JP2725020B2 - 電子ビーム露光装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、サブフィールド内で整形電子ビームをベク
トル・スキャンし、大きな矩形区域においてサブフィー
ルドを位置決めするのにラスタ・スキャン方式を使用
し、そして連続移動式機械システムを用いて、大きなパ
ターンを書き込むようにした電子ビーム露光装置に関す
る。より具体的には、本発明は方向制御した電子ビーム
を用いるパターン書込み装置に関する。本発明は、ま
た、電子ビーム位置に対するターゲット位置を正確に決
める位置合せ装置にも関する。

B.従来の技術 本出願人に譲渡された米国特許第4477729号明細書
は、基板にパターンを書き込むためのベクトル・スキャ
ン式電子ビーム露光システムを記載している。このシス
テムは、連続移動するＸ−Ｙテーブルとレーザ干渉計制
御システムとを含んでいる。パターンの内部に、工作物
と書込みフィールドの間の相対運動を運動方向、速度、
加速度に関して制御するデータを画定する工作物移動コ
マンドが埋め込まれている。工作物位置の測定は２軸レ
ーザ干渉計を用いて行なわれる（第３欄56〜59行目）。
位置合せマークの工作物上の位置を電子ビームで測定す
るという提案は行なわれていない。したがって、テーブ
ル上の工作物の位置と所期の位置からずれた工作物上の
パターンの位置との偏位は、考慮されない。工作物上の
露光すべき区域内に位置する位置合せマークだけが、所
期の位置合せ情報をもたらすことができる。

米国再発行特許第31630号明細書は、整形ビーム及び
連続移動テーブルを示している。工作物のシフト量は、
テーブルの位置を検出するＸ−Ｙレーザ干渉計によって
近似されるが、工作物の再位置合せは行なわれない。第
２欄、33〜50行目を参照のこと。

米国特許第3900737号明細書は、連続移動するＸ−Ｙ
テーブルを備えた電子ビーム・システムを記載してい
る。このシステムは、動作中に工作物の再位置合せを行
なわない。

たとえば電気的効果または熱的効果に由来する電子ビ
ームの任意の長期的ドリフトを監視し補正するために、
露光過程を周期的に中断して、テーブルを精密に決定さ
れた位置に移動させることが必要である。したがって、
テーブルを停止させて、電子ビームが基準マークと一致
するように移動しなければならず、それには遅延が付随
する。本発明では、工作物を支持するテーブルを連続的
に駆動するシステムを使用しながら、この遅延を回避す
ることを意図している。

「可変軸界浸レンズ電子ビーム投射システム（Variab
le Axis Immersion Lens Electron Beam Projection Sy
stem）」と題するラングナー（Langner）等の（本出願
人に譲渡された）米国特許第4544846号明細書（特開60
−10721号）は、可変軸界浸レンズ（VAIL）を備えた電
子ビーム・システム（下記で言及する）を記載してい
る。

「荷電粒子ビームを位置決めする方法及び装置（Meth
od and Apparatus for Positioning a Beam of Charged
Particles）」と題するミハイル（Michail）等の（本
出願人に譲渡された）米国特許第3900736号明細書（特
公昭52−23221号）は、４隅位置合せシステム用の計算
機駆動補正システムを伴う電子ビーム露光システムを記
載している。この補正システムは動的に作動して、所期
の位置合せからのずれが最小になるように電子ビームの
偏向を補正する。このような位置合せの問題は、位置合
せマークの位置の設計位置からのずれを含めた諸要因に
よって起こる。

ミハイル等によって採用された電子ビーム露光システ
ムでは、従来、工作物上の多重フィールド・パターンの
各フィールドを露光するために、ステップ・アンド・リ
ピート法を用いて、工作物の位置合せ、書込み、搬送の
仕事を行なってきた。従来、このようなステップ・アン
ド・リピート・システムでは、Ａサイクル、Ｂサイク
ル、Ｃサイクルを用いてきた。Ａサイクルの間、搬送テ
ーブル上の工作物が静止した状態で、工作物が位置合せ
される。その後、Ｂサイクルが続き、この間に、工作物
及びテーブルが依然として静止した状態で、露光すべき
パターンが電子ビームによって書き込まれる。最後に、
Ｃサイクルにおいてだけ、工作物を支持するテーブル
は、その時間のかかる工程に沿って、工作物上の次のフ
ィールドを露光するための次の位置まで移動する。

工作物を支持するワークテーブルを連続的に機械的に
移動させるシステムでは、工作物全体を露光する過程の
間、工作物を電子ビームに対して再位置合せしない。こ
うすると、再位置合せステップが不要となり、かつ、工
作物と電子線の位置合せが所期の位置合せから大きくず
れる危険もなくなるので、速度が速くなるという利点が
得られる。

従来の電子ビーム露光システムの問題点は、実際のチ
ップ位置の頻繁な位置合せを行なわないこと、あるい
は、チップ位置の位置合せを行なっても、システムをス
テップ・アンド・リピート式に繰り返し停止させる必要
があったことである。たとえば、連続駆動システムは、
工作物上のパターンの実際位置と所期の位置の誤差が、
許容誤差要件を満足するので、許容できるはずであると
仮定して、電子線照射中に位置合せ検査を行なわない、
位置推測決定方式の位置決めシステムを用いている。連
続的に移動する推測決定方式のシステムでは位置を頻繁
に測定しないので、多層電子ビーム線照射システムでの
連続する露光段階の位置合せに問題が生じる。ステップ
・アンド・リピート・システムは、再位置合せ、露光、
書込みの各サイクルで、露光しようとする工作物を支持
するテーブルを停止させることが必要であり、テーブル
を停止させかつ起動させるためにかなりの時間が必要で
ある。この起動・停止時間は、露光を行なうのに要する
時間とほぼ同じくらいかかることがある。

現在設計されているVLSIチップの許容誤差がきびしく
なり大きさが小さくなるにつれて、工作物と電子線の位
置の周期的位置合せがシステムに欠かせない機能となっ
てきている。電子ビーム露光に必要な製造機器のコスト
が高く、かつ時間がかかるという状況のもとで、電子ビ
ーム・システムのスループットを最大に高めることが不
可欠である。したがって、ステップ・アンド・リピート
型露光システムを使わず、電子ビーム・システムを代替
技術との競争に耐えるものにし、全体的製造コストを最
適水準に向けて下げることが望ましい。

C.発明が解決しようとする問題点 これまで、工作物の再位置合せのためにワークテーブ
ルを停止させなければならないと考えられていた。それ
には、かさ高であり、したがって起動及び停止に長い慣
性時間のかかるワークテーブルを起動したり停止したり
するのにかなりの時間が必要であった。さらに、駆動シ
ステムの動作を定常状態で再開する際に、テーブル速度
の超過及び不足を解消するのに余分な時間が必要であ
る。これらの要因により、このようなシステムの動作が
大幅に遅くなっている。

したがって、本発明の目的は、工作物を支持するテー
ブルのステップ・アンド・リピート型の遅延を回避でき
位置推測方式のシステムにつきものの誤差を回避できる
ように、工作物を移動する工程を、工作物を位置合せし
工作物に書き込む工程と同時に実行できる、電子ビーム
露光装置を提供することにある。

D.問題点を解決するための手段 本発明に係る電子ビーム露光装置は、工作片を支持す
るためのワーク・テーブルと、書込み用の電子ビームを
発生するための電子ビーム手段と、位置データに応答し
て制御信号を発生すると共にプログラムに基づいて上記
工作片に対する所定の書込みフィールド域内で電子ビー
ム露光パターンを発生するための制御手段と、上記制御
手段に応答して電子ビームを偏向させるための偏向手段
と、上記工作片を所定の通路に沿って連続的に移動させ
るように上記ワーク・テーブルを駆動するための駆動手
段と、上記ワーク・テーブルの移動を中断させることな
く前記書込みフィールド域よりも大きくかつ工作片に付
された位置マークを包含する位置合わせフィールド域内
で電子ビームに対する上記工作片の位置を測定し、上記
制御手段へ位置合わせ用の位置データを与えるための位
置合わせ検出手段と、を含み、上記制御手段は上記位置
合わせ検出手段に応答して上記露光パターンを補正する
ことを特徴としている。

本発明は、各々が大フィールド偏向装置により位置合
わせが可能な偏向区域（RF;36）に含まれる矩形区域（C
1、C2、C3、・・・・）に区分された工作片（７）を、
連続的に移動させて、上記工作片の表面上の上記偏向区
域（RF）に含まれ該偏向区域より狭い書込み偏向区域
（WF;37）にベクトル偏向装置により所定パターンを書
き込む電子ビーム露光装置であって、 上記矩形区域は、さらに上記書込み偏向区域（WF）に
含まれる複数のサブフィールド（SF）に区分され、該矩
形区域の周辺部に上記大フィールド偏向装置により検出
可能な複数の位置合わせマーク（39）を備え、 上記サブフィールドを、上記ベクトル偏向装置により
上記所定のパターンで連続して電子ビームで書き込むこ
と、及び上記サブフィールドを含む上記矩形区域の位置
合わせマークを上記大フィールド偏向装置により検出可
能な電子ビームにより検出すること、とを交互に行うこ
とを特徴とする電子ビーム露光装置を提供するものであ
る。

本発明により、連続的に移動するテーブルと、電子ビ
ーム・システムに対して工作物を位置合せする手段とを
組み合わせるようにした、電子ビーム露光装置が提供さ
れる。

本発明は工作片を支持するワーク・テーブルを所定の
通路に沿って連続的に移動させながら露光パターンを書
き込むようにし、そしてワーク・テーブルが移動してい
る間に電子ビームに対する工作片の位置を測定し、これ
に基づいて露光パターンを補正するものである。

実施例に則して開示の概要を説明すると、本発明は、
好ましくは整形電子ビームを使ってサブフィールド（S
F）内をベクトル・スキャンすると共に、大きな矩形区
域（C1、C2、C3、・・・・）においてサブフィールドを
位置決めするのに電気的ラスタ・スキャン方式を使用
し、そしてこれらと組み合わせて連続的テーブル移動シ
ステムを用いることによって、大きなパターンを最小の
中断で書き込むようにした電子ビーム露光装置に関す
る。

本発明によれば、本装置は、好ましくは、整形電子ビ
ーム露光システムを用いてリソグラフィ・パターンの書
込みを行ない、工作物を位置決めするために費やされる
時間を最小にする。大きなリソグラフィ・パターンは、
ベクトル書込みモードでサブフィールドごとにサブパタ
ーンを用いて、連続するサブフィールド間で中断せずに
書き込む。これは、工作物を連続的に移動させ、かつ大
きな矩形書込みフィールド（書込み偏向区域（WF;37）
ともいう）に書込みを行なうことによって、可能とな
る。書込みフィールドは、電子的に位置決めされるサブ
フィールドの矩形アレイを含み、サブフィールドをラス
タ順に書き込む。可変軸界浸レンズ・システムでは書込
みフィールドの幅が大きいので、パターンを工作物上に
書き込むのに要する機械的スキャンの数が減少し、この
ため、工作物の位置決めに要する時間も減少する。Ｙ軸
スキャンの間にウエハ上の列に沿って連続的に移動する
工作物の連続速度が、パターン密度を補償するように書
込み中に補正され、書込みフィールドに対する工作物の
位置を最適に維持する。パターンを前に書き込んだパタ
ーンに重ね合わせるとき、加工によって位置測定システ
ムで検出できない工作物の変形が生じることがあるの
で、位置合せの手段が必要である。工作物全体を位置測
定システムに対して正確に位置決めするのは、熱効果そ
の他の誤差発生源があるので実用的ではない。このシス
テムは、工作物上の局部的区域に局限された位置合せフ
ィールドを含んでおり、この位置合せフィールド即ち偏
向区域（RF;36）は書込みフィールド即ち書込み偏向区
域（WF;37）よりも大きく、位置合せに使用でき、しか
も焦点の高さに関する変更を必要とせず、かつ半導体ウ
エハ上の様々のフィールドを位置合せ及び再位置合せす
る間にＸ−Ｙワークテーブルを含む機械的システムの速
度を変更する必要もない。ウエハ上の様々な場所でこの
ような位置合せマークの位置を検出する場合には整形電
子ビームの品質要件が低くなるので、位置合せフィール
ドは書込みフィールドよりも大きくすることができる。

E.実施例 本発明によると、サブフィールド（SF）にパターンを
ベクトル・スキャン・モードで書き込むことによって、
大きなリソグラフィ・パターンが可能な限り迅速に書き
込まれる。大フィールド偏向システムを連続的に移動す
る工作物と組み合わせて使って、サブフィールドを位置
決めする。この矩形アレイのサブフィールドは、工作物
（すなわち、ウエハまたはマスク）に露光するのに要す
る全時間を減少させるいくつかの利点を生み出す。大フ
ィールド偏向機能は、電子ビームをプローブとして使っ
てターゲット・フィールドを偏向システムに対して正確
に位置決めすることにより、まばらに配置された位置合
せマークによる位置合せが可能となる。従来技術にまさ
る利点は、次の通りである。

1.ウエハの通過ごとにサブフィールドの幅広いストリッ
プが書き込まれ、したがってワークテーブルの移動を逆
転し位置決めし直すのに必要な通過数及び時間が最小に
なる。

2.大フィールド偏向システムが、矩形アレイ内のサブフ
ィールド（SF）を位置決めでき、したがって、サブフィ
ールド内の密集するパターン及び散在するパターン用の
時間バッファをもたらす。

3.位置合せ機能が、書き込まれたパターンを既存のリソ
グラフィ上により精密に重ね合わせる。

第１図は、本発明の好ましい実施例を全体的に示した
ものである。本発明によれば、電子ビーム書込み工程に
関して、電子ビームＢの下のＸ−Ｙワークテーブル８の
連続的機械的移動が用いられる。この移動は、一般に、
列の一端から次の列へと「Ｙ」軸に沿って蛇行した犂耕
式経路に沿って行なわれる。すなわち、連続運動は、本
明細書で、「Ｙ」軸と定義する一方の軸に沿って行なわ
れ、各列の終端でのＸ軸方向への直角な運動は、各Ｙ軸
行程の終端で本明細書で「Ｘ」軸と呼ぶ方向に階段関数
として行なわれる。電子ビーム露光システム（電子ビー
ム露光装置）は、全体的に破線10によって示されてい
る。電子ビーム源11が電子ビームＢを生成し、それがス
ポット整形装置及び消去（ブランキング）装置（どちら
も、先に引用したミハイル等の米国特許第3900736号明
細書に基づき、ユニット14内に配置されている）の制御
下で、偏向／開口装置12によって様々のスポット形状に
整形され消去される。位置決めされ整形されたスポット
は、パターン制御部15のディジタル式電子装置の制御下
でアナログ式スポット整形／消去電子装置14によって部
分的に制御される。パターン制御部15は、上記のミハイ
ル等の特許に記載されているように、制御コンピュータ
16の制御下で、プログラムに基づいて、サブフィールド
に書き込まれるパターンを決定する。パターン制御部15
は線64を介して電子装置14に信号を供給する。整形され
た電子ビームは、ベクトル偏向装置33の制御下で偏向装
置13によって、ベクトル的に位置決めされる。各サブフ
ィールドが完了するたびに、次のサブフィールドが、大
フィールド偏向システム19の制御下で大フィールド偏向
装置17によって位置決めされる。パターン制御部15は、
線66を介して偏向システム19に信号を送る。大フィール
ド偏向装置17には、ラングナー等の米国特許第4544846
号明細書に記載されているように、可変軸界浸レンズ機
構を組み込むことが好ましい。この機構は、電子ビーム
Ｂを電子ビーム列の軸からより外側に偏向させて、書込
み機能の範囲を拡大することができる。

次のサブフィールドは、（半導体ウエハとして示され
ている）工作物７を支持するＸ−Ｙ駆動ワークテーブル
８の移動方向に対して直交するように位置決めされる。
ただし、例外として、書込みフィールドの終端では、サ
ブフィールドが移動方向に位置決めされる。このサブフ
ィールド位置決め方式を連続移動ワークテーブル８と組
み合わせた結果、連続的に移動する犂耕式ラスタ・スト
リップが得られる。ラスタ・スキャン方式によるサブフ
ィールドの位置決めは、電子回路を含みパターン制御部
15からのパターン・データを含む大フィールド偏向制御
システム19によって制御される。大フィールド偏向制御
システム19は、レーザ式ステージ（ワークテーブル）位
置測定システム21から線20を介して供給される運動補償
信号を受け取る。当業者なら理解できるように、測定シ
ステム21は、テーブル位置を測定するために、一対のレ
ーザ光線をワークテーブル８の両端に照射することが好
ましい。細かくなると混乱するので、レーザ光線は図面
から省いてある。システム19中の電子回路が、サブフィ
ールドの書込み中にワークテーブル８の連続移動から生
じるＸ、Ｙ誤差及び角度誤差を補償する信号を偏向装置
17に供給する。

通常、ウエハ７上のチップ位置での書込みが終了した
後、パターンの書込みが一時的に停止され、ウエハ上で
再位置決めサイクルが開始される。好ましい実施例で
は、電子ビームＢをウエハ７上の次のチップ用の４個の
位置合せマークの公称位置に偏向させ、４つの位置を電
子ビームでスキャンして精査する。位置合せマーク（第
２図及び第３図のマーク39など）の実際の位置は、後方
散乱電子を検出器22に衝突させて検出する。検出器22か
らの信号を線27及び28を介して位置合せ検出回路23に送
り、実際の次のチップ位置を決定する。位置合せ検出回
路は、線60及び61を介してパターン制御部15に信号を供
給し、線60及び62を介して制御コンピュータ16に信号を
供給する。設計チップ位置が、制御コンピュータ16から
線63を介してパターン制御部15に供給される。パターン
制御部15では、線63及び線61上の値、すなわち設計チッ
プ位置と実際のチップ位置を比較して、補正信号を線65
を介してベクトル偏向装置33に供給する。工作物７すな
わち半導体ウエハまたはマスクの端部にＸ−Ｙワークテ
ーブル８が達するまで、位置決めサイクルが書込みサイ
クルと交互に行なわれる。ワークテーブル８がＸ軸に沿
って移動し、Ｙ軸の移動方向が逆転して、チップの次の
列の再位置合せサイクル及び書込みサイクルが開始す
る。

電子線の下でチップを水平に移動させる機械駆動式Ｘ
−Ｙワークテーブル８は、次のように制御される。Ｘ軸
方向のワークテーブルの位置決めは、制御コンピュータ
16から線24を介してステージ位置測定システム21に送ら
れるX/Y位置信号に含まれているＸ位置信号によって制
御される。線24上の信号は、位置制御データの形で制御
コンピュータ内に記憶され、位置合せ検出回路23から線
60及び62を介して受け取った現位置合せ信号によって修
正されたウエハ仕様によって、予め決定される。ワーク
テーブル８の実際上のＸ位置が、（レーザ式）ステージ
位置測定システム21によって求められ、その値が制御コ
ンピュータ16から線24上に供給される所期のＸ位置信号
と比較される。得られた線25上の位置誤差信号は、Ｘ方
向ステージ駆動機構26内のサーボ装置に印加される。こ
のサーボ装置は、当技術で周知のように、図示の都合上
省いた線を介してモータ67に駆動信号を印加する。Ｙ方
向テーブル速度／位置制御システム29は、次の信号を利
用する。

（１）制御コンピュータ16から線18を介して供給され
る、所定のコース速度制御信号。

（２）測定システム21から線30を介して供給される、実
際のテーブル速度を決定するのに使用されるレーザLSB
信号。

（３）パターン制御部15から線31を介して供給される、
速度補正を決定するためのサブフィールド位置完了信
号。

制御システム29から線６を介して供給される速度制御
（位置誤差）信号は、Ｙ方向ステージ駆動機構35に印加
される。駆動機構35は、図示の都合上省略してある線を
介してＹ軸駆動モータ９の制御入力を印加する。一列の
チップを１回スキャンし終わると、線34上のX/Y位置信
号と線６上の位置誤差信号を使って、Ｘ軸の位置決めに
ついて先に説明した方法でワークテーブルのＹ軸が位置
決めされる。スキャンの間のこうした時間中、Ｙ方向の
速度制御信号はゼロになり、Ｘ軸駆動モータ67はワーク
テーブル８を次の行に移動させる。こうする必要がある
のは、スキャンが蛇行式スキャン（すなわち、Ｙ軸駆動
モータ９が行の終端に達するまで、Ｘ軸駆動モータ67を
一時的に静止させておく、すなわちその動きをとめてお
く方式）が用いられるからである。次の行に移動させる
時は、Ｘ方向駆動モータ67がワークテーブル８を次の行
に移動させるまで、Ｙ方向駆動モータ９は静止したまま
となる。その後、新しい行で、前のスキャンとは逆方向
にスキャンが続行される。Ｙ軸テーブル制御システム29
のより詳しい説明は、後で第４図に関連して行なう。

第２図は、さらに、本発明と関連して用いられる書込
み法を図示している。この第２図において、矩形区域
（C1,C2,C3,・・・・）をチップ・サイトと呼ぶ。電子
ビームＢがウエハ７上のチップ・サイトC1に照射され
る。電子ビームＢは、破線の経路で示すように、経路に
沿ってチップ・サイトC1からチップ・サイトC2へ、さら
にチップ・サイトC3、チップ・サイトC4へと移動しなが
ら、各チップ・サイト（C1,C2,・・・）ごとに書込みフ
ィールド（WF）内のサブフィールド（SF）の位置決めと
書込みとを交互に繰り返しながらチップ・サイト（C1,C
2,・・・）の各々に対して停止せずに連続して一時に１
個のチップを露光させる。左上の円内のチップC2の分解
図は、４個の位置合せ点を含む大きな位置合せフィール
ドRF、及び幅が僅か10mmの狭いストライプであるチップ
・サイトC2上の一連のサブフィールド用の書込みフィー
ルドWFを備えたチップ・サイトC2を示している。位置合
せフィールドRFは、また（書込みフィールドWF内にその
いくつかを正方形として示した）いくつかのサブフィー
ルドSFから成るフィールドとも言える。書込みフィール
ドWFと位置合せフィールドRFは、可変軸界浸レンズ・シ
ステムの大フィールド偏向によってカバーされる。テー
ブル移動の方向TMは、右上である。左上の分解図の正方
形SFは、上記のミハイル等の特許明細書に記載されてい
るように、ホンタス（Hontas）システムに基づくサブフ
ィールド・ベクトル書込みを用いることを示している。
スポットSPが、通常のホンタス・システムによって書き
込まれるスポットの例である。

第３図は、さらに、本発明で用いる位置合せ方法、な
らびに位置合せ偏向区域36（すなわち位置合せフィール
ドRF）と書込み偏向区域37（すなわち書込みフィールド
WF）の相対的大きさを示している。４隅に位置合せマー
ク39のついたチップ・サイト38も示されている。書込み
偏向区域37はチップ・サイト38全体をカバーできない
が、位置合せ偏向区域36はチップ・サイト38よりも大き
く、４隅の各隅にある位置合せマーク39に到達できるこ
とが図からわかる。位置合せ偏向区域36は、位置合せマ
ーク検出の場合にはパターン書込みの場合よりもスポッ
ト縁部の鋭さに対する要件が低いので、書込み偏向区域
よりも大きくなることができる（偏向が大きくなると、
偏向の小さい場合よりもスポットの変形が必然的に大き
くなる。）書込みシーケンスでは、位置合せ段階の間、
電子ビームＢの傾向が区域38を越えて広がり、４個の位
置合せマーク39の位置を測定できるほどになる。フィー
ルドの大きさは、連続移動するワークテーブル８によっ
てチップ・サイト38が書込み偏向区域37（WF;37）の下
にきた時に、書込み中のパターンがチップ38上の下にあ
るパターンを覆うだけの適切な並進運動と大きさを持つ
ように調節される。

第４図は、本発明に基づいて連続移動でワークテーブ
ル８を操作する制御システム29の詳細概略図である。第
４図で、前述のように、第１図の制御コンピュータ16か
ら線18を介してコース速度制御信号を受け取る。線18上
のこの信号は、パターン密度の事前分析及び位置合せ時
間要件に基づいている。線18上の信号は、ディジタル・
アナログ変換器（DAC）42によってアナログ電圧に変換
され、このアナログ電圧が加算増幅器43に印加される。
サブフィールドが一つ完了すると、制御システム29は、
第１図のパターン制御部15から線31を介してパルスを受
け取る。このパルスは、周波数電圧変換器（F/V）46に
よって線45上でアナログ信号に変換される。この線45上
の信号は差動増幅器50に印加される。測定システム21か
ら線30を介して供給されたレーザ最下位ビット（LSB）
信号が、ディジタル式除算回路48で分割され、その出力
が線40上に供給される。ただし、除数「Ａ」は、サブフ
ィールドの大きさに比例し、１行当りのサブフィールド
数に反比例する。除算回路48の出力が、周波数電圧変換
器（F/I）49に印加される。次いで線41上の変換器49の
出力が差動増幅器50に印加される。理想的な場合、周波
数電圧変換器46と49の出力は同一になり、したがって差
動増幅器50の出力は「０」となる。差動増幅器50の出力
は、ディジタル・アナログ変換器42の出力と同様に、加
算増幅器43にも印加される。加算増幅器43が偏差を検知
すると、線６を介して第１図のＹ方向ステージ駆動機構
35に供給される速度制御信号が減少または増大される。
ステージ駆動機構35は、第１図の線６及び34上の信号に
応答して、ワークテーブルをＹ方向に駆動するモータ67
を制御することを想起されたい。再び第４図を参照する
と、第１図から線30を介して供給されるレーザ最下位ビ
ット信号は、また、第４図のカウンタ53中のディジタル
回路によってカウントされる。カウンタ53から線51上に
供給される出力は、ディジタル・アナログ変換器55によ
って線54上のアナログ信号に変換される。この出力信号
が線54を介して第１図の大フィールド偏向制御システム
19に供給されると、偏向システム17がテーブルの移動に
追従する。

再び第４図に戻ると、サブフィールドの１行全部が書
き込まれた後、線32上のディジタル除算器56の出力によ
ってカウンタ53がリセットされる。除算器56は第１図の
パターン制御部15から線31を介してサブフィールド１個
当り１個のパルスを受け取るので、電子ビームＢは、サ
ブフィールドの次の行に書き込むのに適切な位置にく
る。線30上のレーザLSB信号は、また、周波数電圧変換
器57によって線58上のアナログ信号に変換され、フィー
ドフォワード信号として第１図の大フィールド偏向制御
システム19に供給される。この信号は、大フィールド偏
向システム17に対して回路遅延を補償する。

本発明は、VLSIチップの製造及びテストに適用でき
る。

以上説明した如く本発明に係る電子ビーム露光装置
は、工作物を支持するテーブルのステップ・アンド・リ
ピード型の遅延を回避でき位置推測方式のシステムにつ
きものの誤差を回避できるように、工作物を移動する工
程を、工作物の位置合せし工作物に書き込む工程と同時
に実行できるという優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に基づく全般的詳細を示す電子ビーム
露光システムの構成図である。 第２図は、位置合せと書込み方式との相互関係を示す工
作物の平面図である。 第３図は、本発明に基づいて用いる工作物位置合せフィ
ールドとパターン書込みフィールドを示す図である。 第４図は、速度及び位置の制御・監視システムの細部を
示す詳細な構成図である。 ７……工作物、８……Ｘ−Ｙワークテーブル、９……Ｙ
軸駆動モータ、11……電子ビーム供給源、12……偏向／
開口装置、13……偏向装置、14……スポット整形／消去
電子装置、15……パターン制御部、16……制御コンピュ
ータ、17……大フィールド偏向装置、19……大フィール
ド偏向システム、21……レーザ式ステージ（ワークテー
ブル）位置測定システム、22……検出器、23……位置合
せ検出回路、26……Ｘ方向ステージ駆動機構、29……Ｙ
方向テーブル速度／位置制御システム、33……ベクトル
偏向装置、35……Ｙ方向ステージ駆動機構。

フロントページの続き (72)発明者 サミユエル・ケイ・ドーラン アメリカ合衆国ニユーヨーク州ワツピン ガース・フオールズ、トポヒル・ロード 23番地 (72)発明者 ミーリン・ハロルド・パーキンス アメリカ合衆国コネチカツト州ニユー・ フエアフイールド、ビユー・ドライブ８ イー番地 (72)発明者 ハンズ・クリスチヤン・ピフアイアー アメリカ合衆国コネチカツト州リツヂフ イールド、ケツチヤム・ロード25番地 (56)参考文献 特開 昭58−200536（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267320（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−277724（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−42826（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−11328（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−52223（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】各々が大フィールド偏向装置により位置合
   わせが可能な偏向区域（RF;36）に含まれる矩形区域（C
   1、C2、C3、・・・・）に区分された工作片（７）を、
   連続的に移動させて、上記工作片の表面上の上記偏向区
   域（RF）に含まれ該偏向区域より狭い書込み偏向区域
   （WF;37）にベクトル偏向装置により所定パターンを書
   き込む電子ビーム露光装置であって、 上記矩形区域は、さらに上記書込み偏向区域（WF）に含
   まれる複数のサブフィールド（SF）に区分され、該矩形
   区域の周辺部に上記大フィールド偏向装置により検出可
   能な複数の位置合わせマーク（39）を備え、 上記サブフィールドを、上記ベクトル偏向装置により上
   記所定のパターンで連続して電子ビームで書き込むこ
   と、及び上記サブフィールドを含む上記矩形区域の位置
   合わせマークを上記大フィールド偏向装置により検出可
   能な電子ビームにより検出すること、とを交互に行うこ
   とを特徴とする電子ビーム露光装置。