JP2000182938A - 荷電ビ−ム描画装置 - Google Patents
荷電ビ−ム描画装置Info
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- JP2000182938A JP2000182938A JP10359156A JP35915698A JP2000182938A JP 2000182938 A JP2000182938 A JP 2000182938A JP 10359156 A JP10359156 A JP 10359156A JP 35915698 A JP35915698 A JP 35915698A JP 2000182938 A JP2000182938 A JP 2000182938A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速に連続移動するステージ連続移動方式の
荷電ビーム描画装置において、高精度な描画装置を提供
する。 【解決手段】 一定の時間間隔でサンプリングされた複
数のステージ位置情報から瞬間的なステージ速度と等価
のトラッキング補正率（＝ステージ移動量／サンプリン
グ時間）を検出し、そのステージ速度データを積分器に
入力して、サンプリング毎に積分器がリセットされるよ
うに制御しつつ、最終の出力電圧をビーム偏向電圧に加
算してビーム位置を補正する。
荷電ビーム描画装置において、高精度な描画装置を提供
する。 【解決手段】 一定の時間間隔でサンプリングされた複
数のステージ位置情報から瞬間的なステージ速度と等価
のトラッキング補正率（＝ステージ移動量／サンプリン
グ時間）を検出し、そのステージ速度データを積分器に
入力して、サンプリング毎に積分器がリセットされるよ
うに制御しつつ、最終の出力電圧をビーム偏向電圧に加
算してビーム位置を補正する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、微細な半導体集積
回路パターンを高速にかつ高精度に描画する荷電ビーム
露光装置及びリソグラフィ装置に関する。
回路パターンを高速にかつ高精度に描画する荷電ビーム
露光装置及びリソグラフィ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体製造工程における電子線描画装置
はスループットは低いものの任意の微細パターンを精度
良く描画できる上にマスクコストを削減できるメリット
があることから少量・多品種の製品に広く使われるよう
になってきた。しかしながら、パターンの微細化に伴っ
て高い描画精度が要求されつつありＤＡＣのビット数を
多くすると共に１ビットの分解能を細かくして最小アド
レスユニットを微細化する傾向にある。このためビーム
を偏向する領域が狭くなりつつあり、その結果スループ
ットを得るためにステージ速度を高速化している。最近
の技術では磁気浮上によって５００ｍｍ／ｓくらいの速
度が得られるようになってきた。一方、ステージ位置を
検出するレーザ干渉計においても位置検出分解能の向上
（０．６ｎｍ）と高速移動（５００ｍｍ／ｓ）による位
置検出が可能である。この位置データは１００ｎｓ単位
のサンプリング周期で更新され、１００ｎｓ毎のストロ
ーブ信号をトリガにしてデータが読み出せる構成になっ
ている。このため、高速にステージを移動させて描画し
た場合、次の位置データが更新されるまでの１００ｎｓ
の間にステージが５０ｎｍ移動してしまう。この間には
ビーム位置が補正でず、描画精度が著しく劣化するとい
う問題点があった。
はスループットは低いものの任意の微細パターンを精度
良く描画できる上にマスクコストを削減できるメリット
があることから少量・多品種の製品に広く使われるよう
になってきた。しかしながら、パターンの微細化に伴っ
て高い描画精度が要求されつつありＤＡＣのビット数を
多くすると共に１ビットの分解能を細かくして最小アド
レスユニットを微細化する傾向にある。このためビーム
を偏向する領域が狭くなりつつあり、その結果スループ
ットを得るためにステージ速度を高速化している。最近
の技術では磁気浮上によって５００ｍｍ／ｓくらいの速
度が得られるようになってきた。一方、ステージ位置を
検出するレーザ干渉計においても位置検出分解能の向上
（０．６ｎｍ）と高速移動（５００ｍｍ／ｓ）による位
置検出が可能である。この位置データは１００ｎｓ単位
のサンプリング周期で更新され、１００ｎｓ毎のストロ
ーブ信号をトリガにしてデータが読み出せる構成になっ
ている。このため、高速にステージを移動させて描画し
た場合、次の位置データが更新されるまでの１００ｎｓ
の間にステージが５０ｎｍ移動してしまう。この間には
ビーム位置が補正でず、描画精度が著しく劣化するとい
う問題点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】高速に連続移動するス
テージ連続移動方式の荷電ビーム描画装置において、あ
る一定のサンプリング周期で得られたステージの位置情
報から、サンプリング周期内の時間におけるステージ位
置変化を補間して偏向器に補正電圧を印加してビーム位
置を補正し高精度な描画装置を実現する。
テージ連続移動方式の荷電ビーム描画装置において、あ
る一定のサンプリング周期で得られたステージの位置情
報から、サンプリング周期内の時間におけるステージ位
置変化を補間して偏向器に補正電圧を印加してビーム位
置を補正し高精度な描画装置を実現する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
する為に、一定の時間間隔でサンプリングされた複数の
ステージ位置情報から瞬間的なステージ速度と等価のト
ラッキング補正率（＝ステージ移動量／サンプリング時
間）を検出し、そのステージ速度データを積分器に入力
して、サンプリング毎に積分器がリセットされるように
制御しつつ、最終の出力電圧をビーム偏向電圧に加算し
てビーム位置を補正する手段を提供する。本発明によれ
ば、高速に連続移動するステージの位置を一定の時間間
隔でサンプリングして、そのサンプリングデータからス
テージ速度情報を検出して積分器に入力し、かつサンプ
リング毎に積分器がリセットされるように制御しつつ積
分器の出力をビーム偏向電圧に加算してビーム位置を補
正する。このことによって、サンプリング時間内におけ
るステージ移動に対してビーム位置がステージを追従で
きるようになり、高精度の描画制御が可能になる。
する為に、一定の時間間隔でサンプリングされた複数の
ステージ位置情報から瞬間的なステージ速度と等価のト
ラッキング補正率（＝ステージ移動量／サンプリング時
間）を検出し、そのステージ速度データを積分器に入力
して、サンプリング毎に積分器がリセットされるように
制御しつつ、最終の出力電圧をビーム偏向電圧に加算し
てビーム位置を補正する手段を提供する。本発明によれ
ば、高速に連続移動するステージの位置を一定の時間間
隔でサンプリングして、そのサンプリングデータからス
テージ速度情報を検出して積分器に入力し、かつサンプ
リング毎に積分器がリセットされるように制御しつつ積
分器の出力をビーム偏向電圧に加算してビーム位置を補
正する。このことによって、サンプリング時間内におけ
るステージ移動に対してビーム位置がステージを追従で
きるようになり、高精度の描画制御が可能になる。
【０００５】
【発明の実施の形態】図１に示した電子ビ−ム描画装置
で本発明の実施の形態を説明する。1は電子銃、２はオ
クタポール副偏向器、３はオクタポール主偏向器、４は
対物レンズ、５はウエハ等の試料、６はステ−ジ、７は
レーザ測長計用のミラー、８はステ−ジの位置を測定す
るレ−ザ測長計、９は制御用の計算機、１０は圧縮され
た描画データを展開し描画制御用のデータを発生するパ
ターンジェネレータ、１１はビ−ムの位置を制御する偏
向制御回路、１２は副偏向アンプ、１３は主偏向とステ
ージトラッキング用のアンプ、１４はレンズ電源とその
コントローラである。電子ビ−ムは対物レンズ４で試料
上に焦点を結び、主・副２段の偏向器でビームを試料上
の任意の点へ位置決めできる。主偏向器３で試料上の任
意の場所に副偏向領域を位置決めし、副偏向領域内は高
速の副偏向アンプ１２でビームを偏向する。また、試料
台はレ−ザ測長計８で正確に移動量が測定可能である。
で本発明の実施の形態を説明する。1は電子銃、２はオ
クタポール副偏向器、３はオクタポール主偏向器、４は
対物レンズ、５はウエハ等の試料、６はステ−ジ、７は
レーザ測長計用のミラー、８はステ−ジの位置を測定す
るレ−ザ測長計、９は制御用の計算機、１０は圧縮され
た描画データを展開し描画制御用のデータを発生するパ
ターンジェネレータ、１１はビ−ムの位置を制御する偏
向制御回路、１２は副偏向アンプ、１３は主偏向とステ
ージトラッキング用のアンプ、１４はレンズ電源とその
コントローラである。電子ビ−ムは対物レンズ４で試料
上に焦点を結び、主・副２段の偏向器でビームを試料上
の任意の点へ位置決めできる。主偏向器３で試料上の任
意の場所に副偏向領域を位置決めし、副偏向領域内は高
速の副偏向アンプ１２でビームを偏向する。また、試料
台はレ−ザ測長計８で正確に移動量が測定可能である。
【０００６】本実施の形態では主偏向領域５００μｍの
電子線描画装置について述べる。主偏向には２０ビット
ＤＡＣを用いて高精度化のために最小アドレスユニット
は０．６ｎｍに設計した。ステージは接触による発熱を
避けるために磁気浮上方式とし、駆動部は漏れ磁場の影
響を避けるために磁気シールドが施されビームから離さ
れている。ステージ移動の最高速度は５００ｍｍ／ｓで
ある。ステージの位置はレーザ干渉計によって０．６ｎ
ｍの分解能で検出され、位置情報として１００ｎｓ毎に
ストローブ信号と共に位置データを得ることができる。
図２に示した従来のステージトラッキング制御方式は、
主偏向の位置決め開始から副偏向領域内の描画が終了す
るまでの間に、１００ｎｓ毎に更新される位置データを
検出して主偏向位置決め直後からの差分と、ステージト
ラッキング回路の遅れ時間によって引き起こされるステ
ージ速度に依存したずれ量をラインずれ補正回路で算出
し、両者を加算したデータをステージトラッキングＤＡ
Ｃへ書き込みその電圧出力を主偏向電圧に加算してビー
ムの位置を補正している。ステージ速度が遅い場合は描
画精度を劣化させる要因にはならなかったが、ステージ
を５００ｍｍ／ｓで連続移動させながら描画すると、１
００ｎｓのサンプリング時間間隔にステージが５０ｎｍ
移動し、従来方式ではこの間のビーム位置が制御できな
くなって描画精度を劣化させていた。そこで、図３に示
したように主偏向位置決め直後から主偏向セトリング時
間の間の未描画時に検出される複数の位置データからス
テージ速度（＝ステージ移動量／サンプリング時間）を
検出してホールドする。この速度値を積分アンプに入力
して補間用の電圧を発生させる。１００ｎｓ毎の位置デ
ータ更新時に積分アンプをクリアした後、検出されたス
テージ速度を積分アンプに入力して、その出力電圧を従
来のステージトラッキングアンプの出力に加算するよう
に制御する。この結果ステージトラッキングの最終出力
は図３に示したように従来方式の階段状から直線的にな
り、サンプリング時間内におけるビーム位置が精度良く
ステージを追従できるようになる。 (その他の実施例１)ステージトラッキング用の積分アン
プは次のような構成でも可能である。主偏向セトリング
中の時間でサンプリングしたステージ位置変化量とサン
プリング時間からステージ速度を精度良く求めておく。
主偏向セトリング終了直前に、主偏向の位置決め開始か
らのステージ位置ずれ量をオフセット値としてセットし
同時に求めたステージ速度のデータを積分アンプに入力
する。副偏向内の描画が終了するまで両者の加算値でビ
ーム位置を補正する。次の副偏向描画では積分アンプを
リセットして同じ制御を続ける。また、積分アンプの精
度を向上させるために１００ｎｓ毎に更新される従来型
のトラッキングＤＡＣ／アンプをリファレンス用の電圧
として用いる方法がある。位置データ更新時に積分アン
プの出力をサンプルホールドしてリファレンス電圧と比
較しその差分電圧を積分アンプの入力にフィードバック
すると精度向上を図ることができる。 (その他の実施例２)ステージの移動に伴ってアップダウ
ンパルスを出力するレーザ干渉計の場合は、独自にカウ
ンタを持って位置データに変換した後に上記実施例と同
じ手法でトラッキング補正しても良い。また、補正デー
タを全てデジタルデータで補間計算しつつサンプリング
時間より充分短い時間でトラッキングＤＡＣにデータを
書き込んでも同じ効果が得られる。 (その他の実施例３)ステージトラッキング回路の遅れ時
間によって引き起こされるステージ速度に依存する位置
ずれを補正するために、ラインずれ補正回路ではサンプ
リング時間を長くして（５００μｓ程度）平均化された
ステージ速度に遅れ時間を乗算して位置ずれ量を算出し
て位置補正している。この平均化されたステージ速度を
積分アンプの入力として用いてもよい。 (その他の実施例４)本特許は描画装置のみならず、収束
イオンビーム装置等、転写装置、検査装置等ステージを
高速に連続移動しつつビームを追従制御する製品にすべ
てに適応可能である。
電子線描画装置について述べる。主偏向には２０ビット
ＤＡＣを用いて高精度化のために最小アドレスユニット
は０．６ｎｍに設計した。ステージは接触による発熱を
避けるために磁気浮上方式とし、駆動部は漏れ磁場の影
響を避けるために磁気シールドが施されビームから離さ
れている。ステージ移動の最高速度は５００ｍｍ／ｓで
ある。ステージの位置はレーザ干渉計によって０．６ｎ
ｍの分解能で検出され、位置情報として１００ｎｓ毎に
ストローブ信号と共に位置データを得ることができる。
図２に示した従来のステージトラッキング制御方式は、
主偏向の位置決め開始から副偏向領域内の描画が終了す
るまでの間に、１００ｎｓ毎に更新される位置データを
検出して主偏向位置決め直後からの差分と、ステージト
ラッキング回路の遅れ時間によって引き起こされるステ
ージ速度に依存したずれ量をラインずれ補正回路で算出
し、両者を加算したデータをステージトラッキングＤＡ
Ｃへ書き込みその電圧出力を主偏向電圧に加算してビー
ムの位置を補正している。ステージ速度が遅い場合は描
画精度を劣化させる要因にはならなかったが、ステージ
を５００ｍｍ／ｓで連続移動させながら描画すると、１
００ｎｓのサンプリング時間間隔にステージが５０ｎｍ
移動し、従来方式ではこの間のビーム位置が制御できな
くなって描画精度を劣化させていた。そこで、図３に示
したように主偏向位置決め直後から主偏向セトリング時
間の間の未描画時に検出される複数の位置データからス
テージ速度（＝ステージ移動量／サンプリング時間）を
検出してホールドする。この速度値を積分アンプに入力
して補間用の電圧を発生させる。１００ｎｓ毎の位置デ
ータ更新時に積分アンプをクリアした後、検出されたス
テージ速度を積分アンプに入力して、その出力電圧を従
来のステージトラッキングアンプの出力に加算するよう
に制御する。この結果ステージトラッキングの最終出力
は図３に示したように従来方式の階段状から直線的にな
り、サンプリング時間内におけるビーム位置が精度良く
ステージを追従できるようになる。 (その他の実施例１)ステージトラッキング用の積分アン
プは次のような構成でも可能である。主偏向セトリング
中の時間でサンプリングしたステージ位置変化量とサン
プリング時間からステージ速度を精度良く求めておく。
主偏向セトリング終了直前に、主偏向の位置決め開始か
らのステージ位置ずれ量をオフセット値としてセットし
同時に求めたステージ速度のデータを積分アンプに入力
する。副偏向内の描画が終了するまで両者の加算値でビ
ーム位置を補正する。次の副偏向描画では積分アンプを
リセットして同じ制御を続ける。また、積分アンプの精
度を向上させるために１００ｎｓ毎に更新される従来型
のトラッキングＤＡＣ／アンプをリファレンス用の電圧
として用いる方法がある。位置データ更新時に積分アン
プの出力をサンプルホールドしてリファレンス電圧と比
較しその差分電圧を積分アンプの入力にフィードバック
すると精度向上を図ることができる。 (その他の実施例２)ステージの移動に伴ってアップダウ
ンパルスを出力するレーザ干渉計の場合は、独自にカウ
ンタを持って位置データに変換した後に上記実施例と同
じ手法でトラッキング補正しても良い。また、補正デー
タを全てデジタルデータで補間計算しつつサンプリング
時間より充分短い時間でトラッキングＤＡＣにデータを
書き込んでも同じ効果が得られる。 (その他の実施例３)ステージトラッキング回路の遅れ時
間によって引き起こされるステージ速度に依存する位置
ずれを補正するために、ラインずれ補正回路ではサンプ
リング時間を長くして（５００μｓ程度）平均化された
ステージ速度に遅れ時間を乗算して位置ずれ量を算出し
て位置補正している。この平均化されたステージ速度を
積分アンプの入力として用いてもよい。 (その他の実施例４)本特許は描画装置のみならず、収束
イオンビーム装置等、転写装置、検査装置等ステージを
高速に連続移動しつつビームを追従制御する製品にすべ
てに適応可能である。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、高速に連続移動するス
テージの位置を一定の時間間隔でサンプリングして、そ
のサンプリングデータからステージ速度情報を検出して
積分器に入力し、かつサンプリング毎に積分器がリセッ
トされるように制御しつつ積分器の出力をビーム偏向電
圧に加算してビーム位置を補正する。このことによっ
て、サンプリング時間内におけるステージ移動に対して
ビーム位置がステージを追従できるようになり、高精度
の描画制御が可能になる。
テージの位置を一定の時間間隔でサンプリングして、そ
のサンプリングデータからステージ速度情報を検出して
積分器に入力し、かつサンプリング毎に積分器がリセッ
トされるように制御しつつ積分器の出力をビーム偏向電
圧に加算してビーム位置を補正する。このことによっ
て、サンプリング時間内におけるステージ移動に対して
ビーム位置がステージを追従できるようになり、高精度
の描画制御が可能になる。
【図１】本発明の実施例に使用した電子ビ−ム描画装置
を示す概略断面図である。
を示す概略断面図である。
【図２】従来方式のステージトラッキング回路構成を示
す図である。
す図である。
【図３】高速ステージ移動に対応したテージトラッキン
グ回路構成を示す図である。
グ回路構成を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項１】 ステージ連続移動方式の荷電ビーム描画
装置において、ステージの位置を検出する回路から一定
のサンプリング時間間隔で得られる位置データからその
サンプリング時間より短い時間で発生するステージの移
動量を補間してビームの位置を補正することを特徴とす
る荷電ビ−ム描画装置。 - 【請求項２】 ステージ位置を検出する回路から一定の
サンプリング時間間隔で得られる位置データを基にステ
ージ速度を検出し、そのステージ速度の値を積分器に入
力し、積分器の出力を偏向電圧に加算してステージ移動
に伴うビーム位置ずれ量を補正することを特徴とする特
許請求の範囲第一項記載の荷電ビーム描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359156A JP2000182938A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 荷電ビ−ム描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10359156A JP2000182938A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 荷電ビ−ム描画装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000182938A true JP2000182938A (ja) | 2000-06-30 |
Family
ID=18463039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10359156A Pending JP2000182938A (ja) | 1998-12-17 | 1998-12-17 | 荷電ビ−ム描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000182938A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007299853A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Advantest Corp | 電子ビーム露光装置 |
| JP2009071139A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 描画装置および描画方法 |
| US10139249B2 (en) | 2016-10-14 | 2018-11-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Metrology system and stage control device using the same |
-
1998
- 1998-12-17 JP JP10359156A patent/JP2000182938A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007299853A (ja) * | 2006-04-28 | 2007-11-15 | Advantest Corp | 電子ビーム露光装置 |
| DE102007014301B4 (de) * | 2006-04-28 | 2016-11-17 | Advantest Corp. | Elektronenstrahlbestrahlungsgerät |
| JP2009071139A (ja) * | 2007-09-14 | 2009-04-02 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | 描画装置および描画方法 |
| US10139249B2 (en) | 2016-10-14 | 2018-11-27 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Metrology system and stage control device using the same |
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