JP2000150336A - Charged particle beam aligner and method - Google Patents

Charged particle beam aligner and method

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JP2000150336A
JP2000150336A JP10313735A JP31373598A JP2000150336A JP 2000150336 A JP2000150336 A JP 2000150336A JP 10313735 A JP10313735 A JP 10313735A JP 31373598 A JP31373598 A JP 31373598A JP 2000150336 A JP2000150336 A JP 2000150336A
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JP
Japan
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particle beam
charged particle
aperture mask
electric field
opening
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JP10313735A
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Japanese (ja)
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Masaki Yoshizawa
正樹 吉澤
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Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a charged particle beam aligner and a method capable of forming a highly accurate pattern, by compensating deformation of a pattern form even when the extension of charged particle beam is caused by the amount of coulomb. SOLUTION: A charged particle beam aligner has an aperture mask with a formation opening part for forming a cross sectional form of charged particle beams and used for exposing a pattern, according to the form of formation opening, onto an exposing object. In this case, a field with given intensity and a given distribution in potential is formed in formation opening parts 6a, 10a, 10b of the aperture masks 6 and 10 to change the cross section of charged perticle beams (EB), which pass the formation opening parts 6a, 10a, and 10b, into desired form with desired dimensions.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子ビームに
よるパターン形成を行う荷電粒子ビーム露光装置および
その方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a charged particle beam exposure apparatus for forming a pattern by a charged particle beam and a method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】集積回路の高密度化に伴い、微細パター
ン形成技術の主流であったフォトリソグラフィ技術に代
わって、たとえば、電子ビーム等の荷電粒子ビームを用
いた露光技術が注目されている。荷電粒子ビーム露光技
術では、大規模集積回路パターンの形成には高いスルー
プットが必要とされるため、電子ビームの一筆書きによ
りパターンを形成するポイントビーム方式に代わって、
荷電粒子ビームの断面の形状および面積を変化させなが
ら、個々のパターンを寸法の異なる矩形や台形に分割し
て描画するいわゆる可変成形露光方式や、大規模集積回
路の繰り返しパターンを複数切り出し、予めステンシル
マスクと呼ばれるマスク上に単位セル群として作製して
おき、所望の単位セルを荷電粒子ビームで選択して照射
・露光を行ういわゆる部分一括露光方式が提案されてい
る。
2. Description of the Related Art With the increase in the density of integrated circuits, an exposure technique using a charged particle beam such as an electron beam has attracted attention instead of the photolithography technique which has been the mainstream of fine pattern formation techniques. In charged particle beam exposure technology, high throughput is required to form large-scale integrated circuit patterns, so instead of the point beam method that forms patterns by one stroke of electron beam,
While changing the cross-sectional shape and area of the charged particle beam, each pattern is divided into rectangles and trapezoids with different dimensions and drawn, so-called variable shaping exposure method, or multiple repeated patterns of large-scale integrated circuits are cut out and stenciled in advance. A so-called partial batch exposure method has been proposed in which a unit cell group is formed on a mask called a mask, and a desired unit cell is selected with a charged particle beam and irradiated and exposed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記の可変成形露光方
式や部分一括露光方式の荷電粒子ビーム露光装置では、
荷電粒子ビームの断面の形状や大きさを成形するアパー
チャマスクの成形開口の周縁領域では、周縁領域を通過
する荷電粒子に相互に作用するクーロン力の重ね合わせ
によって、アパーチャマスクの成形開口を通過した荷電
粒子は成形開口の外側に広がる(偏向する)。また、ア
パーチャマスクの成形開口の形状によって周縁領域を通
過する荷電粒子に作用するクーロン力の重ね合わせは異
なり、たとえば、開口が矩形状の場合には、開口の周縁
領域のうち辺部と隅部とで比較すると、辺部を通過する
荷電粒子に作用するクーロン力の重ね合わせは、隅部を
通過する荷電粒子に作用するクーロン力の重ね合わせよ
りも大きくなる。このため、アパーチャマスクの成形開
口を通過した荷電粒子ビームの断面形状はアパーチャマ
スクの成形開口の形状から変形してしまい、荷電粒子ビ
ームを微細にするほど、上記の変形の影響が大きくな
る。アパーチャマスクの成形開口を通過した荷電粒子ビ
ームの断面形状が変形すると、たとえば、ウェハ等の試
料面ではパターン形状の変形となって現れる。
In the above-mentioned charged particle beam exposure apparatus of the variable shaping exposure system or the partial batch exposure system,
In the peripheral region of the forming opening of the aperture mask for shaping the shape and size of the cross section of the charged particle beam, it passed through the forming opening of the aperture mask due to the superposition of Coulomb forces interacting with the charged particles passing through the peripheral region. The charged particles spread (deflect) outside the forming aperture. In addition, the superposition of Coulomb forces acting on charged particles passing through the peripheral region differs depending on the shape of the formed opening of the aperture mask. For example, when the opening is rectangular, sides and corners in the peripheral region of the opening are different. As compared with the above, the superposition of the Coulomb forces acting on the charged particles passing through the sides is larger than the superposition of the Coulomb forces acting on the charged particles passing through the corners. For this reason, the cross-sectional shape of the charged particle beam that has passed through the shaping opening of the aperture mask is deformed from the shape of the shaping opening of the aperture mask, and the finer the charged particle beam, the greater the effect of the above deformation. When the cross-sectional shape of the charged particle beam that has passed through the forming aperture of the aperture mask is deformed, it appears as, for example, a pattern shape deformation on a sample surface such as a wafer.

【0004】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
のであって、荷電粒子ビームの荷電粒子間に相互に作用
するクーロン力に起因する荷電粒子ビームの広がりによ
るパターン形状の変形を補正でき、高精度な形状のパタ
ーン形成が可能な荷電粒子ビーム露光装置を提供するこ
とを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problem, and can correct a deformation of a pattern shape due to a spread of a charged particle beam caused by a Coulomb force acting between charged particles of the charged particle beam. It is an object of the present invention to provide a charged particle beam exposure apparatus capable of forming a highly accurate pattern.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の荷電粒子ビーム
露光装置は、荷電粒子ビームの断面形状を成形するため
の成形開口部が形成されたアパーチャマスクを有し、被
露光対象物に前記成形開口部の形状に応じたパターンを
露光する荷電粒子ビーム露光装置であって、前記アパー
チャマスクの成形開口部内に指定された電位分布で指定
された強さの電界を形成し、前記成形開口部を通過する
荷電粒子ビームの断面を所望の形状および大きさに変形
させる電界形成手段を有する。
A charged particle beam exposure apparatus according to the present invention has an aperture mask formed with a forming opening for forming a cross-sectional shape of a charged particle beam. A charged particle beam exposure apparatus that exposes a pattern corresponding to the shape of an opening, forming an electric field having a strength specified by a potential distribution specified in a forming opening of the aperture mask, and forming the forming opening. An electric field forming means for deforming the cross section of the passing charged particle beam into a desired shape and size is provided.

【0006】前記電界形成手段は、前記成形開口部の周
縁部の電位を一定とし、当該成形開口部の形状に応じた
電位分布の電界を形成する。
[0006] The electric field forming means keeps the potential of the peripheral portion of the shaping opening constant and forms an electric field having a potential distribution according to the shape of the shaping opening.

【0007】前記成形開口部の形状は、コーナー形状部
と直線形状部の組合せからなる。
[0007] The shape of the forming opening is a combination of a corner-shaped portion and a straight-shaped portion.

【0008】前記アパーチャマスクは導電性部材から形
成され、前記電界形成手段は、前記アパーチャマスクの
電位を指定された電位にする電圧を印加する電圧印加手
段を有する。
[0008] The aperture mask is formed of a conductive member, and the electric field forming means has voltage applying means for applying a voltage for setting the potential of the aperture mask to a designated potential.

【0009】前記電界形成手段は、前記アパーチャマス
クの成形開口部の周囲に沿って連続的に形成された電界
形成用電極と、前記電界形成用電極に指定された電圧を
印加する電圧印加手段とを有する。
The electric field forming means includes an electric field forming electrode formed continuously along a periphery of a forming opening of the aperture mask, and a voltage applying means for applying a specified voltage to the electric field forming electrode. Having.

【0010】前記電界形成手段は、前記アパーチャマス
クの成形開口部の周囲に設けられた複数の電界形成用電
極と、前記複数の電界形成用電極に指定された電圧を独
立に印加する電圧印加手段とを有する。
The electric field forming means includes a plurality of electric field forming electrodes provided around a forming opening of the aperture mask, and a voltage applying means for independently applying a specified voltage to the plurality of electric field forming electrodes. And

【0011】互いに離間した第1および第2のアパーチ
ャマスクと、前記第1および第2のアパーチャマスクの
間に設けられ、第1のアパーチャマスクの成形開口部を
通過した荷電粒子ビームを偏向して第2のアパーチャマ
スクの成形開口部に入射させる偏向手段とを有し、前記
電界形成手段は、前記第1および第2のアパーチャマス
クのそれぞれに設けられている。
The first and second aperture masks are separated from each other, and the charged particle beam is provided between the first and second aperture masks and deflects the charged particle beam passing through the shaping opening of the first aperture mask. Deflecting means for entering the shaping opening of the second aperture mask, and the electric field forming means is provided in each of the first and second aperture masks.

【0012】本発明では、アパーチャマスクの成形開口
部内に指定された電位分布で指定された強さの電界を形
成するため、アパーチャマスクによって成形される荷電
粒子ビームの断面を所望の形状および大きさに変形させ
ることが可能となる。したがって、荷電粒子間に相互に
作用するクーロン力による荷電粒子ビームの広がりに応
じて成形開口部に電界を形成することにより、被露光対
象物に露光されるパターンの変形を補正できる。
According to the present invention, a cross section of a charged particle beam formed by the aperture mask is formed in a desired shape and size in order to form an electric field having a specified strength in a specified potential distribution in a forming opening of the aperture mask. Can be transformed into Therefore, by forming an electric field in the forming opening in accordance with the spread of the charged particle beam due to the Coulomb force interacting between the charged particles, it is possible to correct the deformation of the pattern exposed on the object to be exposed.

【0013】また、本発明では、電界形成手段によっ
て、成形開口部の形状に応じた電位分布の電界を形成す
ることにより、クーロン力による荷電粒子ビームの成形
開口部の形状に応じた広がりが自己整合的に補正され
る。
Further, in the present invention, the electric field forming means forms an electric field having a potential distribution corresponding to the shape of the shaping opening, whereby the spread of the charged particle beam due to the Coulomb force according to the shape of the shaping opening is self-contained. Corrected consistently.

【0014】また、本発明は、荷電粒子ビームの断面形
状を成形するための成形開口部が形成されたアパーチャ
マスクを有し、被露光対象物に前記成形開口部の形状に
応じたパターンを露光する荷電粒子ビームの露光方法で
あって、前記アパーチャマスクの成形開口部内に指定さ
れた電位分布で指定された強さの電界を形成し、前記成
形開口部を通過する荷電粒子ビームの断面を所望の形状
および大きさに変形させ、被露光対象物上に所望の形状
に変形させたパターンを露光することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an aperture mask having a shaping opening for shaping a cross-sectional shape of a charged particle beam, and an object to be exposed is exposed to a pattern corresponding to the shape of the shaping opening. A charged particle beam exposure method, wherein an electric field of a specified intensity is specified by a specified potential distribution in a shaping opening of the aperture mask, and a cross section of the charged particle beam passing through the shaping opening is desired. And a pattern deformed into a desired shape is exposed on an object to be exposed.

【0015】前記アパーチャマスクに電荷を印加して前
記電界を形成する。
The electric field is formed by applying a charge to the aperture mask.

【0016】前記成形開口部の周縁部の電荷密度を一定
にする。
The charge density at the periphery of the forming opening is made constant.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形
態に係る荷電粒子ビーム露光装置の構成を示す概略図で
ある。図1において、荷電粒子ビーム露光装置1は、荷
電粒子ビーム源2と、ブランカ4と、第1アパーチャマ
スク6と、成形偏向器8と、第2アパーチャマスク10
と、副偏向器12と、焦点補正レンズ14と、主偏向器
16と、照射レンズ18と、成形レンズ20と、縮小レ
ンズ22と、対物レンズ24と、電圧印加部31とを有
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a charged particle beam exposure apparatus according to one embodiment of the present invention. In FIG. 1, a charged particle beam exposure apparatus 1 includes a charged particle beam source 2, a blanker 4, a first aperture mask 6, a shaping deflector 8, and a second aperture mask 10.
, A sub-deflector 12, a focus correction lens 14, a main deflector 16, an irradiation lens 18, a molded lens 20, a reduction lens 22, an objective lens 24, and a voltage application unit 31.

【0018】荷電粒子ビーム源2は、たとえば、カソー
ド電極、グリッド電極およびアノード電極を有してお
り、荷電粒子ビームEBを出射する。ブランカ4は、入
力されるブランキング信号に応じて、荷電粒子ビーム源
2から出射された荷電粒子ビームEBの遮断および通過
を行う機能を有する。
The charged particle beam source 2 has, for example, a cathode electrode, a grid electrode and an anode electrode, and emits a charged particle beam EB. The blanker 4 has a function of blocking and passing the charged particle beam EB emitted from the charged particle beam source 2 according to the input blanking signal.

【0019】第1アパーチャマスク6は、たとえば、半
導体や金属材料等の導電性材料から構成され、矩形状の
成形開口部6aが形成されており、荷電粒子ビームEB
の断面形状を成形開口部6aによって成形する。成形偏
向器8は、第1アパーチャマスク6によって成形された
荷電粒子ビームEBを偏向して、第2アパーチャマスク
10上の選択された位置に荷電粒子ビームEBを入射さ
せる。照射レンズ18は、荷電粒子ビーム源2から出射
された荷電粒子ビームEBが第1アパーチャマスク6の
成形開口部6aを覆うように照射されるように荷電粒子
ビームEBを成形する。成形レンズ20は、荷電粒子ビ
ームEBの焦点が成形偏向器8内に存在するように、第
1アパーチャマスク6を通過した荷電粒子ビームEBを
縮小する。
The first aperture mask 6 is made of, for example, a conductive material such as a semiconductor or a metal material, has a rectangular shaped opening 6a, and has a charged particle beam EB.
Is formed by the forming opening 6a. The shaping deflector 8 deflects the charged particle beam EB shaped by the first aperture mask 6 and causes the charged particle beam EB to enter a selected position on the second aperture mask 10. The irradiation lens 18 shapes the charged particle beam EB so that the charged particle beam EB emitted from the charged particle beam source 2 is irradiated so as to cover the forming opening 6 a of the first aperture mask 6. The shaping lens 20 reduces the charged particle beam EB that has passed through the first aperture mask 6 so that the focal point of the charged particle beam EB is present in the shaping deflector 8.

【0020】第2アパーチャマスク10は、たとえば、
半導体や金属材料等の導電性材料から構成されている。
第2アパーチャマスク10には、上記の第1アパーチャ
マスク6の成形開口部6aと連携して任意の形状および
寸法の荷電粒子ビームEBを成形するための、たとえ
ば、矩形状の可変成形開口部10aが形成されている。
また、第2アパーチャマスク10には、第1アパーチャ
マスク6を通過した荷電粒子ビームEBが入射されて当
該荷電粒子ビームEBの断面を所定の形状に成形する各
種形状の複数の一括図形形成開口部10bが形成されて
いる。可変成形開口部10aおよび一括図形形成開口部
10bの選択は、上記の成形偏向器8によって行われ
る。
The second aperture mask 10 is, for example,
It is made of a conductive material such as a semiconductor or a metal material.
The second aperture mask 10 has, for example, a rectangular variable shaping opening 10 a for shaping the charged particle beam EB having an arbitrary shape and dimension in cooperation with the shaping opening 6 a of the first aperture mask 6. Are formed.
The second aperture mask 10 receives the charged particle beam EB having passed through the first aperture mask 6 and forms a plurality of collective figure forming openings of various shapes for shaping the cross section of the charged particle beam EB into a predetermined shape. 10b are formed. The selection of the variable forming opening 10a and the collective figure forming opening 10b is performed by the forming deflector 8 described above.

【0021】副偏向器12は、成形偏向器8によって偏
向された荷電粒子ビームEBの向きを中心軸方向に戻す
ように偏向する。縮小レンズ22は、第2アパーチャマ
スク10を通過した成形された荷電粒子ビームEBを縮
小して焦点補正レンズ14内に焦点を形成する。焦点補
正レンズ14は、縮小レンズ22によって形成されて焦
点位置を補正する。主偏向器16は、たとえば、被露光
対象物であるレジストが形成されたウェハWの露光した
い位置に荷電粒子ビームEBを偏向する。対物レンズ2
4は、ウェハWのレジスト上に焦点が形成されるように
荷電粒子ビームEBを集束する。
The sub deflector 12 deflects the charged particle beam EB deflected by the shaping deflector 8 so as to return to the center axis direction. The reduction lens 22 reduces the shaped charged particle beam EB that has passed through the second aperture mask 10 to form a focus in the focus correction lens 14. The focus correction lens 14 is formed by the reduction lens 22 and corrects a focus position. The main deflector 16 deflects, for example, the charged particle beam EB to a position to be exposed on the wafer W on which a resist as an object to be exposed is formed. Objective lens 2
Reference numeral 4 focuses the charged particle beam EB such that a focal point is formed on the resist of the wafer W.

【0022】電圧印加部31は、上記の第1アパーチャ
マスク6と第2アパーチャマスク10にそれぞれ独立に
指定された電圧を印加する。第1アパーチャマスク6と
第2アパーチャマスク10に電圧が印加されると、第1
アパーチャマスク6と第2アパーチャマスク10にはそ
れぞれ印加された電圧の大きさに応じた電荷が印加さ
れ、第1アパーチャマスク6の成形開口部6a、第2ア
パーチャマスク10の可変成形開口部10aおよび一括
図形形成開口部10b内には電界が形成される。
The voltage application unit 31 applies a voltage specified independently to the first aperture mask 6 and the second aperture mask 10. When a voltage is applied to the first aperture mask 6 and the second aperture mask 10, the first aperture mask 6
Electric charges corresponding to the magnitudes of the applied voltages are applied to the aperture mask 6 and the second aperture mask 10, respectively, and the shaping opening 6a of the first aperture mask 6, the variable shaping opening 10a of the second aperture mask 10, and An electric field is formed in the collective figure forming opening 10b.

【0023】上記構成の荷電粒子ビーム露光装置1で
は、荷電粒子ビーム源2から出力された荷電粒子ビーム
EBは、断面が所定の直径の円形に成形され、成形開口
部6aの全体を覆うように第1アパーチャマスク6に入
射する。第1アパーチャマスク6で成形された荷電粒子
ビームEBは、成形偏向器8によって偏向されて第2ア
パーチャマスク10に形成された可変成形開口部10a
または一括図形形成開口部10bのいずれかに入射さ
れ、第2アパーチャマスク10で断面が所定形状に成形
された荷電粒子ビームEBは、副偏向器12、焦点補正
レンズ14および主偏向器16を通じてウェハW上の指
定された位置に露光される。
In the charged particle beam exposure apparatus 1 having the above-described structure, the charged particle beam EB output from the charged particle beam source 2 is shaped into a circle having a predetermined cross section and covers the entire forming opening 6a. The light enters the first aperture mask 6. The charged particle beam EB shaped by the first aperture mask 6 is deflected by the shaping deflector 8 and formed in the variable aperture 10 a formed in the second aperture mask 10.
Alternatively, the charged particle beam EB which is incident on one of the collective figure forming openings 10 b and whose cross section is formed into a predetermined shape by the second aperture mask 10 passes through the sub deflector 12, the focus correction lens 14, and the main deflector 16 Exposure is performed at a specified position on W.

【0024】図2(a)は、第1アパーチャマスク6の
成形開口部6aおよび第2アパーチャマスク10の可変
成形開口部10aの形状の一例を示す図であり、図2
(b)は、第2アパーチャマスク10の一括図形形成開
口部10bの形状の一例を示す図である。図2に示すよ
うに、成形開口部6aおよび可変成形開口部10aの形
状は矩形状であり、一括図形形成開口部10bの形状は
L字状である。各開口部を通過する荷電粒子ビームEB
の荷電粒子には、上述したように相互にクーロン力が作
用し、各開口部の辺部(直線部)Rhを通過する荷電粒
子には、コーナー部Rcを通過する荷電粒子よりも開口
部の外側に広がる力が強く作用する。このため、図2の
点線Kで示すように、荷電粒子ビームEBは、コーナー
部Rc付近では外側に広がりにくく、辺部Rhほど偏向
して外側に広がり、荷電粒子ビームEBの断面形状は開
口部の形状からずれてしまう。
FIG. 2A is a view showing an example of the shape of the shaping opening 6a of the first aperture mask 6 and the shape of the variable shaping opening 10a of the second aperture mask 10. As shown in FIG.
FIG. 3B is a view showing an example of the shape of the collective figure forming opening 10 b of the second aperture mask 10. As shown in FIG. 2, the shapes of the forming opening 6a and the variable forming opening 10a are rectangular, and the shape of the collective figure forming opening 10b is L-shaped. Charged particle beam EB passing through each opening
As described above, the Coulomb force acts on the charged particles of each other, and the charged particles passing through the side (straight line portion) Rh of each opening have more openings than the charged particles passing through the corner Rc. The force spreading outward acts strongly. For this reason, as shown by the dotted line K in FIG. 2, the charged particle beam EB is unlikely to spread outward near the corner Rc, is deflected toward the side Rh and spreads outward, and the cross section of the charged particle beam EB has an opening Will be out of shape.

【0025】一方、たとえば、第1アパーチャマスク6
および第2アパーチャマスク10に、電圧印加部31に
よって正電圧が印加されて正電荷が印加されると、各開
口部には電界が形成される。第1アパーチャマスク6お
よび第2アパーチャマスク10は、導電性部材で形成さ
れているため、各開口部の周縁の正電荷の密度は均等に
なる。
On the other hand, for example, the first aperture mask 6
When a positive voltage is applied to the second aperture mask 10 by the voltage application unit 31 to apply a positive charge, an electric field is formed in each opening. Since the first aperture mask 6 and the second aperture mask 10 are formed of a conductive member, the density of positive charges at the periphery of each opening becomes uniform.

【0026】図3は、各開口部のコーナー部Rcに形成
される電界Bと、電界Bの等電位線Eとを示している。
図3に示すように、開口部の周縁に均等な電荷密度によ
って電界Bが形成されると、コーナー部Rc付近では、
互いに直交する電界Bが重ね合わされて、コーナー部R
cに近づくほど電位が高くなり、辺部Rhにいくほど電
位は下がる。
FIG. 3 shows an electric field B formed at a corner Rc of each opening and an equipotential line E of the electric field B.
As shown in FIG. 3, when an electric field B is formed with a uniform charge density on the periphery of the opening, near the corner Rc,
Electric fields B orthogonal to each other are superimposed to form a corner portion R
The potential increases as approaching c, and decreases as approaching the side Rh.

【0027】したがって、第1アパーチャマスク6およ
び第2アパーチャマスク10に、正の電荷が印加され、
荷電粒子ビームEBの荷電粒子が負の電荷を持つ状態で
は、荷電粒子ビームEBはコーナ部Rcに近い領域ほど
開口部の外側に広がるように偏向される。したがって、
電圧印加部31の印加電圧を調整することにより、開口
部内に形成された電界による荷電粒子ビームEBの偏向
量を調整することにより、この偏向量と上記した荷電粒
子ビームEB自体のクーロン力による開口部の外側への
広がり量との合計量を開口部の各位置で均一にすること
が可能となる。すなわち、本実施形態では、荷電粒子ビ
ームEB自体のクーロン力による荷電粒子ビームEBの
広がりと、第1アパーチャマスク6および第2アパーチ
ャマスク10への電荷の印加による荷電粒子ビームEB
の偏向とは表裏の関係にあり、電圧印加部31の印加電
圧を調整すれば、荷電粒子ビームEBの開口部の形状か
らのずれを自己整合的に補正することができる。
Therefore, a positive charge is applied to the first aperture mask 6 and the second aperture mask 10,
In a state where the charged particles of the charged particle beam EB have a negative charge, the charged particle beam EB is deflected so that the region closer to the corner portion Rc spreads outside the opening. Therefore,
By adjusting the applied voltage of the voltage applying unit 31, the amount of deflection of the charged particle beam EB by the electric field formed in the opening is adjusted, and the amount of deflection and the opening of the charged particle beam EB itself due to the Coulomb force are adjusted. It is possible to make the total amount of the outwardly extending portion and the opening amount uniform at each position of the opening. That is, in the present embodiment, the spread of the charged particle beam EB due to the Coulomb force of the charged particle beam EB itself, and the charged particle beam EB due to the application of charges to the first aperture mask 6 and the second aperture mask 10 are described.
The deflection of the charged particle beam EB can be corrected in a self-aligned manner by adjusting the applied voltage of the voltage applying unit 31.

【0028】以上のように、本実施形態によれば、第1
アパーチャマスク6および第2アパーチャマスク10を
導電正材料で形成し、これらに印加する電圧を調整する
だけで荷電粒子ビームEB自体のクーロン力による荷電
粒子ビームEBの広がりによるパターンの変形を補正す
ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the first
The aperture mask 6 and the second aperture mask 10 are formed of a conductive positive material, and the deformation of the pattern due to the spread of the charged particle beam EB due to the Coulomb force of the charged particle beam EB itself is corrected only by adjusting the voltage applied thereto. Can be.

【0029】第2の実施形態 図4は、本発明の第2の実施形態に係る荷電粒子ビーム
露光装置の構成を説明するための図である。上記した第
1の実施形態では、第2アパーチャマスク10を導電性
部材で構成し、これに所定の電圧を印加することによ
り、第2アパーチャマスク10の一括図形開口部10b
の周囲に均等な電荷密度の電界を形成した。本実施形態
では、図4に示すように、第2アパーチャマスク10の
一括図形開口部10bの周囲に連続的に電界形成用電極
32を設けている。また、第2アパーチャマスク10
は、非導電性材料から構成する。上記構成により、第2
アパーチャマスク10の一括図形開口部10bの周囲に
均等な電荷密度の電界が形成され、第1の実施形態と同
様の効果が奏される。
Second Embodiment FIG. 4 is a view for explaining a configuration of a charged particle beam exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the above-described first embodiment, the second aperture mask 10 is formed of a conductive member, and a predetermined voltage is applied to the second aperture mask 10 so that the collective figure opening 10b of the second aperture mask 10 is formed.
, An electric field having a uniform charge density was formed. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the electric field forming electrode 32 is continuously provided around the collective figure opening 10b of the second aperture mask 10. Also, the second aperture mask 10
Is made of a non-conductive material. With the above configuration, the second
An electric field having a uniform charge density is formed around the collective figure opening 10b of the aperture mask 10, and the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0030】なお、本実施形態では、第2アパーチャマ
スク10の一括図形開口部10bについてのみ説明した
が、第1アパーチャマスクの成形開口部6aおよび第2
アパーチャマスクの可変成形開口部10aにも上記の電
界形成用電極32は適用可能である。
In the present embodiment, only the collective figure opening 10b of the second aperture mask 10 has been described.
The above-mentioned electric field forming electrode 32 can be applied to the variable shaping opening 10a of the aperture mask.

【0031】第3の実施形態 図5は、本発明の第2の実施形態に係る荷電粒子ビーム
露光装置の構成を説明するための図である。上述した第
1および第2の実施形態では、それぞれ第1および第2
アパーチャマスク6,10の各開口部の周囲に均等な電
荷密度の電界を形成するための構成を開示した。本実施
形態では、図5に示すように、たとえば、第2アパーチ
ャマスク10の一括図形形成開口部10bの周囲に複数
の電極33を配置している。また、各電極33には、そ
れぞれ独立に指定された電位の電圧を印加可能である。
Third Embodiment FIG. 5 is a view for explaining a configuration of a charged particle beam exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the first and second embodiments described above, the first and second
A configuration for forming an electric field having a uniform charge density around each opening of the aperture masks 6 and 10 has been disclosed. In the present embodiment, as shown in FIG. 5, for example, a plurality of electrodes 33 are arranged around the collective figure forming opening 10b of the second aperture mask 10. Further, a voltage of a designated potential can be independently applied to each electrode 33.

【0032】上記構成によれば、たとえば、各電極33
に等しい電圧を印加すると、第1および第2の実施形態
と略同様に、荷電粒子ビームEB自体のクーロン力によ
る荷電粒子ビームEBの広がりによるパターンの変形を
補正することができる。
According to the above configuration, for example, each electrode 33
When a voltage equal to is applied, the deformation of the pattern due to the spread of the charged particle beam EB due to the Coulomb force of the charged particle beam EB itself can be corrected in substantially the same manner as in the first and second embodiments.

【0033】また、各電極33のうち一部の電極に電圧
を印加して、第2アパーチャマスク10の一括図形形成
開口部10b内の一部の領域に電界を形成することによ
り、荷電粒子ビームEBの一部の一部のみを偏向するこ
とができる。したがって、各電極33の電位を独立に指
定して任意の電位分布および強さの電界を一括図形形成
開口部10b内に形成することにより、荷電粒子ビーム
EBの断面形状および断面寸法を任意に制御することが
でき、より高精度なパターンを描画可能となる。また、
荷電粒子ビームEBの一部のみを変形(偏向)可能なの
で、パターン接続部分の荷電粒子ビームを接続させたい
パターンの方向に偏向させることにより、接続マージン
の向上を図ることができる。
Further, by applying a voltage to some of the electrodes 33 to form an electric field in a part of the collective figure forming opening 10b of the second aperture mask 10, a charged particle beam is formed. Only a part of the EB can be deflected. Therefore, the cross-sectional shape and cross-sectional size of the charged particle beam EB can be arbitrarily controlled by independently designating the potential of each electrode 33 and forming an electric field having an arbitrary potential distribution and intensity in the collective figure forming opening 10b. And a more accurate pattern can be drawn. Also,
Since only a part of the charged particle beam EB can be deformed (deflected), the connection margin can be improved by deflecting the charged particle beam at the pattern connection portion in the direction of the pattern to be connected.

【0034】なお、本実施形態では、第2アパーチャマ
スク10の一括図形開口部10bについてのみ説明した
が、第1アパーチャマスクの成形開口部6aおよび第2
アパーチャマスクの可変成形開口部10aにも上記の電
界形成用電極32は適用可能である。
In the present embodiment, only the collective figure opening 10b of the second aperture mask 10 has been described.
The above-mentioned electric field forming electrode 32 can be applied to the variable shaping opening 10a of the aperture mask.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、荷電粒子ビームの広が
りによるビーム断面形状の変形を補正でき、高精度なパ
ターンの形成が可能となる。また、成形開口部に任意の
強さの電界を形成することができ、一の成形開口部を用
いて寸法の異なる相似図形パターンを形成するこが可能
である。さらに、荷電粒子ビームの一部を偏向すること
で、被露光対象物上に転写されたパターン同士の接続精
度の向上を図ることが可能となる。
According to the present invention, the deformation of the beam cross-sectional shape due to the spread of the charged particle beam can be corrected, and a highly accurate pattern can be formed. Further, an electric field of an arbitrary strength can be formed in the forming opening, and similar figure patterns having different dimensions can be formed using one forming opening. Furthermore, by deflecting a part of the charged particle beam, it is possible to improve the connection accuracy between the patterns transferred on the object to be exposed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係る荷電粒子ビーム
露光装置の構成を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a charged particle beam exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】第1および第2アパーチャマスクの開口部の形
状の一例を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of a shape of an opening of a first and a second aperture mask.

【図3】直交する導電性部材における電界分布を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing an electric field distribution in orthogonal conductive members.

【図4】本発明の第2の実施形態に係る荷電粒子ビーム
露光装置の構成を説明するための図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a configuration of a charged particle beam exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施形態に係る荷電粒子ビーム
露光装置の構成を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining a configuration of a charged particle beam exposure apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…荷電粒子ビーム露光装置、2…荷電粒子ビーム源、
4…ブランカ、6…第1アパーチャマスク、6a…成形
開口部、8…成形偏向器、10…第2アパーチャマス
ク、10a…可変成形開口部、10b…一括図形成形開
口部、12…副偏向器、14…焦点補正レンズ、16…
主偏向器、18…照射レンズ、20…成形レンズ、22
…縮小レンズ、24…対物レンズ、31…電圧印加部。
1 ... charged particle beam exposure apparatus, 2 ... charged particle beam source,
4 blanker, 6 first aperture mask, 6a forming opening, 8 forming deflector, 10 second aperture mask, 10a variable forming opening, 10b collective figure forming opening, 12 sub-deflector , 14 ... Focus correction lens, 16 ...
Main deflector, 18 irradiation lens, 20 molded lens, 22
... Reduction lens, 24. Objective lens, 31. Voltage application unit.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】荷電粒子ビームの断面形状を成形するため
の成形開口部が形成されたアパーチャマスクを有し、被
露光対象物に前記成形開口部の形状に応じたパターンを
露光する荷電粒子ビーム露光装置であって、 前記アパーチャマスクの成形開口部内に指定された電位
分布で指定された強さの電界を形成し、前記成形開口部
を通過する荷電粒子ビームの断面を所望の形状および大
きさに変形させる電界形成手段を有する荷電粒子ビーム
露光装置。
A charged particle beam having an aperture mask formed with a shaping opening for shaping a cross-sectional shape of a charged particle beam, and exposing an object to be exposed to a pattern corresponding to the shape of the shaping opening. An exposure apparatus, wherein an electric field of a specified intensity is formed by a specified potential distribution in a shaping opening of the aperture mask, and a cross section of the charged particle beam passing through the shaping opening has a desired shape and size. A charged particle beam exposure apparatus having an electric field forming means for deforming a charged particle beam.
【請求項2】前記電界形成手段は、前記成形開口部の周
縁部の電位を一定とし、当該成形開口部の形状に応じた
電位分布の電界を形成する請求項1に記載の荷電粒子ビ
ーム露光装置。
2. The charged particle beam exposure according to claim 1, wherein said electric field forming means keeps the potential of the peripheral portion of said shaping opening constant and forms an electric field having a potential distribution according to the shape of said shaping opening. apparatus.
【請求項3】前記成形開口部の形状は、コーナー形状部
と直線形状部の組合せからなる請求項2に記載の荷電粒
子ビーム露光装置。
3. The charged particle beam exposure apparatus according to claim 2, wherein the shape of the forming opening comprises a combination of a corner portion and a linear portion.
【請求項4】前記アパーチャマスクは導電性部材から形
成され、 前記電界形成手段は、前記アパーチャマスクの電位を指
定された電位にする電圧を印加する電圧印加手段を有す
る請求項1に記載の荷電粒子ビーム露光装置。
4. The charging device according to claim 1, wherein said aperture mask is formed of a conductive member, and said electric field forming means has a voltage applying means for applying a voltage for setting a potential of said aperture mask to a designated potential. Particle beam exposure equipment.
【請求項5】前記電界形成手段は、前記アパーチャマス
クの成形開口部の周囲に沿って連続的に形成された電界
形成用電極と、 前記電界形成用電極に指定された電圧を印加する電圧印
加手段とを有する請求項2に記載の荷電粒子ビーム露光
装置。
5. An electric field forming means, comprising: an electric field forming electrode formed continuously along a periphery of a forming opening of the aperture mask; and a voltage applying means for applying a specified voltage to the electric field forming electrode. 3. A charged particle beam exposure apparatus according to claim 2, further comprising:
【請求項6】前記電界形成手段は、前記アパーチャマス
クの成形開口部の周囲に設けられた複数の電界形成用電
極と、 前記複数の電界形成用電極に指定された電圧を独立に印
加する電圧印加手段とを有する請求項1に記載の荷電粒
子ビーム露光装置。
6. An electric field forming means, comprising: a plurality of electric field forming electrodes provided around a forming opening of the aperture mask; and a voltage for independently applying a specified voltage to the plurality of electric field forming electrodes. The charged particle beam exposure apparatus according to claim 1, further comprising an application unit.
【請求項7】互いに離間した第1および第2のアパーチ
ャマスクと、 前記第1および第2のアパーチャマスクの間に設けら
れ、第1のアパーチャマスクの成形開口部を通過した荷
電粒子ビームを偏向して第2のアパーチャマスクの成形
開口部に入射させる偏向手段とを有し、 前記電界形成手段は、前記第1および第2のアパーチャ
マスクのそれぞれに設けられている請求項1に記載の荷
電粒子ビーム露光装置。
7. A charged particle beam provided between a first aperture mask and a second aperture mask separated from each other, and passing through a shaping opening of the first aperture mask. 2. A charging device according to claim 1, further comprising: a deflecting unit for causing the light to enter a shaping opening of the second aperture mask, wherein the electric field forming unit is provided in each of the first and second aperture masks. Particle beam exposure equipment.
【請求項8】荷電粒子ビームの断面形状を成形するため
の成形開口部が形成されたアパーチャマスクを有し、被
露光対象物に前記成形開口部の形状に応じたパターンを
露光する荷電粒子ビームの露光方法であって、 前記アパーチャマスクの成形開口部内に指定された電位
分布で指定された強さの電界を形成し、前記成形開口部
を通過する荷電粒子ビームの断面を所望の形状および大
きさに変形させ、被露光対象物上に所望の形状に変形さ
せたパターンを露光することを特徴とする荷電粒子ビー
ム露光方法。
8. A charged particle beam having an aperture mask formed with a shaping opening for shaping the cross-sectional shape of the charged particle beam, and exposing an object to be exposed to a pattern corresponding to the shape of the shaping opening. An exposure method, wherein an electric field of a specified strength is formed by a specified potential distribution in a shaping opening of the aperture mask, and a cross section of the charged particle beam passing through the shaping opening has a desired shape and size. A charged particle beam exposure method comprising exposing a pattern deformed to a desired shape on an object to be exposed.
【請求項9】前記アパーチャマスクに電荷を印加して前
記電界を形成する請求項8に記載の荷電粒子ビーム露光
方法。
9. The charged particle beam exposure method according to claim 8, wherein the electric field is formed by applying a charge to the aperture mask.
【請求項10】前記成形開口部の周縁部の電荷密度を一
定にする請求項9に記載の荷電粒子ビーム露光方法。
10. The charged particle beam exposure method according to claim 9, wherein a charge density at a peripheral portion of said forming opening is made constant.
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