JPH07211609A - System and method electron beam lithography - Google Patents

System and method electron beam lithography

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JPH07211609A
JPH07211609A JP6023244A JP2324494A JPH07211609A JP H07211609 A JPH07211609 A JP H07211609A JP 6023244 A JP6023244 A JP 6023244A JP 2324494 A JP2324494 A JP 2324494A JP H07211609 A JPH07211609 A JP H07211609A
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JP
Japan
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aperture
electron beam
pattern
opening
sample
Prior art date
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Pending
Application number
JP6023244A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yamashita
浩 山下
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Priority to KR1019950001241A priority patent/KR950024023A/en
Publication of JPH07211609A publication Critical patent/JPH07211609A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
    • H01J37/3174Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
    • H01J37/3175Projection methods, i.e. transfer substantially complete pattern to substrate
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/20Masks or mask blanks for imaging by charged particle beam [CPB] radiation, e.g. by electron beam; Preparation thereof

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Abstract

PURPOSE:To realize shortening of exposing time and correction of proximity effect on the periphery of a pattern while preventing the resolution from lowering. CONSTITUTION:An electron beam 3 projected from an electron gun 1 passes through a first aperture to produce a rectangular beam. It is then directed toward a desired position of a second aperture 6 by a shaper/deflector 5 and the like. The second aperture 6 has openings representative of a plurality of exposing patterns. The electron beam passed through these openings is projected onto a sample 10 where a plurality of exposing patterns are formed. Only a part of patterns at the second aperture is employed for exposing the peripheral part of a pattern thus shortening the exposing time and correcting the proximity effect on the periphery of the pattern while preventing the resolution from lowering.

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、電子ビーム描画装置お
よび電子ビーム描画方法に関し、特にLSI製造プロセ
スにおける電子ビームリソグラフィを行う電子ビーム描
画装置および電子ビーム描画方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam drawing apparatus and an electron beam drawing method, and more particularly to an electron beam drawing apparatus and an electron beam drawing method for performing electron beam lithography in an LSI manufacturing process.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子ビームを利用したリソグラフィ技術
として、可変矩形描画方法と一括描画方法とがある。可
変矩形描画方法は、矩形孔が設けられた2つのアパーチ
ャを組み合わせて任意の大きさの矩形のパターンを試料
に描画する方法である。ところが、この方法によって
は、DRAMに代表されるメモリLSIのセル部等のよ
うに同一パターンを連続して描画する場合には、非常に
多くの描画回数を必要とし、描画時間が長くかかるとい
う問題が生じる。
2. Description of the Related Art As a lithography technique using an electron beam, there are a variable rectangle drawing method and a collective drawing method. The variable rectangle drawing method is a method of drawing a rectangular pattern of arbitrary size on a sample by combining two apertures provided with rectangular holes. However, according to this method, when the same pattern is continuously drawn like a cell part of a memory LSI typified by a DRAM, a very large number of times of drawing is required and drawing time is long. Occurs.

【0003】これに対して、一括描画方法は、同一パタ
ーンが複数設けられたアパーチャを用いて複数のパター
ンを同時に試料に描画する方法である。すなわち、この
一括描画法は、第1アパーチャと、任意の図形形状に開
口された第2のアパーチャにより形成された電子ビーム
によりパターンを描画する方法であり、従来の可変矩形
描画法に比べ周期性を有するパターンにおける描画時間
を大幅に短縮することが可能となるものである。
On the other hand, the batch writing method is a method of simultaneously drawing a plurality of patterns on a sample using an aperture provided with a plurality of identical patterns. That is, this collective drawing method is a method of drawing a pattern by an electron beam formed by a first aperture and a second aperture opened in an arbitrary graphic shape, and has a periodicity compared to the conventional variable rectangle drawing method. It is possible to significantly reduce the drawing time in the pattern having the.

【0004】従来の一括描画法を用いた電子ビーム描画
装置として、特開平3−174716号公報に開示され
たものが案出されている。この電子ビーム描画装置を、
図3を参照しながら説明する。電子銃1から放射された
電子ビーム2を矩形の開口部を有する第1アパーチャ3
により矩形に成形する。そして、この電子ビームを、成
形レンズ4、成形偏向器5により第2アパーチャ6上に
照射する。第2アパーチャ6には、いわゆる近接効果補
正のための解像限界以下の遮蔽物(メッシュ等)が設け
られている。第2アパーチャ6により任意の形状に成形
された電子ビームはさらに縮小レンズ7、位置決め偏向
器8、対物レンズ9により試料10上の所望の位置に縮
小投影される。このようにして、LSIパターンの一部
を第2アパーチャ6上に形成された複数の露光パターン
を繰り返し描画していく方法が一括描画方式である。こ
の方式によれば、特に連続したパターンを有するDRA
M等のメモリ素子において露光回数を大幅に低減でき、
描画時間の短縮化を図ることが可能となる。
As an electron beam drawing apparatus using the conventional collective drawing method, one disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-174716 has been devised. This electron beam drawing device
This will be described with reference to FIG. The electron beam 2 emitted from the electron gun 1 is provided with a first aperture 3 having a rectangular opening.
To form a rectangle. Then, the electron beam is applied to the second aperture 6 by the shaping lens 4 and the shaping deflector 5. The second aperture 6 is provided with a shield (mesh or the like) having a resolution limit or less for so-called proximity effect correction. The electron beam shaped into an arbitrary shape by the second aperture 6 is further reduced and projected onto a desired position on the sample 10 by the reduction lens 7, the positioning deflector 8 and the objective lens 9. In this way, the batch writing method is a method of repeatedly drawing a plurality of exposure patterns formed on the second aperture 6 on a part of the LSI pattern. According to this method, a DRA having a particularly continuous pattern
The number of exposures can be greatly reduced in memory devices such as M,
It is possible to shorten the drawing time.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法にあって
は以下に示すように数々の問題を抱えていた。
However, the conventional electron beam drawing apparatus and electron beam drawing method have various problems as described below.

【0006】第1に、パターン周辺部分における描画時
間が長くなるという問題が生じていた。複数のパターン
を同時に描画する従来の一括描画方法にあっては、描画
しようとする周期性のある繰り返しパターン数が第2ア
パーチャ6に形成されたパターン数の整数倍でない場合
が生じる。このため、チップの周辺の部分における余り
のパターンについては一括描画法を使用することはでき
ず、可変矩形描画法を用いるしかなかった。このため、
この部分においては一括描画に比べ数十倍の描画時間が
必要であった。
First, there has been a problem that the drawing time in the peripheral portion of the pattern becomes long. In the conventional batch writing method of simultaneously writing a plurality of patterns, the number of periodic repeating patterns to be written may not be an integral multiple of the number of patterns formed in the second aperture 6. For this reason, the batch drawing method cannot be used for the remaining pattern in the peripheral portion of the chip, and the variable rectangle drawing method can only be used. For this reason,
In this part, the drawing time was several tens of times longer than the batch drawing.

【0007】第2に、適切な近接効果補正を行うのが困
難であるという問題があった。第2アパーチャ6により
繰り返しパターンを描画した場合、前方散乱と後方散乱
に起因する近接効果によりパターン中央部と周辺部にお
いてはレジスト内での蓄積エネルギーが図4に示すよう
な分布を示す。この分布の様子は、電子ビームの加速電
圧、パターン密度、下地材料に依存する。特に、加速電
圧が50KV等と比較的高い場合には近接効果は広範囲
に約10〜20μmほど緩やかに広がり、一回に描画さ
れる面積が大きい程、近接効果が顕著に現れる。また、
レジスト内での蓄積エネルギーは、照射電流密度と照射
時間の積で与えられることが知られている。電流密度は
通常ビーム内で均一であるため、従来の装置では比較的
蓄積エネルギーの低いパターンの周辺部分は可変矩形描
画法により各パターンによって照射時間を変え、パター
ン中心部および周辺部における蓄積エネルギーがほぼ等
しくなるように描画を行っていた。この場合、可変法を
用いざるを得ないため、一括描画に比べ多大な描画時間
が必要になっていた。さらに、照射時間をパターンデー
タの属性情報を操作して変化させる方法では、パターン
データ処理に長時間を要する。
Secondly, there is a problem that it is difficult to perform appropriate proximity effect correction. When a repetitive pattern is drawn by the second aperture 6, the accumulated energy in the resist shows a distribution as shown in FIG. 4 in the central portion and the peripheral portion of the pattern due to the proximity effect caused by the forward scattering and the back scattering. The state of this distribution depends on the acceleration voltage of the electron beam, the pattern density, and the underlying material. In particular, when the accelerating voltage is relatively high such as 50 KV, the proximity effect gradually spreads over a wide range of about 10 to 20 μm, and the larger the area drawn at one time, the more remarkable the proximity effect appears. Also,
It is known that the accumulated energy in the resist is given by the product of the irradiation current density and the irradiation time. Since the current density is usually uniform in the beam, the irradiation time is changed for each pattern by the variable rectangle drawing method in the peripheral part of the pattern with relatively low accumulated energy in the conventional device, and the accumulated energy in the central part and peripheral part of the pattern It was drawn so that it would be almost equal. In this case, since the variable method is unavoidable, a large drawing time is required as compared with the batch drawing. Further, in the method of changing the irradiation time by operating the attribute information of the pattern data, it takes a long time to process the pattern data.

【0008】そこで、一括描画法において近接効果補正
を行うべく、上述した特開平3−174716号公報に
係る描画方法にあっては、第2アパーチャ開口部に限界
解像以下の微細な遮蔽物(メッシュ等)を形成してい
る。これにより、近接効果が生じやすい部分における電
子ビームの電波密度を実効的に減少させることにより近
接効果補正を行っている。しかしながら、第2アパーチ
ャに微細なメッシュを形成するのは極めて困難であり、
また機械的強度が不足する等の問題が生じていた。
Therefore, in order to perform the proximity effect correction in the collective drawing method, in the drawing method according to the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 3-174716, a fine shield (not more than the limit resolution) in the second aperture opening ( Mesh etc.) is formed. Thereby, the proximity effect correction is performed by effectively reducing the radio wave density of the electron beam in the portion where the proximity effect is likely to occur. However, it is extremely difficult to form a fine mesh in the second aperture,
In addition, there have been problems such as insufficient mechanical strength.

【0009】第3に、上記従来の描画方法では、開口面
積の大きなパターンを描画する場合透過電子量が多くな
るためクーロン効果や空間電荷効果によるビームぼけが
生じる。すなわち、開口比の大きなパターンを用いたの
では、多くの電子がパターンを透過し、電子同士が反発
しあってしまう。このため、ビームぼけが生じ、解像性
が劣化するという問題が生じていた。これを低減するに
は、透過電子量を減少させることが有効であるが、これ
を実現する方法としては、電流密度を小さくする方法が
考えられるが、描画中に電流密度を変えることは不可能
である。
Thirdly, in the above-mentioned conventional drawing method, when a pattern having a large opening area is drawn, the amount of transmitted electrons increases, so that beam blurring occurs due to the Coulomb effect and the space charge effect. That is, if a pattern with a large aperture ratio is used, many electrons will pass through the pattern and the electrons will repel each other. Therefore, there is a problem in that the beam is blurred and the resolution is deteriorated. To reduce this, it is effective to reduce the amount of transmitted electrons. A possible method to achieve this is to reduce the current density, but it is impossible to change the current density during writing. Is.

【0010】[0010]

【発明の目的】本発明の第1の目的は、繰り返し描画パ
ターン数が第2アパーチャに形成されたパターン数の整
数倍でない場合における描画時間の短縮が可能な電子ビ
ーム描画装置および電子ビーム描画方法を提供すること
にある。本発明の第2の目的は、アパーチャの機械的強
度が低下することなく、近接効果補正を行うことのでき
る電子ビーム描画装置および電子ビーム描画方法を提供
することにある。本発明の第3の目的は、クーロン効果
や空間電荷効果を考慮することによりビームぼけ等の生
じることのない電子ビーム描画装置および電子ビーム描
画方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide an electron beam drawing apparatus and an electron beam drawing method capable of shortening the drawing time when the number of repetitive drawing patterns is not an integral multiple of the number of patterns formed in the second aperture. To provide. A second object of the present invention is to provide an electron beam writing apparatus and an electron beam writing method capable of performing proximity effect correction without lowering the mechanical strength of the aperture. A third object of the present invention is to provide an electron beam writing apparatus and an electron beam writing method that do not cause beam blurring or the like by considering the Coulomb effect and space charge effect.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
電子ビームを発する電子銃と、矩形の開口部が形成され
た第1アパーチャと、露光パターンを表す開口部が複数
形成された第2アパーチャと、第1アパーチャの開口部
を透過した電子ビームを偏向し、この電子ビームを第2
アパーチャの複数の開口部のうちの一部の開口部に選択
的に照射可能な偏向手段とを備えたことを特徴とする電
子ビーム描画装置である。
The invention according to claim 1 is
An electron gun that emits an electron beam, a first aperture having a rectangular opening, a second aperture having a plurality of openings representing an exposure pattern, and an electron beam that has passed through the opening of the first aperture are deflected. The electron beam to the second
An electron beam drawing apparatus, comprising: a deflecting unit capable of selectively irradiating a part of the plurality of apertures of the aperture.

【0012】請求項2記載の発明は、電子銃から発せら
れた電子ビームを、第1アパーチャに形成された矩形の
開口部に照射し、第1アパーチャの開口部を通過した電
子ビームを偏向手段を用いて第2アパーチャに形成され
た複数の開口部の全体に照射し、第2アパーチャのそれ
ぞれの開口部を通過した電子ビームを試料に投影するこ
とにより、複数の露光パターンを同時に試料に露光する
一括描画法と、第1アパーチャの開口部を通過した電子
ビームを偏向手段を用いて第2アパーチャに形成された
複数の開口部のうちの一部に選択的に照射し、第2アパ
ーチャの一部の開口部を通過した電子ビームを試料に投
影することにより、第2アパーチャに形成された露光パ
ターンのうちの一部の露光パターンを試料に露光する部
分一括描画法とを備えたことを特徴とする電子ビーム描
画方法である。
According to a second aspect of the invention, an electron beam emitted from an electron gun is applied to a rectangular opening formed in the first aperture, and the electron beam passing through the opening in the first aperture is deflected. A plurality of exposure patterns are simultaneously exposed on the sample by irradiating the whole of the plurality of openings formed on the second aperture with the use of, and projecting the electron beam passing through each of the openings of the second aperture onto the sample. And the electron beam that has passed through the opening of the first aperture is selectively irradiated to a part of the plurality of openings formed in the second aperture by using the deflecting means, and the electron beam of the second aperture is formed. A partial batch writing method for exposing a part of the exposure pattern of the second aperture to the sample by projecting the electron beam that has passed through some openings onto the sample. An electron beam writing method, wherein was e.

【0013】請求項3記載の発明は、電子ビームを発す
る電子銃と、矩形の開口部が形成された第1アパーチャ
と、露光パターンを表す開口部が複数形成された第2ア
パーチャと、第1アパーチャと第2アパーチャとの間に
配設され、矩形の開口部が形成された第3アパーチャ
と、第1アパーチャおよび第3のアパーチャの双方の開
口部を透過した電子ビームを偏向し、この電子ビームを
第2アパーチャの複数の開口部のうちの一部の開口部に
選択的に照射可能な偏向手段とを備えたことを特徴とす
る電子ビーム描画装置である。
According to a third aspect of the present invention, an electron gun for emitting an electron beam, a first aperture having a rectangular opening, a second aperture having a plurality of openings representing an exposure pattern, and a first aperture The electron beam transmitted through both the first aperture and the third aperture, which is disposed between the aperture and the second aperture and in which the rectangular aperture is formed, and the apertures of both the first aperture and the third aperture are deflected, and the electrons are deflected. An electron beam writing apparatus, comprising: a deflecting unit capable of selectively irradiating a part of the plurality of openings of the second aperture with a beam.

【0014】請求項4記載の発明は、請求項3記載の電
子ビーム描画装置において、第1アパーチャの開口部を
通過した電子ビームを偏向し、この電子ビームを第3ア
パーチャの開口部の所定の部分に照射する偏向手段を備
えたことを特徴とする電子ビーム描画装置である。
According to a fourth aspect of the present invention, in the electron beam drawing apparatus according to the third aspect, the electron beam that has passed through the opening of the first aperture is deflected, and the electron beam is directed to a predetermined position of the opening of the third aperture. It is an electron beam drawing apparatus characterized by comprising a deflecting means for irradiating a part.

【0015】[0015]

【作用】請求項1記載の発明において、電子銃から発せ
られた電子ビームを、第1アパーチャ上の矩形の開口部
に照射する。この開口部を通過するした電子ビームは、
偏向手段により偏向され、第2アパーチャ上の複数の開
口部のうちの一部に選択的に照射される。そして、第2
アパーチャの開口部を透過した電子ビームは試料上に投
影され、所定の露光パターンを形成する。このようにし
て、第2アパーチャの露光パターンのうちの一部を選択
的に試料に露光することができる。
In the invention of claim 1, the electron beam emitted from the electron gun is applied to the rectangular opening on the first aperture. The electron beam passing through this opening is
The light is deflected by the deflecting means, and a part of the plurality of openings on the second aperture is selectively irradiated. And the second
The electron beam transmitted through the aperture of the aperture is projected on the sample to form a predetermined exposure pattern. In this way, a part of the exposure pattern of the second aperture can be selectively exposed on the sample.

【0016】また、電子ビームによる蓄積エネルギーが
平坦な分布を有する試料の中央の部分においては、一定
の照射量で繰り返しパターンを描画する。一方、試料の
周辺部においては、蓄積エネルギーが減少するように第
2アパーチャの露光パターンの一部分を用いて照射量を
変化させながら描画する。これにより精密な近接効果補
正を行うことが可能となる。したがって、本発明によれ
ば、パターンデータに合わせて露光時間等を変更する必
要がないため、煩雑なパターンデータ処理等を要するこ
となく近接効果補正を行うことができる。また、第2ア
パーチャに微細なメッシュ等を形成する必要がないた
め、第2アパーチャの機械的強度の低下という問題を回
避することができる。
Further, in the central portion of the sample where the accumulated energy by the electron beam has a flat distribution, a repetitive pattern is drawn with a constant irradiation amount. On the other hand, in the peripheral portion of the sample, drawing is performed while changing the irradiation amount using a part of the exposure pattern of the second aperture so that the accumulated energy is reduced. This makes it possible to perform precise proximity effect correction. Therefore, according to the present invention, since it is not necessary to change the exposure time and the like in accordance with the pattern data, it is possible to perform the proximity effect correction without requiring complicated pattern data processing and the like. In addition, since it is not necessary to form a fine mesh or the like on the second aperture, it is possible to avoid the problem that the mechanical strength of the second aperture is lowered.

【0017】さらに、本発明によれば、第2アパーチャ
の開口率を自由に選択できる。このため、開口率の大き
なパターンを多くの電子が透過し、電子同士の反発しあ
うことによるビームぼけ等の問題を防止することができ
る。
Furthermore, according to the present invention, the aperture ratio of the second aperture can be freely selected. Therefore, it is possible to prevent a problem such as beam blurring due to the repulsion of electrons caused by many electrons transmitting through a pattern having a large aperture ratio.

【0018】また、DRAM等のように連続したパター
ンを形成する場合、先ず第2アパーチャのパターンの全
てを連続して描画する。そして、チップに描画しようと
するパターン数が第2アパーチャに形成されたパターン
数の整数倍でない場合には、第2アパーチャのパターン
のうちの一部のパターンを用いて部分一括描画を行う。
これにより、可変矩形描画を行う場合に比べて、パター
ンの周辺部分における描画時間を大幅に短縮することが
できる。同時に、周辺部における電子ビームの照射量が
低減するため、近接効果補正が行われる。
When forming a continuous pattern such as a DRAM, first, all the patterns of the second aperture are continuously drawn. If the number of patterns to be written on the chip is not an integral multiple of the number of patterns formed on the second aperture, partial batch writing is performed using a part of the patterns of the second aperture.
As a result, the drawing time in the peripheral portion of the pattern can be significantly shortened as compared with the case where variable rectangle drawing is performed. At the same time, since the irradiation amount of the electron beam in the peripheral portion is reduced, the proximity effect correction is performed.

【0019】請求項2記載の発明において、電子銃から
発せられた電子ビームを、第1アパーチャに形成された
矩形の開口部に照射し、第1アパーチャの開口部を通過
した電子ビームを偏向手段を用いて第2アパーチャに形
成された複数の開口部の全体に照射する。そして、第2
アパーチャのそれぞれの開口部を通過した電子ビームを
試料に投影することにより、複数の露光パターンを同時
に試料に露光する一括描画を行う。また、第1アパーチ
ャの開口部を通過した電子ビームを偏向手段を用いて第
2アパーチャに形成された複数の開口部のうちの一部に
選択的に照射し、第2アパーチャの一部の開口部を通過
した電子ビームを試料に投影する。これにより、第2ア
パーチャに形成された露光パターンのうちの一部の露光
パターンを試料に露光する部分一括描画を行う。本発明
によっても、上述した請求項1記載の発明と同様に、パ
ターン周辺部における露光時間の短縮、近接効果補正、
解像度低下防止を実現することができる。
In a second aspect of the invention, an electron beam emitted from an electron gun is applied to a rectangular opening formed in the first aperture, and the electron beam passing through the opening of the first aperture is deflected. Is used to irradiate the entire plurality of openings formed in the second aperture. And the second
By projecting the electron beam that has passed through the respective apertures of the aperture onto the sample, batch writing is performed in which a plurality of exposure patterns are simultaneously exposed on the sample. Further, the electron beam that has passed through the opening of the first aperture is selectively irradiated to a part of the plurality of openings formed in the second aperture by using the deflecting means, and a part of the opening of the second aperture is opened. The electron beam that has passed through the section is projected onto the sample. As a result, partial batch writing is performed in which a part of the exposure patterns formed on the second aperture is exposed on the sample. According to the present invention, similarly to the above-described invention of claim 1, the exposure time in the peripheral portion of the pattern is shortened, the proximity effect correction,
It is possible to realize resolution reduction prevention.

【0020】請求項3記載の発明にあっては、第1アパ
ーチャと第2アパーチャとの間に第3アパーチャが配設
されている。したがって、第1アパーチャおよび第3ア
パーチャの重なり具合により、第2アパーチャに照射す
る電子ビームの位置および形状を任意に変更することが
できる。したがって、本発明によっても、パターン周辺
部における露光時間の短縮、近接効果補正、解像度低下
防止を実現することができる。
According to the third aspect of the invention, the third aperture is provided between the first aperture and the second aperture. Therefore, the position and shape of the electron beam with which the second aperture is irradiated can be arbitrarily changed depending on the degree of overlap between the first aperture and the third aperture. Therefore, according to the present invention, it is possible to shorten the exposure time in the peripheral portion of the pattern, correct the proximity effect, and prevent the resolution from decreasing.

【0021】請求項4記載の発明にあっては、偏向手段
は、第1アパーチャの開口部を通過した電子ビームを偏
向し、この電子ビームを第3アパーチャの開口部の所定
の部分に照射する。これにより、第2アパーチャの所望
の位置に電子ビームを照射することができる。
According to another aspect of the invention, the deflection means deflects the electron beam that has passed through the opening of the first aperture and irradiates the electron beam onto a predetermined portion of the opening of the third aperture. . Thereby, the electron beam can be irradiated to a desired position of the second aperture.

【0022】[0022]

【実施例】本発明の一実施例について図面を参照しなが
ら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0023】図1は、本発明の第1実施例に係る電子ビ
ーム描画装置および電子ビーム描画方法を説明するため
の図である。この電子ビーム描画装置は、矩形の孔が設
けられた第1アパーチャ3と、LSIに使用される複数
のパターン(露光パターン)が設けられた第2アパーチ
ャ6とを備えている。電子銃1から放射した電子ビーム
2は第1アパーチャ3により矩形に成形され、成形レン
ズ4と成形偏向器5により第2アパーチャ6の開口部に
照射される。第2アパーチャ6を透過した電子ビーム
は、位置決め偏向器8、対物レンズ9を介して試料10
上に投影される。なお、第2アパーチャ6には数種類の
パターンが形成されているが、電子ビーム2を第2アパ
ーチャ6上のパターン全体を照射するのではなく、パタ
ーンの一部分を照射するように成形偏向器5により偏向
する。
FIG. 1 is a diagram for explaining an electron beam drawing apparatus and an electron beam drawing method according to the first embodiment of the present invention. This electron beam drawing apparatus includes a first aperture 3 having a rectangular hole and a second aperture 6 having a plurality of patterns (exposure patterns) used in an LSI. The electron beam 2 emitted from the electron gun 1 is shaped into a rectangle by the first aperture 3, and is irradiated onto the opening of the second aperture 6 by the shaping lens 4 and the shaping deflector 5. The electron beam transmitted through the second aperture 6 is passed through the positioning deflector 8 and the objective lens 9 and the sample 10
Projected on. Although several types of patterns are formed in the second aperture 6, the shaping deflector 5 is used to irradiate a part of the pattern with the electron beam 2 instead of irradiating the entire pattern on the second aperture 6. To deflect.

【0024】一般に、電子ビーム描画法では、描画パタ
ーンの周辺部では中心部より蓄積エネルギーが低くなる
近接効果が生じる。特に、加速電圧が50KV等と比較
的高い場合には近接効果は約10〜20μmの広範囲に
わたり、一括描画領域内でも近接効果が顕著に現れる。
これを補正すべく、蓄積エネルギーが平坦な分布を有す
る部分では一定の照射量でパターンを繰り返し描画す
る。そして、パターン外部に向けて蓄積エネルギーが減
少していくように第2アパーチャ6上のパターンの一部
分を用いて徐々に照射量を変化させながら描画する。こ
れにより精密な近接効果補正を行うことが可能となる。
この照射時間は上述したように、加速電圧、パターン密
度や下地材料により異なる。
Generally, in the electron beam writing method, a proximity effect occurs in which the accumulated energy is lower in the peripheral portion of the writing pattern than in the central portion. In particular, when the accelerating voltage is relatively high such as 50 KV, the proximity effect extends over a wide range of about 10 to 20 μm, and the proximity effect remarkably appears even in the collective writing region.
In order to correct this, a pattern is repeatedly drawn with a constant irradiation amount in a portion where the accumulated energy has a flat distribution. Then, a part of the pattern on the second aperture 6 is used so that the accumulated energy decreases toward the outside of the pattern, and drawing is performed while gradually changing the irradiation amount. This makes it possible to perform precise proximity effect correction.
As described above, this irradiation time differs depending on the acceleration voltage, the pattern density, and the underlying material.

【0025】なお、第2アパーチャ6上のパターン全体
をまず露光し、続いて同パターンの左3本を選択して中
心部と蓄積エネルギーがほぼ等しくなるように適当な照
射時間を選び多重露光を行っても良い。2回目の照射を
行う際に第2アパーチャ6上のパターンを2本、さらに
1本ずつ照射時間を制御しながら照射することにより、
可変矩形描画法によらずに精密な近接効果補正を高速に
実行することができる。この多重露光では、最初に第2
アパーチャ6上のパターンの一部分を照射した後にパタ
ーンの全体を照射した場合においても、同様の効果を得
ることができる。このように、第2アパーチャ6上のパ
ターン内にて近接効果の影響が顕著である場合には、第
2アパーチャ6上のパターンの一部分を用いて描画する
ことにより、近接効果を補正することができる。
The entire pattern on the second aperture 6 is first exposed, and then the three left patterns of the same pattern are selected to select an appropriate irradiation time so that the accumulated energy is almost equal to the central portion, and multiple exposure is performed. You can go. When performing the second irradiation, by irradiating two patterns on the second aperture 6 and one by one while controlling the irradiation time,
Accurate proximity effect correction can be executed at high speed without using the variable rectangle drawing method. In this multiple exposure, first the second
Even when a part of the pattern on the aperture 6 is irradiated and then the entire pattern is irradiated, the same effect can be obtained. In this way, when the influence of the proximity effect is significant in the pattern on the second aperture 6, the proximity effect can be corrected by drawing using a part of the pattern on the second aperture 6. it can.

【0026】さらに上述の方法により、クーロン効果を
低減することも可能である。すなわち、クーロン効果低
減の手法は、第2アパーチャ6を透過する絶対電子数を
減少させることが効果的であるが、第2アパーチャ6上
に形成された開口比の異なるパターン毎に電流密度を変
化させることは不可能である。もちろん、第2アパーチ
ャ6設計時からクーロン効果を考慮して開口比を設定す
ることができるが、この場合には、第2アパーチャ6上
のパターン面積が小さくなり、一括描画による描画時間
を短縮する効果は低下する。さらに開口比が大きい場合
においても高感度レジスト使用時には電流密度を下げて
描画する場合もあるため、極力パターン面積を大きくす
ることが望ましい。つまり、第2アパーチャ6上のパタ
ーン面積をできる限り大きくし、低感度レジスト等を用
いる際に電流密度を上げて描画する場合には、第2アパ
ーチャ6を透過する電子数を減少させるために、第2ア
パーチャ6上のパターンの一部のみを選択的に照射す
る。これにより、クーロン効果を低減することができ
る。
Further, the Coulomb effect can be reduced by the above method. That is, the method for reducing the Coulomb effect is effective in reducing the absolute number of electrons passing through the second aperture 6, but the current density is changed for each pattern formed on the second aperture 6 and having a different aperture ratio. It is impossible to make them. Of course, the aperture ratio can be set in consideration of the Coulomb effect from the time of designing the second aperture 6, but in this case, the pattern area on the second aperture 6 becomes small and the writing time by batch writing is shortened. The effect decreases. Further, even when the aperture ratio is large, the current density may be lowered when writing is performed when the high-sensitivity resist is used. Therefore, it is desirable to increase the pattern area as much as possible. In other words, when the pattern area on the second aperture 6 is made as large as possible and the current density is increased and writing is performed when using a low-sensitivity resist or the like, in order to reduce the number of electrons passing through the second aperture 6, Only part of the pattern on the second aperture 6 is selectively illuminated. Thereby, the Coulomb effect can be reduced.

【0027】さらに、上述の描画方法により一括描画の
使用頻度を向上させ、描画時間の短縮が図ることができ
る。すなわち、DRAM等のメモリLSIのセル部のパ
ターンは周期性を有し、繰り返しパターンの一部分を開
口したアパーチャを用いる一括描画法はこのようなパタ
ーンに対して描画時間を大幅に短縮することに特に有効
である。一括描画法を用いる際には、描画すべきパター
ンが第2アパーチャ6に形成されたパターンの数の整数
倍でない場合には、残りの部分を可変矩形描画法により
描画しなければならない。ところが、可変矩形描画法を
用いたのでは、描画回数が多くなるため描画時間が増加
する。そこで、余りの部分が2本分であった場合には、
第2アパーチャ6上のパターンの2本のみを露光するこ
とにより、描画時間を短縮することが可能となる。さら
にこの時、上述したように近接効果補正も同時に行うこ
とができる。
Further, the above-mentioned drawing method can improve the frequency of use of collective drawing and shorten the drawing time. That is, the pattern of the cell portion of the memory LSI such as DRAM has a periodicity, and the collective writing method using the aperture in which a part of the repeated pattern is opened is particularly effective for drastically shortening the drawing time for such a pattern. It is valid. When the batch drawing method is used, if the pattern to be drawn is not an integral multiple of the number of patterns formed in the second aperture 6, the remaining portion must be drawn by the variable rectangle drawing method. However, when the variable rectangle drawing method is used, the drawing time increases because the number of drawing times increases. So, if there are two remaining parts,
By exposing only two of the patterns on the second aperture 6, the drawing time can be shortened. Further, at this time, the proximity effect correction can be simultaneously performed as described above.

【0028】続いて、図2を参照しながら本発明の第2
実施例に係る電子ビーム描画装置および電子ビーム描画
方法を説明する。本実施例に係る電子ビーム描画装置
は、第1アパーチャ3と第2アパーチャ6との間に第3
アパーチャ11等が配設されている点において第1実施
例に係る電子ビーム描画装置と異なっている。すなわ
ち、第2アパーチャ6の上方には、成形レンズ4、成形
偏向器51、第3アパーチャ11が設けられている。こ
のように構成された電子ビーム描画装置において、第1
アパーチャ3と第3アパーチャ11の重なり具合いを適
宜変更することにより、第2アパーチャ6上の任意の位
置に任意の形状の電子ビームを照射することができる。
この方法は、第2アパーチャ6上に形成された複数のパ
ターン相互の間隔が第1実施例によるビーム偏向を行う
のに十分でない場合に有効である。
Next, referring to FIG. 2, the second embodiment of the present invention will be described.
An electron beam writing apparatus and an electron beam writing method according to an embodiment will be described. The electron beam drawing apparatus according to the present embodiment includes a third aperture between the first aperture 3 and the second aperture 6.
The electron beam drawing apparatus according to the first embodiment is different in that an aperture 11 and the like are provided. That is, the molded lens 4, the molded deflector 51, and the third aperture 11 are provided above the second aperture 6. In the electron beam writing apparatus configured as described above, the first
By appropriately changing the overlapping condition of the aperture 3 and the third aperture 11, it is possible to irradiate an arbitrary position on the second aperture 6 with an electron beam having an arbitrary shape.
This method is effective when the spacing between the plurality of patterns formed on the second aperture 6 is not sufficient to perform the beam deflection according to the first embodiment.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、第
2アパーチャに形成された複数の露光パターンのうちの
一部を選択的に使用することにより、パターンの周辺部
における描画時間を短縮することができる。また、パタ
ーンの周辺部において、電子ビームの照射量を低減する
ことにより、一括描画法を用いながら近接効果補正を容
易に行うことが可能である。さらに、第2アパーチャを
通過する電子の量を制限することができるため、多くの
電子同士が反発しあうことによるビームぼけ等の問題を
回避することができる。
As described above, according to the present invention, by selectively using a part of the plurality of exposure patterns formed in the second aperture, the drawing time in the peripheral portion of the pattern can be shortened. can do. Further, by reducing the irradiation amount of the electron beam in the peripheral portion of the pattern, it is possible to easily perform the proximity effect correction while using the collective writing method. Further, since the amount of electrons passing through the second aperture can be limited, it is possible to avoid a problem such as beam blurring caused by a large number of electrons repelling each other.

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

【図1】本発明の第1実施例に係る電子ビーム描画装置
および電子ビーム描画方法を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining an electron beam drawing apparatus and an electron beam drawing method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例に係る電子ビーム描画装置
および電子ビーム描画方法を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an electron beam writing apparatus and an electron beam writing method according to a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の電子ビーム描画装置および電子ビーム描
画方法を説明するための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining a conventional electron beam writing apparatus and electron beam writing method.

【図4】近接効果を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a proximity effect.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電子銃 2 電子ビーム 3 第1アパーチャ 4 成形レンズ 5 成形偏向器(偏向手段) 6 第2アパーチャ 10 試料 11 第3アパーチャ 51 成形偏向器(偏向手段) 52 成形偏向器(偏向手段) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electron gun 2 Electron beam 3 1st aperture 4 Forming lens 5 Forming deflector (deflecting means) 6 2nd aperture 10 Sample 11 3rd aperture 51 Forming deflector (deflecting means) 52 Forming deflector (deflecting means)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子ビームを発する電子銃と、 矩形の開口部が形成された第1アパーチャと、 露光パターンを表す開口部が複数形成された第2アパー
チャと、 第1アパーチャの開口部を透過した電子ビームを偏向
し、この電子ビームを第2アパーチャの複数の開口部の
うちの一部の開口部に選択的に照射可能な偏向手段とを
備えたことを特徴とする電子ビーム描画装置。
1. An electron gun for emitting an electron beam, a first aperture having a rectangular opening, a second aperture having a plurality of openings representing an exposure pattern, and a light passing through the opening of the first aperture. An electron beam drawing apparatus comprising: a deflecting unit capable of deflecting the electron beam and selectively irradiating the electron beam to a part of the plurality of openings of the second aperture.
【請求項2】 電子銃から発せられた電子ビームを、第
1アパーチャに形成された矩形の開口部に照射し、 第1アパーチャの開口部を通過した電子ビームを偏向手
段を用いて第2アパーチャに形成された複数の開口部の
全体に照射し、 第2アパーチャのそれぞれの開口部を通過した電子ビー
ムを試料に投影することにより、複数の露光パターンを
同時に試料に露光する一括描画法と、 第1アパーチャの開口部を通過した電子ビームを偏向手
段を用いて第2アパーチャに形成された複数の開口部の
うちの一部に選択的に照射し、 第2アパーチャの一部の開口部を通過した電子ビームを
試料に投影することにより、第2アパーチャに形成され
た露光パターンのうちの一部の露光パターンを試料に露
光する部分一括描画法とを備えたことを特徴とする電子
ビーム描画方法。
2. An electron beam emitted from an electron gun is applied to a rectangular opening formed in the first aperture, and the electron beam passing through the opening of the first aperture is deflected by a second aperture. A batch drawing method in which a plurality of exposure patterns are simultaneously exposed to the sample by irradiating the whole of the plurality of openings formed on the sample and projecting the electron beam that has passed through the respective openings of the second aperture onto the sample. The electron beam that has passed through the opening of the first aperture is selectively irradiated to a part of the plurality of openings formed in the second aperture by using the deflecting means, and a part of the opening of the second aperture is exposed. And a partial batch writing method for exposing a part of an exposure pattern of the exposure pattern formed on the second aperture to the sample by projecting the passed electron beam onto the sample. Electron beam writing method that.
【請求項3】 電子ビームを発する電子銃と、 矩形の開口部が形成された第1アパーチャと、 露光パターンを表す開口部が複数形成された第2アパー
チャと、 第1アパーチャと第2アパーチャとの間に配設され、矩
形の開口部が形成された第3アパーチャと、 第1アパーチャおよび第3のアパーチャの双方の開口部
を透過した電子ビームを偏向し、この電子ビームを第2
アパーチャの複数の開口部のうちの一部の開口部に選択
的に照射可能な偏向手段とを備えたことを特徴とする電
子ビーム描画装置。
3. An electron gun which emits an electron beam, a first aperture having a rectangular opening, a second aperture having a plurality of openings representing an exposure pattern, a first aperture and a second aperture. An electron beam transmitted through both the first aperture and the third aperture having a rectangular aperture formed therein and the first aperture and the third aperture, and the second electron beam is deflected.
An electron beam drawing apparatus comprising: a deflecting unit capable of selectively irradiating a part of the plurality of apertures of the aperture.
【請求項4】 請求項3記載の電子ビーム描画装置にお
いて、 第1アパーチャの開口部を通過した電子ビームを偏向
し、この電子ビームを第3アパーチャの開口部の所定の
部分に照射する偏向手段を備えたことを特徴とする電子
ビーム描画装置。
4. The electron beam drawing apparatus according to claim 3, wherein the electron beam that has passed through the opening of the first aperture is deflected, and the electron beam is applied to a predetermined portion of the opening of the third aperture. An electron beam drawing apparatus comprising:
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