JPH04302132A - Scanning type projection electron beam exposure system and method - Google Patents

Scanning type projection electron beam exposure system and method

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JPH04302132A
JPH04302132A JP6597491A JP6597491A JPH04302132A JP H04302132 A JPH04302132 A JP H04302132A JP 6597491 A JP6597491 A JP 6597491A JP 6597491 A JP6597491 A JP 6597491A JP H04302132 A JPH04302132 A JP H04302132A
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electron
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秀男 戸所
Yasunari Hayata
康成 早田
Norio Saito
徳郎 斉藤
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Abstract

PURPOSE:To provide the method capable of attaining especially high throughput in relation to the title exposure system of fine circuit patterns on a resist using electron beams while in this method, the electron beams having the merit of exposing patterns finer than those exposed by an optical system also have the demerit such as the impossibility of increasing the throughput due to the usage of the dotty electron beams. CONSTITUTION:A transmission mask 3 having an opening part of a circuit pattern is scanning-irradiated with space beams so that the transmitted electrons may be projected on a wafer 4 by projection lenses 16, 17. At this time, the focus slippage of the projection lenses 16, 17 out of the scanning position of the space beams 18 is corrected using focus correctors 19, 20. When the scanning step on the whole surface of the transmission mask 3 is finished, the wafer 4 is shifted to expose the next position. This invention can correct the focus slippage as the defect of a projection system by combining the scanning irradiation with the focus correction. Resultantly, the high throughput exceeding 40 wafers to be projected can be actualized.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は電子ビームを用いて微細
な回路パターンをレジスト上に描画する装置に関し、特
に高スループットを達成することを目的とした投影形の
電子線描画装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for drawing fine circuit patterns on a resist using an electron beam, and more particularly to a projection type electron beam drawing apparatus aimed at achieving high throughput.

【0002】0002

【従来の技術】半導体回路に代表される微細回路の形成
は、1)絶縁板の上に形成された金属膜、シリコンウエ
ーハまたは該シリコンウエーハ上に形成された金属膜上
に感光剤(レジスト)を塗布し(以後、レジストを塗布
したウエーハで代表して説明する)、2)レジストを塗
布したウエーハに回路パターンの光学像を照射し、3)
光学像を照射したレジストを現像した後、4)現像した
レジストをマスクとして下地である金属膜等をエッチン
グ加工し、5)回路パターンを形成する方法で行なわれ
ていた。レジストへ投影する回路パターンの光学像は、
ガラス板上に作られた回路パターンマスクを光学レンズ
で投影して作成されていた。この光を用いる方法で形成
できる回路の最小配線幅は0.5μm 前後であった。 この限界は光の波長に起因する回折収差によるものであ
る。さらに微細回路の形成をするために、波長の短い電
子ビームが用いられるようになった。この電子ビームを
用いる方法は、電子線描画法と呼ばれ、点あるいは矩形
状の電子ビームを計算機を用いて照射位置を制御しなが
ら、レジストに回路パターンを描く方法である。この電
子線描画法は計算機と連結していることから、形成する
回路パターンを容易に修正,変更できる利点がある。こ
のため、生産個数の比較的少ないカスタムLSIの描画
に多く使われている。
2. Description of the Related Art The formation of microcircuits typified by semiconductor circuits involves: 1) applying a photosensitive agent (resist) to a metal film formed on an insulating plate, a silicon wafer, or a metal film formed on the silicon wafer; 2) irradiate the resist-coated wafer with an optical image of the circuit pattern; 3)
After developing a resist irradiated with an optical image, 4) using the developed resist as a mask, an underlying metal film or the like is etched, and 5) a circuit pattern is formed. The optical image of the circuit pattern projected onto the resist is
It was created by projecting a circuit pattern mask made on a glass plate using an optical lens. The minimum wiring width of a circuit that could be formed by this method using light was approximately 0.5 μm. This limit is due to diffraction aberrations caused by the wavelength of light. Furthermore, electron beams with short wavelengths began to be used to form fine circuits. This method using an electron beam is called an electron beam drawing method, and is a method of drawing a circuit pattern on a resist using a point or rectangular electron beam while controlling the irradiation position using a computer. Since this electron beam lithography method is connected to a computer, it has the advantage that the circuit pattern to be formed can be easily corrected and changed. For this reason, it is often used for drawing custom LSIs that are manufactured in relatively small quantities.

【0003】しかし、上述の電子線描画法は微細な電子
ビームで逐一、回路パターンを書く方法のため、光学像
として一括投影する方法に比べると生産性が悪い欠点が
ある。この生産性は、一般には一時間で何枚のウエーハ
に描画ができるかというスループットと言われる指数で
比較されるが、上述の電子線描画法のスループットは数
枚で、光学像の投影法と比較すると約一桁の差があった
。このため、メモリ素子のように大量生産するLSIに
は不向きであるという問題があった。
However, the above-mentioned electron beam drawing method is a method of writing circuit patterns one by one using a fine electron beam, and therefore has the disadvantage of poor productivity compared to a method of projecting all at once as an optical image. This productivity is generally compared by an index called throughput, which is the number of wafers that can be written on in one hour. When compared, there was a difference of about one order of magnitude. For this reason, there was a problem in that it was unsuitable for mass-produced LSIs such as memory devices.

【0004】これを改善するために、ジャーナル  オ
ブ  ヴァキューム  サイエンス  テクノロジ,B
7(6),11/12月,(1989)第1443頁か
ら第1447頁(J. Vac. Sci. Tech
nol. B7(6), Nov/Dec 1989,
 pp.1443ー1447)に電子ビームで投影法を
行ないスループットの向上を目指したことが報告されて
いる。 図2はその方法の原理を説明する図である。報告の方法
は、投影しようとする回路パターンの開口を持った透過
マスク3をレジストを塗布したウエーハ4の上約0.6
mmに置き、透過マスク3上に電子ビームを走査しなが
ら等倍の影絵の投影を行なうものである。
[0004] In order to improve this, the Journal of Vacuum Science Technology, B
7(6), November/December, (1989) pp. 1443-1447 (J. Vac. Sci. Tech
nol. B7(6), Nov/Dec 1989,
pp. 1443-1447), it was reported that the projection method was performed using an electron beam in an attempt to improve throughput. FIG. 2 is a diagram explaining the principle of the method. The method reported is that a transmission mask 3 having an opening for a circuit pattern to be projected is placed on a wafer 4 coated with a resist by approximately 0.6 mm.
mm, and while scanning an electron beam onto a transmission mask 3, a shadow picture of the same size is projected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】図2で示した上記従来
法では、図2(a)の傾斜電子ビーム2で示したように
θ度傾斜して照射されたとすると投影される位置はθ×
0.6mm だけずれてしまう。僅か1ミリラジアン傾
斜したとしても、0.6μmもの位置ずれが生じる。こ
のため、0.1 ミリラジアン以下の精度で垂直な電子
ビームを投影マスクに走査しなければならない。また、
図2(b)の非平行照射電子ビーム6で示したようにα
の開口角を持って照射されると縮小されて投影されるこ
とになり、走査する照射電子ビーム間でパターンつなぎ
に不良が生じる。このため開口角も1ミリラジアン以下
で制御しなければならない。また、0.5μm 以下の
非常に微細な回路パターンの描画を実施する場合には、
同じサイズの微細な透過マスクを作らなければならない
が、これを製作すること自体が困難であるという決定的
な問題を抱えている。
[Problems to be Solved by the Invention] In the above-mentioned conventional method shown in FIG. 2, if the irradiation is tilted by θ degrees as shown by the tilted electron beam 2 in FIG. 2(a), the projected position will be θ×
It shifts by 0.6mm. Even if it is tilted by only 1 milliradian, a positional deviation of 0.6 μm will occur. For this purpose, a vertical electron beam must be scanned across the projection mask with an accuracy of less than 0.1 milliradian. Also,
As shown in the non-parallel irradiation electron beam 6 in FIG. 2(b), α
If the electron beam is irradiated with an aperture angle of For this reason, the aperture angle must also be controlled to 1 milliradian or less. In addition, when drawing very fine circuit patterns of 0.5 μm or less,
Although it is necessary to make a fine transmission mask of the same size, there is a decisive problem in that making this itself is difficult.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、上述の問題を
解決するために透過マスクとウエーハ間に電子レンズを
設けたもので、透過マスクの像を電子レンズを用いてウ
エーハ上に投影する。電子レンズを設けたことにより、
1)透過マスクへの電子の照射角や開き角に依存するこ
となく正確な位置に投影できる、2)電子レンズに縮小
作用を持たせることで拡大した投影マスクで描画できる
ようになり、透過マスクの製作が容易になる。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, the present invention provides an electron lens between a transmission mask and a wafer, and projects an image of the transmission mask onto the wafer using the electron lens. . By installing an electronic lens,
1) It is possible to project onto an accurate position without depending on the irradiation angle or aperture angle of the electrons on the transmission mask. 2) By giving the electron lens a reduction effect, it is possible to draw with an enlarged projection mask, and the transmission mask The production becomes easier.

【0007】[0007]

【作用】本発明の作用を図1を用いて説明する。本発明
ではすでに述べたように透過マスク3と感光剤を塗布し
たウエーハ4との間に投影電子レンズ8を置き、照射電
子ビーム7を透過マスク3上を走査しながら透過した電
子を投影電子レンズ8でウエーハ上へ投影する。投影電
子レンズ8を設置したことにより、照射電子ビーム7が
図に示す傾斜照射電子2のように傾斜したとしても投影
電子レンズ8の前焦点に透過マスク3が置かれ、感光剤
を塗布したウエーハ4が電子レンズ8の後焦点に置かれ
ているため、P点から出射した電子はすべて感光剤を塗
布したウエーハ4上のQ点に到達するレンズの性質から
、照射電子ビームの傾斜あるいは非平行によって投影す
る点が移動することがない。投影電子レンズ8を縮小と
して用いれば、透過マスク3の回路パターンを縮小して
、投影できるため、拡大した透過マスクを作ればよくマ
スク製作が容易になる。
[Operation] The operation of the present invention will be explained using FIG. In the present invention, as already mentioned, the projection electron lens 8 is placed between the transmission mask 3 and the wafer 4 coated with a photosensitive agent, and while the irradiation electron beam 7 is scanned over the transmission mask 3, the transmitted electrons are projected onto the projection electron lens. 8, the image is projected onto the wafer. By installing the projection electron lens 8, even if the irradiation electron beam 7 is tilted like the tilted irradiation electron 2 shown in the figure, the transmission mask 3 is placed at the front focus of the projection electron lens 8, and the wafer coated with the photosensitive agent is 4 is placed at the back focus of the electron lens 8, all the electrons emitted from point P reach point Q on the wafer 4 coated with a photosensitizer. The projected point does not move. If the projection electron lens 8 is used as a reduction lens, the circuit pattern on the transmission mask 3 can be reduced and projected, so that mask production becomes easier by simply making an enlarged transmission mask.

【0008】[0008]

【実施例】図3は本発明の具体的な実施例である。電子
源9から電子が放出される。放出された電子はウエーネ
ルト10で電流制御され、アノード11で加速される。 加速された電子ビームは加速電子ビーム21として成形
しぼり12上を照射する。典型的な加速電子ビーム21
のエネルギは20kVから50kVである。成形絞り1
2に設けられた、例えば一辺が0.1mm から1mm
程度の大きさの正方形の開口で電子ビームを成形し、面
積電子ビーム18を作る。この面積電子ビーム18のサ
イズ決定は描画する回路パターンの微細さによって選択
する。 微細な回路パターンの描画ほど成形絞り12の開口サイ
ズを小さくする。また、ここでは正方形を例としたが、
正方形以外でも良いことはもちろんである。成形絞り1
2で形成された電子ビームを第1照射レンズ13と第2
照射レンズ14を用いて透過マスク3上を走査しながら
投影する。電子で照射された部分の透過マスク3の開口
の像は第1投射レンズ16と第2投射レンズ17を用い
てウエーハ18上に投影される。この実施例では投影レ
ンズの倍率は等倍で、第1投射レンズ16と第2投射レ
ンズ17の焦点距離を同じとするタンデム構成とするこ
とで投影像の歪を小さくするよう工夫されている。また
、このとき第1投射レンズ16と第2投射レンズ17の
励磁磁界の向きは反対とし、投影像の回転が起こらない
ようにしている。
Embodiment FIG. 3 shows a specific embodiment of the present invention. Electrons are emitted from the electron source 9. The emitted electrons are current-controlled by Wehnelt 10 and accelerated by anode 11. The accelerated electron beam irradiates the shaping aperture 12 as an accelerated electron beam 21. Typical accelerated electron beam 21
The energy of is 20kV to 50kV. Forming aperture 1
For example, one side is 0.1 mm to 1 mm.
The electron beam is shaped by a square aperture of approximately the same size as the one shown in FIG. The size of the area electron beam 18 is selected depending on the fineness of the circuit pattern to be drawn. The finer the circuit pattern is drawn, the smaller the aperture size of the forming aperture 12 is made. Also, here we used a square as an example, but
Of course, shapes other than squares are also fine. Forming aperture 1
The electron beam formed in step 2 is passed through the first irradiation lens 13 and the second
Projection is performed while scanning the transmission mask 3 using the irradiation lens 14. An image of the aperture of the transmission mask 3 in the portion irradiated with electrons is projected onto the wafer 18 using the first projection lens 16 and the second projection lens 17. In this embodiment, the magnification of the projection lens is the same, and a tandem configuration in which the first projection lens 16 and the second projection lens 17 have the same focal length is designed to reduce distortion of the projected image. Further, at this time, the directions of the excitation magnetic fields of the first projection lens 16 and the second projection lens 17 are set in opposite directions to prevent rotation of the projected image.

【0009】透過マスク3は一つのLSI回路を構成す
る(チップサイズ)大きさで、5mmから20mm程度
である。照射する電子ビームが1mm角以下としている
ため、第1照射レンズ13と第2照射レンズ14の中間
に置かれた走査偏向板15で照射電子ビームを透過マス
ク3の全面に走査させ、透過マスク全面の像をウエーハ
18上に投影する。走査偏向板15はやはりタンデム構
造の第1照射レンズと第2照射レンズ14の中央(焦点
位置)に置かれている。このため偏向しても電子ビーム
は傾斜することなくほぼ透過マスク3を垂直に照射でき
る。
The transmission mask 3 has a size (chip size) constituting one LSI circuit, and is about 5 mm to 20 mm. Since the irradiated electron beam is 1 mm square or less, the irradiated electron beam is scanned over the entire surface of the transmission mask 3 by the scanning deflection plate 15 placed between the first irradiation lens 13 and the second irradiation lens 14, and the entire surface of the transmission mask is is projected onto the wafer 18. The scanning deflection plate 15 is also placed at the center (focal position) of the first irradiation lens and the second irradiation lens 14 of the tandem structure. Therefore, even if the electron beam is deflected, the transmission mask 3 can be irradiated almost vertically without being tilted.

【0010】透過マスク3の全面に電子を照射すれば、
一回の照射で投射できることになるが、それは以下の理
由で困難である。すなわち、投射レンズに像面歪曲収差
があるため、投影された像の焦点面が平面にならず、投
影像の周辺ほど像がぼけてしまうためである。このため
、像のぼけが問題にならない範囲に面積電子ビームのサ
イズを制限し、焦点を補正しながら投射する。この焦点
補正のために第1投射レンズ16と第2投射レンズ17
内にそれぞれ第1焦点補正器20と第2焦点補正器19
が設けられている。この焦点補正器はレンズ磁場内に導
体円筒を置く構造である。この円筒に例えば正の電位を
印加すると、円筒内を通る電子の加速電圧(エネルギ)
は高くなる。この結果、レンズ磁場によるレンズ作用が
弱くなり焦点距離が長くなる。負の電位を印加すると逆
に強くなり焦点距離が短くなる。すなわち、透過マスク
3への電子照射位置に応じて、焦点補正器19,20に
印加する電位を変化させることにより、投射レンズの像
面歪曲収差の補正を行なう。この補正はテーブル制御で
なされる。すなわち、照射電子ビームの位置に対応した
補正テーブルを持ち、このテーブルに記憶された補正デ
ータで補正器に電圧を印加する。等倍投射の場合には第
1焦点補正器、第2焦点補正器に同一の電圧を印加する
。こうしてウエーハ上にチップパターンを投射描画した
後、ウエーハ18を載せているステージ(図示せず)を
移動し、次の位置に投射描画を行なう。尚、説明では焦
点のみを補正したが、焦点補正器を8分割とし、焦点補
正電圧に非点補正の電圧を加えることも可能である。
If the entire surface of the transmission mask 3 is irradiated with electrons,
Although it is possible to perform projection with one irradiation, this is difficult for the following reasons. That is, because the projection lens has field distortion, the focal plane of the projected image does not become flat, and the image becomes blurred toward the periphery of the projected image. For this reason, the size of the area electron beam is limited to a range where image blurring does not become a problem, and the beam is projected while correcting the focus. For this focus correction, the first projection lens 16 and the second projection lens 17
a first focus corrector 20 and a second focus corrector 19 respectively within the
is provided. This focus corrector has a structure in which a conductive cylinder is placed within the lens magnetic field. For example, when a positive potential is applied to this cylinder, the acceleration voltage (energy) of electrons passing through the cylinder
becomes higher. As a result, the lens action by the lens magnetic field becomes weaker and the focal length becomes longer. Conversely, when a negative potential is applied, it becomes stronger and the focal length becomes shorter. That is, the field distortion of the projection lens is corrected by changing the potentials applied to the focus correctors 19 and 20 depending on the position of electron irradiation on the transmission mask 3. This correction is done by table control. That is, it has a correction table corresponding to the position of the irradiated electron beam, and applies a voltage to the corrector using the correction data stored in this table. In the case of same-magnification projection, the same voltage is applied to the first focus corrector and the second focus corrector. After the chip pattern is projected and drawn on the wafer in this manner, the stage (not shown) on which the wafer 18 is placed is moved to perform projection drawing at the next position. Although only the focus is corrected in the explanation, it is also possible to divide the focus corrector into eight parts and add a voltage for astigmatism correction to the focus correction voltage.

【0011】ウエーハ4上に投射描画する位置の決定は
次に説明する方法で行なう。図4は透過マスク3の開口
パターンの例を示したものである。単結晶シリコンで作
られたもので10mm角のチップパターン23が開口と
して形成されている。このサイズは回路の規模によって
変わる。チップパターン23の周辺にある1μm角開孔
22はウエーハ18上の決められた位置に投射描画する
ための開口である。図5はウエーハ18の平面図である
。 ウエーハ18の上には回路パターンを描画する位置25
を決める合わせマーク26が予め設けられている。この
合わせマーク26に対して点線で示した描画位置25に
描画する。
The position to be projected onto the wafer 4 is determined by the method described below. FIG. 4 shows an example of an opening pattern of the transmission mask 3. A 10 mm square chip pattern 23 made of single crystal silicon is formed as an opening. This size varies depending on the scale of the circuit. A 1 μm square aperture 22 around the chip pattern 23 is an aperture for projection drawing onto a predetermined position on the wafer 18. FIG. 5 is a plan view of the wafer 18. On the wafer 18 there is a position 25 where a circuit pattern is drawn.
An alignment mark 26 for determining the position is provided in advance. This alignment mark 26 is drawn at a drawing position 25 indicated by a dotted line.

【0012】1μm角開口22を透過した電子ビームを
ウエーハ4上に設けられた合わせマーク26上に走査し
、1μm開孔22と合わせマーク26の位置を合致させ
る。合わせマーク22は例えば図6に示すような十字形
をした溝で、ここに1μm角の電子ビームを図中の矢印
のように走査することで電子ビームと合わせマークの相
対位置を検知する。検知されたずれ量はステージあるい
は透過マスク3を機械的に移動させることで合致させる
。1μm角開孔22を透過した電子ビームの合わせマー
ク26上への走査は投射レンズ16,17の中央に設け
られた投射偏向器24で行なう。また、微小なずれ量の
調整はこの投射偏向器24で行なうことも可能である。 合わせマーク26は投影すべき位置の周辺に複数個設け
られているため、回転ずれも検知できる。この回転ずれ
もステージまたは透過マスク3の回転で合わせる。
The electron beam transmitted through the 1 μm square aperture 22 is scanned over the alignment mark 26 provided on the wafer 4, so that the 1 μm aperture 22 and the alignment mark 26 are aligned. The alignment mark 22 is, for example, a cross-shaped groove as shown in FIG. 6, and the relative position of the electron beam and the alignment mark is detected by scanning the groove with a 1 μm square electron beam in the direction of the arrow in the figure. The detected amount of deviation is matched by mechanically moving the stage or the transmission mask 3. Scanning of the electron beam transmitted through the 1 μm square aperture 22 onto the alignment mark 26 is performed by a projection deflector 24 provided at the center of the projection lenses 16 and 17. Further, the projection deflector 24 can also be used to adjust minute amounts of deviation. Since a plurality of alignment marks 26 are provided around the position to be projected, rotational deviation can also be detected. This rotational deviation is also adjusted by rotating the stage or the transmission mask 3.

【0013】透過マスク3に作られる回路パターンは複
雑な構造を持っている。このため、図7(a)に示した
アルファベットのAのような孤立パターンが生じる場合
がある。この場合は図7(b)(c)に示すように二つ
のパターンに分割し、両者を重ねて描画する。分割は二
枚以上となることもある。また、回路パターンのサイズ
によっては、図8(a)−(d)に示すように4つの部
分に分離して描画することも可能である。
The circuit pattern formed on the transmission mask 3 has a complicated structure. Therefore, an isolated pattern like the letter A shown in FIG. 7(a) may occur. In this case, the pattern is divided into two patterns as shown in FIGS. 7(b) and 7(c), and both are drawn in an overlapping manner. The division may be two or more. Furthermore, depending on the size of the circuit pattern, it is also possible to draw the circuit pattern separately into four parts as shown in FIGS. 8(a) to 8(d).

【0014】投射レンズの歪収差はタンデム構造とする
方法でかなり小さくなるが、微細なチップパターンを描
画する場合には問題になる。そこで、投射レンズの歪を
考慮し、投影結果として歪が補正されるように予め歪ん
だ透過マスク3を作成する。歪の情報は、メッシュ状の
開口を持った透過マスク3を作成しこれを投射描画し、
予め測定することで容易に得られる。
Although the distortion of the projection lens can be considerably reduced by using a tandem structure, it becomes a problem when drawing a fine chip pattern. Therefore, in consideration of the distortion of the projection lens, a distorted transmission mask 3 is created in advance so that the distortion is corrected as a projection result. Information on distortion is obtained by creating a transmission mask 3 with mesh-like openings and projecting it.
It can be easily obtained by measuring in advance.

【0015】以上、説明した実施例は等倍の例であった
が、縮小することも可能で、特に縮小投影は有効である
。図9は1/2に縮小投影する実施例である。投影像の
歪を少なくするため、ここでもタンデム構造とした。 第1縮小投影レンズ26の焦点距離は第2縮小投射レン
ズ27の焦点距離の2倍になっている。描画しようとす
るチップサイズの2倍の大きさの縮小用透過マスク25
が第1縮小投影レンズ26の前焦点位置に置かれている
。一方、ウエーハ18は第2縮小投射レンズ27の焦点
位置に置かれている。焦点補正器19,20、投射偏向
器24の動作は前述の実施例と同様である。
Although the embodiments described above are examples of the same size, reduction is also possible, and reduction projection is particularly effective. FIG. 9 shows an example in which projection is reduced to 1/2. In order to reduce distortion of the projected image, a tandem structure was used here as well. The focal length of the first reduction projection lens 26 is twice the focal length of the second reduction projection lens 27. Transmission mask 25 for reduction that is twice the size of the chip to be drawn
is placed at the front focal position of the first reduction projection lens 26. On the other hand, the wafer 18 is placed at the focal position of the second reduction projection lens 27. The operations of the focus correctors 19, 20 and the projection deflector 24 are similar to those in the previous embodiment.

【0016】[0016]

【発明の効果】これまで実用されていた電子線描画装置
は、点または矩形の電子ビームで順次に描くもので、大
規模のLSIになるとスループットが一枚程度と低く、
実用的でなかった。本発明は、投影するだけであるため
、1時間に20から40枚が可能である。この透過マス
クの開口の作成には、従来の電子線描画装置で容易に描
画できる。この透過マスク3には例え1時間を必要とし
ても、この一枚のマスクから100枚を容易に描画する
ことができるため、実質的なスループットを低下させる
ことはない。本発明の主たる効果は従来効率の悪かった
描画工程を飛躍的に改善することができることである。
[Effects of the Invention] The electron beam lithography equipment that has been put into practical use so far draws sequentially with point or rectangular electron beams, and when it comes to large-scale LSIs, the throughput is low at about one piece.
It wasn't practical. Since the present invention only projects images, it is possible to print 20 to 40 images per hour. The openings of this transmission mask can be easily created using a conventional electron beam lithography system. Even if this transmission mask 3 requires one hour, 100 images can be easily drawn from this one mask, so there is no substantial reduction in throughput. The main effect of the present invention is that the drawing process, which has conventionally been inefficient, can be dramatically improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】従来の描画方式を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a conventional drawing method.

【図2】本発明の基本構成を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating the basic configuration of the present invention.

【図3】本発明の実施例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図4】透過マスクの例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a transmission mask.

【図5】ウエーハ上の合わせマーク位置と描画すべき位
置との関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between alignment mark positions on a wafer and positions to be drawn.

【図6】合わせマークの例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of alignment marks.

【図7】透過マスクのパターンの分割の例を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing an example of dividing a pattern of a transmission mask.

【図8】透過マスクのパターンを分離する例を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing an example of separating patterns of a transmission mask.

【図9】縮小投影を行う投影レンズの例である。FIG. 9 is an example of a projection lens that performs reduction projection.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…透過マスク、4…ウエーハ、9…電子源、10…ウ
エーネルト、11…アノード、12…成形絞り、13…
第1照射レンズ、14…第2照射レンズ、15…走査偏
向板、16…第1投影レンズ、17…第2投影レンズ、
18…面積電子ビーム、19…第1焦点補正器、20…
第2焦点補正器、21…加速電子ビーム、24…投射偏
向板。
3... Transmission mask, 4... Wafer, 9... Electron source, 10... Wehnelt, 11... Anode, 12... Shaping aperture, 13...
First irradiation lens, 14... Second irradiation lens, 15... Scanning deflection plate, 16... First projection lens, 17... Second projection lens,
18...area electron beam, 19...first focus corrector, 20...
Second focus corrector, 21... accelerated electron beam, 24... projection deflection plate.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】特定な開孔パターンを持った透過マスクに
面積電子ビームを走査し、透過した電子ビームを電子レ
ンズを用いて電子に感光する物質上に投影することを特
徴とした走査形投影電子線描画装置。
[Claim 1] A scanning projection system characterized by scanning an area electron beam through a transmission mask having a specific aperture pattern, and projecting the transmitted electron beam onto a material sensitive to electrons using an electron lens. Electron beam lithography equipment.
【請求項2】透過電子ビームを投影する電子レンズが1
対1の等倍であることを特徴とする請求項1記載の走査
形投影電子線描画装置。
Claim 2: The number of electron lenses for projecting transmitted electron beams is one.
2. The scanning projection electron beam lithography apparatus according to claim 1, wherein the scanning projection electron beam lithography apparatus has a magnification of 1:1.
【請求項3】透過電子ビームを投影する電子レンズが1
未満の縮小であることを特徴とする請求項1記載の走査
形投影電子線描画装置。
Claim 3: There is one electron lens for projecting the transmitted electron beam.
2. The scanning projection electron beam lithography apparatus according to claim 1, wherein the reduction is less than or equal to .
【請求項4】投影する電子レンズ内に電子ビームを偏向
する偏向器と、焦点補正器を備えたことを特徴とする請
求項1から3のいずれか記載の走査形投影電子線描画装
置。
4. The scanning projection electron beam lithography apparatus according to claim 1, further comprising a deflector for deflecting the electron beam and a focus corrector in the electron lens for projection.
【請求項5】投影する電子レンズが二段の電子レンズで
構成されたことを特徴とする請求項1から4のいずれか
記載の走査形投影電子線描画装置。
5. A scanning projection electron beam lithography apparatus according to claim 1, wherein the electron lens for projecting is composed of a two-stage electron lens.
【請求項6】投影電子レンズが二段で構成され、第1の
投影電子レンズの前焦点位置に透過マスクを置き、第2
の投影電子レンズの後焦点位置にレジストが置かれたタ
ンデムの光学構成をであることを特徴とする請求項5の
記載の走査形投影電子線描画装置。
6. The projection electron lens is composed of two stages, a transmission mask is placed at the front focal position of the first projection electron lens, and a transmission mask is placed at the front focal position of the first projection electron lens.
6. The scanning projection electron beam lithography apparatus according to claim 5, characterized in that it has a tandem optical configuration in which a resist is placed at the back focal position of the projection electron lens.
【請求項7】二段で構成された投影電子レンズの磁界方
向が相互に反対であることを特徴とする請求項5記載の
走査形投影電子線描画装置。
7. The scanning projection electron beam lithography apparatus according to claim 5, wherein the magnetic field directions of the projection electron lenses configured in two stages are opposite to each other.
【請求項8】複数枚の透過マスクの像を重ねて投影する
ことにより目的とする特定パターンを描画することを特
徴とする請求項1記載の走査形投影電子線描画装置。
8. The scanning projection electron beam lithography apparatus according to claim 1, wherein a target specific pattern is drawn by superimposing and projecting images of a plurality of transmission masks.
【請求項9】目的とする特定パターンを複数の区画に分
割し、区画分割された複数の透過マスクを順次に、並べ
て投影することにより目的とする特定パターンの投影を
行なうことを特徴とする走査形投影電子線描画方法。
9. Scanning characterized in that the target specific pattern is divided into a plurality of sections, and the target specific pattern is projected by sequentially lining up and projecting a plurality of divided transmission masks. Shape projection electron beam drawing method.
【請求項10】特定開孔パターンの外周で、円または矩
形の微小な開孔を設け、マークを透過した電子ビームを
用いてレジスト上またはレジスト下面に作られた合わせ
マークを検出し、投影するべき位置を確認することを特
徴とする特許請求項第1項記載の装置。
10. A minute circular or rectangular opening is provided on the outer periphery of the specific opening pattern, and an alignment mark made on the resist or the bottom surface of the resist is detected and projected using an electron beam transmitted through the mark. The device according to claim 1, characterized in that the device confirms the correct position.
【請求項11】特定開孔パターンの形状が投射レンズの
歪を補正するように予め歪ませたパターンであることを
特徴とする走査形投影電子線描画方法。
11. A scanning projection electron beam lithography method, wherein the shape of the specific aperture pattern is a pattern distorted in advance so as to correct distortion of a projection lens.
【請求項12】LSI回路のパターン形成に、請求項1
記載の走査形投影電子描画装置を用いることで作成した
LSI素子。
Claim 12: Claim 1 for pattern formation of an LSI circuit.
An LSI device created using the scanning projection electron drawing apparatus described above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0877957A (en) * 1994-09-06 1996-03-22 Hitachi Ltd Charged particle projector
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JP2013197289A (en) * 2012-03-19 2013-09-30 Nuflare Technology Inc Multi-charged particle beam lithography apparatus and multi-charged particle beam lithography method

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