[go: up one dir, main page]

JPH11219879A - Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus - Google Patents

Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus

Info

Publication number
JPH11219879A
JPH11219879A JP10018867A JP1886798A JPH11219879A JP H11219879 A JPH11219879 A JP H11219879A JP 10018867 A JP10018867 A JP 10018867A JP 1886798 A JP1886798 A JP 1886798A JP H11219879 A JPH11219879 A JP H11219879A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure
pattern
vsb
current density
maximum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10018867A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Umagoe
俊幸 馬越
Koji Ando
厚司 安藤
Shinji Sato
信二 佐藤
Kazuyoshi Sugihara
和佳 杉原
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10018867A priority Critical patent/JPH11219879A/en
Publication of JPH11219879A publication Critical patent/JPH11219879A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 CP,VSBの両露光をビームぼけによる解
像性の劣化無しに行い、かつCP露光のメリットを十分
に出してスループットの向上をはかる。 【解決手段】 CP方式とVSB方式を併用してパター
ンを形成する電子ビーム露光方法において、各露光にお
ける電子のクーロン反発及び電子光学系収差によるビー
ムぼけが許容値以下となる最大使用可能電流量を決定す
る第1の工程と、第1の工程により決定された最大使用
可能電流量の条件下で、電流密度とビームサイズをパラ
メータにして対象パターンの描画時間を算出し、該描画
時間を最短にする電流密度とビームサイズを決定する第
2の工程と、第2の工程により決定された電流密度とビ
ームサイズに電子ビーム条件を調整する第3の工程と、
第3の工程により調整された電子ビーム条件の下で、C
P露光とVSB露光を切り換えながらパターンを露光す
る第4の工程とを有すること。
(57) [Problem] To perform both exposure of CP and VSB without deteriorating the resolution due to beam blur, and improve the throughput by sufficiently taking advantage of CP exposure. SOLUTION: In an electron beam exposure method for forming a pattern by using both a CP method and a VSB method, the maximum usable current amount at which the beam blur due to Coulomb repulsion and electron optical system aberration in each exposure becomes equal to or less than an allowable value is determined. Under the conditions of the first step to be determined and the maximum usable current amount determined by the first step, the writing time of the target pattern is calculated using the current density and the beam size as parameters, and the writing time is minimized. A second step of determining a current density and a beam size to be performed; a third step of adjusting electron beam conditions to the current density and the beam size determined by the second step;
Under the electron beam conditions adjusted by the third step, C
And a fourth step of exposing the pattern while switching between P exposure and VSB exposure.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを用い
たリソグラフィ技術に係わり、特に繰り返しパターンを
一括露光するキャラクタプロジェクション方式(CP方
式)と成形ビームでパターンを描画する可変成形ビーム
描画方式(VSB方式)を併用してウェハ上にパターン
を露光する電子ビーム露光方法と、これを実現するため
の電子ビーム露光装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lithography technique using an electron beam, and more particularly to a character projection method (CP method) for simultaneously exposing repetitive patterns and a variable shaped beam drawing method (VSB) for writing a pattern with a shaped beam. The present invention relates to an electron beam exposure method for exposing a pattern on a wafer by using the method, and an electron beam exposure apparatus for realizing the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、大規模半導体集積回路(LSI)
の高密度化に伴い、電子ビーム等の荷電粒子線を用いる
露光装置が、実際に使用されるようになってきた。かか
る電子ビーム露光装置は、可変成形ビームを用い、試料
面上で荷電粒子線を偏向走査してパターンを描いていく
装置で、ソフトであるパターンデータからパターンとい
うハードを作るパターンジェネレート機能を持った装置
である。しかし、上記の電子ビーム露光装置は矩形或い
は三角形のショットをつなげてパターンを描画するた
め、一般にパターンサイズが小さくなるほど、単位面積
当りの露光ショット数が増加し、スループットが低下す
る。
2. Description of the Related Art In recent years, large-scale semiconductor integrated circuits (LSIs)
Exposure apparatuses using charged particle beams such as electron beams have come to be used in practice with the increase in the density of light. Such an electron beam exposure apparatus is an apparatus that uses a variable shaped beam to deflect and scan a charged particle beam on a sample surface to draw a pattern, and has a pattern generation function for creating a pattern called hardware from software pattern data. Device. However, since the above-described electron beam exposure apparatus draws a pattern by connecting rectangular or triangular shots, generally, as the pattern size decreases, the number of exposure shots per unit area increases and the throughput decreases.

【0003】一方、超微細パターンを必要とされる半導
体装置は、例えば256MビットDRAMのように、微
細ではあるが、露光する殆どの面積はある基本パターン
の繰り返しであるものが多く、繰り返しパターンの単位
となる基本パターンを、それ自身の複雑さに関係なく1
ショットで発生できれば、このようなパターンを微細さ
にはよらず一定のスループットで露光することが可能と
なる。そこで、可変成形ビームを用いた露光方式に加え
て、基本パターンを持つ透過マスク(これを以下、キャ
ラクタアパーチャという)を電子ビームで照射すること
により、1ショットで基本パターンを発生し、それをつ
なげて繰り返しパターンを露光することにより、現実的
なスループットを得るキャラクタプロジェクション方式
の描画方法を装備した露光装置が実用化されつつある。
On the other hand, most semiconductor devices which require an ultrafine pattern, such as a 256-Mbit DRAM, are fine, but most of the area to be exposed is a repetition of a basic pattern. The basic unit pattern is 1 regardless of its own complexity.
If it can be generated by shots, it becomes possible to expose such a pattern at a constant throughput regardless of the fineness. Therefore, in addition to an exposure method using a variable shaped beam, a transmission mask having a basic pattern (hereinafter, referred to as a character aperture) is irradiated with an electron beam to generate a basic pattern in one shot and connect the patterns. Exposure apparatuses equipped with a character projection type drawing method that achieves a realistic throughput by repeatedly exposing a pattern by exposure are being put to practical use.

【0004】電子ビーム露光装置のウェハ描画時間は、
大雑把にはショット時間とショット数の積で表される。
レジスト感度を高く、電流密度を大きくしてショット時
間を短縮し、ビームサイズを大きくしてショット数を低
減すると、描画時間が短くできる。上述の如く数μm□
の基本パターンを繰り返し転写していくキャラクタプロ
ジェクション(CP)方式は、ショット数の低減が図れ
るため、可変成形ビーム(VSB)方式に比べてスルー
プットが高い。
The wafer writing time of the electron beam exposure apparatus is as follows:
Roughly, it is represented by the product of the shot time and the number of shots.
If the resist sensitivity is increased, the current density is increased and the shot time is reduced, and the beam size is increased and the number of shots is reduced, the writing time can be reduced. Several μm as described above
In the character projection (CP) method in which the basic pattern is repeatedly transferred, the number of shots can be reduced, so that the throughput is higher than in the variable shaped beam (VSB) method.

【0005】CP方式は確かに魅力的な方式だが、1回
のショットで使う電流量がVSB方式のそれに比べて大
きくなるため、クーロン反発によるビームのぼけが大き
くなる。CP露光とVSB露光とを使って256Mビッ
トDRAM等のクリティカル層のパターンを形成しよう
としても、パターンぼけが許容値以下となる電流量で、
かつ現在実用化されているレジスト(感度:18μC/
cm2 )では、優れた解像性は満たすものの、CP露光
のメリット(高スループット)は殆ど出てこない。
Although the CP method is certainly an attractive method, the amount of current used in one shot is larger than that of the VSB method, so that beam blur due to Coulomb repulsion increases. Even if an attempt is made to form a critical layer pattern of a 256 Mbit DRAM or the like using CP exposure and VSB exposure, the amount of current at which the pattern blur is less than an allowable value is obtained.
And resists currently in practical use (sensitivity: 18 μC /
cm 2 ), although excellent resolution is satisfied, the merit (high throughput) of CP exposure hardly appears.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、CP
方式とVSB方式を併用してウェハ上に微細パターンを
形成する電子ビーム露光方法においては、パターンぼけ
が許容値以下となる電流量にすると、現在実用化されて
いるレジストで優れた解像性は満たすものの、CP露光
のメリット(高スループット)が殆ど出てこなくなる問
題があった。
As described above, the conventional CP
In the electron beam exposure method for forming a fine pattern on a wafer by using both the method and the VSB method, when the current amount is such that the pattern blur is equal to or less than an allowable value, the excellent resolution of a resist currently in practical use will be reduced. However, there is a problem that the merit (high throughput) of CP exposure hardly appears.

【0007】本発明は、上記の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、CP及びVSBの両
露光をビームぼけによる解像性の劣化を招くことなく行
うことができ、かつCP露光のメリットを十分に出して
スループットの向上をはかり得る電子ビーム露光方法
と、これに使用できる電子ビーム露光装置を提供するこ
とにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and an object of the present invention is to perform both exposure of CP and VSB without deteriorating resolution due to beam blur. Another object of the present invention is to provide an electron beam exposure method capable of sufficiently improving the throughput by sufficiently taking advantage of CP exposure, and an electron beam exposure apparatus that can be used for the method.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】(構成)上記課題を解決
するために本発明は、次のような構成を採用している。 (1)繰り返しパターンはキャラクタマスクを用いて転
写(CP露光)し、繰り返しのないパターン或いは繰り
返しが少ないパターンは可変成形ビームを用いて描画
(VSB露光)する電子ビーム露光方法において、前記
各露光における電子のクーロン反発及び電子光学系収差
によるビームぼけが許容値以下となる最大使用可能電流
量を決定する第1の工程と、第1の工程により決定され
た最大使用可能電流量の条件下で、電流密度とビームサ
イズをパラメータにして対象パターンの描画時間を算出
し、該描画時間を最短にする電流密度とビームサイズを
決定する第2の工程と、第2の工程により決定された電
流密度とビームサイズに電子ビーム条件を調整する第3
の工程と、第3の工程により調整された電子ビーム条件
の下で、CP露光とVSB露光を切り換えながらパター
ンを露光する第4の工程とを有することを特徴とする。
(Structure) In order to solve the above-mentioned problem, the present invention employs the following structure. (1) An electron beam exposure method in which a repetitive pattern is transferred (CP exposure) using a character mask, and a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaped beam. A first step of determining a maximum usable current amount at which a beam blur due to electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration is equal to or less than an allowable value, and under a condition of the maximum usable current amount determined by the first step, A second step of calculating a writing time of the target pattern by using the current density and the beam size as parameters, determining a current density and a beam size that minimize the writing time, and a current density determined by the second step. 3rd to adjust electron beam condition to beam size
And a fourth step of exposing the pattern while switching between the CP exposure and the VSB exposure under the electron beam conditions adjusted in the third step.

【0009】(2)同一感光材に対するパターン転写
を、フォトマスクを用いた光露光と電子ビーム露光の両
者で行い、かつ少なくとも光露光の解像限界以下のパタ
ーン転写を電子ビーム露光で行う方法であって、電子ビ
ーム露光で行うパターン転写に関し、繰り返しパターン
はキャラクタマスクを用いて転写(CP露光)し、繰り
返しのないパターン或いは繰り返しが少ないパターンは
可変成形ビームを用いて描画(VSB露光)する電子ビ
ーム露光方法において、前記各露光における電子のクー
ロン反発及び電子光学系収差によるビームぼけが許容値
以下となる最大使用可能電流量を決定する第1の工程
と、第1の工程により決定された最大使用可能電流量の
条件下で、電流密度とビームサイズをパラメータにして
対象パターンの描画時間を算出し、該描画時間を最短に
する電流密度とビームサイズを決定する第2の工程と、
第2の工程により決定された電流密度とビームサイズに
電子ビーム条件を調整する第3の工程と、第3の工程に
より調整された電子ビーム条件の下で、CP露光とVS
B露光を切り換えながらパターンを露光する第4の工程
とを有することを特徴とする。
(2) A method in which pattern transfer to the same photosensitive material is performed by both light exposure using a photomask and electron beam exposure, and pattern transfer at least equal to or less than the resolution limit of light exposure is performed by electron beam exposure. With regard to pattern transfer performed by electron beam exposure, a repetitive pattern is transferred (CP exposure) using a character mask, and a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaping beam. In the beam exposure method, a first step of determining a maximum usable current amount at which a beam blur due to electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration in each of the exposures is equal to or less than an allowable value, and a maximum step determined by the first step. When drawing the target pattern using the current density and beam size as parameters under the conditions of the available current Is calculated, and a second step of determining the current density and the beam size to the shortest of the image drawing time,
A third step of adjusting the electron beam conditions to the current density and the beam size determined in the second step, and CP exposure and VS under the electron beam conditions adjusted in the third step.
And a fourth step of exposing the pattern while switching the B exposure.

【0010】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (a) 第1の工程において、電子のクーロン反発及び電子
光学系収差によるビームぼけには焦点位置の変動に基づ
くビームぼけ分が含まれていること。 (b) 第2の工程において、最大使用可能電流量,電流密
度,及びビームサイズの関係を以下の式で表わすこと。
但し、比例係数kは0<k≦1である。 最大使用可能電流量=k・(電流密度)・(ビームサイ
ズ)2 (c) 比例係数kは、デバイス毎或いはデバイスを構成す
る層毎に値を変更可能であること。 (d) 第2の工程により決定する電流密度とビームサイズ
は、描画するデバイス毎に或いはデバイスを構成する層
毎に変更可能であること。
Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (a) In the first step, the beam blur due to the Coulomb repulsion of the electrons and the aberration of the electron optical system includes the beam blur due to the fluctuation of the focal position. (b) In the second step, the relationship between the maximum usable current, the current density, and the beam size is expressed by the following equation.
However, the proportional coefficient k is 0 <k ≦ 1. Maximum usable current = k · (current density) · (beam size) 2 (c) The value of the proportional coefficient k can be changed for each device or for each layer constituting the device. (d) The current density and beam size determined in the second step can be changed for each device to be drawn or for each layer constituting the device.

【0011】(3)繰り返しパターンはキャラクタマス
クを用いて転写(CP露光)し、繰り返しのないパター
ン或いは繰り返しが少ないパターンは可変成形ビームを
用いて描画(VSB露光)する電子ビーム露光方法にお
いて、前記CP露光における電子のクーロン反発及び電
子光学系収差によるビームぼけが許容値以下となるよう
に、電子光学系で使用する最大電流量を決定する第1の
工程と、前記VSB露光における電子のクーロン反発及
び電子光学系収差によるビームぼけが許容値以下になる
ように、電子光学系で使用する最大電流量を決定する第
2の工程と、ウェハ上に形成すべき設計パターンデータ
をCP露光用パターンデータとVSB露光用パターンデ
ータとに分離する第3の工程と、第1の工程により決定
された最大電流量の下で、第3の工程により作成された
CP露光用パターンデータを用いてCP露光した場合の
処理時間が最小となるように電流密度と最大ビームサイ
ズを決定する第4の工程と、第2の工程により決定され
た最大電流量の下で、第3の工程により作成されたVS
B露光用パターンデータを用いてVSB露光した場合の
処理時間が最小となるように電流密度と最大ビームサイ
ズを決定する第5の工程と、感光材を塗布したウェハに
対して、第4の工程により決定された電流密度と最大ビ
ームサイズを用いて、第3の工程により作成されたCP
露光用パターンデータを用いてCP露光する第6の工程
と、前記ウェハに対して、第5の工程により決定された
電流密度と最大ビームサイズを用いて、第3の工程によ
り作成されたVSB露光用パターンデータを用いてVS
B露光する第7の工程とを含むことを特徴とする。
(3) In the electron beam exposure method, a repetitive pattern is transferred (CP exposure) using a character mask, and a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaped beam. A first step of determining the maximum amount of current used in the electron optical system so that the electron coulomb repulsion in the CP exposure and the beam blur due to the electron optical system aberration are equal to or less than an allowable value, and the electron Coulomb repulsion in the VSB exposure And a second step of determining the maximum amount of current used in the electron optical system so that the beam blur caused by the aberration of the electron optical system is equal to or less than an allowable value. And a maximum current amount determined in the third step of separating the data into the VSB exposure pattern data. A fourth step of determining the current density and the maximum beam size so that the processing time when the CP exposure is performed using the CP exposure pattern data created in the third step is minimized; and Under the maximum amount of current determined by the step, the VS generated by the third step
A fifth step of determining the current density and the maximum beam size so that the processing time when VSB exposure is performed using the B exposure pattern data is minimized, and a fourth step for the wafer coated with the photosensitive material. Using the current density and the maximum beam size determined by the third step,
A sixth step of performing CP exposure using the pattern data for exposure, and a VSB exposure performed on the wafer by the third step using the current density and the maximum beam size determined in the fifth step. VS using pattern data
And a seventh step of performing B exposure.

【0012】(4)同一感光材に対するパターン転写
を、フォトマスクを用いた光露光と電子ビーム露光の両
者で行い、かつ少なくとも光露光の解像限界以下のパタ
ーン転写を電子ビーム露光で行う方法であって、電子ビ
ーム露光で行うパターン転写は、繰り返しパターンはキ
ャラクタマスクを用いて転写(CP露光)し、繰り返し
のないパターン或いは繰り返しが少ないパターンは可変
成形ビームを用いて描画(VSB露光)する電子ビーム
露光方法において、前記CP露光における電子のクーロ
ン反発及び電子光学系収差によるビームぼけが許容値以
下となるように、電子光学系で使用する最大電流量を決
定する第1の工程と、前記VSB露光における電子のク
ーロン反発及び電子光学系収差によるビームぼけが許容
値以下になるように、電子光学系で使用する最大電流量
を決定する第2の工程と、ウェハ上に形成すべき設計パ
ターンデータをCP露光用パターンデータとVSB露光
用パターンデータとに分離する第3の工程と、第1の工
程により決定された最大電流量の下で、第3の工程によ
り作成されたCP露光用パターンデータを用いてCP露
光した場合の処理時間が最小となるように電流密度と最
大ビームサイズを決定する第4の工程と、第2の工程に
より決定された最大電流量の下で、第3の工程により作
成されたVSB露光用パターンデータを用いてVSB露
光した場合の処理時間が最小となるように電流密度と最
大ビームサイズを決定する第5の工程と、感光材を塗布
したウェハに対して、第4の工程により決定された電流
密度と最大ビームサイズを用いて、第3の工程により作
成されたCP露光用パターンデータを用いてCP露光す
る第6の工程と、前記ウェハに対して、第5の工程によ
り決定された電流密度と最大ビームサイズを用いて、第
3の工程により作成されたVSB露光用パターンデータ
を用いてVSB露光する第7の工程とを含むことを特徴
とする。
(4) A method in which pattern transfer to the same photosensitive material is performed by both light exposure using a photomask and electron beam exposure, and pattern transfer at least equal to or less than the resolution limit of light exposure is performed by electron beam exposure. In pattern transfer performed by electron beam exposure, a repetitive pattern is transferred using a character mask (CP exposure), and a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaping beam. A beam exposure method, a first step of determining a maximum amount of current used in an electron optical system so that Coulomb repulsion of electrons in the CP exposure and beam blur due to electron optical system aberration are equal to or less than an allowable value; The beam blur caused by electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration during exposure should be below the allowable value. A second step of determining the maximum amount of current used in the electron optical system, a third step of separating design pattern data to be formed on the wafer into CP exposure pattern data and VSB exposure pattern data, Under the maximum amount of current determined in the first step, the current density and the maximum beam size are adjusted so that the processing time when the CP exposure is performed using the CP exposure pattern data created in the third step is minimized. The processing time when the VSB exposure is performed using the VSB exposure pattern data generated in the third step under the fourth step to be determined and the maximum current amount determined in the second step is minimized. A fifth step of determining the current density and the maximum beam size as described above, and using the current density and the maximum beam size determined in the fourth step for the wafer coated with the photosensitive material. A sixth step of performing CP exposure using the CP exposure pattern data created in the step, and a third step using the current density and the maximum beam size determined in the fifth step for the wafer. And a seventh step of performing VSB exposure using the VSB exposure pattern data created in the step.

【0013】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (a) 第1,第2の工程で、電子のクーロン反発及び電子
光学系収差によるビームぼけには、焦点位置の変動に基
づくビームぼけ分が含まれていること。 (b) 第4,第5の工程において描画時間を算出する際
に、最大使用可能電流量,電流密度,及びビームサイズ
の関係を以下の式で表わすこと。但し、比例係数kは、
0<k≦1である。 最大使用可能電流量=k・(電流密度)・(ビームサイ
ズ)2 (c) 比例係数kは、デバイス毎或いはデバイスを構成す
る層毎に値を変更可能であること。 (d) 第4,第5の工程により決定するビームサイズは、
描画するデバイス毎に或いはデバイスを構成する層毎に
変更可能であること。
Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (a) In the first and second steps, the beam blur due to the Coulomb repulsion of the electrons and the aberration of the electron optical system includes the beam blur due to the fluctuation of the focal position. (b) When calculating the writing time in the fourth and fifth steps, the relationship between the maximum usable current amount, the current density, and the beam size is expressed by the following equation. Where the proportional coefficient k is
0 <k ≦ 1. Maximum usable current = k · (current density) · (beam size) 2 (c) The value of the proportional coefficient k can be changed for each device or for each layer constituting the device. (d) The beam size determined by the fourth and fifth steps is:
It can be changed for each device for drawing or for each layer constituting the device.

【0014】(e) 電子ビーム露光装置の条件を、第4の
工程により決定された電流密度及び最大ビームサイズと
第5の工程により決定された電流密度及び最大ビームサ
イズで切り換えながら、CP露光方式とVSB露光方式
を混用して露光を行うこと。
(E) While changing the conditions of the electron beam exposure apparatus between the current density and the maximum beam size determined in the fourth step and the current density and the maximum beam size determined in the fifth step, the CP exposure method And VSB exposure method.

【0015】(f) 電子ビーム露光装置の条件を、第4の
工程により決定された電流密度と最大ビームサイズに設
定して調整を行ってからCP露光を行い、次いで第5の
工程により決定された電流密度と最大ビームサイズに設
定して調整を行ってからVSB露光を行うこと。 (g) 電子ビーム露光装置の条件を、第5の工程により決
定された電流密度と最大ビームサイズに設定して調整を
行ってからVSB露光を行い、次いで第4の工程により
決定された電流密度と最大ビームサイズに設定して調整
を行ってからCP露光を行うこと。
(F) The conditions of the electron beam exposure apparatus are adjusted by setting the current density and the maximum beam size determined in the fourth step, and then the CP exposure is performed, and then the conditions are determined in the fifth step. VSB exposure after the current density and the maximum beam size are set and adjusted. (g) Adjusting the conditions of the electron beam exposure apparatus to the current density and the maximum beam size determined in the fifth step, performing VSB exposure, and then performing the current density determined in the fourth step After setting and adjusting the maximum beam size, CP exposure is performed.

【0016】(h) CP露光とVSB露光の照射量が同一
であること。 (i) CP露光とVSB露光の照射量が異なること。 (j) CP露光とVSB露光の各工程の間でウェハをベー
クすること。 (k) ウェハに形成されたマークの位置を検出して描画す
るパターンの位置合わせを行うに際し、CP露光とVS
B露光で同じマークを用いること。
(H) The irradiation doses of the CP exposure and the VSB exposure are the same. (i) The irradiation doses of the CP exposure and the VSB exposure are different. (j) Bake the wafer between each step of CP exposure and VSB exposure. (k) When detecting the position of a mark formed on a wafer and aligning a pattern to be drawn, CP exposure and VS
Use the same mark for B exposure.

【0017】(l) 第3の工程で分離されたCP露光用パ
ターンとVSB露光用パターンとについて図形論理和演
算を行い、その結果得られたパターンを用いて近接効果
を補正するための照射量制御値を算出すること。 (m) 第3の工程で分離される前のパターンデータを用い
て近接効果を補正するための照射量制御値を算出するこ
と。 (n) 第3の工程で分離されたCP露光用パターンとVS
B露光用パターンとについて図形論理和演算を行い、そ
の結果得られたパターンを白黒反転処理したパターン用
い、補助露光を行って近接効果を補正すること。 (o) 第3の工程で分離される前のパターンを白黒反転処
理したパターンを用い、補助露光を行って近接効果を補
正すること。
(L) A pattern OR operation is performed on the CP exposure pattern and the VSB exposure pattern separated in the third step, and the irradiation amount for correcting the proximity effect using the resultant pattern is calculated. Calculate the control value. (m) calculating a dose control value for correcting the proximity effect using the pattern data before being separated in the third step; (n) CP exposure pattern and VS separated in the third step
A figure OR operation is performed on the pattern for B exposure, and a pattern obtained as a result of black and white reversal processing is used to perform auxiliary exposure to correct the proximity effect. (o) Correcting the proximity effect by performing auxiliary exposure using a pattern obtained by inverting the pattern before being separated in the third step into black and white.

【0018】(5)繰り返しパターンはキャラクタマス
クを用いて転写(CP露光)し、繰り返しのないパター
ン或いは繰り返しが少ないパターンは可変成形ビームを
用いて描画(VSB露光)する電子ビーム露光装置であ
って、前記各露光における電子のクーロン反発及び電子
光学系収差によるビームぼけが許容値以下となるように
最大使用可能電流量を決定する手段と、前記決定された
最大使用可能電流量から、電流密度とビームサイズをパ
ラメータにしてデバイスの描画時間を算出し、該描画時
間を最短にする電流密度とビームサイズを決定する手段
と、前記決定された電流密度とビームサイズに電子ビー
ム条件を調整する手段と、前記調整された電流密度とビ
ームサイズを用いてCP露光とVSB露光を切り換えて
パターンを形成する手段とを具備してなることを特徴と
する。
(5) An electron beam exposure apparatus for transferring (CP exposure) a repetitive pattern using a character mask and writing (VSB exposure) using a variable shaped beam for a pattern without repetition or a pattern with few repetitions. Means for determining the maximum usable current amount such that the beam blur due to electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration in each of the exposures is equal to or less than an allowable value, and a current density and a current density from the determined maximum usable current amount. Means for calculating the writing time of the device with the beam size as a parameter, means for determining the current density and beam size to minimize the writing time, and means for adjusting the electron beam conditions to the determined current density and beam size. And switching between CP exposure and VSB exposure using the adjusted current density and beam size to form a pattern. Characterized by comprising and means.

【0019】(6)同一感光材に対するパターン転写
を、フォトマスクを用いた光露光と電子ビーム露光の両
者で行い、かつ少なくとも光露光の解像限界以下のパタ
ーン転写を電子ビーム露光で行う方法に用いられ、繰り
返しパターンはキャラクタマスクを用いて転写(CP露
光)し、繰り返しのないパターン或いは繰り返しが少な
いパターンは可変成形ビームを用いて描画(VSB露
光)する電子ビーム露光装置であって、前記各露光にお
ける電子のクーロン反発及び電子光学系収差によるビー
ムぼけが許容値以下となるように最大使用可能電流量を
決定する手段と、前記決定された最大使用可能電流量か
ら、電流密度とビームサイズをパラメータにしてデバイ
スの描画時間を算出し、該描画時間を最短にする電流密
度とビームサイズを決定する手段と、前記決定された電
流密度とビームサイズに電子ビーム条件を調整する手段
と、前記調整された電流密度とビームサイズを用いてC
P露光とVSB露光を切り換えてパターンを形成する手
段とを具備してなることを特徴とする。
(6) A method in which pattern transfer to the same photosensitive material is performed by both light exposure using a photomask and electron beam exposure, and pattern transfer at least equal to or less than the resolution limit of light exposure is performed by electron beam exposure. An electron beam exposure apparatus for transferring (CP exposure) a repetitive pattern using a character mask and drawing (VSB exposure) a pattern without repetition or a pattern with few repetitions using a variable shaped beam. Means for determining the maximum usable current amount such that the beam blur due to electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration during exposure is equal to or less than an allowable value; and from the determined maximum usable current amount, a current density and a beam size. Calculate the writing time of the device as a parameter and determine the current density and beam size to minimize the writing time. C using means, and means for adjusting the electron beam conditions on the determined current density and beam size, the current density and the beam size the adjusted that
Means for switching between P exposure and VSB exposure to form a pattern.

【0020】(7)繰り返しパターンはキャラクタマス
クを用いて転写(CP露光)し、繰り返しのないパター
ン或いは繰り返しが少ないパターンは可変成形ビームを
用いて描画(VSB露光)する電子ビーム露光装置にお
いて、前記CP露光における電子のクーロン反発及び電
子光学系収差によるビームぼけが許容値以下となるよう
に、電子光学系で使用する最大電流量を決定する第1の
電流量決定手段と、前記VSB露光における電子のクー
ロン反発及び電子光学系収差によるビームぼけが許容値
以下になるように、電子光学系で使用する最大電流量を
決定する第2の電流量決定手段と、ウェハ上に形成すべ
き設計パターンデータをCP露光用パターンデータとV
SB露光用パターンデータとに分離するデータ分離手段
と、第1の電流量決定手段により決定された最大電流量
の下で、データ分離手段により作成されたCP露光用パ
ターンデータを用いてCP露光した場合の処理時間が最
小となるように電流密度と最大ビームサイズを決定する
第1の電流密度・ビームサイズ決定手段と、第2の電流
量決定手段により決定された最大電流量の下で、データ
分離手段により作成されたVSB露光用パターンデータ
を用いてVSB露光した場合の処理時間が最小となるよ
うに電流密度と最大ビームサイズを決定する第2の電流
密度・ビームサイズ決定手段と、感光材を塗布したウェ
ハに対して、第1の電流密度・ビームサイズ決定手段に
より決定された電流密度と最大ビームサイズを用いて、
データ分離手段により作成されたCP露光用パターンデ
ータを用いてCP露光する第1の露光手段と、前記ウェ
ハに対して、第2の電流密度・ビームサイズ決定手段に
より決定された電流密度と最大ビームサイズを用いて、
データ分離手段により作成されたVSB露光用パターン
データを用いてVSB露光する第2の露光手段とを具備
してなることを特徴とする。
(7) In an electron beam exposure apparatus, a repetitive pattern is transferred (CP exposure) using a character mask, and a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaped beam. First current amount determination means for determining the maximum amount of current used in the electron optical system so that the Coulomb repulsion of the electrons in the CP exposure and the beam blur due to the electron optical system aberration are equal to or less than an allowable value; Second current amount determining means for determining the maximum amount of current used in the electron optical system so that the beam blur due to Coulomb repulsion and electron optical system aberration is equal to or less than an allowable value, and design pattern data to be formed on the wafer. Is the pattern data for CP exposure and V
CP exposure is performed using the CP exposure pattern data created by the data separation unit under the maximum current amount determined by the first current amount determination unit and the data separation unit that separates the data into SB exposure pattern data. The first current density / beam size determining means for determining the current density and the maximum beam size so as to minimize the processing time in the case, and the maximum current amount determined by the second current amount determining means A second current density / beam size determining means for determining a current density and a maximum beam size so as to minimize the processing time when VSB exposure is performed using the VSB exposure pattern data created by the separating means; Using the current density and the maximum beam size determined by the first current density / beam size determination means for the wafer coated with
First exposure means for performing CP exposure using the CP exposure pattern data created by the data separation means, and current density and maximum beam determined by the second current density / beam size determination means for the wafer. Using the size,
A second exposure unit for performing VSB exposure using the VSB exposure pattern data created by the data separation unit.

【0021】(作用)本発明によれば、電流密度とビー
ムサイズを所望の値に選定することで、一定の焦点深度
内でCP及びVSBの両露光のビームぼけが許容値以下
になるため、チップ内にCPとVSBパターンが混在す
るデバイスパターンを解像性の劣化なしに、かつその際
のスループットを大きくして描画ができる。さらに、光
とEBとを用いる同層のミックスアンドマッチリソグラ
フィ法において、EBにおける電流密度とビームサイズ
を所望の値に選定することで、一定の焦点深度内でCP
及びVSBの両露光のビームぼけが許容値以下になるた
め、上記と同様の効果が得られる。
(Operation) According to the present invention, by selecting the current density and the beam size to desired values, the beam blur of both the CP and VSB exposures becomes less than an allowable value within a certain depth of focus. A device pattern in which a CP and a VSB pattern are mixed in a chip can be drawn without deteriorating the resolution and increasing the throughput at that time. Furthermore, in the same-layer mix-and-match lithography method using light and EB, by selecting the current density and beam size in EB to desired values, the CP within a certain depth of focus is obtained.
And VSB, the beam blur of both exposures is equal to or less than the allowable value, so that the same effect as above can be obtained.

【0022】また、フォーカス位置変動によるビームぼ
けも考慮して最大使用可能電流値を決定することによ
り、より精度の高いパターン形成が可能となる。さら
に、デバイス毎或いはデバイスを構成する層毎に異なる
キャラクタ開口率を考慮した最大使用可能電流値とビー
ム寸法及び電流密度の関係式を採用することにより、実
際にキャラクタビームで照射される実効電流量が最大使
用可能電流量となる。従って、スループットを最大限ま
で引き上げることが可能となる。
Further, by determining the maximum usable current value in consideration of the beam blur due to the focus position fluctuation, it is possible to form a pattern with higher accuracy. Furthermore, by adopting a relational expression between the maximum usable current value and the beam size and current density in consideration of the character aperture ratio that differs for each device or each layer constituting the device, the effective current amount actually irradiated by the character beam Becomes the maximum usable current amount. Therefore, it is possible to increase the throughput to the maximum.

【0023】また本発明によれば、CP露光とVSB露
光でそれぞれ独立に電流密度とビームサイズを所望の値
に設定することで、一定の焦点深度内でCP及びVSB
の両露光のビームぼけが許容値以下になるため、チップ
内にCPとVSBパターンが混在するデバイスパターン
を解像性の劣化なしに、かつその際のスループットを最
大にしてEB描画ができる。さらに、光とEBとを用い
る同層のミックスアンドマッチリソグラフィ法におい
て、EBにおける電流密度とビームサイズをCP露光と
VSB露光でそれぞれ独立に所望の値に設定すること
で、一定の焦点深度内でCP及びVSBの両露光のビー
ムぼけが許容値以下になるため、上記と同様の効果が得
られる。
According to the present invention, the current density and the beam size are independently set to desired values in the CP exposure and the VSB exposure, so that the CP and the VSB can be controlled within a constant depth of focus.
Since the beam blur of both exposures is less than the allowable value, EB lithography can be performed on a device pattern in which a CP and a VSB pattern are mixed in a chip without deteriorating the resolution and maximizing the throughput at that time. Furthermore, in the same layer mix-and-match lithography method using light and EB, by setting the current density and beam size in EB to desired values independently in CP exposure and VSB exposure, within a certain depth of focus. Since the beam blur of both the CP and VSB exposures is equal to or less than the allowable value, the same effect as described above can be obtained.

【0024】また、描画するパターンに応じて描画方式
を切り換えると共に、CP方式とVSB方式それぞれに
ついて解像性及びスループットが最大となるように選定
した最大ビームサイズと電流密度とを用いるように装置
の設定条件を切り換えることにより、各露光方式で最大
のスループットを得ることが可能である。
In addition, the writing method is switched according to the pattern to be written, and the apparatus is designed to use the maximum beam size and the current density selected so that the resolution and throughput are maximized for each of the CP method and the VSB method. By switching the setting conditions, it is possible to obtain the maximum throughput in each exposure method.

【0025】また、EB露光工程をCP露光工程とVS
B露光工程とに分離し、各露光工程を行う前に、それぞ
れ解像性及びスループットが最大となるように選定した
最大ビームサイズと電流密度となるように露光装置の条
件を設定することにより、露光装置条件を変更する際に
比較的時間を要する露光装置であっても、各露光方式で
の最大スループットを実現することが可能である。
Further, the EB exposure step is a CP exposure step and a VS exposure step.
B exposure step, before each exposure step, by setting the conditions of the exposure apparatus so that the maximum beam size and current density selected to maximize the resolution and throughput, respectively. Even with an exposure apparatus that requires a relatively long time to change the exposure apparatus conditions, it is possible to realize the maximum throughput in each exposure method.

【0026】また、EB露光工程をCP露光工程とVS
B露光工程とに分離し、これらの露光工程別に複数の露
光装置によって分担することにより、描画条件を変更す
る際に長時間を要する露光装置であっても、各露光方式
での最大スループットを実現することが可能である。
Further, the EB exposure step is a CP exposure step and a VS exposure step.
Separation into B exposure process and sharing by multiple exposure devices for each exposure process realizes maximum throughput for each exposure method even if the exposure device takes a long time to change drawing conditions It is possible to

【0027】また、CP露光工程とVSB露光工程との
間でウェハをベークすることにより、各露光工程間に比
較的長時間のタイムラグが発生したとしても、パターン
の解像性及び寸法精度が劣化することを防止できる。さ
らに、CP露光工程とVSB露光工程とで同一の位置合
わせマークを検出して描画位置を補正することにより、
各露光工程間のパターン接続精度を劣化させることがな
い。
Further, by baking the wafer between the CP exposure step and the VSB exposure step, even if a relatively long time lag occurs between each exposure step, the resolution and dimensional accuracy of the pattern deteriorate. Can be prevented. Further, by detecting the same alignment mark in the CP exposure step and the VSB exposure step and correcting the drawing position,
There is no deterioration in pattern connection accuracy between exposure steps.

【0028】また、CP露光パターンとVSB露光パタ
ーンとを合成したパターンにて近接効果補正を施す、即
ち合成したパターンについて照射量補正計算を行う、或
いは合成したパターンから補助露光用パターンを生成し
て補助露光を行うことにより、両露光パターン間の近接
効果を適切に補正することができ、パターンの仕上り精
度を向上させることが可能となる。
Also, the proximity effect correction is performed on a pattern obtained by combining the CP exposure pattern and the VSB exposure pattern, that is, a dose correction calculation is performed on the combined pattern, or an auxiliary exposure pattern is generated from the combined pattern. By performing the auxiliary exposure, the proximity effect between the two exposure patterns can be appropriately corrected, and the finishing accuracy of the pattern can be improved.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】発明の実施形態を説明する前に、
電子ビーム露光装置(東芝製:EX−8D;キャラクタ
プロジェクション/可変成形ビーム方式、最大ビームサ
イズ:1μm□)を用いて電流量と解像性がどのように
関係しているかを調べた結果について述べる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Before describing an embodiment of the present invention,
The results of examining the relationship between the current and resolution using an electron beam exposure system (Toshiba: EX-8D; character projection / variable shaped beam method, maximum beam size: 1 μm □) are described. .

【0030】図2は、電流密度を10〜40A/cm2
に変化させ、かつ各電流密度毎に焦点位置を変化させ
て、VSB及びCP方式にて0.15μmルールのL/
Sパターンを描画し(使用レジスト:シプレー社製SA
L606、膜厚500nm)、仕上がり寸法がどう変化
するかを見た図である。この図において、横軸は電流
量、縦軸は基準寸法からの変動量である。なお、この図
は、焦点深度として5μm確保した場合の電流量と変動
量の関係を示してある。
FIG. 2 shows that the current density is 10 to 40 A / cm 2.
And the focal position is changed for each current density, and the L / L of the 0.15 μm rule
Draw S pattern (use resist: Shipley SA
L606, film thickness of 500 nm) and how the finished dimensions change. In this figure, the horizontal axis represents the amount of current, and the vertical axis represents the amount of variation from the reference dimension. This figure shows the relationship between the amount of current and the amount of fluctuation when a depth of focus of 5 μm is secured.

【0031】0.15μmL/Sの仕上がり寸法変動の
許容値を、例えばTmax −Tmin <5nm(3% of C
D)とすると、ビームサイズ1μm□のCP露光(開口
率50%)での最大電流量は185nAであり、これ以
上の電流量ではビームぼけが大きく寸法変動量が所定値
以内におさまらないことが分る。一方、VSB露光では
CP露光に比べて電流量が小さいため、ビームぼけは少
なく解像性の高いパターンが形成できることが分る。従
って、CP方式とVSB方式の機能を合わせ持った電子
ビーム露光装置では、(ビームサイズに応じてその値が
変わるが)ある焦点深度内で両露光でのビームぼけによ
る寸法変動を許容値以内にしようとすると、使える最大
電流量が決まってしまうことが分る。
The allowable value of the finished dimensional variation of 0.15 μmL / S is defined as, for example, Tmax−Tmin <5 nm (3% of C
D), the maximum current amount in CP exposure (aperture ratio 50%) with a beam size of 1 μm □ is 185 nA, and a current amount larger than this may cause large beam blur and the dimensional variation may not fall within a predetermined value. I understand. On the other hand, since the current amount is smaller in the VSB exposure than in the CP exposure, it can be seen that a pattern with less beam blur and high resolution can be formed. Therefore, in an electron beam exposure apparatus having both the functions of the CP method and the VSB method, the dimensional change due to the beam blur in both exposures is within an allowable value within a certain depth of focus (although the value changes according to the beam size). If you try, you will find that the maximum amount of current that can be used is determined.

【0032】その結果、CP露光とVSB露光とを用い
て256MビットDRAM等のクリティカル層のパター
ンを形成しようとしても、先に説明したように、パター
ンぼけが許容値以下となる電流量で、かつ現在実用化さ
れているレジスト(感度:8μC/cm2 )では、優れ
た解像性は満たすものの、CP露光のメリットは殆ど出
てこない。
As a result, even if an attempt is made to form a pattern of a critical layer of a 256 Mbit DRAM or the like using the CP exposure and the VSB exposure, as described above, the amount of current is such that the pattern blur is equal to or less than an allowable value, and The resist currently in practical use (sensitivity: 8 μC / cm 2 ) satisfies the excellent resolution, but hardly shows the merit of the CP exposure.

【0033】このような問題点を解決するため本発明者
らは、光とEBによる同層ミックスアンドマッチリソグ
ラフィを提案した(特願平9−46683号、特願平9
−46808号)。図1は、同層ミックスアンドマッチ
リソグラフィシステムの基本概念を示す図である。同図
において、1は Deep-UV光等を用いたステッパ、2は
キャラクタプロジェクション方式の電子線露光装置、3
はレジストの塗布・現像装置、4はレジストをインライ
ンプロセスで処理するために前記1、2、3の装置間を
雰囲気制御された環境下で搬送するための搬送機構、5
は試料としてのウェハである。この方式においては光露
光によって解像できるパターンは全て光露光によって形
成するため、EB露光のパターン領域は大幅に減少され
る、光露光で解像できないパターンはEB露光で形成す
るため高い解像性が確保できる、ことから高スループッ
トでかつ解像性の高いパターン形成ができる。
In order to solve such a problem, the present inventors have proposed the same-layer mix-and-match lithography using light and EB (Japanese Patent Application Nos. 9-46683 and 9-46367).
-46808). FIG. 1 is a diagram showing the basic concept of the same-layer mix-and-match lithography system. In the figure, 1 is a stepper using Deep-UV light or the like, 2 is a character projection type electron beam exposure apparatus, 3
Is a resist coating / developing device, and 4 is a transport mechanism for transporting the resist between the devices 1, 2 and 3 in an atmosphere controlled atmosphere in order to process the resist by an inline process.
Is a wafer as a sample. In this method, all the patterns that can be resolved by light exposure are formed by light exposure, so the pattern area of EB exposure is greatly reduced. Patterns that cannot be resolved by light exposure are formed by EB exposure, so high resolution Therefore, a pattern with high throughput and high resolution can be formed.

【0034】しかしながら、この方法においてもスルー
プットをできる限り向上させるためにやはり電子ビーム
露光装置の描画時間を大きく短縮させなければならな
い。このため同層のミックスアンドマッチリソグラフィ
でも、電子ビーム露光には、数μm□の基本パターンを
繰り返し転写していくキャラクタプロジェクション(C
P)方式と可変成形ビーム(VSB)方式とを合わせ持
つ露光装置を使用せざるを得ない。
However, even in this method, the drawing time of the electron beam exposure apparatus must be greatly reduced in order to improve the throughput as much as possible. For this reason, even in the mix-and-match lithography of the same layer, a character projection (C) in which a basic pattern of several μm is repeatedly transferred for electron beam exposure.
An exposure apparatus having both the P) method and the variable shaped beam (VSB) method must be used.

【0035】このようなCP方式とVSB方式を併せ持
つ電子ビーム露光装置の描画時間とビームサイズ、電流
密度の関係について説明する。CP方式とVSB方式を
組み合わせて、両方式共に同じ電流密度で描画する場合
の描画時間は、次式にて表される。
The relationship between drawing time, beam size, and current density of an electron beam exposure apparatus having both the CP system and the VSB system will be described. The writing time when both the CP method and the VSB method are combined and writing is performed with the same current density is expressed by the following equation.

【0036】T=TCP+TVSB =(D/J+TS )(NCP+NVSB )+TOH 但し、 D :照射量 J :電流密度 TS :ショット位置決め時間 NCP :CPショット数 NVSB :VSBショット数 TOH :オーバーヘッド時間(主偏向位置決め時間、ス
テージ折り返し時間、ウェハのロード/アンロードな
ど) である。
T = T CP + T VSB = (D / J + T S ) (N CP + N VSB ) + T OH where D: Irradiation amount J: Current density T S : Shot positioning time N CP : Number of CP shots N VSB : VSB Shot number T OH : Overhead time (main deflection positioning time, stage turning time, wafer load / unload, etc.).

【0037】これらのパラメータの中で、ビームサイズ
Sに依存して変化するのは、電流密度Jとショット数N
CPとΝVSB である。従って、描画時間Tもビームサイズ
Sに影響されることになり、最高のスループットを得る
ためには、ビームサイズSを最適化する必要がある。
Among these parameters, the one that changes depending on the beam size S is the current density J and the number of shots N.
CP and Ν VSB . Therefore, the writing time T is also affected by the beam size S, and it is necessary to optimize the beam size S to obtain the highest throughput.

【0038】図3は、電流量が制限された場合のビーム
サイズSと電流密度J及びビーム照射時間D/Jの関係
を示した図である。横軸はビームサイズS、左縦軸は電
流密度J、右縦軸はビーム照射時間D/Jを示してい
る。電流密度Jはビーム面積に反比例、即ちビームサイ
ズSの2乗に反比例する。従って、ビームサイズSが大
きくなるに伴って、ビーム照射時間D/Jはビームサイ
ズSの2乗に比例して増加する。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the beam size S, the current density J and the beam irradiation time D / J when the current amount is limited. The horizontal axis represents the beam size S, the left vertical axis represents the current density J, and the right vertical axis represents the beam irradiation time D / J. The current density J is inversely proportional to the beam area, that is, inversely proportional to the square of the beam size S. Therefore, as the beam size S increases, the beam irradiation time D / J increases in proportion to the square of the beam size S.

【0039】これに対してショット数は、ビームサイズ
Sが大きくなるにつれて減少する。但し、CPショット
数ΝCPとVSBショット数ΝVSB では、減少傾向が異な
る。図4は、CPショット数ΝCPとCP描画時間TCP
ビームサイズ依存性を説明する図である。CP方式は、
ビームサイズ内のパターンを一括して露光する方式であ
るから、CPショット数ΝCPはビーム面積、即ちビーム
サイズSの2乗に反比例して変化する。前記のようにビ
ーム照射時間D/JはビームサイズSの2乗に比例する
ため、CP方式の総ビーム照射時間(D/J)・ΝCP
ビームサイズには依存せず、一定となる。ところが、ビ
ーム位置決め時間はショット数NCPに比例することか
ら、CP方式の描画時間TCPは、ビームサイズが大きく
なるにつれて、漸近的に減少することになる。
On the other hand, the number of shots decreases as the beam size S increases. However, the decreasing tendency differs between the number of CP shotsVCP and the number of VSB shots 減少VSB . FIG. 4 is a diagram illustrating the beam size dependence of the number of CP shots Ν CP and the CP writing time T CP . The CP method is
Since the pattern within the beam size is collectively exposed, the number of CP shots Ν CP changes in inverse proportion to the beam area, that is, the square of the beam size S. As described above, since the beam irradiation time D / J is proportional to the square of the beam size S, the total beam irradiation time (D / J) · ΝCP of the CP method is constant without depending on the beam size. However, since the beam positioning time is proportional to the number of shots N CP , the writing time T CP of the CP method asymptotically decreases as the beam size increases.

【0040】一方、VSB方式のショット数ΝVSB は、
CP方式に比べて減少率が小さく、かつパターンに依存
する。図5は、VSBショット数NVSB とVSB描画時
間TVSB のビームサイズ依存性を説明する図である。特
に、ビームサイズがパターンの設計ルールを上回る場合
には、ショット数ΝVSB の減少率は非常に小さい。さら
に、配線パターンの場合には、ビームサイズに反比例す
るが、コンタクトホールの場合には、ビームサイズには
全く依存せず、一定である。そのため、ビーム照射時間
の増加率(S2 )に比べてショット数ΝVSB の減少率が
低い(Sk :k≦1)ことから、VSB描画時間TVSB
は、ビームサイズSが大きくなるにつれて、増加するこ
とになる。
On the other hand, the number of shots of the VSB methodΝVSB is
The reduction rate is smaller than that of the CP method and depends on the pattern. FIG. 5 is a diagram illustrating the beam size dependence of the number of VSB shots N VSB and the VSB drawing time T VSB . In particular, when the beam size exceeds the pattern design rule, the reduction rate of the number of shots / VSB is very small. Further, in the case of a wiring pattern, it is inversely proportional to the beam size, but in the case of a contact hole, it is constant without depending on the beam size at all. Therefore, the reduction rate of the number of shots Ν VSB is lower (S k : k ≦ 1) than the increase rate (S 2 ) of the beam irradiation time, so that the VSB writing time T VSB
Will increase as the beam size S increases.

【0041】つまり、CP方式の描画時間TCPとVSB
方式の描画時間TVSB は、逆の傾向を示すことが分か
る。従って、実際に描画するパターンによってCPショ
ット数NCPとVSBショット数NVSB の割合が変化する
ため、最大のスループットが得られるように、ビームサ
イズSと電流密度Jを選択することが重要となる。
That is, the drawing time T CP and VSB of the CP method
It can be seen that the drawing time T VSB of the method shows the opposite tendency. Therefore, the ratio between the number of CP shots N CP and the number of VSB shots N VSB changes depending on the pattern to be actually drawn. Therefore, it is important to select the beam size S and the current density J so as to obtain the maximum throughput. .

【0042】以下、本発明の詳細を図示の実施形態によ
って説明する。 (第1の実施形態)図6は、本発明の第1の実施形態に
係わり、同層のミックスアンドマッチリソグラフィで使
われる電子ビーム露光方法を説明するためのフロー図で
ある。
Hereinafter, details of the present invention will be described with reference to the illustrated embodiment. (First Embodiment) FIG. 6 is a flow chart for explaining an electron beam exposure method used in mix-and-match lithography of the same layer according to a first embodiment of the present invention.

【0043】本発明の電子ビーム露光方法を実施するた
めに用いる電子ビーム露光装置を図7に示す。電子銃1
01から放射された電子ビーム102は第1コンデンサ
レンズ(CL1)103及び第2コンデンサレンズ(C
L2)130で電流密度及びケーラ照明条件が調整さ
れ、第1成形アパーチャ104を均一に照明する。この
第1成形アパーチャ104の像は、投影レンズ106に
より、第2成形アパーチャ上107に結像される。この
2つのアパーチャ104,107の光学的な重なりの程
度は、成形偏向器105により制御される。これによっ
て、CP露光に使うキャラクタの選択、及びVSB露光
で使う可変成形ビームの発生を行うことができる。この
成形偏向機構は、成形偏向器105、成形偏向アンプ1
16、偏向アンプ116に偏向データを送るパターンデ
ータデコーダ115から構成されている。
FIG. 7 shows an electron beam exposure apparatus used to carry out the electron beam exposure method of the present invention. Electron gun 1
The electron beam 102 emitted from the first condenser lens (CL1) 103 and the second condenser lens (C
In L2) 130, the current density and the Koehler illumination conditions are adjusted to uniformly illuminate the first shaping aperture 104. The image of the first shaping aperture 104 is formed on the second shaping aperture 107 by the projection lens 106. The degree of optical overlap between the two apertures 104 and 107 is controlled by the shaping deflector 105. As a result, it is possible to select a character to be used for the CP exposure and generate a variable shaped beam to be used for the VSB exposure. The shaping deflection mechanism includes a shaping deflector 105, a shaping deflection amplifier 1
16, a pattern data decoder 115 for sending deflection data to the deflection amplifier 116.

【0044】第1成形アパーチャ104、第2成形アパ
ーチャ107の光学的重なりによる像は、縮小レンズ1
08及び対物レンズ110により縮小され、試料111
上に結像される。そして、電子ビーム102の試料面上
の位置は対物主偏向器109により試料111上に設定
される。
The image formed by the optical overlap between the first shaping aperture 104 and the second shaping aperture 107 is
08 and the objective lens 110, the sample 111
Imaged on top. The position of the electron beam 102 on the sample surface is set on the sample 111 by the objective main deflector 109.

【0045】試料111上の電子ビーム102の位置
は、位置データを送る描画データジェネレータ(図示せ
ず)と、主偏向器に電圧を印加する主偏向アンプ119
で制御される。試料111は、ファラデーカップ113
及び電子ビーム寸法測定用マーク台112と共に可動ス
テージ114上に設置され、可動ステージ114を移動
することで試料111,ファラデーカップ113,又は
電子ビーム寸法測定用マーク台112を選択することが
できる。マーク台112上には重金属粒子122が配置
されている。
The position of the electron beam 102 on the sample 111 is determined by a drawing data generator (not shown) for transmitting position data and a main deflection amplifier 119 for applying a voltage to the main deflector.
Is controlled by The sample 111 is a Faraday cup 113
The sample 111, the Faraday cup 113, or the mark stand 112 for electron beam size measurement can be selected by moving the movable stage 114 together with the mark stand 112 for electron beam size measurement. Heavy metal particles 122 are arranged on the mark table 112.

【0046】試料111上の電子ビーム位置を移動する
場合、試料111上の不必要な場所に露光されないよう
に、ブランキングアンプ120及びブランキング電極1
08で電子ビーム102を偏向し、電子ビーム102を
カットし、試料面上に到達しないようにする。ブランキ
ング電極108への偏向電圧の制御はブランキングアン
プ120で制御される。これらの全てのデータは、パタ
ーンデータメモリ117に格納されている。
When the position of the electron beam on the sample 111 is moved, a blanking amplifier 120 and a blanking electrode 1 are placed so that unnecessary portions on the sample 111 are not exposed.
At 08, the electron beam 102 is deflected to cut the electron beam 102 so as not to reach the sample surface. The control of the deflection voltage to the blanking electrode 108 is controlled by a blanking amplifier 120. All of these data are stored in the pattern data memory 117.

【0047】以下、図6のフロー図に従ってパターンの
描画方法について説明する。予め使用する電子ビーム露
光装置の最大ビームサイズで上述した図2を求め、これ
によって最大電流量を決定しておく(工程1)。本実施
形態では上述の実験結果から185nAであると仮定す
る。
The pattern drawing method will be described below with reference to the flowchart of FIG. The above-mentioned FIG. 2 is obtained in advance using the maximum beam size of the electron beam exposure apparatus to be used, and the maximum current amount is determined in advance (step 1). In this embodiment, it is assumed to be 185 nA from the above experimental results.

【0048】次に、描画するデバイスパターンを対象と
し、キャラクタプロジェクション(CP)方式を適用す
る部分と、可変成形ビーム(VSB)方式を適用する部
分とについて、それぞれのパターンが電流量一定でビー
ムサイズを変えて(合わせて電流密度も変えて)描画し
たときに描画時間がどのように変わるかを調べる(工程
2)。即ち、スループットを見積もる。
Next, with respect to the device pattern to be drawn, a pattern to which the character projection (CP) method is applied and a pattern to which the variable shaped beam (VSB) method is applied have respective beam sizes with a constant current amount. Then, it is examined how the writing time changes when writing is performed by changing (and also changing the current density) (step 2). That is, the throughput is estimated.

【0049】本実施形態では、RISCプロセッサのゲ
ート層の場合を例として取り上げて説明する。RISC
プロセッサのキャッシュメモリ部にキャラクタプロジェ
クション法を適用し(但し、使用できるキャラクタ数は
最大ビーム寸法5μm□の場合で5個とした)、その他
のロジック回路領域について光/EBミックスアンドマ
ッチ用のパターン分離処理を適用した後、EB描画パタ
ーンとして分離されたパターンをVSB方式にて描画す
ることとした。結果を図8と図9に示す。
In this embodiment, the case of the gate layer of the RISC processor will be described as an example. RISC
The character projection method is applied to the cache memory part of the processor (however, the number of characters that can be used is five when the maximum beam size is 5 μm □), and pattern separation for optical / EB mix-and-match for other logic circuit areas After applying the processing, the pattern separated as the EB drawing pattern is drawn by the VSB method. The results are shown in FIGS.

【0050】図8はショット数のビームサイズ依存性
を、図9は1チップ当りの描画時間のビームサイズ依存
性を示している。VSB方式とCP方式の描画時間は、
相反するビームサイズ依存性を示している。その理由は
前記の通りである。また、合計描画時間Tは、VSB描
画時間TVSB に主に依存していることが分かる。最短描
画時間を達成するためには、ビームサイズSを1μm□
に設定しなければならないことが分る。この時、電流密
度Jは37A/cm2 である。
FIG. 8 shows the dependence of the number of shots on the beam size, and FIG. 9 shows the dependence of the writing time per chip on the beam size. The drawing time of the VSB method and the CP method is
This shows the opposite beam size dependence. The reason is as described above. Also, it can be seen that the total drawing time T mainly depends on the VSB drawing time T VSB . In order to achieve the shortest writing time, the beam size S must be 1 μm square.
You have to set it to At this time, the current density J is 37 A / cm 2 .

【0051】この結果を基に、電子ビーム露光装置のコ
ラムの設定(ビームサイズと電流密度)を調整し、前記
電流条件となるようにする(工程3)。ビームサイズ
は、第1成形アパーチャ104の開口サイズ、或いは第
2成形アパーチャ107の開口サイズを所望のサイズに
調整することにより制御することができる。
Based on the result, the column settings (beam size and current density) of the electron beam exposure apparatus are adjusted so that the current conditions are satisfied (step 3). The beam size can be controlled by adjusting the opening size of the first shaping aperture 104 or the opening size of the second shaping aperture 107 to a desired size.

【0052】図10は、電流密度を調整する方法を説明
するための図であり、図7に示した装置の電子銃101
から第1成形アパーチャ104の部分を抜き出したもの
である。ここでは、コンデンサレンズ部においてズーム
レンズ機能を実現できるように、第1コンデンサレンズ
103と第2コンデンサレンズ130という2段のレン
ズでコンデンサレンズ部を構成している。即ち、ブラン
キングアパーチャ131の位置に結んだクロスオーバ像
が移動しないように第1コンデンサレンズ103と第2
コンデンサレンズ130の励磁を調整することにより、
第1成形アパーチャ104を通過する電流量を任意の値
に制御することが可能になっている。
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of adjusting the current density. The electron gun 101 of the apparatus shown in FIG.
Is a part of the first forming aperture 104 extracted from FIG. Here, the condenser lens unit is constituted by a two-stage lens of a first condenser lens 103 and a second condenser lens 130 so that the condenser lens unit can realize a zoom lens function. That is, the first condenser lens 103 and the second condenser lens 103 are moved so that the crossover image formed at the position of the blanking aperture 131 does not move.
By adjusting the excitation of the condenser lens 130,
The amount of current passing through the first shaping aperture 104 can be controlled to an arbitrary value.

【0053】最後に、レジスト塗布・現像装置でレジス
トを塗布したウェハ5を搬送機構4に運び、ウェハ5上
の全面にデバイスパターンをCP及びVSB露光を切り
換えながら形成する(工程4)。
Finally, the wafer 5 on which the resist has been applied by the resist coating / developing apparatus is carried to the transport mechanism 4, and a device pattern is formed on the entire surface of the wafer 5 while switching between CP and VSB exposure (step 4).

【0054】このように調整された電子ビーム露光装置
で同層ミックスアンドマッチで光とEB用に切り分けら
れたEBパターンのみを描画する。露光が終了すると、
ウェハ5はレジスト塗布・現像装置3に戻され、現像さ
れてパターン形成が完了する。
With the electron beam exposure apparatus adjusted as described above, only the EB pattern separated for light and EB is drawn by the same layer mix and match. When exposure is completed,
The wafer 5 is returned to the resist coating / developing device 3 and developed to complete the pattern formation.

【0055】図11は、RISCプロセッサのゲート層
に対して同層のミックスアンドマッチ法を適用し、かつ
本実施形態に基づくビームサイズと電流密度の調整を行
い、電子ビーム露光で最大のスループットが得られるよ
うにして、スループット試算をした結果である。総ビー
ム電流I=185nA、ドーズ量D=5μC/cm2
ショット位置決め時間TS =120nsec、8インチ
ウェハに80チップを描画することとした。
FIG. 11 shows that the mix-and-match method of the same layer is applied to the gate layer of the RISC processor, and the beam size and the current density are adjusted based on the present embodiment. This is the result of trial calculation of the throughput as obtained. Total beam current I = 185 nA, dose D = 5 μC / cm 2 ,
The shot positioning time T S = 120 nsec, and 80 chips are drawn on an 8-inch wafer.

【0056】最適なビームサイズ1μm□を使用して描
画した場合の描画スループットは、ビームサイズの調整
を行わない場合、例えば5μm□ビームを使用した場合
に比べて、2倍以上に向上することが分かる。また、同
層のミックスアンドマッチを行わずに、電子線描画単独
でパターン形成を行う場合に比べると、約35%のスル
ープット向上が得られる。さらにこのような描画方法で
あれば、チップ内にCPとVSBパターンが混在するデ
バイスパターンを解像性の劣化なしに描画することがで
きる。
The drawing throughput in the case where the drawing is performed by using the optimum beam size of 1 μm □ can be improved by a factor of two or more when the beam size is not adjusted, for example, as compared with the case of using the 5 μm □ beam. I understand. In addition, compared to the case where pattern formation is performed only by electron beam lithography without performing mix-and-match of the same layer, a throughput improvement of about 35% can be obtained. Further, according to such a drawing method, a device pattern in which a CP and a VSB pattern are mixed in a chip can be drawn without deterioration in resolution.

【0057】このように本実施形態によれば、電流密度
とビームサイズを所望の値に選定することで、一定の焦
点深度内でCP及びVSBの両露光のビームぼけが許容
値以下になるため、チップ内にCPとVSBパターンが
混在するデバイスパターンを解像性の劣化なしに、かつ
その際のスループットを最大にして描画することができ
る。
As described above, according to the present embodiment, by selecting the current density and the beam size to desired values, the beam blur of both the CP and VSB exposures becomes less than the allowable value within a certain depth of focus. In addition, a device pattern in which a CP and a VSB pattern are mixed in a chip can be drawn without deteriorating the resolution and maximizing the throughput at that time.

【0058】(第2の実施形態)図12は、本発明の第
2の実施形態に係わり、同層のミックスアンドマッチリ
ソグラフィで使われる電子ビーム露光方法を説明するた
めのフロー図である。
(Second Embodiment) FIG. 12 is a flow chart for explaining an electron beam exposure method used in mix-and-match lithography of the same layer according to a second embodiment of the present invention.

【0059】本発明の電子ビーム露光方法を実施するた
めに用いる電子ビーム露光装置は、前記図7と同様であ
るので、ここでは省略する。以下、図12のフロー図に
従ってパターンの描画方法について説明する。予め使用
する電子ビーム露光装置の最大ビームサイズで上述した
図2を求め、これによって最大電流量を決定しておく
(工程1)。本実施形態ではVSB方式の最大電流量を
1.25μA、CP法の最大電流量を300nA(VS
B方式の約4分の1)と仮定する。
The electron beam exposure apparatus used to carry out the electron beam exposure method of the present invention is the same as that shown in FIG. Hereinafter, the pattern drawing method will be described with reference to the flowchart of FIG. The above-mentioned FIG. 2 is obtained in advance using the maximum beam size of the electron beam exposure apparatus to be used, and the maximum current amount is determined in advance (step 1). In this embodiment, the maximum current amount of the VSB method is 1.25 μA, and the maximum current amount of the CP method is 300 nA (VS
Suppose about 1/4 of the B method).

【0060】次に、描画するデバイスパターンを対象
に、CP方式を適用する部分とVSB方式を適用する部
分とに分離する(工程2)。本実施形態では、RISC
プロセッサのゲート層の場合を例として取り上げて説明
する。RISCプロセッサのキャッシュメモリ部にCP
方式を適用し(但し、使用できるキャラクタ数は最大ビ
ーム寸法5μm□の場合で5個とした)、その他のロジ
ック回路領域については光/EBミックスアンドマッチ
用のパターン分離処理を適用した後、EB描画パターン
として分離されたパターンをVSB方式にて描画するこ
ととした。
Next, the device pattern to be drawn is separated into a portion to which the CP method is applied and a portion to which the VSB method is applied (step 2). In this embodiment, the RISC
The case of the gate layer of the processor will be described as an example. CP in the cache memory of the RISC processor
After applying the method (however, the number of characters that can be used is assumed to be 5 in the case of the maximum beam size of 5 μm □), the pattern separation process for the optical / EB mix and match is applied to the other logic circuit areas, and then the EB The pattern separated as the drawing pattern is drawn by the VSB method.

【0061】次に、CP方式及びVSB方式で描画する
それぞれのパターンについて、電流量一定でビームサイ
ズを変えて(合わせて電流密度も変えて)描画したとき
に描画時間がどのように変わるかを調べる(工程3)。
RISCプロセッサのゲート層について調べた結果を、
図13と図14に示す。
Next, for each of the patterns to be drawn by the CP method and the VSB method, how the drawing time changes when the beam size is changed while the current amount is constant (and the current density is changed together). Check (step 3).
The result of examining the gate layer of the RISC processor is
As shown in FIGS.

【0062】図13はショット数のビームサイズ依存性
を、図14は1チップ当りの描画時間のビームサイズ依
存性を示している。図13から、ビームサイズが大きく
なったときのショット数の減少率は、VSB方式に比べ
てCP方式の方が大きいことが分かる。このように、シ
ョット数のビームサイズ依存性が両露光方式の間で異な
ることから、描画時間のビームサイズ依存性も傾向が異
なることになる。さらに、図14から、CP方式の描画
時間はショットサイズが大きくなるにつれて減少を続け
る傾向があり、ビームサイズを大きくすればするほど描
画時間が短くなることが分かる。
FIG. 13 shows the beam size dependence of the number of shots, and FIG. 14 shows the beam size dependence of the writing time per chip. From FIG. 13, it can be seen that the reduction rate of the number of shots when the beam size becomes large is larger in the CP system than in the VSB system. As described above, since the beam size dependency of the number of shots differs between the two exposure methods, the beam size dependency of the writing time also has a different tendency. Further, FIG. 14 shows that the writing time of the CP method tends to decrease as the shot size increases, and that the writing time becomes shorter as the beam size increases.

【0063】一般に、露光装置の実現可能な最大ビーム
サイズは装置構成に起因する制約を受けるため、ここで
は最大ビームサイズを5μm□と仮定し、CP描画では
このサイズを用いるものとする。この時、電流密度は
2.4A/cm2 である。これに対して、VSB方式の
描画時間は、下に凸な傾向を示し、ビームサイズが2.
5μm□の時に最小値となる。この時、電流密度は40
A/cm2 である。
In general, the maximum beam size that can be realized by an exposure apparatus is restricted by the apparatus configuration. Therefore, the maximum beam size is assumed to be 5 μm square here, and this size is used in CP drawing. At this time, the current density is 2.4 A / cm 2 . On the other hand, the writing time of the VSB method tends to be downwardly convex, and the beam size is 2.
The minimum value is obtained at 5 μm square. At this time, the current density is 40
A / cm 2 .

【0064】この結果を基に、電子ビーム露光装置の電
子光学系の設定(ビームサイズと電流密度)をそれぞれ
の描画方式に応じて調整し、パターンを露光していく。
まず、電子ビーム露光装置の電子光学鏡筒の設定(ビー
ムサイズと電流密度)を調整し、第1の露光条件となる
ようにする(工程4)。ビームサイズは、第1成形アパ
ーチャ104の開口サイズ、或いは第2成形アパーチャ
107の開口サイズを所望のサイズに調整することによ
り制御することができる。
Based on the result, the setting of the electron optical system (beam size and current density) of the electron beam exposure apparatus is adjusted according to each drawing method, and the pattern is exposed.
First, the setting (beam size and current density) of the electron optical column of the electron beam exposure apparatus is adjusted so as to satisfy the first exposure condition (step 4). The beam size can be controlled by adjusting the opening size of the first shaping aperture 104 or the opening size of the second shaping aperture 107 to a desired size.

【0065】次に、レジスト塗布・現像装置でレジスト
を塗布したウェハ5を搬送機構4に運び、ウェハ5上の
全面にデバイスパターンを第1の露光方式にてパターン
を露光する(工程5)。第1の露光方式によるパターン
露光が終了したら、次に電子ビーム露光装置の電子光学
鏡筒の設定(ビームサイズと電流密度)を調整し、第2
の露光条件となるようにする(工程6)。最後に、ウェ
ハ5上の全面にデバイスパターンを第2の露光方式にて
パターンを露光する(工程7)。
Next, the wafer 5 on which the resist has been applied by the resist coating / developing apparatus is carried to the transfer mechanism 4, and the entire surface of the wafer 5 is exposed to a device pattern by the first exposure method (step 5). After the pattern exposure by the first exposure method is completed, the setting (beam size and current density) of the electron optical column of the electron beam exposure apparatus is adjusted, and the second
(Step 6). Finally, the device pattern is exposed on the entire surface of the wafer 5 by the second exposure method (Step 7).

【0066】前記東芝製電子ビーム露光装置EX−8D
の場合、露光条件の調整に要する時間は約10分間であ
る。ウェハ1枚を露光する際に、毎回CP条件とVSB
条件を切り替えて露光することも可能だが、毎ウェハ毎
に調整する時間が加算されるため、スループットが低下
してしまう。そこで、例えば24枚を1バッチとして描
画処理する場合、先に第1の露光条件で全てのウェハを
露光してしまい、次に露光装置を第2の露光条件に調整
した後、第2の露光条件で露光すると効率が良い。
The electron beam exposure apparatus EX-8D manufactured by Toshiba
In this case, the time required for adjusting the exposure conditions is about 10 minutes. Each time one wafer is exposed, the CP condition and VSB
Exposure can be performed by switching the conditions, but the time for adjustment for each wafer is added, so that the throughput is reduced. Therefore, for example, when drawing processing is performed on 24 sheets as one batch, all the wafers are first exposed under the first exposure condition, and then the exposure apparatus is adjusted to the second exposure condition, and then the second exposure is performed. Exposure under conditions is efficient.

【0067】以上説明したような手順から構成される描
画方法により、図10に示したような機構を有した電流
密度を調整可能な電子ビーム露光装置を用いて、同層ミ
ックスアンドマッチで光とEB用に切り分けられたEB
パターンを、CP方式とVSB方式でそれぞれ描画す
る。露光が終了すると、ウェハ5はレジスト塗布・現像
装置3に戻され、現像されてパターン形成が完了する。
According to the drawing method composed of the above-described procedures, light and light are mixed and matched in the same layer using an electron beam exposure apparatus having a mechanism as shown in FIG. EB carved for EB
The pattern is drawn by the CP method and the VSB method, respectively. When the exposure is completed, the wafer 5 is returned to the resist coating / developing device 3 and is developed to complete the pattern formation.

【0068】次に、RISCプロセッサのゲート層に対
して同層のミックスアンドマッチ法を適用し、かつ本実
施形態に基づくビームサイズと電流密度の調整を行い、
VSB方式/CP方式それぞれの電子ビーム露光で最大
のスループットが得られるようにして描画した場合のス
ループットを試算した結果を説明する。総ビーム電流量
は、先に記したように、VSB方式でI=1.25μ
A、CP方式でI=300nAである。また、ドーズ量
D=5μC/cm2 、ショット位置決め時間TS=12
0nsec、8インチウェハに80チップを描画すると
仮定した。本実施形態に基づく描画方法を適用した場合
のスループット試算結果を図15に示す。比較のため
に、従来の描画方法であるCP露光条件でVSB/CP
両露光を行った場合のスループットもプロットした。
Next, the mix-and-match method of the same layer is applied to the gate layer of the RISC processor, and the beam size and the current density are adjusted based on the present embodiment.
A description will be given of the results of trial calculation of the throughput when drawing is performed so that the maximum throughput can be obtained by electron beam exposure in each of the VSB method and the CP method. As described above, the total beam current amount is I = 1.25 μm in the VSB method.
A, I = 300 nA in the CP system. Further, a dose amount D = 5 μC / cm 2 and a shot positioning time T S = 12
It is assumed that 80 chips are drawn on an 8-inch wafer at 0 nsec. FIG. 15 shows a throughput calculation result when the drawing method according to the present embodiment is applied. For comparison, VSB / CP under the CP exposure condition which is a conventional drawing method is used.
The throughput for both exposures is also plotted.

【0069】ロジック回路部をVSB方式で描画した場
合のスループットは、ビームサイズ2.5μm□を使用
して露光した場合に、最大値17枚/時となる。また、
キャッシュメモリ部をCP方式で描画した場合のスルー
プットは、ビームサイズ5μm□を使用して露光した場
合に、最大値28枚/時となる。このとき、前述のよう
に描画条件の調整に10分間かかるとすると、残り50
分間にVSB露光/CP露光両者を行ってパターン形成
を完了できるウェハ枚数は、9枚弱となる。これに対し
て、従来の描画方法であるCP露光条件でVSB/CP
両露光を行った場合の描画スループットは、最適なビー
ムサイズ1μm□を使用して露光しても5枚/時にすぎ
ない。
The throughput when the logic circuit portion is drawn by the VSB method has a maximum value of 17 sheets / hour when exposed using a beam size of 2.5 μm square. Also,
The throughput when the cache memory unit is drawn by the CP method has a maximum value of 28 sheets / hour when the exposure is performed using the beam size of 5 μm □. At this time, if it takes 10 minutes to adjust the drawing conditions as described above, the remaining 50
The number of wafers for which pattern formation can be completed by performing both VSB exposure and CP exposure per minute is less than nine. On the other hand, VSB / CP under the CP exposure condition which is the conventional drawing method is used.
The drawing throughput in the case of performing both exposures is only 5 sheets / hour even when the exposure is performed using the optimum beam size of 1 μm square.

【0070】このように本実施形態によれば、電流密度
とビームサイズをCP及びVSB両露光それぞれについ
て別々の値を選定することで、一定の焦点深度内でCP
及びVSBの両露光のビームぼけがそれぞれ許容値以下
になる最大電流値で描画できる。このため、チップ内に
CPとVSBパターンが混在するデバイスパターンを解
像性の劣化なしに、かつその際のスループットを最大に
して、描画することができる。
As described above, according to the present embodiment, by selecting different values for the current density and the beam size for each of the CP and VSB exposures, the CP is obtained within a certain depth of focus.
And the maximum current value at which the beam blur of both exposures VSB and VSB is equal to or less than the allowable value. Therefore, a device pattern in which a CP and a VSB pattern are mixed in a chip can be drawn without deteriorating the resolution and maximizing the throughput at that time.

【0071】(第3の実施形態)図16は、本発明の第
3の実施形態に係わり、同層のミックスアンドマッチリ
ソグラフィで使われる電子ビーム露光方法を説明するた
めのフロー図である。また、本発明の電子ビーム露光方
法を実施するために用いる同層ミックスアンドマッチリ
ソグラフィシステムを図17に示す。なお、ここで用い
る電子ビーム露光装置2の基本構成は、前記図7に示し
たものと同様であるので、その詳細は省略する。
(Third Embodiment) FIG. 16 is a flowchart for explaining an electron beam exposure method used in mix-and-match lithography of the same layer according to a third embodiment of the present invention. FIG. 17 shows a same-layer mix-and-match lithography system used for carrying out the electron beam exposure method of the present invention. Note that the basic configuration of the electron beam exposure apparatus 2 used here is the same as that shown in FIG.

【0072】次に、図16のフロー図に従ってパターン
の描画方法について説明する。工程1から工程3までは
先の第2の実施形態と全く同様であるので、ここではそ
の説明を省略する。
Next, a pattern drawing method will be described with reference to the flowchart of FIG. Steps 1 to 3 are completely the same as those in the second embodiment, and thus description thereof is omitted here.

【0073】本実施形態では、工程3の後に、複数台の
電子ビーム露光装置2の電子光学系の設定(ビームサイ
ズと電流密度)を、VSB/CPそれぞれの描画方式に
応じて調整する(工程4)。例えば、電子ビーム露光装
置2aの電子光学系はVSB条件に、電子ビーム露光装
置2bの電子光学系はCP条件に設定し、調整する。ビ
ームサイズと電流密度の調整方法は、第2の実施形態で
説明した方法と同様なので、ここでは省略する。
In the present embodiment, after step 3, the settings (beam size and current density) of the electron optical system of the plurality of electron beam exposure apparatuses 2 are adjusted according to the respective drawing methods of VSB / CP (step 3). 4). For example, the electron optical system of the electron beam exposure apparatus 2a is set to the VSB condition, and the electron optical system of the electron beam exposure apparatus 2b is set to the CP condition, and is adjusted. The method for adjusting the beam size and the current density is the same as the method described in the second embodiment, and thus will not be described here.

【0074】次に、レジスト塗布・現像装置3でレジス
トを塗布したウェハ5の全面にエキシマ露光装置1にて
デバイスパターンを露光した後、電子ビーム露光装置2
aにウェハ5を選び、ウェハ5上の全面にVSB方式に
てロジック回路パターンを露光する(工程5)。VSB
方式によるパターン描画が終了したら、続いて電子ビー
ム露光装置2bにウェハ5を運び、ウェハ5上の全面に
CP方式にてキャッシュメモリパターンを露光する(工
程6)。なお、工程6では、VSB方式によるパターン
描画が終了したら、一旦、ウェハ5をレジスト塗布・現
像装置3に戻してPEB(Post Exposure Bake)を施し
た後に、電子ビーム露光装置2bにウェハ5を運び、ウ
ェハ5上の全面にCP方式にてキャッシュメモリパター
ンを露光してもよい。
Next, after exposing the device pattern to the entire surface of the wafer 5 coated with the resist by the resist coating / developing device 3 by the excimer exposure device 1, the electron beam exposure device 2
A wafer 5 is selected as a, and a logic circuit pattern is exposed on the entire surface of the wafer 5 by the VSB method (step 5). VSB
After the pattern writing by the method is completed, the wafer 5 is subsequently carried to the electron beam exposure apparatus 2b, and the entire surface of the wafer 5 is exposed to the cache memory pattern by the CP method (Step 6). In step 6, when the pattern drawing by the VSB method is completed, the wafer 5 is returned to the resist coating / developing apparatus 3 once, subjected to PEB (Post Exposure Bake), and then transferred to the electron beam exposure apparatus 2b. Alternatively, the cache memory pattern may be exposed on the entire surface of the wafer 5 by the CP method.

【0075】下地パターンに対する重ね合わせ描画が必
要な場合には、工程5と工程6で同じ位置合わせ用マー
クを用いると重ね合わせ精度が向上する。重ね合わせ描
画のときには、ウェハ5に予め形成してある位置合わせ
用マークを検出して、そのマーク位置を基準にデバイス
パターンを重ね合わせて描画する。工程5と工程6で別
々の露光装置を用いて描画する際には、同じ位置合わせ
用マークを検出して、そのマーク位置を基準にデバイス
パターンを描画すれば、工程5と工程6で描画されるパ
ターン間の重ね合わせが精度良く行うことができる。
If overlay drawing on the underlying pattern is required, use of the same alignment marks in step 5 and step 6 improves the overlay accuracy. At the time of overlay drawing, an alignment mark formed in advance on the wafer 5 is detected, and the device pattern is drawn based on the mark position as a reference. When drawing using different exposure apparatuses in Steps 5 and 6, if the same alignment mark is detected and a device pattern is drawn based on the mark position, the pattern is drawn in Steps 5 and 6. Can be accurately performed.

【0076】以上説明したような手順から構成される描
画方法により、同層ミックスアンドマッチで光とEB用
に切り分けられたEBパターンを、CP方式とVSB方
式でそれぞれ別々の電子ビーム露光装置を用いて描画す
る。露光が終了すると、ウェハ5はレジスト塗布・現像
装置3に戻され、現像されてパターン形成が完了するこ
とになる。
The EB pattern separated for light and EB by the same layer mix-and-match by the drawing method composed of the procedures described above is used for the CP system and the VSB system using separate electron beam exposure apparatuses. To draw. When the exposure is completed, the wafer 5 is returned to the resist coating / developing device 3 and is developed to complete the pattern formation.

【0077】次に、RISCプロセッサのゲート層に対
して同層のミックスアンドマッチ法を適用し、かつ本実
施形態に基づくビームサイズと電流密度の調整を行い、
VSB方式/CP方式それぞれの電子ビーム露光で最大
のスループットが得られるようにして描画した場合のス
ループットを試算した結果を説明する。先の第2の実施
形態と同様に、総ビーム電流量は、VSB方式でI=
1.25μA、CP方式でI=300nAである。ま
た、ドーズ量D=5μC/cm2 、ショット位置決め時
間TS =120nsec、8インチウェハに80チップ
を描画すると仮定した。本実施形態に基づく描画方法を
適用した場合のスループット試算結果は、前記図15に
示す通りである。
Next, the mix-and-match method of the same layer is applied to the gate layer of the RISC processor, and the beam size and the current density are adjusted based on the present embodiment.
A description will be given of the results of trial calculation of the throughput when drawing is performed so that the maximum throughput can be obtained by electron beam exposure in each of the VSB method and the CP method. As in the second embodiment described above, the total beam current amount can be calculated as follows:
1.25 μA, I = 300 nA in the CP method. Further, it is assumed that a dose amount D = 5 μC / cm 2 , a shot positioning time T S = 120 nsec, and 80 chips are drawn on an 8-inch wafer. The throughput calculation result when the drawing method according to the present embodiment is applied is as shown in FIG.

【0078】ロジック回路部をVSB方式で描画した場
合のスループットは、ビームサイズ2.5μm□を使用
して露光した場合に、最大値17枚/時となる。また、
キャッシュメモリ部をCP方式で描画した場合のスルー
プットは、ビームサイズ5μm□を使用して露光した場
合に、最大値28枚/時となる。従って、露光装置2台
を使用する場合、VSB露光に律速され、その描画スル
ープットは17枚/時となる。これに対して、従来の描
画方法であるCP露光条件でVSB/CP両露光を行っ
た場合の露光装置1台あたりの描画スループットは、最
適なビームサイズ1μm□を使用して露光しても5枚/
時にすぎず、2台使用しても10枚/時である。
The throughput when the logic circuit portion is drawn by the VSB method has a maximum value of 17 sheets / hour when exposed using a beam size of 2.5 μm □. Also,
The throughput when the cache memory unit is drawn by the CP method has a maximum value of 28 sheets / hour when the exposure is performed using the beam size of 5 μm □. Therefore, when two exposure apparatuses are used, the rate is determined by VSB exposure, and the drawing throughput is 17 pages / hour. On the other hand, when both VSB / CP exposure is performed under the CP exposure condition, which is a conventional writing method, the writing throughput per exposure apparatus is 5 even if the exposure is performed using the optimal beam size of 1 μm □. Sheet/
It is only an hour, and it is 10 sheets / hour even if two units are used.

【0079】このように本実施形態によれば、電流密度
とビームサイズをCP及びVSB両露光それぞれについ
て別々の値を選定することで、一定の焦点深度内でCP
及びVSBの両露光のビームぼけがそれぞれ許容値以下
になる最大電流値で描画できる。このため、チップ内に
CPとVSBパターンが混在するデバイスパターンを解
像性の劣化なしに、かつその際のスループットを最大に
して、描画することができる。
As described above, according to the present embodiment, by selecting different values for the current density and the beam size for each of the CP and VSB exposures, the CP can be set within a certain depth of focus.
And the maximum current value at which the beam blur of both exposures VSB and VSB is equal to or less than the allowable value. Therefore, a device pattern in which a CP and a VSB pattern are mixed in a chip can be drawn without deteriorating the resolution and maximizing the throughput at that time.

【0080】また、それぞれの方式の露光を、各々最適
条件に設定してある露光装置を用いて露光を行うため、
露光装置の条件設定時間を省くことができ、描画スルー
プットをさらに向上させることが可能となる。
In addition, since each type of exposure is performed using an exposure apparatus which has been set to optimal conditions,
The time for setting the conditions of the exposure apparatus can be omitted, and the drawing throughput can be further improved.

【0081】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。実施形態では、同層のミックスア
ンドマッチにおける電子線露光法及びシステムについて
述べたが、電子線露光法のみ或いは電子線露光システム
のみについても本発明は有効である。また、第3の実施
形態ではVSB方式の描画を先に、CP方式の描画を後
に行う例を取り上げて説明したが、逆の順番で描画を行
っても何ら支障が無いことは勿論である。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。
The present invention is not limited to the above embodiments. In the embodiment, the electron beam exposure method and system in the mix-and-match of the same layer have been described. However, the present invention is also effective for only the electron beam exposure method or the electron beam exposure system. Further, in the third embodiment, an example in which the drawing in the VSB method is performed first and the drawing in the CP method is performed later has been described, but it goes without saying that there is no problem even if the drawing is performed in the reverse order. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0082】[0082]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、キ
ャラクタプロジェクション(CP)方式と可変成形ビー
ム(VSB)方式とを用いてパターンを形成する電子ビ
ーム露光方法において、電子のクーロン反発及び電子光
学系収差によるビームぼけが許容値以下になるように電
子光学系で使用する最大電流量を決定し、最大使用可能
電流量の条件下で対象パターンの描画時間を最短にする
電流密度とビームサイズを決定し、決定された電流密度
とビームサイズに電子ビーム条件を調整し、この電子ビ
ーム条件の下でCP露光とVSB露光を切り換えながら
パターンを露光することにより、CP及びVSBの両露
光をビームぼけによる解像性の劣化を招くことなく行う
ことができ、かつCP露光のメリットを十分に出してス
ループットの向上をはかることが可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, in an electron beam exposure method for forming a pattern by using a character projection (CP) method and a variable shaped beam (VSB) method, it is possible to reduce the coulomb repulsion of electrons and Determine the maximum amount of current to be used in the electron optical system so that the beam blur due to the electron optical system aberration is below the allowable value, and the current density and beam to minimize the writing time of the target pattern under the condition of the maximum usable current amount After determining the size, adjusting the electron beam conditions to the determined current density and beam size, and exposing the pattern while switching between the CP exposure and the VSB exposure under the electron beam conditions, both the CP and VSB exposures are performed. This method can be performed without deteriorating the resolution due to beam blur, and the advantages of CP exposure can be fully achieved to improve throughput. It can be achieved to become.

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

【図1】同層ミックスアンドマッチリソグラフィシステ
ムの基本概念を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a basic concept of a same-layer mix-and-match lithography system.

【図2】VSB及びCP方式にて0.15μmルールの
L/Sパターンを描画したときの、電流量に対する仕上
がり寸法の変化を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing a change in a finished dimension with respect to a current amount when an L / S pattern of a 0.15 μm rule is drawn by the VSB and CP methods.

【図3】電流量が制限された場合のビームサイズSと電
流密度J及びビーム照射時間D/Jの関係を示す図。
FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a beam size S, a current density J, and a beam irradiation time D / J when a current amount is limited.

【図4】CPショット数ΝCPとCP描画時間TCPのビー
ムサイズ依存性を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing the beam size dependence of the number of CP shots Ν CP and the CP writing time T CP .

【図5】VSBショット数NVSB とVSB描画時間T
VSB のビームサイズ依存性を示す図。
FIG. 5 shows the number of VSB shots N VSB and VSB drawing time T
FIG. 5 is a diagram showing the beam size dependence of VSB .

【図6】第1の実施形態に係わる電子ビーム露光方法の
処理手順を示す図。
FIG. 6 is a view showing a processing procedure of an electron beam exposure method according to the first embodiment.

【図7】第1の実施形態を実施するために用いた電子ビ
ーム露光装置の例を示す図。
FIG. 7 is a view showing an example of an electron beam exposure apparatus used for carrying out the first embodiment.

【図8】キャッシュメモリ部をCP方式、ロジック回路
部をVSB方式で描画する場合の、ショット数とビーム
サイズとの関係を示す図。
FIG. 8 is a view showing the relationship between the number of shots and the beam size when the cache memory unit is drawn by the CP method and the logic circuit unit is drawn by the VSB method.

【図9】キャッシュメモリ部をCP方式、ロジック回路
部をVSB方式で描画する場合の、描画時間とビームサ
イズとの関係を示す図、
FIG. 9 is a diagram illustrating a relationship between a writing time and a beam size when a cache memory unit is drawn by a CP method and a logic circuit unit is drawn by a VSB method;

【図10】電流密度を調整可能なコンデンサレンズシス
テムの原理を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing the principle of a condenser lens system capable of adjusting a current density.

【図11】キャッシュメモリ部をCP方式、ロジック回
路部をVSB方式で描画する場合の、8インチウェハに
換算した描画スループットとビームサイズとの関係を示
す図。
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a drawing throughput converted into an 8-inch wafer and a beam size when a cache memory unit is drawn by a CP method and a logic circuit unit is drawn by a VSB method.

【図12】第2の実施形態に係わる電子ビーム露光方法
の処理手順を示す図。
FIG. 12 is a view showing a processing procedure of an electron beam exposure method according to the second embodiment.

【図13】キャッシュメモリ部をCP方式、ロジック回
路部をVSB方式で描画する場合の、ショット数とビー
ムサイズとの関係を示す図。
FIG. 13 is a diagram showing the relationship between the number of shots and the beam size when the cache memory unit is drawn by the CP method and the logic circuit unit is drawn by the VSB method.

【図14】キャッシュメモリ部をCP方式、ロジック回
路部をVSB方式で描画する場合の、1チップ当りの描
画時間とビームサイズとの関係を示す図。
FIG. 14 is a diagram showing a relationship between a drawing time per chip and a beam size when a cache memory unit is drawn by a CP method and a logic circuit unit is drawn by a VSB method.

【図15】第2の実施形態に基づく描画方法を適用した
場合のスループット試算結果を示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a throughput calculation result when a drawing method based on the second embodiment is applied.

【図16】第3の実施形態に係わる電子ビーム露光方法
の処理手順を示す図。
FIG. 16 is a view showing a processing procedure of an electron beam exposure method according to the third embodiment.

【図17】第3の実施形態を実施するために用いる同層
ミックスアンドマッチリソグラフィシステムを示す図。
FIG. 17 is a diagram showing a same-layer mix-and-match lithography system used to carry out the third embodiment;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…エキシマ露光機(光ステッパ) 2…CP−EB露光機(電子ビーム露光装置) 3…レジストの塗布・現像装置 4…搬送機構 5…ウェハ 101…電子銃 102…電子ビーム 103,106,108,110,130…レンズ 104,107,131…アパーチャ 108…ブランキング電極 105,109…偏向器 111…試料 112…マーク台 113…ファラデーカップ 114…可動ステージ 115…パターンデータデコーダ 116,119,120…アンプ 117…パターンデータメモリ 121…クロスオーバ 122…重金属粒子 123…検出器 REFERENCE SIGNS LIST 1 excimer exposure machine (optical stepper) 2 CP-EB exposure machine (electron beam exposure apparatus) 3 resist coating / developing apparatus 4 transport mechanism 5 wafer 101 electron gun 102 electron beam 103, 106, 108 , 110, 130 ... Lens 104, 107, 131 ... Aperture 108 ... Blanking electrode 105, 109 ... Deflector 111 ... Sample 112 ... Mark table 113 ... Faraday cup 114 ... Movable stage 115 ... Pattern data decoder 116, 119, 120 ... Amplifier 117: Pattern data memory 121: Crossover 122: Heavy metal particles 123: Detector

フロントページの続き (72)発明者 杉原 和佳 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内Continued on the front page (72) Inventor Waka Sugihara 33, Shinisogo-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Pref.

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】繰り返しパターンはキャラクタマスクを用
いて転写(CP露光)し、繰り返しのないパターン或い
は繰り返しが少ないパターンは可変成形ビームを用いて
描画(VSB露光)する電子ビーム露光方法において、 前記各露光における電子のクーロン反発及び電子光学系
収差によるビームぼけが許容値以下となる最大使用可能
電流量を決定する第1の工程と、第1の工程により決定
された最大使用可能電流量の条件下で、電流密度とビー
ムサイズをパラメータにして対象パターンの描画時間を
算出し、該描画時間を最短にする電流密度とビームサイ
ズを決定する第2の工程と、第2の工程により決定され
た電流密度とビームサイズに電子ビーム条件を調整する
第3の工程と、第3の工程により調整された電子ビーム
条件の下で、CP露光とVSB露光を切り換えながらパ
ターンを露光する第4の工程とを有することを特徴とす
る電子ビーム露光方法。
1. An electron beam exposure method wherein a repetitive pattern is transferred (CP exposure) using a character mask, and a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaped beam. A first step of determining a maximum usable current amount at which a beam blur due to electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration in exposure is equal to or less than an allowable value, and a condition of the maximum usable current amount determined in the first step. A second step of calculating a writing time of the target pattern by using the current density and the beam size as parameters, determining a current density and a beam size that minimize the writing time, and a current determined by the second step. A third step of adjusting the electron beam conditions to the density and the beam size, and a CP under the electron beam conditions adjusted by the third step. A fourth step of exposing a pattern while switching between exposure and VSB exposure.
【請求項2】同一感光材に対するパターン転写を、フォ
トマスクを用いた光露光と電子ビーム露光の両者で行
い、かつ少なくとも光露光の解像限界以下のパターン転
写を電子ビーム露光で行う方法であって、 電子ビーム露光で行うパターン転写に関し、繰り返しパ
ターンはキャラクタマスクを用いて転写(CP露光)
し、繰り返しのないパターン或いは繰り返しが少ないパ
ターンは可変成形ビームを用いて描画(VSB露光)す
る電子ビーム露光方法において、 前記各露光における電子のクーロン反発及び電子光学系
収差によるビームぼけが許容値以下となる最大使用可能
電流量を決定する第1の工程と、第1の工程により決定
された最大使用可能電流量の条件下で、電流密度とビー
ムサイズをパラメータにして対象パターンの描画時間を
算出し、該描画時間を最短にする電流密度とビームサイ
ズを決定する第2の工程と、第2の工程により決定され
た電流密度とビームサイズに電子ビーム条件を調整する
第3の工程と、第3の工程により調整された電子ビーム
条件の下で、CP露光とVSB露光を切り換えながらパ
ターンを露光する第4の工程とを有することを特徴とす
る電子ビーム露光方法。
2. A method according to claim 1, wherein pattern transfer to the same photosensitive material is performed by both light exposure using a photomask and electron beam exposure, and pattern transfer at least equal to or less than the resolution limit of light exposure is performed by electron beam exposure. Regarding pattern transfer performed by electron beam exposure, repetitive patterns are transferred using a character mask (CP exposure)
An electron beam exposure method in which a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaped beam, wherein beam blur due to electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration in each of the exposures is less than an allowable value. A first step of determining a maximum usable current amount to be determined, and calculating a writing time of the target pattern using the current density and the beam size as parameters under the condition of the maximum usable current amount determined in the first step. A second step of determining a current density and a beam size that minimizes the writing time; a third step of adjusting electron beam conditions to the current density and the beam size determined in the second step; And a fourth step of exposing the pattern while switching between the CP exposure and the VSB exposure under the electron beam conditions adjusted in the third step. An electron beam exposure method, comprising:
【請求項3】繰り返しパターンはキャラクタマスクを用
いて転写(CP露光)し、繰り返しのないパターン或い
は繰り返しが少ないパターンは可変成形ビームを用いて
描画(VSB露光)する電子ビーム露光方法において、 前記CP露光における電子のクーロン反発及び電子光学
系収差によるビームぼけが許容値以下となるように、電
子光学系で使用する最大電流量を決定する第1の工程
と、前記VSB露光における電子のクーロン反発及び電
子光学系収差によるビームぼけが許容値以下になるよう
に、電子光学系で使用する最大電流量を決定する第2の
工程と、ウェハ上に形成すべき設計パターンデータをC
P露光用パターンデータとVSB露光用パターンデータ
とに分離する第3の工程と、 第1の工程により決定された最大電流量の下で、第3の
工程により作成されたCP露光用パターンデータを用い
てCP露光した場合の処理時間が最小となるように電流
密度と最大ビームサイズを決定する第4の工程と、第2
の工程により決定された最大電流量の下で、第3の工程
により作成されたVSB露光用パターンデータを用いて
VSB露光した場合の処理時間が最小となるように電流
密度と最大ビームサイズを決定する第5の工程と、 感光材を塗布したウェハに対して、第4の工程により決
定された電流密度と最大ビームサイズを用いて、第3の
工程により作成されたCP露光用パターンデータを用い
てCP露光する第6の工程と、前記ウェハに対して、第
5の工程により決定された電流密度と最大ビームサイズ
を用いて、第3の工程により作成されたVSB露光用パ
ターンデータを用いてVSB露光する第7の工程とを含
むことを特徴とする電子ビーム露光方法。
3. An electron beam exposure method wherein a repetitive pattern is transferred (CP exposure) using a character mask, and a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaped beam. A first step of determining the maximum amount of current used in the electron optical system so that the Coulomb repulsion of the electrons in the exposure and the beam blur due to the electron optical system aberration are equal to or less than an allowable value, and the Coulomb repulsion of the electrons in the VSB exposure and A second step of determining the maximum amount of current to be used in the electron optical system so that the beam blur due to the electron optical system aberration is equal to or less than an allowable value;
A third step of separating the pattern data for P exposure and the pattern data for VSB exposure, and the CP exposure pattern data created in the third step under the maximum amount of current determined in the first step. A fourth step of determining the current density and the maximum beam size such that the processing time when the CP exposure is performed is minimized;
Under the maximum current amount determined in the step, the current density and the maximum beam size are determined so that the processing time when VSB exposure is performed using the VSB exposure pattern data created in the third step is minimized. A fifth step of using the current density and the maximum beam size determined in the fourth step for the wafer coated with the photosensitive material, and using the CP exposure pattern data created in the third step. A sixth step of performing CP exposure by using the current density and the maximum beam size determined in the fifth step for the wafer, and using the VSB exposure pattern data created in the third step. And a seventh step of performing VSB exposure.
【請求項4】同一感光材に対するパターン転写を、フォ
トマスクを用いた光露光と電子ビーム露光の両者で行
い、かつ少なくとも光露光の解像限界以下のパターン転
写を電子ビーム露光で行う方法であって、 電子ビーム露光で行うパターン転写は、繰り返しパター
ンはキャラクタマスクを用いて転写(CP露光)し、繰
り返しのないパターン或いは繰り返しが少ないパターン
は可変成形ビームを用いて描画(VSB露光)する電子
ビーム露光方法において、 前記CP露光における電子のクーロン反発及び電子光学
系収差によるビームぼけが許容値以下となるように、電
子光学系で使用する最大電流量を決定する第1の工程
と、前記VSB露光における電子のクーロン反発及び電
子光学系収差によるビームぼけが許容値以下になるよう
に、電子光学系で使用する最大電流量を決定する第2の
工程と、ウェハ上に形成すべき設計パターンデータをC
P露光用パターンデータとVSB露光用パターンデータ
とに分離する第3の工程と、 第1の工程により決定された最大電流量の下で、第3の
工程により作成されたCP露光用パターンデータを用い
てCP露光した場合の処理時間が最小となるように電流
密度と最大ビームサイズを決定する第4の工程と、第2
の工程により決定された最大電流量の下で、第3の工程
により作成されたVSB露光用パターンデータを用いて
VSB露光した場合の処理時間が最小となるように電流
密度と最大ビームサイズを決定する第5の工程と、 感光材を塗布したウェハに対して、第4の工程により決
定された電流密度と最大ビームサイズを用いて、第3の
工程により作成されたCP露光用パターンデータを用い
てCP露光する第6の工程と、前記ウェハに対して、第
5の工程により決定された電流密度と最大ビームサイズ
を用いて、第3の工程により作成されたVSB露光用パ
ターンデータを用いてVSB露光する第7の工程とを含
むことを特徴とする電子ビーム露光方法。
4. A method for transferring a pattern to the same photosensitive material by both light exposure using a photomask and electron beam exposure, and transferring at least a pattern less than the resolution limit of light exposure by electron beam exposure. In pattern transfer performed by electron beam exposure, a repetitive pattern is transferred using a character mask (CP exposure), and a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaping beam. In the exposure method, a first step of determining a maximum current amount to be used in the electron optical system so that Coulomb repulsion of electrons in the CP exposure and a beam blur due to an electron optical system aberration are equal to or less than an allowable value, and the VSB exposure So that the beam blur due to electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration at A second step of determining the maximum amount of current used in the optical system, the design pattern data to be formed on the wafer C
A third step of separating the pattern data for P exposure and the pattern data for VSB exposure, and the CP exposure pattern data created in the third step under the maximum amount of current determined in the first step. A fourth step of determining the current density and the maximum beam size such that the processing time when the CP exposure is performed is minimized;
Under the maximum current amount determined in the step, the current density and the maximum beam size are determined so that the processing time when VSB exposure is performed using the VSB exposure pattern data created in the third step is minimized. A fifth step of using the current density and the maximum beam size determined in the fourth step for the wafer coated with the photosensitive material, and using the CP exposure pattern data created in the third step. A sixth step of performing CP exposure by using the current density and the maximum beam size determined in the fifth step for the wafer, and using the VSB exposure pattern data created in the third step. And a seventh step of performing VSB exposure.
【請求項5】電子のクーロン反発及び電子光学系収差に
よるビームぼけが許容値以下となる最大使用可能電流量
を決定する工程において、電子のクーロン反発及び電子
光学系収差によるビームぼけには焦点位置の変動に基づ
くビームぼけ分が含まれていることを特徴とする請求項
1〜4のいずれかに記載の露光方法。
5. In the step of determining the maximum usable current amount at which the beam blur due to electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration is equal to or less than an allowable value, a focal position is set for electron Coulomb repulsion and beam blur due to electron optical system aberration. The exposure method according to any one of claims 1 to 4, wherein a beam blur based on the fluctuation of the light amount is included.
【請求項6】最大使用可能電流量から電流密度とビーム
サイズをパラメータにして描画時間を算出する際に、最
大使用可能電流量,電流密度,及びビームサイズの関係
を以下の式で表わすことを特徴とする請求項1〜4のい
ずれかに記載の電子ビーム露光方法。 最大使用可能電流量=k・(電流密度)・(ビームサイ
ズ)2 但し、比例係数kは、0<k≦1であり、デバイス毎或
いはデバイスを構成する層毎に値を変更可能である。
6. A relation between the maximum usable current amount, the current density, and the beam size when the drawing time is calculated from the maximum usable current amount using the current density and the beam size as parameters is represented by the following expression. The electron beam exposure method according to claim 1, wherein: Maximum usable current amount = k · (current density) · (beam size) 2 However, the proportionality coefficient k is 0 <k ≦ 1, and the value can be changed for each device or for each layer constituting the device.
【請求項7】最大使用可能電流量から決定される電流密
度とビームサイズは、描画するデバイス毎に或いはデバ
イスを構成する層毎に変更可能であることを特徴とする
請求項1〜4のいずれかに記載の電子ビーム露光方法。
7. The method according to claim 1, wherein the current density and the beam size determined from the maximum usable current amount can be changed for each device to be drawn or for each layer constituting the device. Or the electron beam exposure method.
【請求項8】電子ビーム露光装置の条件を、第4の工程
により決定された電流密度及び最大ビームサイズと第5
の工程により決定された電流密度及び最大ビームサイズ
で切り換えながら、CP露光方式とVSB露光方式を混
用して露光を行うことを特徴とする請求項3又は4記載
の電子ビーム露光方法。
8. The condition of the electron beam exposure apparatus is determined by comparing the current density and the maximum beam size determined in the fourth step with the fifth
5. The electron beam exposure method according to claim 3, wherein the exposure is performed by mixing the CP exposure method and the VSB exposure method while switching the current density and the maximum beam size determined in the step.
【請求項9】電子ビーム露光装置の条件を、第4の工程
により決定された電流密度と最大ビームサイズに設定し
て調整を行ってからCP露光を行い、次いで第5の工程
により決定された電流密度と最大ビームサイズに設定し
て調整を行ってからVSB露光を行うことを特徴とする
請求項3又は4記載の電子ビーム露光方法。
9. The condition of the electron beam exposure apparatus is set to the current density and the maximum beam size determined in the fourth step, adjusted, CP exposure is performed, and then determined in the fifth step. 5. The electron beam exposure method according to claim 3, wherein VSB exposure is performed after setting and adjusting the current density and the maximum beam size.
【請求項10】電子ビーム露光装置の条件を、第5の工
程により決定された電流密度と最大ビームサイズに設定
して調整を行ってからVSB露光を行い、次いで第4の
工程により決定された電流密度と最大ビームサイズに設
定して調整を行ってからCP露光を行うことを特徴とす
る請求項3又は4記載の電子ビーム露光方法。
10. The VSB exposure is performed after adjusting the conditions of the electron beam exposure apparatus to the current density and the maximum beam size determined in the fifth step, and then performing the VSB exposure, and then determining in the fourth step. 5. The electron beam exposure method according to claim 3, wherein the CP exposure is performed after setting and adjusting the current density and the maximum beam size.
【請求項11】少なくとも2台の電子ビーム露光装置を
用いて、少なくとも1台の電子ビーム露光装置を第4の
工程により決定された電流密度と最大ビームサイズに設
定して調整を行ってCP露光を行い、前者とは別の電子
ビーム露光装置を第5の工程により決定された電流密度
と最大ビームサイズに設定して調整を行ってVSB露光
を行うことを特徴とする請求項3又は4記載の電子ビー
ム露光方法。
11. CP exposure by using at least two electron beam exposure apparatuses and adjusting at least one electron beam exposure apparatus to the current density and the maximum beam size determined in the fourth step. 5. The method according to claim 3, wherein an electron beam exposure apparatus different from the former is set to the current density and the maximum beam size determined in the fifth step to perform adjustment and perform VSB exposure. Electron beam exposure method.
【請求項12】繰り返しパターンはキャラクタマスクを
用いて転写(CP露光)し、繰り返しのないパターン或
いは繰り返しが少ないパターンは可変成形ビームを用い
て描画(VSB露光)する電子ビーム露光装置であっ
て、 前記各露光における電子のクーロン反発及び電子光学系
収差によるビームぼけが許容値以下となるように最大使
用可能電流量を決定する手段と、前記決定された最大使
用可能電流量から、電流密度とビームサイズをパラメー
タにしてデバイスの描画時間を算出し、該描画時間を最
短にする電流密度とビームサイズを決定する手段と、前
記決定された電流密度とビームサイズに電子ビーム条件
を調整する手段と、前記調整された電流密度とビームサ
イズを用いてCP露光とVSB露光を切り換えてパター
ンを形成する手段とを具備してなることを特徴とする電
子ビーム露光装置。
12. An electron beam exposure apparatus, wherein a repetitive pattern is transferred (CP exposure) using a character mask, and a pattern without repetition or a pattern with few repetitions is drawn (VSB exposure) using a variable shaped beam. Means for determining the maximum usable current amount so that the beam blur due to electron Coulomb repulsion and electron optical system aberration in each of the exposures is equal to or less than an allowable value, and the current density and the beam are determined from the determined maximum usable current amount. Calculating the writing time of the device with the size as a parameter, means for determining the current density and beam size to minimize the writing time, and means for adjusting the electron beam conditions to the determined current density and beam size, A method of forming a pattern by switching between CP exposure and VSB exposure using the adjusted current density and beam size. An electron beam exposure apparatus comprising: a step;
JP10018867A 1998-01-30 1998-01-30 Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus Pending JPH11219879A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10018867A JPH11219879A (en) 1998-01-30 1998-01-30 Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10018867A JPH11219879A (en) 1998-01-30 1998-01-30 Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11219879A true JPH11219879A (en) 1999-08-10

Family

ID=11983502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10018867A Pending JPH11219879A (en) 1998-01-30 1998-01-30 Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11219879A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007043078A (en) * 2005-07-04 2007-02-15 Nuflare Technology Inc Drawing apparatus and drawing method
JP2007304579A (en) * 2006-04-13 2007-11-22 Nuflare Technology Inc Resist pattern forming method and charged particle beam drawing method
JP2017005189A (en) * 2015-06-15 2017-01-05 株式会社ニューフレアテクノロジー Charged particle beam drawing method and charged particle beam drawing apparatus

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007043078A (en) * 2005-07-04 2007-02-15 Nuflare Technology Inc Drawing apparatus and drawing method
JP2007304579A (en) * 2006-04-13 2007-11-22 Nuflare Technology Inc Resist pattern forming method and charged particle beam drawing method
JP2017005189A (en) * 2015-06-15 2017-01-05 株式会社ニューフレアテクノロジー Charged particle beam drawing method and charged particle beam drawing apparatus

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI226656B (en) Energy beam exposure method and exposure apparatus
US20020036273A1 (en) Methods for manufacturing reticles for charged-particle-beam microlithography exhibiting reduced proximity effects, and reticles produced using same
JPH10303125A (en) Pattern formation method
JPH11317353A (en) Electronic beam projection apparatus and operation method thereof
US5932884A (en) Charged-beam exposure system and charged-beam exposure method
JP4603305B2 (en) Exposure method, pattern dimension adjustment method, and focal blur amount acquisition method
US20010019812A1 (en) Charged-particle-beam microlithography apparatus and methods for exposing a segmented reticle
US6096462A (en) Charged-particle-beam-projection-microlithography transfer methods with coulomb effect correction
JP2002511197A (en) Shaped shadow projection for electron beam column
JPH09199389A (en) Electron beam drawing method
JP2003100591A (en) Exposure method in charged particle beam exposure apparatus, method for manufacturing semiconductor device, and charged particle beam exposure apparatus
JPH11219879A (en) Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus
JP3577026B2 (en) Electron beam writing apparatus, adjustment method for electron beam writing apparatus, and electron beam writing method
JP3080006B2 (en) Electron beam exposure correction method
JP4224962B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and mask
US6211528B1 (en) Electron beam drawing method in which cell projection manner and variably shaped beam manner are used in combination
US8178280B2 (en) Self-contained proximity effect correction inspiration for advanced lithography (special)
JPH10274841A (en) Mask and electron beam exposure method using the same
US6541783B1 (en) Stencil reticle incorporating scattering features for electron beam projection lithography
JPH10303117A (en) Electron beam optical system
JPH0750248A (en) Electron beam drawing evaluation method
JPH10302696A (en) Electron beam projection lens
JPH10308341A (en) Electron beam exposure method and electron beam exposure apparatus
JP2003347197A (en) Mask inspection method, mask making method and mask
US6756182B2 (en) Charged-particle-beam microlithography methods exhibiting reduced coulomb effects

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040427

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040628

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050104