JP2004015069A - Charged particle beam drawing system and drawing method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the drawing accuracy of a multi-beam system by eliminating deviation in continuity at the boundary of the drawing area. <P>SOLUTION: An electron beam drawing system of the multi-beam system having a plurality of electron beam optical systems comprises reference mark groups 10 provided respectively on the sample base in accordance with the plurality of electron beam optical systems 13, a moving mechanism for moving the reference mark groups 10 on the sample base, a measuring mechanism for scanning the moved reference marks 10 with an electron beam 7 and measuring the position of each reference mark 10, a storage unit for storing the relation of relative position of each measured reference mark 10, and a correction unit for correcting the position of the drawing area of each electron beam based on the stored relation of relative position of each reference mark 10, and carries out drawing based on the corrected drawing position. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

 本発明は、複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置及び描画方法に関する。 The present invention relates to a multi-beam type charged beam writing apparatus and a writing method having a plurality of charged beam optical systems.

 従来より、電子ビーム描画装置は、先端デバイス開発に広く用いられている。この電子ビーム描画装置は、電子ビームを電磁的に若しくは静電的に偏向させ、所望の図形を試料上に描画するものである。しかしながら、単にビームを偏向した場合には、図25(a)に示すような偏向歪みが生じる。このため、描画に先立ち、図25(b)に示すように、描画位置の調整を行う必要がある。 電子 Conventionally, electron beam lithography systems have been widely used for developing advanced devices. This electron beam drawing apparatus is to deflect an electron beam electromagnetically or electrostatically and draw a desired figure on a sample. However, when the beam is simply deflected, a deflection distortion as shown in FIG. Therefore, prior to drawing, it is necessary to adjust the drawing position as shown in FIG.

 描画位置の調整は一般的に以下のように行う。即ち、ビームの偏向距離分だけステージを動かし、ステージ上に設けたマークを検出し得るように、偏向電極若しくはコイルに印加する電圧若しくは電流を決定する。この際、ビーム調整に用いるマークとしては、マークと下地基板の原子番号の違いや凹凸による反射電子率の違いを利用したものがある。ビーム偏向領域の大きさは通常百μmから数mmであり、偏向領域を越える範囲に描画を行う場合には、ビーム偏向領域内にステージを移動して描画を行う。 The adjustment of the drawing position is generally performed as follows. That is, the stage is moved by the beam deflection distance, and the voltage or current applied to the deflection electrode or coil is determined so that the mark provided on the stage can be detected. At this time, as a mark used for beam adjustment, there is a mark utilizing a difference in atomic number between the mark and the underlying substrate and a difference in reflected electron rate due to unevenness. The size of the beam deflecting area is usually from 100 μm to several mm, and when writing is performed in a range beyond the deflecting area, the stage is moved into the beam deflecting area to perform writing.

 なお、図中の201は歪みを持った偏向領域、202は歪みを修正した偏向領域を示している。 In the figure, reference numeral 201 denotes a deflection region having distortion, and reference numeral 202 denotes a deflection region in which distortion has been corrected.

 また、半導体装置の作製においては、同一基板に形成された下地パターンに対して、重ね合わせ露光を行うのが一般的である。このような場合、下地基板上に設けられたマークの位置検出を行う必要がある。位置検出用マークとしては、上記描画位置の調整と同様に、マークの凹凸やマークと下地基板の原子番号の違いによる反射電子率の差を利用したものがある。このマークに電子ビームを走査し、反射電子信号の強弱を測定することによって、マーク位置の検出を行う。 In addition, in the manufacture of a semiconductor device, it is general that overlay exposure is performed on a base pattern formed on the same substrate. In such a case, it is necessary to detect the position of the mark provided on the base substrate. As the position detection mark, there is a mark that utilizes the difference in the reflected electron ratio due to the difference in the atomic number between the mark and the base substrate, as in the case of the adjustment of the drawing position. The mark position is detected by scanning the mark with an electron beam and measuring the intensity of the reflected electron signal.

 近年、高スループットを目指した電子ビーム描画装置の技術開発が行われている。この中でも、複数の電子ビーム光学系を持つマルチビーム方式は有力である。このマルチビーム方式の電子ビーム描画装置では、1本のビームで描画するのではなく、複数のビームで描画を行うために、描画スループットが格段に向上すると期待される。 In recent years, technology development of electron beam lithography systems aiming at high throughput has been carried out. Among them, a multi-beam system having a plurality of electron beam optical systems is effective. In this multi-beam type electron beam writing apparatus, writing is performed not by one beam but by a plurality of beams, so that the writing throughput is expected to be remarkably improved.

 マルチビーム方式は、各光学系でビームの調整が必要となるため、個々のビーム調整を順次行った場合には、莫大な時間がかかる。このため、上記描画位置の調整や重ね合わせ露光においては、複数のビームについて、同時にマーク検出を行う必要がある。しかしながら、複数のビームで同時にマーク検出を行うと、他のマークから反射電子の影響によって、正確な位置合わせができないという問題があった。 The multi-beam method requires beam adjustment in each optical system, and it takes an enormous amount of time to perform individual beam adjustments sequentially. For this reason, in the above-described adjustment of the drawing position and the overlay exposure, it is necessary to simultaneously detect marks for a plurality of beams. However, if mark detection is performed simultaneously with a plurality of beams, there is a problem that accurate alignment cannot be performed due to the influence of reflected electrons from other marks.

 即ち、一つの電子光学系は、図26に示すように、電子銃1・ビームブランキング系3,4・ビーム偏向系5a,5b・ビーム調整用レンズ系2a,2b,2c・反射電子検出器6からなっている。図27にビーム調整用マークの概観を示す。図27の(a)は平面図、(b)は断面図である。マーク位置検出を行う場合には、図28に示すように、各電子ビーム光学系13に対応する描画領域12にマーク10をそれぞれ設け、複数のマーク10上に同時にビーム走査を行い、ビーム走査位置とそれに対応する反射電子信号から、マーク位置を検出する。従来の電子ビーム光学系では、図29に示すように、複数の電子ビーム7で同時にマークの検出を行った場合には、本来のマークからの反射電子8と共に、他のマークからの反射電子9が横方向から検出器6に侵入してくるため、個々のマーク位置検出は困難である。 That is, as shown in FIG. 26, one electron optical system includes an electron gun 1, beam blanking systems 3 and 4, beam deflection systems 5a and 5b, beam adjustment lens systems 2a, 2b and 2c, and a reflected electron detector. It consists of six. FIG. 27 shows an overview of the beam adjustment mark. 27A is a plan view, and FIG. 27B is a cross-sectional view. When the mark position is detected, as shown in FIG. 28, the marks 10 are provided in the drawing area 12 corresponding to each electron beam optical system 13, and the beam scanning is performed on the plurality of marks 10 at the same time. And the reflected electron signal corresponding thereto, the mark position is detected. In a conventional electron beam optical system, as shown in FIG. 29, when a mark is detected by a plurality of electron beams 7 at the same time, a reflected electron 8 from another mark and a reflected electron 9 from another mark are simultaneously detected. Enter the detector 6 from the lateral direction, and it is difficult to detect individual mark positions.

 この対策として、各々の電子ビーム光学系毎に位置検出のタイミングをずらす方法や、チップ毎に位置合わせを行わずに複数のチップをまとめて位置合わせする方法が提案されている。しかしながら、これらの方法では、装置構成が複雑になるほか、全ての電子ビーム光学系で同時にマーク検出を行う場合に比べて、マーク検出に時間がかかるとの問題があった。 As a countermeasure, a method of shifting the position detection timing for each electron beam optical system, and a method of aligning a plurality of chips collectively without performing alignment for each chip have been proposed. However, these methods have problems that the device configuration becomes complicated and that the mark detection takes a longer time than when the mark detection is performed simultaneously by all the electron beam optical systems.

 一方、マルチビーム方式は、光ステッパやX線露光のように一括露光ではないため、各鏡筒でビームの調整が必要となる。電子ビーム源を一つしか持たない従来の電子ビーム描画装置の場合、描画位置調整用のマークは一つしか用いていなかった。しかしながら、マルチビーム描画装置においては、多くのビーム調整を行わねばならないために、一つのマークを共用した場合には、ビーム調整に多くの時間を要する。このため、マルチビーム描画装置では、各電子ビーム光学系に対応した基準マークを持ち、各鏡筒毎にビーム調整を行う方法を採用しなければならない。 On the other hand, the multi-beam method is not a batch exposure like an optical stepper or an X-ray exposure, and therefore requires beam adjustment in each lens barrel. In the case of a conventional electron beam writing apparatus having only one electron beam source, only one writing position adjustment mark is used. However, in a multi-beam lithography system, many beam adjustments must be performed, so that when one mark is shared, much time is required for beam adjustment. For this reason, in the multi-beam drawing apparatus, it is necessary to adopt a method of having a reference mark corresponding to each electron beam optical system and performing beam adjustment for each lens barrel.

 しかしながら、前述の各電子ビーム光学系に対応した基準マークによって、各鏡筒毎にビーム調整を行う方法では、以下のような問題が生じる。即ち、チップサイズはデバイスの種類によってまちまちであり、必ずしも一つのチップに一つの電子ビーム源を対応させる訳ではない。図30のように、電子ビーム光学系211の配置ピッチ(より具体的には、一つの電子ビーム光学系による描画領域212)よりも大きなパターン213を描画する場合は、複数の電子ビーム光学系211を用いて、一つのパターン213を描画することになる。例えば、10mmピッチで電子ビーム光学系を配置した場合、チップサイズが20mm角を越える場合には4個以上の電子ビーム光学系を用いて描画することになる。また、フォトマスクのように、一辺が150mmを越えるような試料を描画する場合には、さらに多くの電子ビームで描画することになる。 However, the following problems occur in the method of performing beam adjustment for each lens barrel using the above-described reference marks corresponding to each electron beam optical system. That is, the chip size varies depending on the type of device, and one chip does not always correspond to one electron beam source. As shown in FIG. 30, when drawing a pattern 213 larger than the arrangement pitch of the electron beam optical systems 211 (more specifically, the drawing area 212 by one electron beam optical system), a plurality of electron beam optical systems 211 are required. Is used to draw one pattern 213. For example, when the electron beam optical systems are arranged at a pitch of 10 mm, if the chip size exceeds 20 mm square, drawing is performed using four or more electron beam optical systems. Further, when a sample such as a photomask having a side exceeding 150 mm is drawn, drawing is performed with more electron beams.

 ここで、各電子ビーム光学系の基準マーク214の位置が図31(a)のように理想的に配置されている場合は問題ない。しかしながら、実際は図31(b)のように歪んでいるはずであり、この基準マークを基に描画されたパターンは図32のように、歪んだ形状となってしまう。この場合、一つのチップを複数の電子ビーム源で描画した場合には、図33に示すように、隣接する電子ビーム光学系の描画領域境界でつなぎ精度が問題となる。なお、215が一つの描画領域、216は描画領域境界、217は描画パターンである。 Here, there is no problem if the position of the reference mark 214 of each electron beam optical system is ideally arranged as shown in FIG. However, actually, the pattern should be distorted as shown in FIG. 31B, and the pattern drawn based on this reference mark has a distorted shape as shown in FIG. In this case, when one chip is drawn by a plurality of electron beam sources, as shown in FIG. 33, there is a problem in connection accuracy at a drawing area boundary of an adjacent electron beam optical system. Reference numeral 215 denotes one drawing area, 216 denotes a drawing area boundary, and 217 denotes a drawing pattern.

 描画精度上は、この偏向領域のつなぎ精度が重要となる。これは、幾らビームの最小寸法が小さくとも、つなぎ精度が悪い場合には設計データ通りの図形を試料上に描画することができないからである。 精度 The accuracy of the connection of the deflection regions is important for the drawing accuracy. This is because no matter how small the minimum size of the beam is, if the connection accuracy is poor, it is not possible to draw a figure according to the design data on the sample.

 上述したように、前記したマルチビーム方式は、ステッパのような一括露光ではないため、各鏡筒でビームの調整が必要になる。マルチビーム描画装置の各電子ビーム源は独立した電子光学系を有しているため、個々にビーム調整を行っても、異なる電子ビーム源の間ではつなぎ精度が劣化するという問題があった。その上、チップサイズはデバイスの種類によってまちまちであり、必ずしも一つのチップに一つの電子ビーム源を対応させるような方式は合理的でない。1チップを複数の電子ビーム源で描画する状況となることは必然であるが、このとき電子ビーム源毎のビーム特性の違いからビーム偏向境界領域でのつなぎ精度が劣化するという問題が生じる。 As described above, since the above-described multi-beam method is not a batch exposure like a stepper, it is necessary to adjust a beam in each lens barrel. Since each electron beam source of the multi-beam drawing apparatus has an independent electron optical system, there is a problem in that even if beam adjustment is performed individually, the connection accuracy between different electron beam sources is deteriorated. In addition, the chip size varies depending on the type of device, and it is not always reasonable to use a method in which one chip corresponds to one electron beam source. It is inevitable that one chip is drawn by a plurality of electron beam sources, but at this time, there arises a problem that the connection accuracy in a beam deflection boundary region is deteriorated due to a difference in beam characteristics for each electron beam source.

 このように、従来のマルチビーム方式の電子ビーム描画装置では、各電子ビーム光学系の配置ピッチよりも大きな描画領域を必要とするパターン描画の際には、描画されたパターンが歪んだり、隣接する電子ビームの描画領域でのつなぎ精度が悪くなるという問題があった。 As described above, in the conventional multi-beam type electron beam writing apparatus, when writing a pattern requiring a writing area larger than the arrangement pitch of each electron beam optical system, the drawn pattern is distorted or adjacent. There is a problem that the connection accuracy in the electron beam drawing area is deteriorated.

 なお、これらの問題は電子ビーム描画装置に限らず、荷電ビームとしてイオンビームを用いた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 these problems are not limited to the electron beam writing apparatus, but can be similarly applied to an ion beam writing apparatus using an ion beam as a charged beam.

 本発明は、上記の事情を考慮して成されたもので、その目的とするところは、描画領域境界でのつなぎずれを無くすことができ、描画精度の向上をはかり得るマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置及び描画方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to eliminate a displacement at a drawing area boundary and to improve a drawing accuracy by a multi-beam type charged beam. An object of the present invention is to provide a drawing apparatus and a drawing method.

 (構成)
 上記課題を解決するために本発明は、次のような構成を採用している。
(Constitution)
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.

 (1)複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置において、複数の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群と、前記試料台上の移動により基準マーク群を移動する手段と、移動した基準マークに荷電ビームを走査し、各基準マークの位置を測定する手段と、測定された各基準マークの相対的な位置関係を記憶する手段と、記憶された各基準マークの相対的な位置関係に基づき各荷電ビームの描画領域の位置を補正する手段と、補正された描画位置に基づいて描画を行う手段とを具備してなることを特徴とする。 (1) In a multi-beam type charged beam drawing apparatus having a plurality of charged beam optical systems, a reference mark group provided on a sample table corresponding to the plurality of charged beam optical systems, and a movement on the sample table. A means for moving the reference mark group, a means for scanning the moved reference mark with a charged beam to measure the position of each reference mark, and a means for storing the measured relative positional relationship of each reference mark, Means for correcting the position of the drawing area of each charged beam based on the relative positional relationship between the stored reference marks, and means for performing drawing based on the corrected drawing position. I do.

 さらに、複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置であって、各々の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群を用いて描画位置の補正を行う荷電ビーム描画方法において、複数の荷電ビーム光学系でマーク位置検出を行う工程と、隣接する荷電ビーム光学系の基準マークを用いてマーク位置検出を行う工程と、基準マーク群の相対的な位置関係を計算する工程と、該計算結果に基づき、各荷電ビーム光学系の描画領域の位置を補正する工程と、該補正された描画位置に描画を行う工程とを含むことを特徴とする。 Further, there is provided a multi-beam type charged beam writing apparatus having a plurality of charged beam optical systems, wherein a writing position is corrected using a reference mark group provided on a sample stage in correspondence with each charged beam optical system. Performing a mark position detection using a plurality of charged beam optical systems, performing a mark position detection using reference marks of adjacent charged beam optical systems, and The method includes a step of calculating a positional relationship, a step of correcting a position of a drawing area of each charged beam optical system based on the calculation result, and a step of drawing at the corrected drawing position.

 (2)複数の荷電ビーム源を用いて描画を行うマルチビーム方式の荷電ビーム描画方法において、隣接する荷電ビーム源の偏向境界領域が互いに重なりを持つよう描画することを特徴とする。さらに、重なり領域の照射量補正をすることを特徴とする。 (2) A multi-beam type charged beam writing method for performing writing using a plurality of charged beam sources, wherein writing is performed so that the deflection boundary regions of adjacent charged beam sources overlap with each other. Further, the present invention is characterized in that the dose of the overlapping area is corrected.

 (作用)
 上記の(1)の構成であれば、各々の荷電ビーム光学系でマーク位置検出を行った後に、隣接する荷電ビーム光学系の基準マークを用いてマーク位置検出を行い、これにより隣接する荷電ビーム光学系の描画領域との相対的な位置関係を測定し、実際の描画では描画位置を補正して描画を行うことにより、つなぎ精度が改善し、高精度な描画を行うことが可能となる。
(Action)
In the configuration of the above (1), after the mark position is detected by each charged beam optical system, the mark position is detected by using the reference mark of the adjacent charged beam optical system. By measuring the relative positional relationship with the drawing area of the optical system and performing the drawing by correcting the drawing position in the actual drawing, the connection accuracy is improved, and high-precision drawing can be performed.

 上記の(2)の構成であれば、隣接する荷電ビーム源の偏向領域境界に重なりを持たせ、重なり領域の照射量を補正することにより、荷電ビーム源毎のビーム特性の違いに起因する描画領域のつなぎずれを解消し、描画精度の向上をはかることが可能となる。 According to the above configuration (2), the overlapping of the deflection region boundaries of the adjacent charged beam sources is performed, and the irradiation amount of the overlap region is corrected, so that the drawing caused by the difference in the beam characteristics of each charged beam source is performed. It is possible to eliminate the gap between the regions and improve the drawing accuracy.

 以上詳述したように本発明によれば、マルチビーム方式の描画装置において各荷電ビーム光学系の配置ピッチよりも大きな描画領域を必要とするパターン描画の場合でも、複数の荷電ビーム光学系で描画を行う場合でも、特に荷電ビームの描画領域境界でのつなぎ精度が改善し、高精度な描画を行うことが可能となる。 As described above in detail, according to the present invention, even in the case of pattern writing that requires a writing area larger than the arrangement pitch of each charged beam optical system in a multi-beam type writing apparatus, writing is performed by a plurality of charged beam optical systems. In this case, the accuracy of the connection at the boundary of the drawing area of the charged beam is improved, and high-precision drawing can be performed.

 発明の実施形態を説明する前に、本発明の参考例を説明する。 前 Before describing the embodiments of the present invention, a reference example of the present invention will be described.

 (参考例)
 図1は、本発明の参考例に係わるマルチビーム方式電子ビーム描画装置における1つの電子ビーム光学系を示す図である。この電子ビーム光学系は、電子銃1、ビームブランキング系3,4、ビーム偏向系5a,5b、ビーム調整用レンズ系2a,2b,2c、反射電子検出器6からなっている。
(Reference example)
FIG. 1 is a diagram showing one electron beam optical system in a multi-beam type electron beam writing apparatus according to a reference example of the present invention. This electron beam optical system includes an electron gun 1, beam blanking systems 3 and 4, beam deflection systems 5a and 5b, beam adjustment lens systems 2a, 2b and 2c, and a reflected electron detector 6.

 マーク位置検出を行う場合には、各電子ビームに対応したマーク上にビーム走査を行う。しかしながら、従来の電子ビーム光学系では、前記図31に示すように反射電子検出器がむき出しの状態になっている。このため、複数の電子ビームでマークを検出を行った場合には、他のマークからの反射電子が横方向から検出器に侵入してくるため、個々のマーク位置検出は困難になる。 (4) When performing mark position detection, beam scanning is performed on a mark corresponding to each electron beam. However, in the conventional electron beam optical system, the backscattered electron detector is exposed as shown in FIG. For this reason, when a mark is detected with a plurality of electron beams, the reflected electrons from other marks enter the detector from the lateral direction, making it difficult to detect the position of each mark.

 これに対し本参考例では、図1に示すように、反射電子検出器6にコリメータ11が取り付けてある。このため、図2に示すように、複数のビーム7で同時にマーク10の位置検出を行った場合でも、対応するマーク10からの反射電子8は従来と同様に検出しながら、他のマーク10からの反射電子9の侵入を防止することができる。偏向歪みの補正のように、ビームを数mmの範囲で偏向した場合でも、開口角を調整することによって、他のマーク10からの反射電子9のみを除去することが可能となる。 In contrast, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, a collimator 11 is attached to the backscattered electron detector 6. For this reason, as shown in FIG. 2, even when the position of the mark 10 is detected simultaneously with a plurality of beams 7, the reflected electrons 8 from the corresponding mark 10 are detected from the other marks 10 while being detected as in the related art. Of the reflected electrons 9 can be prevented. Even when the beam is deflected in a range of several mm as in the correction of the deflection distortion, it is possible to remove only the reflected electrons 9 from other marks 10 by adjusting the aperture angle.

 このように本参考例では、反射電子検出器6に取り付けられたコリメータ11により、他のマーク10からの反射電子9を除去することが可能となる。このため、多数の電子ビーム7により同時に位置合わせを行った場合でも、個々の電子ビームで独立にマーク位置検出を行うことができ、描画時間を大幅に短縮することが可能となる。 As described above, in the present embodiment, the backscattered electrons 9 from other marks 10 can be removed by the collimator 11 attached to the backscattered electron detector 6. For this reason, even when the alignment is performed simultaneously by a large number of electron beams 7, the mark position can be detected independently by each electron beam, and the writing time can be greatly reduced.

 次に、参考例より具体的な例について説明する。 Next, a more specific example than the reference example will be described.

 (参考例1−1)
 図3は、本参考例で用いたマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の概略構成を示す図である。図中13は電子ビーム光学系、図中14は試料、15は試料室、16はステージ、17は基準マーク、18は制御回路、19は制御計算機、50はステージ測長系である。
(Reference Example 1-1)
FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-beam type electron beam writing apparatus used in this embodiment. In the figure, 13 is an electron beam optical system, 14 is a sample, 15 is a sample chamber, 16 is a stage, 17 is a reference mark, 18 is a control circuit, 19 is a control computer, and 50 is a stage length measurement system.

 本描画装置の加速電圧は10kVである。また、描画可能範囲は150mm角であり、10mmピッチで15×15個、計225個の電子ビーム光学系が配置されている。ビーム偏向系13は静電偏向による主副・2段構成であり、それぞれの偏向領域の大きさは主偏向は500μm、副偏向は100μmである。各電子ビーム光学系13の描画領域は電子銃を中心とした±5mmであり、この描画領域を400個の主偏向領域で描画することになる。 加速 The accelerating voltage of this drawing apparatus is 10 kV. The drawable range is 150 mm square, and 15 × 15 pieces of 225 electron beam optical systems are arranged at a pitch of 10 mm. The beam deflection system 13 has a main / sub / two-stage configuration using electrostatic deflection. The size of each deflection area is 500 μm for main deflection and 100 μm for sub deflection. The drawing area of each electron beam optical system 13 is ± 5 mm around the electron gun, and this drawing area is drawn by 400 main deflection areas.

 ステージ16上には、前記図28に示すようにビーム調整用マークが設けられている。このマークは各電子ビーム光学系13と一対を成すように対応して15×15個あり、各電子ビーム光学系13の描画領域内に1個設けた。マークの形状は、前記図27に示すような十字の形をしており、光露光とプラズマエッチングによって、Si基板を堀りこんで形成した。マークの大きさは片側100μm、幅は5μm、深さは2μmである。 ビ ー ム A beam adjustment mark is provided on the stage 16 as shown in FIG. There are 15 × 15 marks corresponding to each electron beam optical system 13 so as to form a pair, and one mark is provided in the drawing area of each electron beam optical system 13. The mark has a cross shape as shown in FIG. 27, and was formed by excavating a Si substrate by light exposure and plasma etching. The size of the mark is 100 μm on one side, the width is 5 μm, and the depth is 2 μm.

 本参考例においては、各電子ビーム光学系13の反射電子検出器6に、図1のようにコリメータ11を設けた。このコリメータ11は、筒状をしている。 In the present embodiment, the collimator 11 is provided in the backscattered electron detector 6 of each electron beam optical system 13 as shown in FIG. The collimator 11 has a cylindrical shape.

 ここでは、このマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の偏向歪み補正について図4を用いて説明する。偏向歪み補正は以下の要領で行った。 Here, the deflection distortion correction of the multi-beam type electron beam writing apparatus will be described with reference to FIG. The deflection distortion was corrected in the following manner.

 まず、500μmの主偏向領域を50μmのメッシュに分割し、その格子点上に基準マーク20が来るようにステージを移動させる。次いで、ビームを偏向し、マーク20上に走査する。ビームの偏向量とマーク位置から、マーク中心における偏向電圧を計算する。図中22に示すように、順次基準マークを移動させ、偏向量を記憶する。同様の操作を、大きさ100μm角の副偏向領域についても行った。この時、メッシュのサイズは5μmとした。 {Circle around (1)} First, the 500 μm main deflection area is divided into 50 μm meshes, and the stage is moved so that the reference marks 20 are located on the grid points. The beam is then deflected and scanned over the mark 20. The deflection voltage at the mark center is calculated from the beam deflection amount and the mark position. As shown at 22 in the figure, the reference mark is sequentially moved and the deflection amount is stored. The same operation was performed for a sub-deflection region having a size of 100 μm square. At this time, the mesh size was 5 μm.

 上記偏向歪み補正を15×15個のビームについて同時に行った結果、個々の電子ビーム光学系について、問題なく行うことができた。このとき、ビーム調整に要した時間は1分であった。15×15個のビームについて、1個毎にビーム調整を行った場合は225分(約3時間半)を要した。これに対し、本参考例では15×15個のビームについて同時に行った結果、ビーム調整に要する時間を225分の1に短縮することができた。また、偏向歪みの調整後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。 偏向 As a result of performing the deflection distortion correction for 15 × 15 beams simultaneously, it was possible to perform the correction for each electron beam optical system without any problem. At this time, the time required for beam adjustment was 1 minute. It took 225 minutes (approximately three and a half hours) when the beam adjustment was performed for each of 15 × 15 beams. In contrast, in the present reference example, the time required for beam adjustment could be reduced by a factor of 225 as a result of performing the measurement on 15 × 15 beams simultaneously. In addition, as a result of performing normal drawing after adjusting the deflection distortion, high-precision drawing could be performed.

 (参考例1−2)
 本参考例においては、各電子ビーム光学系の反射電子検出器6に、図5のようにコリメータ23を設けた。本参考例におけるコリメータ23は、参考例1−1と同様に筒状をしているが、個々の反射電子検出器6にではなく、1つの電子ビーム光学系を囲むように設けた。ここでは、このマルチビーム方式の電子ビーム描画装置で、Si基板上に形成された下地パターンに対する位置合わせを行った。
(Reference Example 1-2)
In the present embodiment, a collimator 23 is provided in the backscattered electron detector 6 of each electron beam optical system as shown in FIG. The collimator 23 in the present embodiment has a cylindrical shape like the embodiment 1-1, but is provided not to the individual backscattered electron detectors 6 but to surround one electron beam optical system. Here, with this multi-beam type electron beam drawing apparatus, positioning was performed on a base pattern formed on a Si substrate.

 図6に示すように、ウェハ26に複数のチップ25が配列されている。チップサイズは10mm角であり、各々のチップ25の四隅に位置合わせマーク24が配置されている。これらのマーク24は、光露光とプラズマエッチングによってSi基板を堀りこんだ凹型マークであり、マーク24の大きさは片側100μm、幅は5μm、深さは2μmである。描画の際には、各電子ビーム光学系で1個のチップを同時に描画する。位置合わせは以下のように行う。 複数 As shown in FIG. 6, a plurality of chips 25 are arranged on a wafer 26. The chip size is 10 mm square, and alignment marks 24 are arranged at four corners of each chip 25. These marks 24 are concave marks engraved on a Si substrate by light exposure and plasma etching. The size of each mark 24 is 100 μm on one side, the width is 5 μm, and the depth is 2 μm. At the time of drawing, one chip is simultaneously drawn by each electron beam optical system. Positioning is performed as follows.

 チップ25とは、別の場所に設けられたウェハアライメントマーク27で、ステージ上のウェハ位置を確認する。次いで、ウェハ26上のチップレイアウト情報から、各チップ25内のマーク位置を算出する。算出された各チップ25のマーク位置に基づき、ステージを移動して、マーク位置検出を行う。このようにして、チップ25内の4個のマーク位置を順次検出する。ここでは、チップを電子ビーム光学系と同ピッチで配置したため、特別なことをしなくても、15×15個のビームで同時にマーク位置検出が可能である。 (4) The wafer position on the stage is confirmed by a wafer alignment mark 27 provided at a different place from the chip 25. Next, a mark position in each chip 25 is calculated from chip layout information on the wafer 26. Based on the calculated mark position of each chip 25, the stage is moved to detect the mark position. In this way, the four mark positions in the chip 25 are sequentially detected. Here, since the chips are arranged at the same pitch as the electron beam optical system, it is possible to detect the mark position simultaneously with 15 × 15 beams without any special operation.

 上記位置合わせマーク24の検出を15×15個のビームについて同時に行った結果、個々の電子ビーム光学系について、位置合わせを問題なく行うことができた。このとき、1個のビーム調整を要する時間は1分であり、1チップで計4分の時間を要した。15×15個のビームについて、1個毎にビーム調整を行った場合は約12時間を要したのに対し、本参考例では15×15個のビームについて同時に行った結果、位置合わせに要する時間を225分の1に短縮することができた。また、位置合わせ後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。 (4) As a result of the simultaneous detection of the alignment marks 24 for 15 × 15 beams, alignment of each electron beam optical system could be performed without any problem. At this time, the time required for one beam adjustment was one minute, and a total of four minutes was required for one chip. In the case of 15 × 15 beams, it took about 12 hours to perform beam adjustment for each beam. In contrast, in this embodiment, 15 × 15 beams were simultaneously performed for 15 × 15 beams. Was reduced by a factor of 225. In addition, as a result of performing normal drawing after the alignment, high-precision drawing could be performed.

 (参考例1−3)
 本参考例においては、各電子ビーム光学系の反射電子検出器に、図7に示すように穴の開いた遮蔽板31をコリメータとして用いた。そして、このコリメータ31を、図8に示すように、試料と電子ビーム光学系の間に設置した。なお、図7中の28は電子ビームの通過穴、29は反射電子検出器のための開口部、30は電子ビーム光学系の描画領域を示している。
(Reference Example 1-3)
In this embodiment, a shield plate 31 having a hole as shown in FIG. 7 was used as a collimator for the backscattered electron detector of each electron beam optical system. Then, the collimator 31 was installed between the sample and the electron beam optical system as shown in FIG. In FIG. 7, 28 is an electron beam passage hole, 29 is an opening for a reflected electron detector, and 30 is a drawing area of the electron beam optical system.

 上記コリメータ31を用いて、参考例1−2と同様に位置合わせ描画を行ったところ、問題なく位置合わせを行うことができた。また、位置合わせ後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。 位置 When the alignment drawing was performed using the collimator 31 in the same manner as in Reference Example 1-2, the alignment could be performed without any problem. In addition, as a result of performing normal drawing after the alignment, high-precision drawing could be performed.

 以下、本発明の詳細を図示の実施形態によって説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be described with reference to the illustrated embodiments.

 (第1の実施形態)
 次に、本発明の第1の実施形態について図9のフローチャートを参照して説明する。ここでは、説明を簡単にするために、図10,11に示すように、電子ビーム源を8×8の計64個のアレイとした電子ビーム描画装置について、説明する。
(1st Embodiment)
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. Here, for simplicity of description, an electron beam drawing apparatus in which an electron beam source is an 8 × 8 array of 64 in total, as shown in FIGS. 10 and 11, will be described.

 まず、本実施形態は、以下の手段を具備していることを特徴とする。 First, the present embodiment is characterized by including the following means.

 (1) 複数の電子ビーム光学系のうち一つの電子ビーム光学系を選択する(S1)。 (1) One electron beam optical system is selected from the plurality of electron beam optical systems (S1).

 (2) 選択した電子ビーム光学系のビームをオフする(S2)。 (2) The beam of the selected electron beam optical system is turned off (S2).

 (3) 選択された以外の電子ビーム光学系で順次マーク検出を行う(S3)。 {Circle around (3)} Mark detection is sequentially performed by an electron beam optical system other than the selected one (S3).

 (4) 選択された電子ビーム光学系における、他のマークからの反射粒子の干渉を測定する(S4)。 (4) Measure interference of reflected particles from other marks in the selected electron beam optical system (S4).

 (5) 全ての電子ビーム光学系で上記操作を繰り返す(S5,S6)。 (5) The above operation is repeated for all the electron beam optical systems (S5, S6).

 (6) 干渉のない電子ビーム光学系同士をグループ化する(S7)。 (6) The electron beam optical systems having no interference are grouped together (S7).

 (7) グループ化された電子ビーム光学系の一つを選択する(S8)。 (7) One of the grouped electron beam optical systems is selected (S8).

 (8) 選択された電子ビーム光学系を用い、複数のマーク位置検出を同時に行う(S9)。 (8) A plurality of mark positions are simultaneously detected using the selected electron beam optical system (S9).

 (9) 全てのグループで上記操作を繰り返す(S10,S11)。 (9) The above operation is repeated for all groups (S10, S11).

 そして、前記S4の工程では、他の電子ビームからの反射電子の干渉を測定する。例えば、選択した電子ビーム光学系を図中の35、この電子ビーム光学系の描画領域を図中の34とした場合、このビームをブランクする。このとき、図中36に示す列の電子ビームでマーク検出を行うと、例えば隣接する図中37に該当する電子ビームの場合には、反射電子が図中35の電子ビーム光学系の反射電子検出器に飛び込んでくる(図10(a))。一方、図中38に示すそれ以外の電子ビーム光学系では、反射電子は検出されないか、検出されたとしても、その量はノイズと同じレベルである(図10(b))。 {Circle around (4)} In the step S4, interference of reflected electrons from other electron beams is measured. For example, when the selected electron beam optical system is 35 in the figure and the drawing area of the electron beam optical system is 34 in the figure, this beam is blanked. At this time, when the mark detection is performed with the electron beams in the column indicated by 36 in the figure, for example, in the case of the adjacent electron beam corresponding to 37 in the figure, the reflected electrons are detected by the electron beam optical system in FIG. It jumps into the vessel (FIG. 10A). On the other hand, in the other electron beam optical systems indicated by reference numeral 38 in the figure, reflected electrons are not detected, or even if detected, the amount is the same level as noise (FIG. 10B).

 次いで、図中39の列の電子ビーム光学系から順次電子ビーム光学系を選択し、同様に反射電子の干渉を測定する(図10(c))。ここでは、例えば隣接する図中40の電子ビーム光学系では反射電子が干渉するが、図中41に示すそれ以外の電子ビーム光学系では反射電子は検出されないものとする(図11(d))。このようにすれば、図中43に示すように、反射電子が干渉する最小単位で求めることができる。この場合、図中43に示す領域内では、同時にマーク検出ができないので、異なるグループ(図中34,37,40,42)になるように設定する(図11(e))。 Next, an electron beam optical system is sequentially selected from the electron beam optical systems in the 39 columns in the figure, and interference of reflected electrons is measured in the same manner (FIG. 10C). Here, for example, it is assumed that reflected electrons interfere in the adjacent electron beam optical system 40 in the figure, but no reflected electrons are detected in the other electron beam optical systems 41 in the figure (FIG. 11D). . In this way, as shown at 43 in the figure, it is possible to obtain the minimum unit in which reflected electrons interfere. In this case, marks cannot be detected at the same time in the area indicated by 43 in the figure, so that it is set to be a different group (34, 37, 40, 42 in the figure) (FIG. 11E).

 前記S7の工程では、図12に示すように、図中43の最小単位を、全電子ビームアレイに適用する。この結果、相互に反射電子の干渉のない電子ビーム群を、4個のグループにすることができる。 In the step S7, as shown in FIG. 12, the minimum unit 43 in the figure is applied to the entire electron beam array. As a result, an electron beam group without mutual interference of reflected electrons can be formed into four groups.

 S1〜S7で求められたグループでは、同時にマーク位置検出を行っても、反射電子の干渉がなく、問題なくマーク位置検出を行うことができる。この場合、全ての電子ビーム光学系でマーク検出を行うのに、4回で済むことになる。この結果、64個の全ての電子ビーム光学系についてマーク検出を行う場合に比べ、16分の1にマーク検出に要する時間を低減することができる。この結果、複数の電子ビーム光学系で同時にビーム調整や位置合わせを行うことができ、描画時間を大幅に短縮することが可能となる。なお、ここでは説明を簡単にするために電子ビーム光学系を8×8個のアレイとしたが、電子ビーム光学系がもっと大きな10×10個のアレイであっても、同様にマーク検出を行うことができる。 グ ル ー プ In the groups obtained in S1 to S7, even if the mark position is detected at the same time, the mark position can be detected without any problem without interference of reflected electrons. In this case, it takes only four times to perform mark detection in all the electron beam optical systems. As a result, the time required for mark detection can be reduced to one sixteenth compared to the case where mark detection is performed for all 64 electron beam optical systems. As a result, beam adjustment and positioning can be performed simultaneously by a plurality of electron beam optical systems, and the drawing time can be greatly reduced. Here, for simplicity of description, the electron beam optical system is an 8 × 8 array. However, even if the electron beam optical system is a larger array of 10 × 10, mark detection is performed similarly. be able to.

 次に、第1の実施形態のより具体的な実施形態について説明する。 Next, a more specific embodiment of the first embodiment will be described.

 (実施形態1−1)
 本実施形態で用いたマルチビーム描画装置の概略構成は前記図3に示す通りである。本装置の加速電圧は10kVである。また、描画可能範囲は80mm角であり、10mmピッチで8×8個、計64個の電子ビーム光学系を配置されている。ビーム偏向系は静電偏向による主副・2段構成であり、それぞれの偏向領域の大きさは主偏向は500μm、副偏向は100μmである。各電子ビームの描画領域は電子銃を中心とした±5mmであり、この描画領域を400個の主偏向領域で描画することになる。
(Embodiment 1-1)
The schematic configuration of the multi-beam drawing apparatus used in this embodiment is as shown in FIG. The accelerating voltage of this device is 10 kV. The drawable range is 80 mm square, and 8 × 8 pieces at a pitch of 10 mm, that is, a total of 64 electron beam optical systems are arranged. The beam deflection system has a main / sub / two-stage configuration using electrostatic deflection. The size of each deflection area is 500 μm for main deflection and 100 μm for sub deflection. The drawing area of each electron beam is ± 5 mm around the electron gun, and this drawing area is drawn by 400 main deflection areas.

 ステージ上には、前記図30に示すようにビーム調整用マークが設けられている。このマークは各電子ビーム光学系と一対を成すように対応して8×8個あり、各電子光学系の描画領域内に1個設けた。マークの形状及び大きさは、前記図29で説明したのと同じである。 ビ ー ム A beam adjustment mark is provided on the stage as shown in FIG. There are 8 × 8 marks corresponding to each electron beam optical system so as to form a pair, and one mark is provided in the drawing area of each electron optical system. The shape and size of the mark are the same as those described in FIG.

 本実施形態においては、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置の偏向歪み補正を行った。まず、偏向歪み補正に先立ち、電子ビーム光学系のグループ化を行い。以下に、図10,11及び図12を用いながら説明する。 In the present embodiment, the deflection distortion of the multi-beam type electron beam writing apparatus was corrected. First, before the deflection distortion correction, the electron beam optical systems are grouped. This will be described below with reference to FIGS.

 1)電子ビーム光学系(図中35)を選択する。 1) Select an electron beam optical system (35 in the figure).

 2)この電子ビーム光学系のビームをブランクする。 2) Blank the beam of this electron beam optical system.

 3)図中36に示す列の電子ビーム光学系でマーク検出を行う。 3) Mark detection is performed by the electron beam optical system in the column indicated by 36 in the figure.

 4)この結果、隣接する図中37に該当する電子ビーム光学系の場合には、反射電子が図中35の電子ビーム光学系の反射電子検出器で検出された。 # 4) As a result, in the case of the adjacent electron beam optical system corresponding to 37 in the figure, reflected electrons were detected by the reflected electron detector of the electron beam optical system 35 in the figure.

 5)一方、図中38に示すそれ以外の電子ビーム光学系では、殆ど反射電子は検出されなかった。 # 5) On the other hand, in the other electron beam optical systems shown in FIG. 38, reflected electrons were hardly detected.

 6)次いで、図中39の列の電子ビーム光学系から順次電子ビーム光学系を選択し、同様に反射電子の干渉を測定した。ここでは、隣接する図中40の電子ビームでは反射電子が干渉したが、図中41に示すそれ以外の電子ビーム光学系では反射電子は検出されなかった。 # 6) Next, an electron beam optical system was sequentially selected from the electron beam optical systems in the 39 row in the figure, and interference of reflected electrons was measured in the same manner. Here, reflected electrons interfered in the adjacent electron beam 40 in the figure, but reflected electrons were not detected in the other electron beam optical systems 41 shown in the figure.

 7)上記の結果、図11(d)図中43に示すような4個の電子ビーム描画領域で構成される反射電子が干渉する最小単位を求めた。 7) As a result, the minimum unit of interference of reflected electrons composed of four electron beam writing areas as shown by 43 in FIG. 11D was obtained.

 8)図中43に示す領域内を、異なるグループ(図中34,37,40,42)になるように設定した。 8) The region indicated by reference numeral 43 in the figure is set to be different groups (34, 37, 40, 42 in the figure).

 9)8)の最少単位を、図12に示すように、8×8個のアレイ中に繰り返して配置した。 # 9) The minimum unit of 8) was repeatedly arranged in an 8 × 8 array as shown in FIG.

 以上の要領で、各グループ内に16個の電子ビーム光学系を持つ4個のグループを作成し、その情報を制御計算機に格納した。 (4) In the manner described above, four groups having 16 electron beam optical systems were created in each group, and the information was stored in the control computer.

 次いで、偏向歪み補正は以下の要領で行った。 (5) Next, deflection distortion correction was performed as follows.

 1)前記図4に示すように、500μmの主偏向領域を50μmのメッシュに分割し、その格子点上に基準マークがくるようにステージを移動させる。 1) As shown in FIG. 4, the main deflection area of 500 μm is divided into 50 μm meshes, and the stage is moved so that the fiducial marks are located on the grid points.

 2)第1グループの16個のビームを選択する。 2) Select 16 beams of the first group.

 3)16個のビームを同時に偏向し、マーク上に走査する。 # 3) The 16 beams are simultaneously deflected and scanned on the mark.

 4)ビームの偏向量とマーク位置から、マーク中心における偏向電圧を計算する。 4) The deflection voltage at the mark center is calculated from the beam deflection amount and the mark position.

 5)第2グループから第4グループについて、3)〜4)の操作を繰り返し行う。 5) Repeat steps 3) to 4) for the second to fourth groups.

 6)図4の22と同様にして基準マークを移動させ、2)〜5)の操作を繰り返し行う。 # 6) The reference mark is moved in the same manner as 22 in FIG. 4 and the operations 2) to 5) are repeated.

 7)1)〜7)と同様の操作を、大きさ100μm角の副偏向領域についても行う。この時、メッシュのサイズは5μmとした。 # 7) The same operation as in 1) to 7) is performed for a sub-deflection region having a size of 100 μm square. At this time, the mesh size was 5 μm.

 上記操作を、8×8個のビームについて、まず第1〜4のグループまで各16個のビームで同時に行った結果、個々の電子ビーム光学系について、偏向歪み補正を問題なく行うことができた。この時、1個のビーム調整に要する時間は1分であり、8×8個のビームを4個のグループ別の偏向歪み補正を行うに要した時間は4分であった。8×8個のビームについて、1個毎にビーム調整を行った場合は約1時間を要したのに対し、本実施形態では8×8個のビームについて同時に行った結果、偏向歪み補正に要する時間を約16分の1に短縮することができた。また、偏向歪み補正後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。 The above operation was first performed simultaneously for each of the 8 × 8 beams for each of the first to fourth groups with 16 beams. As a result, the deflection distortion could be corrected for each electron beam optical system without any problem. . At this time, the time required for one beam adjustment was one minute, and the time required for performing the deflection distortion correction for the 8 × 8 beams for each of the four groups was four minutes. In the present embodiment, it took about 1 hour to perform beam adjustment for each of 8 × 8 beams, but in the present embodiment, it was necessary to correct deflection distortion as a result of simultaneous execution of 8 × 8 beams. The time could be reduced to about 1/16. Further, as a result of performing normal drawing after correcting the deflection distortion, high-precision drawing could be performed.

 (実施形態1−2)
 本実施形態においては、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置で、Si基板上に形成された下地パターンに対する位置合わせを行った。
(Embodiment 1-2)
In the present embodiment, a multi-beam electron beam lithography system is used to perform positioning with respect to a base pattern formed on a Si substrate.

 チップサイズは10mm角であり、前記図6に示すようにチップの四隅に位置合わせマークが配置されている。このマークは、光露光とプラズマエッチングによって、Si基板を堀りこんだ凹型マークであり、マークの大きさは片側100μm、幅は5μm、深さは2μmである。描画の際には、各電子ビーム光学系で1個のチップを同時に描画する。位置合わせは以下のように行う。 The chip size is 10 mm square, and alignment marks are arranged at the four corners of the chip as shown in FIG. This mark is a concave mark in which a Si substrate is dug by light exposure and plasma etching. The size of the mark is 100 μm on one side, the width is 5 μm, and the depth is 2 μm. At the time of drawing, one chip is simultaneously drawn by each electron beam optical system. Positioning is performed as follows.

 まず、チップとは別の領域に設けられたウェハアライメントマークを光学的に検出し、ステージ上のウェハ位置を確認する。次いで、ウェハ上のチップレイアウト情報から、各チップ内のマーク位置を算出する。算出された各チップのマーク位置に基づき、まず第1のマーク位置を測定するためにステージを移動させ、第1から第4までのグループ毎に、各チップのマーク位置検出を順次行う。続いて、第2から第4のマーク位置測定を、同様の手順で行った。ここでは、チップを電子ビーム光学系と同ピッチで配置したため、ステージ移動はチップ内のマーク位置に合わせて4回行えばよい。 First, the wafer alignment mark provided in an area different from the chip is optically detected, and the wafer position on the stage is confirmed. Next, a mark position in each chip is calculated from chip layout information on the wafer. Based on the calculated mark position of each chip, the stage is first moved to measure the first mark position, and the mark position of each chip is sequentially detected for each of the first to fourth groups. Subsequently, the second to fourth mark position measurements were performed in the same procedure. Here, since the chips are arranged at the same pitch as the electron beam optical system, the stage may be moved four times in accordance with the mark positions in the chips.

 上記位置合わせマークの検出を、8×8個のビームについて、4個のグループ別に同時に行った結果、個々の電子ビーム光学系について、位置合わせを問題なく行うことができた。この時、1個のビーム調整を要する時間は15秒であり、1チップで計1分の時間を要した。この結果、8×8個のビームの位置合わせに要した時間は4分であった。8×8個のビームについて、1個毎にビーム調整を行った場合は約1時間を要したのに対し、本実施形態では8×8個のビームについて同時に行った結果、位置合わせに要する時間を約16分の1に短縮することができた。また、位置合わせ後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。 (4) As a result of simultaneously detecting the alignment marks for 4 groups of 8.times.8 beams, alignment of each electron beam optical system could be performed without any problem. At this time, the time required for one beam adjustment was 15 seconds, and a total of one minute was required for one chip. As a result, the time required for alignment of 8 × 8 beams was 4 minutes. In the present embodiment, it took about one hour to perform beam adjustment for each 8 × 8 beam, whereas in the present embodiment, the time required for alignment was obtained as a result of simultaneous execution for 8 × 8 beams. Was reduced to about 1/16. In addition, as a result of performing normal drawing after the alignment, high-precision drawing could be performed.

 (実施形態1−3)
 本実施形態においては、電子光学系のグループ化を計算機上のシミュレーションによって、行った。実際のデバイス作成においては、試料としてGaAs基板や、Wなどの重金属が成膜されたものが考えられる。計算機によって、電子ビーム光学系のグループ化を行えば、多種多様な基板について、基板が変わる度にグループ化を行う必要がない。
(Embodiment 1-3)
In the present embodiment, the grouping of the electron optical systems is performed by simulation on a computer. In actual device fabrication, a GaAs substrate or a sample on which a heavy metal such as W is formed as a sample can be considered. If the electron beam optical systems are grouped by a computer, it is not necessary to perform grouping for a variety of substrates each time the substrate changes.

 まず、計算機のプログラム上で、本実施形態で用いたマルチビーム方式の電子ビーム描画装置を再現した。ここでは、図13に示すように、1次元のみの計算を行った。 First, the multi-beam type electron beam writing apparatus used in the present embodiment was reproduced on a computer program. Here, as shown in FIG. 13, only one-dimensional calculation was performed.

 まず、10kVに加速された電子がSi基板上に入射した場合、図中46に示す列の電子ビーム光学系で順次マーク検出を行った場合に、図中45の電子ビーム光学系に干渉の度合を計算した。ここでは、最も隣接するマークからの反射電子9は、図中45の電子ビーム光学系の反射電子検出器で検出された。一方、最隣接以外のマークからの反射電子9′は図中45の電子ビーム光学系の反射電子検出器では殆ど検出されないとの結果が得られた。この1次元空間での計算結果を、2次元に拡大した結果、図12と同様のグループ化を行うことができた。 First, when the electrons accelerated to 10 kV are incident on the Si substrate, when the mark detection is sequentially performed by the electron beam optical system in the column shown in FIG. 46, the degree of interference with the electron beam optical system 45 in FIG. Was calculated. Here, the backscattered electrons 9 from the closest mark were detected by the backscattered electron detector 45 of the electron beam optical system in the figure. On the other hand, the reflected electron 9 'from the mark other than the nearest neighbor was hardly detected by the reflected electron detector 45 of the electron beam optical system in the figure. As a result of expanding the calculation result in the one-dimensional space into two dimensions, the same grouping as in FIG. 12 could be performed.

 計算機でグループ化を行う場合には、試料としてGaAs基板や、Wなどの重金属を想定する場合でも、反射電子の及ぶ範囲は、モンテカルロ計算による反射電子の量や角度のデータから、求めることができる。このため、多種多様な基板について、基板が変わる度にグループ化を行う必要がなくなった。 In the case of performing grouping by a computer, even when a GaAs substrate or a heavy metal such as W is assumed as a sample, the range of the backscattered electrons can be obtained from the amount and angle data of the backscattered electrons by Monte Carlo calculation. . Therefore, it is no longer necessary to perform grouping for various types of substrates each time the substrate changes.

 上記方法にて、電子ビームのグループ化を行い、実施形態1−2と同様に位置合わせ描画を行ったところ、問題なく位置合わせを行うことができた。また、位置合わせ後に、通常の描画を行った結果、高精度の描画を行うことができた。 (4) When the electron beams were grouped by the above method and the alignment drawing was performed in the same manner as in Embodiment 1-2, the alignment could be performed without any problem. In addition, as a result of performing normal drawing after the alignment, high-precision drawing could be performed.

 本発明は描画装置や描画方法を限定するものではない。実施形態に示した以外にも、例えば一つのビームをアパーチャによって、複数に分割するタイプの描画装置にも、応用可能である。また、本発明はマークの形状や種類を限定するものではない。実施形態に示した以外にも、例えば重金属を用いた凸型マークでも、応用可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して、利用することができる。 The present invention does not limit the drawing apparatus and the drawing method. In addition to the embodiments described above, the present invention is also applicable to a drawing apparatus of a type in which one beam is divided into a plurality of beams by an aperture. Further, the present invention does not limit the shape and type of the mark. In addition to the above-described embodiment, for example, a convex mark using a heavy metal can be applied. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

 (第2の実施形態)
 次に、本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは、説明を簡単にするために、電子ビーム源を3×3の計9個のアレイとした電子ビーム描画装置について説明する。このとき、各電子ビーム光学系には、図14に示すように、各電子ビーム光学系に対応した基準マークが設けられている。図中の7は電子ビーム、10はマーク、13は電子光学系、52は1個の電子光学系による描画領域である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Here, for simplicity of explanation, an electron beam writing apparatus in which the electron beam source has a total of nine 3 × 3 arrays will be described. At this time, each electron beam optical system is provided with a reference mark corresponding to each electron beam optical system, as shown in FIG. In the figure, 7 is an electron beam, 10 is a mark, 13 is an electron optical system, and 52 is a drawing area by one electron optical system.

 基準マークの位置を前記図31(a)のように、理想的な配置で作ることは難しい。実際には、図31(b)のように歪んでいる。このような基準マークを用いた場合、基準マーク位置がずれているために、1チップを複数の電子ビーム光学系で描画する場合に、各電子ビーム光学系の描画領域境界でパターン位置ずれが発生する。 It is difficult to make the reference mark position in an ideal arrangement as shown in FIG. Actually, it is distorted as shown in FIG. When such a reference mark is used, when the position of the reference mark is shifted, when one chip is drawn by a plurality of electron beam optical systems, a pattern position shift occurs at the drawing area boundary of each electron beam optical system. I do.

 本実施形態では、各電子ビーム光学系の対応する基準マークの位置測定だけではなく、隣接する電子ビーム光学系の基準マーク位置を測定することによって、各基準マークの相対的な位置ずれを測定している。例えば、図中1行目,1列目の基準マークを原点とした時に、前記図32に示すように各基準マークがずれていたとする。なおここでは、説明を簡単にするために、100μmを1として表記する。 In the present embodiment, the relative displacement of each reference mark is measured by measuring not only the position of the corresponding reference mark of each electron beam optical system but also the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system. ing. For example, it is assumed that when the reference marks in the first row and first column in the drawing are set as the origin, the respective reference marks are shifted as shown in FIG. Note that, here, for ease of explanation, 100 μm is represented as 1.

 まず、各電子ビーム光学系の中心にマークを移動し、マーク位置の検出を行う。次いで、図15に示すように、電子ビーム光学系のピッチ分だけ、Y方向にマークを移動させ、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。さらに、逆方向にステージを移動し、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。このようにすれば、各列毎に行間の基準マーク位置のXY方向のずれ量を求めることができる。なお、図中の47は固定された電子ビーム配置、48は移動したステージ位置を示している。 First, the mark is moved to the center of each electron beam optical system, and the mark position is detected. Next, as shown in FIG. 15, the mark is moved in the Y direction by the pitch of the electron beam optical system, and the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system is measured. Further, the stage is moved in the opposite direction, and the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system is measured. In this way, the amount of shift in the XY direction of the reference mark position between rows can be obtained for each column. In the figure, reference numeral 47 denotes a fixed electron beam arrangement, and reference numeral 48 denotes a moved stage position.

 ここで、1行目の各電子ビーム光学系を基準(0,0)とすると、列方向の基準マークの位置は以下のように表すことができる。 Here, assuming that each electron beam optical system in the first row is a reference (0, 0), the position of the reference mark in the column direction can be expressed as follows.

       1列目    2列目    3列目
  1行目( 0,0) ( 0,0) (0, 0)
  2行目( 1,0) (−1,0) (0, 0)
  3行目( 0,1) ( 0,1) (1,−1) (×100μm)
 次に、図16のように、X方向についてもステージを動かし、行間と同様に、列間のマーク位置ずれ測定を行う。ここで、1列目の各電子ビーム光学系を基準として、1行目の基準マークの位置ずれが以下のように表わせたとする。
1st column 2nd column 3rd column 1st row (0,0) (0,0) (0,0)
Second line (1,0) (-1,0) (0,0)
Third line (0,1) (0,1) (1, -1) (× 100 μm)
Next, as shown in FIG. 16, the stage is moved also in the X direction, and the mark position deviation between columns is measured in the same manner as in the case of rows. Here, it is assumed that the positional shift of the reference mark in the first row is expressed as follows with reference to each electron beam optical system in the first column.

       1列目    2列目    3列目
  1行目( 0,0) ( 1,0) (0,−1) (×100μm)
 この値を、1回目の測定結果に足しあわせれば、図中1行目,1列目の基準マークを原点とした、各基準マークの相対的位置を求めることができる。
1st column 2nd column 3rd column 1st row (0,0) (1,0) (0, -1) (× 100 μm)
By adding this value to the result of the first measurement, the relative position of each reference mark can be obtained with reference to the reference mark in the first row and first column in the figure.

       1列目    2列目    3列目
  1行目( 0,0) ( 1,0) (0,−1)
  2行目( 1,0) ( 0,0) (0,−1)
  3行目( 0,1) ( 1,1) (1,−2) (×100μm)
 この結果を基に、描画領域の位置補正を行えば、各電子ビーム光学系の基準マークが異なることによる描画領域境界でのパターンの位置ずれを低減することができる。上記の例では、基準マークの相対的な位置ずれが0となるようにするには、以下のように描画位置の補正を行えばよい。
1st column 2nd column 3rd column 1st row (0,0) (1,0) (0, -1)
2nd line (1,0) (0,0) (0, -1)
3rd line (0,1) (1,1) (1, -2) (× 100 μm)
If the position of the drawing area is corrected based on this result, it is possible to reduce the displacement of the pattern at the boundary of the drawing area due to the difference in the reference mark of each electron beam optical system. In the above example, in order to make the relative displacement of the reference mark zero, the drawing position may be corrected as follows.

       1列目    2列目    3列目
  1行目( 0, 0) (−1, 0) ( 0,1)
  2行目(−1, 0) ( 0, 0) ( 0,1)
  3行目( 0,−1) (−1,−1) (−1,2) (×100μm)
 この描画位置の補正は、各電子ビーム光学系において、ビーム偏向量を変えることによって行う。この結果、補正された描画位置は、図17中の56に示すように、隣接する電子ビーム光学系の描画領域と重なり合うことなく、調整することができる。なお、図中の55は補正前の描画位置、56は補正後の描画位置である。
1st column 2nd column 3rd column 1st row (0,0) (-1,0) (0,1)
2nd line (-1, 0) (0, 0) (0, 1)
3rd line (0, -1) (-1, -1) (-1,2) (× 100 μm)
The correction of the drawing position is performed by changing the amount of beam deflection in each electron beam optical system. As a result, as shown at 56 in FIG. 17, the corrected drawing position can be adjusted without overlapping the drawing area of the adjacent electron beam optical system. In the drawing, 55 is a drawing position before correction, and 56 is a drawing position after correction.

 このようにすれば、各電子ビーム光学系の描画領域境界においても、つなぎ精度が改善することが可能となる。また、各電子ビーム光学系のビーム偏向歪みの調整や、マーク検出は各電子ビーム光学系毎に行えば良いので、マルチビーム描画装置の描画スループットが向上することが可能となる。なお。ここでは説明を簡単にするために、電子ビームを3×3個のアレイとしたが、電子ビームがもっと大きな100×100個のアレイであっても、同様に描画領域の補正を行うことができる。 In this way, it is possible to improve the connection accuracy even at the drawing area boundary of each electron beam optical system. In addition, since adjustment of beam deflection distortion and mark detection of each electron beam optical system may be performed for each electron beam optical system, the drawing throughput of the multi-beam drawing apparatus can be improved. In addition. Here, for the sake of simplicity, the electron beams are arranged in a 3 × 3 array. However, even in an array of 100 × 100 larger electron beams, the drawing area can be similarly corrected. .

 次に、第2の実施形態のより具体的な実施形態について説明する。 Next, a more specific embodiment of the second embodiment will be described.

 (実施形態2−1)
 本実施形態で用いたマルチビーム描画装置の概略構成は前記図3に示す通りである。各電子ビーム光学系の構成は前記図26と同様である。
(Embodiment 2-1)
The schematic configuration of the multi-beam drawing apparatus used in this embodiment is as shown in FIG. The configuration of each electron beam optical system is the same as in FIG.

 本描画装置の加速電圧は10kVである。また、描画可能範囲は80mm角であり、10mmピッチで8×8個、計64個の電子ビーム光学系が配置されている。ビーム偏向系は静電偏向による主副・2段構成であり、それぞれの偏向領域の大きさは主偏向は500μm、副偏向は100μmである。各電子ビーム光学系の描画領域は電子銃を中心とした±5mmであり、この描画領域を400個の主偏向領域で描画することになる。 加速 The accelerating voltage of this drawing apparatus is 10 kV. The drawable range is 80 mm square, and 8 × 8 pieces at a pitch of 10 mm, that is, a total of 64 electron beam optical systems are arranged. The beam deflection system has a main / sub / two-stage configuration using electrostatic deflection. The size of each deflection area is 500 μm for main deflection and 100 μm for sub deflection. The drawing area of each electron beam optical system is ± 5 mm around the electron gun, and this drawing area is drawn by 400 main deflection areas.

 マーク位置の検出を行うと、その情報は制御計算機に送られ、記憶される。マーク検出後に、記憶されたマーク位置情報に基づき、各基準マークの位置ずれを計算する。その後、各電子ビーム光学系の描画領域の位置を補正し、制御回路にその補正情報を送る。描画の際には、制御計算機から、描画データが各電子ビーム光学系の描画制御回路に送られるが、この時描画領域の補正データを基に描画位置の補正を行う。 When the mark position is detected, the information is sent to the control computer and stored. After the detection of the mark, the displacement of each reference mark is calculated based on the stored mark position information. Thereafter, the position of the drawing area of each electron beam optical system is corrected, and the correction information is sent to the control circuit. At the time of drawing, the drawing data is sent from the control computer to the drawing control circuit of each electron beam optical system. At this time, the drawing position is corrected based on the correction data of the drawing area.

 ステージ上には、図14と同様にビーム調整用マークが設けられている。図14は3×3のアレイで表現されているが、このマークは各電子ビーム光学系と一対を成すように対応して8×8個あり、各電子ビーム光学系の描画領域内に1個設けた。マークの形状は、前記図27に示すような十字の形をしており、光露光とプラズマエッチングによって、Si基板を堀りこんで形成した。マークの大きさは片側100μm、幅は5μm、深さは2μmである。 ビ ー ム A beam adjustment mark is provided on the stage as in FIG. FIG. 14 is represented by a 3 × 3 array, and there are 8 × 8 marks corresponding to each electron beam optical system so as to form a pair with each electron beam optical system, and one mark is provided in the drawing area of each electron beam optical system. Provided. The mark has a cross shape as shown in FIG. 27, and was formed by excavating a Si substrate by light exposure and plasma etching. The size of the mark is 100 μm on one side, the width is 5 μm, and the depth is 2 μm.

 本実施形態においては、80mm角のフォトマスクの描画を行った。まず、各電子ビーム光学系において、それぞれの基準マークを用いて、主・副偏向領域の歪み補正を行った。次いで、各電子ビーム光学系の描画領域の補正は、以下のように行った。 描画 In the present embodiment, an 80 mm square photomask was drawn. First, in each electron beam optical system, distortion of the main and sub deflection areas was corrected using the respective reference marks. Next, the correction of the drawing area of each electron beam optical system was performed as follows.

1)まず、各電子ビーム光学系の中心付近にマークを移動し、マーク位置の検出を行う。 1) First, the mark is moved to the vicinity of the center of each electron beam optical system, and the position of the mark is detected.

2)次いで、図18(a)に示すように電子ビーム光学系のピッチ分(10mm)だけ、Y方向にマークを移動させ、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。なお、図中の51は電子銃、52は1つの電子銃による描画領域である。 2) Next, as shown in FIG. 18A, the mark is moved in the Y direction by the pitch of the electron beam optical system (10 mm), and the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system is measured. In the drawing, reference numeral 51 denotes an electron gun, and reference numeral 52 denotes a drawing area by one electron gun.

3)今度は、2)と逆方向に−10mmステージを移動し、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。これにより、列毎の基準マーク位置のXY方向のずれ量を求めることができる。ここでは、図18(b)に示すように、図中の53で示す1行目の各電子ビーム光学系を基準として、列方向の基準マークの位置を算出した。 3) This time, the stage is moved by -10 mm in the direction opposite to that of 2), and the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system is measured. This makes it possible to determine the amount of shift in the X and Y directions of the reference mark position for each column. Here, as shown in FIG. 18B, the position of the reference mark in the column direction was calculated with reference to each electron beam optical system in the first row indicated by 53 in the figure.

4)次に、ステージを元に戻し、X方向もY方向と同様に10mmだけ、マークを移動させ、隣接する電子ビーム光学系の基準マークの位置を測定する。 4) Next, the stage is returned to the original position, the mark is moved by 10 mm in the X direction as in the Y direction, and the position of the reference mark of the adjacent electron beam optical system is measured.

5)3)と同様に、反対方向に10mmステージを移動させ、隣接する電子ビーム光学系の基準マーク位置を測定する。ここでは、1列目の各電子ビーム光学系を基準として、行方向の基準マークの位置を算出した。 5) Similarly to 3), the stage is moved by 10 mm in the opposite direction, and the reference mark position of the adjacent electron beam optical system is measured. Here, the position of the reference mark in the row direction was calculated with reference to each electron beam optical system in the first column.

6)上記1)〜5)の操作によって、各基準マークの相対的位置を求めることができた。 6) By the above operations 1) to 5), the relative positions of the respective reference marks could be obtained.

7)基準マークの相対的な位置ずれを相殺するように、図17と同様に、各電子ビーム光学系の描画領域位置を計算した。 7) The drawing area position of each electron beam optical system was calculated in the same manner as in FIG. 17 so as to offset the relative displacement of the reference mark.

8)上記の計算結果は、各電子ビーム光学のビーム偏向歪みの測定データをもとに、各電子ビーム光学のビーム偏向のデータに変換し、制御回路に記憶した。 8) The above calculation results were converted into beam deflection data of each electron beam optical based on the measurement data of the beam deflection distortion of each electron beam optical, and stored in the control circuit.

 実際の描画では、フォトマスクの描画データは、予め制御計算機内で各電子ビーム光学系の描画領域にあわせて分割しておく。 In actual writing, the drawing data of the photomask is divided in advance in the control computer in accordance with the drawing area of each electron beam optical system.

 主偏向領域毎に各電子ビーム光学系に描画データを転送すると、制御回路ではステージを移動するとともに、送られてきた描画データに予め記憶されている描画位置の補正データを加えて、描画を行う。このようにして、主偏向領域毎にステージを動かし、8×8個の電子光学系で同時に描画を行った。 When drawing data is transferred to each electron beam optical system for each main deflection area, the control circuit moves the stage and performs drawing by adding correction data of a previously stored drawing position to the sent drawing data. . In this way, the stage was moved for each main deflection area, and writing was simultaneously performed by 8.times.8 electron optical systems.

 上記のようにして描画を行った結果、各電子ビーム光学系の描画領域境界において、つなぎ精度を改善され、高精度な描画を行うことができた。また、各電子ビーム光学系のビーム偏向歪みの調整や、マーク検出は各電子ビーム光学系毎に行えば良いので、マルチビーム描画装置のビーム調整に要する時間を大幅に短縮することができた。 描画 As a result of drawing as described above, the connection accuracy was improved at the drawing region boundary of each electron beam optical system, and high-precision drawing could be performed. In addition, since the adjustment of the beam deflection distortion and the mark detection of each electron beam optical system may be performed for each electron beam optical system, the time required for the beam adjustment of the multi-beam drawing apparatus can be greatly reduced.

 なお、上記実施形態では電子ビームを8×8個のアレイとしたが、本発明は電子ビームのアレイ数を限定するものではない。実施形態で示した以外にも、電子ビームのアレイ数が100×100個の電子ビーム描画装置で利用することも可能である。また、本発明は描画装置や描画方法を限定するものものではない。上記実施形態に示した以外にも、例えば一つのビームをアパーチャによって、複数に分割するタイプの描画装置にも、応用可能である。また、本発明はマークの形状や種類を限定するものではない。上記実施形態に示した以外にも、例えば重金属を用いた凸型マークでも、応用可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して、利用することができる。 In the above embodiment, the electron beams are arranged in an array of 8 × 8, but the present invention does not limit the number of electron beam arrays. In addition to the embodiments described above, the present invention can be used in an electron beam writing apparatus having 100 × 100 electron beam arrays. Further, the present invention does not limit the drawing apparatus and the drawing method. In addition to the above-described embodiment, the present invention is also applicable to a drawing apparatus of a type in which one beam is divided into a plurality of beams by an aperture. Further, the present invention does not limit the shape and type of the mark. In addition to the above-described embodiment, for example, a convex mark using a heavy metal can be applied. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

 (第3の実施形態)
 次に、本発明の第3の実施形態について説明する。各々の電子ビーム光学系は図24のように、隣合う電子ビーム光学系の描画領域と重なる範囲を描画領域とする。その際、2領域が重なった部分は2分の1、4領域が重なった部分は4分の1の照射量で描画するよう照射量補正を行う。これらの工程により描画精度を向上させることが可能となる。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. As shown in FIG. 24, each electron beam optical system has a drawing area that overlaps a drawing area of an adjacent electron beam optical system. At this time, the dose correction is performed so that the portion where the two regions overlap is drawn at a dose of 1/2, and the portion where the four regions are overlapped is drawn at a dose of 1/4. These steps make it possible to improve the drawing accuracy.

 次に、第3の実施形態のより具体的な実施形態について説明する。 Next, a more specific embodiment of the third embodiment will be described.

 (実施形態3−1)
 本実施形態で用いたマルチビーム描画装置の概略構成は前記図3に示す通りである。本描画装置は、各電子ビーム源が各々の描画領域の左上端にあるときを基準位置とする。
(Embodiment 3-1)
The schematic configuration of the multi-beam drawing apparatus used in this embodiment is as shown in FIG. In this writing apparatus, the reference position is when each electron beam source is at the upper left end of each writing area.

 図19(a)に示すように、試料101にはビーム調整用マーク103が設けられている。マークの形状は、図19(b)に示すような十字の形をしており、光露光とプラズマエッチングによってSi基板を彫り込んで形成した。マークの大きさは片側10μm、幅は1μm、深さは2μmである。 試 料 As shown in FIG. 19A, a beam adjustment mark 103 is provided on the sample 101. The mark has a cross shape as shown in FIG. 19B, and is formed by engraving a Si substrate by light exposure and plasma etching. The size of the mark is 10 μm on one side, the width is 1 μm, and the depth is 2 μm.

 本描画装置における描画可能範囲は、154mm角であり、50mmピッチで3×3基、計9基の電子ビーム源が配置されている。ビームは主副2段偏向であり、それぞれの偏向領域の大きさは、主偏向が6mm、副偏向が2mmである。各ビームの描画領域は、荷電ビーム源を中心に±27mmである。描画領域を主偏向領域81個に分割して描画することになる。 描画 The drawing area of this drawing apparatus is 154 mm square, and 3 × 3 units at a pitch of 50 mm, that is, a total of 9 electron beam sources are arranged. The beam has two main and sub-stage deflections. The size of each deflection area is 6 mm for main deflection and 2 mm for sub deflection. The drawing area of each beam is ± 27 mm around the charged beam source. The drawing area is divided into 81 main deflection areas for drawing.

 本実施形態では、150mm角のフォトマスクを描画した。描画に先立って、1枚のマスクを複数の電子ビーム源で描画するよう、マスクデータの変換を行った。副偏向領域単位で多重描画を行うものとし、まずマスクデータを各電子ビーム源のピッチで9個の領域に分割した。この周囲に図20のように副偏向領域1つ分の幅のデータを加え、電子ビーム源1基分の描画データとする。このデータを主偏向領域に分割、さらに副偏向領域に分割し、ビットデータに変換する。なお、図中の71はマスクの大きさ、72は描画領域、73は主偏向領域、74は副偏向領域である。 で は In this embodiment, a 150 mm square photomask is drawn. Prior to drawing, mask data was converted so that one mask was drawn by a plurality of electron beam sources. Multiple writing is performed in units of sub-deflection areas. First, mask data is divided into nine areas at the pitch of each electron beam source. As shown in FIG. 20, data having a width corresponding to one sub-deflection region is added to the periphery of the periphery to obtain drawing data for one electron beam source. This data is divided into a main deflection area and further into a sub deflection area, and is converted into bit data. In the figure, 71 is the size of the mask, 72 is the drawing area, 73 is the main deflection area, and 74 is the sub deflection area.

 データ変換の際、図21の81,82,83,84の部分のように通常の露光量で描画される領域とは別に、2重に描画される領域(図中85,86,87,88,89)、4重に描画される領域(図中810,811)には照射量設定用のデータを持たせた。即ち、2領域が重なった部分は2分の1、4領域が重なった部分は4分の1の照射量で描画するよう照射量補正を行う。これにより、多重描画を行った領域においても、照射量は重なりのない領域と同等となった。 At the time of data conversion, a region to be drawn twice (85, 86, 87, 88 in the figure) separately from a region to be drawn with a normal exposure amount like the portions 81, 82, 83, 84 in FIG. , 89), the data for setting the dose is provided in the areas (810, 811 in the figure) to be drawn four times. That is, the dose correction is performed so that the portion where the two regions overlap is drawn at a half dose and the portion where the two regions overlap is drawn at a dose of one quarter. As a result, even in a region where multiple writing is performed, the irradiation amount is equal to that of a region having no overlap.

 続いて、各荷電ビームの偏向歪み調整を行った。偏向歪み調整は以下のように行った。 Subsequently, the deflection distortion of each charged beam was adjusted. The deflection distortion adjustment was performed as follows.

 1)図22に示すように、6mmの主偏向領域を500μmのメッシュに分割し、その格子点上に基準マークが来るようにステージを移動させる。なお、図中の121は主偏向領域、122は基準マークである。 1) As shown in FIG. 22, the main deflection area of 6 mm is divided into meshes of 500 μm, and the stage is moved so that the reference mark comes on the grid point. In the drawing, reference numeral 121 denotes a main deflection area, and reference numeral 122 denotes a reference mark.

 2)9個のビームについて、順次ビームを偏向し、マーク位置を検出する。 2) For nine beams, the beams are sequentially deflected to detect mark positions.

 3)基準マークを移動させ、1)〜2)の操作を繰り返し行う。 3) The reference mark is moved and the operations 1) to 2) are repeated.

 4)1)〜3)と同様の操作を、大きさ2mm角の副偏向領域についても行う。メッシュのサイズは50μmとした。 # 4) The same operation as in 1) to 3) is performed also on the sub-deflection area of 2 mm square. The size of the mesh was 50 μm.

 続いて、描画を行った。まず、ステージを基準位置に移動させ、各荷電ビーム源の第一の主偏向領域の描画を行った。まず、図23の図中91のように主偏向領域の描画を行い、次いでステージを右方向に6mm移動させ、同様にして第2の主偏向領域の描画を行った。以下、図中92に従って、順次描画を行った。 Subsequently, drawing was performed. First, the stage was moved to the reference position, and the first main deflection area of each charged beam source was drawn. First, drawing was performed on the main deflection region as indicated by 91 in FIG. 23, and then the stage was moved rightward by 6 mm, and drawing was performed on the second main deflection region in the same manner. Hereinafter, drawing was performed sequentially according to 92 in the figure.

 以上実施の結果、各荷電ビーム源の偏向境界領域においてもつなぎ精度よくパターンを形成することができた。 As a result of the above, a pattern could be formed with high connection accuracy in the deflection boundary region of each charged beam source.

 なお、本発明は描画装置や描画方法を限定するものではない。上記実施形態に示した以外にも、例えば一つのビームをアパーチャによって複数に分割するタイプの描画装置にも応用可能である。また、本発明はマークの形状や種類を限定するものではない。上記実施形態に示した以外にも、例えば重金属を用いた凸型マークでも、応用可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形して、利用することができる。 Note that the present invention does not limit the drawing apparatus and the drawing method. In addition to the above-described embodiment, the present invention is also applicable to a drawing apparatus of a type in which one beam is divided into a plurality of beams by an aperture. Further, the present invention does not limit the shape and type of the mark. In addition to the above-described embodiment, for example, a convex mark using a heavy metal can be applied. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

参考例に係わる電子ビーム描画装置の光学系を示す図。FIG. 2 is a diagram illustrating an optical system of an electron beam writing apparatus according to a reference example. 複数のビームでマーク検出を行った場合の効果を示す図。FIG. 9 is a diagram illustrating an effect when mark detection is performed using a plurality of beams. 参考例1−1に係わる電子ビーム描画装置の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the electron beam drawing apparatus concerning Reference Example 1-1. 参考例1−1におけるビーム調整用マークの形状を示す図。The figure which shows the shape of the beam adjustment mark in Reference Example 1-1. 参考例1−2に係わる電子ビーム描画装置の概略構成を示す図。The figure which shows the schematic structure of the electron beam drawing apparatus concerning Reference Example 1-2. 参考例1−2におけるチップと位置合わせマークとの関係を示す図。The figure which shows the relationship between the chip in Example 1-2, and an alignment mark. 参考例1−3におけるコリメータの構造を示す図。The figure which shows the structure of the collimator in Reference Example 1-3. 参考例1−3における電子ビーム光学系とコリメータの配置を示す図。The figure which shows the arrangement | positioning of the electron beam optical system in Example 1-3, and a collimator. 第1の実施形態による描画方法の手順を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a procedure of a drawing method according to the first embodiment. 実施形態1−1における電子ビーム光学系のグループ化の手順を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a procedure for grouping electron beam optical systems according to the embodiment 1-1. 実施形態1−1における電子ビーム光学系のグループ化の手順を示す図。FIG. 5 is a diagram showing a procedure for grouping electron beam optical systems according to the embodiment 1-1. グループ化された電子ビームの様子を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a state of electron beams grouped. 計算機プログラム上で再現したマルチビーム描画装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the multi-beam drawing apparatus reproduced on the computer program. 第2の実施形態におけるマーク検出の様子を示す図。FIG. 8 is a diagram illustrating a state of mark detection according to the second embodiment. 基準マークの位置測定方法を示す図。The figure which shows the position measuring method of a reference mark. 基準マークの位置測定方法を示す図。The figure which shows the position measuring method of a reference mark. 描画位置補正の効果を説明するための図。FIG. 9 is a diagram for explaining the effect of drawing position correction. 実施形態2−1における基準マークの位置測定方法を示す図。FIG. 9 is a diagram showing a method for measuring the position of a reference mark in the embodiment 2-1. ステージ上のビーム調整マーク及びその位置を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a beam adjustment mark on a stage and its position. 電子ビーム源弦1基当たりの描画領域を示す図。FIG. 3 is a diagram showing a drawing area per one electron beam source string. 各電子ビーム源の描画領域の重なりを示す図。FIG. 4 is a diagram showing overlapping of drawing areas of each electron beam source. 偏向歪み調整の際の主偏向領域の分割を示す図。FIG. 9 is a diagram showing division of a main deflection area when adjusting deflection distortion. 描画領域内での描画の順序を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a drawing order in a drawing area. 多重描画の一例を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of multiple drawing. ビーム偏向歪みを示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating beam deflection distortion. 従来の電子ビーム光学系を示す図。The figure which shows the conventional electron beam optical system. マークの平面形状及び断面形状を示す図。The figure which shows the planar shape and sectional shape of a mark. マーク検出の様子を示す図。The figure which shows a mode of mark detection. 複数のビームでマーク検出を行った場合の問題点を示す図。The figure which shows the problem at the time of performing mark detection with a some beam. マルチビーム方式の電子ビーム描画装置の描画方法を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a drawing method of a multi-beam electron beam drawing apparatus. 理想的な基準マークの配置と現実に想定されるマークの位置ずれの様子を示す図。FIG. 7 is a diagram illustrating an ideal arrangement of reference marks and a state of positional deviation of a mark that is actually assumed. 基準マークの位置ずれによる描画領域の位置ずれの様子を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a state of a position shift of a drawing area due to a position shift of a reference mark. 電子ビーム光学系の描画領域境界における位置ずれの様子を示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating a state of a position shift at a drawing area boundary of the electron beam optical system.

符号の説明Explanation of reference numerals

 1…電子銃
 2a,2b,2c…ビーム調整用レンズ系
 3…ブランキング用偏向器
 4…ブランキングアパーチャ
 5a,5b…ビーム偏向系
 6…反射電子検出器
 7…電子ビーム
 8…対応するマークからの反射電子
 9…他のマークからの反射電子
 10…基準マーク
 11,23…コリメータ
 13…電子ビーム光学系
 14…試料
 15…試料室
 16…ステージ
 17…基準マーク
 18…制御回路
 19…制御計算機
 24…チップアライメントマーク
 25…チップ
 26…ウェハ
 27…ウェハアライメントマーク
 28…電子ビームの通過穴
 29…反射電子のための開口部
 30…描画領域
 31…遮蔽板(コリメータ)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electron gun 2a, 2b, 2c ... Beam adjustment lens system 3 ... Blanking deflector 4 ... Blanking aperture 5a, 5b ... Beam deflection system 6 ... Reflection electron detector 7 ... Electron beam 8 ... From corresponding mark 9 reflected electrons from other marks 10 reference marks 11 and 23 collimator 13 electron beam optics 14 sample 15 sample chamber 16 stage 17 reference mark 18 control circuit 19 control computer 24 ... Chip alignment mark 25 ... Chip 26 ... Wafer 27 ... Wafer alignment mark 28 ... Electric beam passage hole 29 ... Opening for reflected electrons 30 ... Drawing area 31 ... Shielding plate (collimator)

Claims (4)

 複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置において、
 複数の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群と、前記試料台上の移動により基準マーク群を移動する手段と、移動した基準マークに荷電ビームを走査し、各基準マークの位置を測定する手段と、測定された各基準マークの相対的な位置関係を記憶する手段と、記憶された各基準マークの相対的な位置関係に基づき各荷電ビームの描画領域の位置を補正する手段と、補正された描画位置に基づいて描画を行う手段とを具備してなることを特徴とする荷電ビーム描画装置。
In a multi-beam charged beam drawing apparatus having a plurality of charged beam optical systems,
A reference mark group provided on the sample table corresponding to a plurality of charged beam optical systems, means for moving the reference mark group by moving on the sample table, and scanning the charged reference mark with the charged beam, Means for measuring the position of each fiducial mark, means for storing the relative positional relationship of each measured fiducial mark, and the drawing area of each charged beam based on the stored relative positional relationship of each fiducial mark. A charged beam drawing apparatus comprising: means for correcting a position; and means for performing drawing based on the corrected drawing position.
 複数の荷電ビーム光学系を持つマルチビーム方式の荷電ビーム描画装置であって、各々の荷電ビーム光学系に対応して試料台上にそれぞれ設けられた基準マーク群を用いて描画位置の補正を行う荷電ビーム描画方法において、
 複数の荷電ビーム光学系でマーク位置検出を行う工程と、隣接する荷電ビーム光学系の基準マークを用いてマーク位置検出を行う工程と、基準マーク群の相対的な位置関係を計算する工程と、該計算結果に基づき、各荷電ビーム光学系の描画領域の位置を補正する工程と、該補正された描画位置に描画を行う工程とを含むことを特徴とする荷電ビーム描画方法。
A multi-beam type charged beam writing apparatus having a plurality of charged beam optical systems, wherein a writing position is corrected by using a reference mark group provided on a sample table corresponding to each charged beam optical system. In the charged beam drawing method,
A step of performing mark position detection with a plurality of charged beam optical systems, a step of performing mark position detection using a reference mark of an adjacent charged beam optical system, and a step of calculating a relative positional relationship of a reference mark group, A charged beam drawing method, comprising: a step of correcting a position of a drawing area of each charged beam optical system based on the calculation result; and a step of drawing at the corrected drawing position.
 複数の荷電ビーム源を用いて描画を行うマルチビーム方式の荷電ビーム描画方法において、
 隣接する荷電ビーム源の偏向境界領域が互いに重なりを持つよう描画することを特徴とする荷電ビーム描画方法。
In a multi-beam type charged beam writing method of writing using a plurality of charged beam sources,
A charged beam drawing method, wherein drawing is performed so that deflection boundary areas of adjacent charged beam sources overlap each other.
 前記重なり領域の照射量補正を行うことを特徴とする請求項3記載の荷電ビーム描画方法。 4. The charged beam drawing method according to claim 3, wherein the irradiation amount of the overlapping area is corrected.
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