JP2004072123A - Electron beam exposure system and its operating method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電子ビーム露光装置及びその操作方法に関するものであり、特に、露光精度が高く、且つ、スループットの高い電子ビーム露光装置及びその操作方法に関するものである。 The present invention relates to an electron beam exposure apparatus and an operation method thereof, and particularly to an electron beam exposure apparatus having high exposure accuracy and high throughput and an operation method thereof.
近年、半導体集積回路装置の集積度と機能がますます向上して計算機、通信、或いは、機械制御等の産業全般に渡る技術進歩の核技術としての役割が期待されており、この役割を担う半導体集積回路装置の集積度は2年乃至3年で4倍の速度で向上しており、DRAM(ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ)の場合には1Gビットまで試作されているが、この様な集積度の向上は微細加工技術の進歩によるものである。 2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration and functions of semiconductor integrated circuit devices have been more and more improved, and the role as a core technology of technological progress over the entire industry such as computer, communication, or machine control is expected, and semiconductors that play this role are expected. The degree of integration of integrated circuit devices has increased four times over two to three years, and in the case of DRAM (dynamic random access memory), up to 1 Gbit has been prototyped. The improvement in degree is due to the progress of microfabrication technology.
微細加工技術として電子ビーム露光を用いた場合には、0.05μm以下の微細加工が0.02μm以下の位置合わせ精度で実現できるが、この様な微細パターンの描画工程のスループットは非常に低くてVLSI(超大規模集積回路装置)の量産には使用できないものと考えられていた。 When electron beam exposure is used as a fine processing technology, fine processing of 0.05 μm or less can be realized with an alignment accuracy of 0.02 μm or less, but the throughput of such a fine pattern drawing process is extremely low. It was thought that it could not be used for mass production of VLSI (ultra large scale integrated circuit device).
しかし、この様な予測は従来市販されていた電子ビーム露光装置を用いた一筆書きの電子ビームについての議論にすぎないものである。
従来の電子ビーム露光装置は、可変矩形ビームを用いて試料上で電子ビームを走査し矩形パターンを繋ぐことによって任意のパターンを形成していた。
However, such a prediction is merely a discussion of a one-stroke electron beam using an electron beam exposure apparatus that has been conventionally marketed.
A conventional electron beam exposure apparatus forms an arbitrary pattern by scanning an electron beam on a sample using a variable rectangular beam and connecting rectangular patterns.
この様な装置はソフトであるパターンデータから実際のパターンを作りだすパターンジェネレータであるが、矩形パターンを繋ぐことにより任意の形状のパターンを発生させるため、パターンルールが微細になればなるほど単位面積当たりの露光ショット数が増加し、スループットが低下するという欠点があった。 Such an apparatus is a pattern generator that creates an actual pattern from soft pattern data.However, since a pattern of an arbitrary shape is generated by connecting rectangular patterns, the finer the pattern rule, the more the unit area per unit area There is a disadvantage that the number of exposure shots increases and the throughput decreases.
そこで、本発明者等はこの様な限界を越えるためにブロック露光方式や、マルチビーム方式ブランキング・アパーチャ・アレイ(BAA)露光方式を提案しており(例えば、特許文献1乃至3参照)、この提案により1cm□/sec程度のスループットが期待できるようになってきており、微細さ、位置合わせ精度、クイックターンアラウンド、及び、信頼性のどれをとっても他の方法と比較して優れた方法である。
To overcome such limitations, the present inventors have proposed a block exposure method or a multi-beam blanking aperture array (BAA) exposure method (for example, see
この内、ブランキング・アパーチャ・アレイ(BAA)露光方式は、光源、即ち、電子銃からの電子ビームをブランキング制御部によって制御されたブランキング・アパーチャ・アレイ(BAA)を介して任意の形状に成形したのち、主偏向器及び副偏向器により偏向して、移動ステージ制御部によって制御される移動ステージ上に載置した露光試料上に照射する方法である。 Among them, the blanking aperture array (BAA) exposure method uses a light source, that is, an electron beam from an electron gun through a blanking aperture array (BAA) controlled by a blanking control unit to have an arbitrary shape. Then, it is deflected by a main deflector and a sub deflector, and irradiated onto an exposure sample mounted on a moving stage controlled by a moving stage controller.
このブランキング・アパーチャ・アレイ(BAA)は、各々一個ずつ開閉が可能な矩形状の複数の窓を碁盤の目状に配置したもので、任意に開いた複数個の窓を通過させて複数の矩形状電子ビームブロックよりなる任意の電子ビームパターンを形成し、この電子ビームパターンを試料に照射して露光を行うものである。 This blanking aperture array (BAA) has a plurality of rectangular windows, each of which can be opened and closed one by one, arranged in a grid pattern. An arbitrary electron beam pattern composed of a rectangular electron beam block is formed, and the electron beam pattern is irradiated on a sample to perform exposure.
この様な露光方式においては、主偏向器による偏向時間の短縮化がはかられており、主偏向器の補正の先読み演算処理や主偏向器のフィードバック偏向器(FBC:フィードバックコイル)と、その制御回路であるメインデフセットリングフィードバック回路(MSF)の提案により、従来の主偏向器による100μmの偏向で約50μsecかかっていた整定待ち時間が約3μsecになり、主偏向器による偏向開始後、約3μsecで副偏向器による露光開始が可能になってきている。 In such an exposure method, the deflection time by the main deflector is reduced, and a pre-read calculation process for correcting the main deflector, a feedback deflector (FBC: feedback coil) of the main deflector, and With the proposal of the main differential settling feedback circuit (MSF), which is a control circuit, the settling waiting time, which took about 50 μsec for the conventional 100 μm deflection by the main deflector, becomes about 3 μsec. Exposure can be started by the sub deflector in 3 μsec.
ここで、従来の電子ビーム露光装置の操作方法を図8及び図9を参照して説明する。
図8参照
電子ビーム露光に際しては、光源、即ち、電子銃からの電子ビームはブランキング制御部によって制御されたブランキング・アパーチャ・アレイ(BAA)を介して任意の形状に成形されたのち、主偏向器及び副偏向器により偏向されて、移動ステージ制御部によって制御される移動ステージ上に載置した露光試料上に照射される。
Here, a method of operating the conventional electron beam exposure apparatus will be described with reference to FIGS.
Referring to FIG. 8, at the time of electron beam exposure, an electron beam from a light source, that is, an electron gun, is formed into an arbitrary shape via a blanking aperture array (BAA) controlled by a blanking control unit, and then the main beam is formed. The light is deflected by the deflector and the sub deflector, and is irradiated onto the exposure sample placed on the moving stage controlled by the moving stage controller.
この場合の主偏向器の偏向は、主偏向器制御部からの主偏向データを主偏向器DAC(デジタル−アナログ変換器)によりアナログ量に変換したのち、入力抵抗Rin12、帰還抵抗Rf 13、及び、出力抵抗Ro 14を設けた比較増幅器11を介して主偏向器のコイルに印加する共に、メインデフセットリングフィードバック回路によって実際に主偏向器に印加されている電圧と主偏向器DACの出力との差分を検出して、この出力を偏向量は小さいが高速に追従できるフィードバック偏向器に印加し、主偏向器による偏向を副偏向器による露光可能範囲に持って行くことにより、見かけ上の整定待ち時間は約3μsecに短縮される。
In the deflection of the main deflector in this case, the main deflection data from the main deflector controller is converted into an analog quantity by a main deflector DAC (digital-analog converter), and then the
なお、メインデフセトリングフィードバック回路において矢印で示すゲイン・ローテーション演算部16は、コイルの巻方、コイルの設置位置、或いは、コイルの特性等による電子ビームに対するズレ分を補正するために設けている。
The gain /
次いで、主偏向器による偏向が副偏向器による露光可能範囲になると、副偏向器制御部からの副偏向データを副偏向器DACによりアナログ量に変換したのち、増幅器(AMP)を介して副偏向器に印加して露光を開始し、露光が終了した場合には、副偏向器制御部から露光終了信号を出力して、主偏向器によって次の露光領域に電子ビームをふって同じ操作を繰り返す。 Next, when the deflection by the main deflector becomes the exposure range by the sub deflector, the sub deflection data from the sub deflector control unit is converted into an analog quantity by the sub deflector DAC, and then the sub deflection is transmitted via the amplifier (AMP). Exposure is started by applying to the deflector, and when the exposure is completed, the exposure end signal is output from the sub deflector controller, and the same operation is repeated by blowing the electron beam to the next exposure area by the main deflector. .
図9参照
この場合、各信号のタイミングは主偏向器整定待ち時間制御部により制御されることになるが、この主偏向器整定待ち時間制御部は主偏向データから主偏向器の飛び量を算出する飛び量算出回路、整定待ち時間を決定する待ち時間演算回路、待ち時間カウンタ回路、待ち時間フラグ発生回路によって構成され、待ち時間フラグ発生回路からの出力、即ち、待ち時間フラグを副偏向器に入力して露光を開始する。
In this case, the timing of each signal is controlled by the main deflector settling waiting time control unit. The main deflector setting waiting time control unit calculates the jump amount of the main deflector from the main deflection data. The output of the waiting time flag generating circuit, that is, the waiting time flag is sent to the sub deflector. Input to start exposure.
この様なメインデフセットリングフィードバック回路を有する電子ビーム露光装置によって露光する場合、副偏向器による露光パターンデータが極端に疎な場合には、主偏向器の整定待ち時間が例えば3μsecであり、副偏向器による露光サイクルが例えば10MHz(107 Hz、10-7=100n)で、露光パターンが例えば10ショットとすると、主偏向器による偏向開始後露光終了までにかかる時間は、
3μsec+(100nsec×10ショット)=4μsec
となり、スループットの向上が期待できる。
When exposure is performed by an electron beam exposure apparatus having such a main differential settling feedback circuit, when the exposure pattern data by the sub deflector is extremely sparse, the settling wait time of the main deflector is, for example, 3 μsec. If the exposure cycle by the deflector is, for example, 10 MHz (10 7 Hz, 10 −7 = 100 n) and the exposure pattern is, for example, 10 shots, the time required from the start of deflection by the main deflector to the end of exposure is
3 μsec + (100 nsec × 10 shots) = 4 μsec
Thus, an improvement in throughput can be expected.
また、このようなマルチビーム方式ブランキング・アパーチャ・アレイ露光方式において、連続移動露光方式を採用すると共に、主偏向器の整定時間の短縮化をはかることにより、スループットを向上させることも提案されているので、この提案を図10を参照して説明する。 In addition, in such a multi-beam blanking aperture array exposure method, it has been proposed to adopt a continuous movement exposure method and to shorten a settling time of a main deflector, thereby improving a throughput. Therefore, this proposal will be described with reference to FIG.
図10参照
まず、主偏向器に副偏向器による露光の開始が可能になる位置に電子ビームを大きく偏向するための主偏向データによる電圧を印加して、主偏向器による偏向を開始するが、この場合にも、従来と同様に主偏向器を安定化するための50μsec程度の大きな整定待ち時間が必要となる。
Referring to FIG. 10, first, a voltage based on main deflection data for largely deflecting the electron beam is applied to a position at which exposure can be started by the sub deflector to the main deflector, and deflection by the main deflector is started. In this case as well, a large settling wait time of about 50 μsec for stabilizing the main deflector is required as in the conventional case.
そして、この大きな整定待ち時間中にも試料は連続的に移動しているので、最初の主偏向データによる偏向だけでは大きな整定待ち時間終了後には試料の位置は大きく偏向しており、副偏向器による露光が可能になる位置に電子ビームが偏向していないことになる。 Since the sample is continuously moving during this large settling time, the position of the sample is largely deflected after the large settling time by just deflecting the first main deflection data. Means that the electron beam is not deflected to a position where the exposure by the electron beam becomes possible.
そこで、大きな整定待ち時間中に、試料の移動を定期的に読み取り、その移動量に応じた補正偏向データを主偏向器に印加して、電子ビームの偏向位置を補正していくが、この様な補正の際にも最低限の整定待ち時間、即ち、補正整定待ち時間Cが必要となり、例えば、3μsec程度である。 Therefore, during the large settling wait time, the movement of the sample is read periodically, and correction deflection data corresponding to the movement amount is applied to the main deflector to correct the deflection position of the electron beam. In the case of a proper correction, a minimum settling wait time, that is, a corrected settling wait time C is required, and is, for example, about 3 μsec.
この様な場合の目標として設定する全体の大きな整定待ち時間WAIT1は、X方向の偏向前の値と偏向する値の差分の絶対値ΔXとY方向の偏向前の値と偏向する値の差分の絶対値ΔYとを比較して大きな方の絶対値を飛び量ΔGとし、さらに、3μsec程度のオフセット分Bを設定して、整定待ち時間演算を行うことによって求めている。 In such a case, the overall large settling wait time WAIT1 set as a target is the absolute value ΔX of the difference between the value before deflection in the X direction and the value to be deflected and the difference between the value before deflection and the value to be deflected in the Y direction. By comparing the absolute value ΔY with the absolute value, the larger absolute value is set as the flying amount ΔG, and further, an offset B of about 3 μsec is set, and the setting waiting time calculation is performed.
この演算において、目標として設定する全体の大きな整定待ち時間WAIT1は、
WAIT1=ΔG×A+B
の式で表される。
なお、A及びBは予め設定した係数であり、試料の露光中には少なくとも変化しないも のである。ここで、定期的に試料の移動を読み取りその移動量に応じた補正偏向データを主偏向器に印加して電子ビームの偏向位置を補正する際に、補正整定待ち時間Cが図に示すWAITCの形で周期的に現れることになる。
In this calculation, the overall large settling wait time WAIT1 set as the target is:
WAIT1 = ΔG × A + B
It is represented by the following equation.
Note that A and B are preset coefficients, which do not change at least during exposure of the sample. Here, when the movement of the sample is read periodically and correction deflection data corresponding to the movement amount is applied to the main deflector to correct the deflection position of the electron beam, the correction settling wait time C is equal to the WAITC shown in FIG. Will appear periodically in the form.
このように、試料の移動中に主偏向器の偏向を開始すると共に、移動に伴うズレを定期的補正により補正していくので、露光工程全体に係る時間が短くなり、スループットが向上する。
ここで、従来のブランキング・アパーチャ・アレイ(BAA)露光方式の場合の問題点を図11及び図12を参照して説明する。
図11参照
露光試料上の電子ビームの軌跡を見れば、電子ビームはフィードバック偏向器により時間の経過と共に(1)→(5)の所定の位置にきており、主偏向器による偏向開始から4μsec後(整定待ち時間:3μsec、露光:100nsec×10ショット=1μsec)には次の主偏向器による偏向が可能であるように見えるが、主偏向器の軌跡から明らかなように実際は主偏向器による偏向は所定の位置まで振り切れていない。
Here, problems in the case of the conventional blanking aperture array (BAA) exposure method will be described with reference to FIGS.
Looking at the trajectory of the electron beam on the exposure sample with reference to FIG. 11, the electron beam has arrived at a predetermined position from (1) to (5) with the lapse of time by the feedback deflector, and 4 μsec from the start of deflection by the main deflector. Later (settling waiting time: 3 μsec, exposure: 100 nsec × 10 shots = 1 μsec), it appears that the deflection by the next main deflector is possible, but as is apparent from the trajectory of the main deflector, the deflection by the main deflector actually occurs. The deflection has not been swung to a predetermined position.
そして、露光データが極端に疎な場合、例えば、10ショットの露光の場合、露光を開始して1μsec後の(4)の時点においては、主偏向器による実際のビームの位置は露光開始の位置まで達していないので、(4)の時点において主偏向器による次の偏向を行う場合、メインデフセットリングフィードバック回路の比較増幅器には主偏向器に印加されている所定の値に達していない出力が入力され、主偏向器DACの出力との差分が正確な差分とならないため、極端な露光精度の劣化を招く欠点がある。 When the exposure data is extremely sparse, for example, in the case of exposure of 10 shots, at the time point (4) 1 μsec after the start of the exposure, the actual position of the beam by the main deflector is the position of the exposure start. When the next deflection is performed by the main deflector at the time of (4), the output of the comparison amplifier of the main differential settling feedback circuit does not reach the predetermined value applied to the main deflector. Is input, and the difference from the output of the main deflector DAC does not become an accurate difference, so that there is a disadvantage that the exposure accuracy is extremely deteriorated.
図12参照
例えば、露光データがある程度密な場合には、図12の上段に示すように、フィードバック偏向器により所定の位置まで3μsec程度で偏向したのち副偏向器で露光を開始し、50μsec程度の露光を行ったのち、同じ操作を繰り返して全領域を露光することになる。
Referring to FIG. 12, for example, when the exposure data is dense to some extent, as shown in the upper part of FIG. 12, after deflecting to a predetermined position by a feedback deflector in about 3 μsec, exposure is started by a sub deflector, and about 50 μsec. After the exposure, the same operation is repeated to expose the entire area.
しかし、露光データが疎な場合には、図12の下段に示すように、露光は早く終了し、露光終了後直ちに、主偏向器を次の露光領域に偏向しようとする場合、主偏向器の実際の偏向位置は露光開始位置とdだけ差があることになり、このdの値が大きい場合、即ち、露光データが極端に疎で露光が非常に早く終了した場合には、必要とする偏向量がフィードバック偏向器の偏向範囲を越えてしまい、正確な位置での露光が不可能となる。 However, when the exposure data is sparse, as shown in the lower part of FIG. 12, the exposure ends early, and immediately after the end of the exposure, if the main deflector is to be deflected to the next exposure area, The actual deflection position is different from the exposure start position by d, and when the value of d is large, that is, when the exposure data is extremely sparse and the exposure ends very early, the required deflection is required. Since the amount exceeds the deflection range of the feedback deflector, exposure at an accurate position becomes impossible.
この様な露光データが極端に疎の場合の露光精度の劣化を防止するためには主偏向器の整定待ち時間を十分な時間だけ取る必要があるが、主偏向器の整定待ち時間のみの制御では、露光データ量が密なフィールドの場合にも、長い整定待ち時間の終了後の副偏向器による露光を開始することになる。 In order to prevent the exposure accuracy from deteriorating when the exposure data is extremely sparse, it is necessary to wait for the main deflector to settle for a sufficient time. In this case, even in the case of a field where the exposure data amount is dense, the exposure by the sub deflector after the end of the long settling wait time is started.
この場合、主偏向器の整定待ち時間を例えば50μsecとし、100μm□のフィールドを副偏向器による露光サイクルが例えば10MHzで4μm□/1ショットとしたとき、主偏向器による偏向開始からフィールド全体を露光するのに必要な時間は、
50μsec+(100μm□÷4μm□×100nsec)=112.5μsec
となり、図13の上段に示すように主偏向器の偏向開始から3μsecで副偏向器による露光を行った場合の時間、
50μsec+(100μm□÷4μm□×100nsec)−(50μsec−3μsec)=65.5μsec
と比べ大幅に増加する欠点がある。
In this case, when the settling wait time of the main deflector is, for example, 50 μsec, and the exposure cycle by the sub deflector is, for example, 4 μm / 1 shot at 10 MHz for the 100 μm field, the entire field is exposed from the start of deflection by the main deflector. The time needed to do
50 μsec + (100 μm □ ÷ 4 μm □ × 100 nsec) = 112.5 μsec
As shown in the upper part of FIG. 13, the time when exposure by the sub deflector is performed 3 μsec from the start of deflection of the main deflector,
50 μsec + (100 μm □ ÷ 4 μm □ × 100 nsec) − (50 μsec−3 μsec) = 65.5 μsec
There is a disadvantage that it is greatly increased as compared with.
なお、上記の2番目の式における、第1項は最低整定待ち時間、即ち、最低滞在時間であり、第2項は実際の露光時間であり、さらに、第3項は整定待ち時間の内の露光にかぶる時間であるが、以後の式においては、説明を簡単にするために、
3μsec+(100μm□÷4μm□×100nsec)=65.5μsec
の様に表記する。
In the second equation, the first term is the minimum settling time, that is, the minimum stay time, the second term is the actual exposure time, and the third term is the settling time in the settling time. It is the time to cover the exposure, but in the following equations, to simplify the explanation,
3 μsec + (100 μm □ ÷ 4 μm □ × 100 nsec) = 65.5 μsec
Notation like.
再び、図10参照
また、連続移動露光方式においても定期的な読み取り周期は、目標として設定する全体の大きな整定待ち時間WAIT1に対して任意の周期であるため、必ずしもその整数倍である現実の整定待ち時間WAITとWAIT1とは一致するものではなく、
WAIT=ΔG×A+B+α
で表される。
Again, see FIG. 10 Also in the continuous moving exposure method, the periodic reading cycle is an arbitrary cycle with respect to the whole large settling wait time WAIT1 set as a target, and therefore is always an integer multiple of the integer. Waiting time WAIT and WAIT1 are not the same,
WAIT = ΔG × A + B + α
Is represented by
したがって、主偏向器の現実の整定待ち時間WAITとWAIT1と読み取り周期とがたまたま一致する場合には、
WAIT=ΔG×A+B(α=0)
で表され 、整定待ち時間の効率に問題はないが、WAIT1と読み取り周期とずれが最大の場合には、補正整定待ち時間をCとすると、
WAIT=ΔG×A+B+C
で表され、一番効率の悪い実際の整定待ち時間となってしまう欠点がある。
Therefore, when the actual settling time WAIT of the main deflector WAIT, WAIT1, and the reading cycle happen to coincide,
WAIT = ΔG × A + B (α = 0)
, And there is no problem in the efficiency of the settling wait time, but when the deviation between WAIT1 and the reading cycle is the largest, assuming that the corrected settling wait time is C,
WAIT = ΔG × A + B + C
And has the disadvantage of being the least efficient actual settling wait time.
したがって、本発明は、フィードバック偏向器を用いて主偏向器による偏向を副偏向器の露光可能範囲に高速に持っていく電子ビーム露光装置において、露光精度を劣化させることなく偏向及び露光に必要とする時間を短くしてスループットを向上させることを目的とする。 Accordingly, the present invention requires an electron beam exposure apparatus that uses a feedback deflector to quickly bring deflection by a main deflector to an exposure range of a sub deflector without deteriorating exposure accuracy. It is an object of the present invention to shorten the time required to improve the throughput.
ここで、図1を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図1参照
(1)本発明は、主偏向器の偏向量をデジタル量からアナログ量に変換するD−A変換器の出力と、主偏向への印加電圧との差分を抽出し、抽出した出力に基づいて電子ビームの位置を副偏向器の露光可能位置に偏向するメインデフセトリングフィードバック回路を有する電子ビーム露光装置において、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間とは別に、副偏向器による露光時間の一部も含めた最低滞在時間を設置し、この最低滞在時間終了後で、且つ、副偏向器の露光終了後に、次の主偏向器による偏向が可能になるように制御する主偏向器整定待ち時間制御部を設けたことを特徴とする。
Here, means for solving the problem in the present invention will be described with reference to FIG.
See FIG. 1 (1) The present invention extracts the difference between the output of a DA converter that converts the amount of deflection of the main deflector from a digital amount to an analog amount and the voltage applied to the main deflection, and extracts the extracted output. In an electron beam exposure apparatus having a main de-settling feedback circuit for deflecting the position of an electron beam to an exposure-possible position of a sub-deflector on the basis of A minimum stay time including a part of the exposure time by the deflector is set, and after the minimum stay time and after the exposure of the sub deflector is completed, control is performed so that the next main deflector can be deflected. A main deflector settling waiting time control unit is provided.
このように、マルチビーム方式ブランキング・アパーチャ・アレイ電子ビーム露光装置においては、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間とは別に、副偏向器による露光時間の一部も含めた最低滞在時間を設置することによって、露光データが極端に疎な場合にも、露光終了後、次の主偏向器による偏向を少なくとも最低滞在時間待ったのちに行うことによって露光精度の劣化を防止することができる。 Thus, in the multi-beam blanking aperture array electron beam exposure apparatus, when deflecting by the main deflector, apart from the settling wait time of the main deflector, a part of the exposure time by the sub deflector is also included. By setting the minimum stay time, even if the exposure data is extremely sparse, after the exposure is completed, the deflection by the next main deflector is performed at least after waiting for the minimum stay time, thereby preventing the deterioration of the exposure accuracy. Can be.
(2)また、本発明は、上記(1)において、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間終了後直ちに、最低滞在時間のカウントと副偏向器による露光を開始することを特徴とする。 (2) Further, the present invention is characterized in that, in the above (1), at the time of deflection by the main deflector, counting of the minimum stay time and exposure by the sub deflector are started immediately after the settling wait time of the main deflector ends. And
このように、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間終了後直ちに、最低滞在時間のカウントと副偏向器による露光を開始することにより、露光精度の劣化を防止することができると共に、全領域の露光に必要な平均所要時間を短縮することができる。 As described above, at the time of deflection by the main deflector, by counting the minimum stay time and starting exposure by the sub deflector immediately after the end of the settling wait time of the main deflector, deterioration of exposure accuracy can be prevented. In addition, it is possible to reduce the average time required for exposing the entire area.
(3)また、本発明は、上記(1)において、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間のカウントと最低滞在時間のカウントを同時に開始すると共に、主偏向器の整定待ち時間終了後に副偏向器による露光を開始することを特徴とする。 (3) According to the present invention, in the above (1), at the time of deflection by the main deflector, counting of the settling time of the main deflector and counting of the minimum stay time are simultaneously started, and the settling time of the main deflector is also started. The exposure by the sub deflector is started after the end.
このように、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間のカウントと最低滞在時間のカウントを同時に開始すると共に、主偏向器の整定待ち時間終了後に副偏向器による露光を開始することにより、露光が疎な場合の所要時間を露光精度を犠牲にすることなく短縮することができるので、全領域の露光に必要な平均所要時間をより短縮することができる。 In this way, at the time of deflection by the main deflector, the counting of the settling wait time of the main deflector and the counting of the minimum stay time are started simultaneously, and the exposure by the sub deflector is started after the end of the settling wait time of the main deflector. As a result, the required time when exposure is sparse can be shortened without sacrificing exposure accuracy, so that the average required time required for exposure of the entire region can be further reduced.
(4)また、本発明は、上記(1)において、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間のカウントと最低滞在時間のカウントとを同時に開始すると共に、主偏向器の整定待ち時間終了後に副偏向器による露光を開始し、露光終了後直ちに、次の主偏向器による偏向を開始し、その整定待ち時間後で、且つ、前の最低滞在時間終了後に、副偏向器による次の露光を開始することを特徴とする。 (4) In the present invention according to the above (1), at the time of deflection by the main deflector, counting of the settling time of the main deflector and counting of the minimum stay time are simultaneously started, and the setting of the main deflector is waited. Exposure by the sub deflector is started after the end of the time, and immediately after the end of the exposure, deflection by the next main deflector is started. After the settling time and after the end of the previous minimum stay time, the next deflector is used. Is started.
このように、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間のカウントと最低滞在時間のカウントを同時に開始すると共に、主偏向器の整定待ち時間終了後に副偏向器による露光を開始し、露光終了後直ちに、次の主偏向器による偏向を開始し、その整定待ち時間後で、且つ、前の最低滞在時間終了後に、副偏向器による次の露光を開始することにより、露光データが疎な場合に、次の主偏向器による偏向の整定待ち時間をより短縮することができる。 In this way, at the time of deflection by the main deflector, the counting of the settling waiting time of the main deflector and the counting of the minimum stay time are simultaneously started, and the exposure by the sub deflector is started after the end of the settling waiting time of the main deflector, Immediately after the end of the exposure, the next main deflector starts deflecting, and after the settling wait time and after the end of the previous minimum stay time, the next exposure by the sub deflector is started, so that the exposure data is sparse. In such a case, the waiting time for the next main deflector to settle the deflection can be further reduced.
(5)また、本発明は、上記(4)において、主偏向器による次の整定待ち時間を、前の主偏向器による偏向の最低滞在時間の残時間と初期設定整定待ち時間を比較する手段を設け、両者の内の大きな時間とすることを特徴とする。 (5) In the present invention, in the above (4), means for comparing the next settling wait time by the main deflector with the remaining time of the minimum staying time of deflection by the previous main deflector and the initial setting wait time. , And a longer time between the two.
このように、主偏向器による偏向の次の整定待ち時間を、前の主偏向器による偏向の最低滞在時間の残時間と初期設定整定待ち時間を比較する手段を設けることによって、次の整定待ち時間の制御が容易になる。 In this way, by providing the means for comparing the next settling wait time of deflection by the main deflector with the remaining time of the minimum stay time of deflection by the previous main deflector and the initial settling wait time, Time control becomes easier.
(6)また、本発明は、主偏向器の偏向量をデジタル量からアナログ量に変換するD−A変換器の出力と、主偏向への印加電圧との差分を抽出し、抽出した出力に基づいて電子ビームの位置を副偏向器の露光可能位置に偏向するメインデフセトリングフィードバック回路と、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間とは別に、副偏向器による露光時間の一部も含めた最低滞在時間を設置し、この最低滞在時間終了後で、且つ、副偏向器の露光終了後に、次の主偏向器による偏向が可能になるように制御する主偏向器整定待ち時間制御部とを有し、試料を連続移動しながら露光する電子ビーム露光装置の操作方法において、試料の移動量読み取りによる補正偏向に伴う補正整定待ち時間の終了時が主偏向器による偏向の全体の整定待ち時間の終了時以前となるように、全体の整定待ち時間の残量に基づいて試料の読み出しタイミングを決定したことを特徴とする。 (6) Further, according to the present invention, a difference between an output of a DA converter for converting a deflection amount of a main deflector from a digital amount to an analog amount and a voltage applied to a main deflection is extracted, and the extracted output is output. A main de-settling feedback circuit for deflecting the position of the electron beam to an exposing position of the sub-deflector based on the main deflector; The main deflector settling time for controlling to enable the next main deflector to deflect after the minimum stay time and after the exposure of the sub deflector is completed after setting the minimum stay time including the part. A method of operating an electron beam exposure apparatus that performs exposure while continuously moving the sample, wherein the end of the correction stabilization waiting time accompanying the correction deflection by reading the amount of movement of the sample determines the entire deflection by the main deflector. Settling As the end previous Chi time, and wherein the determining the read timing of the sample on the basis of the remaining amount of the overall settling time.
このように、上述の電子ビーム露光装置を用いて試料を連続移動しながら露光する場合、試料の移動量読み取りによる補正偏向に伴う補正整定待ち時間の終了時が主偏向器による偏向の全体の整定待ち時間の終了時以前となるように、全体の整定待ち時間の残量に基づいて試料の読み出しタイミングを決定することにより、全体の整定待ち時間終了直前における最後の補正整定待ち時間による無駄をなくすことができる。 As described above, in the case of performing exposure while continuously moving the sample using the above-described electron beam exposure apparatus, the end of the correction settling time accompanying the correction deflection by reading the movement amount of the sample is settled by the main deflector. By determining the readout timing of the sample based on the remaining amount of the entire settling time so that it is before the end of the waiting time, the waste due to the last correction settling time immediately before the end of the entire settling time is eliminated. be able to.
(7)また、本発明は、上記(6)において、全体の整定待ち時間を主偏向器の飛び量からデジタル数として割り出し、このデジタル数をダウンカウンタでカウントして整定待ち時間を待つと共に、このダウンカウンタの数値を読み取りタイミング決定用メモリのアドレスとし、全体の整定待ち時間終了から一定時間手前のアドレスに読み取り開始のためのデータを格納しておき、全体の整定待ち時間終了直前の読み取り補正偏向に伴う補正整定待ち時間の終了時が全体の補正待ち時間の終了時以前となるようにしたことを特徴とする。 (7) In the present invention, in the above (6), the entire settling time is calculated as a digital number from the flying amount of the main deflector, and this digital number is counted by a down counter to wait for the settling time. The value of this down counter is used as the address of the read timing determination memory, and data for starting reading is stored at an address a fixed time before the end of the entire settling wait time, and the read correction immediately before the end of the entire settling wait time is performed. The end of the correction settling time accompanying the deflection is set to be before the end of the entire correction wait time.
このように、全体の整定待ち時間を主偏向器の飛び量からデジタル数として割り出し、このデジタル数をダウンカウンタでカウントして整定待ち時間を待つと共に、このダウンカウンタの数値を読み取りタイミング決定用メモリのアドレスとし、全体の整定待ち時間終了から一定時間手前のアドレスに読み取り開始のためのデータを格納しておくことにより、最後の読み取りタイミングを無駄のない様に自動的に決定することができる。 In this way, the entire settling time is calculated as a digital number from the amount of flight of the main deflector, and this digital number is counted by the down counter to wait for the settling time, and the value of the down counter is read to determine the timing for reading timing. By storing data for starting reading at an address a fixed time before the end of the entire settling wait time, the last reading timing can be automatically determined without waste.
(8)また、本発明は、上記(7)において、読み取りタイミング決定用メモリに、全体の整定待ち時間終了直前の読み取り周期と、それ以外の読み取り周期とを変更する時間機能を持たせたことを特徴とする。 (8) Further, according to the present invention, in the above (7), the read timing determination memory is provided with a time function for changing the read cycle immediately before the end of the entire settling wait time and the other read cycle. It is characterized by.
このように、読み取りタイミング決定用メモリに、全体の整定待ち時間終了直前の読み取り周期と、それ以外の読み取り周期とを変更する時間機能を持たせたことにより、読み取り回数を減らすことができる。 As described above, the read timing determination memory is provided with a time function for changing the read cycle immediately before the end of the entire settling wait time and the other read cycles, thereby reducing the number of times of reading.
(9)また、本発明は、上記(7)において、主偏向器による偏向の飛び量のX軸及びY軸に対して求めた絶対値をアドレスとして有するメモリを設け、このメモリに飛び量及び飛び方向に依存する整定待ち時間マップを格納することを特徴とする。 (9) Further, according to the present invention, in the above (7), a memory having, as an address, an absolute value of the deflection jump amount obtained by the main deflector with respect to the X axis and the Y axis is provided. It is characterized by storing a settling waiting time map depending on the flight direction.
このように、主偏向器による偏向の飛び量のX軸及びY軸に対して求めた絶対値をアドレスとして有するメモリを設け、このメモリに飛び量及び飛び方向に依存する整定待ち時間マップを格納することによって、整定待ち時間マップのデータをカウントすることによって整定待ち時間終了を自動的に決定することができる。 As described above, a memory having, as an address, an absolute value of the amount of deflection of the deflection by the main deflector with respect to the X axis and the Y axis is provided, and a stabilization waiting time map depending on the amount of flight and the direction of flight is stored in this memory. By doing so, the end of the settling wait time can be automatically determined by counting the data of the settling wait time map.
(10)また、本発明は、上記(9)において、主偏向器による偏向の飛び量の絶対値が小さい時には一定値の整定待ち時間とし、それ以外では飛び量の絶対値に比例する様な整定待ち時間とする、整定待ち時間マップを格納することを特徴とする。 (10) Further, according to the present invention, in the above (9), when the absolute value of the deflection jump amount by the main deflector is small, the settling wait time is a constant value, and otherwise, it is proportional to the absolute value of the jump amount. It is characterized by storing a settling time map, which is settling time.
このように、主偏向器による偏向の飛び量の絶対値が小さい時には一定値の整定待ち時間とすることによって、飛び量が小さい場合の偏向精度を良好に確保することができる。 (4) As described above, when the absolute value of the amount of deflection by the main deflector is small, by setting the fixed waiting time to a constant value, it is possible to ensure good deflection accuracy when the amount of flight is small.
(11)また、本発明は、上記(9)において、主偏向器による偏向の飛び方向による整定待ち時間をX軸方向とY軸方向とで異なるように設定することを特徴とする。 (11) The present invention is characterized in that, in the above (9), the settling waiting time depending on the direction of the deflection by the main deflector is set differently in the X-axis direction and the Y-axis direction.
このように、主偏向器による偏向の飛び方向による整定待ち時間をX軸方向とY軸方向とで異なるように設定することによって、ステージ移動特性や増幅器の特性がX軸方向とY軸方向における異なる場合に、自由に補正することができる。 As described above, by setting the settling time depending on the direction of the deflection by the main deflector so as to be different between the X-axis direction and the Y-axis direction, the stage movement characteristics and the characteristics of the amplifier in the X-axis direction and the Y-axis direction are different. If different, the correction can be made freely.
本発明によれば、整定待ち時間制御機構以外に最低滞在時間制御機構を設けたので、露光精度を損なわずにメインデフセトリングフィードバック回路及びフィードバック偏向器を用いた高速偏向が可能になり、スループットを向上することができる。 According to the present invention, since the minimum stay time control mechanism is provided in addition to the settling waiting time control mechanism, high-speed deflection using the main de-settling feedback circuit and the feedback deflector can be performed without deteriorating the exposure accuracy, and the throughput can be reduced. Can be improved.
また、この電子ビーム露光装置を用いて試料を連続移動しながら露光する場合、主偏向器による偏向の大きな整定待ち時間の終了と大きな整定待ち時間の終了直前の最後の移動読み取りに伴う補正整定待ち時間の終了を略一致させることができるので、現実の整定待ち時間における無駄を無くし、スループットを向上することができる。 In the case of performing exposure while continuously moving the sample using this electron beam exposure apparatus, the end of a large settling wait time for deflection by the main deflector and the correction settling time associated with the last movement reading just before the end of the large settling wait time. Since the end of the time can be made substantially coincident, waste in the actual settling waiting time can be eliminated, and the throughput can be improved.
本発明においては、主偏向器の偏向量をデジタル量からアナログ量に変換するD−A変換器の出力と、主偏向への印加電圧との差分を抽出し、抽出した出力に基づいて電子ビームの位置を副偏向器の露光可能位置に偏向するメインデフセトリングフィードバック回路を有する電子ビーム露光装置において、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間とは別に、副偏向器による露光時間の一部も含めた最低滞在時間を設置し、この最低滞在時間終了後で、且つ、副偏向器の露光終了後に、次の主偏向器による偏向が可能になるように制御する主偏向器整定待ち時間制御部を設け、露光データが極端に疎な場合にも、露光終了後、次の主偏向器による偏向を少なくとも最低滞在時間待ったのちに行うことによって露光精度の劣化を防止する。 In the present invention, a difference between an output of a DA converter for converting a deflection amount of a main deflector from a digital amount to an analog amount and a voltage applied to a main deflection is extracted, and an electron beam is extracted based on the extracted output. In the electron beam exposure apparatus having the main de-settling feedback circuit for deflecting the position of the sub-deflector to the exposing position of the sub-deflector, when deflecting by the main deflector, the exposure time The main deflector setting which controls so that deflection by the next main deflector becomes possible after the minimum stay time and after the end of the exposure of the sub deflector is completed. A waiting time control unit is provided to prevent deterioration of exposure accuracy even when exposure data is extremely sparse by performing deflection by the next main deflector after waiting for at least the minimum stay time after exposure is completed. That.
また、このような電子ビーム露光装置を用いて試料を連続移動しながら露光する場合、試料の移動量読み取りによる補正偏向に伴う補正整定待ち時間の終了時が主偏向器による偏向の全体の整定待ち時間の終了時以前となるように、全体の整定待ち時間の残量に基づいて試料の読み出しタイミングを決定することにより、全体の整定待ち時間終了直前における最後の補正整定待ち時間による無駄をなくす。 Further, in the case of performing exposure while continuously moving the sample using such an electron beam exposure apparatus, the end of the correction settling time accompanying the correction deflection by reading the movement amount of the sample is the time for the entire deflection settling by the main deflector. By determining the sample readout timing based on the remaining amount of the entire settling wait time so that it is before the end of the time, waste due to the last correction settling time immediately before the end of the entire settle wait time is eliminated.
ここで、図1乃至図4を参照して、本発明の実施例1を説明する。
図1参照
なお、図1は、実施例1乃至実施例3に共通する電子ビーム露光装置の制御機構で、特に、主偏向器整定待ち時間制御部を詳細に説明する図であり、他の制御機構及び操作機構は図9で説明した従来のフィードバック偏向器(FBC)を有する電子ビーム露光装置と同等である。
Here, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a control mechanism of the electron beam exposure apparatus common to the first to third embodiments. In particular, FIG. 1 is a diagram for explaining in detail a main deflector settling waiting time control unit. The mechanism and operation mechanism are the same as those of the conventional electron beam exposure apparatus having the feedback deflector (FBC) described with reference to FIG.
本発明の電子ビーム露光装置の特徴は、主偏向器整定待ち時間制御部に整定待ち時間制御のための待ち時間演算回路、待ち時間カウンタ回路、及び、待ち時間フラグ発生回路以外に、最低滞在時間を設定するための最低滞在時間制御回路を設けたところにある。 The feature of the electron beam exposure apparatus of the present invention is that the main deflector settling time control unit has a minimum staying time other than a waiting time arithmetic circuit, a waiting time counter circuit, and a waiting time flag generation circuit for the settling time control. The minimum stay time control circuit for setting is provided.
この最低滞在時間制御回路は主偏向器制御部からのセットトリガ信号及び待ち時間フラグ発生回路からの出力(待ち時間フラグ)によって最低滞在時間のカウントが制御されるものであり、例えば、最低滞在時間としては、主偏向器のみの偏向の場合に必要な整定待ち時間である50μsecを採用する。 In this minimum stay time control circuit, the count of the minimum stay time is controlled by a set trigger signal from the main deflector control unit and an output (wait time flag) from the wait time flag generation circuit. For example, 50 μsec, which is a settling waiting time necessary for deflection of only the main deflector, is adopted.
この場合、主偏向器制御部からのセットトリガ信号と同時に最低滞在時間のカウントを開始するように設定すると、主偏向器による偏向時に、主偏向器の整定待ち時間のカウントと同時に最低滞在時間のカウントを開始するようになり、露光データが極端に疎な場合にも、副偏向器からの露光終了フラグが入力された後で、且つ、最低滞在時間終了後でなければ、最低滞在時間フラグが出力されないので、露光精度が劣化することがない。 In this case, if the setting is made to start counting the minimum stay time simultaneously with the set trigger signal from the main deflector control unit, at the time of deflection by the main deflector, the minimum stay time is counted simultaneously with the counting of the settling wait time of the main deflector. Counting is started, and even when the exposure data is extremely sparse, the minimum stay time flag is not set unless the exposure end flag from the sub deflector is input and the minimum stay time is not ended. Since no output is made, the exposure accuracy does not deteriorate.
また、待ち時間フラグ発生回路からの出力(待ち時間フラグ)によって最低滞在時間のカウントを制御する場合には、整定待ち時間(例えば、3μsec)終了後に、最低滞在時間のカウントを開始するようになり、露光データが極端に疎な場合にも、副偏向器からの露光終了フラグが入力された後で、且つ、最低時間終了後でなければ、最低滞在時間フラグが出力されないので、露光精度が劣化することがない。 When the count of the minimum stay time is controlled by the output (wait time flag) from the wait time flag generation circuit, the count of the minimum stay time is started after the end of the settling wait time (for example, 3 μsec). However, even when the exposure data is extremely sparse, the minimum stay time flag is not output after the exposure end flag is input from the sub deflector and after the minimum time, so that the exposure accuracy is deteriorated. I can't.
図2参照
図2は本発明の実施例1における整定待ち時間のカウント、最低滞在時間のカウント、及び、露光のタイミングの説明図であり、実施例1においては、主偏向器の整定待ち時間制御と最低滞在時間制御のためにカウンタを設け、主偏向器の偏向開始と同時に主偏向器の整定待ち時間のカウントを開始し、整定待ち時間終了後に、最低滞在時間のカウント及び副偏向器による露光を開始する。そして、最低滞在時間の終了後、且つ、露光の終了後に、次の主偏向器による偏向の操作を繰り返して、全領域の露光を行う。
See FIG.
FIG. 2 is an explanatory diagram of the counting of the settling wait time, the counting of the minimum stay time, and the timing of exposure in the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, the control of the settling wait time of the main deflector and the minimum stay time are performed. A counter is provided for time control, and starts counting the settling time of the main deflector simultaneously with the start of deflection of the main deflector, and starts counting the minimum stay time and exposure by the sub deflector after the settling time is over. . Then, after the end of the minimum stay time and the end of the exposure, the deflection operation by the next main deflector is repeated to expose the entire area.
ここで、露光データが密な場合、即ち、例えば、副偏向器により露光サイクルが10MHzで4μm□/1ショットで100μm□のフィールドを塗りつぶす場合の主偏向器による偏向開始から副偏向器による露光の終了までの所要時間は、最低滞在時間を50μsec(メインデフセトリングフィードバック回路及びフィードバック偏向器による補正を含まない場合の主偏向器の整定待ち時間)とし、主偏向器の整定待ち時間を3μsecとした場合、
3μsec+(100μm□÷4μm□×100nμsec)=65.5μsec
となる。
Here, when the exposure data is dense, that is, for example, when the exposure cycle is 10 MHz and the 100 μm square field is filled with one shot at 10 MHz by the sub deflector, the start of the deflection by the main deflector and the start of the exposure by the sub deflector are performed. The time required for the termination is set to a minimum stay time of 50 μsec (a waiting time for the main deflector to stabilize when the correction by the main deflector feedback circuit and the feedback deflector is not included) and a waiting time for the main deflector to settle to 3 μsec. If
3 μsec + (100 μm □ ÷ 4 μm □ × 100 nμsec) = 65.5 μsec
It becomes.
また、露光データが極端に疎な場合、例えば、4μm□で10ショットである場合の所要時間は、上と同じ条件で、
3μsec+50μsec=53μsec
となる。
Further, when the exposure data is extremely sparse, for example, when 10 shots are taken at 4 μm square, the required time is the same as above,
3 μsec + 50 μsec = 53 μsec
It becomes.
ここで、1セル当たり1mm□の露光データが疎密疎密の繰り返しデータである場合の露光に必要な全所要時間、即ち、平均所要時間は、
1mm□÷100μm□=100フィールド
であり、例えば、露光データが疎のフィールドが50フィールド、また、露光データが密のフィールドが50フィールドであるとすると、
50フィールド×(53μsec+65.5μsec)=5.925msec
となる。
Here, the total time required for exposure when the exposure data of 1 mm square per cell is dense / dense / dense repeated data, that is, the average required time is:
1 mm □ ÷ 100 μm □ = 100 fields. For example, assuming that 50 fields have sparse exposure data and 50 fields have dense exposure data.
50 fields × (53 μsec + 65.5 μsec) = 5.925 msec
It becomes.
一方、メインデフセトリングフィードバック回路及びフィードバック偏向器を用いないで、主偏向器の整定待ち時間(50μsec)のみで露光を制御した場合には、同じ条件で、
露光データが密な場合、
50μsec+(100μm□÷4μm□×100nsec)=112.5μsec
露光データが疎な場合、
50μsec+(10ショット×100nsec)=51μsec
となり、
50フィールド×(51μsec+112.5μsec)=8.175msec
となる。
On the other hand, when the exposure is controlled only by the settling wait time (50 μsec) of the main deflector without using the main de-settling feedback circuit and the feedback deflector, under the same conditions,
If the exposure data is dense,
50 μsec + (100 μm □ ÷ 4 μm □ × 100 nsec) = 112.5 μsec
If the exposure data is sparse,
50 μsec + (10 shots × 100 nsec) = 51 μsec
Becomes
50 fields × (51 μsec + 112.5 μsec) = 8.175 msec
It becomes.
したがって、例えば、露光フィールドが100フィールドの時、露光データが疎だけの場合には、
2μsec(=53μsec−51μsec)×100(フィールド)=0.2msecだけ従来の方がスループットが良いものの、例えば、各々50フィールドづつの疎密がある場合には、本発明の露光方式によってその平均所要時間は
8.175msec−5.925msec=2.25msec
だけ短くなり、スループットが向上する。
Therefore, for example, when the exposure field is 100 fields and the exposure data is only sparse,
2 μsec (= 53 μsec−51 μsec) × 100 (field) = 0.2 msec Although the conventional method has better throughput, for example, when there is a density of 50 fields each, the average time required by the exposure method of the present invention is Is 8.175 msec-5.925 msec = 2.25 msec
And the throughput is improved.
次に、図3を参照して、実施例2を説明する。
図3参照
図3は本発明の実施例2における整定待ち時間のカウント、最低滞在時間のカウント、及び、露光のタイミングの説明図であり、実施例2においては、主偏向器の整定待ち時間制御と最低滞在時間制御のためにカウンタを設け、主偏向器の偏向開始と同時に主偏向器の整定待ち時間及び最低滞在時間のカウントを開始し、整定待ち時間の終了後に副偏向器による露光を開始する。
そして、最低滞在時間の終了後、且つ、露光の終了後に、次の主偏向器による偏向の操作を繰り返して、全領域の露光を行う。
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is an explanatory diagram of the counting of the settling waiting time, the counting of the minimum stay time, and the timing of the exposure in the second embodiment of the present invention. In the second embodiment, the setting of the main deflector is controlled. And a counter for controlling the minimum stay time, start counting the settling wait time and minimum stay time of the main deflector at the same time as the deflection of the main deflector starts, and start the exposure by the sub deflector after the settling wait time ends. I do.
Then, after the end of the minimum stay time and the end of the exposure, the deflection operation by the next main deflector is repeated to expose the entire area.
ここで、上述の実施例1と同条件において、露光に必要な所要時間は、
露光データが密な場合、
3μsec+(100μm□÷4μm□×100nsec)=65.5μsec
露光データが極端に疎な場合、
50μsec
となる。
Here, under the same conditions as in Example 1 described above, the time required for exposure is
If the exposure data is dense,
3 μsec + (100 μm □ ÷ 4 μm □ × 100 nsec) = 65.5 μsec
If the exposure data is extremely sparse,
50 μsec
It becomes.
したがって、平均所要時間は、
50フィールド×(50μsec+65.5μsec)=5.775msec
となり、露光データが疎だけの場合には、
1μsec(=51μsec−50μsec)×100(フィールド)=0.1msecだけ、また、疎密がある場合には、
8.175msec−5.775msec=2.4msec
だけ本発明の露光方式によってその平均所要時間は短くなりスループットが向上する。
Therefore, the average travel time is
50 fields × (50 μsec + 65.5 μsec) = 5.775 msec
And if the exposure data is only sparse,
1 μsec (= 51 μsec−50 μsec) × 100 (field) = 0.1 msec.
8.175 msec-5.775 msec = 2.4 msec
However, the average required time is shortened and the throughput is improved by the exposure method of the present invention.
次に、図4を参照して、実施例3を説明する。
図4参照
図4は本発明の実施例3における整定待ち時間のカウント、最低滞在時間のカウント、及び、露光のタイミングの説明図であり、実施例3においては、主偏向器の整定待ち時間制御と最低滞在時間制御のためにカウンタを設け、主偏向器の偏向開始と同時に主偏向器の整定待ち時間及び最低滞在時間のカウントを開始し、整定待ち時間の終了後に副偏向器による露光を開始する。
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the counting of the settling waiting time, the counting of the minimum stay time, and the timing of the exposure in the third embodiment of the present invention. In the third embodiment, the setting of the settling waiting time of the main deflector is controlled. And a counter for controlling the minimum stay time, start counting the settling wait time and minimum stay time of the main deflector at the same time as the deflection of the main deflector starts, and start exposure by the sub deflector after the settling wait time ends. I do.
そして、最低滞在時間が終了していなくとも、露光の終了後に、次の主偏向器による偏向を開始する。
ここで、前の最低滞在時間の残時間と整定待ち時間の初期設定値(3μsec)とを比較器により比較して、値の大きな方を次の主偏向器の整定待ち時間に設定する。
Then, even if the minimum stay time has not ended, the deflection by the next main deflector is started after the end of the exposure.
Here, the remaining time of the previous minimum stay time and the initial setting value (3 μsec) of the settling wait time are compared by a comparator, and the larger value is set as the settling wait time of the next main deflector.
ここで、上述の実施例1及び実施例2と同条件において、露光に必要な所要時間は、露光データが密な場合は実施例1及び実施例2と同様に65.5μsecであるが、極端に疎な露光データが続く場合には次の主偏向器の整定待ち時間が前の最低滞在時間に含まれるため、50μsec以下、例えば、初期設定値が3μsecであるならば最短で47μsecとなる。 Here, under the same conditions as in the above-described first and second embodiments, the required time for exposure is 65.5 μsec as in the first and second embodiments when the exposure data is dense, but is extremely high. If the sparse exposure data continues, the settling waiting time of the next main deflector is included in the previous minimum stay time, so it is 50 μsec or less, for example, 47 μsec when the initial setting value is 3 μsec.
したがって、平均所要時間は、露光データが疎だけの場合にも、0.4msec以上の改善が見られ、また、疎密がある場合にも、2.4msec以上の改善が見られる。 Therefore, the average required time is improved by 0.4 msec or more even when the exposure data is only sparse, and the average required time is improved by 2.4 msec or more even when the exposure data is sparse.
次に、図5を参照してアナログ比較器を用いて最低滞在時間を制御する実施例4を説明する。
図5参照
図5はメインデフセトリングフィードバック回路の差分抽出部の出力部にアナログ比較器17,18を設けたもので、主偏向器の整定待ち時間のカウントを開始し、整定待ち時間終了後に副偏向器による露光を開始すると共に、2つのアナログ比較器17,18に2つの異なったしきい値A,B(A>B)を基準値として入力し、メインデフセトリングフィードバック回路の差分抽出部からの出力と比較した2つのアナログ比較器17,18の出力をand回路19に入力し、このand回路19を介した出力を最低滞在時間フラグとする。
Next, a fourth embodiment in which the minimum stay time is controlled using an analog comparator will be described with reference to FIG.
FIG. 5 shows a configuration in which
この場合は、メインデフセトリングフィードバック回路の差分抽出部の出力がA以下、且つ、B以上の場合に最低滞在時間フラグが出力されて次の主偏向器の偏向を可能とするので、時間管理は主偏向器による偏向の整定待ち時間のみの管理となり、最低滞在時間の制御はアナログ波形で行うことになるので時間管理が簡単になる。 In this case, when the output of the difference extraction unit of the main differential settling feedback circuit is equal to or smaller than A and equal to or larger than B, a minimum stay time flag is output to enable deflection of the next main deflector. Only the deflection settling time by the main deflector is managed, and the minimum stay time is controlled by an analog waveform, so that the time management is simplified.
次に、図示しないもののアナログ比較器を用いて整定待ち時間及び最低滞在時間を制御する実施例5を説明する。
この実施例5は図5と同様のメインデフセトリングフィードバック回路の差分抽出部の出力部に整定待ち時間制御用アナログ比較器及び最低滞在時間制御用アナログ比較器を設けたもので、副偏向器による露光可能な値を基準値とする整定待ち時間制御用アナログ比較器に主偏向器による偏向開始時よりメインデフセトリングフィードバック回路の差分抽出部の出力を入力し、この入力が基準値に達した場合に露光を開始する。
Next, a fifth embodiment in which the settling wait time and the minimum stay time are controlled using an analog comparator (not shown) will be described.
In the fifth embodiment, an analog comparator for settling wait time control and an analog comparator for minimum stay time control are provided at the output of the difference extraction unit of the main differential settling feedback circuit similar to FIG. When the output of the difference extraction unit of the main de-settling feedback circuit is input from the start of deflection by the main deflector to the settling waiting time control analog comparator using the value that can be exposed as the reference value, and this input reaches the reference value Exposure starts.
次いで、露光終了後で、且つ、図5と同様に2つのアナログ比較器を用い、メインデフセトリングフィードバック回路の差分抽出部の出力がA以下、且つ、B以上になった場合に最低滞在時間フラグが出力されて次の主偏向器による偏向を可能とする。
したがって、時間管理を行わずに、アナログ波形のみで整定待ち時間及び最低滞在時間の制御を行うことになるので全体のシステムが簡素化される。
Next, after the end of the exposure, and using two analog comparators as in FIG. 5, if the output of the difference extraction unit of the main differential settling feedback circuit becomes A or less and B or more, the minimum stay time flag is set. Is output to enable deflection by the next main deflector.
Accordingly, since the settling wait time and the minimum stay time are controlled only by the analog waveform without performing the time management, the entire system is simplified.
次に、図6及び図7を参照して、連続移動露光方式に関する本発明の実施例6を説明する。
先ず、主偏向器の偏向前の値と偏向後の値の差分の絶対値を2進数にしたものの内の上位数ビットをX側とY側より夫々取り出し、これらをアドレスとして予め求めておいた整定待ち時間の理想値を格納したメモリより整定待ち時間の理想値のデータを呼び出す。
Next, a sixth embodiment of the present invention relating to the continuous movement exposure method will be described with reference to FIGS.
First, the upper few bits of the absolute value of the difference between the value before deflection and the value after deflection of the main deflector in binary were extracted from the X side and the Y side, respectively, and these were previously obtained as addresses. The data of the ideal value of the settling time is called from the memory storing the ideal value of the settling time.
図6参照
例えば、図6の上段に示すように、主偏向器による偏向範囲が約±1mmであるとすると、上位8ビット(28 =256)を取り出せば、約8μm(厳密には8.192μm)のLSB(最下位のビット)のメッシュで偏向による飛び量マップを構成することができ、この8μmLSBでメッシュ化された飛び量マップの各アドレスには任意のデータを格納できるものである。
Referring to FIG. 6, for example, as shown in the upper part of FIG. 6, assuming that the deflection range of the main deflector is about ± 1 mm, if the upper 8 bits (2 8 = 256) are taken out, about 8 μm (strictly, 8. A jump amount map by deflection can be formed by a mesh of 192 μm) LSB (least significant bit), and arbitrary data can be stored in each address of the jump amount map meshed by 8 μmL SB.
飛び量ΔGが100μm以下の場合には、整定待ち時間は最低整定待ち時間3μsecで十分であり、飛び量ΔGが100μm以上の場合には3μsecより長い整定待ち時間が必要になるので、全体の大きな整定待ち時間WAIT1を、
WAIT1=3μsec :ΔG≦100μm
WAIT1=(ΔG−100)×A+3μsec :ΔG>100μm
の様に設定する。
When the jump amount ΔG is 100 μm or less, the minimum settling wait time of 3 μsec is sufficient. When the jump amount ΔG is 100 μm or more, the settling wait time longer than 3 μsec is required. Settling wait time WAIT1,
WAIT1 = 3 μsec: ΔG ≦ 100 μm
WAIT1 = (ΔG−100) × A + 3 μsec: ΔG> 100 μm
Set as follows.
この場合、飛び量マップにより求められた整定待ち時間を時間カウンタ(ダウンカウンタ)にプリロードしてカウントダウン値が0になったことによって整定待ち時間の終了を表す。
但し、時間カウンタに与えられるクロックが10MHz(107 Hz)であるとすると、マップの整定待ち時間のLSBは10-7sec、即ち、100nsecとなり、例えば、整定待ち時間が3μsecの場合には100nsecのLSBで30カウントすることになるので、飛び量ΔGが100μm以下のアドレスには30を格納することになる。
In this case, the settling wait time obtained by the jump amount map is preloaded into the time counter (down counter), and the end of the settling wait time is indicated by the countdown value becoming 0.
However, if the clock supplied to the time counter is 10 MHz (10 7 Hz), the LSB of the settling wait time of the map is 10 −7 sec, that is, 100 nsec. For example, if the settling wait time is 3 μsec, 100 nsec Therefore, 30 is stored in an address where the flying distance ΔG is 100 μm or less.
図6の下段にこの様なデータを格納したマップの例を示すように、X−Y座標の中心、即ち、(0,0)点近傍においては、飛び量ΔGは小さいので30、即ち、3μsecの整定待ち時間を入力し、(0,0)点から離れるにしたがって大きな数値を入力する。 As shown in the example of the map storing such data in the lower part of FIG. 6, the jump amount ΔG is 30 near the center of the XY coordinate, that is, near the (0,0) point, that is, 3 μsec. Is input, and the larger the distance from the (0,0) point, the larger the numerical value.
次に、試料の移動を読み取るタイミングを決める読み取りタイミング決定用メモリを設け、ダウンカウンタの数値を読み取りタイミング決定用メモリのアドレスとし、全体の整定待ち時間終了から一定時間手前のアドレスに試料の移動の読み取りを開始するフラグを出すためのビットを格納しておく。 Next, a reading timing determining memory for determining the timing of reading the movement of the sample is provided, and the value of the down counter is used as an address of the reading timing determining memory, and the movement of the sample is moved to an address a fixed time before the end of the entire settling wait time. A bit for outputting a flag to start reading is stored.
図7参照
ダウンカウンタの出力が全体の整定待ち時間終了から一定時間手前になった時点で、試料の移動の読み取りを開始するフラグが出力されて全体の整定待ち時間WAIT終了直前の最後の読み取りが行われるので、この最後の読み取りによる補正偏向に伴う補正整定待ち時間の終了時が全体の整定待ち時間の終了時以前とすることができ、全体の大きな整定待ち時間WAITの終了に対して時間効率の良いタイミングで読み取りフラグを発生でき、最低待ち時間Cの無駄がなくなる。
When the output of the down counter reaches a predetermined time before the end of the whole settling wait time, a flag for starting reading of the movement of the sample is output, and the last reading immediately before the end of the whole settling wait time WAIT is performed. Therefore, the end of the correction settling time accompanying the correction deflection due to the last reading can be made before the end of the entire settling wait time, and the time required for the end of the entire large settling wait time WAIT is reduced. The read flag can be generated at a good timing, and the minimum waiting time C is not wasted.
また、読み取りタイミング決定用メモリに時間制御機能を持たせることにより、読み取りフラグの発生間隔も任意に変更可能になるので、大きな整定待ち時間の開始時点付近においては読み取り間隔を大きくし、整定待ち時間の終了時点付近においては間隔を狭く設定することができ、整定待ち時間WAITの無駄をなくし、且つ、読み取り回数を少なくすることができる。 Also, by providing the read timing determination memory with a time control function, the read flag generation interval can be arbitrarily changed. Therefore, the read interval is increased near the start of the large settling wait time, and the settling wait time is increased. In the vicinity of the end point of the above, the interval can be set to be narrow, the waste of the settling wait time WAIT can be eliminated, and the number of times of reading can be reduced.
また、整定待ち時間マップに格納するデータは、X軸方向とY軸方向で異なるように設定しても良く、異なるように設定することによってステージ移動特性或いは増幅器の特性がX軸方向とY軸方向において異なる場合に、その特性の相違を自由に補正することができる。 Further, the data stored in the settling time map may be set differently in the X-axis direction and the Y-axis direction. If the directions differ, the difference in the characteristics can be freely corrected.
11 比較増幅器
12 入力抵抗
13 帰還抵抗
14 出力抵抗
15 アナログ比較器
16 ゲイン・ローテーション演算部
17 アナログ比較器
18 アナログ比較器
19 and回路
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