JP2003045789A - Lithographic system and method - Google Patents

Lithographic system and method

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JP2003045789A
JP2003045789A JP2001235181A JP2001235181A JP2003045789A JP 2003045789 A JP2003045789 A JP 2003045789A JP 2001235181 A JP2001235181 A JP 2001235181A JP 2001235181 A JP2001235181 A JP 2001235181A JP 2003045789 A JP2003045789 A JP 2003045789A
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JP
Japan
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lens
grid
electron
pattern
charged
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JP2001235181A
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Japanese (ja)
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Masahiko Okunuki
昌彦 奥貫
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Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithographic system that maintains appropriate throughput performance, and at the same time, can improve connection accuracy in a pattern. SOLUTION: As the multilens of an apparatus for drawing a pattern to a wafer by a plurality of charged beams, a multilens 1 is used. In the multilens 1, an electronic lens (lens openings 9a to 9i) using the intersection (a lattice point) between lines X1, X2, X3 in a horizontal direction and lines Y1, Y2, Y3 in the vertical direction for composing a virtual lattice as an axis, and electronic lens (lens openings 9j to 9m) using the center of each square for constituting the virtual lattice as an axis.

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、複数の荷電ビーム
により試料にパターンを描画する描画装置及び描画方
法、並びにデバイスの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drawing apparatus and a drawing method for drawing a pattern on a sample with a plurality of charged beams, and a device manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、LSIのパターンの微細化が進
み、例えばDRAMの分野では、64Mの開発以降も、
256M、1G、4Gという順にデバイスの集積化計画
が進められている。このような集積化計画を推進する上
で微細加工技術が重要であるが、露光技術は、微細加工
技術の中でも極めて重要な技術とされている。特に電子
ビーム描画技術は、0.1μm以下の微細加工が可能で
あることから、将来の露光手段の1つとして期待されて
いる。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization of LSI patterns has progressed. For example, in the field of DRAM, even after the development of 64M,
The device integration plan is proceeding in the order of 256M, 1G, and 4G. Microfabrication technology is important for promoting such an integration plan, and exposure technology is regarded as an extremely important technology among the microfabrication technologies. In particular, the electron beam drawing technique is expected as one of the future exposure means because it can perform fine processing of 0.1 μm or less.

【0003】従来用いられてきた電子ビーム描画装置と
して、ガウシアンビーム方式や可変成形ビーム方式など
の単一ビームによる描画方式がある。しかし、これらの
方式は、生産性が低いことから、マスク描画、超LSI
の研究開発、及び、少量生産のASICデバイスへの応
用分野にのみ用いられてきた。
As an electron beam drawing apparatus which has been used conventionally, there are drawing methods using a single beam such as a Gaussian beam method and a variable shaped beam method. However, since these methods have low productivity, mask drawing, VLSI
It has been used only in the R & D and application fields for low volume production ASIC devices.

【0004】最近、電子ビーム技術の研究開発が進み、
DRAM等のメモリデバイスの生産への応用が可能な方
式として、複数の電子ビームを用いて描画速度を向上さ
せるマルチビーム描画方式が提案され、研究が進められ
ている。このマルチビーム描画方式で半導体のデバイス
生産に要求される30〜40枚/時以上のスループット
を得るためには数百本以上の電子ビームが必要となる。
したがって、電子ビームを形成する各電子レンズを小型
化して、高い配列密度のマルチレンズを形成する技術が
重要となっている。
Recently, research and development of electron beam technology has progressed,
As a method that can be applied to the production of memory devices such as DRAMs, a multi-beam writing method that uses a plurality of electron beams to improve the writing speed has been proposed and researched. Several hundred or more electron beams are required to obtain the throughput of 30 to 40 sheets / hour or more required for semiconductor device production in this multi-beam writing system.
Therefore, it is important to reduce the size of each electron lens that forms an electron beam to form a multi-lens having a high arrangement density.

【0005】従来のマルチビーム描画装置では、図10
に示すように、マルチ電子レンズを構成する複数の電子
レンズ(図10では、レンズ開口29で示されている)
は、仮想的な格子を構成する複数の四角形領域(S1
1,S12,S21・・・)の中心をそれぞれ軸として配
列されていた。そして、各四角形領域に配置された電子
レンズにより形成される電子ビームにより、ウエハ上で
二次元的に敷き詰められた複数の単位描画領域のうち、
対応する単位描画領域にパターンが描画される。このよ
うにして複数の電子レンズの個数に対応する個数の単位
描画領域で構成されるフィールドが連続的に描画された
後、次のフィールドが同様にして描画され、これを繰り
返すことにより、ウエハ上の露光領域の全面にパターン
が描画される。
In the conventional multi-beam drawing apparatus, FIG.
, A plurality of electron lenses forming a multi-electron lens (indicated by a lens aperture 29 in FIG. 10).
Is a plurality of quadrilateral regions (S1
1, S12, S21, ...) are arranged around the respective axes. Then, among the plurality of unit drawing areas two-dimensionally spread on the wafer by the electron beam formed by the electron lens arranged in each square area,
A pattern is drawn in the corresponding unit drawing area. In this way, after the field composed of the unit drawing areas of the number corresponding to the number of the plurality of electron lenses is continuously drawn, the next field is drawn in the same manner, and by repeating this, the wafer A pattern is drawn on the entire surface of the exposure area of.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、仮想的
な格子を構成する各四角形領域に1つずつ電子レンズが
配置された従来のマルチ電子ビーム露光装置において
は、次のような問題があった。
However, the conventional multi-electron beam exposure apparatus in which one electron lens is arranged in each quadrangular area forming a virtual lattice has the following problems.

【0007】第1に、マルチビームを用いて同時に複数
の単位描画領域にそれぞれパターンを描画する場合、隣
り合う単位描画領域の境界領域ではビーム位置精度に起
因する繋ぎ誤差が発生する。そのため、単位描画領域の
境界領域では、電子ビームで描画したパターンの線幅精
度の劣化が課題となっていた。繋ぎ精度の改良方法とし
て、単位描画領域より広い領域を描画することにより、
境界領域に関しては隣り合う単位描画領域のパターンを
重ねて描画する方法がある。しかし、この方法では、電
子ビームの偏向量が最大の領域(単位描画領域の中心か
ら最も遠い領域)で重ね描画を行うことになるため、重
ね描画の精度を向上させることが難しいとされていた。
First, when a pattern is drawn in a plurality of unit drawing areas at the same time by using a multi-beam, a connection error due to beam position accuracy occurs in a boundary area between adjacent unit drawing areas. Therefore, in the boundary area of the unit drawing area, the deterioration of the line width accuracy of the pattern drawn by the electron beam has been a problem. As a method of improving the connection accuracy, by drawing an area wider than the unit drawing area,
As for the boundary area, there is a method of overlapping and drawing the patterns of the adjacent unit drawing areas. However, according to this method, it is difficult to improve the accuracy of the overwriting because the overwriting is performed in the area where the electron beam deflection amount is maximum (the area farthest from the center of the unit drawing area). .

【0008】第2に、パターンを重ねて描画する境界領
域において、電子ビームの照射電流量を他の領域(すな
わち、境界領域の内側領域)と等しくするために、境界
領域では各電子ビームの電流量を内側領域の描画時の1
/2に低減して描画を行う必要がある。例えば、電子ビ
ームのブランキング速度で照射ビーム電流を制御する場
合、境界領域では内側領域の2倍のブランキング速度を
必要とするため、ブランキング速度の高速化の制限によ
りスループット性能に限界があった。
Secondly, in order to make the irradiation current amount of the electron beam equal to that of other regions (that is, the inner region of the boundary region) in the boundary region where the patterns are overlapped and drawn, the current of each electron beam is increased in the boundary region. 1 when drawing the inner area
It is necessary to reduce the number to / 2 and perform drawing. For example, when the irradiation beam current is controlled by the blanking speed of the electron beam, the blanking speed is twice as high as that of the inner area in the boundary area. Therefore, the throughput performance is limited due to the limitation of increasing the blanking speed. It was

【0009】第3に、電子ビームによるパターン描画で
は、近接効果を補正するために、パターン密度に応じて
電子ビーム照射量を制御する所謂近接効果補正を必要と
し、これがスループット性能を低下させる原因となって
いた。
Thirdly, in the pattern drawing by the electron beam, in order to correct the proximity effect, so-called proximity effect correction for controlling the electron beam irradiation amount according to the pattern density is required, which causes the throughput performance to decrease. Was becoming.

【0010】この様に、電子ビーム描画装置において
は、高いスループット性能を維持しながら、如何に線幅
精度の向上を図るかが大きな課題であった。
As described above, in the electron beam drawing apparatus, how to improve the line width accuracy while maintaining high throughput performance has been a major problem.

【0011】本発明は、上記の背景に鑑みてなされたも
のであり、相応のスループット性能を維持しながらパタ
ーンの繋ぎ精度を向上させうる描画装置及び描画方法を
提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above background, and an object of the present invention is to provide a drawing apparatus and a drawing method capable of improving the pattern connection accuracy while maintaining a corresponding throughput performance.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の側面は、
複数の荷電ビームにより試料にパターンを描画する描画
装置に係り、仮想的な格子上の複数の格子点及び該格子
を構成する複数の四角形のそれぞれの中心をそれぞれ軸
とする複数の荷電ビームを生成するビーム生成器を備え
ることを特徴とする。この構成によれば、例えば、高密
度で複数の荷電ビームを生成することができるので、多
重描画が容易となり、これにより相応のスループット性
能を維持しながらパターンの繋ぎ精度を向上させること
ができる。
The first aspect of the present invention is as follows.
A drawing apparatus that draws a pattern on a sample by a plurality of charged beams, and generates a plurality of charged beams having axes as axes of a plurality of grid points on a virtual grid and a plurality of squares forming the grid. It is characterized in that it is provided with a beam generator. According to this configuration, for example, a plurality of charged beams can be generated at a high density, so that multiple writing is facilitated, and thereby, the accuracy of pattern connection can be improved while maintaining a corresponding throughput performance.

【0013】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
描画装置は、前記ビーム生成器が生成する少なくとも2
本の荷電ビームにより試料上の同一領域にパターンを多
重描画するように描画動作を制御する制御器を更に備え
ることが好ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the drawing device has at least two beams generated by the beam generator.
It is preferable to further include a controller for controlling the writing operation so as to multiple-write a pattern in the same region on the sample by the charged beam of the book.

【0014】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
制御器は、前記複数の荷電ビームの一部を部分的なパタ
ーンの繋ぎ精度を改善するために利用し、前記複数の荷
電ビームの他の一部を近接効果補正のために利用するよ
うに、描画動作を制御することが好ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the controller uses a part of the plurality of charged beams to improve the connection accuracy of partial patterns, and It is preferable to control the drawing operation so that the other part is used for the proximity effect correction.

【0015】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
描画装置は、前記格子を構成する四角形の幅の整数倍の
幅で前記複数の荷電ビームにより試料を走査する走査機
構を更に備えることが好ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the drawing apparatus further comprises a scanning mechanism for scanning the sample with the plurality of charged beams having a width that is an integral multiple of the width of the quadrangle forming the lattice. Is preferred.

【0016】本発明の好適な実施の形態によれば、前記
ビーム生成器は、複数の電子レンズで構成されるマルチ
レンズを有することが好ましい。ここで、各電子レンズ
は、抵抗体電極レンズであることが好ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the beam generator preferably has a multi-lens including a plurality of electron lenses. Here, each electron lens is preferably a resistor electrode lens.

【0017】本発明の第2の側面は、複数の荷電ビーム
により試料にパターンを描画する描画方法に係り、仮想
的な格子上の複数の格子点及び該格子を構成する複数の
四角形のそれぞれの中心をそれぞれ軸とする複数の荷電
ビームを発生し、該複数の荷電ビームにより試料にパタ
ーンを描画することを特徴とする。
A second aspect of the present invention relates to a drawing method for drawing a pattern on a sample with a plurality of charged beams, wherein each of a plurality of grid points on a virtual grid and a plurality of quadrangles forming the grid. It is characterized in that a plurality of charged beams each having a center as an axis are generated and a pattern is drawn on a sample by the plurality of charged beams.

【0018】本発明の第3の側面は、デバイスの製造方
法に係り、試料に感光材を塗布する工程と、感光材が塗
布された基板の該感光材に請求項7に記載の描画方法に
よりパターンを描画する工程と、パターンが描画された
感光材を現像する工程とを含むことを特徴とする。
A third aspect of the present invention relates to a device manufacturing method, which comprises a step of applying a photosensitive material to a sample and a drawing method according to claim 7 on the photosensitive material of a substrate on which the photosensitive material is applied. The method is characterized by including a step of drawing a pattern and a step of developing the photosensitive material on which the pattern is drawn.

【0019】本発明の第4の側面は、複数の荷電ビーム
を生成するビーム生成器に係り、仮想的な格子上の複数
の格子点及び該格子を構成する複数の四角形のそれぞれ
の中心をそれぞれ軸とする複数の荷電ビームを生成する
ことを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention relates to a beam generator for generating a plurality of charged beams, wherein a plurality of grid points on a virtual grid and a center of each of a plurality of squares forming the grid are respectively defined. It is characterized in that a plurality of charged beams having axes are generated.

【0020】本発明の第5の側面は、マルチレンズに係
り、仮想的な格子上の複数の格子点及び該格子を構成す
る複数の四角形のそれぞれの中心をそれぞれ軸とする複
数の電子レンズを備えることを特徴とする。
A fifth aspect of the present invention relates to a multi-lens, comprising a plurality of electron lenses having axes as axes of a plurality of lattice points on a virtual lattice and a plurality of quadrangles forming the lattice. It is characterized by being provided.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
として、スループット性能を損なうことなく、単位描画
領域間における描画の繋ぎ精度を向上させ、及び/又
は、近接効果補正を行うことの出来るマルチ電子ビーム
描画装置及び方法について説明する。なお、本発明は、
電子ビームを用いる描画装置及び方法のみならず、例え
ばイオンビーム等を用いる描画装置及び方法にも適用す
ることができる。すなわち、本発明は、電子ビームやイ
オンビーム等の荷電ビームを用いた描画装置及び方法に
広く適用することができることを理解されたい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, as a preferred embodiment of the present invention, it is possible to improve the accuracy of drawing connection between unit drawing areas and / or to perform proximity effect correction without deteriorating the throughput performance. A possible multi-electron beam drawing apparatus and method will be described. The present invention is
The present invention can be applied not only to a drawing apparatus and method using an electron beam, but also to a drawing apparatus and method using an ion beam, for example. That is, it should be understood that the present invention can be widely applied to a drawing apparatus and method using a charged beam such as an electron beam or an ion beam.

【0022】(マルチレンズの基本構造)図3は、本発
明の好適な実施の形態に係るマルチレンズの基本構造を
示す図である。なお、図3に示すマルチレンズ1は、1
3個の電子レンズで構成されているが、これは説明の便
宜のために過ぎず、実際には、マルチレンズ1は、例え
ば数百個以上の電子レンズで構成されうる。このような
多数の電子レンズで構成されるマルチレンズは、例え
ば、図9に概略構成を示した電子ビーム露光装置におい
ては、マルチレンズ84として利用される。
(Basic Structure of Multi-Lens) FIG. 3 is a view showing the basic structure of a multi-lens according to a preferred embodiment of the present invention. The multi-lens 1 shown in FIG.
Although it is composed of three electron lenses, this is only for convenience of description, and in practice, the multi-lens 1 can be composed of, for example, several hundreds or more electron lenses. The multi-lens composed of such a large number of electron lenses is used as the multi-lens 84 in the electron beam exposure apparatus whose schematic structure is shown in FIG. 9, for example.

【0023】図3に示すマルチレンズ1を構成する各電
子レンズは、静電レンズの1つである抵抗体電極レンズ
である。このマルチレンズ1は、2枚の高抵抗体電極基
板2,3からなるレンズ電極基板10と、上部電極基板
7と、下部電極基板8とで構成されている。それぞれの
電極基板2,3,7,8には、荷電ビームが通過する複
数のビーム軸11の位置にそれぞれレンズ開口9が形成
されている。高抵抗体電極基板2,3は、絶縁体からな
る基板4を貫いてレンズ開口9を形成して、その内壁を
高抵抗材料からなる高抵抗体層5で覆ったものである。
この高抵抗体層5は、絶縁体からなる基板4上に形成さ
れた配線電極6と電気的に接続されている。ここで、高
抵抗体電極基板2,3が互いに接合されてレンズ電極基
板10が形成され、更に、その上面と下面には、低抵抗
体からなる上部電極基板7と、下部電極基板8がそれぞ
れ接合されている。
Each electron lens constituting the multi-lens 1 shown in FIG. 3 is a resistor electrode lens which is one of electrostatic lenses. The multi-lens 1 is composed of a lens electrode substrate 10 composed of two high resistance electrode substrates 2 and 3, an upper electrode substrate 7 and a lower electrode substrate 8. In each of the electrode substrates 2, 3, 7 and 8, lens openings 9 are formed at positions of a plurality of beam axes 11 through which the charged beam passes. The high-resistor electrode substrates 2 and 3 are formed by penetrating a substrate 4 made of an insulator to form a lens opening 9 and covering the inner wall thereof with a high-resistor layer 5 made of a high-resistance material.
The high resistance layer 5 is electrically connected to the wiring electrode 6 formed on the substrate 4 made of an insulator. Here, the high resistance electrode substrates 2 and 3 are bonded to each other to form a lens electrode substrate 10, and an upper electrode substrate 7 and a lower electrode substrate 8 made of a low resistance substance are formed on the upper and lower surfaces thereof, respectively. It is joined.

【0024】図6は、図3に示したマルチレンズ1から
1つの電子レンズを抜き出し、その断面構造を示した図
である。高抵抗体層5は、円筒形状を有し、その軸方向
の中央部には、レンズ制御電源41から配線電極6を通
して所定の電位が与えられ、その軸方向の両端は、低抵
抗体からなる上部電極基板7、下部電極基板8を介して
接地されている。したがって、レンズ開口9内の電界強
度分布、すなわち静電レンズの特性は、高抵抗体層5の
比抵抗、上部電極基板7の比抵抗、下部電極基板8の比
抵抗、配線電極6を介して中央部に与えられる電位等に
よって定まる。また、図6に示す断面構造から分かるよ
うに、電子レンズ内を通過する荷電ビームのビーム軸1
1は、周囲が高抵抗体層5と低抵抗体(上部電極基板
7、下部電極基板8)で囲まれているため、仮に散乱ビ
ームが電子レンズ内の側壁に入射しても高抵抗体層5を
通して電荷が逃げるため、電子レンズ内でのチャージア
ップ現象を防ぐことができる。従って、荷電ビームの集
束位置の不安定性やレンズ集束特性の劣化を防ぐことが
できる。
FIG. 6 is a diagram showing a sectional structure of one electron lens extracted from the multi-lens 1 shown in FIG. The high resistance layer 5 has a cylindrical shape, a predetermined electric potential is applied to the central portion in the axial direction from the lens control power supply 41 through the wiring electrode 6, and both axial ends are made of a low resistance body. It is grounded via the upper electrode substrate 7 and the lower electrode substrate 8. Therefore, the electric field intensity distribution in the lens opening 9, that is, the characteristic of the electrostatic lens is determined by the specific resistance of the high resistance layer 5, the specific resistance of the upper electrode substrate 7, the specific resistance of the lower electrode substrate 8, and the wiring electrode 6. It is determined by the potential applied to the center. Further, as can be seen from the sectional structure shown in FIG. 6, the beam axis 1 of the charged beam passing through the electron lens 1
No. 1 is surrounded by the high resistance layer 5 and the low resistance bodies (the upper electrode substrate 7 and the lower electrode substrate 8), so that even if the scattered beam is incident on the side wall in the electron lens, Since the charge escapes through 5, it is possible to prevent the charge-up phenomenon in the electron lens. Therefore, it is possible to prevent instability of the focusing position of the charged beam and deterioration of the lens focusing characteristic.

【0025】また、マルチレンズ1を構成する各静電レ
ンズのレンズ開口9内の高抵抗体層5は、隣接する電極
(高抵抗体層5)が発生する電界の影響をシールドする
作用があるため、隣接した静電レンズ間のクロストーク
の影響を防ぐことができる。
The high resistance layer 5 in the lens opening 9 of each electrostatic lens forming the multi-lens 1 has a function of shielding the influence of the electric field generated by the adjacent electrode (high resistance layer 5). Therefore, the influence of crosstalk between adjacent electrostatic lenses can be prevented.

【0026】更に、レンズ電極基板10の上下に設けら
れた低抵抗体材料からなる上部電極基板7と下部電極基
板8は、レンズ開口9からレンズ外部に広がる電界分布
の乱れやクロストークの影響を抑える機能を有する。
Further, the upper electrode substrate 7 and the lower electrode substrate 8 made of a low resistance material provided above and below the lens electrode substrate 10 are affected by the disturbance of the electric field distribution spreading from the lens opening 9 to the outside of the lens and the influence of crosstalk. Has a function to suppress.

【0027】ここで、上部電極基板7及び下部電極基板
8の厚さは、上部電極基板及び下部電極基板のそれぞれ
の厚さをT、レンズ開口9の直径をDとすると、T≧
0.3Dに設定することで、近接するレンズ開口9(高
抵抗体層5)のクロストークを防ぐことができる。
Here, the thickness of the upper electrode substrate 7 and the lower electrode substrate 8 is T ≧, where T is the thickness of each of the upper electrode substrate and the lower electrode substrate and D is the diameter of the lens opening 9.
Setting to 0.3D can prevent crosstalk between the lens openings 9 (high resistance layer 5) that are close to each other.

【0028】マルチレンズ1を構成する各静電レンズで
ある抵抗体電極レンズは、単純な円筒形状の構造を有
し、図8に示すような複雑なシールド電極74、75を
必要としないので、レンズ開口9の有効面積を大きくす
ることができる。これにより、レンズ開口9内の電界分
布の均一性が増すので、静電レンズのレンズ収差を低減
することができる。また、電極形状の機械的要求精度を
緩和することもできる。また、複雑なシールド電極7
4、75を必要としないということは、各静電レンズの
占有面積を小さくし、静電レンズの高集積化が容易であ
るという特徴として捕らえることもできる。なお、図8
において、71、72、73は電極基板である。
The resistor electrode lens which is each electrostatic lens forming the multi-lens 1 has a simple cylindrical structure and does not require complicated shield electrodes 74 and 75 as shown in FIG. The effective area of the lens opening 9 can be increased. As a result, the uniformity of the electric field distribution in the lens aperture 9 is increased, so that the lens aberration of the electrostatic lens can be reduced. Further, the mechanical precision required for the electrode shape can be relaxed. In addition, complicated shield electrode 7
The fact that 4 and 75 are not necessary can be understood as a feature that the area occupied by each electrostatic lens is reduced and the electrostatic lens can be highly integrated easily. Note that FIG.
In, 71, 72 and 73 are electrode substrates.

【0029】図4は、抵抗体電極レンズの高集積化の一
例を示す図である。図4に示す抵抗体電極レンズで構成
されるマルチレンズ1では、図8に示すようなシールド
電極を必要としないため、仮想的な格子(図4では点
線)を構成する水平方向の線X1,X2,X3と垂直方
向の線Y1,Y2,Y3との交点(すなわち、格子点)
を軸とする電子レンズ(レンズ開口9a〜9i)の他、
該仮想的な格子を構成する各四角形の中心を軸とする電
子レンズ(レンズ開口9j〜9m)を配置することが容
易である。
FIG. 4 is a diagram showing an example of high integration of the resistor electrode lens. Since the multi-lens 1 including the resistor electrode lens shown in FIG. 4 does not require the shield electrode as shown in FIG. 8, the horizontal line X1, which forms a virtual lattice (dotted line in FIG. 4), is formed. Intersection points of X2, X3 and vertical lines Y1, Y2, Y3 (that is, grid points)
In addition to the electronic lens (lens openings 9a to 9i) having
It is easy to dispose the electron lenses (lens openings 9j to 9m) having the center of each quadrangle forming the virtual lattice as an axis.

【0030】一方、図8に示すようなシールド電極を有
するタイプのマルチレンズでは、該シールド電極のため
にレンズ開口を接近させて配置することが困難であり、
そのため、図10に示すように、仮想的な格子(図10
では点線)を構成する水平方向の線X1,X2,X3と
垂直方向の線Y1,Y2,Y3との交点(格子点)にの
み該交点を軸とする電子レンズ(レンズ開口29a、2
9b・・・)を配置した方が設計が容易である。
On the other hand, in a multi-lens type having a shield electrode as shown in FIG. 8, it is difficult to arrange the lens apertures close to each other because of the shield electrode.
Therefore, as shown in FIG. 10, a virtual lattice (see FIG.
Then, only at the intersections (lattice points) of the horizontal lines X1, X2, X3 and the vertical lines Y1, Y2, Y3 that make up the dotted lines), the electron lenses (lens openings 29a, 2a,
9b ...) is easier to design.

【0031】すなわち、電子レンズを緻密に配列するた
めには、低抵抗体電極レンズを採用した方が、配列密度
の向上、構造の単純化、設計の容易化等の点で有利であ
る。例えば、低抵抗体電極レンズを採用した場合、シー
ルド電極を必要とする電子レンズに比べて、2倍以上の
配列密度を得ることができる。ただし、本発明は、例え
ば図8に示すようなシールド電極を有するタイプの電子
レンズを採用することを排除するものではない。
That is, in order to densely arrange the electron lenses, it is advantageous to adopt the low resistance electrode lens in terms of improvement of the arrangement density, simplification of the structure, facilitation of the design and the like. For example, when a low resistance electrode lens is adopted, it is possible to obtain an array density that is more than double that of an electron lens that requires a shield electrode. However, the present invention does not exclude the use of an electron lens of a type having a shield electrode as shown in FIG. 8, for example.

【0032】(軸上電界分布の最適化)抵抗体電極レン
ズの他の特徴は、レンズ開口9内の高抵抗体層5の抵抗
値をビーム軸の方向に沿って変えることで、軸上電界分
布を任意に決定することができる点であり、これによ
り、静電レンズの所望の集束特性に適合した電界分布を
形成することができる。
(Optimization of on-axis electric field distribution) Another feature of the resistor electrode lens is that the on-axis electric field is changed by changing the resistance value of the high resistance layer 5 in the lens aperture 9 along the beam axis direction. This is a point where the distribution can be arbitrarily determined, and thus an electric field distribution suitable for the desired focusing characteristics of the electrostatic lens can be formed.

【0033】図7は、図6に示す抵抗体電極レンズの高
抵抗体層5の抵抗値を変化させたときに一定の焦点距離
を得るために必要な高抵抗体層5の表面電位を示す図で
ある。この例は、レンズ開口9の直径を160μm、高
抵抗体電極基板2、3のそれぞれの厚さを300μm、
上部電極番7及び下部電極板8のそれぞれの厚さを10
0μmとし、静電レンズを減速系とした場合の特性であ
る。ここで、図7(a)、(b)、(c)は、50Ke
Vの電子ビームが静電レンズに入射した場合において焦
点距離を1mとするための3種類の抵抗値分布について
高抵抗体層5の位置と表面電位を示している。図7
(a)は、高抵抗体層5の抵抗値をビーム軸に対して一
定とした例である。図7(b)、(c)は、高抵抗体層
5の抵抗値をビーム軸に沿って2分割した例であり、こ
のうち、(b)は、ビームの入射および出射側の抵抗値
を軸方向の中心である配線層側の2倍の抵抗値とした例
であり、(c)は、その逆に、ビームの入射および出射
側の抵抗値を軸方向の中心である配線層側の1/2倍の
抵抗値とした例である。それぞれのビーム集束特性の結
果は、(a)が0.16μm、(b)が0.14μm、
(c)が0.23μmであり、ここでは、(b)の抵抗
値分布が形成するレンズ電界が最も優れた値を示してい
る。
FIG. 7 shows the surface potential of the high resistance layer 5 required to obtain a constant focal length when the resistance value of the high resistance layer 5 of the resistance electrode lens shown in FIG. 6 is changed. It is a figure. In this example, the diameter of the lens opening 9 is 160 μm, the thickness of each of the high resistance electrode substrates 2 and 3 is 300 μm,
The upper electrode number 7 and the lower electrode plate 8 each have a thickness of 10
It is a characteristic when the electrostatic lens is a deceleration system with 0 μm. Here, FIGS. 7A, 7B, and 7C show 50 Ke.
The position and surface potential of the high resistance layer 5 are shown for three types of resistance value distributions for setting the focal length to 1 m when the V electron beam is incident on the electrostatic lens. Figure 7
(A) is an example in which the resistance value of the high resistance layer 5 is constant with respect to the beam axis. 7 (b) and 7 (c) are examples in which the resistance value of the high resistance layer 5 is divided into two along the beam axis. Of these, FIG. 7 (b) shows the resistance values on the incident and exit sides of the beam. This is an example in which the resistance value on the side of the wiring layer, which is the center in the axial direction, is set to double. On the contrary, FIG. In this example, the resistance value is ½. The results of the respective beam focusing characteristics are as follows: (a) 0.16 μm, (b) 0.14 μm,
(C) is 0.23 μm, and the lens electric field formed by the resistance distribution of (b) shows the best value.

【0034】これは、静電レンズの入・出射側の電位勾
配を高めることで、軸上の電位勾配が滑らかとなったこ
とに起因しており、レンズ収差の中でも、特に、球面収
差係成分の改善効果が認められる。ここでは、高抵抗体
層の抵抗値をビーム軸に沿って2分割にしたが、多分
割、あるいは、連続的に抵抗値を変化させてもよく、こ
の場合、同等又はそれ以上の効果を得ることができる。
一般的には、抵抗値の微係数が正となる様に高抵抗体層
を形成することで、静電レンズの集束特性を向上させる
ことができる。
This is because the potential gradient on the axis is made smooth by increasing the potential gradient on the input and output sides of the electrostatic lens. Among the lens aberrations, the spherical aberration component is particularly important. The improvement effect of is recognized. Here, the resistance value of the high-resistivity layer is divided into two along the beam axis, but the resistance value may be changed into multiple divisions or continuously changed. In this case, the same or higher effect can be obtained. be able to.
Generally, the focusing characteristic of the electrostatic lens can be improved by forming the high resistance layer so that the differential coefficient of the resistance value becomes positive.

【0035】電子レンズの軸上電界分布を電界分布を調
節する他の例として、高抵抗体電極基板を更に多段構造
として、各段の配線電極にレンズ特性に適合した電圧を
印加する方法がある。
As another example of adjusting the on-axis electric field distribution of the electron lens, there is a method of applying a voltage suitable for the lens characteristics to the wiring electrodes of each step in which the high-resistivity electrode substrate has a multi-step structure. .

【0036】(温度制御)本発明の好適な実施の形態に
係る上記の抵抗体電極レンズは、高抵抗体層5の両端に
電圧を印加してレンズ開口内に電界を形成するものであ
り、高抵抗体層5には常時一定の微小電流を流して使用
する。従って、抵抗体電極レンズの冷却機構を設け、こ
れにより温度制御をすることで、抵抗体電極レンズを安
定して動作させることができる。
(Temperature Control) The resistor electrode lens according to the preferred embodiment of the present invention is one in which a voltage is applied to both ends of the high resistance layer 5 to form an electric field in the lens aperture. The high resistance layer 5 is used by always supplying a constant minute current. Therefore, by providing a cooling mechanism for the resistor electrode lens and controlling the temperature by this, the resistor electrode lens can be operated stably.

【0037】図5は、複数の抵抗体電極レンズで構成さ
れるマルチレンズ1の冷却機構を示す図である。複数の
抵抗体電極レンズで構成されるマルチレンズ1の冷却機
構は、冷却板33、冷却棒34、温度センサ35、及
び、温度制御ユニット36を有し、これにより各抵抗体
電極レンズ(図5では、レンズ開口9として示されてい
る)が一定の温度に維持される。ここで、冷却板33を
熱伝導性の高い上部電極基板7及び下部電極基板8と熱
接触させることにより、温度の一様性を高めるとともに
冷却効率を高めることができる。
FIG. 5 is a view showing a cooling mechanism of the multi-lens 1 which is composed of a plurality of resistor electrode lenses. The cooling mechanism of the multi-lens 1 composed of a plurality of resistor electrode lenses has a cooling plate 33, a cooling rod 34, a temperature sensor 35, and a temperature control unit 36, whereby each resistor electrode lens (see FIG. The lens aperture 9) is maintained at a constant temperature. Here, by bringing the cooling plate 33 into thermal contact with the upper electrode substrate 7 and the lower electrode substrate 8 having high thermal conductivity, it is possible to enhance temperature uniformity and enhance cooling efficiency.

【0038】抵抗体電極レンズの発熱は、使用する高抵
抗材料の抵抗値、レンズ形状、レンズに印加する電圧等
の各種の条件に依存して定まる。例えば、図3におい
て、比抵抗108Ωcmの高抵抗体層5を使用した場
合、高抵抗体電極基板2の厚さを500μm、レンズ開
口径を100μm、高抵抗体層5の膜の厚さを0.2μ
m、マルチレンズ1を構成する電子レンズ(抵抗体電極
レンズ)の配列数を5000本、配線電極6への印加電
圧を1000Vとすると、マルチレンズ1の全体で約
0.6Wの熱量が発生する。
The heat generation of the resistor electrode lens depends on various conditions such as the resistance value of the high resistance material used, the lens shape, and the voltage applied to the lens. For example, in FIG. 3, when the high resistance layer 5 having a specific resistance of 10 8 Ωcm is used, the thickness of the high resistance electrode substrate 2 is 500 μm, the lens aperture diameter is 100 μm, and the film thickness of the high resistance layer 5 is 0.2μ
m, the number of electronic lenses (resistor electrode lenses) forming the multi-lens 1 is 5000, and the applied voltage to the wiring electrode 6 is 1000 V, a heat amount of about 0.6 W is generated in the whole multi-lens 1. .

【0039】なお、比抵抗の下限は、マルチレンズ1の
最大発熱量を100Wとすると、約106Ωcmであ
る。一方、比抵抗の上限は、高抵抗体表面が、散乱ビー
ム等によって生ずるチャージアップを回避して、レンズ
内を通過する荷電ビームに対するレンズ特性に悪影響を
及ぼさない様にする必要性を考慮すると、約109Ωc
mである。
The lower limit of the specific resistance is about 10 6 Ωcm when the maximum heat value of the multilens 1 is 100 W. On the other hand, the upper limit of the specific resistance is that, considering the necessity that the high resistance surface avoids the charge-up caused by the scattered beam and the like and does not adversely affect the lens characteristics for the charged beam passing through the lens, About 10 9 Ωc
m.

【0040】(マルチレンズの構成材料)図3に示す高
抵抗体電極基板2に関しては、絶縁性基板4として各種
セラミック(例えば、AiN,SiC,Al23,Be
O)やガラス材料等を用いることができる。高抵抗体層
5としては、炭化珪素,窒素化合物等を含む材料を絶縁
性基板4にスパッタリング蒸著することにより、20n
m〜1000nm厚の均一性の良い高抵抗膜を形成する
ことができる。
(Constituent Material of Multi-lens) Regarding the high resistance electrode substrate 2 shown in FIG. 3, various ceramics (for example, AiN, SiC, Al 2 O 3 , Be) are used as the insulating substrate 4.
O) and glass materials can be used. As the high resistance layer 5, a material containing silicon carbide, a nitrogen compound or the like is sputter-deposited on the insulating substrate 4 to obtain 20 n.
It is possible to form a highly resistive film having a uniform thickness of m to 1000 nm.

【0041】高抵抗体層5を形成するための他の方法と
しては、チャンネルプレート材料として使われているク
ラットガラスを用いる方法がある。この方法では、水素
含有雰囲気中で加熱して還元金属鉛を析出させること
で、チャンネルに相当するレンズ開口9の内壁の抵抗値
を制御しながら高抵抗体層5を形成することができる。
As another method of forming the high resistance layer 5, there is a method of using a clath glass used as a channel plate material. In this method, the high-resistivity layer 5 can be formed while controlling the resistance value of the inner wall of the lens opening 9 corresponding to the channel by heating in a hydrogen-containing atmosphere to precipitate reduced metal lead.

【0042】また、配線電極6の材料としては、W、T
a等の遷移金属や、Siまたはシリサイド系の材料等を
採用することができる。
The material of the wiring electrode 6 is W or T.
A transition metal such as a, a Si-based material, a silicide-based material, or the like can be used.

【0043】更に、上部・下部電極基板7、8の材料と
しては、低抵抗体材料、例えば、金属基板や不純物ドー
プしたSi基板等を採用することができる。
Further, as the material of the upper and lower electrode substrates 7 and 8, a low resistance material such as a metal substrate or an impurity-doped Si substrate can be adopted.

【0044】(荷電ビーム描画装置及び該装置による多
重露光)図9は、マルチ荷電ビーム描画装置の一例を示
す図である。この装置では、単一の電子源81から放射
された電子線88をコンデンサーレンズ82でコリメー
トして平行な電子ビームとし、それを後段のマルチアパ
ーチャ兼ブランカー83で分割して複数の電子ビームを
生成する。なお、マルチアパーチャ兼ブランカー83に
は、マルチレンズ84の各電子レンズの配置位置に対応
する位置に開口が設けられている。また、アパーチャ兼
ブランカーで偏向された電子ビームは、マルチレンズ8
4の該当する電子レンズに入射せず、偏向されない電子
ビームのみがマルチレンズ84の該当する電子レンズに
入射して描画用の電子ビームとして機能する。
(Charged Beam Drawing Apparatus and Multiple Exposure by the Apparatus) FIG. 9 is a diagram showing an example of a multi-charged beam drawing apparatus. In this device, an electron beam 88 emitted from a single electron source 81 is collimated by a condenser lens 82 to form a parallel electron beam, which is then divided by a multi-aperture / blanker 83 in the subsequent stage to generate a plurality of electron beams. To do. It should be noted that the multi-aperture / blanker 83 is provided with openings at positions corresponding to the arrangement positions of the electron lenses of the multi-lens 84. In addition, the electron beam deflected by the aperture / blanker is used by the multi-lens 8
Only the electron beam that is not deflected and is not deflected to the corresponding electron lens of No. 4 is incident on the corresponding electron lens of the multi-lens 84 and functions as an electron beam for drawing.

【0045】マルチアパーチャ兼ブランカー83で分割
された複数の電子ビームをマルチレンズ84によりウエ
ハ86上の所定の位置に集束させるとともに、ステージ
87と偏向器85を同期して動作させることにより、ウ
エハ86上の露光領域にパターンを描画することができ
る。ここで、マルチレンズ84は、前述のマルチレンズ
1を適用したものである。
A plurality of electron beams divided by the multi-aperture / blanker 83 are focused by the multi-lens 84 at a predetermined position on the wafer 86, and the stage 87 and the deflector 85 are operated in synchronization, so that the wafer 86 is moved. A pattern can be drawn in the upper exposed area. Here, the multi-lens 84 is an application of the multi-lens 1 described above.

【0046】上記の動作において、制御器90は、パタ
ーンの描画の際に、マルチアパーチャ兼ブランカー83
に対して、電子ビームのON/OFFを指示するデータ
(各アパーチャ兼ブランカーに電子ビームを偏向させる
かいなかを指示するデータ)を提供する。また、制御器
90は、偏向器85に対して、偏向動作を制御するため
のデータを提供するとともに、ステージ87に対して、
ステージ87の位置を制御するためのデータを提供す
る。このようにして、制御器90は描画動作を制御す
る。
In the above operation, the controller 90 causes the multi-aperture / blanker 83 to draw the pattern.
, The data for instructing ON / OFF of the electron beam (data for instructing whether or not the electron beam is deflected by each aperture / blanker) is provided. Further, the controller 90 provides the deflector 85 with data for controlling the deflection operation, and the stage 87
It provides data for controlling the position of the stage 87. In this way, the controller 90 controls the drawing operation.

【0047】図9に示す例では、電子源81、コンデン
サーレンズ82、マルチアパーチャ兼ブランカー83及
びマルチレンズ84は、描画のための複数の電子ビーム
を生成するビーム生成器として機能する。
In the example shown in FIG. 9, the electron source 81, the condenser lens 82, the multi-aperture / blanker 83 and the multi-lens 84 function as a beam generator for generating a plurality of electron beams for drawing.

【0048】マルチレンズ84に前述のマルチレンズ1
を適用することにより、静電レンズとしての抵抗体電極
レンズを高密度に配列することができるため、電子銃8
1から放射される電子線のうち放射角の狭い部分の電子
線88、すなわち特性が一様な電子線88を利用するこ
とができる。従って、マルチアパーチャ兼ブランカー8
3で生成する複数の電子ビームの特性を揃えることがで
きので、ウエハ86に照射される複数の電子ビームの一
様性を高めることができる。また、照射電流密度を増大
させることも容易である。
The above-mentioned multi-lens 1 is added to the multi-lens 84.
Since it is possible to arrange the resistor electrode lens as the electrostatic lens at a high density by applying
It is possible to use the electron beam 88 having a narrow emission angle of the electron beam emitted from the first electron beam, that is, the electron beam 88 having uniform characteristics. Therefore, the multi-aperture and blanker 8
Since the characteristics of the plurality of electron beams generated in 3 can be made uniform, the uniformity of the plurality of electron beams with which the wafer 86 is irradiated can be improved. It is also easy to increase the irradiation current density.

【0049】以下、本発明の好適な実施の形態に係る図
9に示す荷電ビーム描画装置におけるビーム配列及び多
重露光について説明する。
The beam arrangement and multiple exposure in the charged beam drawing apparatus shown in FIG. 9 according to the preferred embodiment of the present invention will be described below.

【0050】この荷電ビーム描画装置では、図1に示す
ように、仮想的な格子を構成する水平方向の線X1,X
2,X3と垂直方向の線Y1,Y2,Y3との交点(格
子点)を軸とする電子レンズ(レンズ開口9a〜9i)
と、該仮想的な格子を構成する各四角形の中心を軸とす
る電子レンズ(レンズ開口9j〜9m)とを有する。し
たがって、この実施の形態の電子レンズの配列は、仮想
的な格子を構成する水平方向の線X1,X2,X3と垂
直方向の線Y1,Y2,Y3との交点を軸とする電子レ
ンズ(レンズ開口9a〜9i)しか有しない従来の電子
レンズの配列に比べて、電子レンズの配列密度が向上し
ている。
In this charged beam drawing apparatus, as shown in FIG. 1, horizontal lines X1 and X forming a virtual lattice.
Electron lenses (lens openings 9a to 9i) whose axes are intersections (lattice points) of lines 2, X3 and vertical lines Y1, Y2, Y3.
And an electron lens (lens apertures 9j to 9m) having the center of each quadrangle forming the virtual lattice as an axis. Therefore, in the arrangement of the electron lenses of this embodiment, the electron lenses (lenses) having the intersections of the horizontal lines X1, X2, X3 and the vertical lines Y1, Y2, Y3 forming the virtual lattice as lenses are used. The arrangement density of the electron lenses is improved as compared with the arrangement of the conventional electron lenses having only the openings 9a to 9i).

【0051】この荷電ビーム描画装置では、DX(X方
向の幅)×DY(Y方向の幅)を描画の基本単位(1本
の荷電粒子線で走査する領域)である単位描画領域とし
て描画を行う。図1中のAを付した各領域が単位描画領
域である。なお、この荷電ビーム描画装置では、マルチ
レンズ84とウエハ86との間に縮小光学系が配置され
ていないので、マルチレンズ84上における隣接する電
子ビームの中心間の距離とウエハ86上における隣接す
る電子ビームの中心間の距離とが等しい。一方、マルチ
レンズ84とウエハ86との間に縮小光学系を配置する
こともできる。この場合、マルチレンズ84上の隣接す
る電子ビームの中心間の距離とウエハ86上における隣
接する電子ビームの中心間の距離との関係は、縮小光学
系の倍率に依存する。
In this charged beam drawing apparatus, drawing is performed by setting DX (width in the X direction) × DY (width in the Y direction) as a unit drawing area which is a basic unit of drawing (area for scanning with one charged particle beam). To do. Each area marked with A in FIG. 1 is a unit drawing area. In this charged beam drawing apparatus, since the reduction optical system is not arranged between the multi-lens 84 and the wafer 86, the distance between the centers of adjacent electron beams on the multi-lens 84 and the distance on the wafer 86. The distance between the centers of the electron beams is equal. On the other hand, a reduction optical system may be arranged between the multi-lens 84 and the wafer 86. In this case, the relationship between the distance between the centers of adjacent electron beams on the multi-lens 84 and the distance between the centers of adjacent electron beams on the wafer 86 depends on the magnification of the reduction optical system.

【0052】この実施の形態のマルチレンズによれば、
仮想的な格子を構成する水平方向の線X1,X2,X3
と垂直方向の線Y1,Y2,Y3との交点(格子点)を
軸とする電子レンズ(レンズ開口9a〜9i)によって
9個の単位描画領域A(S11、S12、S13、S2
1、S22、S23、S31、S32、S33)がそれ
ぞれ連続的に描画され、該仮想的な格子を構成する各四
角形の中心を軸とする電子レンズ(レンズ開口9j〜9
m)によって4個の単位描画領域A’(S’11、S’
12、S’21、S’22)がそれぞれ連続的に描画さ
れる。なお、この連続的な描画は、偏向器85及びステ
ージ87を同期して駆動しながら実施される。これによ
り、4つの単位描画領域A’からなるフィールドは、2
重にパターンが描画される。したがって、単位描画領域
A’の境界領域が単位描画領域A内の領域としても描画
されるので、単位描画領域A’の境界領域における繋ぎ
精度を大幅に改善することができる。
According to the multi-lens of this embodiment,
Horizontal lines X1, X2, X3 forming a virtual lattice
And nine vertical drawing lines Y1, Y2, Y3, the nine unit drawing areas A (S11, S12, S13, S2) are formed by electron lenses (lens openings 9a to 9i) whose axes are intersections (lattice points).
1, S22, S23, S31, S32, and S33) are continuously drawn, and electron lenses (lens openings 9j to 9j) each having the center of each quadrangle forming the virtual lattice as an axis are drawn.
m) four unit drawing areas A '(S'11, S'
12, S'21, S'22) are continuously drawn. Note that this continuous drawing is performed while driving the deflector 85 and the stage 87 in synchronization. As a result, the field consisting of four unit drawing areas A ′ is 2
The pattern is drawn twice. Therefore, since the boundary area of the unit drawing area A ′ is also drawn as an area within the unit drawing area A, the connection accuracy in the boundary area of the unit drawing area A ′ can be significantly improved.

【0053】4つの単位描画領域A’からなる1つのフ
ィールドとその隣のフィールドとは、例えば、X方向に
DX/2、Y方向にDY/2の間隔を設けて配置されう
る。
One field consisting of four unit drawing areas A'and the field adjacent thereto can be arranged, for example, at intervals of DX / 2 in the X direction and DY / 2 in the Y direction.

【0054】(近接効果補正方法)偏向器85による各
電子ビームの偏向幅を上記の2倍(例えば、電子ビーム
をX方向に偏向させ、ステージ87をY方向に駆動する
場合には、2×DX)にすれば、各単位描画領域を更に
多重露光することができる。この場合、繋ぎ精度が向上
することは明白であるが、必ずしも全電子ビームを繋ぎ
精度の向上のために利用する必要はない。すなわち、複
数の電子ビームの一部を近接効果補正のために利用する
ことができる。近接効果補正の方法の例として、ウエハ
面上の電子ビームのバックグランドを一定にするゴース
ト法も有効であるが、ビームの偏向幅をマルチレンズ上
の隣接する電子レンズの中心間距離の2倍とした場合、
図2に示す様に、描画用の電子ビーム(9a〜9i)と
近接効果補正用の電子ビーム(9j〜9m)とに分ける
ことで、繋ぎ精度と近接効果補正の2つの機能描画を同
時に行うことができる。
(Proximity Effect Correction Method) The deflection width of each electron beam by the deflector 85 is doubled as described above (for example, when the electron beam is deflected in the X direction and the stage 87 is driven in the Y direction, 2 ×). If it is set to DX), each unit drawing area can be further subjected to multiple exposure. In this case, it is obvious that the connection accuracy is improved, but it is not always necessary to use all the electron beams to improve the connection accuracy. That is, a part of the plurality of electron beams can be used for the proximity effect correction. As an example of the proximity effect correction method, a ghost method that makes the background of the electron beam on the wafer surface constant is also effective, but the beam deflection width is twice the center distance between adjacent electron lenses on the multi-lens. If
As shown in FIG. 2, by dividing into an electron beam for drawing (9a to 9i) and an electron beam for correcting proximity effect (9j to 9m), two functions of connection accuracy and proximity effect correction are simultaneously drawn. be able to.

【0055】なお、この実施の形態では、主に、高集積
化が可能な抵抗体を用いたマルチ型静電レンズを用いた
例について述べた。しかし、ビーム間隔が多少広くなる
ものの、例えば、シールド電極を必要とする図8に示す
ような静電レンズを用いても繋ぎ精度や近接効果補正に
ついての本発明の効果を得ることができる。
In this embodiment, an example using a multi-type electrostatic lens using a resistor that can be highly integrated has been mainly described. However, although the beam interval is somewhat widened, the effect of the present invention on connection accuracy and proximity effect correction can be obtained even by using, for example, an electrostatic lens as shown in FIG. 8 that requires a shield electrode.

【0056】(描画装置の応用)次に上記の荷電ビーム
描画装置を利用した半導体デバイスの製造プロセスを説
明する。図11は、半導体デバイスの全体的な製造プロ
セスのフローを示す図である。ステップ1(回路設計)
では半導体デバイスの回路設計を行なう。ステップ2
(マスク作製)では設計した回路パターンに基づいて、
荷電ビーム描画装置を制御するための制御データを生成
する。一方、ステップ3(ウエハ製造)ではシリコン等
の材料を用いてウエハを製造する。ステップ4(ウエハ
プロセス)は前工程と呼ばれ、上記のマスクとウエハを
用いて、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回
路を形成する。次のステップ5(組み立て)は後工程と
呼ばれ、ステップ4によって作製されたウエハを用いて
半導体チップ化する工程であり、アッセンブリ工程(ダ
イシング、ボンディング)、パッケージング工程(チッ
プ封入)等の組立て工程を含む。ステップ6(検査)で
はステップ5で作製された半導体デバイスの動作確認テ
スト、耐久性テスト等の検査を行なう。こうした工程を
経て半導体デバイスが完成し、これを出荷(ステップ
7)する。
(Application of Drawing Device) Next, a semiconductor device manufacturing process using the above charged beam drawing device will be described. FIG. 11 is a diagram showing a flow of the whole manufacturing process of the semiconductor device. Step 1 (circuit design)
Then, the circuit of the semiconductor device is designed. Step two
In (mask making), based on the designed circuit pattern,
Generates control data for controlling the charged beam drawing apparatus. On the other hand, in step 3 (wafer manufacturing), a wafer is manufactured using a material such as silicon. Step 4 (wafer process) is called a pre-process, and an actual circuit is formed on the wafer by lithography using the above mask and wafer. The next step 5 (assembly) is called a post-process, which is a process for making semiconductor chips using the wafer manufactured in step 4, and includes assembly processes (dicing, bonding), packaging processes (chip encapsulation), etc. Including steps. In step 6 (inspection), the semiconductor device manufactured in step 5 undergoes inspections such as an operation confirmation test and a durability test. Through these steps, semiconductor devices are completed and shipped (step
7) Do.

【0057】図12は、上記ウエハプロセスの詳細なフ
ローを示す図である。ステップ11(酸化)ではウエハの
表面を酸化させる。ステップ12(CVD)ではウエハ表
面に絶縁膜を成膜する。ステップ13(電極形成)ではウ
エハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ14(イ
オン打込み)ではウエハにイオンを打ち込む。ステップ
15(レジスト処理)ではウエハに感光剤を塗布する。ス
テップ16(露光)では、上記の荷電ビーム描画装置によ
って回路パターンをウエハ上の露光領域に描画する。ス
テップ17(現像)では露光したウエハを現像する。ステ
ップ18(エッチング)では現像したレジスト像以外の部
分を削り取る。ステップ19(レジスト剥離)ではエッチ
ングが済んで不要となったレジストを取り除く。これら
のステップを繰り返し行なうことによって、ウエハ上に
多重に回路パターンを形成する。
FIG. 12 is a diagram showing a detailed flow of the wafer process. In step 11 (oxidation), the surface of the wafer is oxidized. In step 12 (CVD), an insulating film is formed on the wafer surface. In step 13 (electrode formation), electrodes are formed on the wafer by vapor deposition. In step 14 (ion implantation), ions are implanted in the wafer. Step
In 15 (resist process), a photosensitive agent is applied to the wafer. In step 16 (exposure), a circuit pattern is drawn in the exposure area on the wafer by the above charged beam drawing apparatus. In step 17 (development), the exposed wafer is developed. In step 18 (etching), parts other than the developed resist image are scraped off. In step 19 (resist stripping), the unnecessary resist after etching is removed. By repeating these steps, multiple circuit patterns are formed on the wafer.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、相応のスループット性
能を維持しながらパターンの繋ぎ精度を向上させうる描
画装置及び描画方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a drawing apparatus and a drawing method capable of improving the pattern connection accuracy while maintaining a corresponding throughput performance.

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

【図1】電子レンズ(又は荷電ビーム)の配列を示す図
である。
FIG. 1 is a diagram showing an arrangement of electron lenses (or charged beams).

【図2】複数の電子ビームを描画用の電子ビームと近接
効果補正用の電子ビームとに分けて使用する例を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram showing an example in which a plurality of electron beams are divided into an electron beam for writing and an electron beam for proximity effect correction and are used.

【図3】本発明の好適な実施の形態に係るマルチレンズ
の基本構造を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a basic structure of a multi-lens according to a preferred embodiment of the present invention.

【図4】抵抗体電極レンズの高集積化の一例を示す図で
ある。
FIG. 4 is a diagram showing an example of high integration of a resistor electrode lens.

【図5】マルチレンズの冷却機構を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a cooling mechanism for a multi-lens.

【図6】1つの抵抗体電極レンズの断面構造を示す図で
ある。
FIG. 6 is a diagram showing a cross-sectional structure of one resistor electrode lens.

【図7】可変抵抗電極レンズの特性を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing characteristics of a variable resistance electrode lens.

【図8】シールド電極を有する電子レンズの構造を示す
図である。
FIG. 8 is a diagram showing a structure of an electron lens having a shield electrode.

【図9】マルチ荷電ビーム描画装置の一例を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a multi-charged beam drawing apparatus.

【図10】従来のマルチレンズにおける電子レンズの配
列を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an arrangement of electron lenses in a conventional multi-lens.

【図11】デバイスの製造プロセスを示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a device manufacturing process.

【図12】デバイスの製造プロセスを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a device manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 マルチレンズ 2,3 高抵抗体電極基板 4 絶縁性基板 5 高抵抗体層 6 配線電極 7 上部電極基板 8 下部電極基板 9,9a〜9i,29 レンズ開口 10 レンズ電極基板 11 ビーム軸 33 冷却板 34 冷却棒 35 温度センサ 36 温度制御ユニット 41 レンズ制御電源 71,72,73 電極基板 81 電子源 82 コンデンサーレンズ 83 マルチアパーチャ兼ブランカー 84 マルチレンズ 85 偏向器 86 ウエハ 87 ステージ 88 電子ビーム(荷電ビーム) 90 制御器 1 multi-lens 2,3 High resistance electrode substrate 4 Insulating substrate 5 High resistance layer 6 wiring electrodes 7 Upper electrode substrate 8 Lower electrode substrate 9,9a-9i, 29 Lens aperture 10 Lens electrode substrate 11 beam axis 33 Cooling plate 34 Cooling rod 35 Temperature sensor 36 Temperature control unit 41 Lens control power supply 71, 72, 73 Electrode substrate 81 electron source 82 Condenser lens 83 Multi aperture and blanker 84 multi lens 85 Deflector 86 wafers 87 stages 88 Electron beam (charged beam) 90 controller

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 37/305 H01L 21/30 541W 541J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01J 37/305 H01L 21/30 541W 541J

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の荷電ビームにより試料にパターン
を描画する描画装置であって、 仮想的な格子上の複数の格子点及び該格子を構成する複
数の四角形のそれぞれの中心をそれぞれ軸とする複数の
荷電ビームを生成するビーム生成器を備えることを特徴
とする描画装置。
1. A drawing apparatus for drawing a pattern on a sample by a plurality of charged beams, wherein a plurality of grid points on a virtual grid and centers of a plurality of quadrangles forming the grid are axes. A drawing apparatus comprising a beam generator that generates a plurality of charged beams.
【請求項2】 前記ビーム生成器が生成する少なくとも
2本の荷電ビームにより試料上の同一領域にパターンを
多重描画するように描画動作を制御する制御器を更に備
えることを特徴とする請求項1に記載の描画装置。
2. The controller further comprises a controller for controlling a writing operation so as to multiple-draw a pattern in the same region on the sample by at least two charged beams generated by the beam generator. The drawing device according to 1.
【請求項3】 前記制御器は、前記複数の荷電ビームの
一部を部分的なパターンの繋ぎ精度を改善するために利
用し、前記複数の荷電ビームの他の一部を近接効果補正
のために利用するように、描画動作を制御することを特
徴とする請求項2に記載の描画装置。
3. The controller utilizes a part of the plurality of charged beams to improve a partial pattern connection accuracy, and uses another part of the plurality of charged beams for a proximity effect correction. The drawing apparatus according to claim 2, wherein the drawing operation is controlled so that the drawing apparatus is used.
【請求項4】 前記格子を構成する四角形の幅の整数倍
の幅で前記複数の荷電ビームにより試料を走査する走査
機構を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の描
画装置。
4. The drawing apparatus according to claim 1, further comprising a scanning mechanism that scans the sample with the plurality of charged beams with a width that is an integral multiple of the width of a quadrangle forming the grid.
【請求項5】 前記ビーム生成器は、複数の電子レンズ
で構成されるマルチレンズを有することを特徴とする請
求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の描画装置。
5. The drawing apparatus according to claim 1, wherein the beam generator has a multi-lens including a plurality of electron lenses.
【請求項6】 前記の各電子レンズは、抵抗体電極レン
ズであることを特徴とする請求項5に記載の描画装置。
6. The drawing device according to claim 5, wherein each of the electron lenses is a resistor electrode lens.
【請求項7】 複数の荷電ビームにより試料にパターン
を描画する描画方法であって、 仮想的な格子上の複数の格子点及び該格子を構成する複
数の四角形のそれぞれの中心をそれぞれ軸とする複数の
荷電ビームを発生し、該複数の荷電ビームにより試料に
パターンを描画することを特徴とする描画方法。
7. A drawing method for drawing a pattern on a sample with a plurality of charged beams, wherein a plurality of grid points on a virtual grid and a center of each of a plurality of quadrangles forming the grid are axes. A drawing method, wherein a plurality of charged beams are generated and a pattern is drawn on a sample by the plurality of charged beams.
【請求項8】 デバイスの製造方法であって、 試料に感光材を塗布する工程と、 感光材が塗布された基板の該感光材に請求項7に記載の
描画方法によりパターンを描画する工程と、 パターンが描画された感光材を現像する工程と、 を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
8. A method for manufacturing a device, which comprises a step of applying a photosensitive material to a sample, and a step of drawing a pattern on the photosensitive material of a substrate on which the photosensitive material is applied by the drawing method according to claim 7. And a step of developing the patterned photosensitive material, and a method for manufacturing a device.
【請求項9】 複数の荷電ビームを生成するビーム生成
器であって、 仮想的な格子上の複数の格子点及び該格子を構成する複
数の四角形のそれぞれの中心をそれぞれ軸とする複数の
荷電ビームを生成することを特徴とするビーム生成器。
9. A beam generator for generating a plurality of charged beams, wherein a plurality of charged points having axes as axes of a plurality of grid points on a virtual grid and a plurality of squares forming the grid, respectively. A beam generator, which generates a beam.
【請求項10】 仮想的な格子上の複数の格子点及び該
格子を構成する複数の四角形のそれぞれの中心をそれぞ
れ軸とする複数の電子レンズを備えることを特徴とする
マルチレンズ。
10. A multi-lens comprising: a plurality of grid points on a virtual grid and a plurality of electron lenses having axes of respective centers of a plurality of quadrangles forming the grid.
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