JP3458854B2 - Electron beam drawing method - Google Patents

Electron beam drawing method

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JP3458854B2
JP3458854B2 JP2002044111A JP2002044111A JP3458854B2 JP 3458854 B2 JP3458854 B2 JP 3458854B2 JP 2002044111 A JP2002044111 A JP 2002044111A JP 2002044111 A JP2002044111 A JP 2002044111A JP 3458854 B2 JP3458854 B2 JP 3458854B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本願発明は、電子線描画装置
に関し、特に電子線描画を高速でかつ高精度で行なうこ
とができる電子線描画装置に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam drawing apparatus, and more particularly to an electron beam drawing apparatus capable of performing electron beam drawing at high speed and with high accuracy.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子線描画技術はリソグラフィ手段の一
つとして広く用いられている。しかし、スループットが
低く量産には不向きであった。現在する電子線描画技術
の中で、最も高速で描画できる方法として可変矩形ビー
ム法である。この方法は、電子線を矩形開口を有する第
1マスクに照射することにより、第1マスクの像を形成
し、第1マスクの像を偏向し、矩形開口を有する第2マ
スクに照射することにより第2マスク上で、第1マスク
の像と第2マスク上の矩形開口を重ね、両方の重なった
部分を試料上に照射して描画を行なうものである。
2. Description of the Related Art An electron beam drawing technique is widely used as one of lithography means. However, the throughput was low and it was not suitable for mass production. Among the current electron beam writing techniques, the variable rectangular beam method is the fastest writing method. In this method, an image of the first mask is formed by irradiating a first mask having a rectangular opening with an electron beam, the image of the first mask is deflected, and the second mask having a rectangular opening is irradiated with the electron beam. The image of the first mask and the rectangular opening on the second mask are overlapped on the second mask, and the overlapping portion of both is irradiated on the sample to perform drawing.

【0003】可変矩形ビーム法は、直線的なパターンを
描画するときには非常に有効であるが、例えば、上述し
た直線的なパターンに対して傾けたパターンを描画する
場合には適切な方法ではなかった。可変矩形ビーム法を
用いて傾けたパターンを描画する場合、斜線部分を小さ
な矩形に分解することにより三角形を形成して描画して
いたので、図形数が多くなり描画時間が長くなり、かつ
斜線部分の精度が良くないという問題があった。
The variable rectangular beam method is very effective when drawing a linear pattern, but it is not an appropriate method when drawing a pattern tilted with respect to the above-described linear pattern. . When drawing a tilted pattern using the variable rectangular beam method, the triangles are formed by dividing the shaded areas into smaller rectangles, so the number of figures increases and the drawing time increases, and the shaded areas There was a problem that the accuracy of was not good.

【0004】この問題を解決するために、プロシーデン
グオブ1989インターナショナルシンポジウムオンマ
イクロプロセスコンファレンス59頁から63頁では、
鍵型の開口部を用いることによって三角形電子ビームを
形成し、斜線部分を描画していることが記載されてい
る。
To solve this problem, the Proceedings of 1989 International Symposium on Micro Process Conference, pages 59 to 63,
It is described that a triangular electron beam is formed by using a key-shaped opening and a hatched portion is drawn.

【0005】また、特開平3−270215号公報には
4隅に三角形開口部が形成されたマスクを用いた描画方
法および装置について記載されている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-270215 discloses a drawing method and apparatus using a mask having triangular openings formed at four corners.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、鍵型の開口部
を用いた描画方法では、三角形のサイズや原点を精度良
く調整するために、電流関数のフィッティングや特殊な
金粒子を用いるなど高度な調整法が必要であったので、
三角形ビームの形成が困難であるという問題があった。
However, in the drawing method using the key-shaped opening, in order to adjust the size and origin of the triangle with high accuracy, it is necessary to use an advanced method such as fitting a current function or using special gold particles. Because the adjustment method was necessary,
There is a problem that it is difficult to form a triangular beam.

【0007】また、三角形の開口部を用いた描画方法で
は、透過電流量がゼロとなる点を検出し、この点を原点
としているが、検出系のノイズ等のために透過電流量が
ゼロとなる点を正確に検出することは困難となる。さら
に、三角形開口部が矩形開口部から離れて形成されてい
るため、電子線の移動量が大きくなる。偏向量が大きく
なると電子がレンズや偏向器の軸外を透過するために、
第1マスク像に非点像面収差が発生し、この非点像面収
差により像解像度の低下や像歪みが生じるという問題が
あった。特に三角形ビームの形成では、第1マスクの一
辺がウエハ状に投影されるために第1マスク像に発生す
る収差の影響が直接描画精度に現われる。従って、電子
線の偏向量を小さくするためには三角形開口部は軸上、
すなわち可変成形用矩形開口部の最近傍に形成する必要
がある。
Further, in the drawing method using the triangular opening, the point at which the amount of transmitted current is zero is detected, and this point is set as the origin, but the amount of transmitted current is zero because of noise in the detection system. It becomes difficult to accurately detect the point. Furthermore, since the triangular opening is formed apart from the rectangular opening, the amount of movement of the electron beam becomes large. As the amount of deflection increases, the electrons pass off the axis of the lens and deflector,
Astigmatism aberration occurs in the first mask image, and there is a problem that the astigmatism aberration causes a reduction in image resolution and image distortion. Particularly in the formation of the triangular beam, since one side of the first mask is projected in a wafer shape, the influence of the aberration generated in the first mask image directly appears in the drawing accuracy. Therefore, in order to reduce the amount of deflection of the electron beam, the triangular opening is on the axis,
That is, it is necessary to form it in the vicinity of the variable-forming rectangular opening.

【0008】本発明の課題は、三角形ビームの調整を容
易に行なうことができ、かつ精度の良い描画を行なう三
角形ビームを形成することができる電子線描画装置を提
供することにある。
An object of the present invention is to provide an electron beam drawing apparatus which can easily adjust a triangular beam and can form a triangular beam for drawing with high accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本願発明は、電子線パターンを形成する開口部を有す
る第1マスクと、該第1マスクを透過した電子線パター
ンを偏向する一つあるいは複数の検出器からなる偏向手
段と、上記第1マスクの開口部より小さな複数の三角形
開口部と矩形開口部を有する第2マスクとを具備し、上
記第2マスクは、上記三角形開口部が少なくとも異なる
4方向の斜辺を有し、かつ上記第1マスクの開口部とは
重ならない位置に配置され、かつ上記第2マスクの矩形
開口部の周辺に配置され、その対角部分に第1マスクの
矩形開口部の大きさ以上の開口部のない領域を持ち、か
つそのどちらかの領域の隣二つには第1マスクの矩形開
口部の大きさ以上の開口部のない領域を持つ構造からな
り、上記偏向手段は、上記三角形開口部あるいは矩形開
口部と上記三角形開口部の少なくとも一つを選択し、重
ね合わせるように電子線を偏向する構造からなることを
特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is directed to a first mask having an opening for forming an electron beam pattern, and one for deflecting the electron beam pattern transmitted through the first mask. Alternatively, it comprises a deflecting means composed of a plurality of detectors, and a second mask having a plurality of triangular openings and rectangular openings smaller than the openings of the first mask, and the second mask has the triangular openings. The first mask has at least four different oblique sides, is arranged at a position not overlapping the opening of the first mask, and is arranged around the rectangular opening of the second mask, and the first mask is provided at a diagonal portion thereof. From the structure having an area having no opening larger than the size of the rectangular opening of, and an area having no opening larger than the size of the rectangular opening of the first mask in two adjacent to either of the areas. The above-mentioned deflection means Selects at least one of the triangular apertures or rectangular opening and the triangular opening, characterized by comprising the structure for deflecting the electron beam to be superimposed.

【0010】また、上記偏向手段は単数あるいは複数の
偏向器からなり、上記偏向器は第1マスクを透過した電
子線の移動及び第2マスクの開口部の選択を行ない、か
つ第1マスクを透過した電子線と第2マスクの開口部と
の重なり合いを調整することを特徴とする。
The deflecting means is composed of a single or a plurality of deflectors. The deflector moves the electron beam transmitted through the first mask and selects the opening of the second mask, and transmits the first mask. The overlapping between the electron beam and the opening of the second mask is adjusted.

【0011】さらに本願発明は、開口部を有する第1マ
スクに電子線を照射し、第1の電子線パターンを形成す
る工程と、上記第1の電子線パターンを所定位置に偏向
し、第2マスク上に上記第1マスクの開口部と重ならな
い位置に配置された複数の三角形開口部を含む開口部の
少なくとも一つを選択し、上記第1の電子線パターンと
上記選択した開口部を重ね合わせて第2の電子線パター
ンを形成する工程と、第2の電子線パターンを転写レン
ズを介して試料に描画することを特徴とする。
Further, according to the present invention, a step of irradiating a first mask having an opening with an electron beam to form a first electron beam pattern, and a step of deflecting the first electron beam pattern to a predetermined position, At least one of the openings including a plurality of triangular openings arranged at a position not overlapping the opening of the first mask is selected on the mask, and the first electron beam pattern and the selected opening are overlapped. It is characterized in that a step of forming a second electron beam pattern in combination and a step of drawing the second electron beam pattern on a sample via a transfer lens.

【0012】以上により上記課題は解決される。The above problems are solved by the above.

【0013】本願発明の作用を、図1及び図2を用いて
説明する。図1は、電子銃7と、矩形開口部を有する第
1マスク8と、第1転写レンズ9、第1図形選択偏向器
10、可変成形偏向器11、第2図形選択偏向器12、
第2転写レンズ13、第2マスク15、第2マスク15
上に形成された三角形開口部2と、縮小レンズ系、対物
レンズ系から構成され、第2マスク15は、図2(a)
に示すような開口部を有する電子線描画装置である。
The operation of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows an electron gun 7, a first mask 8 having a rectangular opening, a first transfer lens 9, a first figure selection deflector 10, a variable shaping deflector 11, a second figure selection deflector 12,
Second transfer lens 13, second mask 15, second mask 15
The triangular opening 2 formed above, the reduction lens system, and the objective lens system are used. The second mask 15 is formed as shown in FIG.
An electron beam drawing apparatus having an opening as shown in FIG.

【0014】電子銃7より放出された電子線は第1マス
ク8に照射され、第1マスク像3が形成される。図3に
示すように、第1マスク像3と第2マスクの重ね合わせ
を、斜辺の方向が異なる4方向となる位置に配置された
第2マスク15の三角形開口部2の少なくとも一つを選
択するように第1図形選択偏向器10を調整し、選択し
た三角形開口部14の一つの鋭角を常に使用するように
可変成型偏向器11で第1マスク像3を移動させること
により、重ね合わせの調整を容易に行なうことができ、
かつウエハ22上に照射する電子線を任意の大きさの三
角形パターンが形成できる。
The electron beam emitted from the electron gun 7 is applied to the first mask 8 to form a first mask image 3. As shown in FIG. 3, the first mask image 3 and the second mask are superposed on each other by selecting at least one of the triangular openings 2 of the second mask 15 arranged in positions having four different oblique directions. The first figure selection deflector 10 is adjusted so that the first mask image 3 is moved by the variable shaping deflector 11 so that one acute angle of the selected triangular opening 14 is always used, so that the superimposition can be performed. Adjustment can be done easily,
Moreover, the electron beam with which the wafer 22 is irradiated can be formed into a triangular pattern having an arbitrary size.

【0015】また、本願発明の斜辺の方向とは図2
(b)に示すように、斜辺上の任意の点から三角形の開
いた側に引いた垂線の矢印201が示す方向のことであ
る。
The direction of the hypotenuse of the present invention is shown in FIG.
As shown in (b), it is the direction indicated by a perpendicular arrow 201 drawn from the arbitrary point on the hypotenuse to the open side of the triangle.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】(実施例1)本願発明の実施例
を、図4を用いて説明する。第2マスクの中央に可変成
形用の矩形開口部1を設け、周囲に45度の鋭角を持つ
三角形開口部2を配置する。三角形開口部2は、4つの
方角を向いており種々の45度斜線の描画を可能とす
る。三角形開口部2の外周は、メモリセル描画用の一括
図形開口部26を配置している。各開口部の最大長さは
125μmである。光学系の縮小率は1/25でありウ
エハ上では5μmとなる。三角形開口部2及び一括図形
開口部26は、第1マスク像3より小さく、各々の開口
部は一度に第1マスク像3で照射される。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A rectangular opening 1 for variable shaping is provided in the center of the second mask, and a triangular opening 2 having an acute angle of 45 degrees is arranged around the rectangular opening 1. The triangular opening 2 faces in four directions and enables drawing of various 45-degree diagonal lines. A collective graphic opening 26 for drawing memory cells is arranged on the outer circumference of the triangular opening 2. The maximum length of each opening is 125 μm. The reduction ratio of the optical system is 1/25, which is 5 μm on the wafer. The triangular opening 2 and the collective graphic opening 26 are smaller than the first mask image 3, and each opening is illuminated with the first mask image 3 at once.

【0017】図5に電子光学系を示す。第1転写レンズ
9と第2転写レンズ13により、第1マスク像3が第2
マスク15上に形成され、2つのレンズの間にある複数
の偏向器により第1マスク像3の移動がなされる。三角
形の選択は、可変成形ビーム形成用の2段の可変成型偏
向器24、25により行なわれる。
FIG. 5 shows an electron optical system. By the first transfer lens 9 and the second transfer lens 13, the first mask image 3 is changed to the second mask image 3.
The first mask image 3 is moved by a plurality of deflectors formed on the mask 15 and between the two lenses. The selection of the triangle is performed by the two-stage variable shaping deflectors 24 and 25 for forming the variable shaped beam.

【0018】外周の一括図形開口部26は、繰り返しパ
ターンの多い箇所で用いられるために図形選択に多少時
間を要してもスループットにはほとんど影響しない。し
かし、三角形開口部2の場合、矩形や向きの異なる三角
形と頻繁に開口部を変える可能性が高いために、高速の
選択が必要となる。そこで本実施例では三角形開口部2
の選択を2段の可変成形偏向器24、25で兼用して行
なうこととした。なお、2段の可変成形偏向器24、2
5は、最大出力20V、整定時間100nsecであ
る。
Since the collective graphic opening 26 on the outer periphery is used in a place where there are many repetitive patterns, even if it takes some time to select a graphic, the throughput is hardly affected. However, in the case of the triangular opening portion 2, it is highly likely that the opening portion is frequently changed to a rectangular shape or a triangle having a different orientation, and therefore high-speed selection is required. Therefore, in this embodiment, the triangular opening 2
Is selected by the two-stage variable shaping deflectors 24 and 25. The two-stage variable shaping deflectors 24, 2
No. 5 has a maximum output of 20 V and a settling time of 100 nsec.

【0019】三角形の大きさは、図4の様に第1マスク
像3をXあるいはYの1方向に偏向して行なう。なお、
ここで述べる1方向とは第1マスク像3の1辺のみがビ
ームの形状決定に寄与する範囲の誤差を含んでいる。す
なわち、三角形開口部2の1つの鋭角を常に使用しなが
ら大きさを変える。このことにより各三角形の原点4
(大きな点で表現してある)は不動となり、重ね合わせ
の調整が容易となるので、三角形の大きさを任意に変化
させることができる。また、この原点4はマスクの加工
座標と光学系の回転量、縮小率により決まるために余分
な調整が不要となる。本実施例ではこの三角形の大きさ
を制御するための偏向も2段の可変成形偏向器24、2
5で行なう。
The size of the triangle is determined by deflecting the first mask image 3 in one X or Y direction as shown in FIG. In addition,
The one direction described here includes an error in a range in which only one side of the first mask image 3 contributes to the beam shape determination. That is, the size is changed while always using one acute angle of the triangular opening 2. As a result, the origin 4 of each triangle
(Represented by a large point) is immovable, and the adjustment of superposition is easy, so that the size of the triangle can be arbitrarily changed. Further, since the origin 4 is determined by the processing coordinates of the mask, the rotation amount of the optical system, and the reduction rate, no extra adjustment is required. In the present embodiment, the deflection for controlling the size of the triangle also has a two-stage variable shaping deflector 24, 2.
Do in 5.

【0020】一般に可変成形偏向器は、偏向距離は小さ
いが、高速偏向が可能であるため、高速で矩形と三角形
の切り換えが可能となり、決められた角度の斜線が多い
パターンの描画に適している。可変成形偏向器を2段と
し、2つの偏向器の連動比を最適化することにより、電
子線が大きく偏向したときに生じる離軸を最小とするこ
とができる。また偏向器を8極とすることにより、高精
度な描画が可能となる。
In general, the variable shaping deflector has a short deflection distance, but since it is capable of high-speed deflection, it is possible to switch between a rectangle and a triangle at high speed, and is suitable for drawing a pattern with many oblique lines at a predetermined angle. . By using two variable shaping deflectors and optimizing the interlocking ratio of the two deflectors, it is possible to minimize the off-axis that occurs when the electron beam is largely deflected. Further, by using the deflector with 8 poles, highly accurate drawing can be performed.

【0021】2段の可変成形偏向器を用いた第1マスク
像3の偏向は、図形選択用のデータと三角形の大きさ調
整用のデータをそれぞれ分離して入力し、それぞれの偏
向器を制御することにより、第1マスク像3の偏向を行
なう。大きさの調整は、三角形ビームの偏向感度で行な
うには、複雑な処理が必要となるために、本実施例は矩
形開口部1の偏向の感度を用いて行なった。矩形開口上
で偏向電圧を変えそれぞれのビームプロファイルの中点
の距離により重なり合いの絶対値を求めることにより、
偏向感度を知ることができる。三角形開口部2を矩形開
口部1の近傍に配置することにより三角形開口部2上で
の偏向の2次以上の歪みは無視することが可能である。
For the deflection of the first mask image 3 using the two-stage variable shaping deflector, the data for selecting the figure and the data for adjusting the size of the triangle are separately input and the respective deflectors are controlled. By doing so, the deflection of the first mask image 3 is performed. In order to adjust the size with the deflection sensitivity of the triangular beam, complicated processing is required. Therefore, in the present embodiment, the deflection sensitivity of the rectangular opening 1 is used. By changing the deflection voltage on the rectangular aperture and finding the absolute value of overlap depending on the distance of the midpoint of each beam profile,
The deflection sensitivity can be known. By disposing the triangular opening portion 2 in the vicinity of the rectangular opening portion 1, it is possible to ignore the distortion of the second or higher order of the deflection on the triangular opening portion 2.

【0022】従って、矩形開口部1を用いた偏向感度校
正を三角形ビームの校正に適用することができる。これ
により偏向電圧の変化と大きさの変化の関係を求めるこ
とができる。
Therefore, the deflection sensitivity calibration using the rectangular opening 1 can be applied to the calibration of the triangular beam. As a result, the relationship between the change in the deflection voltage and the change in the magnitude can be obtained.

【0023】次に第1マスク像3と三角形開口部2の重
ね合わせの原点(偏向電圧と三角形の大きさの始点)を
求める。2つの重ね合わせの原点は上記の偏向感度及び
第1マスク像3と矩形像の重ね合わせの原点から外挿で
求めることができるが、外挿では偏向感度校正の誤差を
増加させるために別の校正方法が望まれる。図6に校正
方法を示す。2段の可変成形偏向器24、25により、
三角形の大きさを変えながら透過電流を測定した。図の
電流の最大値(電流の増加の留まるところ)となるとこ
ろが第1マスク像3と三角形開口部2の一辺が完全に一
致したところになる。電流のゼロのところを基準とする
ことも可能であるが最大値の方が変化が急峻であり精度
の良い調整が可能である。電流の増加部分を2次関数、
最大値後を0次関数で図7に示すようなフィッティング
を行なうことにより最大値が求まる。この時の三角形の
大きさは開口部の寸法と電子光学系の縮小率から一意的
に求まるので、後は先に求めた偏向感度に従って三角形
ビームの大きさを調整することができる。
Next, the origin of superposition of the first mask image 3 and the triangular aperture 2 (the starting point of the deflection voltage and the size of the triangle) is determined. The origin of the two superpositions can be obtained by extrapolation from the above-mentioned deflection sensitivity and the origin of the superposition of the first mask image 3 and the rectangular image. However, in the extrapolation, another point is added to increase the error of the deflection sensitivity calibration. A calibration method is desired. FIG. 6 shows the calibration method. By the two-stage variable shaping deflectors 24 and 25,
The transmission current was measured while changing the size of the triangle. In the figure, the maximum value of the current (where the increase in the current stops) is where the first mask image 3 and one side of the triangular opening 2 completely match. It is possible to use the zero current as a reference, but the maximum value has a steeper change, and accurate adjustment is possible. The increasing part of the current is a quadratic function,
The maximum value is obtained by performing fitting as shown in FIG. 7 after the maximum value with a zero-order function. Since the size of the triangle at this time can be uniquely obtained from the size of the aperture and the reduction ratio of the electron optical system, the size of the triangular beam can be adjusted thereafter according to the previously obtained deflection sensitivity.

【0024】以上の調整の結果6インチウエハ上に64
MDRAMの配線パターンを描画した結果、可変成形の
みで10ショット、一括図形照射法を併用して10ショ
ット、更に三角形ビームを用いることで3×10ショッ
トと大幅にショット数の低減を図れた。また、斜線の荒
さも従来の0.1μmより0.03μmと1/3に改善
することが出来た。これにより半導体生産の生産性や歩
留まり向上に寄与できる。
As a result of the above adjustment, 64 is formed on a 6-inch wafer.
As a result of drawing the wiring pattern of the MDRAM, it was possible to significantly reduce the number of shots to 10 shots only by the variable shaping, 10 shots using the collective figure irradiation method, and 3 × 10 shots by using the triangular beam. Also, the roughness of the diagonal lines was improved to 0.03 μm, which is 1/3 of the conventional value of 0.1 μm. This can contribute to improving the productivity and yield of semiconductor production.

【0025】(実施例2)本実施例は、実施例1と同様
の電子光学系を用いたが、第2マスク15の三角形開口
部2の配置が異なる。図8に本実施例の第2マスク15
の配置を示す。本実施例では角度の異なる三角形開口部
2を2番目の外周にも設けた。内周は45度の三角形開
口部、上寄りに30度、下寄りに60度の三角形をそれ
ぞれ4つずつ配した。全ての三角形は一方向に第1マス
ク像より大きな遮蔽部を有しており、三角形の大きさを
変える際の漏れビームを防止している。三角形の選択は
図形選択偏向器により行ない、大角偏向を可能とした。
偏向器の最大出力は200V、整定時間は10μsec
である。但し三角形の大きさの調整には可変成形偏向器
11を用いた。
(Embodiment 2) This embodiment uses an electron optical system similar to that of Embodiment 1, but the arrangement of the triangular openings 2 of the second mask 15 is different. FIG. 8 shows the second mask 15 of this embodiment.
Shows the arrangement of. In this embodiment, the triangular openings 2 having different angles are also provided on the second outer circumference. The inner circumference has a triangular opening of 45 degrees, four triangles of 30 degrees on the upper side and four triangles of 60 degrees on the lower side. All triangles have a shield in one direction that is larger than the first mask image to prevent leakage beams when changing the size of the triangle. The triangle was selected by the figure selection deflector, which enabled large-angle deflection.
The maximum output of the deflector is 200 V, and the settling time is 10 μsec.
Is. However, the variable shaping deflector 11 was used for adjusting the size of the triangle.

【0026】図9を用いて可変成形偏向器11による偏
向の例を示す。制御計算機34より三角形サイズ校正デ
ータ32、三角形選択偏向データ33をそれぞれ分離し
て入力し、加算することにより偏向信号を形成し、アナ
ログアンプ35により可変成形偏向器11に偏向信号が
入力され、第1マスク像3が偏向される。三角形の大き
さ調整は、偏向器の電圧と透過電流の関係を用いた。図
10に透過電流の1次微分波形を示す。0次波形と1次
微分波形は図11に示すように、それぞれ2次関数及び
1次関数でフィッティングすることにより偏向の感度と
原点を求めることができる。1次微分波形の方が波形が
急峻でありフィッティングに適しているがノイズが多い
場合は逆に精度を低下させる。描画結果より調整精度を
求めた結果。0次波形で0.03μm、1次波形で0.
02μmの寸法精度が得られた。
An example of deflection by the variable shaping deflector 11 will be described with reference to FIG. The triangle size calibration data 32 and the triangle selection deflection data 33 are separately input from the control computer 34 and added to form a deflection signal, and the analog amplifier 35 inputs the deflection signal to the variable shaping deflector 11. One mask image 3 is deflected. The size of the triangle was adjusted by using the relationship between the deflector voltage and the transmission current. FIG. 10 shows the first derivative waveform of the transmission current. As shown in FIG. 11, the zero-order waveform and the first-order differential waveform are fitted with a quadratic function and a linear function, respectively, so that the sensitivity of deflection and the origin can be obtained. The first-order differential waveform has a steeper waveform and is suitable for fitting. However, when there is a lot of noise, the accuracy is decreased. The result of obtaining the adjustment accuracy from the drawing result. 0.03 μm in the 0th-order waveform and 0.
A dimensional accuracy of 02 μm was obtained.

【0027】本実施例では30度、45度、60度の角
を有する三角形開口部を用いたが、これに限定されるも
のではなく、任意の角度を有する三角形開口部を用いて
もよい。
In this embodiment, the triangular openings having the angles of 30 degrees, 45 degrees and 60 degrees are used, but the present invention is not limited to this, and the triangular openings having an arbitrary angle may be used.

【0028】(実施例3)本実施例は、実施例1と同様
の光学系を用いたが、三角形開口部1の大きさの調整方
法を変えた。三角形ビームの形状を直接測定することが
できれば調整が容易になる。図12に示すようにシリコ
ン30上にタングステン29で形成された幅を持つ直線
状のマークを形成する。この上を三角形ビーム27で走
査し1次微分することによりいわゆるビームプロファイ
ルを得ることができる。図13にビームプロファイルを
示す。この3角状のビームプロファイルを三角形の幅と
高さでフィッティングすることにより三角形の大きさを
求めることができる。また、ビームプロファイルを更に
微分することによりビームの両端に対応して急峻なプロ
ファイルが現われる。それぞれの中心を図のように決め
られたレベルの交点から求めることにより大きさを知る
ことができる。この方法は図14に示したフィッティン
グと比較して高速に大きさを求めることができる。本実
施例による調整精度はそれぞれ、0.02μmであっ
た。
Example 3 In this example, the same optical system as in Example 1 was used, but the method of adjusting the size of the triangular opening 1 was changed. Adjustment can be facilitated if the shape of the triangular beam can be directly measured. As shown in FIG. 12, a linear mark having a width formed of tungsten 29 is formed on the silicon 30. A so-called beam profile can be obtained by scanning the above with a triangular beam 27 and performing first-order differentiation. FIG. 13 shows the beam profile. The size of the triangle can be obtained by fitting the triangular beam profile with the width and height of the triangle. Further, by differentiating the beam profile, a steep profile appears at both ends of the beam. The size can be known by finding the center of each from the intersections of the determined levels as shown in the figure. With this method, the size can be obtained at a higher speed than the fitting shown in FIG. The adjustment accuracy according to this example was 0.02 μm.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の様に本発明によれば電子線描画装
置において三角形ビームの形成、調整が容易になり、装
置の高速化に寄与できる。
As described above, according to the present invention, it becomes easy to form and adjust a triangular beam in an electron beam drawing apparatus, which can contribute to speeding up of the apparatus.

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

【図1】本願発明の電子光学系を示す図。FIG. 1 is a diagram showing an electron optical system of the present invention.

【図2】本願発明の開口部の配置と三角形の斜辺方向を
示す図。
FIG. 2 is a view showing the arrangement of openings according to the present invention and the direction of the hypotenuse of a triangle.

【図3】第1マスク像の偏向を示す図。FIG. 3 is a diagram showing deflection of a first mask image.

【図4】実施例1の開口部の配置を示す図。FIG. 4 is a diagram showing the arrangement of openings according to the first embodiment.

【図5】実施例の電子光学系を示す図。FIG. 5 is a diagram showing an electron optical system according to an example.

【図6】透過電流の波形を示す図。FIG. 6 is a diagram showing a waveform of a transmission current.

【図7】透過電流により最大サイズを調整する方法を示
す図。
FIG. 7 is a diagram showing a method of adjusting the maximum size by a transmission current.

【図8】実施例2の開口部の配置を示す図。FIG. 8 is a diagram showing the arrangement of openings according to the second embodiment.

【図9】データの加算を示す図。FIG. 9 is a diagram showing addition of data.

【図10】実施例2の三角形ビームプロファイルの観測
状態を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing an observation state of a triangular beam profile of Example 2.

【図11】実施例2の微分波形のフィッティングを示す
図。
FIG. 11 is a diagram showing fitting of a differential waveform according to the second embodiment.

【図12】実施例3を示す図。FIG. 12 is a diagram showing a third embodiment.

【図13】実施例3の三角形ビームプロファイルの観測
状態を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing an observation state of a triangular beam profile of Example 3.

【図14】実施例3の微分波形のフィッティングを示す
図。
FIG. 14 is a diagram showing fitting of a differential waveform according to the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…矩形開口部、2…三角形開口部、3…第1マスク
像、4…三角形の原点、6…第1マスク像の移動領域、
7…電子銃、8…第1マスク、9…第1転写レンズ、1
0…第1図形選択偏向器、11…可変成形偏向器、12
…第2図形選択偏向器、13…第2転写レンズ、15…
第2マスク、16…第1縮小レンズ、17…第2縮小レ
ンズ、18…第1対物レンズ、19…第2対物レンズ、
20…対物偏向器、22…ウエハ、23…矩形の原点、
24…第1可変成形偏向器、25…第2可変成形偏向
器、26…一括図形開口、27…三角形ビーム、29…
タングステン、30…シリコン、32…三角形サイズ校
正データ、33…三角形選択偏向データ、34…制御計
算機、35…アナログアンプ、40…偏向方向、41…
偏向方向、42…幅を持つ直線状のマーク、201…斜
辺方向を示す垂線の矢印。
1 ... Rectangular opening, 2 ... Triangular opening, 3 ... First mask image, 4 ... Triangle origin, 6 ... First mask image moving region,
7 ... Electron gun, 8 ... First mask, 9 ... First transfer lens, 1
0 ... 1st figure selection deflector, 11 ... Variable shaping deflector, 12
... second figure selection deflector, 13 ... second transfer lens, 15 ...
Second mask, 16 ... First reduction lens, 17 ... Second reduction lens, 18 ... First objective lens, 19 ... Second objective lens,
20 ... Objective deflector, 22 ... Wafer, 23 ... Rectangular origin,
24 ... 1st variable shaping deflector, 25 ... 2nd variable shaping deflector, 26 ... Collective figure aperture, 27 ... Triangular beam, 29 ...
Tungsten, 30 ... Silicon, 32 ... Triangle size calibration data, 33 ... Triangle selection deflection data, 34 ... Control computer, 35 ... Analog amplifier, 40 ... Deflection direction, 41 ...
Deflection direction, 42 ... Linear mark having a width, 201 ... Vertical arrow indicating the hypotenuse direction.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 河崎 勝浩 茨城県ひたちなか市市毛882番地 株式 会社日立製作所計測器事業部内 (72)発明者 斉藤 徳郎 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開2002−33265(JP,A) 特開2001−23878(JP,A) 特開 昭59−169131(JP,A) 特開 昭55−26620(JP,A) 特開 平10−163088(JP,A) 特開 平6−120126(JP,A) 特開 平6−69112(JP,A) 特開 平6−5500(JP,A) 特開 平5−304083(JP,A) 特開 平5−90140(JP,A) 特開 平5−90139(JP,A) 特開 平4−128844(JP,A) 特開 平4−53221(JP,A) 特開 平3−270215(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/027 H01J 37/305 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsuhiro Kawasaki 882 Ichimo, Hitachinaka-shi, Ibaraki Hitachi Ltd. Measuring Instruments Division (72) Inventor Tokuro Saito 1-280 Higashi Renegoku, Kokubunji, Tokyo Hitachi, Ltd. Central Research Laboratory (56) Reference JP 2002-33265 (JP, A) JP 2001-23878 (JP, A) JP 59-169131 (JP, A) JP 55-26620 (JP, A) JP 10-163088 (JP, A) JP 6-120126 (JP, A) JP 6-69112 (JP, A) JP 6-5500 (JP, A) JP 5-304083 (JP, A) JP 5-90140 (JP, A) JP 5-90139 (JP, A) JP 4-128844 (JP, A) JP 4-53221 (JP, A) Kaihei 3-270215 (JP, A) (58) Survey Field (Int.Cl. 7, DB name) H01L 21/027 H01J 37/305

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】電子線パターンを形成する開口部を有する
第1マスクに照射する工程と、矩形開口部と、少なくと
も4方向を有してなり、かつ前記矩形開口の近傍に設け
られた複数の3角形開口部と、前記矩形開口の対角部分
に開口部のない領域を持ち、かつ前記開口部の対角部分
の1方の隣の2つには前記第1マスク像より大きな開口
部のない領域を有した第2マスクに、前記矩形開口部と
前記第1マスクによって形成された第1マスク像を可変
成形偏向器で照射する工程と、予め可変成形偏向器の偏
向感度を校正する工程と、校正された前記可変成形偏向
器により前記第1マスク像を前記複数の3角形開口部の
うちの1つを選択し所定の大きさに選択して重ね合わせ
る工程と、重ね合わせられた三角ビームを縮小レンズを
通して試料に照射する工程と、を有する電子線パターン
ビームを用いたことを特徴する電子線描画方法。
1. A step of irradiating a first mask having an opening for forming an electron beam pattern, a plurality of rectangular openings and at least four directions and provided in the vicinity of the rectangular opening. A triangle opening and a non-opening area are provided at diagonal portions of the rectangular opening, and two adjacent openings on one side of the diagonal portion of the opening are larger than the first mask image. Irradiating a second mask having a non-existing region with the first mask image formed by the rectangular opening and the first mask by a variable shaping deflector, and calibrating the deflection sensitivity of the variable shaping deflector in advance. A step of selecting the first mask image by the calibrated variable shaping deflector by selecting one of the plurality of triangular apertures and selecting a predetermined size, and superimposing it. A beam is applied to the sample through a reduction lens That process and an electron beam lithography method for characterized by using an electron beam pattern beam with.
【請求項2】前記可変成形偏向器の偏向感度を校正する
工程として、前記矩形開口を用いて校正することを特徴
する請求項1記載の電子線描画方法。
2. The electron beam drawing method according to claim 1, wherein the step of calibrating the deflection sensitivity of the variable shaping deflector is performed by using the rectangular aperture.
【請求項3】電子線パターンを形成する開口部を有する
第1マスク照射する工程と、矩形開口部と、少なくとも
4方向を有してなり、かつ前記矩形開口の近傍にあっ
て、前記第1マスクによって形成された第1マスク像の
偏向歪が無視できる移動領域を越えないように設けられ
た複数の3角形開口部と、前記3角形開口部の外周部に
配置された一括図形開口部と、前記矩形開口の対角部分
に開口部のない領域を持ち、かつ前記開口部の対角部分
の1方の隣の2つには前記第1マスク像より大きな開口
部のない領域を具備した第2マスクを用い前記前記第1
マスク像を前記第2マスクに照射する工程と、を有する
第2マスクを通過した電子ビームを転写レンズを通過さ
せて試料に照射して露光することを特徴とする電子線描
画方法。
3. A step of irradiating a first mask having an opening for forming an electron beam pattern, a rectangular opening, and at least four directions, and the first mask being in the vicinity of the rectangular opening. A plurality of triangular openings provided so that the deflection distortion of the first mask image formed by the mask does not exceed a negligible moving area, and a collective figure opening arranged on the outer periphery of the triangular openings. An area without an opening is provided in a diagonal portion of the rectangular opening, and two areas adjacent to one of the diagonal portions of the opening are provided with an opening-free area larger than the first mask image. The first mask using a second mask
And a step of irradiating the second mask with a mask image, the electron beam having passed through the second mask is passed through a transfer lens, and the sample is irradiated with the electron beam for exposure.
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