JP2004288810A - Electron beam exposure apparatus - Google Patents

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JP2004288810A
JP2004288810A JP2003078069A JP2003078069A JP2004288810A JP 2004288810 A JP2004288810 A JP 2004288810A JP 2003078069 A JP2003078069 A JP 2003078069A JP 2003078069 A JP2003078069 A JP 2003078069A JP 2004288810 A JP2004288810 A JP 2004288810A
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electron beam
mask
pattern
exposure apparatus
exposure
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JP2003078069A
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Inventor
Yukisato Kawamura
幸里 川村
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Seimitsu Co Ltd
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  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high precision exposure pattern in an electron beam exposure apparatus performing exposure by scanning a mask having a plurality of pattern regions with an electron beam. <P>SOLUTION: The electron beam exposure apparatus is provided with a mask 30 having a plurality of pattern regions 34A-34D sectioned by beams 36, and electron optics systems 12 and 20 for irradiating the mask with an electron beam 15 larger than the width of the beam and irradiating a sample with an electron beam shaped by the opening pattern of each pattern region 34A-34D. Shield mechanisms 70A-70D for preventing the electron beam from impinging on at least a part of the plurality of pattern regions are provided on the electron beam incident side of the mask 30. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクの開口パターンを通過して整形された電子ビームを試料に照射して露光を行う電子ビーム露光装置に関し、特に梁により区分された複数のパターン領域を有するマスクを使用する電子ビーム露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
現在、半導体装置(デバイス)の製造プロセスにおいてウエハにパターンを形成するリソグラフィ技術では、光露光用マスク(フォトマスク)のパターンをウエハ上に縮小露光する光リソグラフィが主として使用されているが、これ以上の微細化が難しくなってきており、更に微細化可能な電子ビーム露光法が注目されている。電子ビーム露光法には各種の方法があるが、スループットの点からEPL(Electron Projection Lithography)やLEEPL(Low Energy Electron−beam Proximity Projection Lithography)が特に注目されている。EPLは、露光パターンの4倍の大きさのマスクを用い、100kVという高い加速電圧で露光する。一方、LEEPLは、等倍のマスクを用い、2kV程度という低い加速電圧で露光する。EPLとLEEPLのいずれも、露光パターンに対応する開口パターンを有するステンシルマスク(穴開きマスク)を使用する。
【0003】
図1は、等倍のステンシルマスクを用いて露光する電子ビーム近接(LEEPL)露光装置10の基本構成を示す図である。図示のように、電子ビーム15を発生する電子ビーム源14、電子ビーム15を平行ビームにするレンズ16及び整形アパーチャ18を含む電子銃12と、主偏向器22、24及び副偏向器26、28を含み、電子ビームを光軸に平行保持して走査する走査機構20と、マスク30と、試料(ウエハ)40を保持する静電チャック50と、θXYステージ60とから構成されている。なお、これらの部分は、真空チャンバ内に設けられる。また、マスクは図示していないマスク保持機構に保持され、露光するパターンに応じて交換される。
【0004】
マスク30は、静電チャック50に吸着されたウエハ40に近接するように(マスク30とウエハ40との隙間が、例えば50μmとなるように)配置される。この状態でマスク30に垂直に電子ビームを照射すると、マスク30のマスクパターンを通過した整形された電子ビームがウエハ40上のレジスト層42に照射され、パターンが露光される。
【0005】
マスク30の全パターン領域をカバーする一様な電子ビームを生成するのは難しいので、図2に示すように、電子ビーム15でマスク30の全面を走査し、全パターン領域を一様な露光量で露光する。走査機構20はこの走査を行う。露光量の均一性を向上するには、大きな電子ビーム15を使用して小さな走査ピッチで走査を行うことが望ましい。
【0006】
ステンシルマスク30のパターンは開口(穴開き)パターンであり、しかもそこに形成されるパターンは非常に微細なパターンであり、マスク30のパターン部分は非常に薄いメンブレンとする必要があるため、マスクパターンに歪みが生じる場合がある。LEEPL露光装置10では、副偏向器26、28を使用して歪みを補正して露光を行う。図3は、この補正原理を説明する図である。図示のように、主偏向器22、24で走査位置に偏向されマスク30に垂直に入射する電子ビーム15を、副偏向器26で角度−α偏向し、副偏向器28で逆方向に2倍の角度2αだけ偏向する。これにより、電子ビーム15は、予定した偏向位置に角度αで入射することになる。そして、マスク30とウエハ40の間の隙間(ギャップ)をGとするとδ=αGだけずれた位置に露光されることになる。あらかじめマスクのパターンの歪みを測定し、歪みに応じてマスク30への入射角を変えて露光位置をずらし、マスクパターンの歪みを補正する。
【0007】
LEEPL露光装置で使用するマスクは、開口パターンを有するステンシルマスクであり、環状パターンを設けることはできない。そこで、環状パターンは複数のマスクパターンに分割して、複数のマスクパターンによる露光を合成して実現する。また、環状パターンでなくても、ステンシルマスクのパターンに適さないパターン形状があり、その場合にも複数のマスクパターンによる露光を合成する。
【0008】
このような複数のパターンを別々のマスクに形成した場合、1つのパターンを露光するのにマスクを交換する必要があり、スループットを低下させる。そこで、特開2002−367885号及び特開2002−373845号は、1つのマスクに複数のマスクパターンを設け、個々のマスクパターンに相補パターンを構成するパターンなどを分けて形成し、1つのマスクを使用して1つのパターンのすべてが露光できるLEEPL露光方法及び装置を開示している。
【0009】
スループットの点から、1回の露光でできるだけ広い範囲を露光できることが望ましく、例えば、上記の特開2002−367885号公報及び特開2002−373845号公報は、1つのマスクパターンが1チップ(ダイ)の全領域に相当する大きさを有する例を開示している。
【0010】
特に、特開2002−373845号公報は、複数のマスクパターンをウエハ上のダイの配列に対応して配置し、位置合わせした後複数のマスクパターンを露光し、マスクパターンの大きさ分だけ位置をずらして位置合わせして次の露光を行うことにより、1回の位置合わせで複数のダイを露光する露光方法及び装置を開示している。
【0011】
図4は、特開2002−373845号公報に開示されたマスクにおけるマスクパターンの配置及び露光方法を説明する図である。図4の(A)に示すように、マスク30には、図示のように4つのマスクパターン34が2行2列(2×2)で配置されている。マスクパターンの間は梁36であり、マスクパターン34のメンブレンより厚くなっている。図4の(B)に示すように、ウエハ40上に形成されるダイ46は、マスク30におけるマスクパターン34の配列と同じピッチで配列される。マスクパターン34を各ダイ46の位置に合わせて4つのマスクパターンの露光を行い、以下ダイ及びマスクパターンの配列ピッチずつずらしながら露光を行う。従って、各ダイは4つのマスクパターンによる露光が合成されることになる。このような露光方法によりスループットが大幅に向上する。なお、ここではマスクに4つのマスクパターンを設ける例を説明したが、相補パターンを露光するだけであれば2つのマスクパターンを設ければよい。更に、特開2002−367885号公報は、1つのマスクに相補パターンを分割した2乃至3のパターンのグループを複数組設けて、露光量を分割することにより欠陥などの影響を低減したり、パターンに欠陥などが発生した場合でもマスクを交換せずに露光が続行できる構成を開示している。この場合には、1つのマスクに多数のマスクパターンが形成される。
【0012】
【特許文献1】
特開2002−367885号公報(全体)
【特許文献2】
特開2002−373845号公報(全体)
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
図2で説明したように、LEEPL露光装置では、電子ビーム15でマスクパターンを走査することにより露光の均一性を向上しており、スループットを向上するためには、電子ビーム15は大きいことが望ましい。
【0014】
また、図4に示したように、マスク30に複数のマスクパターン34をダイの配列ピッチで配置し、1回の位置合せで複数のマスクパターンを露光する場合、マスクパターンの間の梁36の幅はダイの間隔に等しい。ダイの間隔は、プロセス終了後ダイを分割するためのダイシング溝を形成できることが要求され、ダイシングの関係から最低幅が決定される。そして、ウエハを効率的に利用するためには、ダイの間隔をできるだけ狭くすることが望ましく、上記の最低幅に近い値に設定される。
【0015】
図5は、マスクに形成した4つのマスクパターン34A−34Dを電子ビーム15で走査する様子を示す図である。上記のように、梁36はある幅に設定され、電子ビーム15はある大きさ以上であることが必要であり、電子ビーム15の直径が梁36の幅より大きい場合が生じる。この場合、マスクパターンの歪みを補正する必要がなければ特に問題は生じないが、図3で説明したように電子ビーム15のマスク30への入射角を調整して歪みを調整する場合、問題が生じる。図5の(B)はこの問題を説明する図である。電子ビーム15の直径が梁36の幅より大きい場合、隣接するマスクパターン34Aの左側部分とマスクパターン34Bの右側部分とその間の梁36に同時に電子ビーム15が照射されることになる。左側のマスクパターン34Aの歪みを除去するには、実線で示すように電子ビーム15を右側に傾けて入射させる必要があり、右側のマスクパターン34Bの歪みを除去するには、破線で示すように電子ビーム15を左側に傾けて入射させる必要がある場合、マスクパターン34Aの左側の部分は右側に傾いて入射する電子ビームと左側に傾いて入射する電子ビームによる露光が合成されることになり、露光位置のずれがあるため露光パターンが劣化する。これはマスクパターン34Bの右側部分についても同様である。
【0016】
また、1つのマスクに複数のマスクパターンを配置する場合、欠陥のあるマスクパターンや予備のマスクパターンを露光しないようにすることが要求される場合及び相補マスクを露光する場合などに、上記のように、電子ビーム15の直径が梁36の幅より大きいと、隣接するマスクパターンを露光する時に露光する必要のないマスクパターンの一部を露光してしまうことで露光ムラが生じ、露光パターンが劣化するという問題が生じる。
【0017】
このような問題を生じないようにするために、梁の幅を電子ビームの直径より広くすることが考えられるが、その場合1枚のウエハに形成できるダイの個数が減少してコストが増加するという問題を生じる。また、電子ビームの直径を梁の幅より小さくすることも考えられる。しかし、スループットを大きくするためにビーム電流を増加すると、クーロン効果などによりビーム径が増加するので任意のビーム径にはできず、電子ビームの直径を梁の幅より小さくすることは難しい。
【0018】
本発明は、このような問題を解決して、高精度の露光パターンが得られる電子ビーム露光装置の実現することを目的とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】
上記目的を実現するため、本発明の電子ビーム露光装置においては、複数のパターン領域(マスクパターン)の少なくとも一部を電子ビームが入射しないように遮蔽する遮蔽機構を設ける。
【0020】
すなわち、本発明の電子ビーム露光装置は、梁により区分された複数のパターン領域を有するマスクと、前記マスクに前記梁の幅より大きな電子ビームを照射し、前記電子ビームを各パターン領域の開口パターンで整形し、整形した電子ビームを試料に照射する電子光学系とを備える電子ビーム露光装置であって、前記マスクの前記電子ビームの入射側に設けられ、前記複数のパターン領域の少なくとも一部の領域を前記電子ビームが入射しないように遮蔽する遮蔽機構を備えることを特徴とする。
【0021】
図6は、本発明の電子ビーム露光装置の原理を説明する図である。図示のように、マスクには少なくとも1チップ分以上の複数のパターン領域(マスクパターン)34A−34Dが設けられており、それぞれのパターン領域の電子ビームの入射側には移動可能な遮蔽板70A−70Dが設けられている。露光に使用するパターン領域の遮蔽板はその領域を遮蔽しない位置に移動し、露光に使用しないパターン領域の遮蔽板はその領域を遮蔽するように移動する。
【0022】
本発明によれば、たとえ電子ビームの直径を梁より大きくしても、露光に使用しないパターン領域は遮蔽できるので、露光パターンを劣化させない。歪みを補正するためのマスクへの入射角度が隣接するパターン領域で異なる場合には、一方のパターン領域を遮蔽した上で他方のパターン領域を露光し、次に他方のパターン領域を遮蔽した上で一方のパターン領域を露光する。これにより遮蔽状態を変化させる時間だけ処理時間が長くなるが、マスクは交換する必要はなく、大幅なスループットの低下は生じない。
【0023】
遮蔽機構は、パターン領域への電子ビームの入射を阻止する遮蔽板を備える。この遮蔽板は、電子ビームが照射されるため、接地された導体であることが望ましい。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明の第1実施例の電子ビーム露光装置は、EPL露光装置又はLEEPL露光装置などのステンシルマスク(穴開きマスク)を通過して整形された電子ビームを試料(ウエハ)に照射する電子ビーム露光装置であり、マスクに複数のマスクパターンが形成され、隣接するマスクパターンの間の梁が電子ビームの直径より狭い装置である。本発明はマスク遮蔽機構を特徴とし、それ以外の部分については、これまでに説明し、また広く知られているのでここでは詳しい説明を省略する。
【0025】
図7は、第1実施例の電子ビーム露光装置のマスクの遮蔽機構を示す図であり、図6の構成を実現したものである。図7の(A)に示すように、遮蔽板70Aはガイド72Aに沿って移動可能であり、マスクパターン34Aを遮蔽状態と非遮蔽状態にする。同様に、遮蔽板70B、70C及び70Dはガイド72B、72C及び72Dに沿って移動可能であり、マスクパターン34B、34C及び34Dを遮蔽状態と非遮蔽状態にする。ガイド72A−72Dは、90°ずつ異なる方向に伸びるように設けられている。各遮蔽板70A−70Dは、それぞれ導体で作られ、アースに接続されている(接地されている)。
【0026】
図7の(B)は、移動機構を示す図である。図示のように、モータ91の回転軸92に第1アーム93が固定されており、モータ91の回転に伴って第1アーム93が回転する。第1アーム93の先端部には自在回転軸94を介して第2アーム95が係合されている。第2アーム95の先端部は遮蔽板70に設けられた自在回転軸96に係合されている。遮蔽板70はガイド72により移動方向が規制されており、モータ91が回転して第1アーム93が回転すると、第2アーム95が回転し遮蔽板70が移動する。
【0027】
第1実施例の遮蔽機構では、4つのマスクパターン34A−34Dをそれぞれ独立に遮蔽できる。
【0028】
図8は、本発明の第2実施例の電子ビーム露光装置の遮蔽機構を示す図である。第2実施例の遮蔽機構は、回転軸74A−74Dを中心にして回転するアーム76A−76Dの先端部に遮蔽板34A−34Dを取り付け、遮蔽板34A−34Dを回転することにより、マスクパターン34A−34Dを遮蔽状態と非遮蔽状態にする。第2実施例の遮蔽機構でも、4つのマスクパターン34A−34Dをそれぞれ独立に遮蔽できる。
【0029】
図9は、本発明の第3実施例の電子ビーム露光装置の遮蔽機構を示す図である。第3実施例の遮蔽機構は、図9の(A)に示すように、4つのマスクパターン34A−34Dをすべて非遮蔽状態にできる大きな開口82を有する遮蔽板80と、遮蔽板80をマスクに平行に2軸方向に移動する図示していない移動機構とを有する。4つのマスクパターン34A−34Dをすべて非遮蔽状態にする時には、遮蔽板80を図9の(A)の状態に移動し、マスクパターン34Aのみを非遮蔽状態にする時には、遮蔽板80を図9の(B)の状態に移動し、マスクパターン34Bのみを非遮蔽状態にする時には、遮蔽板80を図9の(C)の状態に移動し、マスクパターン34Cのみを非遮蔽状態にする時には、遮蔽板80を図9の(D)の状態に移動する。マスクパターン34Dのみを非遮蔽状態にする時も同様である。マスクパターン34Aと34Bを非遮蔽状態に、マスクパターン34Cと34Dを遮蔽状態にする時には、遮蔽板80を図9の(E)の状態に移動し、マスクパターン34Bと34Cを非遮蔽状態に、マスクパターン34Aと34Dを遮蔽状態にする時には、遮蔽板80を図9の(F)の状態に移動する。隣接するあるマスクパターンの組を非遮蔽状態に、隣接する他のマスクパターンの組を遮蔽状態にする場合も同様である。
【0030】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数のパターン領域(マスクパターン)を有するマスクを電子ビームで走査して露光を行う電子ビーム露光装置において、高精度の露光パターンが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】近接露光方式(LEEPL)電子ビーム露光装置の基本構成を示す図である。
【図2】電子ビームによるマスクの走査を示す図である。
【図3】近接露光方式電子ビーム露光装置における副偏向器を利用した歪み補正を説明する図である。
【図4】特開2002−373845号公報に開示された複数のマスクパターンをウエハ上のダイの配列に対応して配置したマスクを使用する露光方法を説明する図である。
【図5】マスクパターン間の梁の幅が電子ビームより狭い時に、マスクへの入射角を調整して歪み補正を行うことにより生じる問題を説明する図である。
【図6】本発明の原理を説明する図である。
【図7】本発明の第1実施例の遮蔽機構を示す図である。
【図8】本発明の第2実施例の遮蔽機構を示す図である。
【図9】本発明の第3実施例の遮蔽機構を示す図である。
【符号の説明】
12…電子銃
15…電子ビーム
20…走査手段
30…マスク
34,34A−34D…パターン領域(マスクパターン)
40…試料(ウエハ)
50…静電チャック
60…θXYステージ
70,70A−70D…遮蔽板
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electron beam exposure apparatus that performs exposure by irradiating a sample with an electron beam that is shaped by passing through an opening pattern of a mask, and more particularly, to an electron beam using a mask having a plurality of pattern areas divided by beams. The present invention relates to an exposure apparatus.
[0002]
[Prior art]
At present, in a lithography technique for forming a pattern on a wafer in a semiconductor device (device) manufacturing process, optical lithography for reducing and exposing a pattern of a light exposure mask (photomask) on the wafer is mainly used. It is becoming difficult to miniaturize, and an electron beam exposure method capable of further miniaturization has attracted attention. There are various electron beam exposure methods. From the viewpoint of throughput, EPL (Electron Projection Lithography) and LEEPL (Low Energy Electron-beam Proximity Projection Lithography) are particularly attracting attention. The EPL uses a mask four times as large as the exposure pattern and performs exposure at a high acceleration voltage of 100 kV. On the other hand, LEEPL uses a same-size mask and performs exposure at a low acceleration voltage of about 2 kV. Both EPL and LEEPL use a stencil mask (apertured mask) having an opening pattern corresponding to the exposure pattern.
[0003]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of an electron beam proximity (LEEEPL) exposure apparatus 10 for performing exposure using a stencil mask of the same magnification. As shown, an electron gun 12 including an electron beam source 14 for generating an electron beam 15, a lens 16 for converting the electron beam 15 into a parallel beam, and a shaping aperture 18, a main deflector 22, 24 and a sub deflector 26, 28 And a scanning mechanism 20 that scans while holding the electron beam parallel to the optical axis, a mask 30, an electrostatic chuck 50 that holds a sample (wafer) 40, and a θXY stage 60. These parts are provided in a vacuum chamber. The mask is held by a mask holding mechanism (not shown), and is exchanged according to a pattern to be exposed.
[0004]
The mask 30 is arranged so as to be close to the wafer 40 attracted to the electrostatic chuck 50 (so that the gap between the mask 30 and the wafer 40 is, for example, 50 μm). In this state, when the mask 30 is irradiated with an electron beam vertically, the shaped electron beam that has passed through the mask pattern of the mask 30 is irradiated on the resist layer 42 on the wafer 40 to expose the pattern.
[0005]
Since it is difficult to generate a uniform electron beam covering the entire pattern area of the mask 30, the entire surface of the mask 30 is scanned with the electron beam 15 as shown in FIG. Exposure. The scanning mechanism 20 performs this scanning. In order to improve the uniformity of the exposure amount, it is desirable to perform scanning at a small scanning pitch using the large electron beam 15.
[0006]
The pattern of the stencil mask 30 is an opening (perforated) pattern, and the pattern formed there is a very fine pattern, and the pattern portion of the mask 30 needs to be a very thin membrane. May be distorted. The LEEPL exposure apparatus 10 performs exposure while correcting distortion using the sub deflectors 26 and 28. FIG. 3 is a diagram illustrating this correction principle. As shown in the figure, the electron beam 15 deflected to the scanning position by the main deflectors 22 and 24 and vertically incident on the mask 30 is deflected by an angle -α by the sub deflector 26 and doubled in the reverse direction by the sub deflector 28. Is deflected by the angle 2α. As a result, the electron beam 15 enters the predetermined deflection position at an angle α. Then, assuming that a gap (gap) between the mask 30 and the wafer 40 is G, exposure is performed at a position shifted by δ = αG. The distortion of the mask pattern is measured in advance, and the exposure position is shifted by changing the angle of incidence on the mask 30 according to the distortion to correct the distortion of the mask pattern.
[0007]
The mask used in the LEEPL exposure apparatus is a stencil mask having an opening pattern, and cannot have an annular pattern. Therefore, the annular pattern is divided into a plurality of mask patterns, and exposure is realized by combining the plurality of mask patterns. Even if the pattern is not an annular pattern, there is a pattern shape that is not suitable for the pattern of the stencil mask. In such a case, the exposure using a plurality of mask patterns is combined.
[0008]
When a plurality of such patterns are formed on different masks, it is necessary to exchange the masks to expose one pattern, which lowers the throughput. Therefore, JP-A-2002-369885 and JP-A-2002-373845 disclose a single mask provided with a plurality of mask patterns, forming a pattern constituting a complementary pattern on each mask pattern, and forming one mask. A LEEPL exposure method and apparatus that can be used to expose all of one pattern is disclosed.
[0009]
From the viewpoint of throughput, it is desirable to be able to expose as wide a range as possible with one exposure. For example, JP-A-2002-368885 and JP-A-2002-373845 disclose that one mask pattern is one chip (die). Are disclosed which have a size corresponding to the entire region.
[0010]
In particular, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-373845 discloses that a plurality of mask patterns are arranged corresponding to the arrangement of dies on a wafer, and after alignment, the plurality of mask patterns are exposed, and the position is adjusted by the size of the mask pattern. An exposure method and apparatus for exposing a plurality of dies in a single alignment by performing the next exposure with the alignment shifted are disclosed.
[0011]
FIG. 4 is a view for explaining an arrangement of a mask pattern and an exposure method in a mask disclosed in JP-A-2002-373845. As shown in FIG. 4A, on the mask 30, four mask patterns 34 are arranged in two rows and two columns (2 × 2) as shown. Beams 36 between the mask patterns are thicker than the membrane of the mask pattern 34. As shown in FIG. 4B, the dies 46 formed on the wafer 40 are arranged at the same pitch as the arrangement of the mask patterns 34 on the mask 30. Exposure of four mask patterns is performed by aligning the mask pattern 34 with the position of each die 46, and then exposure is performed while shifting the arrangement pitch of the die and the mask pattern. Therefore, each die is synthesized by exposure using the four mask patterns. Through such an exposure method, the throughput is greatly improved. Here, an example in which four mask patterns are provided on the mask has been described. However, if only a complementary pattern is exposed, two mask patterns may be provided. Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-368885 discloses that a plurality of groups of two or three patterns obtained by dividing a complementary pattern in one mask are provided, and an exposure amount is divided to reduce the influence of a defect or the like. Discloses a configuration in which exposure can be continued without exchanging a mask even when a defect or the like occurs. In this case, many mask patterns are formed on one mask.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2002-368885 A (whole)
[Patent Document 2]
JP 2002-373845 A (Overall)
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
As described with reference to FIG. 2, in the LEEPL exposure apparatus, the uniformity of exposure is improved by scanning the mask pattern with the electron beam 15, and the electron beam 15 is preferably large in order to improve the throughput. .
[0014]
Further, as shown in FIG. 4, when a plurality of mask patterns 34 are arranged on the mask 30 at the arrangement pitch of the die and the plurality of mask patterns are exposed by one alignment, the beams 36 between the mask patterns are exposed. The width is equal to the die spacing. The distance between the dies is required to be able to form dicing grooves for dividing the dies after the process is completed, and the minimum width is determined from the dicing relationship. Then, in order to use the wafer efficiently, it is desirable to make the interval between the dies as small as possible, and the value is set to a value close to the above-mentioned minimum width.
[0015]
FIG. 5 is a diagram showing a state in which the four mask patterns 34A to 34D formed on the mask are scanned by the electron beam 15. As described above, the beam 36 is set to have a certain width, and the electron beam 15 needs to be larger than a certain size, and the diameter of the electron beam 15 may be larger than the width of the beam 36. In this case, if there is no need to correct the distortion of the mask pattern, no particular problem occurs. However, as described with reference to FIG. 3, when adjusting the incident angle of the electron beam 15 to the mask 30, the distortion is adjusted. Occurs. FIG. 5B illustrates this problem. When the diameter of the electron beam 15 is larger than the width of the beam 36, the electron beam 15 is simultaneously applied to the left portion of the adjacent mask pattern 34A, the right portion of the mask pattern 34B, and the beam 36 therebetween. In order to remove the distortion of the left mask pattern 34A, it is necessary to make the electron beam 15 be inclined to the right as shown by the solid line and to enter the electron beam 15. To remove the distortion of the right mask pattern 34B, as shown by the broken line. When the electron beam 15 needs to be incident on the left side, the left side portion of the mask pattern 34A is combined with the electron beam incident on the left side and the electron beam incident on the left side, Since there is a shift in the exposure position, the exposure pattern deteriorates. This is the same for the right portion of the mask pattern 34B.
[0016]
In addition, when arranging a plurality of mask patterns on one mask, when it is required not to expose a defective mask pattern or a spare mask pattern, or when exposing a complementary mask, the above-described method is used. If the diameter of the electron beam 15 is larger than the width of the beam 36, a part of the mask pattern that does not need to be exposed when exposing an adjacent mask pattern is exposed, thereby causing exposure unevenness and degrading the exposure pattern. Problem arises.
[0017]
In order to prevent such a problem from occurring, it is conceivable to make the width of the beam wider than the diameter of the electron beam. However, in this case, the number of dies that can be formed on one wafer decreases and the cost increases. The problem arises. It is also conceivable to make the diameter of the electron beam smaller than the width of the beam. However, if the beam current is increased to increase the throughput, the beam diameter increases due to the Coulomb effect or the like, so that the beam diameter cannot be set to an arbitrary value, and it is difficult to make the diameter of the electron beam smaller than the beam width.
[0018]
An object of the present invention is to solve such a problem and to realize an electron beam exposure apparatus capable of obtaining a highly accurate exposure pattern.
[0019]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the electron beam exposure apparatus of the present invention is provided with a shielding mechanism for shielding at least a part of the plurality of pattern regions (mask patterns) so that the electron beam does not enter.
[0020]
That is, the electron beam exposure apparatus of the present invention includes a mask having a plurality of pattern regions divided by beams, and irradiating the mask with an electron beam having a width larger than the width of the beams. An electron beam exposure apparatus comprising: an electron optical system that irradiates the sample with the shaped electron beam, provided on the incident side of the electron beam of the mask, at least a part of the plurality of pattern regions. It is characterized by comprising a shielding mechanism for shielding the region so that the electron beam does not enter.
[0021]
FIG. 6 is a view for explaining the principle of the electron beam exposure apparatus of the present invention. As shown in the figure, the mask is provided with a plurality of pattern regions (mask patterns) 34A-34D of at least one chip, and a movable shielding plate 70A- is provided on the electron beam incident side of each pattern region. 70D is provided. The shielding plate of the pattern area used for exposure moves to a position where the area is not shielded, and the shielding plate of the pattern area not used for exposure moves so as to shield the area.
[0022]
According to the present invention, even if the diameter of the electron beam is larger than that of the beam, the pattern area not used for exposure can be shielded, so that the exposure pattern does not deteriorate. If the angle of incidence on the mask to correct the distortion is different in the adjacent pattern area, one of the pattern areas is shielded, the other is exposed, and then the other is shielded. One pattern area is exposed. As a result, the processing time is lengthened by the time required to change the shielding state, but the mask does not need to be replaced, and no significant reduction in throughput occurs.
[0023]
The shielding mechanism includes a shielding plate that blocks an electron beam from entering the pattern area. This shield plate is desirably a grounded conductor because the electron beam is irradiated.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The electron beam exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention irradiates a sample (wafer) with an electron beam shaped by passing through a stencil mask (perforated mask) such as an EPL exposure apparatus or a LEEPL exposure apparatus. An apparatus in which a plurality of mask patterns are formed on a mask, and a beam between adjacent mask patterns is smaller than the diameter of the electron beam. The present invention is characterized by a mask shielding mechanism, and the other parts have been described so far and are well known, so that detailed description is omitted here.
[0025]
FIG. 7 is a view showing a mask shielding mechanism of the electron beam exposure apparatus according to the first embodiment, which realizes the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 7A, the shielding plate 70A is movable along the guide 72A, and sets the mask pattern 34A in a shielding state and a non-shielding state. Similarly, the shielding plates 70B, 70C, and 70D are movable along the guides 72B, 72C, and 72D, and bring the mask patterns 34B, 34C, and 34D into a shielding state and a non-shielding state. The guides 72A to 72D are provided so as to extend in different directions by 90 °. Each of the shielding plates 70A-70D is made of a conductor, and is connected to the ground (grounded).
[0026]
FIG. 7B illustrates a moving mechanism. As shown, a first arm 93 is fixed to a rotation shaft 92 of a motor 91, and the first arm 93 rotates with the rotation of the motor 91. A second arm 95 is engaged with the distal end of the first arm 93 via a free rotation shaft 94. The tip of the second arm 95 is engaged with a free rotation shaft 96 provided on the shielding plate 70. The movement direction of the shield plate 70 is regulated by the guide 72. When the motor 91 rotates and the first arm 93 rotates, the second arm 95 rotates and the shield plate 70 moves.
[0027]
In the shielding mechanism of the first embodiment, the four mask patterns 34A to 34D can be shielded independently of each other.
[0028]
FIG. 8 is a view showing a shielding mechanism of the electron beam exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention. The shielding mechanism of the second embodiment attaches a shielding plate 34A-34D to the tip of an arm 76A-76D that rotates about a rotation axis 74A-74D, and rotates the shielding plate 34A-34D to thereby rotate the mask pattern 34A. -34D is in a shielded state and a non-shielded state. The shielding mechanism of the second embodiment can also shield the four mask patterns 34A-34D independently of each other.
[0029]
FIG. 9 is a view showing a shielding mechanism of the electron beam exposure apparatus according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9A, the shielding mechanism of the third embodiment includes a shielding plate 80 having a large opening 82 capable of keeping all four mask patterns 34A-34D in a non-shielding state, and using the shielding plate 80 as a mask. And a moving mechanism (not shown) that moves in two axial directions in parallel. When the four mask patterns 34A-34D are all set to the non-shielding state, the shielding plate 80 is moved to the state shown in FIG. 9A, and when only the mask pattern 34A is set to the non-shielding state, the shielding plate 80 is moved to the state shown in FIG. When the mask plate 34B is moved to the state of FIG. 9B and only the mask pattern 34B is set in the non-shielding state, the shielding plate 80 is moved to the state of FIG. 9C and only the mask pattern 34C is set in the non-shielding state. The shielding plate 80 is moved to the state shown in FIG. The same applies when only the mask pattern 34D is set in the non-shielding state. When the mask patterns 34A and 34B are in the non-shielding state and the mask patterns 34C and 34D are in the shielding state, the shielding plate 80 is moved to the state of FIG. 9E, and the mask patterns 34B and 34C are in the non-shielding state. When setting the mask patterns 34A and 34D in the shielding state, the shielding plate 80 is moved to the state shown in FIG. The same applies to the case where a set of adjacent mask patterns is set to the unshielded state and another set of adjacent mask patterns is set to the shielded state.
[0030]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a highly accurate exposure pattern can be obtained in an electron beam exposure apparatus that performs exposure by scanning a mask having a plurality of pattern regions (mask patterns) with an electron beam.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a basic configuration of a proximity exposure (LEEEPL) electron beam exposure apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing scanning of a mask by an electron beam.
FIG. 3 is a diagram illustrating distortion correction using a sub deflector in a proximity exposure type electron beam exposure apparatus.
FIG. 4 is a diagram illustrating an exposure method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-373845 using a mask in which a plurality of mask patterns are arranged in accordance with the arrangement of dies on a wafer.
FIG. 5 is a diagram for explaining a problem caused by performing distortion correction by adjusting an incident angle on a mask when a width of a beam between mask patterns is smaller than an electron beam.
FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of the present invention.
FIG. 7 is a view showing a shielding mechanism according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a view showing a shielding mechanism according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a view showing a shielding mechanism according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
12 electron gun 15 electron beam 20 scanning means 30 mask 34, 34A-34D pattern area (mask pattern)
40 ... Sample (wafer)
50: electrostatic chuck 60: θXY stage 70, 70A-70D: shielding plate

Claims (6)

梁により区分された複数のパターン領域を有するマスクと、
前記マスクに前記梁の幅より直径の大きな電子ビームを照射し、前記電子ビームを各パターン領域の開口パターンで整形し、整形した電子ビームを試料に照射する電子光学系とを備える電子ビーム露光装置であって、
前記マスクの前記電子ビームの入射側に設けられ、前記複数のパターン領域の少なくとも一部の領域を前記電子ビームが入射しないように遮蔽する遮蔽機構を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
A mask having a plurality of pattern regions separated by beams,
An electron optical system for irradiating the mask with an electron beam having a diameter larger than the width of the beam, shaping the electron beam with an opening pattern in each pattern region, and irradiating the sample with the shaped electron beam. And
An electron beam exposure apparatus, comprising: a shielding mechanism provided on an incident side of the electron beam of the mask to shield at least a part of the plurality of pattern regions so that the electron beam does not enter.
請求項1に記載の電子ビーム露光装置であって、
前記遮蔽機構の遮蔽板は、接地された導体である電子ビーム露光装置。
The electron beam exposure apparatus according to claim 1,
An electron beam exposure apparatus, wherein the shielding plate of the shielding mechanism is a grounded conductor.
請求項1又は2に記載の電子ビーム露光装置であって、
前記電子光学系は、前記マスク上を前記電子ビームで走査する走査機構を備える電子ビーム露光装置。
The electron beam exposure apparatus according to claim 1 or 2,
An electron beam exposure apparatus, wherein the electron optical system includes a scanning mechanism that scans the mask with the electron beam.
請求項1から3のいずれか1項に記載の電子ビーム露光装置であって、
前記マスクは前記試料に近接して配置され、前記複数のパターン領域を通過して整形された電子ビームが直接前記試料に照射される電子ビーム露光装置。
The electron beam exposure apparatus according to any one of claims 1 to 3,
An electron beam exposure apparatus, wherein the mask is arranged close to the sample, and the sample is directly irradiated with the shaped electron beam passing through the plurality of pattern regions.
請求項1から4のいずれか1項に記載の電子ビーム露光装置であって、
各パターン領域の大きさは、前記試料に形成される複数の半導体装置の少なくとも1チップ分のパターン領域を有する電子ビーム露光装置。
The electron beam exposure apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The size of each pattern region is an electron beam exposure apparatus having a pattern region for at least one chip of a plurality of semiconductor devices formed on the sample.
請求項5に記載の電子ビーム露光装置であって、
前記複数のパターン領域は、互いに相補となるパターンを、異なるパターン領域に有する電子ビーム露光装置。
The electron beam exposure apparatus according to claim 5,
An electron beam exposure apparatus, wherein the plurality of pattern areas have mutually complementary patterns in different pattern areas.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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