囲器10
とマスク予備室28との間でマスク22が交換されるも
のとなっている。Preliminary+! A mask exchange mechanism 29 is provided inside the enclosure 10 , and by opening the gate valve 27 , the envelope 10 is replaced.
The mask 22 is exchanged between the mask spare room 28 and the mask spare room 28.
なお、図中31は可変寸法ビームを形成する際に、例え
ばアパーチャ21a、22bとの光学的重なり面積を可
変し、該ビームの寸法を可変するためのビーム寸法可変
用偏向板である。また、32、〜.34はビームが正常
か否かをモニタするための反射電子検出器、35はビー
ムの非点収差を補正しビーム分解能を上げるための非点
補正コイル、41.〜.46はビームが正規の軌道を通
るようにビームの軸を合わゼるための軸合わせコイルを
それぞれ示している。In the figure, reference numeral 31 denotes a beam size variable deflection plate for changing the optical overlapping area with, for example, the apertures 21a and 22b to change the size of the beam when forming the variable size beam. Also, 32, ~. 34 is a backscattered electron detector for monitoring whether the beam is normal or not; 35 is an astigmatism correction coil for correcting beam astigmatism and increasing beam resolution; 41. ~. Reference numeral 46 designates alignment coils for aligning the axes of the beams so that the beams pass through regular trajectories.
ここで、前記アパーチャ22a、22bの選択は、次の
ようにして行われる。即ち、メモリセルの如き繰返しパ
ターンを露光する際には、第4図に実線で示す如くアパ
ーチャ21aの象をパターン成形用アバーチty228
に照射する。この場合、ターゲット17上にはアパーチ
ャ22aのパターンであるメモリセルパターンが露光さ
れることになる。一方、周辺回路を露光する際には、偏
向コイル24によりビームを図中破線に示す如く偏向す
る。この場合、アパーチャ21aの像は可変ビーム成形
用アパーチャ22bに照射されることになる。従って、
ターゲット17上には可変寸法ビームが照射されること
になる。なお、偏向コイル24による偏向中心はビーム
のクロスオーバ位置にあるので、この偏向コイル24で
ビームを偏向してもターゲット17上でビーム位置がず
れることはない。Here, the selection of the apertures 22a and 22b is performed as follows. That is, when exposing a repetitive pattern such as a memory cell, the shape of the aperture 21a is aligned with the pattern forming aperture 228 as shown by the solid line in FIG.
irradiate. In this case, a memory cell pattern, which is a pattern of apertures 22a, is exposed on the target 17. On the other hand, when exposing the peripheral circuit, the beam is deflected by the deflection coil 24 as shown by the broken line in the figure. In this case, the image of the aperture 21a will be irradiated onto the variable beam shaping aperture 22b. Therefore,
A variable dimension beam will be irradiated onto the target 17. Note that since the center of deflection by the deflection coil 24 is located at the crossover position of the beam, even if the beam is deflected by the deflection coil 24, the beam position will not shift on the target 17.
また、上記の偏向コイル24の代りに偏向コイル23を
用いることも可能である。即ち、周辺領域を露光する際
に、第5図に示す如り(橘向コイル23でビームを図中
破線に示す如く偏向し、アパーチャ21bの象がアパー
チャ22bに照射されるようにする。これにより、ター
ゲット17上には可変寸法ビームが照射されることにな
る。そしてこの場合、可変寸法ビームを形成する際にア
パーチャ21bが小さいのでアパーチャ22bでカット
するビームを少な(することが可能である。Furthermore, it is also possible to use the deflection coil 23 instead of the deflection coil 24 described above. That is, when exposing the peripheral area, as shown in FIG. 5, the beam is deflected by the Tachibana-oriented coil 23 as shown by the broken line in the figure, so that the image of the aperture 21b is irradiated onto the aperture 22b. As a result, the variable dimension beam is irradiated onto the target 17.In this case, since the aperture 21b is small when forming the variable dimension beam, it is possible to reduce the amount of beam cut by the aperture 22b. .
次に、上記装置を用いた描画方法について説明する。Next, a drawing method using the above device will be explained.
第6図は半導体ウェハ61のチップ62及び描画手順を
説明するための模式図、第7図は第6図中破線で囲んだ
部分Aを拡大して示す模式図である。まず、第7図に示
す如くウェハ61のチップ62上に予め形成されている
マーク63を検出して位冒合わせを行い描画を始める。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the chip 62 of the semiconductor wafer 61 and the drawing procedure, and FIG. 7 is a schematic diagram showing an enlarged portion A surrounded by a broken line in FIG. First, as shown in FIG. 7, a mark 63 previously formed on a chip 62 of a wafer 61 is detected, the position is aligned, and drawing is started.
ウェハ61を64で示した0、5〜2 [s+]の細い
領域に分け、この細い領域は試料台を連続移動させてw
Alliiを行う、65は描画中の試料台の移動方向で
ある。また、図中■〜■、■′〜■′はそれぞれ試料台
の移動順序を示している。LSIチップは斜線で示した
メモリセル部66と周辺回路部67或いはダイシングラ
イン68に分けられる。The wafer 61 is divided into narrow regions of 0, 5 to 2 [s+] indicated by 64, and these narrow regions are separated by continuously moving the sample stage.
65 is the moving direction of the sample stage during drawing. Further, in the figure, symbols ``■'' to ``■'' and ``■'' to ``■'' respectively indicate the movement order of the sample stage. The LSI chip is divided into a memory cell section 66 and a peripheral circuit section 67 or dicing lines 68 shown by diagonal lines.
まず、試料台を■〜■の順に移動しながら、可変寸法ビ
ームを用いて周辺回路部67及びダイシングライン68
を全て描画する。即ち、前記偏向コイル24により可変
ビーム成形用アパーチャ22bを選択し、前記偏向板3
1によりアパーチャ21a、22bとの光学的型なりを
制御して描画を行う。この描画は1枚のウェハの全ての
非繰返しパターンが終了するまで行う。First, while moving the sample stage in the order of ■ to ■, the peripheral circuit section 67 and the dicing line 68 are
Draw all. That is, the variable beam shaping aperture 22b is selected by the deflection coil 24, and the deflection plate 3
1, drawing is performed by controlling the optical shape of the apertures 21a and 22b. This drawing is continued until all non-repeating patterns on one wafer are completed.
次いで、ビーム電流密度を小さくし、試料台を■′〜■
′の順に移動しながら、キャラクタ・プロジェクション
方式によるビームを用いてメモリセル部66を全て描画
する。即ち、偏向コイル24によりパターン成形用アパ
ーチャ22aを選択し、このアパーチャ22aのパター
ンに相当するビームで一つのメモリセル部66を一括露
光する。この描画も、1枚のウェハの全ての繰返しパタ
ーンが終了するまで行う。Next, reduce the beam current density and move the sample stage to
While moving in the order of ', the entire memory cell section 66 is drawn using a beam based on the character projection method. That is, a pattern forming aperture 22a is selected by the deflection coil 24, and one memory cell portion 66 is exposed at once with a beam corresponding to the pattern of this aperture 22a. This drawing is also continued until all repeated patterns on one wafer are completed.
1枚のウェハの描画が完了したら次のウェハの描画に移
るが、このとき電子光学鏡筒はキャラクタモードとなっ
ているので、この場合メモリセル部66の描画を行った
のち、周辺回路部67及びダイシングライン68の描画
を行うようにする。When the drawing of one wafer is completed, the next wafer is drawn. At this time, the electron optical lens barrel is in character mode, so in this case, after drawing the memory cell part 66, the peripheral circuit part 67 is drawn. Then, dicing lines 68 are drawn.
なお、キャラクタモードの場合、描画時間が長いので、
試料台を連続移動させていることによるずれを補うため
に、ビームを試料台の移動に追尾させる。また、メモリ
セルパターンが複数種ある場合、それぞれのパターン及
び矩形パターンを有する複数枚のマスク22を用意して
おき、外囲器11とマスク予備苗28との間でマスクを
交換すればよい。この場合、ゲートバルブ27を開くの
みでマスク22の交換ができるので、外囲器10の真空
を破る必要な(、またレンズ等を分解する必要もなく、
容易に実施することができる。In addition, in character mode, drawing time is long, so
In order to compensate for the deviation caused by continuously moving the sample stage, the beam is made to track the movement of the sample stage. Furthermore, when there are multiple types of memory cell patterns, multiple masks 22 having respective patterns and rectangular patterns may be prepared and the masks may be exchanged between the envelope 11 and the mask spare seedling 28. In this case, the mask 22 can be replaced simply by opening the gate valve 27, so there is no need to break the vacuum in the envelope 10 (and there is no need to disassemble lenses etc.).
It can be easily implemented.
かくして本実施例によれば、メモリセル等の繰返しパタ
ーンを有するものを描画する際に、前記パターン成形用
アパーチャ21aを選択し、該セルパターンを一括露光
することができるので、描画スルーブツトの大幅な向上
をはかり得る。さらに、メモリセル部以外の周辺回路等
の非繰返しパターンを描画する際には、前記可変ビーム
成形用アパーチャ21bを選択し可変寸法ビームで描画
することにより、任意のパターンを自由に描画すること
ができる。また、VSBモードとキャラクタモードとで
レンズ励磁電流を変えるようにしているので、ビーム面
積の異なりに起因する空間−電荷の影響で焦点がずれる
ことを未然に防止することができ、いずれのモードであ
っても高精度の描画を行い得る。さらに、vSBモード
とキャラクタモードとの切換えを1枚のウェハに対し1
回で済ませているので、この切換えにより描画時間が長
くなることはない。従って、キャラクタ・プロジェクシ
ョン方式によるLSIのパターン形成を実用化すること
ができ、半導体装置製造における有用性は絶大である。Thus, according to this embodiment, when drawing something with a repetitive pattern such as a memory cell, the pattern forming aperture 21a can be selected and the cell pattern can be exposed all at once, so that the drawing throughput can be greatly reduced. It can be improved. Furthermore, when drawing non-repetitive patterns such as peripheral circuits other than the memory cell section, by selecting the variable beam shaping aperture 21b and drawing with a variable dimension beam, any pattern can be drawn freely. can. In addition, since the lens excitation current is changed between VSB mode and character mode, it is possible to prevent the focus from shifting due to the influence of space charge caused by the difference in beam area. High-precision drawing can be performed even if Furthermore, switching between vSB mode and character mode can be performed once per wafer.
This switching does not increase the drawing time since it only takes a few times. Therefore, LSI pattern formation using the character projection method can be put to practical use, and its usefulness in semiconductor device manufacturing is tremendous.
また、真空外囲器10を分解することなくマスクを交換
可能としているので、繰返しパターンがmaf!あって
も、マスクを交換することによりこれらのパターンに対
応することができる。また、1枚のマスク22には2[
!のアパーチャ22a。In addition, since the mask can be replaced without disassembling the vacuum envelope 10, the repeating pattern is maf! Even if there are patterns, these patterns can be accommodated by replacing the mask. In addition, one mask 22 has 2 [
! aperture 22a.
22bを設けているのみであるから、アパーチャの選択
により過大にビームを偏向する必要もなく、これによる
露光精度低下を招くこともない。22b, there is no need to excessively deflect the beam by selecting an aperture, and this will not cause a decrease in exposure accuracy.
第8図は他の実施例方法を説明するための模式図である
。メモリパターンの場合、メモリセルのlI像を配置す
る場合もある。第8図に示すパターンの場合、パターン
81.83については平行移動でパターン形成できる。FIG. 8 is a schematic diagram for explaining another embodiment method. In the case of a memory pattern, an II image of a memory cell may be arranged. In the case of the pattern shown in FIG. 8, patterns 81 and 83 can be formed by parallel movement.
しかし、85.〜。However, 85. ~.
88のハツチングを行った部分は左側を平行移動しても
右側と重ならない。従ってこのようなパターンについて
は、VSBモードで描画する。即ち、パターン81.8
3及びパターン82.84のハツチング部分以外をキャ
ラクタモードで描画し、ハツチング部分85.〜.88
をVSBモードで描画するようにすればよい。The hatched part of 88 does not overlap with the right side even if the left side is translated in parallel. Therefore, such a pattern is drawn in VSB mode. That is, pattern 81.8
3 and patterns 82 and 84 other than the hatched portions are drawn in character mode, and the hatched portions 85. ~. 88
All you have to do is draw it in VSB mode.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記繰返しパターンと非繰返しパターンと
の描画順序は、いずれが先であってもよい。また、前記
マスク上に形成するパターン成形用アパーチャの数は1
個に限るものではなく、複数個であってもよい。さらに
、パターン成形用アパーチャと可変ビーム成形用アパー
チャとを必ずしも同一マスク上に形成する必要はなく、
別々のマスクにそれぞれ形成するようにしてもよい。ま
た、光学系の構成は第1図に限るものではなく、仕様に
応じて適宜変更可能であり、要はパターン成形用アパー
チャ、可変ビーム成形用アパーチャ、及びこれらのアパ
ーチャより電子銃側に配設され上記いずれかの7パーチ
セにビームが照射されるようビームを偏向するアパーチ
ャ選択用偏向系を有するものであればよい。さらに、ア
パーチャ選択用偏向系は偏向コイルに限るものではなく
、静N(I向板であってもよい。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the repeating pattern and the non-repetitive pattern may be drawn in any order. Further, the number of pattern forming apertures formed on the mask is 1.
The number is not limited to one, but may be more than one. Furthermore, it is not necessary to form the pattern forming aperture and the variable beam forming aperture on the same mask;
They may be formed on separate masks. In addition, the configuration of the optical system is not limited to that shown in Figure 1, and can be changed as appropriate depending on the specifications.In short, it includes an aperture for pattern forming, an aperture for variable beam forming, and a structure located closer to the electron gun than these apertures. Any aperture selection deflection system may be used as long as it has an aperture selection deflection system that deflects the beam so that the beam is irradiated onto any of the seven apertures. Furthermore, the deflection system for aperture selection is not limited to a deflection coil, but may also be a static N (I) direction plate.
また本発明は、電子と−ム描画装置に限るものではなく
、イオンビームを用いてパターンを露光するイオンビー
ム描画装置やイオンビーム注入装置にも適用することが
できる。その他、本発明の要旨を逸鋭しない範囲で、種
々変形して実施することができる。Furthermore, the present invention is not limited to electron beam lithography apparatuses, but can also be applied to ion beam lithography apparatuses and ion beam implantation apparatuses that expose patterns using ion beams. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
第1図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図、第2図はメモリセルパターン
を示す模式図、第3図はパターン成形用アパーチャ及び
可変ビーム成形用アパーチャの形状を示す平面図、第4
図及び第5図はそれぞれアパーチャ選択用偏向コイルに
よるアパーチャ選択の原理を説明するための模式図、第
6図及び第7図はそれぞれ上記装置を用いた描画工程を
説明するための模式図、第8図は他の実施例を説明する
ための模式図である。
10・・・真空外囲器、11・・・電子銃、12.〜。
16・・・レンズ、17・・・ターゲット、21.22
・・・アパーチャマスク、21a、21b・・・アパー
チャ、22a・・・パターン成形用アパーチャ、22k
)・・・可変ビーム成形用アパーチャ、23.24・・
・アパーチャ選択用偏向コイル、25.26・・・ビー
ム走査用偏向板、31・・・ビーム寸法可変用偏向板、
32゜〜、34・・・反射電子検出器、35・・・非点
補正コイル、41.〜.46・・・軸合わせコイル、5
1・・・CPtJ152・・・インターフェース、61
・・・半導体ウェハ、62・・・チップ、63・・・マ
ーク、66・・・メモリセル部、67・・・周辺回路部
、68・・・ダイシングライン。
出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
第1図
第2図
第3図
第4図
第5図
第 7 凶
第8図FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam lithography system used in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a memory cell pattern, and FIG. 3 is a pattern-forming aperture and a variable beam-shaping aperture. A plan view showing the shape of the fourth
6 and 7 are schematic diagrams for explaining the principle of aperture selection using the aperture selection deflection coil, respectively, and FIGS. 6 and 7 are schematic diagrams for explaining the drawing process using the above device, FIG. 8 is a schematic diagram for explaining another embodiment. 10... Vacuum envelope, 11... Electron gun, 12. ~. 16...Lens, 17...Target, 21.22
...Aperture mask, 21a, 21b...Aperture, 22a...Aperture for pattern forming, 22k
)...Aperture for variable beam shaping, 23.24...
・Deflection coil for aperture selection, 25.26... Deflection plate for beam scanning, 31... Deflection plate for beam dimension variation,
32°~, 34... Backscattered electron detector, 35... Astigmatism correction coil, 41. ~. 46...Axis alignment coil, 5
1...CPtJ152...Interface, 61
... Semiconductor wafer, 62... Chip, 63... Mark, 66... Memory cell section, 67... Peripheral circuit section, 68... Dicing line. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 7 Figure 8
Claims (3)
束偏向制御し、このビームを試料上に選択的に照射して
該試料に所望パターンを描画する荷電ビーム描画方法に
おいて、繰返しパターンに相当するパターン成形用アパ
ーチャと、可変寸法ビームを形成するための可変ビーム
成形用アパーチャと、これらのアパーチャよりも前記荷
電ビーム放射源側に設けられ上記各アパーチャのいずれ
か一方に荷電ビームが照射されるよう該ビームを偏向す
るアパーチャ選択用偏向系とを用い、繰返しパターンを
上記パターン成形用アパーチャを通過するビームで描画
すると共に、非繰返しパターンを上記ビーム成形用アパ
ーチャを通過するビームで描画し、且つ試料上の繰返し
パターン及び非繰返しパターンの一方を全て描画したの
ち、他方のパターンを描画することを特徴とする荷電ビ
ーム描画方法。(1) In a charged beam drawing method in which a charged beam emitted from a charged beam radiation source is focused and deflected and selectively irradiated onto a sample to draw a desired pattern on the sample, it corresponds to a repetitive pattern. a pattern-forming aperture, a variable beam-forming aperture for forming a variable-dimensional beam, and a charged beam-forming aperture provided closer to the charged beam radiation source than these apertures so that either one of the apertures is irradiated with the charged beam. using an aperture selection deflection system that deflects the beam, a repetitive pattern is written with a beam passing through the pattern forming aperture, a non-repetitive pattern is drawn with a beam passing through the beam forming aperture, and A charged beam drawing method characterized in that after all of one of the above repeating pattern and non-repetitive pattern is written, the other pattern is written.
パターンを描画する時とで、ビーム電流密度を変えるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の荷電ビーム
描画方法。(2) The charged beam drawing method according to claim 1, characterized in that the beam current density is changed between when writing the repetitive pattern and when writing the non-repetitive pattern.
であり、メモリセルパターンの非繰返しパターンのうち
繰返しパターンと見なすのを妨げている部分を除き、繰
返しパターンと見なせる部分を前記パターン成形用アパ
ーチャを通過するビームで描画することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の荷電ビーム描画方法。(3) A semiconductor memory pattern is formed on the sample, and a portion that can be considered as a repeating pattern is formed in the pattern forming aperture, excluding a portion of the non-repetitive pattern of the memory cell pattern that prevents it from being considered as a repeating pattern. 2. The charged beam drawing method according to claim 1, wherein drawing is performed with a beam passing through the charged beam.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25528985A JPS62114221A (en) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Charged beam lithography |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25528985A JPS62114221A (en) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Charged beam lithography |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62114221A true JPS62114221A (en) | 1987-05-26 |
Family
ID=17276690
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP25528985A Pending JPS62114221A (en) | 1985-11-14 | 1985-11-14 | Charged beam lithography |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62114221A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02170411A (en) * | 1988-12-22 | 1990-07-02 | Fujitsu Ltd | Electron beam exposure equipment and exposure method |
JPH03119717A (en) * | 1989-09-30 | 1991-05-22 | Fujitsu Ltd | Charged particle exposure device and exposure |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS596531A (en) * | 1982-07-05 | 1984-01-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Variably forming device for electron beam exposure |
JPS6010726A (en) * | 1983-06-30 | 1985-01-19 | Fujitsu Ltd | Electron beam exposure method |
-
1985
- 1985-11-14 JP JP25528985A patent/JPS62114221A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS596531A (en) * | 1982-07-05 | 1984-01-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Variably forming device for electron beam exposure |
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JPH03119717A (en) * | 1989-09-30 | 1991-05-22 | Fujitsu Ltd | Charged particle exposure device and exposure |
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