DE3644296C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Zeichnen eines Musters mittels eines Ladungsteilchenstrahls
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 4.
Für die Vergrößerung des Durchlaufs beim Ladungsteilchen
strahlzeichnen ist ein Verfahren bekannt, bei dem das
Zeichnen auf einem auf einen Tisch aufgelegten Plättchen
erfolgt, während der Tisch kontinuierlich bewegt wird. Da
bei muß eine Korrektur der Ablenkposition nach Maßgabe
der Bewegung des Tisches vorgenommen werden. Der Ausdruck
"Ablenkposition" bezieht sich dabei auf eine Position
oder Stelle einer Chipfläche, auf die der abgelenkte Strahl
auftrifft. Diese Korrektion erfolgt während des Zeichnens
durch eine Nebenablenkposition durch Lieferung der Echt-
oder Istlagendaten des Tisches einer Hauptablenkspule
über einen Tischfehler-Digital/Analog-Wandler.
Ein auf der obigen Methode basierendes Verfahren der eingangs
genannten Art bzw. eine diese Methode verwendende
Vorrichtung ebenfalls der eingangs genannten Art sind z. B.
in "An electron beam lithography system for submicron
VHSIC device fabrication",
J. Vac. Sci. Technol. B3(1), Januar/Februar 1985,
S. 106-111, H. J. King u.a., beschrieben.
Die Bewegungsgeschwindigkeit des Tisches wird nun unab
hängig von der Dichte des zu zeichnenden Musters auf
eine einem gegebenen Rahmen eigene feste Größe einge
stellt. In einem Fall, in welchem z.B. das Muster eines
Teilfelds dicht ist und eine lange Zeit für das Zeichnen
nötig ist, vergrößert sich daher die Größe der Tischbe
wegung mit entsprechend zunehmender Korrektionsgröße
der Hauptablenkposition. Dementsprechend wird es nötig,
die anfänglich vorgegebene Ablenkverzeichnungskorrektion
nachzujustieren. Diese
Justierung kann jedoch erst dann erfolgen, wenn das
Zeichnen des Teilfelds durch die Nebenablenkeinheit be
endet ist. Wenn daher die Größe der
Korrektion der Hauptablenkposition aufgrund der Tisch
bewegung groß ist, ist eine Minderung der Zeichnungsge
nauigkeit im Teilfeld problematisch, weil die Ablenkver
zeichnungskorrektion nicht eingestellt
werden kann. Insbesondere beim Muster- oder Bildzeichen
im Submikronbereich ergeben sich ernsthafte Probleme,
wie Abnahme der Ausbeute bei der Fertigung als Folge der
verschlechterten Genauigkeit der Zeichnungsposition.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines Ver
fahrens und einer Vorrichtung zum Zeichnen eines Musters
mittels eines Ladungsteilchenstrahls der eingangs genannten Art,
bei denen dann, wenn
mittels der Haupt- und Nebenablenkeinheiten ein Muster
an einem auf einen sich kontinuierlich bewegenden Tisch
aufgelegten Werkstück (wafer) gezeichnet und dabei
die Hauptablenkposition mit der Bewegung des Tisches
korrigiert wird, die Ablenkverzeichnungskorrektion
nachjustiert werden kann, um einen hohen
Zeichnungsdurchlauf und eine hohe Zeichnungsgenauigkeit
aufrechtzuerhalten.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1 bzw. einer Vorrichtung nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4 erfindungsgemäß
durch die in deren jeweiligen kennzeichnenden Teilen
enthaltenen Merkmale gelöst.
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind
in den Ansprüchen 2 und 3 und der erfindungsgemäßen
Vorrichtung in den Ansprüchen 5 und 6 gekennzeichnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird beim Zeichnen von
Mustern in kleinen
Bereichen, in denen die Neben
ablenkeinheit den Ladungsteilchenstrahl
ablenken kann, eine Verzeichnung aufgrund fehler
hafter Verschiebung der Hauptablenkposition als Folge
der Bewegung des Tisches korrigiert.
Die Ablenkverzeichnung kann somit zuverlässig korrigiert
werden, und die Muster können mit hoher Genauigkeit auf
einem Halbleiter-Plättchen gezeichnet oder aufgerissen
werden.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der
Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigt
Fig. 1 ein Blockschaltbild der Gesamtanordnung des
Ausführungsbeispiels der Erfindung,
Fig. 2 ein detailliertes Blockschaltbild eines Haupt
teils der Anordnung nach Fig. 1,
Fig. 3 ein Blockschaltbild einer Hauptablenkverzeichnung-
Korrektionsrechenschaltung gemäß Fig. 2,
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer Nebenablenkverzeichnung-
Korrektionsrechenschaltung nach Fig. 2,
Fig. 5 eine schematische Darstellung zur Erläuterung der
Zeichnungsbereiche auf einem Plätt
chen und
Fig. 6 bis 8 gemeinsam ein Ablaufdiagramm zur Erläute
rung der Arbeitsweise der Ausführungsform nach
Fig. 1 und 2.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird ein Elektronen
strahl als Ladungsteilchenstrahl eingesetzt, doch kann
auch ein Ionenstrahl angewandt werden.
Bei der in Fig. 1 dargestellten Elektronenstrahl-Muster
zeichenvorrichtung ist ein Tisch 12 mit einem auf seiner
Oberseite liegenden Halbleiter-Plättchen 11 in einem
Tischraum 10 untergebracht.
Eine elektrooptische Säule 20 mit einer Öffnung zum Tisch 12
hin ist im oberen Bereich des Tischraums
10 angeordnet. In der Säule 20 sind die folgenden Ele
mente angeordnet: Ein Elektronenstrahlerzeugungssystem 21,
eine erste und eine zweite Bestrahlungslinse 22a bzw.
22b, eine Feldlinse (22c), eine Verkleinerungslinse
22d, eine Objektivlinse 22e, eine
Austasteinheit 23, eine elektrostatische Strahlformablenk
einheit 24, eine Hauptablenkeinheit 25, eine
Nebenablenkeinheit 26, eine obere Strahlformaperturmasken 27a und
eine untere Strahlformaperturmasken 27b. Der Austaster 23 dient zum
Ein- und Ausschalten des vom Elektronenstrahlerzeugungssystem 21 emittier
ten Elektronenstrahls 28. Die oberen und unteren Strahlformaperturmarken
27a bzw. 27b dienen der
Änderung von Form und Größe des Strahls 28 durch Ein
stellung der Überlappung der beiden, in den Strahlformaperturmasken
27a, 27b ausgebildeten Aperturen.
Die Hauptablenkeinheit 25 dient zur Hervorbringung einer
weiten Ablenkung zum Richten des Strahls 28
auf ein gewähltes Teilfeld des Plättchens 11. Die Neben
ablenkeinheit 26 dient zum Ablenken des Strahls inner
halb des gewählten Teilfelds entsprechend dem zu zeich
nenden Muster.
Eine durch einen Rechner 30 gesteuerte Tisch-Antriebs
schaltung 31 dient zum Verschieben des Tisches 12 in X-
Richtung (nach links und rechts auf der Zeichnungs
ebene) oder in Y-Richtung (senkrecht zur Zeichnungs
ebene). Die Strecke dieser Bewegung wird mittels eines
Laserinterferometers 32 gemessen, worauf die Information
für die Tischbewegung zu einer noch zu beschreibenden Ab
lenksteuerschaltung 33 geliefert wird, die mit Muster
daten vom Rechner 30 beschickt wird. Entsprechend dieser
Information wird ein Signal, das eine Ablenkung des
Strahls 28 herbeiführt, von der Ablenksteuerschaltung zu
Haupt- und Nebenablenkeinheit 25 bzw. 26 geliefert.
Die Musterdaten werden außerdem vom Rechner 30 zu einer
Austaststeuerschaltung 34 und einer (variablen) Strahl
form/größen-Steuerschaltung 35 geliefert. Die Austast
steuerschaltung 34 erzeugt nach Maßgabe der Musterdaten
vom Rechner 30 ein zum Ein- und Ausschalten des Strahls
28 dienendes Austastsignal, das zur
Austasteinheit 23 übertragen wird. Die Strahlform/größen-
Steuerschaltung 35 erzeugt nach Maßgabe der Musterdaten
ein Spannungssignal, durch welches ein Strahl gebildet
wird, dessen Form und Größe an diejenigen jedes Teils
des Musters angepaßt sind. Dieses Signal wird zur
elektrostatischen Strahl-Formeinheit 24 übertragen.
In der in Fig. 2 dargestellten Ablenksteuerschaltung 33
werden Musterzeichendaten vom
Rechner 30 in einem Puffer- oder Zwischenspeicher 50
zwischengespeichert und dann zu einem Zeichen- oder auch
Zeichnungsdaten-Ablenksteuerteil 51 geliefert, der einen
Mustergenerator enthält und zur Steuerung der Ablenk
steuer-Synchronisation und der Zeichendaten in der Ab
lenksteuerschaltung 33 dient. Genauer gesagt: die Strahl-
Ein/Ausschaltdaten und die dem zu zeichnenden Muster
zugeordneten Ablenkdaten werden jeweils zur Ablenk
steuerschaltung 34 bzw. zur genannten Steuerschaltung
35 übertragen. Stellungs- oder Lagendaten für den Tisch
12, durch das Laserinterferometer 32 gewonnen, werden
über Ablenksteuerteil 51 zum Rechner
30 geliefert.
Hauptablenklagendaten und Nebenablenkverzeichnung-
Korrektionskoeffizientendaten, die durch den Rechner 30
auf der Grundlage von Zeichendaten und Tischlagendaten
berechnet werden, werden vom Ablenksteuer
teil 51 zur Rechenschaltung 52 zum Korrigieren der Ab
lenkverzeichnung geliefert. Die Rechenschaltung 52 be
rechnet die Hauptablenkposition nach erfolgter Hauptab
lenk-Verzeichnungskorrektion auf der Grundlage der
Zeichendaten und Tischlagendaten, die vom Rechner 30 ge
liefert werden. Diese Hauptablenkdaten werden nach der
Verzeichnungskorrektion zum Hauptablenk-Digital/Analog-
oder D/A-Wandler geschickt.
In der Rechenschaltung 52 wird auch zum Korrigieren der
Ablenkverzeichnung eine Formel zum Berechnen der Neben
ablenk-Verzeichnungskorrektion, die durch ein Polynom
höherer Ordnung (noch zu beschreiben) ausgedrückt
wird, unter Heranziehung der vom Rechner 30 kommen
den Nebenablenkverzeichnung-Korrektionskoeffizienten
daten berechnet. Durch diese Berechnung werden ver
zeichnungskorrigierte Nebenablenklagendaten gewonnen,
die dem Nebenablenk-D/A-Wandler 54 aufgeschaltet werden.
Die Hauptablenklagendaten bleiben in einem Hauptablenk-
D/A-Wandler 53 gespeichert, bis das Musterzeichnen in
einer Nebenfläche, d.h. einem Teilfeld, mittels des Neben
ablenk-D/A-Wandlers 54 abgeschlossen ist oder bis die
Hauptablenkposition zurückgesetzt wird.
Die Tischlagendaten werden vom Ablenksteuerteil 51 einer Schal
tung 55 für Tischbewegungskorrektion aufgeschaltet. Die
Ausgangssignale vom Hauptablenk-D/A-Wandler 54 und von
dieser Schaltung 55 werden durch einen Addierkreis 56
addiert, dessen Ausgangssignal sodann der Hauptablenk
einheit 25 aufgeprägt wird. Das Ausgangssignal des Neben
ablenk-D/A-Wandlers 54 wird der Nebenablenkeinheit 26
zum Zwecke der Teilfeld-Musterzeichnung aufgeprägt.
Die höchstzulässigen Bewegungsdaten für den Tisch 12
vom Ablenksteuerteil 51 werden in einem Be
wegungs-Streckenzähler 57 gesetzt. Diese höchst
zulässige Bewegung (oder Verschiebung) ist die zulässige
Größe der Bewegungsstrecke des Tisches 12 während der
Musterzeichnung eines Teilfelds mittels der Nebenab
lenkeinheit 26. Unterhalb der zulässigen Größe liegt die
Ablenkverzeichnung auf einem zulässigen Pegel.
Sie muß daher in Übereinstimmung mit den Maßen
des zu zeichnenden Musters und der erforderlichen
Mustergenauigkeit vorgegeben werden. Beim Zeichnungs
vorgang werden die Daten vom Streckenzähler 57 und das
Ausgangssignal der Schaltung 55 durch einen Komparator
58 verglichen. Wenn das Ausgangssignal der
Schaltung 55 die Größe der Daten vom Zähler 57 erreicht,
wird ein Koinzidenzsignal als Zeichnung-Stopsignal vom
Komparator 58 zum Ablenksteuerteil 51 geliefert. Wenn letzterer
dieses Koinzidenzsignal empfängt, werden durch den
Rechner 30 eine neue Hauptablenkposition und neue
Nebenablenkverzeichnung-Korrektionskoeffizientendaten
berechnet. Alle diese neuen Daten werden in die Rechen
schaltung 52 rückgesetzt.
Bei dieser Ausführungsform ist die Hauptablenkeinheit 25
so ausgelegt, daß ihr Ablenkfehler
minimiert ist. Tatsächlich ist eine Verzeichnungskorrek
tion von maximal 1,2 µm für jede 1 mm weite
Ablenkung durch die Hauptablenkeinheit 25 erforderlich.
Eine maximal 0,2 µm betragende Verzeichnungskorrektion
ist für jede 50 µm weite Ablenkung durch die Nebenablenk
einheit 26 nötig. Für das Zeichnen eines VLSI-Musters
im Submikronbereich wird die Berechnung für
die Strahllagenkorrektion für jeweils 0,01 µm der Bewe
gungsstrecke des Tisches 12 ausgeführt. Bei der vorliegen
den Ausführungsform beträgt der zulässige Höchstwert
der Ablenkverzeichnung bezüglich der Verschiebung der
Hauptablenklage aufgrund der Tischbewegung 0,04 µm. Die
Bewegungsstrecke des Tisches 12, die eine Ablenkver
zeichnung von 0,04 µm herbeiführt, während die Nebenab
lenkung in einem gewünschten Teilfeld erfolgt, ist um
die Lage des durch die Hauptablenkeinheit 25 abgelenkten
Strahls 28 verschieden. Aus diesem Grund sind mehrere
zulässige Höchstwertdaten, die von einer Anzahl ver
schiedener Hauptablenkpositionen erhalten
wurden, in einer im Rechner 30 vorgesehenen Speicher
tabelle vorgegeben. In diesem Fall ist die zu
lässige Bewegungsstrecke des Tisches 12, bei der eine
Ablenkverzeichnung von 0,04 µm eingeführt wird, auf zwi
schen 30 µm und 120 µm eingestellt oder vorgegeben.
Wenn z.B. ein Muster in einem Teilfeld am Mittelabschnitt
des Plättchens 11 gezeichnet wird, können die Daten,
welche die aus der Speichertabelle ausgelesenen und im
Zähler 57 vorgegebenen zulässigen Bewegungsstreckendaten
repräsentieren, in der Größenordnung von 120 µm liegen.
Wenn dagegen ein Muster in einem Teilfeld im Umfangsbe
reich des Plättchens 11 gezeichnet wird, kann die zulässi
ge Bewegungsstrecke in der Größenordnung von 30 µm liegen.
Der Hauptablenk-D/A-Wandler 53 weist einen 18-Bit-Aufbau
auf; seine Einstellzeit beträgt etwa 50 µs.
Der Nebenablenk-D/A-Wandler 54 weist einen 12-Bit-Aufbau
bei einer Einstellzeit von etwa 200 ns auf. Die Berech
nung für Haupt- und Nebenablenkkorrektion kann daher
innerhalb von 50 µs bzw. 200 ns erfolgen, so daß der
Musterzeichnungsdurchlauf auf einer hohen Größe gehalten
wird.
Da die Hauptablenkung über eine große Fläche erfolgen
muß, muß eine durch die Hauptablenkung verursachte große
Ablenkverzeichnung mittels einer polynomischen Berechnung
höherer Ordnung korrigiert werden, die eine vergleichs
weise lange Zeit in Anspruch nimmt. Die Nebenablenkfläche
ist sehr klein, und die Verzeichnungskorrektion der
Nebenablenkung kann mittels einer polynomischen Berech
nung niedrigerer Ordnung erfolgen, die in sehr kurzer
Zeit ausführbar ist. Die Musterzeichnungssequenz läuft
daher in der folgenden Reihenfolge ab:
- 1. Hauptablenkung-Korrektionsberechnung;
- 2. Einstellen des Hauptablenk-D/A-Wandlers 53;
- 3. Nebenablenk-Korrektionsberechnung;
- 4. Einstellen des Nebenablenk-D/A-Wandlers 54.
Im folgenden sind anhand der Fig. 3 und 4 die Haupt- und
Nebenablenkverzeichnung-Korrektionsberechnungen be
schrieben.
Die Koordinaten (Sx, Sy) einer Hauptablenkposition, die
Koordinaten (Tx, Ty) einer Position des Tisches
12 und die Hauptablenkkoordinaten (Mx, My) lassen sich
theoretisch durch folgende Gleichung ausdrücken:
Zum Korrigieren der Hauptablenkverzeichnung an die Hauptablenkeinheit
25 anzulegende Spannungen Dx, Dy werden
nach folgenden Gleichungen berechnet:
Darin stehen A 0-A 9 und B 0-B 9 für die vom Rechner 30
gelieferten Verzeichnungskorrektionskoeffizienten für
Hauptablenkung.
Die Hauptablenkspannung Dx, mit welcher Verzeichnungen
der Hauptablenkung korrigiert werden, wird von der Schal
tung nach Fig. 3 erhalten, welche die obige Gleichung
realisiert. Gemäß Fig. 3 werden Hauptab
lenkdaten, welche die Hauptablenkkoordinaten (Mx, My)
repräsentieren, vom Ablenksteuerteil 51 zu
Pufferregistern 61 und 62 geliefert. Die Daten der
Koordinaten (Mx, My) werden an den einen Eingang einer
Multiplizierstufe 63 angelegt, deren anderer Eingang
zum Abnehmen von "Ai"-Daten dient, die vom Rechner 30 in
einem "Ai"-Einsteller 64 (i = 0, . . ., 9) gesetzt werden.
Das Ausgangssignal vom Ai-Einsteller 64 wird auch einem
Eingang einer Addierstufe 65 aufgeprägt. Ein Ausgangs
signal der Multiplizierstufe 63 wird über eine Bit-
Schiebestufe 66 der Addierstufe 65 zugeliefert. Ein
Ausgangssignal der Addierstufe 65 wird zur Addierstufe 67
geliefert und zum Ai-Einsteller 64 rückgekoppelt. Die
Daten Dx werden von der Addierstufe 67 erhalten.
Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 3 zur Realisie
rung der Gleichung für Dx ist offensichtlich und braucht
nicht näher erläutert zu werden. Dasselbe gilt auch für
die Spannung Dy.
Nachstehend ist die Verzeichnungskorrektionsberechnung
der Nebenablenkung beschrieben. Die Koordinatendaten
(mx, my) der Nebenablenkungen werden zur Korrektion
der Nebenablenkverzeichnung in den folgenden Gleichungen
zur Ableitung der Nebenablenkspannungen dx und dy be
nutzt:
Darin bedeuten: C 0-C 3 und D 0-3D = Verzeichnungs
korrektions-Berechnungskoeffizienten für Nebenablenkung.
Die Spannung dx kann von der Schaltung nach Fig. 4 er
halten werden. Dabei werden die die Koordinaten (Mx, My)
repräsentierenden Hauptablenkdaten zu Pufferkreisen 71
bzw. 72 übertragen. Die Daten werden sodann einer Adreß
rechenschaltung 73 zugeführt, welche entsprechende
Adreßdaten zu einem Speicher 74 liefert, um entsprechende
Koeffizienten C 0-C 3 für die Verzeichnungskorrektion
der Nebenablenkung zu erhalten. Die aus dem Speicher 74
ausgelesenen Koeffizienten C 0-C 3 werden in Verriege
lungsgliedern 75a-75d verriegelt und dann
zu jeweils nachgeschalteten Addier- 76 bzw. Multipli
zierstufen 77-79 zugeführt.
Die die Koordinaten (mx, my) darstellenden Nebenablenk
daten werden Pufferkreisen 80 bzw. 81 zugeführt. Die Aus
gangssignale des Verriegelungsglieds 75b und des Puffer
kreises 80 werden in einer Multiplizierstufe 77 multi
pliziert, deren Ausgangssignal an einen Eingang einer
Addierstufe 82 angelegt wird. Das Koeffizientenausgangs
signal C 2 vom Pufferkreis 75c wird zusammen mit einem
Ausgangssignal des Pufferkreises 81 der Multiplizier
stufe 78 eingespeist, um an deren anderer Seite ein
Ausgangssignal zur Addierstufe 82 zu liefern. Ein Aus
gangssignal der Addierstufe 76 wird an den einen Eingang
einer Addierstufe 83 angelegt. Die in den Pufferkreisen
80, 81 gespeicherten Daten werden auch einer Multipli
zierstufe 84 zugeführt, deren Ausgangssignal sodann an
den anderen Eingang der Multiplizierstufe 79 angelegt
wird, deren Ausgangssignal wiederum dem anderen Eingang
der Addierstufe 83 zugeführt wird. Das Ausgangssignal
der Addierstufe 83 besteht aus Daten, welche die ge
wünschte oder Soll-Spannung dx für die Nebenablenkein
heit 26 repräsentieren. Die Spannung dy kann in einer
ähnlichen Schaltung abgeleitet werden, in
welcher die Koeffizienten D 0-D 3 von einem dem Speicher
74 nach Fig. 4 entsprechenden Speicher erhalten
werden.
Die Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 4 zur Realisie
rung der Gleichung für dx ist offensichtlich und braucht
nicht näher erläutert zu werden. Die Spannung dy wird
ebenfalls auf ähnliche Weise erhalten.
Das Verfahren auf der Grundlage der Zweischrittablenkung
(Haupt- und Nebenablenkung) unter Verwendung des Haupt
ablenk-Hochgeschwindigkeit-D/A-Wandlers 53 zur Er
fassung des Hauptablenkbereichs (gesamte Plätt
chen-Chipfläche) und des Nebenablenk-D/A-Wandlers 54 zur
Erfassung des Nebenablenkbereichs, wie bei der beschrie
benen Ausführungsform, findet sich in E.V.Weber und
R.D.Moore, "J. Vac. Science and Technology", Band 16,
S. 1780 (1979). Es wird durch eine unter der Handelsbe
zeichnung "Electronic Beam Drawing Device El-2" bekann
te Vorrichtung realisiert.
Das Elektronenstrahlzeichenverfahren unter Verwendung
der beschriebenen Zeichenvorrichtung ist nachstehend
erläutert.
Fig. 5 zeigt einen Teil eines Zeichenfelds
auf einem Plättchen 11. Das Zeichenfeld ist in
eine Anzahl von Feldern 41, 41b, 41c . . .
usw. unterteilt, die durch die Ablenkbreite W 1 der
Hauptablenkeinheit 25 bestimmt sind. Das Feld 41 ist
in eine Anzahl kleiner Bereiche oder Teilfelder S 1,
S 2, . . ., S 9 unterteilt, die durch die Ablenkbreite W 2
der Nebenablenkeinheit 26 bestimmt werden. Das Zeichnen
erfolgt in jedem dieser Teilfelder. Beispielsweise
wird der Strahl 28 durch die Hauptablenkeinheit 25 in
der Mittelposition des Teilfelds S 1 positioniert. So
dann wird ein gewünschtes Muster im Teil
feld S 1 mittels des durch die Nebenablenkeinheit 26
abgelenkten Strahls 28 gezeichnet. Während
des Zeichnens wird der Tisch 12 kontinuierlich mit
konstanter Geschwindigkeit in Y-Richtung bewegt. Wenn
das Zeichnen im Teilfeld S 1 beendet ist, wird der
durch die Hauptablenkeinheit 25 abgelenkte Strahl 28
z.B. in der Mittelposition des nächsten Teilfelds S 2
positioniert, worauf das Musterzeichnen im Teilfeld S 2
eingeleitet wird. Ähnliche Musterzeichenvorgänge werden
anschließend in den Teilfeldern S 3-S 9 in dieser Reihen
folge durchgeführt.
Das Zeichen in einem Teilfeld erfolgt durch Steuerung
der Strahlablenkposition innerhalb des Bereichs der Ab
lenkbreite W 2 durch die Nebenablenkeinheit
26. Während des Zeichnens wird die sich aufgrund der
Bewegung des Tisches 12 verschiebende Ablenkposition
um eine spezifische, durch die Bewegungsgeschwindig
keit des Tisches bestimmte Größe korrigiert. Die Korrek
tion wird durch den D/A-Wandler 55 an der Hauptablenk
einheit 25 vorgenommen. Wenn die für das Zeichnen in
einem Teilfeld erforderliche Zeit der Soll-Größe gleich
ist, kann die Nebenablenkeinheit 26 das Zeichnen des
Musters so bewirken, als ob der Tisch 12 scheinbar
stillstünde. Falls jedoch die Musterdichte in einem
Teilfeld besonders groß ist, ist wesentlich mehr Zeit
für das Zeichnen nötig. Vor dem Abschluß des Muster
zeichnens ist die Tischbewegung ziemlich groß, so daß
möglicherweise eine Ablenkverzeichnung
hervorgerufen wird. Das Ausführungsbeipiel der Erfindung ermöglicht
nun die Lösung dieses Problems auf noch zu beschreibende
Weise.
Die Art und Weise des Zeichnens eines Musters ist nach
stehend anhand der Ablaufdiagramme von Fig. 6 bis 8 be
schrieben.
Zunächst wird der Tisch 12 mit dem darauf befindlichen
Plättchen 11 in Bewegung gesetzt. Die augenblickliche
oder Ist-Stellung des Tisches 12 wird mittels des Laser-
Interferometers 32 gemessen. Im Schritt R 1 werden die
Hauptablenk-Positionsdaten für die Bezeichnung des i-ten
Nebenablenkbereichs oder Teilfelds aus dem Zeichendaten
speicher 50 ausgelesen, und die ausgelesenen Daten werden
im Zeichendaten-Ablenksteuerteil 51 verriegelt.
Im nächsten Schritt R 2 werden die Tischstellungsdaten vom
Laser-Interferometer 32 abgenommen und im Steuerteil 51
verriegelt. Das Programm geht dann auf den Schritt R 3
über, in welchem eine Hauptablenkposition berechnet
wird. Im nächsten Schritt R 4 wird geprüft, ob die be
rechnete Hauptablenkposition ein für Hauptablenkung
geeigneter Bereich ist.
Im negativen Fall (NEIN) geht das Programm zum Schritt
R 2 zurück, worauf dieselbe Routine wiederholt wird. Im
positiven Fall (JA) wird der Schritt R 5 ausgeführt,
in welchem die Hauptablenk-Korrektionsdaten aus dem
Zeichendatenspeicher 50 ausgelesen und die Ablenkver
zeichnungskorrektion-Koeffizientendaten auf der Grund
lage der ausgelesenen Korrektionspositionsdaten abge
leitet werden. Die Koeffizientendaten werden
in der Ablenkverzeichnungs-Korrektionsrechen
schaltung 52 gesetzt. Im Schritt R 6 wird sodann
das Hauptablenk-D/A-Wandler-Einstellsignal vom Steuer
teil 51 zur Schaltung 52 geliefert.
Im nächsten Schritt R 7 werden die zulässigen Bewegungs
größendaten aus der Speichertabelle ausgelesen und
im Komparator 58 gesetzt. Dabei wird der Bewegungsgrößen-
Zähler 57 auf Null freigemacht, und die Tischbewegungs-
Korrektionsschaltung 55 wird im nächsten Schritt R 8
ebenfalls freigemacht. Das Programm geht dann auf den
nächsten Schritt R 9 über, in welchem vom Laser-
Interferometer 32 gelieferte Bewegungspositionsimpulse
im Zähler 57 und in der Schaltung 55 gleichzeitig ge
setzt werden. Im nächsten Schritt R 10 werden variable
Strahlgrößendaten aus dem Zeichendatenspeicher 50 aus
gelesen und in der Strahlgrößen-Steuerschaltung 35
gesetzt.
Im Schritt R 11 werden dann die Nebenablenkpositions
daten aus dem Zeichendatenspeicher 50 ausgelesen und
in der Ablenkverzeichnung-Korrektionsrechenschaltung 52
gesetzt. Das Programm geht hierauf auf den Schritt R 12
über, in welchem ein Austast-EIN-Signal der Austast
steuerschaltung 34 und ein Austast-AUS-Signal dieser
Schaltung nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne
zugeführt werden.
Im Schritt R 13 wird geprüft, ob die Tischbewegungs
strecke während des Musterzeichnens in Schritt R 12
größer ist als die Vorgabegröße im Zähler 57. Im
positiven Fall (JA) geht das Programm auf den nächsten
Schritt R 14 über, in welchem das Teilfeldzeichnen unter
brochen wird. Sodann kehrt das Programm zum vorherigen
Schritt R 2 zurück, und es wird eine ähnliche Operation
wiederholt.
Bei einem negativen Ergebnis (NEIN) in Schritt R 13 geht
das Programm auf den Schritt R 15 über, in welchem ge
prüft wird, ob das Musterzeichnen im spezifizierten
Teilfeld beendet ist. Im negativen Fall kehrt das
Programm zum Schritt R 9 zurück, um eine ähnliche Opera
tion zu wiederholen.
Bei einem positiven Ergebnis in Schritt R 15 wird im
Schritt R 16 das nächste Teilfeld durch die Hauptablenk
daten bezeichnet. Im neu bezeichneten Teilfeld wird
eine ähnliche Musterzeichenroutine auf dieselbe Weise
wiederholt. Im Schritt R 17 wird dann geprüft, ob das
Zeichnen in allen Teilfeldern beendet ist. Im negati
ven Fall geht das Programm auf den Anfangs-Schritt R 1
zurück, worauf eine ähnliche Operation ausgeführt wird,
bis in allen Teilfeldern gezeichnet worden ist. Ist
dies der Fall, so endet das Routineprogramm.
Ein Zeichenfeld kann auch auf eine von Fig. 5 ver
schiedene Weise zweckmäßig in Teilfelder unterteilt
werden. Die Reihenfolge des Zeichnens
kann offensichtlich anders sein als diejenige nach Fig. 5.
Claims (8)
1. Verfahren zum Zeichnen eines gewünschten Musters mittels
eines Ladungsteilchenstrahls auf einem Werkstück, das
auf einem sich fortlaufend bewegenden Tisch angeordnet
ist, unter Verwendung einer Hauptablenkeinheit mit
großer Strahlablenkweite und einer Nebenablenkeinheit
mit kleiner Strahlablenkweite, bei dem
- - ein Bereich, in dem gezeichnet werden soll, in kleine Bereiche unterteilt wird, in denen der Ladungsteilchenstrahl ablenkbar ist,
- - eine durch die Hauptablenkeinheit vorgegebene Haupt ablenkposition für einen kleinen Bereich eingestellt wird,
- - Korrektionsdaten für Nebenablenkverzeichnung in Verbindung mit der Hauptablenkposition bestimmt werden,
- - innerhalb des kleinen Bereichs ein Muster gezeichnet wird, während eine Nebenablenkverzeichnung auf der Grundlage der Korrektionsdaten korrigiert wird,
- - die Positionsdaten des Tisches zur Hauptablenkeinheit rückgekoppelt werden, wenn die Muster fortlaufend im kleinen Bereich gezeichnet werden, um damit eine unrichtige Verschiebung der Zeichenposition aufgrund der Bewegung des Tisches (12) zu korrigieren,
dadurch gekennzeichnet, daß
- - das Zeichnen im kleinen Bereich mittels der Nebenab lenkeinheit (26) unterbrochen wird, wenn sich der Tisch (12) um eine Strecke, die größer ist als eine vorbestimmte Strecke, bewegt,
- - die Hauptablenkposition in eine Position zurückgesetzt wird, die ein Weiterzeichnen des Musters im kleinen Bereich erlaubt,
- - die Nebenablenk-Korrektionsdaten in Verbindung mit der Hauptablenkposition nach dem Zurücksetzen der Hauptablenkposition nach dem Zurücksetzen der Hauptablenkposition bestimmt werden und
- - das Muster im kleinen Bereich weitergezeichnet wird
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verschiebung der Zeichenposition aufgrund der Bewegung
des Tisches (12) durch Zusammenaddieren der Hauptablenkposition
und einer Bewegung des Tisches (12) von
der Position, in welcher das Zeichnen im kleinen Bereich
einsetzt, korrigiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Korrektionsdaten für die Nebenablenkverzeichnung
durch Berechnen eines Ablenkverzeichnungskoeffizienten
bestimmt werden, der zur Gewinnung der Ablenkdaten,
deren Ablenkverzeichnung gegenüber der Hauptablenkposition
korrigiert wird, unter Heranziehung der Daten für
das zu zeichnende Muster benutzt wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1
mit
- - einer Hauptablenkeinheit einer großen Strahlablenkbreite und einer Nebenablenkeinheit zum Zeichnen des Musters in einem kleinen Bereich,
- - einem Tisch, auf zum das mittels des Ladungsteilchenstrahls zu bestrahlende Werkstück angeordnet ist,
- - einer Einrichtung zum Bewegen des Tisches,
- 2- einer Einrichtung zum Erfassen einer Bewegung des Tisches,
- - Einrichtungen zum Korrigieren einer durch die Bewegung des Tisches hervorgerufenen Abweichung der Hauptablenkposition,
- - einer Einrichtung zum Einstellen einer zulässigen Bewegung des Tisches beim Zeichnen im kleinen Bereich,
gekennzeichnet durch
- - Einrichtungen (51, 57, 58) zum Unterbrechen des Zeichnens im kleinen Bereich, wenn die Tischbewegung eine Soll-Größe übersteigt,
- - Einrichtungen (51, 53) zum Zurückstellen der Hauptablenkposition auf eine Position, die das Weiterzeichnen des Musters im kleinen Bereich erlaubt und
- - Einrichtungen (52) zum Bestimmen von Korrektionsdaten für die Nebenablenkverzeichnung in Verbindung mit der zurückgesetzten Hauptablenkposition.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine
Addiereinrichtung (56) zum Addieren der vorgegebenen
Hauptablenkposition und der Bewegung des Tisches (12),
vom Start des Zeichnens im kleinen Bereich gemessen,
und durch eine Einrichtung zum Anlegen des Ausgangssignals
von der Addiereinrichtung (56) an die Hauptablenkeinheit
(25).
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Einrichtung zum Bestimmen von Korrektionsdaten
für die Nebenablenkverzeichnung eine Einrichtung (52)
zum Berechnen eines Ablenkverzeichnung-Korrektionskoeffizienten,
der zur Gewinnung der Korrektionsdaten
für Nebenablenkverzeichnung benutzt wird, auf der Grundlage
von Musterdaten umfassen.
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