JPS59189627A - Charged beam exposing apparatus - Google Patents

Charged beam exposing apparatus

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Publication number
JPS59189627A
JPS59189627A JP58063772A JP6377283A JPS59189627A JP S59189627 A JPS59189627 A JP S59189627A JP 58063772 A JP58063772 A JP 58063772A JP 6377283 A JP6377283 A JP 6377283A JP S59189627 A JPS59189627 A JP S59189627A
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JP
Japan
Prior art keywords
blanker
aperture
blanking
pattern
blanking electrodes
Prior art date
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Pending
Application number
JP58063772A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kurihara
健二 栗原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Publication of JPS59189627A publication Critical patent/JPS59189627A/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
    • H01J37/304Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
    • H01J37/3045Object or beam position registration

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To execute high precision positioning with high productivity by providing an array slit, a blanking electrode, a pattern data generating circuit and an electro-optical system which focuses a reduced image of the one of the beams deflected or not deflected by the blanking electrode to the surface of sample. CONSTITUTION:An array slit 28a is illuminated by the beam having the uniform intensity through a condenser lens 27 and the NXN multi-beam is generated from an aperture 31. A blanker apparatus 28b has the blanker 14 corresponding to the aperture 31 of array slit 28a and each blanker 41 is provided with the blanking electrodes 43, 44 supported by an insulating substrate 42. The beam having passed the aperture 31 enters the one blanker 41. An interval of blanking electrodes 43, 44 is longer than the length of a side of aperture 31 and thereby the beam passes between the blanking electrodes 43, 44 without collision with them. When a voltage is applied to the blanking electrodes 43, 44, the beam having passed the corresponding aperture 31 can be turned ON and OFF selectively.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体集積回路等の微細なパターンを形成する
りソゲラフイエ程の中で使用する荷電ビーム露光装置に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a charged beam exposure apparatus used for forming fine patterns of semiconductor integrated circuits, etc., and for use in the Sogelafye process.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、荷電ビームを用いた露光装置として、■スポット
ビーム方式、■成形ビーム方式、■マルチビーム方式、
■マスク転写方式 の各方式による装置が開発されてい
る。■のスポットビーム方式では、微細に絞ったビーム
で試料面上を走査してパターン描画するために、露光時
間か長いという欠点がある。■の成形ビーム方式は1、
固定または可変の矩形ビームを形成し、この矩形ごとに
パターンを描画していく方式であるが、1本のビームで
露光するので、パターンが微細になってくると生産性は
十分とはいえない。■のマルチビーム方式は、多数のビ
ームを同時に発生してパターンを描画する方式であり、
■、■の方式のように1本のビームを用いるよりも描画
時間が短縮され、高い生産性が期待できる。■のマスク
転写方式はあらかじめ転写するパターンを形成したマス
クの像をそのままあるいは縮小して試料面上に結像させ
て露光する方式であり、マスクとしては、金属薄板にビ
ーム透過孔をあけたものや、ホトエミッ夕を利用したも
のがある。しかし、このマスク転写方式では、あらかじ
めマスクパターンを用意する必要があるので、任意パタ
ーンを発生することかできす、またマスク製作の困難性
かあり、高精度なマスクが得にくい。さらに、重ね合わ
せ露光では、高精度の位置合わせが問題となる。すなわ
ち、マスクと試料との位置合わせが難しく、また電子光
学系の歪やチップの歪等の補正ができないので、実用上
問題である。
Conventionally, exposure devices using charged beams include ■ spot beam method, ■ shaped beam method, ■ multi-beam method,
■Mask transfer methods Devices using various methods have been developed. The spot beam method (2) has the disadvantage that the exposure time is long because the pattern is drawn by scanning the sample surface with a finely focused beam. ■The shaped beam method is 1,
This method forms a fixed or variable rectangular beam and draws a pattern for each rectangle, but since exposure is done with a single beam, productivity is not sufficient as the pattern becomes finer. . ■The multi-beam method generates multiple beams simultaneously to draw a pattern.
Drawing time is shorter than using a single beam as in methods (2) and (2), and higher productivity can be expected. The mask transfer method described in (2) is a method in which the image of the mask on which the pattern to be transferred is formed in advance is formed as it is or is reduced in size and formed on the sample surface for exposure.The mask is a thin metal plate with beam transmission holes. There is also one that uses a photo emitter. However, in this mask transfer method, since it is necessary to prepare a mask pattern in advance, it is not possible to generate an arbitrary pattern, and it is also difficult to produce a mask, making it difficult to obtain a highly accurate mask. Furthermore, in overlay exposure, highly accurate positioning becomes a problem. That is, it is difficult to align the mask and the sample, and it is not possible to correct distortions of the electron optical system, distortions of the chip, etc., which is a practical problem.

第1図は従来のマルチビーム方式の荷電ビーム露光装置
を示す図である。この装置においては、電子銃1から放
出されたビームをブランカ5を介して成形アパーチャ2
上に結像させて照明し、この成形アパーチャ2の像をア
パーチャレンズ3で試料4の面上に結像させるとともに
、偏向器6でビームを走査する。この場合、偏向器6は
各アパーチャレンズ3に対して共通であるので、同時に
同じパターンを描画することができる。すなわち各アパ
ーチャレンズ3に対して1チツプが対応するので、−回
の描画でアパーチャレンズ3の数に等しいチップを描画
できる。
FIG. 1 is a diagram showing a conventional multi-beam type charged beam exposure apparatus. In this device, a beam emitted from an electron gun 1 is passed through a blanker 5 to a shaping aperture 2.
An image of the shaping aperture 2 is formed on the surface of the sample 4 using an aperture lens 3, and the beam is scanned using a deflector 6. In this case, since the deflector 6 is common to each aperture lens 3, the same pattern can be drawn at the same time. That is, since one chip corresponds to each aperture lens 3, chips equal to the number of aperture lenses 3 can be written in - times of drawing.

しかし、この装置では偏向器6か各アパーチャレンズ3
に対して共通であるので、各アパーチャレンズ3による
像の歪を補正することができないから、微細パターン形
成で重要となる高精度な位置合わせが難しく、問題であ
る。
However, in this device, either the deflector 6 or each aperture lens 3
Since the distortion of the image caused by each aperture lens 3 cannot be corrected, it is difficult to perform highly accurate positioning, which is important in fine pattern formation, which is a problem.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は以上に説明した従来の荷電ビーム露光装置の欠
点を解決するためになされたもので、高い生産性をもち
、かつ高精度な位置合わせを行なうことができる荷電ビ
ーム露光装置を提供することを目的とする。
The present invention has been made in order to solve the above-described drawbacks of the conventional charged beam exposure apparatus, and an object of the present invention is to provide a charged beam exposure apparatus that has high productivity and can perform highly accurate positioning. With the goal.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この目的を達成するため、本発明においては、二次元に
配列された開口を有するアレイスリットと、その開口に
それぞれ対応したブランキング電極と、そのブランキン
グ電極の各々に電圧を印加するパターンデータ発生回路
と、上記ブランキング電極によって偏向されないビーム
、偏向されたビームのどちらか一方を試料面上に縮小結
像する電r−光学系とを設け、」−記開口間の格子部の
縮小像の幅と上記電子光学系の収差とか同程度となるよ
うに」−記格子部の幅および、]二二重電子光学の収差
を設定する。
To achieve this objective, the present invention includes an array slit having two-dimensionally arranged apertures, blanking electrodes corresponding to the apertures, and pattern data generation for applying a voltage to each of the blanking electrodes. a circuit, and an electro-optical system for forming a reduced image of either the beam undeflected by the blanking electrode or the beam deflected by the blanking electrode on the sample surface; The width of the grating section and the aberration of the double electron optical system are set so that the width and the aberration of the electron optical system are approximately the same.

本発明によれば、マルチビームを用いるので、1本のビ
ームによる荷電ビーム露光装置よりも生産性が向」ニす
る。また、1チツプごとに、比較的小さい領域を単位と
して露光するので、歪補正、位置合わせ等が容易にてき
、しかも高精度に行うことができる。そのために、本発
明による荷電ビーム露光装置は、多数の微細パターンを
有する半導体集積回路の大量生産用露光装置として用い
て好連である。
According to the present invention, since multiple beams are used, productivity is improved compared to a charged beam exposure apparatus using a single beam. Furthermore, since each chip is exposed in relatively small areas, distortion correction, position alignment, etc. can be easily performed with high precision. Therefore, the charged beam exposure apparatus according to the present invention is suitable for use as an exposure apparatus for mass production of semiconductor integrated circuits having a large number of fine patterns.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に・説明す
る。第2図に本発明に係る荷電ビーム露光装置の全体構
成を示す。図において21は電子銃、22はウェーネル
ト、23はアノード、24はフラン力25はブランキン
グ絞り26の位置にビームを結像するためのコンデンサ
レンズ、28aは二次元に配列された開口を有するアレ
イスリ・ンl−128bはその開口にそれぞれ対応した
ブランカを有するブランカ装置で、各ブランカにはフラ
ンキング電極が設けられている。27はアレイスリ・ノ
l−28aを照明するためのコンデンサレンズ、29.
211はアレイスリット28aの像を縮小する縮小レン
ズ、210はフ゛ランカ装置28bのブランキング電極
によって偏向されたビームをカットするブランキング絞
り、212は対物レンズ、213は偏向器、214は試
料、215はマーク検出器、216は試料ステージ、2
17はブラン:キング制御回路、218はブランカ装置
28bのブランキング電極の各々に電圧を印加するパタ
ーンデータ発生回路、219は偏向制御回路、220は
マーク検出回路、221はステージ制御回路、222は
計算機インターフェース、223は計算機である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 2 shows the overall configuration of a charged beam exposure apparatus according to the present invention. In the figure, 21 is an electron gun, 22 is a Wehnelt, 23 is an anode, 24 is a Fran force 25 is a condenser lens for focusing the beam at the position of a blanking aperture 26, and 28a is an array lens having two-dimensionally arranged apertures.・N-128b is a blanker device having blankers corresponding to each opening thereof, and each blanker is provided with a flanking electrode. 27 is a condenser lens for illuminating the array pick-up lens 28a; 29.
211 is a reduction lens that reduces the image of the array slit 28a, 210 is a blanking aperture that cuts the beam deflected by the blanking electrode of the blanker device 28b, 212 is an objective lens, 213 is a deflector, 214 is a sample, and 215 is a Mark detector, 216, sample stage, 2
17 is a blanking control circuit, 218 is a pattern data generation circuit that applies voltage to each of the blanking electrodes of the blanker device 28b, 219 is a deflection control circuit, 220 is a mark detection circuit, 221 is a stage control circuit, and 222 is a computer. The interface 223 is a computer.

つぎに、アレイスリッ) 28aの具体的な形状を第3
図に示す。31は開口、32は開口31間の格子部であ
る。開口31は正方形であり、開口31のピ・ノチは等
間隔で、配列はNxNである。そして、アレイスリット
28aはコンデンサレンズ27で一様な強・度のビーム
で照明され、各開口31からNxN本のマルチビームか
発生する。アレイスリット28aの直下にはブランカ装
置28bか配置されているか、その関係を第4図に示す
。ブランカ装置28bはアレイス’) ソト28aの開
口31にそれぞれ対応したブランカ41を有しており、
各ブランカ41には絶縁基板42に支えられたブランキ
ング電極43.44が設けられている。そして、開口3
1を通過したビームがそれぞれ1つのブランカ41に入
射するようになっている。ブランキング電極43.44
の間隔は、開口31の一辺の長さより大きく、ビームが
ブランキング電極43.’44にあたらないようにしで
ある。ブランキング電極43.44に電圧をかければ、
これに対応する開口31を通過したビームを選択的にO
N。
Next, the specific shape of the array slit 28a is
As shown in the figure. 31 is an opening, and 32 is a lattice portion between the openings 31. The aperture 31 is square, the pin-notches of the aperture 31 are equally spaced, and the arrangement is NxN. The array slit 28a is illuminated with a beam of uniform intensity and intensity by the condenser lens 27, and N×N multi-beams are generated from each aperture 31. A blanker device 28b is arranged directly below the array slit 28a, and the relationship therebetween is shown in FIG. The blanker device 28b has blankers 41 corresponding to the openings 31 of the array 28a,
Each blanker 41 is provided with a blanking electrode 43,44 supported by an insulating substrate 42. And opening 3
Each beam passing through one blanker 41 is made incident on one blanker 41. Blanking electrode 43.44
The interval between the blanking electrodes 43 . This is to avoid hitting '44. If voltage is applied to the blanking electrodes 43 and 44,
The beam passing through the corresponding aperture 31 is selectively
N.

OFFすることができる。すなわちNxN本のビームを
独立にスイッチングすることが可能となる。
Can be turned off. That is, it becomes possible to switch NxN beams independently.

ブランカ装置28bの構成の例を第5図に示す。絶縁基
板(たとえば5i02基板)42に正方形の穴58をあ
け、その側面に金属を蒸着してブランキング電極43.
44を形成し、絶縁基板42の面にホトリソグラフィ等
により配線53.54を形成して、ブランキング電極4
3.44と配線53.54とを接続する。ブランキンク
電極43はアースとし、フランキング電極44をスイッ
チング回路55を介して電源56に接続する。また、こ
のブランカ装置28bを構成する絶縁基板42には、必
要に応じてチャージアップ防止のため、シールド電極の
取付けや、絶縁体の露出部除去の加工を施す。たとえば
、穴58のフランキング電極43.44の面取外の絶縁
体表面に電極を付けてアースにつなぐか、あるいはブラ
ンキング電極143、44を結ぶ方向と直角な方向に並
んだブランカ41間の絶縁体をエツチングやビーム加工
等により除去すればよい。
An example of the configuration of the blanker device 28b is shown in FIG. A square hole 58 is made in the insulating substrate (for example, a 5i02 substrate) 42, and metal is deposited on the side surface of the hole to form the blanking electrode 43.
44, and wirings 53 and 54 are formed on the surface of the insulating substrate 42 by photolithography or the like to form blanking electrodes 4.
3.44 and wiring 53.54 are connected. The blanking electrode 43 is grounded, and the flanking electrode 44 is connected to a power source 56 via a switching circuit 55. Further, the insulating substrate 42 constituting the blanker device 28b is processed, as necessary, to attach a shield electrode or remove exposed portions of the insulator in order to prevent charge-up. For example, an electrode may be attached to the non-chamfered insulator surface of the flanking electrodes 43 and 44 in the hole 58 and connected to the ground, or between the blankers 41 arranged in a direction perpendicular to the direction in which the blanking electrodes 143 and 44 are connected. The insulator may be removed by etching, beam processing, or the like.

以上のように構成されたアレイスリット28aとブラン
カ装置28bとからなるマルチビーム発生機・構により
、描画パターンを発生する方法を説明す ゛る。第6図
ta+は描画するパターンと画素との関係を示すもので
、回路パターン1チツプ分の全露光領域を部分領域61
に分割し、さらにこれをパターンの最小単位の画素62
でメツシュ状に分割してし・る。なお、斜線を施した部
分が描画パターン63を表わしている。描画は部分領域
61を単位として行う方式をとる。描画パターン63は
画素62の整数倍の幅のパターンに限定される。部分領
域61はアレイスリッ)28aのN’xN個の開口31
の配列に対応している(なお、第6図ではN=6の場合
を示している)。また、画素62は1つの開口31に1
対1に対応する。さて、パターン63を描画するには、
パターン63内に含まれるすべての画素62に対応する
各ブランカ41をOFFにし、パターン63内に含まれ
ない画素62に対応する各ブランカ41をONにする。
A method of generating a drawing pattern using the multi-beam generating mechanism consisting of the array slit 28a and the blanker device 28b constructed as described above will be explained. FIG. 6 ta+ shows the relationship between the pattern to be drawn and the pixels.
This is further divided into 62 pixels, which are the minimum unit of the pattern.
Divide it into mesh-like pieces. Note that the hatched portion represents the drawing pattern 63. Drawing is performed in units of partial areas 61. The drawing pattern 63 is limited to a pattern whose width is an integral multiple of the pixel 62. The partial area 61 is formed by N'xN openings 31 of the array slit 28a.
(Note that FIG. 6 shows the case where N=6). Furthermore, one pixel 62 is provided in one aperture 31.
Corresponds to 1. Now, to draw pattern 63,
Each blanker 41 corresponding to all the pixels 62 included in the pattern 63 is turned off, and each blanker 41 corresponding to the pixel 62 not included in the pattern 63 is turned on.

すると、第6図(b)に示すように、ブランカ装置28
bからは描画パターン63に含まれる画素62に対応す
るビーム64が偏向されないで出力される。ここでアレ
イスリット28aには第3図に示すように格子部32が
あるから、これによりビームがさえぎられるので、各ビ
ーム64は格子部32の幅に対応した間隔で分離してい
る。各ブランカ41に同時にON。
Then, as shown in FIG. 6(b), the blanker device 28
From b, the beam 64 corresponding to the pixel 62 included in the drawing pattern 63 is output without being deflected. Here, since the array slit 28a has a grating portion 32 as shown in FIG. 3, the beams are blocked by this, so that each beam 64 is separated by an interval corresponding to the width of the grating portion 32. Turn on each blanker 41 at the same time.

OFFの信号を与えれば、一度に描画パターン63に 
If an OFF signal is given, the drawing pattern 63 will be drawn at once.
.

対応したビーム64が発生する。ブランカ装置28bヲ
通過したビームは縮小レンズ29により集束し、ブラン
キング絞り210の位置に結像され、ブランキング絞り
210によりブランカ装置28bにより偏向されたビー
ムはカットされる。さらに、ブランカ装置28bにより
偏向されないビームを縮小レンズ゛211で縮小し、対
物レンズ212で試料214面上に結像する。このとき
、ブランカ装置28bの出力ビームの強度は、たとえば
第7図talのような分布を持っている。すなわち、a
部は開口31を通過したビームに対応し、b部は格子部
32てさえぎられた部分に対応する。このビームを縮小
量るとき、電子光学系の収差がないとすれば、第7図t
alの強度分布をもったビームがそのまま縮小されて試
料214面に照射される。したがって、第7図falの
b部に相当する部分は露光されないのでパターンがこの
部分で切れてしまう。そこで、格子部32の投影像 ′
が試料214面上に表われないようにする必要がある。
A corresponding beam 64 is generated. The beam that has passed through the blanker device 28b is focused by a reduction lens 29 and focused at the position of a blanking aperture 210, and the beam deflected by the blanker device 28b is cut by the blanking aperture 210. Furthermore, the beam that is not deflected by the blanker device 28b is reduced by a reduction lens 211, and an image is formed on the surface of a sample 214 by an objective lens 212. At this time, the intensity of the output beam of the blanker device 28b has a distribution as shown in FIG. 7, for example. That is, a
The part corresponds to the beam passing through the aperture 31, and the b part corresponds to the part blocked by the grid part 32. When reducing this beam, assuming that there is no aberration in the electron optical system, Fig. 7 t
The beam having the intensity distribution of al is directly reduced and irradiated onto the surface of the sample 214. Therefore, since the portion corresponding to portion b in FIG. 7fal is not exposed, the pattern is cut off at this portion. Therefore, the projected image of the lattice part 32'
It is necessary to prevent this from appearing on the surface of the sample 214.

すなわち、電子光学系の収差により、試料214面上で
のアレイスリッ) 28aの像にぼけを生じさせて、格
子部32がぼけにより見えないようにする第7図(1)
)に示すように、点線で示した各間1」31に対応する
ビームは、格子部32に対応する部分にもはけによりビ
ーム分布を持だぜ、各ビーム強度をたしたときに、部分
領域61の端の部分を除いて一様な強度分布を持つよう
にする。そして、ビームをON、OFFすれば、第7図
tc+に示ずように、格子部32の幅に相当する程度の
ビームたれを持った複数の矩形ビームが得られる。また
、これらのビームが相隣り合う場合も、その境界におけ
るビーム強度は一様であるので、描画したパターンに切
れが生じることはない。ここで、具体的な数値をあげて
説明する。まず、プレイスリット28aの配列を20X
20 (N=20)とし、各開口31の一辺の長さを8
0μmとし、格子部32の幅を20μmとする。したが
って、アレイスリッ)28aJ二の部分領域61の−:
辺の長さは、2mmとなる。コンデンサレンズ25゜2
7、対物レンズ212による総合倍率をIAooとする
と、試料214面上の部分領域61の一辺の長さは5μ
mとなる。この場合、画素62の一辺の長さは025μ
mである。試料214面上での開口31の像の一辺の長
さは02μmで、格子部32の像の幅は0.05μmで
ある。ここで、電子光学系の収差は0.05μm程度は
通常存在するので、試料214面」二での開口31の像
を形成する各ビームにだれか生じる。このビームたれが
0.05μm程度であれば、格子部32の影響は無視て
き、格子部32のビーム強度を開口31のビーム強度と
同程度にすることかできる。つきに、従来の描画方式で
ある可変成形ビーム方式と比較してみる。可変成形の最
大ビーム寸法を5μm X 5μmとして、長さ5μm
2幅0.5μmのラインアンドスペースを露光する場合
を考えると、可変成形ビーム方式では05μm X 5
μmのビームを5回ショットする必要がある。また、0
,5μm×05μmのスルーホールを05μm間隔で露
光する場合は、05μm X O,5μmのビームを2
5回ショットする必要がある。これに対して、本発明の
方式においては、上述のようにアレイスリッI・28a
の配列を20 X 20とすれは、」−記ラインアンド
スペース、スルーホールヲ1回のショットで露光するこ
とかできる。したがって、可変成形ビーム方式では本発
明の方式と比較して、実・描画時間がそれぞれ5倍、2
5倍と長くなる。またデータ転送等のむだ時間も1シヨ
ツトごとに増加シティ<ことを考えると、本発明の方式
ではノヨット数が大幅に低減されるので、生産性向」二
に大きな効果がある。また、アレイスリット28aの開
口31の一辺の長さを80μm、ピッチを100μmと
すると、ブランカ装置28bの寸法はたとえば次のよう
に設定する。すなわち、穴58の一辺の長さを90μm
、深さを1 mmとする。そして、加速電圧を30kV
、ブランキング電圧を5Vとし、ブランキング!絞り2
10の位置をブランカ装置28bの下方200 mmと
すれば、ブランカ装置2しによって偏向されたビームを
約200μm移動させることができ、ビームをカットす
ることは容易である。
In other words, the image of the array slit (28a) on the surface of the sample 214 is blurred due to the aberration of the electron optical system, so that the grating portion 32 is not visible due to the blur (FIG. 7(1)).
), the beam corresponding to each interval 1'' 31 indicated by the dotted line has a beam distribution due to the brushing in the part corresponding to the grating part 32, and when the respective beam intensities are added, The region 61 is made to have a uniform intensity distribution except for the end portions. Then, by turning the beams ON and OFF, a plurality of rectangular beams having beam sag corresponding to the width of the grating section 32 are obtained, as shown in FIG. 7tc+. Further, even when these beams are adjacent to each other, the beam intensity at the boundary is uniform, so that no breaks occur in the drawn pattern. Here, specific numerical values will be given and explained. First, arrange the play slits 28a at 20X.
20 (N=20), and the length of one side of each opening 31 is 8.
0 μm, and the width of the grating portion 32 is 20 μm. Therefore, the array slit) 28aJ second partial area 61 -:
The length of the side is 2 mm. Condenser lens 25°2
7. If the total magnification by the objective lens 212 is IAoo, then the length of one side of the partial area 61 on the surface of the sample 214 is 5μ
m. In this case, the length of one side of the pixel 62 is 025μ
It is m. The length of one side of the image of the aperture 31 on the surface of the sample 214 is 02 μm, and the width of the image of the grating portion 32 is 0.05 μm. Here, since the electron optical system normally has an aberration of about 0.05 μm, some aberration occurs in each beam forming an image of the aperture 31 on the surface of the sample 214. If this beam deflection is about 0.05 μm, the influence of the grating portion 32 can be ignored, and the beam intensity of the grating portion 32 can be made comparable to the beam intensity of the aperture 31. Finally, let's compare it with the variable shaping beam method, which is a conventional drawing method. The maximum beam size for variable shaping is 5μm x 5μm, and the length is 5μm.
2 Considering the case of exposing lines and spaces with a width of 0.5 μm, the variable shaped beam method has a width of 0.5 μm x 5.
It is necessary to shoot the μm beam five times. Also, 0
, 5μm x 05μm through holes at 05μm intervals, 05μm x O, 5μm beam is 2
You need to take 5 shots. On the other hand, in the method of the present invention, as described above, the array slit I.
If the array is 20 x 20, the lines and spaces and through holes can be exposed in one shot. Therefore, in the variable shaped beam method, the actual drawing time is 5 times longer and 2 times longer, respectively, compared to the method of the present invention.
It will be 5 times longer. Furthermore, considering that dead time such as data transfer increases with each shot, the method of the present invention greatly reduces the number of shots, which has a great effect on productivity. Further, assuming that the length of one side of the opening 31 of the array slit 28a is 80 μm and the pitch is 100 μm, the dimensions of the blanker device 28b are set as follows, for example. That is, the length of one side of the hole 58 is 90 μm.
, the depth is 1 mm. Then, set the acceleration voltage to 30kV
, set the blanking voltage to 5V, and blanking! Aperture 2
If the position of the blanker device 28b is 200 mm below the blanker device 28b, the beam deflected by the blanker device 2 can be moved by about 200 μm, and the beam can be easily cut.

以上説明したようにして、部分領域61のパターン描画
が行われるので、1チツプの描画を行うには、第2図の
偏向器213、試料ステージ216により部分領域61
が1チツプすべての領域をおおうよう・に描画をくりか
えす。パターンデータは計算機223よりインターフェ
ース222を介してパターンデータ発生回路218に入
力され、ブランカ装置28bにブランキンク信号か送ら
れる。マーク検出はマーク検出器215によりマーク信
号をとり出し、マーク検出回路220により信号処理し
て行われる。偏向器213の偏向領域を越えるパターン
を描画するときは、ステージ制御回路221によりステ
ージ移動を行えばよい。ブランカ24はブランキング制
御回路217によりON、 OFFされるが、これはア
レイスリフト28aにビームが照射される時間を少なく
シ゛コンタミネーションを防ぐために設けたものであす
る。このブランカ24はな(でも機能上は問題ないまた
、光学系の歪は偏向制御回路219て発生する偏向電圧
に補正を行うことにより高精度に補正可能である。
As explained above, the pattern of the partial area 61 is drawn, so in order to write one chip, the deflector 213 and sample stage 216 shown in FIG.
Repeat drawing until it covers the entire area of one chip. The pattern data is input from the computer 223 to the pattern data generation circuit 218 via the interface 222, and a blanking signal is sent to the blanker device 28b. Mark detection is performed by extracting a mark signal by a mark detector 215 and processing the signal by a mark detection circuit 220. When writing a pattern that exceeds the deflection area of the deflector 213, the stage may be moved by the stage control circuit 221. The blanker 24 is turned on and off by a blanking control circuit 217, but this is provided to reduce the time during which the array lift 28a is irradiated with the beam and to prevent sea contamination. This blanker 24 does not pose any problem in terms of functionality, and distortion in the optical system can be corrected with high precision by correcting the deflection voltage generated by the deflection control circuit 219.

なお、上述実施例においては、ブランキング電極43.
44によって偏向されないビームを試料214面上に縮
小結像したが、ブランキング電極43.44によって偏
向されたビームを試料214面上に縮小結像してもよい
Note that in the above embodiment, the blanking electrode 43.
Although the beam that is not deflected by the blanking electrodes 43 and 44 is reduced and imaged onto the sample 214 surface, the beam that is deflected by the blanking electrodes 43 and 44 may be reduced and imaged onto the sample 214 surface.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以に説明したように、本発明に係る荷電ビーム露光装置
においては、多数のブランキング電極により複雑なパタ
ーンを露光することかできるから生産性を向」−させる
ことが可能である。また、重ね合わせ描画や歪補正も従
来の可変変成方式と同様に容易に行なうことが可能であ
る。さらに、アレイスリットの格子部の像が試料面上に
現われず均一なビームか得られる。したがって、サブミ
クロンパターンを有するLSIのパターン描画用露光1
装置として有利な特徴をもっており、L S I製造工
程に用いて好適である。
As explained above, in the charged beam exposure apparatus according to the present invention, complex patterns can be exposed using a large number of blanking electrodes, so that productivity can be improved. Furthermore, overlapping drawing and distortion correction can be easily performed in the same manner as in the conventional variable transformation method. Furthermore, the image of the lattice portion of the array slit does not appear on the sample surface, and a uniform beam can be obtained. Therefore, exposure 1 for pattern drawing of an LSI having a submicron pattern
It has advantageous features as a device and is suitable for use in the LSI manufacturing process.

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

第1図は従来のマルチビーム方式の荷電ビーム露光装置
を示す図、第2図は本発明に係る荷電ビーム露光装置の
全体構成を示す図、第3図はアレイスリットの具体的な
形状を示す図、第4図アレイスリットとブランカ装置と
の関係を示す図、第5図はブランカ装置の構成を示す図
、第6図[a]は描画パターンと画素との関係を示す図
、第6図(1〕)・はフラン力装置から偏向されないで
出力されたビームを示す図、第7図はブランカ装置の出
力ビームの強度と試料面上に結像されたビーム強度との
対応を示す図である。 27・・・コンデンサレンズ °28a・・・アレイスリット 28b・・ブランカ装置  29・・・縮小レンズ31
・開口       32・・・格子部41・・・ブラ
ンカ 43、44・・ブランキング電極 2」0・・フランキンク絞り 2]1・・・縮小レンズ   212・・・対物レンズ
214・・試料 218・・パターンデータ発生回路 特許出願人 日本電信電話公社 代理人弁理士 中村純之助 第3図 第5図 第6図 3 オフ図 (C)−βVIA−
FIG. 1 is a diagram showing a conventional multi-beam type charged beam exposure device, FIG. 2 is a diagram showing the overall configuration of a charged beam exposure device according to the present invention, and FIG. 3 is a diagram showing the specific shape of the array slit. 4 shows the relationship between the array slit and the blanker device, FIG. 5 shows the configuration of the blanker device, FIG. 6 [a] shows the relationship between the drawing pattern and the pixels, FIG. (1)・ is a diagram showing the beam output without being deflected from the Fran force device, and Figure 7 is a diagram showing the correspondence between the output beam intensity of the blanker device and the beam intensity imaged on the sample surface. be. 27...Condenser lens °28a...Array slit 28b...Blanker device 29...Reducing lens 31
・Aperture 32...Grid portion 41...Blankers 43, 44...Blanking electrode 2''0...Frankink diaphragm 2]1...Reducing lens 212...Objective lens 214...Sample 218...Pattern Data generation circuit patent applicant Junnosuke Nakamura, patent attorney representing Nippon Telegraph and Telephone Public Corporation Figure 3 Figure 5 Figure 6 Figure 3 Off diagram (C) -βVIA-

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 二次元に配列された開口を有するアレイスリットと、そ
の開口にそれぞれ対応したブランキング電極と、そのブ
ランキング電極の各々に電圧を印加するパターンデータ
発生回路と、上記ブランキング電極によって偏向されな
いビーム、偏向されたビームのどちらか一方を試料面上
に縮小結像する電子光学系とを具備し、上記開口間の格
子部の縮小像の幅と上記電子光学系の収差とが同程度と
なるように」ユ記格子部の幅および」ユ記電子光学系の
収差を設定したことを特徴とする荷電ビーム露光装置。
an array slit having apertures arranged two-dimensionally, blanking electrodes corresponding to the apertures, a pattern data generation circuit applying a voltage to each of the blanking electrodes, and a beam not deflected by the blanking electrodes; and an electron optical system that forms a reduced image of either one of the deflected beams on the sample surface, so that the width of the reduced image of the lattice portion between the apertures and the aberration of the electron optical system are approximately the same. A charged beam exposure apparatus characterized in that the width of the grating portion and the aberration of the electron optical system are set.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013093567A (en) * 2011-10-03 2013-05-16 Param Co Ltd Electron beam drawing method and drawing apparatus
CN103456589A (en) * 2012-05-31 2013-12-18 睿励科学仪器(上海)有限公司 Diaphragm for adjusting particle beam with multipole lenses and device including same

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CN103456589A (en) * 2012-05-31 2013-12-18 睿励科学仪器(上海)有限公司 Diaphragm for adjusting particle beam with multipole lenses and device including same

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