JP2854660B2 - 電子ビーム露光装置 - Google Patents

電子ビーム露光装置

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JP2854660B2
JP2854660B2 JP2072332A JP7233290A JP2854660B2 JP 2854660 B2 JP2854660 B2 JP 2854660B2 JP 2072332 A JP2072332 A JP 2072332A JP 7233290 A JP7233290 A JP 7233290A JP 2854660 B2 JP2854660 B2 JP 2854660B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [概要] LSI製造プロセス等において使用される電子ビーム露
光装置に関し、 偏向コイル、フォーカス・コイル、収差補正コイル
等、電子ビームを制御するコイルの温度変化による変
形、位置ずれに原因する電子ビームの制御の誤差を補正
して、高精度の露光を行うことができるようにすること
を目的とし、 制御信号に基づいて電子ビームを制御するコイル中、
所望のコイルにつき、複数の温度における制御補正デー
タを前記複数の温度の個々の温度ごとに記憶する複数の
記憶手段を設け、露光時、前記複数の記憶手段中、前記
所望のコイルの温度に応じた記憶手段を選択し、該選択
した記憶手段の制御補正データによって前記制御信号を
補正して露光を行うように構成する。
[産業上の利用分野] 本発明は、LSI製造プロセス等において使用される電
子ビーム露光装置に関する。
近年、LSIは、益々、高集積化しており、これに対応
して、電子ビーム露光装置の高精度化が強く要請されて
いる。
[従来の技術] 従来、電子ビーム露光装置として第2図にその要部を
示すようなものが提案されている。
図中、1は中央処理装置、いわゆるCPU、2はバス
線、3は磁気テープ、4は磁気ディスク、5はバッファ
メモリ、6は補正メモリ、7はパターン・ジェネレー
タ、8は補正演算回路、9はデジタル副偏向信号をデジ
タル・アナログ変換するデジタル・アナログ・コンバー
タ(以下、DAコンバータという)、10は増幅器、11はX
軸方向の副偏向器(Y軸方向の副偏向器はその図示を省
略している)、12はデジタル主偏向信号をデジタル・ア
ナログ変換するDAコンバータ、13は増幅器、14は主偏向
器をなすX軸方向の偏向コイル(Y軸方向の偏向コイル
はその図示を省略している)、15はウエハ、16は電子ビ
ームであって、増幅器13は、オペアンプ17及び抵抗18、
19、20を設けて構成されている。
かかる電子ビーム露光装置においては、外部記憶装置
である磁気テープ3から磁気ディスク4に露光データが
転送された後、この磁気ディスク4からバッファメモリ
5及び補正メモリ6に対してそれぞれ露光データ中、パ
ターン・データ及び補正データが転送される。ここに、
パターン・データは、露光すべきパターンの形状、位置
(座標)、大きさ等の各データからなり、補正データ
は、偏向補正データ、フォーカス補正データ、収差補正
データからなる。この補正データは、個々の装置に特有
なデータである。
バッファ・メモリ5に格納されたパターン・データ
は、パターン・ジェネレータ7に転送され、パターン・
ジェネレータ7において解読され、電子ビーム16を偏向
するに必要な偏向信号が発生され、これが補正演算回路
8に供給される。補正演算回路8においては、補正メモ
リ6から供給される偏向補正データを使用した偏向信号
の補正が行われる。ここに、偏向信号中、副偏向信号に
ついては、DAコンバータ9でデジタル・アナログ変換が
行われ、増幅器10を介して副偏向器11に供給される。主
偏向信号については、DAコンバータ12でデジタル・アナ
ログ変換が行われ、増幅器13を介して偏向コイル14に供
給される。
このように、従来の電子ビーム露光装置においては、
補正メモリ6及び補正演算回路8を設け、パターン・ジ
ェネレータ7から出力される偏向信号を装置の特性に合
わせるように補正した上で露光を行い、露光の精度を高
めるようにしている。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、偏向コイル14には、数Aの電流が流れ
るため、偏向コイル14は発熱し、膨張等の変形や、位置
ずれを起こしてしまう。第3図は、この状態を上部か見
たものであって、実線Xは変形、位置ずれを起こす前の
偏向コイル14の形状を示し、破線Yは変形、位置ずれお
起こした場合の偏向コイル14の形状を示している。この
ように、偏向コイル14が変形、位置ずれを起こすと、電
子ビーム16に位置ずれが発生してしまう。例えば、偏向
コイル14が変形、位置ずれを起こす前に、実線αで示す
ように電子ビーム16を偏向させたとすると、偏向コイル
14が変形、位置ずれを起こした後では、同一の偏向信号
で偏向させたとしても、例えば、破線βで示すように偏
向し、電子ビーム16に位置ずれが生じてしまう。例え
ば、0.1〜0.5μmの位置ずれを生じてしまう。それにも
関わらず、従来の電子ビーム露光装置においては、偏向
コイル14の温度変化による変形、位置ずれを原因とする
電子ビーム16の位置ずれに対する対策は取られていなか
った。このため、高精度の露光を行うことができないと
いう問題点があった。
また、フォーカス・コイルにおいても、第4図に示す
ように、温度上昇によって形状の変形や、位置ずれを起
こし、このため、フォーカス位置にずれが生じてしま
う。しかしながら、従来の電子ビーム露光装置において
は、この点についても、なんら対策が採られておらず、
この点からしても高精度の露光を行うことができないと
いう問題点があった。なお、第4図において、実線Vは
変形、位置ずれを起こす前のフォーカス・コイルの形状
を示し、破線Wは変形、位置ずれを起こした場合のフォ
ーカス・コイルの形状を示している。
また、収差補正コイル(図示せず)、いわゆるスティ
グ・コイルにおいても、温度上昇によって形状の変形
や、位置ずれを起こし、このため、収差補正に誤差が生
じてしまう。しかしながら、従来の電子ビーム露光装置
においては、この点についても、なんら対策が採られて
おらず、この点からしても高精度の露光を行うことがで
きないという問題点があった。
本発明は、かかる点に鑑み、偏向コイル、フォーカス
・コイル、収差補正コイル等、電子ビームを制御するコ
イルの温度変化による変形、位置ずれに原因する電子ビ
ームの制御の誤差を補正して高精度の露光を行うことが
できるようにした電子ビーム露光装置を提供することを
目的とする。
[課題を解決するための手段] 本発明による電子ビーム露光装置は、制御データに基
づいて電子ビームを制御するコイル中、所望のコイルに
つき、複数の温度における制御補正データを個々の温度
ごとに記憶する複数の記憶手段を設け、露光時、前記複
数の記憶手段中、前記所望のコイルの温度に応じた制御
補正データを記憶する記憶手段を選択し、該選択した記
憶手段の制御補正データを使用して前記制御データを補
正して露光を行うように構成される。
[作用] 本発明によれば、電子ビームを制御するコイル中、所
望のコイルにつき、温度に応じた最適な制御補正データ
を使用して制御信号を補正することができるので、所望
のコイルの温度変化による変形、位置ずれに原因する電
子ビームの制御の誤差を補正することができる。
[実施例] 以下、第1図を参照して、本発明の一実施例につき説
明する。なお、この第1図において第2図に対応する部
分には同一符号を付し、その重複説明は省略する。
第1図は、本発明の一実施例の要部を示す図であっ
て、本実施例は、パターン・ジェネレータ7から出力さ
れる主偏向信号を偏向コイルの温度に応じて補正できる
ように構成した電子ビーム露光装置の例である。
本実施例が第2図従来例と異なる点は、熱電対21を具
備した温度測定器22からな偏向コイル温度測定手段23が
設けられている点、アンプ24及び基準電圧源25からなる
オフセット補正電圧発生手段26が設けられている点、バ
ッファ27、プログラマブル・ゲイン・アンプ28、アンプ
29、基準電圧源30からなるゲイン補正電圧発生手段31が
設けられている点、2個の補正メモリ32、33と、補正メ
モリ選択回路34とが設けられている点及び主偏向器用の
増幅器13の回路構成である。
ここに、偏向コイル温度測定手段23は、偏向コイル14
の温度を測定するためのものであって、熱電対21を偏向
コイル14に接触させ、温度測定器22の出力端子に偏向コ
イル14の温度に対応した電圧VTを得ることができるよ
うに構成されている。
また、オフセット補正電圧発生手段26は、偏向コイル
14の横ずれによって生ずるオフセットずれを補正するた
めに必要なオフセット補正電圧を得るためのものであっ
て、アンプ24は、その一方の入力端子を温度測定器22の
出力端子に接続すると共に、その他方の入力端子を基準
電圧源25に接続し、その出力端子に温度測定器22の出力
電圧VTと基準電圧源25による基準電圧VR1との差VT
R1を得ることができるように構成されている。ここ
に、基準電圧VR1は、基準温度において、VT=VR1
なるように設定される。なお、アンプ24の出力端子は、
抵抗35を介してオペアンプ17の非反転入力端子に接続
されており、このオペアンプ17の非反転入力端子は抵
抗36を介して接地されている。
また、ゲイン補正電圧発生手段31は、偏向コイル14の
膨張によって減小してしまうゲインを補正するために必
要なゲイン補正電圧を得るためのものであって、アンプ
29は、その一方の入力端子を温度測定器22の出力端子に
接続されると共に、その他方の入力端子を基準電圧源30
に接続され、その出力端子に温度測定器22の出力電圧V
Tと基準電圧源30による基準電圧VR2との差VT−VR2
得ることができるようにされている。ここに、基準電圧
R2は、基準温度においてTT=VR2となるように設定
される。なお、アンプ29の出力端子は、プログラマブル
・ゲイン・アンプ28の制御端子に接続されており、この
プログラマブル・ゲイン・アンプ28の入力端子にはDAコ
ンバータ12の出力電圧がバッファ27を介して供給され
る。ここに、プログラマブル・ゲイン・アンプ28の出力
端子には、VT−VR2に比例したゲイン補正電圧を得る
ことができる。このゲイン補正電圧は抵抗37を介してオ
ペアンプ17の反転入力端子に供給される。
また、補正メモリ32及び33は、主偏向補正データ及び
副偏向補正データを格納するものである。なお、主偏向
補正データについては、偏向コイル14の温度変動範囲の
二点の温度T1、T2(>T1)における主偏向補正デー
タが求められ、これらが、それぞれ補正メモリ32、33に
格納される。これら主偏向補正データは、温度T1、T2
における電子ビーム16の主偏向位置を実測することによ
って得ることができる。また、副偏向補正データについ
ては、同一のデータが補正メモリ32、33に格納される。
また、これら補正メモリ32、33に対するアクセスは、
補正メモリ選択回路34を介して行われるが、この補正メ
モリ選択回路34は、温度測定器22から供給される電圧V
Tから偏向コイル14の温度を判断して偏向コイル14の温
度が温度T1に一致するか、温度T2よりも温度T1に近
い場合は補正メモリ32を選択し、偏向コイル14の温度が
温度T2に一致するか、温度T1よりも温度T2に近い場
合は補正メモリ33を選択するように構成されている。
かかる本実施例においては、アンプ24の出力端子にオ
フセット補正電圧を得、これが抵抗35を介してオペアン
プ17の非反転入力端子に供給されるので、偏向コイル
14の温度変化によるオフセットずれの補正を行うことが
できる。
また、プログラマブル・ゲイン・アンプ28の出力端子
にゲイン補正電圧を得、これが抵抗35を介してオペアン
プ17の反転入力端子に供給されるので、偏向コイル14
の温度変化による膨張に原因して減小したゲインの補正
を行うことができる。
また、補正メモリ32、33に格納されている主偏向補正
データ及び副偏向補正データによって主偏向信号及び副
偏向信号を補正し、主偏向位置及び副偏向位置の補正を
行うことができる。特に主偏向補正データについては、
偏向コイル14の温度変動範囲の二点の温度T1、T2(>
1)における主偏向補正データが求められ、補正メモ
リ32には偏向コイル14の温度変動範囲の温度T1におけ
る主偏向補正データが格納されると共に、補正メモリ33
には偏向コイル14の温度変動範囲の温度T2(>T1)に
おける主偏向補正データが格納され、偏向コイル14の温
度が温度T1に一致するか、温度T2よりも温度T1に近
い場合は、補正メモリ32を選択し、偏向コイル14の温度
が温度T2に一致するか、温度T1よりも温度T2に近い
場合は、補正メモリ33を選択するように構成されている
ので、温度変化によって偏向コイル14に変形、位置ずれ
が発生する場合であっても、高精度の露光を行うことが
できる。なお、高速性を保つためには、主偏向位置補正
は副偏向器系を使用して行うのが好適である。
また、上述の実施例においては、2個の補正メモリ3
2、33を設けるようにした場合につき述べたが、3個以
上の補正メモリを設け、3点以上の温度における主偏向
補正データを格納するように構成することもでき、この
場合には、更に高精度の主偏向位置補正を行うことがで
きる。3点以上の温度における主偏向補正データは、そ
れぞれ主偏向位置を実測することによって得ることがで
きるが、2点の温度における主偏向補正データは主偏向
位置を実測して求め、その他の温度における主偏向補正
データは、これら2点における主偏向補正データから類
推して得ることもできる。
また、上述の実施例においては、X軸方向の偏向位置
のずれを補正するようにした場合につき述べたが、Y軸
方向の補正をする場合にも同様にして行うことができ
る。
また、上述の実施例においては、偏向位置補正を行う
ようにした場合につき述べたが、その他、フォーカス補
正についても、複数の補正メモリを設け、これら複数の
メモリにそれぞれ異なる温度におけるフォーカス補正デ
ータを格納することによって、フォーカス・コイルの温
度に応じた最適なフォーカス補正を行うことができる。
収差補正コイルについても同様である。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、電子ビームを制御す
るコイル中、所望のコイルにつき、温度に応じた最適な
制御補正データを使用して制御信号を補正することがで
きるので、所望のコイルの温度変化による変形、位置ず
れに原因する電子ビームの制御の誤差を補正し、高精度
の露光を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による電子ビーム露光装置の一実施例の
要部を示す図、 第2図は従来の電子ビーム露光装置の要部を示す図、 第3図は第2図例の問題点を説明するための図であっ
て、偏向コイルを示す図、 第4図は第2図例の問題点を説明するための図であっ
て、フォーカス・コイルを示す図である。 11……副偏向器 14……偏向コイル 15……ウエハ 16……電子ビーム 21……熱電対 23……偏向コイル温度測定手段 26……オフセット補正電圧発生手段 28……プログラマブル・ゲイン・アンプ 31……ゲイン補正電圧発生手段 32、33……補正メモリ 34……補正メモリ選択回路
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】制御信号に基づいて電子ビームを制御する
    コイル中、所望のコイルにつき、複数の温度における制
    御補正データを前記複数の温度の個々の温度ごとに記憶
    する複数の記憶手段を設け、 露光時、前記複数の記憶手段中、前記所望のコイルの温
    度に応じた記憶手段を選択し、該選択した記憶手段の制
    御補正データによって前記制御信号を補正して露光を行
    うことを特徴とする電子ビーム露光装置。
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