JPH0443629A - Charged particle beam lithography equipment - Google Patents
Charged particle beam lithography equipmentInfo
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- JPH0443629A JPH0443629A JP14975590A JP14975590A JPH0443629A JP H0443629 A JPH0443629 A JP H0443629A JP 14975590 A JP14975590 A JP 14975590A JP 14975590 A JP14975590 A JP 14975590A JP H0443629 A JPH0443629 A JP H0443629A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、LSI等の半導体集積回路のパターンをマス
クやウェハ等の試料上に描画する荷電ビーム描画装置に
係わり、特にメモリ・デバイスに代表される繰り返しパ
ターンに合致した形状のビームを発生して高速に描画す
る荷電ビーム描画装置に関する。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a charged beam drawing apparatus for drawing patterns of semiconductor integrated circuits such as LSIs on a sample such as a mask or a wafer. The present invention relates to a charged beam lithography apparatus that generates a beam having a shape matching a repetitive pattern typified by a memory device and performs lithography at high speed.
(従来の技術)
近年、LSIのパターンは益々微細かつ複雑になってお
り、このようなパターンを形成するものとして電子ビー
ム描画装置が用いられている。この装置では一般に、ビ
ーム成形手段により矩形や三角形のビーム(描画単位図
形)を形成し、これらの描画単位図形の組み合わせで所
望のパターンが描画される。なお、ビーム成形手段では
、2枚のビーム成形用アパーチャマスクの各アパーチャ
の光学的重なりにより矩形や三角形のビームが成形され
る。(Prior Art) In recent years, LSI patterns have become increasingly finer and more complex, and electron beam lithography equipment has been used to form such patterns. Generally, in this apparatus, a beam forming means forms a rectangular or triangular beam (drawing unit figure), and a desired pattern is drawn by a combination of these drawing unit figures. Note that the beam shaping means shapes a rectangular or triangular beam by optically overlapping each aperture of two beam shaping aperture masks.
また最近では、メモリ・パターンのように繰り返しを有
するパターンを描画する場合、2枚のアパーチャマスク
の一方に繰り返しの基本パターンに相当するアパーチャ
を設けておき、この繰り返しパターン用アパーチャを用
いてパターンの繰り返し部を描画する方式(キャラクタ
・プロジェクション方式)が提案されている。Recently, when drawing repetitive patterns such as memory patterns, an aperture corresponding to the basic repeating pattern is provided on one of two aperture masks, and this repeating pattern aperture is used to draw the pattern. A method (character projection method) for drawing repeated parts has been proposed.
この方式では、繰り返しの基本パターンを1回のショッ
トで描画することができるので、メモリ・パターン等で
は基本パターンの繰り返し数だけ描画すればよく、描画
スルーブツトの格段の向上をはかることができる。In this method, a repeated basic pattern can be drawn in one shot, so in a memory pattern, etc., it is only necessary to draw as many times as the basic pattern is repeated, and the drawing throughput can be significantly improved.
しかしながら、この種のキャラクタプロジェクション方
式にあっては、次のような問題があった。即ち、1つの
LSIチップを描画するに際しては、素子分離層、コン
タクト、ゲートポリシリコン及び配線層など、デバイス
規模の増大に伴って20層以上の露光処理が順次必要と
なり、更に多種のLSIチップを次から次へと描画する
ことが要求される。LSIチップのパターンは、基本的
にLSIチップのデバイス毎及び1層毎に繰り返しパタ
ーンの形状が異なっている。従って、1枚のビーム成形
用アパーチャマスクに全てのパターンを用意するのは困
難であった。However, this type of character projection method has the following problems. In other words, when drawing one LSI chip, as the device scale increases, exposure processing of 20 or more layers such as element isolation layers, contacts, gate polysilicon, and wiring layers becomes necessary, and even more types of LSI chips are drawn. Requires drawing one after another. The pattern of an LSI chip basically has a different repeated pattern shape for each device and each layer of the LSI chip. Therefore, it has been difficult to prepare all patterns on one beam shaping aperture mask.
この対策として、繰り返しパターン用アパーチャ形状が
異なる複数のビーム成形用アパーチャマスクを準備し、
デバイス毎及び複数の層毎にアパーチャマスクを交換す
ることが考えられる。しかし、アパーチャマスクの交換
に際しては、電子銃から発生される電子ビームを試料に
照射するまでの経路である電子光学鏡筒内の真空状態を
全部若しくは局部的に破壊して交換する必要がある。こ
のため、アパーチャマスクの交換を伴う描画パターン層
やLSIチップの種類を変えて1m画することは描画装
置の稼働率を著しく阻害することとなると共に、電子光
学系の再調整及び装置の安定性を維持する上で極めて多
くの問題を抱えていた。As a countermeasure for this, we prepared multiple beam shaping aperture masks with different aperture shapes for repeated patterns.
It is conceivable to replace the aperture mask for each device and for each layer. However, when replacing the aperture mask, it is necessary to completely or locally destroy the vacuum state within the electron optical column, which is the path through which the electron beam generated from the electron gun irradiates the sample. For this reason, changing the drawing pattern layer or the type of LSI chip, which involves replacing the aperture mask, to perform a 1m drawing will significantly impede the operating rate of the drawing equipment, and will require readjustment of the electron optical system and the stability of the equipment. There were many problems in maintaining the .
そして、このような問題点はLSIの生産性を低下させ
ると共にLSIデバイスの生産コストを高くする要因と
なり、結果として今後1、slの急速な進歩でパターン
の微細化、高集積化が進む中で電子ビーム描画装置で描
画されたLSIパターンに対する信頼性及び装置の稼働
率を高める上で大きな問題となる。These problems reduce LSI productivity and increase the production cost of LSI devices.As a result, 1. As SL advances rapidly and patterns become finer and more integrated, This poses a major problem in increasing the reliability of LSI patterns drawn with an electron beam drawing device and the operating rate of the device.
(発明が解決しようとする課題)
このように従来、描画スルーブツトの向上を目的として
提案された、キャラクタプロジェクション方式の荷電ビ
ーム描画装置においては、LSIチップのデバイスの種
類、又は素子分離層やコンタクト層などの複数層毎にビ
ーム成形用アパーチャマスクを荷電ビーム光学vl筒の
内部に交換取り付けしなければならない。このとき、ア
パーチャマスクを交換する度に荷電ビーム光学鏡筒内の
真空状態が破壊され、これが荷電ビーム描画装置の稼働
率を著しく低下させる要因となる。また、アパーチャマ
スクの交換及び荷電ビーム光学鏡筒の真空状態を回復し
た後、再度荷電ビーム光学系の調整が必要となり、これ
が装置の安定性を阻害する主な原因となっていた。(Problem to be Solved by the Invention) As described above, in the character projection type charged beam lithography apparatus that has been proposed for the purpose of improving the lithography throughput, it is difficult to The beam shaping aperture mask must be replaced and installed inside the charged beam optical cylinder for each of the plurality of layers. At this time, each time the aperture mask is replaced, the vacuum state within the charged beam optical column is destroyed, which causes a significant decrease in the operating rate of the charged beam drawing apparatus. Furthermore, after replacing the aperture mask and restoring the vacuum state of the charged beam optical column, it is necessary to adjust the charged beam optical system again, which is a main cause of hindering the stability of the apparatus.
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目
的とするところは、キャラクタ・プロジェクション方式
で使用するビーム成形用アパーチャマスクを、荷電ビー
ム光学鏡筒内部の真空度を破壊することなく交換するこ
とができ、装置の信頼性及び稼働率向上をはかり得る荷
電ビーム描画装置を提供することにある。The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a beam shaping aperture mask used in a character projection method without destroying the vacuum inside the charged beam optical column. It is an object of the present invention to provide a charged beam lithography device that can be replaced and can improve the reliability and operating rate of the device.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明のh子は、キャラクタ・プロジェクション方式で
繰り返しを有するパターンを描画することにあり、さら
に繰り返しパターン用アパーチャを有するビーム成形用
アパーチャマスクを荷電ビーム光学鏡筒の真空度を破壊
することなく交換可能としたことにある。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The object of the present invention is to draw a pattern having repetition by a character projection method, and furthermore, to provide an aperture mask for beam shaping having an aperture for the repetition pattern. The reason is that the charged beam optical column can be replaced without destroying the vacuum level.
即ち本発明は、複数のビーム成形用アパーチャマスクの
組み合わせにより寸法可変のビームと繰り返しの基本パ
ターンに相当するビームを成形して、試料上に所望パタ
ーンを描画する荷電ビーム描画装置において、マスクが
配置される荷電ビーム光学鏡筒に隣接して予備室を設け
、この予備室と荷電ビーム光学鏡筒との間でマスクを交
換するマスク交換機構を設けてなることを特徴としてい
る。That is, the present invention provides a charged beam writing apparatus that forms a dimension-variable beam and a beam corresponding to a repetitive basic pattern by combining a plurality of beam-forming aperture masks to draw a desired pattern on a sample. The present invention is characterized in that a preliminary chamber is provided adjacent to the charged beam optical column, and a mask exchange mechanism is provided for exchanging masks between the preliminary chamber and the charged beam optical column.
より具体的には本発明は、荷電ビーム光学鏡筒内に、ビ
ーム成形用アパーチャが形成された第1のビーム成形用
アパーチャマスクと、ビーム成形用アパーチャと繰り返
しパターン用アパーチャが形成された第2のアパーチャ
マスクとを配置し、これらのマスクの各アパーチャの光
学的重なりにより寸法可変のビームと繰り返しの基本パ
ターンに相当するビームを成形して、試料上に所望パタ
ーンを描画する荷電ビーム描画装置において、荷電ビー
ム光学鏡筒の第2のマスクが配置される領域に隣接して
設けられ、繰り返しパターン用アパーチャの形状が異な
る複数の第2のマスクを収容する予備室と、この予備室
と荷電ビーム光学鏡筒との間で第2のマスクを交換する
マスク交換機構とを具備してなることを特徴としている
。More specifically, the present invention provides a first beam shaping aperture mask in which a beam shaping aperture is formed, and a second beam shaping aperture mask in which a beam shaping aperture and a repeating pattern aperture are formed, in a charged beam optical column. In a charged beam drawing device, a desired pattern is drawn on a sample by arranging two aperture masks and forming a beam having variable dimensions and a beam corresponding to a repetitive basic pattern by optically overlapping the apertures of these masks. , a pre-chamber that is provided adjacent to a region where the second mask of the charged beam optical column is arranged and accommodates a plurality of second masks having different shapes of repeating pattern apertures, and the pre-chamber and the charged beam It is characterized by comprising a mask exchange mechanism for exchanging the second mask between the optical lens barrel and the second mask.
また本発明は、上記荷電ビーム描画装置におけるマスク
交換機構を、複数のマスクを載置し一部が荷電ビーム光
学鏡筒内に位置し一部が予備室内に位置するマスク保持
板と、このマスク保持板をビーム軸と平行な軸心を中心
として回転させる駆動機構とから構成したことを特徴と
している。Further, the present invention provides a mask exchange mechanism in the charged beam writing apparatus, including a mask holding plate on which a plurality of masks are placed, a part of which is located in the charged beam optical column, and a part of which is located in the preliminary chamber; It is characterized by comprising a drive mechanism that rotates the holding plate around an axis parallel to the beam axis.
さらに本発明は、上記荷電ビーム描画装置におけるマス
ク交換機構を、複数のマスクを配置し一部が荷電ビーム
光学鏡筒内に位置し一部が予備室内に位置し、且つビー
ム軸方向に沿って離間配置された複数のマスク保持板と
、これらのマスク保持板をど一ム軸と平行な軸心を中心
として独立に回転する第1の駆動機構と、各マスク保持
板をビーム軸と平行な方向Jこ移動する第2の駆動機構
とから構成したことを特徴としている。Furthermore, the present invention provides a mask exchange mechanism in the charged beam writing apparatus, in which a plurality of masks are arranged, one part is located in the charged beam optical column, the other part is located in the preliminary chamber, and the mask exchange mechanism is arranged along the beam axis direction. A first driving mechanism that rotates each mask holding plate independently around an axis parallel to the beam axis; It is characterized by comprising a second drive mechanism that moves in direction J.
(作用)
本発明によれば、キャラクタ・プロジェクション方式で
複数のビーム成形用アパーチャマスクを選択して用いる
ことにより、LSIデバイスの種類や露光対象となる層
に応じたパターンを多数個用意することができ、多種の
LSIチップを次々に描画することが可能となる。さら
に、荷電ビーム光学鏡筒と予備室との間でアパーチャマ
スクを交換することにより、荷電ビーム光学鏡筒の真空
度を阻害することなく複数のアパーチャマスクを交換す
ることができ、装置の大幅な稼働率向上及び安定性向上
を実現することが可能となる。そして、このようなビー
ム成形用アパーチャマスクの自動交換機構は、今後パタ
ーンの微細化及び高集積化が進む状況下にあって、荷電
ビーム描画装置の飛躍的なスルーブツト向上が叫ばれる
中より有効な効果を発揮すると期待される。(Function) According to the present invention, by selecting and using a plurality of beam shaping aperture masks using a character projection method, it is possible to prepare a large number of patterns depending on the type of LSI device and the layer to be exposed. This makes it possible to draw various types of LSI chips one after another. Furthermore, by exchanging aperture masks between the charged beam optical column and the preliminary chamber, multiple aperture masks can be exchanged without disturbing the vacuum level of the charged beam optical column. This makes it possible to improve operating rates and stability. Such an automatic exchange mechanism for beam shaping aperture masks will become more effective in the future as patterns become finer and more integrated, and charged beam lithography systems are expected to dramatically improve their throughput. It is expected that it will be effective.
(実施例) 以下、本発明の詳細を図示の実施例に沿って説明する。(Example) Hereinafter, details of the present invention will be explained along with the illustrated embodiments.
第1図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム描画装置
を示す概略構成図である。図中10は試料室であり、こ
の試料室10内にはガラスマスクや半導体ウェハ等の試
料11を載置したテーブル12が収容されている。テー
ブル12は、テーブル駆動回路13によりX方向(紙面
左右方向)及びY方向(紙面表裏方向)に駆動される。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam lithography apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 10 is a sample chamber, and within this sample chamber 10 is housed a table 12 on which a sample 11 such as a glass mask or a semiconductor wafer is placed. The table 12 is driven by a table drive circuit 13 in the X direction (left and right directions on the paper) and the Y direction (front and back directions on the paper).
そして、テーブル12の移動位置はレーザー測長針など
を用いた位置回路14により測定されるものとなってい
る。The moving position of the table 12 is measured by a position circuit 14 using a laser length measuring needle or the like.
試料室10の上方には電子光学鏡筒20が配置されてい
る。この電子光学鏡筒20内には、電子銃21、各種レ
ンズ21〜26、ブランキング用偏向器31、ビーム寸
法可変用偏向器32、ビーム走査用の主偏向器33、ビ
ーム走査用の副偏向器34及びビーム成形用アパーチャ
マスク35.36などが配置されている。また、電子光
学鏡筒20のアパーチャマスク36の配置位置には、鏡
筒20に連通して予備室49が設けられており、後述す
るマスク交換機構により鏡筒20と予備室49との間で
アパーチャマスク36が交換可能な構造となっている。An electron optical column 20 is arranged above the sample chamber 10. The electron optical lens barrel 20 includes an electron gun 21, various lenses 21 to 26, a blanking deflector 31, a beam dimension variable deflector 32, a main deflector 33 for beam scanning, and a sub-deflector for beam scanning. A device 34, aperture masks 35, 36 for beam shaping, etc. are arranged. Further, at the position where the aperture mask 36 of the electron optical lens barrel 20 is arranged, a preliminary chamber 49 is provided in communication with the lens barrel 20, and a mask exchange mechanism described later is used to connect the lens barrel 20 and the preliminary chamber 49. The aperture mask 36 is constructed to be replaceable.
電子光学鏡筒20では、主偏向器33により所定の単位
描画領域(サブフィールド)に位置決めし、副偏向器3
4によりサブフィールド内での図形描画位置の位置決め
を行うと共に、ビーム寸法可変用偏向器32及び成形用
アパーチャマスク35.36によりビーム形状を制御し
、テーブルを一方向に連続移動しながらLSIチップパ
ターン領域を1回のテーブル連続移動により描画可能な
範囲内で集めた描画ストライブ領域を描画処理する。In the electron optical lens barrel 20, the main deflector 33 positions a predetermined unit drawing area (subfield), and the sub deflector 3
4 to position the figure drawing position within the subfield, and control the beam shape by the beam size variable deflector 32 and shaping aperture mask 35, 36, and draw the LSI chip pattern while continuously moving the table in one direction. Drawing processing is performed on drawing stripe areas collected within a drawable range by one continuous movement of the table.
つまり、LSIチップパターン領域をビームの偏向幅に
応じて短冊状に分割したフレーム領域を集めた描画スト
ライブ領域を描画処理する。In other words, a writing stripe area is written, which is a collection of frame areas obtained by dividing the LSI chip pattern area into strips according to the deflection width of the beam.
更に、テーブル12を連続移動方向に直交する方向にス
テップ移動し、上記処理を繰り返して該描画ストライブ
領域を順次描画するものとなっている。Furthermore, the table 12 is moved stepwise in a direction perpendicular to the direction of continuous movement, and the above process is repeated to sequentially draw the drawing stripe area.
一方、制御計算機40には磁気ディスク(記憶媒体)4
1が接続されており、このディスク41にLSIチップ
の描画パターンデータが格納されている。磁気ディスク
41から読み出されたLSIチップの描画パターンデー
タは、前記描画ストライブ領域毎にパターンメモリ(デ
ータバッファ部)42に一時的に格納される。On the other hand, the control computer 40 has a magnetic disk (storage medium) 4.
1 is connected, and the drawing pattern data of the LSI chip is stored in this disk 41. The drawing pattern data of the LSI chip read from the magnetic disk 41 is temporarily stored in the pattern memory (data buffer section) 42 for each drawing stripe area.
パターンメモリ42に格納された描画ストライブ毎の描
画パターンデータ、つまり描画位置及び基本図形データ
等で構成される描画ストライブ情報は、データ解読部で
あるパターンデータデコータ43及び描画データデコー
ダ44により解読され、ブランキング回路45、ビーム
成形器ドライバ46、主偏向器ドライバ47及び副偏向
器48に送られる。The drawing pattern data for each drawing stripe stored in the pattern memory 42, that is, the drawing stripe information consisting of the drawing position, basic figure data, etc., is processed by the pattern data decoder 43 and the drawing data decoder 44, which are data decoding units. It is decoded and sent to blanking circuit 45, beamformer driver 46, main deflector driver 47 and sub deflector 48.
即ち、パターンデータデコーダ43では上記描画ストラ
イブ領域毎の描画パターンデータを入力し描画ストライ
ブデータとして定義されているパターンの繰り返し情報
を基に圧縮された描画図形データを展開すると共に、該
描画ストライブ領域の描画処理において描画すべき領域
についてサブフィールド毎に判断及び解読しながら、前
記描画パターンデータに定義された描画図形データをビ
ーム成形用アパーチャマスク35.36の組み合わせに
より形成可能な描画単位図形に分割(7て、このデータ
に基づいてビーム制御データが作成されブランキング回
路45に送られて所望のパターンを描画処理する。That is, the pattern data decoder 43 inputs the drawing pattern data for each drawing stripe area, expands the compressed drawing figure data based on the repetition information of the pattern defined as the drawing stripe data, and decodes the drawing pattern data for each drawing stripe area. A drawing unit figure that can be formed by combining the drawing figure data defined in the drawing pattern data with beam shaping aperture masks 35 and 36 while determining and decoding the area to be drawn for each subfield in the live area drawing process. (7) Based on this data, beam control data is created and sent to the blanking circuit 45, where a desired pattern is drawn.
次に、この装置を用いた描画処理工程について説明する
。第2図は描画しようとするLSIパターンの一部を示
すパターン例である。このパターンは、メモリセル部の
ような膨大な繰り返しを有するパターン部1と、該メモ
リセル部を取り囲んでいる比較的繰り返しの少ないバタ
−ン部2、及び全く繰り返し構造を有17ていないパタ
ーン部3から構成されている。Next, a drawing process using this apparatus will be explained. FIG. 2 is a pattern example showing a part of an LSI pattern to be drawn. This pattern consists of a pattern section 1 having a huge number of repetitions such as a memory cell section, a pattern section 2 surrounding the memory cell section with relatively few repetitions, and a pattern section 17 having no repeating structure at all. It consists of 3.
このようなパターンを描画する際に使用するビーム成形
用アパーチャマスク35(第1のアパーチャ)には、第
3図(a)に示すJうに矩形状のアパーチャ35aが形
成されている。また、ビーム成形用アパーチャマスク(
第2のアパーチャ)36は、第3図(b)に示すように
区画化され、それぞれの区画に繰り返しパターン用のア
パーチャ又はビーム成形用のアパーチャが形成されてい
る。即ち、区画B−1には繰り返しの基本パターンに相
当する繰り返しパターン用アパーチャ36b〜36iが
形成されている。A beam shaping aperture mask 35 (first aperture) used when drawing such a pattern has a rectangular aperture 35a shaped like the shape shown in FIG. 3(a). In addition, aperture masks for beam shaping (
The second aperture 36 is divided into sections as shown in FIG. 3(b), and an aperture for a repeating pattern or an aperture for beam shaping is formed in each section. That is, repeating pattern apertures 36b to 36i corresponding to repeating basic patterns are formed in section B-1.
また、区画Aには繰り返しパターン用アパーチャ36b
〜36iでは形成不可能なパターン部以外を描画するた
めに、第3図(c)に示す形状のアパーチャ36aが形
成されている。アパーチャ35a、36aの組み合わせ
では、第3図(d)に示すように矩形ビームと三角形ビ
ームを形成可能である。Also, in section A, there is an aperture 36b for a repeating pattern.
36i, an aperture 36a having the shape shown in FIG. 3(c) is formed in order to draw patterns other than those which cannot be formed. By combining the apertures 35a and 36a, a rectangular beam and a triangular beam can be formed as shown in FIG. 3(d).
上記のアパーチャマスクを用いてLSIパターンを描画
処理するに際1.て、描画ストライプデータに定義され
ている繰り返しパターン部の中の第2のアパーチャマス
ク36にパターンが存在する特定のパターンに対しては
、第1及び第2のアパーチャマスク35.36の組合せ
で一括露光可能として特定のタグ情報を付与しておく。When drawing an LSI pattern using the above aperture mask, 1. Therefore, for a specific pattern in which a pattern exists in the second aperture mask 36 in the repetitive pattern portion defined in the drawing stripe data, the combination of the first and second aperture masks 35 and 36 is used. Specific tag information is assigned to enable exposure.
そして、このタグ情報に基づき、第1のアパーチャ35
の矩形アパーチャ35aのビーム投影像を第2のアパー
チャマスク36の1区画に投影ビームをアライメントし
てパターン露光する。それ以外のパターン部については
、第3図(d)に示すような矩形ビームと三角形ビーム
のみの描画単位図形群に図形分割し、ビーム成形器ドラ
イバ46を制御して1ウェハ若しくは1マスクに所望パ
ターンを描画する。Based on this tag information, the first aperture 35
The beam projection image of the rectangular aperture 35a is pattern-exposed by aligning the projection beam to one section of the second aperture mask 36. For other pattern parts, the drawing unit figures are divided into drawing unit figures of only rectangular beams and triangular beams as shown in FIG. Draw a pattern.
ここで、LSIパターンは製品種別及び層別(素子分離
層やコンタクトなど)に繰り返しパターン部の形状が異
なるものであり、1枚のアパーチャマスク36に全ての
繰り返しパターン用アパーチャを形成するのは困難であ
る。そこで、繰り返しパターン用アパーチャ形状の異な
る複数のアパーチャマスク36を予備室49内に予めセ
ットしておき、必要に応してアパーチャマスク36の交
換を行う。Here, LSI patterns have different shapes of repeating pattern parts depending on product type and layer (element isolation layer, contact, etc.), and it is difficult to form apertures for all repeating patterns in one aperture mask 36. It is. Therefore, a plurality of aperture masks 36 having different aperture shapes for repeated patterns are set in advance in the preliminary chamber 49, and the aperture masks 36 are replaced as necessary.
具体的には第4図に示すように、複数のアパチャマスク
36(3G、〜364)が保持された円板状のマスク保
持板50を回転さぜることにより、必要なアパーチャマ
スク36を電子光学鏡筒20内にセットして上述のよう
な描画処理に供する。なお、マスク保持板50は、第5
図に示すように、一部が電子光学鏡筒20内に、部が予
備室49内に配置されており、駆動部51によりビーム
軸と平行な軸心を中心に回転可能となっている。そして
、アパーチャマスク36が載置される部分には開口が形
成されている。Specifically, as shown in FIG. 4, by rotating a disc-shaped mask holding plate 50 holding a plurality of aperture masks 36 (3G, to 364), necessary aperture masks 36 are electronically removed. It is set in the optical lens barrel 20 and subjected to the drawing process as described above. Note that the mask holding plate 50 has a fifth
As shown in the figure, a part is disposed within the electron optical lens barrel 20 and a part is disposed within the preliminary chamber 49, and is rotatable by a drive section 51 about an axis parallel to the beam axis. An opening is formed in a portion where the aperture mask 36 is placed.
また、第4図に示す交換方法のろではアパーチャマスク
36の保持数に制限があるため、第6図に示すようにマ
スク保持板50(50,〜5ON)を複数枚用意し、マ
スク保持板50を上下方向に駆動することにより必要な
マスク保持板5゜を選択し、マスク保持板50に保持さ
れたアパーチャマスク36をマスク保持板50の回転機
構により選択して、電子光学vi筒2o内にセットし描
画処理に供する。これにより、現在ウェハへのパターン
転写装置として主流となっている先縮小転写装置を上回
る解像度で該装置に匹敵する処理性能を実現することが
できる。Furthermore, since there is a limit to the number of aperture masks 36 that can be held using the replacement method shown in FIG. The required mask holding plate 5° is selected by driving the mask holding plate 50 in the vertical direction, and the aperture mask 36 held on the mask holding plate 50 is selected by the rotation mechanism of the mask holding plate 50, and the aperture mask 36 is moved inside the electron optical VI cylinder 2o. Set to , and use it for drawing processing. As a result, it is possible to achieve processing performance comparable to that of the pre-reduction transfer device, which is currently the mainstream device for pattern transfer to wafers, at a resolution higher than that device.
実際には、マスク保持板50(50,〜5o、)は、第
7図に示すように、ビーム軸方向に沿って離間して配置
されており、マスク保持板5゜の開口の一つには、アパ
ーチャマスク36はセットされていない。いずれかのア
パーチャマスク36を選択する場合、選択すべきアパー
チャマスク36がセットされたマスク保持板5゜(第7
図では50.)が所定の高さ位置に来るように駆動部5
2によりマスク保持板5oを上下方向に移動する。さら
に、選択したマスク保持板50.を駆動部51により回
転することにょリ、選択したアパーチャマスク36がア
パーチャ35aの結像位置にくるようにする。In reality, the mask holding plates 50 (50, to 5o,) are spaced apart along the beam axis direction, as shown in FIG. In this case, the aperture mask 36 is not set. When selecting one of the aperture masks 36, the mask holding plate 5° (seventh
The figure shows 50. ) is at a predetermined height position.
2, the mask holding plate 5o is moved in the vertical direction. Furthermore, the selected mask holding plate 50. is rotated by the drive unit 51 so that the selected aperture mask 36 is positioned at the imaging position of the aperture 35a.
また、他のマスク保持板50は、アパーチャマスク36
がセットされていない開口部が上記選択したアパーチャ
マスク36上に来るように回転する。これにより、選択
したアパーチャマスク36を所定の位置にセットするこ
とができ、キャラクタ−プロジェクション方式による描
画を行うことが可能となる。In addition, the other mask holding plate 50 includes an aperture mask 36
The aperture mask 36 is rotated so that the apertures for which no . Thereby, the selected aperture mask 36 can be set at a predetermined position, and it becomes possible to perform drawing using the character projection method.
かくして本実施例によれば、複数枚のアパーチャマスク
36を保持したマスク保持板50を回転させるのみで、
電子光学鏡筒20と予備室49との間でアパーチャマス
ク36を交換することができ、アパーチャマスク36の
交換に際して電子光学tIi筒20の真空を破る必要が
ない。Thus, according to this embodiment, by simply rotating the mask holding plate 50 holding a plurality of aperture masks 36,
The aperture mask 36 can be exchanged between the electron optical lens barrel 20 and the preliminary chamber 49, and there is no need to break the vacuum of the electron optical tIi cylinder 20 when exchanging the aperture mask 36.
さらに、マスク保持板50を複数枚用い、マスク保持板
500回転と共に軸方向の移動を行うことにより、多数
枚(第7図では16枚)のアパーチャマスク36を選択
することができ、各種の繰り返しパターンに対応するこ
とが可能となる。Furthermore, by using a plurality of mask holding plates 50 and moving them in the axial direction while rotating the mask holding plates 500, it is possible to select a large number of aperture masks 36 (16 in FIG. 7), and various repetitions can be performed. It becomes possible to correspond to patterns.
従って、メモリ・デバイスに代表される繰り返しパター
ン部の基本パターンを一括露光するキャラクタプロジェ
クション方式の電子ビーム描画装置において、アパーチ
ャマスク交換に要する時間及びそれに伴う装置のオーバ
ーヘッド時間を大幅に短縮することが可能となり、その
結果として荷電ビーム描画装置の稼働率を高めると共に
、LSIの生産性を高めることができる。Therefore, in a character projection type electron beam lithography system that exposes the basic pattern of a repeating pattern part, such as a memory device, all at once, it is possible to significantly reduce the time required to replace the aperture mask and the associated equipment overhead time. As a result, the operating rate of the charged beam lithography apparatus can be increased, and the productivity of LSI can be increased.
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、電子ビーム描画装置の光学系構成は第1図
に同等限定されるものではなく、仕様に応じて適宜変更
可能である。また、実施例では電子ビームを例にとり説
明しt:が、電子ビームに限定されることなくイオンビ
ームを用いた荷電ビーム描画装置に対し適用可能であり
、繰り返しパターンの転写部以外のビー 人形状は可変
成形ビームを用いたショット方式の他、楕円形ビームを
用いた装置についても適用可能である。また、試料を載
置したテーブルを一方向に連続移動しながら描画する描
画方式の他、テーブルをステップ移動して単位領域毎に
テーブル停止状態で描画処理するステップアンドリピー
ト方式についても適用可能であり、その場合には単位領
域毎に前記マスク保持板を回転して必要なアパーチャを
適宜選択することも可能である。Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the optical system configuration of the electron beam drawing apparatus is not limited to the same as shown in FIG. 1, but can be changed as appropriate according to specifications. In addition, in the embodiment, explanation will be given using an electron beam as an example, but it is not limited to electron beams, but can be applied to a charged beam drawing device using an ion beam, and can be applied to a bead shape other than a repetitive pattern transfer part. In addition to the shot method using a variable shaped beam, it is also applicable to devices using an elliptical beam. In addition to the drawing method in which drawing is performed while continuously moving the table on which the sample is placed in one direction, it is also possible to apply a step-and-repeat method in which the table is moved step by step and drawing processing is performed for each unit area while the table is stopped. In that case, it is also possible to rotate the mask holding plate for each unit area and select the necessary aperture as appropriate.
また、実施例ではマスク保持板の上に複数のアパーチャ
マスクを載置したが、この代わりにマスク保持板自体に
アパーチャを形成、即ちアパーチャマスクとマスク保持
板を一体形成することも可能である。また、実施例では
マスク交換機構として回転可能なマスク保持板を用いた
が、これに限らず荷電ビーム光学鏡筒と予備室との間で
アパーチャマスクを搬送できる機構であればよい。例え
ば、予備室内に複数のアパーチャマスクを収容したマス
クマガジンを用意し、このマガジン内のいずれか一つを
荷電ビーム光学鏡筒内の所定位置に搬送するようにして
もよい。また、実施例では2枚のアパーチャマスクの組
み合わせによりビームを成形したが、ビーム軸方向に離
間した3枚以上のアパーチャマスクの組み合わせにより
ビームを成形することも可能である。その他、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが
できる。Further, in the embodiment, a plurality of aperture masks are placed on the mask holding plate, but instead of this, the apertures may be formed on the mask holding plate itself, that is, the aperture mask and the mask holding plate may be formed integrally. Further, in the embodiment, a rotatable mask holding plate is used as the mask exchange mechanism, but the present invention is not limited to this, and any mechanism that can transport the aperture mask between the charged beam optical column and the preliminary chamber may be used. For example, a mask magazine containing a plurality of aperture masks may be prepared in the preliminary chamber, and any one of the magazines may be transported to a predetermined position within the charged beam optical column. Further, in the embodiment, the beam is formed by a combination of two aperture masks, but it is also possible to form the beam by a combination of three or more aperture masks spaced apart in the beam axis direction. In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
[発明の効果]
以上詳述したように本発明によれば、メモリ・デバイス
に代表される繰り返しパターンの基本パターンをアパー
チャの1投影像にて露光可能なキャラクタプロジェクシ
ョン方式の荷電ビム描画装置において、6z工電ビーム
光学鏡筒に隣接して予備室を設け、このy−備室と荷電
ビーム光学鏡筒との間でアパーチャマスクを交換するマ
スク交換機構を設けているので、LSIデバイスの種類
や露光対象となる層に応じて交換が必要なビーム成形用
アパーチャマスクを、荷電ビーム光学鏡筒の真空度を阻
害することなく交換することができ、装置の大幅な稼働
率向上及び安定性向上を実現することができる。[Effects of the Invention] As detailed above, according to the present invention, in a character projection type charged beam drawing apparatus capable of exposing a basic pattern of a repeating pattern typified by a memory device with one projection image of an aperture, A preliminary chamber is provided adjacent to the 6z electric beam optical column, and a mask exchange mechanism is provided to exchange the aperture mask between this chamber and the charged beam optical column. The beam shaping aperture mask, which needs to be replaced depending on the layer to be exposed, can be replaced without disturbing the vacuum level of the charged beam optical column, significantly increasing the operating rate and stability of the equipment. It can be realized.
第1図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム描画装置
を示す概略構成図、第2図は描画すべきLSIパターン
の一部を示す模式図、第3図はビーム成形用アパーチャ
マスクの各アパーチャ形状を示す模式図、第4図はマス
ク交換機構の一例を示す平面図、第5図は上記アパーチ
ャ交換機構の具体的構成を示す断面図、第6図は複数の
アパーチャマスクの選択法を説明するための模式図、第
7図は複数のアパーチャマスクの交換機構を示す断面図
である。
10・・・試料室、
11・・・試料、
12・・・テーブル、
20・・・電子光学鏡筒、
21・・・電子銃、
22〜26・・・レンズ、
31〜34・・・偏向器、
35.36・・・ビーム成形用アパーチャマスク、35
a、36g・・・ビーム成形用アパーチャ、38b〜3
6ト・・繰り返しパターン用アパーチャ、40・・・制
御計算機、
46・・・ビーム成形器ドライバ、
47・・・主偏向器ドライバ、
48・・・副偏向器ドライバ、
49・・・予備室、
50・・・アパーチャ保持板、
51・・・回転駆動部、
52・・・上下駆動部。
出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦(d)
(e)
第
図
(a)
(C)
ズ−49
第
図FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an electron beam drawing apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a part of an LSI pattern to be drawn, and FIG. 3 is a schematic diagram showing each part of an aperture mask for beam shaping. FIG. 4 is a schematic diagram showing an aperture shape, FIG. 4 is a plan view showing an example of a mask exchange mechanism, FIG. 5 is a sectional view showing a specific configuration of the aperture exchange mechanism, and FIG. FIG. 7, which is a schematic diagram for explanation, is a sectional view showing a mechanism for exchanging a plurality of aperture masks. DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Sample chamber, 11... Sample, 12... Table, 20... Electron optical column, 21... Electron gun, 22-26... Lens, 31-34... Deflection 35.36... Aperture mask for beam shaping, 35
a, 36g...beam shaping aperture, 38b-3
6th...Aperture for repeating pattern, 40...Control computer, 46...Beam shaper driver, 47...Main deflector driver, 48...Sub deflector driver, 49...Preliminary room, 50... Aperture holding plate, 51... Rotation drive section, 52... Vertical drive section. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue (d) (e) Figure (a) (C) Figure Z-49 Figure
Claims (4)
せにより寸法可変のビームと繰り返しの基本パターンに
相当するビームを成形して、試料上に所望パターンを描
画する荷電ビーム描画装置において、 前記マスクが配置される荷電ビーム光学鏡筒に隣接して
前記マスクとは別のマスクを収容する予備室を設け、こ
の予備室内のマスクと荷電ビーム光学鏡筒の前記マスク
を交換するマスク交換機構を設けてなることを特徴とす
る荷電ビーム描画装置。(1) In a charged beam drawing device that forms a dimension-variable beam and a beam corresponding to a repetitive basic pattern by combining a plurality of beam-forming aperture masks to draw a desired pattern on a sample, the masks are arranged. A preliminary chamber for accommodating a mask different from the mask is provided adjacent to the charged beam optical column, and a mask exchange mechanism is provided for exchanging the mask in the preliminary chamber with the mask of the charged beam optical column. A charged beam lithography device featuring:
ャが形成された第1のビーム成形用アパーチャマスクと
、ビーム成形用アパーチャと繰り返しパターン用アパー
チャが形成された第2のアパーチャマスクとを配置し、
これらのマスクの各アパーチャの光学的重なりにより寸
法可変のビームと繰り返しの基本パターンに相当するビ
ームを成形して、試料上に所望パターンを描画する荷電
ビーム描画装置において、 前記荷電ビーム光学鏡筒の第2のマスクが配置される領
域に隣接して設けられ、繰り返しパターン用アパーチャ
の形状が異なる複数の第2のマスクを収容する予備室と
、この予備室のマスクと荷電ビーム光学鏡筒のマスクを
交換するマスク交換機構とを具備してなることを特徴と
する荷電ビーム描画装置。(2) A first beam shaping aperture mask in which a beam shaping aperture is formed and a second aperture mask in which a beam shaping aperture and a repeating pattern aperture are formed are arranged in the charged beam optical column. death,
In a charged beam writing apparatus that forms a dimensionally variable beam and a beam corresponding to a repetitive basic pattern by optically overlapping the apertures of these masks to draw a desired pattern on a sample, the charged beam optical column comprises: A preliminary chamber is provided adjacent to the area where the second mask is arranged and accommodates a plurality of second masks having different shapes of repeating pattern apertures, and a mask of the preliminary chamber and a mask of the charged beam optical column. 1. A charged beam lithography apparatus comprising: a mask exchange mechanism for exchanging a mask;
部が荷電ビーム光学鏡筒内に位置し一部が予備室内に位
置するマスク保持板と、このマスク保持板をビーム軸と
平行な軸心を中心として回転させる駆動機構とからなる
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の荷電ビーム描
画装置。(3) The mask exchange mechanism includes a mask holding plate on which a plurality of masks are placed, part of which is located in the charged beam optical column and part of which is located in the preliminary chamber, and a mask holding plate that is parallel to the beam axis. 3. The charged beam lithography apparatus according to claim 1, further comprising a drive mechanism that rotates the charged beam lithography device about a central axis.
、一部が荷電ビーム光学鏡筒内に一部が予備室内に位置
し、且つビーム軸方向に沿って離間配置された複数のマ
スク保持板と、これらのマスク保持板をビーム軸と平行
な軸心を中心として独立に回転する第1の駆動機構と、
各マスク保持板をビーム軸と平行な方向に移動する第2
の駆動機構とからなることを特徴とする請求項1又は2
に記載の荷電ビーム描画装置。(4) The mask exchange mechanism includes a plurality of masks, some of which are located in the charged beam optical column and some of which are located in the preliminary chamber, and which are spaced apart along the beam axis direction. a holding plate; a first drive mechanism that independently rotates these mask holding plates about an axis parallel to the beam axis;
The second one moves each mask holding plate in a direction parallel to the beam axis.
Claim 1 or 2, characterized in that the drive mechanism comprises:
Charged beam lithography device described in .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2149755A JP3034277B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Charged beam drawing equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2149755A JP3034277B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Charged beam drawing equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0443629A true JPH0443629A (en) | 1992-02-13 |
| JP3034277B2 JP3034277B2 (en) | 2000-04-17 |
Family
ID=15482043
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2149755A Expired - Fee Related JP3034277B2 (en) | 1990-06-11 | 1990-06-11 | Charged beam drawing equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3034277B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6555833B2 (en) | 1997-05-30 | 2003-04-29 | Hitachi, Ltd. | Charged particle beam lithography apparatus for forming pattern on semi-conductor |
-
1990
- 1990-06-11 JP JP2149755A patent/JP3034277B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6555833B2 (en) | 1997-05-30 | 2003-04-29 | Hitachi, Ltd. | Charged particle beam lithography apparatus for forming pattern on semi-conductor |
| US6583431B2 (en) | 1997-05-30 | 2003-06-24 | Hitachi, Ltd. | Charged particle beam lithography apparatus for forming pattern on semi-conductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3034277B2 (en) | 2000-04-17 |
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