JP2788139B2 - 電子線描画装置 - Google Patents
電子線描画装置Info
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- JP2788139B2 JP2788139B2 JP3243872A JP24387291A JP2788139B2 JP 2788139 B2 JP2788139 B2 JP 2788139B2 JP 3243872 A JP3243872 A JP 3243872A JP 24387291 A JP24387291 A JP 24387291A JP 2788139 B2 JP2788139 B2 JP 2788139B2
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- drift
- electron beam
- characteristic equation
- lithography apparatus
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
- H01J37/3045—Object or beam position registration
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子線照射位置のドリフ
トを精度よく効率的に補正することのできる電子線描画
装置に関する。
トを精度よく効率的に補正することのできる電子線描画
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子線描画装置においては、装置
の周囲温度、気圧、地磁気等の外部磁場等の外的変動要
因や、電子線カラム内の汚染による帯電、偏向制御系特
性の変動等の内的変動要因により、光露光用投影マスク
やシリコンウェハ上の回路パターンに照射する電子ビー
ムが所定の描画位置からドリフト（漂動）し、描画位置
誤差が発生するという問題があった。上記問題に対し、
試料台上に設けた基準マ−クを上記電子ビームにより検
出して、基準マ−ク検出時の電子ビーム偏向信号値と同
標準値予め設定されている同標準値とを比較してその差
分（偏向誤差、すなわち位置誤差）を求め、これにより
描画の位置誤差を補正するようにしていた。
の周囲温度、気圧、地磁気等の外部磁場等の外的変動要
因や、電子線カラム内の汚染による帯電、偏向制御系特
性の変動等の内的変動要因により、光露光用投影マスク
やシリコンウェハ上の回路パターンに照射する電子ビー
ムが所定の描画位置からドリフト（漂動）し、描画位置
誤差が発生するという問題があった。上記問題に対し、
試料台上に設けた基準マ−クを上記電子ビームにより検
出して、基準マ−ク検出時の電子ビーム偏向信号値と同
標準値予め設定されている同標準値とを比較してその差
分（偏向誤差、すなわち位置誤差）を求め、これにより
描画の位置誤差を補正するようにしていた。
【０００３】特開昭６３−３０８３１７号公報において
は、上記問題点をさらに改善するために、過去複数回の
描画時における上記偏向誤差（位置ドリフト）デ−タを
用いて位置ドリフトの予測カ−ブを生成し、これにより
次回の描画時のドリフトを予測して試料ステ−ジの位置
を予め補正し、さらに、描画時には上記位置ドリフトを
定期的に測定して上記予め補正された試料ステ−ジの位
置をその都度さらに修正するようにしていた。
は、上記問題点をさらに改善するために、過去複数回の
描画時における上記偏向誤差（位置ドリフト）デ−タを
用いて位置ドリフトの予測カ−ブを生成し、これにより
次回の描画時のドリフトを予測して試料ステ−ジの位置
を予め補正し、さらに、描画時には上記位置ドリフトを
定期的に測定して上記予め補正された試料ステ−ジの位
置をその都度さらに修正するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来装置においては、
経験的な位置ドリフト実績や装置の設置条件等を勘案し
て所要の描画精度を達成するに必要な補正頻度やマーク
位置検出の計測条件等を決定するようにしていた。一般
に上記電子ビ−ムの位置ドリフトは装置の起動時に最も
大きくなるので、起動時にはドリフトの補償を頻繁に行
う必要が生ずる。このためドリフトの補正頻度を上記起
動時に合わせて設定すると上記位置ドリフトが比較的少
ない場合に補正頻度が過度となって非効率的になるとい
う問題があった。
経験的な位置ドリフト実績や装置の設置条件等を勘案し
て所要の描画精度を達成するに必要な補正頻度やマーク
位置検出の計測条件等を決定するようにしていた。一般
に上記電子ビ−ムの位置ドリフトは装置の起動時に最も
大きくなるので、起動時にはドリフトの補償を頻繁に行
う必要が生ずる。このためドリフトの補正頻度を上記起
動時に合わせて設定すると上記位置ドリフトが比較的少
ない場合に補正頻度が過度となって非効率的になるとい
う問題があった。
【０００５】さらに、偏向系の雑音増加や、マークの汚
染等によりマーク検出精度が劣化した場合には、上記マ
−ク位置の計測回数を増やして加算平均処理によりラン
ダム雑音の影響度を減らし上記精度劣化を防止するよう
にしていたのであるが、これも同様に装置の処理能力を
低下させる原因となっていた。とくに、描画時間の長い
光露光用投影マスクにおいて上記問題が顕在化してい
た。また、上記特開昭６３−３０８３１７号公報に開示
の方法では、上記描画位置誤差をウエハを搭載する試料
ステ−ジを動かして補正するようにしていたのである
が、周知のように試料ステ−ジの位置は機械的に制御さ
れるので、応答が遅く、また位置決め精度も比較的低い
という問題があった。
染等によりマーク検出精度が劣化した場合には、上記マ
−ク位置の計測回数を増やして加算平均処理によりラン
ダム雑音の影響度を減らし上記精度劣化を防止するよう
にしていたのであるが、これも同様に装置の処理能力を
低下させる原因となっていた。とくに、描画時間の長い
光露光用投影マスクにおいて上記問題が顕在化してい
た。また、上記特開昭６３−３０８３１７号公報に開示
の方法では、上記描画位置誤差をウエハを搭載する試料
ステ−ジを動かして補正するようにしていたのである
が、周知のように試料ステ−ジの位置は機械的に制御さ
れるので、応答が遅く、また位置決め精度も比較的低い
という問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る電子線描画装置の構成は、試料台上の
基準マ−クに電子ビ−ムを照射して得られる反射電子信
号により、上記電子ビ−ムの位置ドリフトを検出する位
置ドリフト検出手段と、上記位置ドリフト検出手段で検
出させた複数の位置ドリフト値を記憶するメモリと、上
記複数の位置ドリフト値を用いて径時変化特性式を演算
する演算手段と、上記演算されたドリフト特性式を用い
て上記電子ビ−ムの偏向信号を実時間で補正する自動補
正手段とを具備した電子線描画装置において、上記自動
補正手段は、上記電子ビ−ムの偏向信号の補正を当該電
子ビ−ムのブランキング期間に行わせるようにしたこと
を特徴とするものである。
に、本発明に係る電子線描画装置の構成は、試料台上の
基準マ−クに電子ビ−ムを照射して得られる反射電子信
号により、上記電子ビ−ムの位置ドリフトを検出する位
置ドリフト検出手段と、上記位置ドリフト検出手段で検
出させた複数の位置ドリフト値を記憶するメモリと、上
記複数の位置ドリフト値を用いて径時変化特性式を演算
する演算手段と、上記演算されたドリフト特性式を用い
て上記電子ビ−ムの偏向信号を実時間で補正する自動補
正手段とを具備した電子線描画装置において、上記自動
補正手段は、上記電子ビ−ムの偏向信号の補正を当該電
子ビ−ムのブランキング期間に行わせるようにしたこと
を特徴とするものである。
【０００７】上記電子線描画装置において、前記演算手
段は、折れ線近似のドリフト特性式を演算することを特
徴とするものである。上記電子線描画装置において、前
記演算手段は、代数方程式近似のドリフト特性式を演算
することを特徴とするものである。上記電子線描画装置
において、前記演算手段は、最小自乗法による演算近似
のドリフト特性式を演算することを特徴とするものであ
る。上記電子線描画装置において、上記演算手段は、上
記位置ドリフト検出手段が描画工程毎に検出する上記位
置ドリフト値を用い、既に生成済みの上記ドリフト特性
式を修正し、上記ドリフト特性式の確度を上記電子ビー
ムの位置ドリフト値の個数に比例して高めることを特徴
とするものである。
段は、折れ線近似のドリフト特性式を演算することを特
徴とするものである。上記電子線描画装置において、前
記演算手段は、代数方程式近似のドリフト特性式を演算
することを特徴とするものである。上記電子線描画装置
において、前記演算手段は、最小自乗法による演算近似
のドリフト特性式を演算することを特徴とするものであ
る。上記電子線描画装置において、上記演算手段は、上
記位置ドリフト検出手段が描画工程毎に検出する上記位
置ドリフト値を用い、既に生成済みの上記ドリフト特性
式を修正し、上記ドリフト特性式の確度を上記電子ビー
ムの位置ドリフト値の個数に比例して高めることを特徴
とするものである。
【０００８】
【作用】同一の電子線描画装置が行う最初の描画におい
ては、描画開始の初期に検出された位置ドリフト値によ
り最初のドリフト特性式を生成して以後の電子ビ−ム偏
向信号を補正し、また、その後に検出する位置ドリフト
値により上記ドリフト特性式を修正し、この修正を２回
目の描画以降も継続して上記ドリフト特性式の確度を逐
次高める。また、上記折れ線近似のドリフト特性式を用
いる場合には、上記電子ビ−ム偏向信号の補正値演算と
ドリフト特性式の補正演算を迅速化し、２次以上の代数
方程式近似のドリフト特性式を用いる場合には上記補正
の精度が向上する。
ては、描画開始の初期に検出された位置ドリフト値によ
り最初のドリフト特性式を生成して以後の電子ビ−ム偏
向信号を補正し、また、その後に検出する位置ドリフト
値により上記ドリフト特性式を修正し、この修正を２回
目の描画以降も継続して上記ドリフト特性式の確度を逐
次高める。また、上記折れ線近似のドリフト特性式を用
いる場合には、上記電子ビ−ム偏向信号の補正値演算と
ドリフト特性式の補正演算を迅速化し、２次以上の代数
方程式近似のドリフト特性式を用いる場合には上記補正
の精度が向上する。
【０００９】また、上記位置ドリフトの検出時刻の間隔
をドリフト特性式の勾配に逆比例させることにより、上
記位置ドリフトの変化が緩やかなときには位置ドリフト
検出頻度を低める。また、上記位置ドリフトの補正を上
記電子ビ−ムのブランキング期間に行うことにより、電
子ビ−ムの位置が描画中に補正による変化を受けなくな
る。
をドリフト特性式の勾配に逆比例させることにより、上
記位置ドリフトの変化が緩やかなときには位置ドリフト
検出頻度を低める。また、上記位置ドリフトの補正を上
記電子ビ−ムのブランキング期間に行うことにより、電
子ビ−ムの位置が描画中に補正による変化を受けなくな
る。
【００１０】
【実施例】本発明では過去の描画時の電子ビ−ムの位置
ドリフトデ−タを用いて今後の同ドリフト特性を予測
し、このドリフト予測値により電子ビ−ム位置を予め補
正して描画するようにする。なお、従来技術においては
半導体ウエハを搭載する試料台の位置を補正していたの
であるが、本発明では電子ビ−ムの位置（偏向量）を補
正するので、補正の精度を高め、同時に補正の応答速度
を早めることができる。
ドリフトデ−タを用いて今後の同ドリフト特性を予測
し、このドリフト予測値により電子ビ−ム位置を予め補
正して描画するようにする。なお、従来技術においては
半導体ウエハを搭載する試料台の位置を補正していたの
であるが、本発明では電子ビ−ムの位置（偏向量）を補
正するので、補正の精度を高め、同時に補正の応答速度
を早めることができる。
【００１１】上記本発明においては、基本的に二通りの
補正方法が成立する。第１の方法は描画初期の位置ドリ
フトデ−タを用いて今後のドリフト特性を予測しこれに
よりその後の電子ビ−ム偏向量を補正する方法である。
この方法は描画毎に繰り返される。第２の方法は上記第
１の方法により得られたドリフトの特性式をその後の位
置ドリフトデ−タにより逐次再補正してドリフト特性式
の確度を逐次高めていく方法である。この再補正は２回
目以降の描画においても継続して行われる。
補正方法が成立する。第１の方法は描画初期の位置ドリ
フトデ−タを用いて今後のドリフト特性を予測しこれに
よりその後の電子ビ−ム偏向量を補正する方法である。
この方法は描画毎に繰り返される。第２の方法は上記第
１の方法により得られたドリフトの特性式をその後の位
置ドリフトデ−タにより逐次再補正してドリフト特性式
の確度を逐次高めていく方法である。この再補正は２回
目以降の描画においても継続して行われる。
【００１２】まず、図１により本発明に用いる電子線描
画装置の構成を説明し、次いで上記第１と第２の電子ビ
−ムの位置ドリフト補正方法を順次説明する。図１にお
いて、カソード１から引き出された電子ビーム６は電子
レンズ群３により収束され試料１００に照射される。制
御計算機１８は偏向補正回路１２を経由して試料台位置
制御回路１７に試料台位置信号を送り、試料台駆動機構
８を駆動して試料台７の位置決めを行なう。また、制御
計算機１８は描画手順制御回路１０を経由してブランキ
ング制御回路９にブランキング信号を送る。また、描画
データを偏向制御回路１１に送って電子ビーム６の描画
位置を制御する。
画装置の構成を説明し、次いで上記第１と第２の電子ビ
−ムの位置ドリフト補正方法を順次説明する。図１にお
いて、カソード１から引き出された電子ビーム６は電子
レンズ群３により収束され試料１００に照射される。制
御計算機１８は偏向補正回路１２を経由して試料台位置
制御回路１７に試料台位置信号を送り、試料台駆動機構
８を駆動して試料台７の位置決めを行なう。また、制御
計算機１８は描画手順制御回路１０を経由してブランキ
ング制御回路９にブランキング信号を送る。また、描画
データを偏向制御回路１１に送って電子ビーム６の描画
位置を制御する。
【００１３】試料面の全回路パターンは、偏向フィール
ド面積毎に区切られて順次露光される。ビ−ム偏向フィ
ールド内の所要の露光位置から次の露光位置へ移動する
間は上記ブランキング信号によりビーム６を点線の位置
に移動して下段の絞りでこれを遮断する。また、ビーム
偏向フィールド間を移動するときには、上記試料台位置
信号により試料台７を次ぎのビーム偏向フィールド位置
に移動する。
ド面積毎に区切られて順次露光される。ビ−ム偏向フィ
ールド内の所要の露光位置から次の露光位置へ移動する
間は上記ブランキング信号によりビーム６を点線の位置
に移動して下段の絞りでこれを遮断する。また、ビーム
偏向フィールド間を移動するときには、上記試料台位置
信号により試料台７を次ぎのビーム偏向フィールド位置
に移動する。
【００１４】試料台７上には試料１００のほかに基準マ
ークが固定され、これにより描画中のビーム位置ドリフ
トを計測する。ビーム偏向器４により上記基準マーク１
８上にビーム６を走査し、その反射電子信号を反射電子
検出器５により検出し、これを信号処理回路１３により
波形整形し、ドリフト抽出回路１４によりビ−ム６の位
置ドリフトを抽出してドリフトメモリ１５に記憶する。
ドリフト特性算出回路１６は上記ドリフトメモリの位置
ドリフト値を用いてドリフト特性式を算出して偏向補正
回路１２に送る。偏向補正回路１２は上記ドリフト特性
式を用いて偏向信号にドリフト補正を加える。
ークが固定され、これにより描画中のビーム位置ドリフ
トを計測する。ビーム偏向器４により上記基準マーク１
８上にビーム６を走査し、その反射電子信号を反射電子
検出器５により検出し、これを信号処理回路１３により
波形整形し、ドリフト抽出回路１４によりビ−ム６の位
置ドリフトを抽出してドリフトメモリ１５に記憶する。
ドリフト特性算出回路１６は上記ドリフトメモリの位置
ドリフト値を用いてドリフト特性式を算出して偏向補正
回路１２に送る。偏向補正回路１２は上記ドリフト特性
式を用いて偏向信号にドリフト補正を加える。
【００１５】図２は上記ビーム位置ドリフトの計測方法
を説明する図であり、一例としてビ−ム６がｘ方向に走
査されている状態を表している。描画初期におけるマー
ク波形１９を実線、一定時間後のマーク波形１９を点線
とすると、両波形間の位置ずれＸが試料台に対するビー
ム位置ドリフトのｘ成分となる。これらのマーク波形の
位置座標は試料台の位置座標と、試料台上におけるマー
ク波形の中心位置座表との和に該当し、上記ビーム位置
ドリフトＸは実線と点線のマーク波形位置座標の差分に
該当する。上記ビーム位置ドリフトＸはその都度、ドリ
フトメモリ１５に記憶される。
を説明する図であり、一例としてビ−ム６がｘ方向に走
査されている状態を表している。描画初期におけるマー
ク波形１９を実線、一定時間後のマーク波形１９を点線
とすると、両波形間の位置ずれＸが試料台に対するビー
ム位置ドリフトのｘ成分となる。これらのマーク波形の
位置座標は試料台の位置座標と、試料台上におけるマー
ク波形の中心位置座表との和に該当し、上記ビーム位置
ドリフトＸは実線と点線のマーク波形位置座標の差分に
該当する。上記ビーム位置ドリフトＸはその都度、ドリ
フトメモリ１５に記憶される。
【００１６】ドリフト特性算出回路１６はこれらのドリ
フトデータを用いて折れ線近似のドリフト特性式、また
は式（１）のような２次以上の代数方程式近似のドリフ
ト特性式を算出する。上記各ドリフト特性式はｘ方向成
分Ｘとｙ方向成分Ｙの二つの時間関数で表現される。 Ｘ＝ａ0＋ａ1ｔ＋ａ2ｔ2＋… Ｙ＝ｂ0＋ｂ1ｔ＋ｂ2ｔ2＋… （１） 各係数ａ0，ａ1，ａ2，…，ｂ0，ｂ1，ｂ2，等は最小二
乗法により求められ、ｔは時間である。上記多項式の次
数が高いほどドリフトの近似度が向上するが、上記位置
ドリフトは通常、一様に増加して比較的単純に飽和する
傾向を有するので、実際上は２次式で十分である。
フトデータを用いて折れ線近似のドリフト特性式、また
は式（１）のような２次以上の代数方程式近似のドリフ
ト特性式を算出する。上記各ドリフト特性式はｘ方向成
分Ｘとｙ方向成分Ｙの二つの時間関数で表現される。 Ｘ＝ａ0＋ａ1ｔ＋ａ2ｔ2＋… Ｙ＝ｂ0＋ｂ1ｔ＋ｂ2ｔ2＋… （１） 各係数ａ0，ａ1，ａ2，…，ｂ0，ｂ1，ｂ2，等は最小二
乗法により求められ、ｔは時間である。上記多項式の次
数が高いほどドリフトの近似度が向上するが、上記位置
ドリフトは通常、一様に増加して比較的単純に飽和する
傾向を有するので、実際上は２次式で十分である。
【００１７】２次式とすると最低３点のドリフト計測値
により係数ａ0、ａ1、ａ2およびｂ0、ｂ1、ｂ2等を決定
することができる。一回の描画におけるドリフト計測点
の数が上記３回より多い場合には、最小自乗法を適用し
て上記各係数値を算出する。また、描画の回数が増える
毎に計測されるドリフトデ−タはその都度、あるいは適
宜まとめた回数毎に、上記最小自乗法に用いたデ−タに
追加して上記各係数値を算出し直し、描画回数に比例し
て各係数値精度が向上するようにする。
により係数ａ0、ａ1、ａ2およびｂ0、ｂ1、ｂ2等を決定
することができる。一回の描画におけるドリフト計測点
の数が上記３回より多い場合には、最小自乗法を適用し
て上記各係数値を算出する。また、描画の回数が増える
毎に計測されるドリフトデ−タはその都度、あるいは適
宜まとめた回数毎に、上記最小自乗法に用いたデ−タに
追加して上記各係数値を算出し直し、描画回数に比例し
て各係数値精度が向上するようにする。
【００１８】本発明による上記第１のドリフト補正方法
において折れ線近似のドリフト特性式を用いる場合に
は、まず、描画初期のドリフト計測値を用いてドリフト
特性を直線近似し、この直線特性から当面のドリフト補
正値を定め、上記直線特性に対するその後のドリフト計
測値のずれ量が過大になると、次ぎのドリフト計測値を
用いて次ぎの直線特性を算定するようにする。
において折れ線近似のドリフト特性式を用いる場合に
は、まず、描画初期のドリフト計測値を用いてドリフト
特性を直線近似し、この直線特性から当面のドリフト補
正値を定め、上記直線特性に対するその後のドリフト計
測値のずれ量が過大になると、次ぎのドリフト計測値を
用いて次ぎの直線特性を算定するようにする。
【００１９】また、上記第１のドリフト補正方法におい
て２次以上の代数方程式近似のドリフト特性式を用いる
場合には、まず、描画の初期に行われる少なくとも３回
のドリフト計測値を用いて最初の代数方程式近似のドリ
フト特性式を算出し、これより次ぎの位置ドリフト値を
予測してビ−ム位置を補正して描画を継続し、同時に上
記ドリフト特性式の勾配（時間微分値）より次ぎのドリ
フト計測時点を決定してドリフトを計測し、その結果を
用いて上記ドリフト特性式を補正し、以下同様にして、
ビ−ム位置の補正と、次ぎのドリフト計測時点の決定な
らびにドリフト計測と、ドリフト特性式の補正を繰り返
していくようにする。すなわち、上記多項式によりビ−
ム６の偏向量を実時間で計算して修正し、位置ドリフト
を補正する。
て２次以上の代数方程式近似のドリフト特性式を用いる
場合には、まず、描画の初期に行われる少なくとも３回
のドリフト計測値を用いて最初の代数方程式近似のドリ
フト特性式を算出し、これより次ぎの位置ドリフト値を
予測してビ−ム位置を補正して描画を継続し、同時に上
記ドリフト特性式の勾配（時間微分値）より次ぎのドリ
フト計測時点を決定してドリフトを計測し、その結果を
用いて上記ドリフト特性式を補正し、以下同様にして、
ビ−ム位置の補正と、次ぎのドリフト計測時点の決定な
らびにドリフト計測と、ドリフト特性式の補正を繰り返
していくようにする。すなわち、上記多項式によりビ−
ム６の偏向量を実時間で計算して修正し、位置ドリフト
を補正する。
【００２０】また、上記位置ドリフト補正を描画の途中
で行うと、ビ−ム位置がその位置で補正量だけ階段的に
変化したり、偏向制御回路１１の出力に過渡的な揺らぎ
が生じたりするので、ドリフト特性式の補正は電子ビ−
ムのブランキング期間中に行うようにする。通常の位置
ドリフトは各偏向領域内を露光する時間の長さに比べて
極めて緩やかに変化するので、描画中にビ−ム位置のド
リフト補正を行う必要は実際上ないのである。
で行うと、ビ−ム位置がその位置で補正量だけ階段的に
変化したり、偏向制御回路１１の出力に過渡的な揺らぎ
が生じたりするので、ドリフト特性式の補正は電子ビ−
ムのブランキング期間中に行うようにする。通常の位置
ドリフトは各偏向領域内を露光する時間の長さに比べて
極めて緩やかに変化するので、描画中にビ−ム位置のド
リフト補正を行う必要は実際上ないのである。
【００２１】次ぎに上記ドリフト計測のタイミング設定
方法につき説明する。本発明においては、上記ドリフト
の計測間隔Δｔをドリフト特性式の勾配に逆比例するよ
うに設定して、各ドリフト測定値の計測間隔Δｔ毎の変
化幅が平均的に等しくなるようにする。上記ドリフトの
計測間隔Δｔは近似的に、上記ドリフト特性式の１次係
数の二乗和より式（２）のように決定することができ
る。 Δｔ＝ｋ／√(ａ1 2＋ｂ1 2) （２） なお、ｋは比例定数である。装置管理の観点から不測の
事態を想定すると、上記Δｔは実際上むやみに長くでき
ないのでその最大値を制限するようにする。
方法につき説明する。本発明においては、上記ドリフト
の計測間隔Δｔをドリフト特性式の勾配に逆比例するよ
うに設定して、各ドリフト測定値の計測間隔Δｔ毎の変
化幅が平均的に等しくなるようにする。上記ドリフトの
計測間隔Δｔは近似的に、上記ドリフト特性式の１次係
数の二乗和より式（２）のように決定することができ
る。 Δｔ＝ｋ／√(ａ1 2＋ｂ1 2) （２） なお、ｋは比例定数である。装置管理の観点から不測の
事態を想定すると、上記Δｔは実際上むやみに長くでき
ないのでその最大値を制限するようにする。
【００２２】図３は測定間隔Δｔを１分としたビーム位
置ドリフトＸの測定例であり、おおむね２次曲線状に変
化していることがわかる。ビーム位置ドリフトＸは測定
データの後半でほぼ飽和するのでこの辺では補正頻度を
大幅に低減することができる。例えば、一回の位置ドリ
フト計測時間を平均５秒とし、計測回数を２００回減ら
せば全体で１０００秒間短縮できることになる。従来は
装置環境の評価、更に過去のドリフト補正実績等から作
業者が経験的にドリフト補正頻度を事前に設定していた
ため、必然的にドリフト補正頻度が過大となる傾向を生
じていたが、上記本発明の方法によりこの頻度を必要最
小限に設定できる、さらに補正頻度と計測点数等を自動
的に設定できるので装置のスル−プットを大幅に向上す
ることができる。
置ドリフトＸの測定例であり、おおむね２次曲線状に変
化していることがわかる。ビーム位置ドリフトＸは測定
データの後半でほぼ飽和するのでこの辺では補正頻度を
大幅に低減することができる。例えば、一回の位置ドリ
フト計測時間を平均５秒とし、計測回数を２００回減ら
せば全体で１０００秒間短縮できることになる。従来は
装置環境の評価、更に過去のドリフト補正実績等から作
業者が経験的にドリフト補正頻度を事前に設定していた
ため、必然的にドリフト補正頻度が過大となる傾向を生
じていたが、上記本発明の方法によりこの頻度を必要最
小限に設定できる、さらに補正頻度と計測点数等を自動
的に設定できるので装置のスル−プットを大幅に向上す
ることができる。
【００２３】本発明によるドリフト補正方法において
は、１回目の描画において上記第１の方法により得たド
リフト特性式を、２回目以降のドリフト測定値により逐
次修正してその確度を高めつつ、これを用いて２回目以
降の描画における電子ビ−ム位置ドリフトを補正してい
くようにする。なお、上記補正の積み重ねによりドリフ
ト特性式の確度は次第に高められ、やがて飽和するの
で、描画回数に比例して上記ドリフト測定の時間間隔Δ
ｔを広げることができる。このため、Δｔの係数ｋを描
画回数に比例して大きくするようにする。
は、１回目の描画において上記第１の方法により得たド
リフト特性式を、２回目以降のドリフト測定値により逐
次修正してその確度を高めつつ、これを用いて２回目以
降の描画における電子ビ−ム位置ドリフトを補正してい
くようにする。なお、上記補正の積み重ねによりドリフ
ト特性式の確度は次第に高められ、やがて飽和するの
で、描画回数に比例して上記ドリフト測定の時間間隔Δ
ｔを広げることができる。このため、Δｔの係数ｋを描
画回数に比例して大きくするようにする。
【００２４】また、ドリフト測定結果がランダム雑音に
より揺らぐ場合には、一回のドリフト測定毎に基準マ−
クを複数回走査し、各走査におけるドリフト測定値を加
算平均するようにする。上記走査回数をＮとすると、上
記加算平均によりドリフト計測値のばらつきは１／√Ｎ
に減少するので、例えばＮ＝４とすると、４０ｎｍの上
記計測ばらつきは２０ｎｍに半減する。本発明は上記ビ
ーム位置ドリフト補正の他に、ビーム偏向歪補正、ビー
ム焦点補正、ビーム光軸補正等にも同様に適用すること
ができる。
より揺らぐ場合には、一回のドリフト測定毎に基準マ−
クを複数回走査し、各走査におけるドリフト測定値を加
算平均するようにする。上記走査回数をＮとすると、上
記加算平均によりドリフト計測値のばらつきは１／√Ｎ
に減少するので、例えばＮ＝４とすると、４０ｎｍの上
記計測ばらつきは２０ｎｍに半減する。本発明は上記ビ
ーム位置ドリフト補正の他に、ビーム偏向歪補正、ビー
ム焦点補正、ビーム光軸補正等にも同様に適用すること
ができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明では電子ビ−ムのドリフトを偏向
信号補正により行うので、描画位置のドリフト誤差を迅
速に実時間で補正することができる。さらに、基準マ−
クを走査して得られるその位置ドリフト値により上記ド
リフト補正に用いるドリフト特性式を生成し、その後も
上記基準マ−クの位置ドリフト値を継続して検出して上
記ドリフト特性式を検定し、誤差ミニマムになるように
これを修正するので、上記描画位置のドリフト誤差を正
確に補正することができ、また補正のバラツキを低減す
ることができる。
信号補正により行うので、描画位置のドリフト誤差を迅
速に実時間で補正することができる。さらに、基準マ−
クを走査して得られるその位置ドリフト値により上記ド
リフト補正に用いるドリフト特性式を生成し、その後も
上記基準マ−クの位置ドリフト値を継続して検出して上
記ドリフト特性式を検定し、誤差ミニマムになるように
これを修正するので、上記描画位置のドリフト誤差を正
確に補正することができ、また補正のバラツキを低減す
ることができる。
【００２６】また、上記基準マ−クの位置ドリフトを検
出する時刻間隔をドリフト特性式の勾配に逆比例して設
定するので、上記位置ドリフトの検出数が全体として大
きく低減して装置のズル−プットを大幅に向上すること
ができる。また、上記位置ドリフトの補正を上記電子ビ
−ムのブランキング期間に行うこので、電子ビ−ムの描
画線が補正量変更によりひずむことがない。
出する時刻間隔をドリフト特性式の勾配に逆比例して設
定するので、上記位置ドリフトの検出数が全体として大
きく低減して装置のズル−プットを大幅に向上すること
ができる。また、上記位置ドリフトの補正を上記電子ビ
−ムのブランキング期間に行うこので、電子ビ−ムの描
画線が補正量変更によりひずむことがない。
【図１】本発明による電子線描画装置の概略の構成図で
ある。
ある。
【図２】基準マ−クにより電子ビ−ム位置ドリフトを検
出する方法の説明図である。
出する方法の説明図である。
【図３】電子ビーム位置ドリフトの計測デ−タ例であ
る。
る。
１ カソード ２ ブランキング偏向器 ３ 電子レンズ ４ ビーム偏向器 ５ 反射電子検出器 ６ 電子ビーム ７ 試料台 ８ 試料台駆動機構 ９ ブランキング制御回路 １０ 描画手順制御回路 １１ 偏向制御回路 １２ 偏向補正回路 １３ 信号処理回路 １４ ドリフト抽出回路 １５ メモリ １６ ドリフト特性算出回路 １７ 試料台位置制御回路 １８ 基準マ−ク １９ マ−ク波形 １００ 試料 ２００ 制御計算機
Claims (5)
- 【請求項１】 試料台上の基準マ−クに電子ビ−ムを照
射して得られる反射電子信号により、上記電子ビ−ムの
位置ドリフト（位置誤差）を検出する位置ドリフト検出
手段と、上記位置ドリフト検出手段で検出させた複数の
位置ドリフト値を記憶するメモリと、上記複数の位置ド
リフト値を用いて径時変化特性式（ドリフト特性式）を
演算する演算手段と、上記演算されたドリフト特性式を
用いて上記電子ビ−ムの偏向信号を実時間で補正する自
動補正手段とを具備した電子線描画装置において、上記
自動補正手段は、上記電子ビ−ムの偏向信号の補正を当
該電子ビ−ムのブランキング期間に行わせるようにした
ことを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項２】 請求項１の電子線描画装置において、上
記演算手段は、折れ線近似のドリフト特性式を演算する
ことを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項３】 請求項１の電子線描画装置において、上
記演算手段は、代数方程式近似のドリフト特性式を演算
することを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項４】 請求項１の電子線描画装置において、上
記演算手段は、最小自乗法による演算近似のドリフト特
性式を演算することを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４の電子線描画装置にお
いて、上記演算手段は、上記位置ドリフト検出手段が描
画工程毎に検出する上記位置ドリフト値を用い、既に生
成済みの上記ドリフト特性式を修正し、上記ドリフト特
性式の確度を上記電子ビームの位置ドリフト値の個数に
比例して高めるようにしたことを特徴とする電子線描画
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3243872A JP2788139B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 電子線描画装置 |
| DE69213146T DE69213146T2 (de) | 1991-09-25 | 1992-09-23 | Elektronenstrahl-Lithographiegerät |
| EP92116282A EP0534404B1 (en) | 1991-09-25 | 1992-09-23 | Electron beam lithography apparatus |
| US07/950,701 US5315123A (en) | 1991-09-25 | 1992-09-25 | Electron beam lithography apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3243872A JP2788139B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 電子線描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582426A JPH0582426A (ja) | 1993-04-02 |
| JP2788139B2 true JP2788139B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=17110237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3243872A Expired - Fee Related JP2788139B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 電子線描画装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5315123A (ja) |
| EP (1) | EP0534404B1 (ja) |
| JP (1) | JP2788139B2 (ja) |
| DE (1) | DE69213146T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6436594B2 (en) | 1999-12-10 | 2002-08-20 | Nec Corporation | Electron-beam exposure method utilizing specific alignment mask selection |
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| JP3491106B2 (ja) * | 1994-12-14 | 2004-01-26 | 株式会社ニコン | 位置検出装置、位置合せ装置及び位置測定方法 |
| JP3455005B2 (ja) * | 1996-03-25 | 2003-10-06 | 株式会社東芝 | 荷電ビーム露光装置 |
| JP2000133567A (ja) | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Advantest Corp | 電子ビーム露光方法及び電子ビーム露光装置 |
| US6781680B1 (en) * | 1999-03-26 | 2004-08-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Optical system adjusting method for energy beam apparatus |
| JP3946899B2 (ja) * | 1999-03-26 | 2007-07-18 | 株式会社東芝 | エネルギービーム装置における光学系の調整方法 |
| US6437347B1 (en) | 1999-04-13 | 2002-08-20 | International Business Machines Corporation | Target locking system for electron beam lithography |
| US6291819B1 (en) | 1999-09-09 | 2001-09-18 | International Business Machines Corporation | Method of calibrating an electron beam system for lithography |
| WO2003005396A2 (en) * | 2001-01-26 | 2003-01-16 | Fei Company | Method and apparatus for scanned instrument calibration |
| JP2003323720A (ja) * | 2002-05-07 | 2003-11-14 | Sanyo Electric Co Ltd | 信号処理装置 |
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| US7511816B2 (en) * | 2005-06-16 | 2009-03-31 | Kla-Tencor Technologies Corp. | Methods and systems for determining drift in a position of a light beam with respect to a chuck |
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| US7456414B2 (en) * | 2005-09-28 | 2008-11-25 | Applied Materials, Inc. | Beam re-registration system and method |
| JP5266236B2 (ja) | 2006-10-20 | 2013-08-21 | エフ・イ−・アイ・カンパニー | サンプル抽出および取り扱いのための方法および装置 |
| WO2008051937A2 (en) | 2006-10-20 | 2008-05-02 | Fei Company | Method for creating s/tem sample and sample structure |
| US7880151B2 (en) * | 2008-02-28 | 2011-02-01 | Fei Company | Beam positioning for beam processing |
| JP2009218474A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Jeol Ltd | ビーム位置ドリフト抑制方法、ビーム寸法ドリフト抑制方法及び荷電粒子ビーム描画装置。 |
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| EP2610889A3 (en) | 2011-12-27 | 2015-05-06 | Fei Company | Drift control in a charged particle beam system |
| JP6114002B2 (ja) * | 2012-11-01 | 2017-04-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| JP6322011B2 (ja) * | 2014-03-19 | 2018-05-09 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビームのドリフト補正方法及び荷電粒子ビーム描画装置 |
| EP3258479B1 (en) * | 2016-06-13 | 2019-05-15 | IMS Nanofabrication GmbH | Method for compensating pattern placement errors caused by variation of pattern exposure density in a multi-beam writer |
| DE102018209562B3 (de) | 2018-06-14 | 2019-12-12 | Carl Zeiss Smt Gmbh | Vorrichtungen und Verfahren zur Untersuchung und/oder Bearbeitung eines Elements für die Photolithographie |
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| JPS5961134A (ja) * | 1982-09-30 | 1984-04-07 | Toshiba Corp | 荷電ビ−ム露光装置 |
| US4698509A (en) * | 1985-02-14 | 1987-10-06 | Varian Associates, Inc. | High speed pattern generator for electron beam lithography |
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-
1991
- 1991-09-25 JP JP3243872A patent/JP2788139B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-09-23 EP EP92116282A patent/EP0534404B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-23 DE DE69213146T patent/DE69213146T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1992-09-25 US US07/950,701 patent/US5315123A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0534404B1 (en) | 1996-08-28 |
| DE69213146D1 (de) | 1996-10-02 |
| EP0534404A1 (en) | 1993-03-31 |
| DE69213146T2 (de) | 1997-02-20 |
| US5315123A (en) | 1994-05-24 |
| JPH0582426A (ja) | 1993-04-02 |
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