DE102007014301B4

DE102007014301B4 - Elektronenstrahlbestrahlungsgerät

Info

Publication number: DE102007014301B4
Application number: DE102007014301.1A
Authority: DE
Inventors: Takamasa Satoh; Yoshihisa Ooae
Original assignee: Advantest Corp
Current assignee: Advantest Corp
Priority date: 2006-04-28
Filing date: 2007-03-26
Publication date: 2016-11-17
Anticipated expiration: 2027-03-27
Also published as: JP2007299853A; US20080277598A1; DE102007014301A1; US7777202B2; JP5037850B2

Abstract

Elektronenstrahlbestrahlungsgerät, umfassend: eine Elektronenkanone zum Erzeugen eines Elektronenstrahls; einen Deflektor zum Ablenken des Elektronenstrahls; einen Speicher, in dem der Betrag der Positionsänderung gespeichert wird, wobei der Betrag der Positionsänderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne entspricht, eine Halbleiterscheibenbühne, auf der eine Halbleiterscheibe platziert wird; einen Bühnenpositionsdetektor zum Erfassen einer Position der Halbleiterscheibenbühne; einen Bühnenpositionsrechner zum Berechnen einer Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne auf der Grundlage einer Distanz, über die sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt hat, und auf der Grundlage einer Zeit, die dafür nötig war, dass sich die Halbleiterscheibenbühne über die Distanz bewegt, wobei die Halbleiterscheibenbühne durch den Bühnenpositionsdetektor erfasst worden ist, anschließend zum Berechnen eines Betrags der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne in Bezug auf eine Interpolationszeit, die kürzer ist als ein Messzyklus, der vom Bühnenpositionsdetektor verwendet wird, auf der Grundlage der auf diese Weise berechneten Bewegungsgeschwindigkeit, danach zum Berechnen eines Betrags der Positionsbewegung der Halbleiterscheibenbühne durch der Reihe nach erfolgendes Addieren des Betrags der Positionsänderung zu einer Position der Bühne, die durch den Bühnenpositionsdetektor gemessen wird, synchron zur Interpolationszeit und dadurch zum Berechnen eines Ablenkbetrags des Elektronenstrahls, die dem Betrag der Positionsbewegung der Halbleiterscheibenbühne entspricht; und eine Ablenksteuerung, um den Deflektor zu veranlassen, den Elektronenstrahl auf der Grundlage des Ablenkbetrags des Elektronenstrahls abzulenken wobei die Bühnenpositionsberechnungseinheit unter Verwendung eines Werts, der der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne entspricht, als Adresse auf den Speicher zugreift und den Betrag der Positionsänderung entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne aus dem Speicher extrahiert, wenn der Halbleiterscheibenbühnenmesszyklus und die Bühnenrückkopplung auf ihre jeweiligen Werte festgelegt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Elektronenstrahlbestrahlungsgerät und insbesondere ein Elektronenstrahlbestrahlungsgerät, das ein Verfahren zum kontinuierlichen Bewegen der Bühne verwendet.
Zum Zweck der Erhöhung des Durchsatzes eines Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Bewegen der Bühne vorgeschlagen worden.
Dieses Verfahren zum kontinuierlichen Bewegen der Bühne ist dazu vorgesehen, das Schreiben auszuführen, während eine Bühne, auf der eine Halbleiterscheibe gehalten wird, mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt wird. Dieses Verfahren ist dazu vorgesehen, die Positionsänderung der Bühne an einen Deflektor für einen Elektronenstrahl rückzukoppeln und auf diese Weise eine Bestrahlung auszuführen, als ob sich ein Punkt der Strahlung des Elektronenstrahls auf die Halbleiterscheibe, von einer Elektronenkanone als Bezugspunkt aus betrachtet, nicht bewegt.
In der Japanischen Offenlegungsschrift JP H10-177941 A wurde ein Elektronenstrahlbestrahlungsgerät offenbart, das ein Verfahren zum kontinuierlichen Bewegen der Bühne dieser Art verwendet.
1 ist ein Diagramm, das einen schematischen Aufbau eines Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts zeigt, das ein Verfahren zum kontinuierlichen Bewegen der Bühne vom herkömmlichen Typ verwendet. Das Elektronenstrahlbestrahlungsgerät beinhaltet eine Elektronenkanone 13, einen Deflektor 14, eine Halbleiterscheibenbühne 15, eine Einheit 16 zum Antrieb der Bühne und eine Rückkopplungsschaltung 17. Die Elektronenkanone 13 ist dazu vorgesehen, einen Elektronenstrahl 12 zu emittieren. Der Deflektor 14 ist dazu vorgesehen, den Elektronenstrahl 12 abzulenken. Die Halbleiterscheibenbühne 15 ist dazu vorgesehen, darauf eine Halbleiterscheibe 11 zu fixieren. Die Einheit 16 zum Antrieb der Bühne ist dazu vorgesehen, die Halbleiterscheibenbühne 15 zu bewegen. Die Rückkopplungsschaltung 17 ist dazu vorgesehen, die Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne 15 an den Deflektor 14 zurückzukoppeln.
Die Rückkopplungsschaltung 17 ist aus einem Laserinterferometer 20, einer Steuerung 21, einem Korrektor 22, einem D/A-Konverter 23 und einem Operationsverstärker 24 aufgebaut. Das Laserinterferometer 20 ist dazu vorgesehen, die Position der Halbleiterscheibenbühne 15 zu lesen. Der Operationsverstärker 24 ist mit dem Deflektor 14 verbunden. Die Steuerung 21 gibt in Abhängigkeit von der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne 15, die durch das Laserinterferometer 20 gemessen worden ist, und von einem Signal aus dem Korrektor 22 ein Ablenksignal zum Ablenken des Elektronenstrahls 12 aus. Der D/A-Konverter 23 wandelt dieses Ablenksignal von einem digitalen Signal in ein analoges Signal um und der Operationsverstärker 24 verstärkt das analoge Signal. Folglich wird das verstärkte analoge Signal an den Deflektor 14 angelegt. Die Rückkopplung der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne macht es auf diese Art und Weise möglich, das Schreiben dadurch auszuführen, dass der Elektronenstrahl veranlasst wird, einer Bewegung der Halbleiterscheibenbühne zu folgen, ungeachtet dessen, wie sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt.
Wie es oben beschrieben wurde, führt das Elektronenstrahlbestrahlungsgerät, das das Verfahren zum kontinuierlichen Bewegen der Bühne vom herkömmlichen Typ verwendet, einen Schreibvorgang dadurch aus, dass der Elektronenstrahl veranlasst wird, der Bewegung der Halbleiterscheibenbühne zu folgen, ungeachtet dessen, wie sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt.
Vordem ist zum Messen einer Position der Halbleiterscheibenbühne ein Laserinterferometer verwendet worden, das eine Messfrequenz von ungefähr 10 MHz nutzt. Aus diesem Grund beträgt die Distanz, über die sich die Halbleiterscheibenbühne in einem Messzyklus von 100 Nanosekunden bewegt, wenn sich die Halbleiterscheibenbühne mit einer Geschwindigkeit von 10 mm/s bewegt, 1 nm. Im Ergebnis ist der Fehler bei der Bühnen-Rückkopplung 1 nm klein. Dies verursacht kein besonderes praktisches Problem.
Dieser Jahre hat es jedoch einen zunehmend starken Bedarf dafür gegeben, das Schreiben bei einer höheren Geschwindigkeit auszuführen. Es ist notwendig geworden, dass die Halbleiterscheibenbühne mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt wird. Dies hat es zunehmend schwierig gemacht, den Elektronenstrahl abzulenken, um der Bewegung der Halbleiterscheibenbühne zu folgen.
2A ist ein Diagramm, das zeigt, wie sich die Position der Halbleiterscheibenbühne ändert, wenn eine Frequenz, mit der die Position der Halbleiterscheibenbühne gemessen wird, 10 MHz beträgt und eine Geschwindigkeit, mit der sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt, 100 mm/s beträgt. 2B ist ein Diagramm, das zeigt, wie groß eine Ablenkspannung entsprechend der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne ist, wenn eine Frequenz, mit der die Position der Halbleiterscheibenbühne gemessen wird, 10 MHz beträgt eine Geschwindigkeit, mit der sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt, 100 mm/s beträgt. Wenn die Geschwindigkeit, mit der sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt, 100 mm/s beträgt, bewegt sich die Halbleiterscheibenbühne im Messzyklus von 100 Nanosekunden über eine Distanz von 10 nm. Aus diesem Grund wird der Elektronenstrahl, gerade in einem Fall, bei dem sich die Halbleiterscheibenbühne kontinuierlich bewegt, im Messzyklus von 100 Nanosekunden nicht abgelenkt. Dies verursacht einen Fehler von 10 nm bei der Rückkopplung.
Im Gegensatz dazu macht es, wenn ein Hochpräzisionsmessmechanismus eingesetzt wird, der eine Messfrequenz von nicht weniger als 10 MHz verwendet, dieser Einsatz möglich, den Fehler bei der Rückkopplung geringer als 1 nm zu halten. In der Realität ist es jedoch außerordentlich schwierig, Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionsmechanismen dieser Art herzustellen.
US 2004/0094726 A1 offenbart ein Elektronenstrahlbelichtungsgerät, enthaltend eine Elektronenkanone, eine Ablenkeinheit, eine Waferbühne und eine Einheit zur Messung der Bühnenposition, wobei die Ablenkeinheit den Elektronenstrahl entsprechend der Bewegung der Bühne ablenkt. US 5 334 846 A offenbart ein Elektronenstrahlbelichtungsgerät, bei dem die Bewegung der Bühne anhand von Markierungen auf der darauf befindlichen Probe ermittelt und der Elektronenstrahl entsprechend der Bewegung der Bühne ablenkt wird. JP 2000182938 A offenbart ein Bestrahlungskorrekturverfahren, bei dem aus in konstanten Zeitintervallen ermittelten Bühnenpositionsdaten eine Bühnenbewegung ermittelt wird.
Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der vorhin genannten Probleme mit den herkömmlichen Technologien gemacht worden. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Elektronenstrahlbestrahlungsgerät bereitzustellen, das in der Lage ist, einen Elektronenstrahl in Reaktion auf die Bewegung einer Halbleiterscheibenbühne abzulenken.
Die vorhin genannten Probleme werden durch ein Elektronenstrahlbestrahlungsgerät gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es eine Elektronenkanone, einen Deflektor, eine Halbleiterscheibenbühne, einen Bühnenpositionsdetektor, eine Bühnenpositionsberechnungseinheit und eine Ablenksteuerung enthält. Die Elektronenkanone ist dafür vorgesehen, einen Elektronenstrahl zu erzeugen. Der Deflektor ist dafür vorgesehen, den Elektronenstrahl abzulenken. Die Halbleiterscheibenbühne ist dafür vorgesehen, darauf eine Halbleiterscheibe zu platzieren. Der Bühnenpositionsdetektor ist dafür vorgesehen, die Position der Halbleiterscheibenbühne zu erfassen. Die Bühnenpositionsberechnungseinheit ist dafür vorgesehen, einen Ablenkbetrag des Elektronenstrahls mit dem folgenden Schema zu berechnen. Zuerst berechnet die Bühnenpositionsberechnungseinheit auf der Grundlage einer Distanz, über die sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt hat, (im Folgenden als eine „Bewegungsdistanz der Halbleiterscheibenbühne“ bezeichnet) und auf der Grundlage der Zeit, die nötig war, damit sich die Halbleiterscheibenbühne über die Distanz bewegt, die Geschwindigkeit, mit der sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt hat (im folgenden als eine „Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne“ bezeichnet), wobei die Position der Halbleiterscheibenbühne durch den Bühnenpositionsdetektor erfasst worden ist. Auf der Grundlage der auf diese Weise berechneten Bewegungsgeschwindigkeit berechnet die Bühnenpositionsberechnungseinheit anschließend einen Betrag der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne in Bezug auf eine Interpolationszeit, die kürzer ist als der Messzyklus des Bühnenpositionsdetektors. Danach berechnet die Bühnenpositionsberechnungseinheit einen Betrag der Bewegung der Halbleiterscheibenbühne aus einer Position zu einer anderen durch der Reihe nach erfolgendes Addieren des Betrags der Positionsänderung zur Position der Bühne, die durch den Bühnenpositionsdetektor gemessen wird, synchron zur Interpolationszeit. Dadurch berechnet die Bühnenpositionsberechnungseinheit einen Ablenkbetrag des Elektronenstrahls, der dem Betrag der Positionsbewegung der Halbleiterscheibenbühne entspricht. Die Ablenksteuerung ist dafür vorgesehen, den Deflektor dazu zu veranlassen, den Elektronenstrahl auf der Grundlage des Ablenkbetrags des Elektronenstrahls abzulenken.
Zusätzlich enthält die Bühnenpositionsberechnungseinheit einen Speicher, in dem der Betrag der Positionsänderung entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne gespeichert wird. Die Bühnenpositionsberechnungseinheit greift unter Verwendung eines Werts, der der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne entspricht, als Adresse zu und extrahiert auf diese Weise den Betrag der Positionsänderung in Reaktion auf die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne aus dem Speicher.
Im Fall des Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts gemäß diesem Ausführungsbeispiel, kann die Bühnenpositionsberechnungseinheit den Betrag der Positionsänderung durch Multiplizieren der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne mit der Interpolationszeit berechnen.
Darüber hinaus kann die Bühnenpositionsberechnungseinheit im Fall des Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts gemäß diesem Ausführungsbeispiel so beschaffen sein, dass sie die Interpolationszeit so bestimmt, dass der Betrag der Positionsänderung kleiner ist als ein vorgegebener Wert, und der vorgegebene Wert kann 1 nm betragen.
Im Fall der vorliegenden Erfindung wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne auf der Grundlage eines Werts berechnet, der durch Messen der Position der Halbleiterscheibenbühne erhalten wird, und auf diese Weise wird der Betrag der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne in Bezug auf eine Zeit (eine Interpolationszeit) berechnet, die kürzer ist als der Messzyklus, in dem die Position der Halbleiterscheibenbühne erfasst wird. Dieser Betrag der Positionsänderung wird anschließend für jede Interpolationszeit zur erfassten Position der Halbleiterscheibenbühne hinzuaddiert. Auf diese wird der Betrag der Positionsbewegung der Halbleiterscheibenbühne abgeschätzt. Daher wird der Ablenkbetrag eingestellt, um diesem Betrag der Positionsbewegung der Halbleiterscheibenbühne zu entsprechen. Dadurch wird der Elektronenstrahl in Reaktion auf die Bewegung der Halbleiterscheibenbühne auf die Halbleiterscheibe gestrahlt. Dies macht es möglich, den Elektronenstrahl in Reaktion auf die Bewegung der Halbleiterscheibenbühne abzulenken, um auf diese Weise den Fehler bei der Bühnenrückkopplung zu vermindern und demgemäß des Schreibdurchsatz zu erhöhen, auch in einem Fall, bei dem sich die Halbleiterscheibenbühne mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
1 ist ein Diagramm, das einen schematischen Aufbau eines Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts zeigt, das ein Verfahren zum kontinuierlichen Bewegen der Bühne vom herkömmlichen Typ verwendet.
Die 2A und 2B sind Diagramme, die Probleme zeigen, die auftreten, wenn eine Halbleiterscheibenbühne mit einer hohen Geschwindigkeit bewegt wird.
3 ist eine graphische Darstellung eines erfindungsgemäßen Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts.
Die 4A und 4B sind Blockdiagramme eines Aufbaus einer erfindungsgemäßen Bühnenrückkopplungsschaltung.
Die 5A bis 5D sind Diagramme, die jeweils einen Prozess veranschaulichen, der durch die Bühnenrückkopplungsschaltung ausgeführt wird, wie sie in den 4A und 4B gezeigt ist.
6 ist ein Ablaufdiagramm, das den Prozess veranschaulicht, der durch die Bühnenrückkopplungsschaltung ausgeführt wird, wie sie in den 4A und 4B gezeigt ist.
7 ist ein Blockdiagramm eines Aufbaus einer Schätzinterpolationsberechnungseinheit, die einen Speicher verwendet.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Aufbaus des Speichers zeigt.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnung eine Beschreibung für ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung vorgelegt werden.
Zuerst wird eine Beschreibung für einen Aufbau eines Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts vorgelegt werden. Anschließend werden Beschreibungen für eine Bühnenrückkopplungseinheit vorgelegt werden. Danach werden Beschreibungen für eine Schätzinterpolationsberechnung zur Berechnung eines Betrags der Positionsänderung einer Halbleiterscheibenbühne vorgelegt. Danach werden Beschreibungen für ein Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren vorgelegt werden, welches die Schätzinterpolationsberechnung verwendet. Schließlich werden Beschreibungen für eine Schätzinterpolationsberechnung unter Verwendung eines Speichers vorgelegt.
(Aufbau eines Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts)
3 ist ein Diagramm, die einen Aufbau eines erfindungsgemäßen Elektronenstrahlbestrahlungsgeräts zeigt.
Das Elektronenstrahlbestrahlungsgerät kann grob in eine Säule 100 des optischen Systems, ein Steuermodul 200 und eine Bühnenrückkopplungseinheit 300 unterteilt werden. Das Steuermodul 200 ist dazu vorgesehen, die Komponenten der Säule 100 des optischen Systems zu steuern. Von diesen Modulen ist die Säule 100 des optischen Systems aus einem Elektronenstrahlgenerator 130, einem Maskendeflektor 140 und einem Substratdeflektor 150 aufgebaut. Der Druck im Innern der Säule 100 des optischen Systems ist verringert.
Im Elektronenstrahlgenerator 130 wird durch eine Elektronenkanone 101 ein Elektronenstrahl EB erzeugt. Eine erste elektromagnetische Linse 102 veranlasst den Elektronenstrahl EB dazu, sich einer Konvergenzwirkung zu unterziehen. Danach läuft der Elektronenstrahl EB durch eine rechteckige Blende 103a der Strahlformungsmaske 103. Dadurch wird der Querschnitt des sich ergebenden Elektronenstrahls EB in ein Rechteck geformt.
Anschließend veranlasst eine zweite elektromagnetische Linse 105 der Maskenablenkeinheit 140 den Elektronenstrahl EB, ein Bild auf einer Bestrahlungsmaske 110 zu bilden. Ein erster elektrostatischer Deflektor 104 und ein zweiter elektrostatischer Deflektor 106 lenken den Elektronenstrahl EB auf ein bestimmtes Muster Si ab, das in der Bestrahlungsmaske 110 ausgebildet ist. Auf diese Weise wird der Querschnitt des Elektronenstrahls EB in das Muster Si geformt.
Es sollte beachtet werden, dass, obwohl die Bestrahlungsmaske 110 auf einer Maskenbühne 123 fixiert ist, die Maskenbühne 123 in der Lage ist, sich in der horizontalen Ebene zu bewegen. Im Fall, bei dem beabsichtigt ist, ein Muster S in einem Teil jenseits eines Ablenkbereichs (Strahlablenkbereich) des ersten elektrostatischen Deflektors 104 und des zweiten elektrostatischen Deflektors 106 zu verwenden, wird das Muster S durch die Maskenbühne 123 in den Strahlablenkbereich bewegt.
Eine dritte elektromagnetische Linse 108, die über der Bestrahlungsmaske 110 angeordnet ist, und eine vierte elektromagnetische Linse 111 unterhalb der Bestrahlungsmaske 110 spielen eine Rolle dabei, den Elektronenstrahl EB dazu zu veranlassen, durch Einstellen eines jeweils durch die dritte elektromagnetische Linse 108 und die vierte elektromagnetische Linse 111 fließenden elektrischen Strombetrags ein Bild auf einem Substrat W zu bilden.
Der Elektronenstrahl EB, der durch die Bestrahlungsmaske 110 gelaufen ist und daraus herauskommt, wird durch die jeweiligen Ablenkwirkungen eines dritten elektrostatischen Deflektors 112 und eines vierten elektrostatischen Deflektors 113 zur optischen Achse C zurück geschwungen. Danach wird die Größe des Elektronenstrahls EB durch eine fünfte elektromagnetische Linse 114 verringert.
Die Maskenablenkeinheit 140 ist mit einer ersten Korrekturspule 107 und einer zweiten Korrekturspule 109 versehen. Durch die erste Korrekturspule 107 und die zweite Korrekturspule 109 wird eine Strahlablenkaberration korrigiert, die durch die ersten bis vierten elektrostatischen Deflektoren 104, 106, 112 und 113 erzeugt worden ist.
Danach läuft der Elektronenstrahl EB durch eine Blende 115a einer Abschirmplatte 115, die die Substratablenkeinheit 150 darstellt, und kommt aus dieser heraus. Anschließend projizieren eine erste elektromagnetische Projektionslinse 116 und eine zweite elektromagnetische Projektionslinse 121 den sich ergebenden Elektronenstrahl auf das Substrat W. Dadurch wird ein Bild eines Musters der Bestrahlungsmaske 110 mit einem bestimmten Verkleinerungsverhältnis, beispielsweise mit einem Verkleinerungsverhältnis von 1/10, auf das Substrat W übertragen.
Die Substratablenkeinheit 150 ist mit einem fünften elektrostatischen Deflektor 119 und einem elektromagnetischen Deflektor 120 versehen. Diese Deflektoren 119 und 120 lenken den Elektronenstrahl EB ab und auf diese Weise wird das Bild des Musters der Bestrahlungsmaske an einer bestimmten Position auf das Substrat W projiziert.
Zusätzlich ist die Substratablenkeinheit 150 mit einer dritten Korrekturspule 117 und einer vierten Korrekturspule 118 versehen, jeweils zum Korrigieren einer Ablenkaberration des Elektronenstrahls EB auf dem Substrat W.
Das Substrat W ist auf einer Halbleiterscheibenbühne 124 fixiert, die eine Antriebseinheit 125, wie etwa ein Motor, in die Lage versetzt, sich in der horizontalen Richtung zu bewegen. Die Bewegung der Halbleiterscheibenbühne 124 macht es möglich, die gesamte Oberfläche des Substrats W zu bestrahlen.
Demgegenüber beinhaltet das Steuermodul 200 eine Elektronenkanonensteuereinheit 202, eine Steuereinheit 203 für das elektrooptische System, eine Maskenbühnensteuereinheit 205, eine Austaststeuereinheit 206, eine Substratablenksteuereinheit 207 und eine Halbleiterscheibenbühnensteuereinheit 208. Von diesen Steuereinheiten steuert die Elektronenkanonensteuereinheit 202 die Elektronenkanone 101 und steuert demgemäß eine Beschleunigungsspannung des Elektronenstrahls EB, Bedingungen für die Strahlung des Strahls und dergleichen. Zudem steuert die Steuereinheit 203 für das elektrooptische System einen elektrischen Strombetrag, der zu jeder der elektromagnetischen Linsen 102, 105, 108, 111, 114, 116 und 121 fließen soll und stellt auf diese Weise die Vergrößerung, den Brennpunkt und dergleichen des elektrooptischen Systems ein, in dem die elektromagnetischen Linsen eingebaut sind. Die Austaststeuereinheit 206 steuert eine Spannung, die an eine Austastelektrode 127 angelegt werden soll. Dadurch wird der Elektronenstrahl EB, der vor der Exposition erzeugt worden ist, auf eine Abschirmplatte 115 abgelenkt, so dass der Elektronenstrahl EB daran gehindert wird, vor der Exposition auf das Substrat gestrahlt zu werden.
Die Substratablenksteuereinheit 207 steuert eine Spannung, die an den fünften elektrostatischen Deflektor 119 angelegt werden soll, und einen elektrischen Strombetrag, der an den elektromagnetischen Deflektor 120 fließen soll. Dadurch wird der Elektronenstrahl EB so gestaltet, dass er auf eine bestimmte Position auf das Substrat W abgelenkt wird.
Die Halbleiterscheibenbühnensteuereinheit 208 stellt einen Antriebsbetrag der Antriebseinheit 125 ein. Auf diese Weise wird das Substrat W in einer horizontalen Richtung bewegt. Dadurch wird der Elektronenstrahl auf eine gewünschte Position auf das Substrat W gestrahlt. Die vorigen Einheiten 202 bis 208 werden gemeinsam durch ein gemeinsames Steuersystem 201, wie etwa einen Arbeitsplatzrechner, gesteuert.
Die Rückkopplungssteuereinheit 300 erfasst eine Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne 124 im Elektronenstrahlbestrahlungsgerät, das das Verfahren zum kontinuierlichen Bewegen der Bühne verwendet. In Abhängigkeit von der Änderung erzeugt die Rückkopplungssteuereinheit 300 eine Ablenkspannung zum Ablenken des Elektronenstrahls und überträgt die Ablenkspannung an die Substratablenksteuereinheit 207.
(Aufbau der Bühnenrückkopplungseinheit)
4A ist ein Diagramm, das einen Aufbau der Bühnenrückkopplungseinheit 300 zeigt.
Die Bühnenrückkopplungseinheit 300 ist aus einem Laserinterferometer (Bühnenpositionsdetektor) 43, einer Berechnungseinheit (Bühnenpositionsberechnungseinheit) 44 und einer DAC-AMP-Einheit (Bühnenpositionsberechnungseinheit) 45 aufgebaut.
Das Laserinterferometer 43 emittiert einen Laserstrahl auf die Halbleiterscheibenbühne 124 und erfasst auf diese Weise die Position auf der Halbleiterscheibenbühne 124.
Die Berechnungseinheit 44 ist beispielsweise aus einem Mikrocomputer konfiguriert. Die Berechnungseinheit 44 berechnet eine Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 124, die sich bewegt. Zudem berechnet die Berechnungseinheit 44 auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 124 einen Schätzbetrag der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne 124, die in einem Zyklus auftritt, der kürzer ist als ein Messzyklus, in dem die Position der Halbleiterscheibenbühne 124 gemessen wird. Auf diese Weise berechnet die Berechnungseinheit 44 einen Bühnenrückkopplungsbetrag (Betrag der Positionsbewegung der Halbleiterscheibenbühne).
Die DAC-AMP-Einheit 45 konvertiert den Bühnenrückkopplungsbetrag, der durch die Berechnungseinheit 44 berechnet worden ist, von einem digitalen Betrag in einen analogen Betrag um, verstärkt das sich ergebende analoge Signal und überträgt demgemäß das analoge Signal an die Substratablenksteuereinheit 207. Die Substratablenksteuereinheit 207 legt an einen Deflektor 119 in der Säule 100 eine Ablenkspannung an. Dadurch wird der Elektronenstrahl abgelenkt.
4B ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines Aufbaus der Berechnungseinheit 44 zeigt. Die Berechnungseinheit 44 ist aus einer Schätzinterpolationsberechnungseinheit 44a und einer Addiereinheit 44b aufgebaut.
Die Schätzinterpolationsberechnungseinheit 44a schätzt auf der Grundlage der Position und der Zeit, an der bzw. zu der die Halbleiterscheibenbühne 124 erfasst worden ist, einen Betrag der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne 124 in Bezug auf eine Zeit (eine Interpolationszeit), die kürzer ist als der Messzyklus, wobei die Position und die Zeit vom Laserinterferometer 43 empfangen worden sind.
Die Addiereinheit 44b addiert den Betrag der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne 124, die durch die Schätzinterpolationsberechnungseinheit 44a geschätzt worden ist, zur Position der Halbleiterscheibenbühne 124, die durch das Laserinterferometer 43 erfasst worden ist. Danach überträgt die Addiereinheit 44b das Ergebnis der Addition an die DAC-AMP-Einheit 45.
In der auf diese Art und Weise aufgebauten Bühnenrückkopplungseinheit 300 liest das Laserinterferometer 43 die Position der sich bewegenden Halbleiterscheibenbühne 124 in festgelegten Intervallen, beispielsweise alle 100 Nanosekunden. Demgemäß gibt das Laserinterferometer 43 die Position an Berechnungseinheit 44 aus. Die Berechnungseinheit 44 berechnet auf der Grundlage von Positionen und der entsprechenden Zeiten, an denen bzw. zu denen die Halbleiterscheibenbühne erfasst worden ist, eine Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 124, wobei die Positionen und die Zeiten vom Laserinterferometer 43 empfangen worden sind. Auf der Grundlage der auf diese Weise berechneten Bewegungsgeschwindigkeit schätzt die Berechnungseinheit 44 einen Betrag der Positionsänderung (auch als ein „geschätzter Betrag der Interpolation“) der Halbleiterscheibenbühne 124 in Bezug auf die Interpolationszeit, die kürzer ist als der Messzyklus, der durch das Laserinterferometer 43 verwendet wird. Anschließend addiert die Berechnungseinheit 44 synchron zur Interpolationszeit der Reihe nach den geschätzten Betrag der Interpolation zur Position der Halbleiterscheibenbühne 124, die jeweils zu gewünschten Zeiten erfasst wird. Auf diese Weise erzeugt die Berechnungseinheit 44 beispielsweise alle 10 Nanosekunden einen Bühnenrückkopplungsbetrag und überträgt den Bühnenrückkopplungsbetrag an die DAC-AMP-Einheit 45.
(Berechnung der Schätzinterpolation)
Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die 5A bis 5D eine Beschreibung dafür vorgelegt werden, wie die Schätzinterpolation im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels berechnet wird. Im Fall des vorliegenden wird angenommen, dass die Position der Halbleiterscheibenbühne unter Verwendung des Laserinterferometers 43 gemessen wird, das eine Frequenz von 10 MHz verwendet. Im Ergebnis wird angenommen, dass die Position der Halbleiterscheibenbühne alle 100 Nanosekunden gemessen wird. Zusätzlich wird angenommen, dass sich die Halbleiterscheibenbühne mit einer Geschwindigkeit von 100 mm/s bewegt. Darüber hinaus wird angenommen, dass ein zulässiger Fehler bei der Bühnenrückkopplung 1 mm beträgt.
Unter Berücksichtigung der vorigen Bedingungen bewegt sich die Halbleiterscheibenbühne im Messzyklus von 100 Nanosekunden über eine Distanz von 10 nm (= 100 × 10^–3 × 100 × 10^–9). Im Ergebnis beträgt ein möglicher Fehler der Bühnenrückkopplung 10 nm. Mit anderen Worten, trotz der Bewegung der Halbleiterscheibenbühne 124 bestimmt die Berechnungseinheit 44, dass die Position der Halbleiterscheibenbühne 124 zu einer Messzeit t_n (Nanosekunden) gleich der Position der Halbleiterscheibenbühne 124 zu einer Messzeit t_n+1 (Nanosekunden) ist. Aus diesem Grund ist der Elektronenstrahl, obwohl sich die Halbleiterscheibenbühne 124 bewegt, nicht in der Lage, in Abhängigkeit von der Bewegung abgelenkt zu werden.
Vor diesem Hintergrund haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Verfahren ersonnen, das es durch Berechnen eines Betrags der Positionsänderung (geschätzter Betrag der Interpolation) der Halbleiterscheibenbühne 124 in einem Zyklus, der kleiner ist als der vom Laserinterferometer 43 verwendete Messzyklus, möglich macht, den Elektronenstrahl in Abhängigkeit von der Bewegung der Halbleiterscheibenbühne 124 abzulenken.
Der geschätzte Betrag der Interpolation wird wie folgt berechnet.
Die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne wird auf der Grundlage von Werten berechnet, die durch Messen der Positionen der Halbleiterscheibenbühne erhalten werden, jeweils von zwei unterschiedlichen Positionen, die alle 100 Nanosekunden erhalten werden.
5A ist ein Diagramm, das einen Zusammenhang zwischen den Zeiten, zu denen das Laserinterferometer 43 die Halbleiterscheibenbühne 124 erfasst, und den Positionen zeigt, an denen das Laserinterferometer 43 die Halbleiterscheibenbühne 124 erfasst. Im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels beträgt die Frequenz, mit der das Laserinterferometer 43 die Position der Halbleiterscheibenbühne misst, 10 MHz und die Position der Halbleiterscheibenbühne wird alle 100 Nanosekunden aktualisiert. Mit anderen Worten, x_n gibt die Position der Halbleiterscheibenbühne zur Erfassungszeit t_n an und x_n+1 gibt die Position der Halbleiterscheibenbühne zur Erfassungszeit t_n+1 an, die 100 Nanosekunden nach der Erfassungszeit t_n ist.
Die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 124 wird auf der Grundlage der Distanz berechnet, über die sich die Halbleiterscheibenbühne 124 die 100 Nanosekunden lang bewegt hat.
Wenn die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 124 auf der Grundlage eines Teils berechnet wird, der in 5A mit P angegeben ist, beträgt das Berechnungsergebnis 10 mm/s.
Anschließend wird eine Schätzbetraginterpolation der Halbleiterscheibenbühne 124 in Bezug auf eine Zeit, die kürzer ist als der Zyklus, in dem das Laserinterferometer 43 die Position der Halbleiterscheibenbühne 124 misst, auf der Grundlage der Geschwindigkeit berechnet, mit der sich die Halbleiterscheibenbühne 124 bewegt hat. Im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Schätzbetraginterpolation entsprechend 10 Nanosekunden berechnet. Ein Grund, warum der geschätzte Betrag der Interpolation in Intervallen von 10 Nanosekunden erhalten wird, ist folgender. Wenn der Zyklus, in dem das Laserinterferometer 43 die Position der Halbleiterscheibenbühne misst, 100 Nanosekunden beträgt, beträgt ein Betrag der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne 10 nm. Im Ergebnis muss der Betrag der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne zum Zweck, den Fehler in der Bühnenrückkopplung bei einem zulässigen Fehler von 1 nm zu halten, durch 10 geteilt werden. Bei Berücksichtigung dessen können die Intervalle, mit denen der geschätzte Betrag der Interpolation erhalten wird, zum Zweck, den Fehler kleiner zu machen, noch kürzer sein.
5B zeigt, was die Berechnung eines geschätzten Betrags der Interpolation ergibt, wenn der geschätzte Betrag der Interpolation alle 10 Nanosekunden durch 10 geteilt wird. Der geschätzte Betrag der Interpolation wird durch die Schätzinterpolationsberechnungseinheit, wie sie in 4B gezeigt ist, durch Multiplizieren der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne mit der Interpolationszeit (= 10 Nanosekunden) gefunden.
Wenn beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 100 beträgt, wird der geschätzte Betrag der Interpolation alle 10 Nanosekunden durch 100 mm/s × 10 ns = 1 nm repräsentiert.
Anschließend wird der geschätzte Betrag der Interpolation, der alle 10 Nanosekunden berechnet worden ist, der Reihe nach jeweils zu einem durch Messen der Position der Halbleiterscheibenbühne erhaltenen Wert addiert, der zu einer gewünschten Zeit erfasst wird. Der durch die Addition erhaltene Wert wird als die Position der Halbleiterscheibenbühne alle 10 Nanosekunden repräsentierend betrachtet. Ein Bühnenrückkopplungsbetrag wird auf der Grundlage der Position der Halbleiterscheibenbühne berechnet.
Dieser geschätzte Betrag der Interpolation wird der Reihe nach zur Position der Halbleiterscheibenbühne addiert, die zu einer Zeit erfasst wird, nachdem der geschätzte Betrag der Interpolation berechnet wird. 5C zeigt ein Beispiel, bei dem der geschätzte Betrag der Interpolation synchron alle 10 Nanosekunden zur Position der Halbleiterscheibenbühne addiert wird, die zu einer Zeit t_n+m erfasst wird, und das Ergebnis der Addition wird in eine entsprechende Ablenkspannung umgewandelt.
Wie es oben beschrieben wurde, wird der geschätzte Betrag der Interpolation nach einer Zeit t_n darauf angewendet, wenn die Distanz, über die sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt hat, extrahiert wird. Die Zeit, wann der geschätzte Betrag der Interpolation darauf angewendet werden kann, wird in Abhängigkeit von einer Beschleunigung der Halbleiterscheibenbühne und vom zulässigen Fehler bei der Bühnenrückkopplung bestimmt. Mit anderen Worten, wenn sich die Halbleiterscheibenbühne immer mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, kann der geschätzte Betrag der Interpolation jederzeit darauf angewendet werden. In einem Fall jedoch, bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne beschleunigt wird, wie etwa in einem Fall, bei dem eine Musterdichte oder eine Richtung, in der sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt, geändert wird, kann der geschätzte Betrag der Interpolation nicht immer darauf angewendet werden.
In einem Fall, bei dem beispielsweise eine Beschleunigung der Halbleiterscheibenbühne 10 m/s² beträgt, ist eine Zeitverzögerung von 10 Mikrosekunden zulässig. Mit anderen Worten, wenn die Geschwindigkeit, mit der sich die Halbleiterscheibenbühne nach 10 Mikrosekunden bewegt, mit einer negativen Beschleunigung von 10 m/s² beschleunigt wird, wird ein Betrag der Änderung der Geschwindigkeit durch 10^–4 m/s repräsentiert und ein Betrag der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne entsprechend dem Betrag der Änderung der Geschwindigkeit wird durch 10^–4 × 10^–5 = 1 nm repräsentiert. Aus diesem Grund kann der geschätzte Betrag der Interpolation darauf angewendet werden, bis sich die Zeitverzögerung auf 10 Mikrosekunden aufaddiert, wenn der zulässige Fehler bei der Bühnenrückkopplung 1 nm beträgt.
Es sollte beachtet werden, dass der geschätzte Betrag der Interpolation üblicherweise auf die Position der Halbleiterscheibenbühne angewendet wird, die unmittelbar erfasst wird, nachdem der geschätzte Betrag der Interpolation berechnet worden ist. Ein Grund dafür ist wie folgt. Man kann davon ausgehen, dass sich die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne zu einer Zeit, zu der die Position der Halbleiterscheibenbühne gemessen wird, nicht ändert. Andernfalls kann man davon ausgehen, dass die Änderung klein genug ist, um praktisch ignoriert zu werden, auch wenn sich die Geschwindigkeit mit der Zeit ändert.
5D zeigt, dass der geschätzte Betrag der Interpolation alle 10 Nanosekunden als Ergebnis des vorherigen Prozesses 1 nm beträgt.
(Elektronenstrahlbestrahlungsverfahren)
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf ein in 6 gezeigtes Ablaufdiagramm Beschreibungen für einen Bühnenrückkopplungsprozess vorgelegt werden, der die Berechnung der Schätzinterpolation verwendet.
Zuerst wird in Schritt S11 eine Initialisierung ausgeführt. Im Initialisierungsschritt wird die Teilungszahl n, durch die der Messzyklus zu teilen ist, auf 2 gesetzt und der Fehler bei der Bühnenrückkopplung wird auf e gesetzt.
Im folgenden Schritt S12 empfängt die Berechnungseinheit 44 die folgenden zwei Informationsteile vom Bühnenpositionsdetektor. Ein erster Informationsteil betrifft die Positionen der Halbleiterscheibenbühne jeweils zu zwei unterschiedlichen Zeiten und ein zweiter Informationsteil betrifft die zwei unterschiedlichen Zeiten, zu denen die jeweiligen Positionen der Halbleiterscheibenbühne erhalten werden.
Im darauf folgenden Schritt S13 wird die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne auf der Grundlage des Betrags der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne und auf der Grundlage des Betrags der Änderung der Zeit berechnet, die im Schritt S12 erhalten worden sind.
Im anschließenden Schritt S14 wird der Messzyklus durch n geteilt.
Im nächsten Schritt S15 berechnet die Schätzinterpolationsberechnungseinheit den geschätzten Betrag der Interpolation der Halbleiterscheibenbühne 124 in Bezug auf eine Zeit, die kürzer ist als der Messzyklus und die durch Teilen des vom Laserinterferometer verwendeten Bühnenmesszyklus durch n erhalten worden ist. Anschließend bestimmt die Schätzinterpolationsberechnungseinheit, ob der Wert, der diesen geschätzten Betrag der Interpolation repräsentiert, innerhalb des Bereichs des zulässigen Fehlers liegt oder nicht. Wenn der Wert innerhalb des Bereichs des zulässigen Fehlers liegt, fährt der Prozess mit Schritt S17 fort. Wenn der Wert nicht innerhalb des Bereichs des zulässigen Fehlers liegt, fährt der Prozess mit Schritt S16 fort, in dem die Teilungszahl erhöht wird. Danach fährt der Prozess mit Schritt 14 fort und der Prozess wird fortgesetzt.
Der geschätzte Betrag der Interpolation der Halbleiterscheibenbühne 124 wird durch Multiplizieren der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 124 mit der Zeit berechnet, die kürzer ist als der Bühnenmesszyklus. Die Geschwindigkeit ist in Schritt S13 berechnet worden.
Es sollte beachtet werden, dass die Teilungszahl in einem Fall eine unveränderliche sein kann, bei dem der Messzyklus im Vorhinein bekannt ist und man davon ausgehen kann, dass die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne eine unveränderliche ist. Mit anderen Worten, durch welche zahl der Messzyklus geteilt werden sollte, wird dadurch bestimmt, wie groß ein zulässiger Fehler für den Betrag der Bewegung der Halbleiterscheibenbühne ist. Wenn beispielsweise der zulässige Fehler für den Betrag der Bewegung der Halbleiterscheibenbühne 1 nm beträgt, wird der Bühnenmesszyklus durch eine Zahl geteilt, die die Differenz im Betrag der Bewegung der Halbleiterscheibenbühne innerhalb des Bereichs von 1 nm zwischen jeweils zwei Messzeiten entsprechend einem Zyklus hält, erhalten durch Teilen des Bühnenmesszyklus durch die Zahl. Wenn der Bühnenmesszyklus 100 Nanosekunden beträgt, wird der Bühnenmesszyklus durch 10 geteilt und demgemäß wird ein Zyklus auf 10 ns festgelegt. Dies macht es möglich, die Differenz für die Bewegung der Halbleiterscheibenbühne innerhalb des Bereichs von 1 nm zu halten.
Im folgenden Schritt S17 wird der geschätzte Betrag der Interpolation der Position der Halbleiterscheibenbühne 124 hinzuaddiert, die zu einer gewünschten Zeit erfasst wird. Der geschätzte Betrag der Interpolation kann der Position der Halbleiterscheibenbühne 124 hinzuaddiert werden, die das erste Mal nach der Berechnung der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne gemessen wird. Andernfalls kann der geschätzte Betrag der Interpolation der Position der Halbleiterscheibenbühne 124 hinzuaddiert werden, die innerhalb eines Bereichs erfasst wird, der auf der Grundlage der Beschleunigung der Halbleiterscheibenbühne und des zulässigen Fehlers bei der Bewegung der Halbleiterscheibenbühne bestimmt wird.
Im darauf folgenden Schritt S18 wird auf der Grundlage der Position der Halbleiterscheibenbühne, die in Schritt S17 berechnet worden ist, ein Bühnenrückkopplungsbetrag erzeugt.
Im anschließenden Schritt S19 wird der Elektronenstrahl auf der Grundlage des Bühnenrückkopplungsbetrags so abgelenkt, dass der Elektronenstrahl in Reaktion auf die Bewegung der Halbleiterscheibenbühne 124 auf die Halbleiterscheibe gestrahlt wird.
Wie es oben beschrieben wurde, berechnet das Elektronenstrahlbestrahlungsgerät gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel den geschätzten Betrag der Interpolation der Halbleiterscheibenbühne in Bezug auf die Zeit (Interpolationszeit), die kürzer ist als der Messzyklus, in dem das Laserinterferometer die Position der Halbleiterscheibenbühne erfasst. Auf diese Weise addiert das Elektronenstrahlbestrahlungsgerät den auf diese Weise berechneten geschätzten Betrag der Interpolation synchron zur Interpolationszeit zur Position der Halbleiterscheibenbühne, die nach Berechnung des geschätzten Betrags der Interpolation erfasst wird. Das Elektronenstrahlbestrahlungsgerät stellt auf der Grundlage des Ergebnisses dieser Addition einen Ablenkbetrag des Elektronenstrahls ein und strahlt demgemäß den Elektronenstrahl in Reaktion auf die Bewegung der Halbleiterscheibenbühne aus. Dies macht es für das Elektronenstrahlbestrahlungsgerät möglich, den Fehler bei der Bühnenrückkopplung innerhalb des Bereichs des zulässigen Fehlers zu halten, und demgemäß das Schreiben mit einer höheren Präzision auszuführen, auch in einem Fall, bei dem sich die Halbleiterscheibenbühne mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist unter der Annahme beschrieben worden, dass der Messzyklus, in dem die Position der Halbleiterscheibenbühne gemessen wird, 100 Nanosekunden beträgt, und dass der Zyklus, der kürzer ist als der Messzyklus, 10 Nanosekunden beträgt. Es sollte jedoch beachtet werden, dass weder der Messzyklus noch der kürzere Zyklus auf die jeweiligen Beispiele beschränkt ist. In einem Fall, bei dem beispielsweise die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 200 mm/s beträgt, kann der Zyklus, der kürzer ist als der Messzyklus, durch Teilen des Messzyklus durch 20 erhalten werden. Darüber hinaus kann der Messzyklus, auch in einem Fall, bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 100 mm/s beträgt, durch 20 geteilt werden. In diesem Fall beträgt der Zyklus, der kürzer ist als der Messzyklus, 5 Nanosekunden und der geschätzte Betrag der Interpolation der Halbleiterscheibenbühne beträgt 0,5 nm. Dies macht es möglich, das Schreiben mit einer höheren Präzision auszuführen. Es reicht aus, wenn der Zyklus auf eine Art und Weise bestimmt wird, dass der Fehler bei der Bühnenrückkopplung kleiner ist als der zulässige Fehler (1 nm im Fall des vorliegenden Ausführungsbeispiels). Durch welche Zahl der Bühnenmesszyklus geteilt wird, um den kürzeren Zyklus zu erhalten, wird in Abhängigkeit vom Bühnenmesszyklus, von der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne und dem zulässigen Fehler bei der Bühnenrückkopplung (1 nm) bestimmt.
Das vorliegende Ausführungsbeispiel ist unter der Annahme beschrieben worden, dass der zulässige Fehler bei der Bühnenrückkopplung 1 nm beträgt. Der zulässige Fehler bei der Bühnenrückkopplung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
(Modifiziertes Beispiel)
(Berechnung der geschätzten Interpolation unter Verwendung eines Speichers)
Als nächstes werden Beschreibungen für die Berechnung der geschätzten Interpolation unter Verwendung eines Speichers vorgelegt.
Dieses modifizierte Beispiel unterscheidet sich vom vorhergehenden Ausführungsbeispiel dadurch, dass der geschätzte Betrag der Interpolation so beschaffen ist, dass er aus einem Speicher extrahiert wird, wohingegen das vorhergehende Ausführungsbeispiel so gestaltet ist, dass der geschätzte Betrag der Interpolation durch Berechnung auf der Grundlage der Position und der Zeit erhalten wird, an der bzw. zu der die Halbleiterscheibenbühne erfasst wird und welche vom Bühnenpositionsdetektor empfangen werden.
7 ist ein Blockdiagramm des Aufbaus der Berechnungseinheit 44, die den Speicher verwendet.
Die Berechnungseinheit 44 ist aus einer Bühnengeschwindigkeitsberechnungseinheit 51, einer Adresssteuereinheit 52, einem Speicher 53 und einer Addiereinheit 54 aufgebaut.
Die Bühnengeschwindigkeitsberechnungseinheit 51 berechnet die Geschwindigkeit, mit der sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt hat, auf der Grundlage eines Signals vom Laserinterferometer 43.
Die Adresssteuereinheit 52 steuert auf der Grundlage der Geschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne eine Adresse, auf die im Speicher zugegriffen wird.
Der Speicher 53 ist ein solcher, in dem Daten, die zur Position der Halbleiterscheibenbühne hinzuaddiert werden sollen, in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne im Vorhinein als geschätzter Betrag der Interpolation gespeichert werden.
Die Addiereinheit 54 addiert die Position der Halbleiterscheibenbühne, die durch das Laserinterferometer 43 erfasst wird, zum geschätzten Betrag der Interpolation, der aus dem Speicher 53 extrahiert worden ist und der von der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne abhängt.
Im Folgenden werden Beschreibungen für die Berechnung des geschätzten Betrags der Interpolation unter Verwendung der auf diese Art und Weise aufgebauten Berechnungseinheit 44 vorgelegt. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne wird auf der Grundlage zweier verschiedener Positionen und entsprechenden Zeiten berechnet, an denen bzw. zu denen die Halbleiterscheibenbühne erfasst wird und welche vom Laserinterferometer 43 empfangen worden sind.
Die Adresssteuereinheit 52 empfängt die Geschwindigkeit, mir der sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt hat, und ändert Adresswerte, mit denen der Speicher 53 abgerufen wird, in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne. Mit anderen Worten, eine Adresse wird durch Addieren eines Werts, der die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne repräsentiert, zu einer Adresse A, die als eine Referenz definiert ist, bestimmt.
Die Adresssteuereinheit 52 ruft den Speicher 53 unter Verwendung der auf diese Weise berechneten Adresse ab und extrahiert auf diese Weise einen geschätzten Betrag der Interpolation in Abhängigkeit von der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne aus dem Speicher 53.
Wenn beispielsweise die Geschwindigkeit, mit der sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt hat, 100 m/s beträgt, ruft die Adresssteuereinheit 52 eine Adresse A + 100 ab. Dadurch extrahiert die Adresssteuereinheit 52 alle 10 Nanosekunden den geschätzten Betrag der Interpolation.
8 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines Aufbaus des Speichers zeigt. Beispielsweise wird alle 10 Nanosekunden, was für einen Fall definiert ist bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 20 mm/s beträgt, ein geschätzter Betrag der Interpolation X (beispielsweise 0,2 nm) in einer Adresse A + 20 gespeichert. Zusätzlich wird alle 10 Nanosekunden, was für einen Fall definiert ist bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne 100 mm/s beträgt, ein geschätzter Betrag der Interpolation Y (beispielsweise 1 nm) in einer Adresse A + 100 gespeichert.
Die Adresssteuereinheit 52 überträgt den extrahierten geschätzten Betrag der Interpolation an die Addiereinheit 54. Die Addiereinheit 54 addiert den geschätzten Betrag der Interpolation zur Position der Halbleiterscheibenbühne, die durch das Laserinterferometer 43 erfasst worden ist, und überträgt das Ergebnis der Addition an die DAC-AMP-Einheit 45.
Dies macht es möglich, den Fehler bei der Bühnenrückkopplung zu vermindern und demgemäß den Elektronenstrahl in Reaktion auf die Bewegung der Halbleiterscheibenbühne abzulenken.
Es sollte beachtet werden, dass geschätzte Beträge der Interpolation, die innerhalb des Bereichs des zulässigen Fehlers bei der Bühnenrückkopplung fallen, im Speicher 53 gespeichert werden. Dies macht es möglich, das Schreiben mit einer höheren Präzision auszuführen, auch in einem Fall, bei dem die Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne zum Zweck des Steigerns des Durchsatzes erhöht wird.
Darüber hinaus muss in einem Fall, bei dem der Speicher 53 verwendet wird, kein geschätzter Betrag der Interpolation auf der Grundlage der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne berechnet werden, weil die geschätzten Beträge der Interpolation im Vorhinein definiert werden. Dies vermindert die Prozessbelastung, die auf der vom Mikrocomputer vorgenommenen Berechnung der geschätzten Beträge der Interpolation beruht. Die Berechnung der geschätzten Beträge der Interpolation, die den Speicher 53 verwendet, der auf diese Weise aufgebaut ist, ist effektiv, wenn der Halbleiterscheibenbühnenmesszyklus und die Bühnenrückkopplung auf ihre jeweiligen Werte festgelegt sind.

Claims

Elektronenstrahlbestrahlungsgerät, umfassend: eine Elektronenkanone zum Erzeugen eines Elektronenstrahls; einen Deflektor zum Ablenken des Elektronenstrahls; einen Speicher, in dem der Betrag der Positionsänderung gespeichert wird, wobei der Betrag der Positionsänderung der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne entspricht, eine Halbleiterscheibenbühne, auf der eine Halbleiterscheibe platziert wird; einen Bühnenpositionsdetektor zum Erfassen einer Position der Halbleiterscheibenbühne; einen Bühnenpositionsrechner zum Berechnen einer Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne auf der Grundlage einer Distanz, über die sich die Halbleiterscheibenbühne bewegt hat, und auf der Grundlage einer Zeit, die dafür nötig war, dass sich die Halbleiterscheibenbühne über die Distanz bewegt, wobei die Halbleiterscheibenbühne durch den Bühnenpositionsdetektor erfasst worden ist, anschließend zum Berechnen eines Betrags der Positionsänderung der Halbleiterscheibenbühne in Bezug auf eine Interpolationszeit, die kürzer ist als ein Messzyklus, der vom Bühnenpositionsdetektor verwendet wird, auf der Grundlage der auf diese Weise berechneten Bewegungsgeschwindigkeit, danach zum Berechnen eines Betrags der Positionsbewegung der Halbleiterscheibenbühne durch der Reihe nach erfolgendes Addieren des Betrags der Positionsänderung zu einer Position der Bühne, die durch den Bühnenpositionsdetektor gemessen wird, synchron zur Interpolationszeit und dadurch zum Berechnen eines Ablenkbetrags des Elektronenstrahls, die dem Betrag der Positionsbewegung der Halbleiterscheibenbühne entspricht; und eine Ablenksteuerung, um den Deflektor zu veranlassen, den Elektronenstrahl auf der Grundlage des Ablenkbetrags des Elektronenstrahls abzulenken wobei die Bühnenpositionsberechnungseinheit unter Verwendung eines Werts, der der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne entspricht, als Adresse auf den Speicher zugreift und den Betrag der Positionsänderung entsprechend der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne aus dem Speicher extrahiert, wenn der Halbleiterscheibenbühnenmesszyklus und die Bühnenrückkopplung auf ihre jeweiligen Werte festgelegt sind.
Elektronenstrahlbestrahlungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Bühnenpositionsberechnungseinheit den Betrag der Positionsänderung durch Multiplizieren der Bewegungsgeschwindigkeit der Halbleiterscheibenbühne mit der Interpolationszeit berechnet.
Elektronenstrahlbestrahlungsgerät nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Bühnenpositionsberechnungseinheit die Interpolationszeit in der Weise bestimmt, dass der Betrag der Positionsänderung kleiner ist als ein festgelegter Wert.
Elektronenstrahlbestrahlungsgerät nach Anspruch 3, wobei der festgelegte Wert 1 nm beträgt.
Elektronenstrahlbestrahlungsgerät nach Anspruch 1, wobei, wenn die Bühnenpositionsberechnungseinheit bestimmt, dass die Bewegungsgeschwindigkeit kleiner ist als 20 mm/s, die Bühnenpositionsberechnungseinheit den Betrag der Positionsänderung, den Betrag der Positionsbewegung der Halbleiterscheibenbühne und den Ablenkbetrag des Elektronenstrahls berechnet.