JPH01120822A - 電子ビーム描画装置の偏向補正回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は電子ビーム描画装置の偏向補正回路に関し、更
に詳しくは、予め決められた描画位置と、材料上の実際
の描画位；〃とのずれに基づく誤差を補正して、より正
確にしかもスループットを低下させることなくビーム描
画を行うことができるようにした電子ビーム描画装置の
偏向補正回路に関する。

（従来の技術） 電子ビーム描画装置は、位置決め偏向器により所定方向
（例えば２次元方向）にビームを偏向させ、ステージ上
に載置された材料上にパターン描画を行うようになって
いる。

近年、この種の電子ビーム描画［１は、高スループツト
を主眼として位置決め偏向器を２段構成にしているもの
が多い。即ち、１段目は偏向範囲は小さいがそのＤＡＣ
アンプ〈ディジタルデータをアナログ信号に変換して偏
向器を駆動するアンプ）の整定時間の速いものを用いた
副偏向器で構成し、２段目は偏向範囲は大きいがそのＤ
ＡＣアンプの整定時間の遅いものを用いた主偏向器で構
成している。

第３図は主偏向器とＦＭ偏向器の機能分担の説明図であ
る。図に示すような材料がＦｉｔ〜Ｆ４４までの小区画
に分割されており、斜線で示した小区画Ｆ４１にビーム
描画を行う場合について考える。この場合には、先ずビ
ームの偏向中心を０点から小区画Ｆ４１の中心に移動さ
せる偏向は、高速動作を必要としない主偏向器で行い、
小区画Ｆ４１内のｘ、ｙ各方向へのビーム描画は高速動
作が可能な３１１１ｉＩ向器で行う。このように、主偏
向器と副偏向器を組合Ｖることにより高速ビーム描画が
行え、従って、高スループツトが可能となる。

ところで、電子ビーム描画装置を用いてビーム描画を行
う場合、予め定められた描画位Ｉｉ！ｌ（材料面上の計
画された描画位置）と、材料移動ステージの現実の位置
との間には、通常差異があるのが普通である。そこで、
この描画位置の差異に基づく補正信号を位置決め偏向器
にフィードバックしてビーム描画偏向量に補正を加え、
材料上に正確なビーム描画を行うようになっている。

この場合において、ステージ位置の測定はレーザビーム
測長器により行われる。第４図はレーザビーム測長器に
よる材料位置測定の原理図である。

材料ステージ１の中央部には材料（例えばウェハ）が載
置されており、更に材料ステージ１の２辺には×、ｙ各
方向にレーザミラー３が取付けられている。そして、こ
のレーザミラー３のｘ、ｙ各方向の辺には、それぞれ独
立に設けられたレーザ干渉計４．５からレーザビームが
出射される。

そして、レーザミラー３からの反射光はそれぞれ干渉計
４．５に入り、これらレーザ干渉計４゜５は反射光の干
渉を利用してそれぞれ材料ステージ１の×、ｙ各方向の
位置を測定する。測定結果は、例えばＣＰＵ６に与えら
れ、該ＣＰＬＩ６はパターンデータに加えて、レーザビ
ーム副長器で測定した材料ステージの実際の位置と、設
定位置との差の値、即ち補正値（以下ＬＢＧ値と略す）
を出力し、これらデータは、偏向器駆動用のＤＡＣアン
プに入る。この結果、位置誤差に基づく偏向補正がなさ
れたビーム描画が行われる。

（発明が解決しようとする問題点） ステップアンドリピート（以下Ｓ／Ｒ）移動描画方式の
場合には、ステージ停止時にＬＢＧ値を主偏向器側へ取
込み、その後、描画中に変動した分については副偏向器
側に取込んでいる。しかしながら、副偏向器の偏向範囲
は小さく、しかもその偏向範囲の殆どがビーム描画のた
めに使用される領域であり、ＬＢＧ用に準備されている
偏向範囲（余裕領域）は極めて狭い。従って、実際の装
置では描画中にこの余裕領域をはみ出さないように、ス
テージが停止した後、振動や移動分が充分に小さくなっ
てから描画を開始するようにしている。このため、スル
ープットが低くなってしまう。

一方、連続移動描画方式の場合は、主偏向データが切り
換わる毎にＬＢＣ１ａ＠偏向器側に取込んでいる。従っ
て、この場合には主偏向データ切換え周期間にＩＩＩ　
Ｑ内器のＬ［３Ｇ余裕分がその範囲をはみ出さないよう
に連続移動速度を設定している。

尚、連続移動描画方式においては、通常固定された大き
さの副偏向領域を設定し、この領域移動毎に主偏向デー
タを切換えるようにしている。

以上説明したように、Ｓ／Ｒ方式の場合は、ステージ停
止後余裕時間が必要であり、又、連続移動方式の場合は
最大に描画時間を必要とする副偏向領域を描画する間に
ステージの移動する竹がイのＬＢＧのための副偏向の余
裕領域分以下になるようにステージ移動速度を設定しな
ければならない。これらのＩｔ、Ｉｔ限は描画のスルー
プットを低下さ　　−せる大きな要因になっていた。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであって、
その目的は、スループットを低下させることなく高精度
のビーム描画を行うことができる電子ビーム描画装置の
偏向補正回路を実現することにある。

（問題点を解決するための手段） 前記した問題点を解決する本発明は、電子ビームに所定
方向の偏向を与えてステージ上に載置された材料にビー
ム描画を行う電子ビーム描画装置に用いる偏向補正回路
であって、位置決め偏向器を主偏向器と５ｉ１１偏向器
の２段構成にすると共に、ステージ位置をレーザビーム
測長器で常時監視し、該レーザビーム測長器の測定値に
基づいて得られたステージの位ｒＰ１誤差を主偏向器側
に取込んだ時点以降のレーザビーム副長器の測定値変動
分は副偏向器側に取込み、レーザビーム測長器の測定値
変動分が予め決められた許容値を越えたら主偏向器側に
取込むように構成したことを特徴とするものである。

（作用） レーザビーム測長器の測定値に基づいて得られたステー
ジの位Ｍｌ差を当初主偏向器側に取込み、以後のレーザ
ビーム測長器の測定値変動分ＣＬＢＣＬＢＣ値）は副偏
向器側に取込む。以後はＬ　ＢＣ値変動分を常時監視し
ておき、許容値を越えたらＬＢＣｆＵを主偏向器側に取
込む。このようにして、副偏向器の余裕領域に常に余裕
をもたせておくようにして、高スルーブツトを実現する
。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。図において、１１は位置決めデータ（パターンデータ
ともいう）のうち主偏向データを保持する第１のレジス
タ、１２は位置決めデータのうちの副偏向データを保持
する第２のレジスタ、１３はレーザビーム測長器（図示
せず）によって測定した実際の位置と、設定位置との差
の値、即ちＬＢＣ値を保持する第３のレジスタである。

１４はレジスタ１１から出力される主偏向データとレジ
スタ１３から出力されるＬＢＣ値を加算する第１の加ｎ
器、１５はレジスタ１２から出力される副偏向データと
しＢＣ値変動分を加算する第２の加算器である。加算器
１４の出力は、主偏向器駆動用のＤＡＣアンプ（図示せ
ず）に与えられ、加算器１５の出力は副偏向器駆動用の
ＤＡＣアンプ（図示せず）に与えられる。

１６はレジスタ１３から出力されるＬＢＣ値と変動する
ＬＢ（［との差をとる減算器、１７は減算３１６から出
力されるしＢＣ値変動分を常時許容値と比較し、その比
較結果を第３のレジスタ１３に与える比較器である。こ
のように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通
りである。

先ず、レジスタ１３に保持されたＬＢＣ値は加ｖ４器１
４に入って、主偏向データに加算される。

この加算器１４の出力はＤＡＣアンプを介して主偏向器
へ印加され、この結果、電子ビームの偏向中心は第３図
に示すように移動する。このようにしてＬＢＣｆｉａが
一旦主偏向器側に取込まれた後、減算器１６はＬＢＧ固
定値（レジスタ１３の出力）とその後のＬＢＣ値との差
（ＬＢＣ値変動分）を演口して加算器１５に与える。こ
の結果、副偏向器側の加算器１５は副偏向データにＬＢ
Ｇ補正値を加算する。この加算器１５の出力はＤＡＣア
ンプを介して副偏向器へ印加され、この結果、電子ビー
ムは予め定められた描画領域（＠えば第３図のＦ４１）
のビーム描画を行う。

一方、比較器１７はレジスタ１３にＬ　Ｂ　Ｃｌ＆がセ
ットされた時点以降におけるＬＢＣ値変動分（減算器１
６の出力）を常時監視している。ここで、比較器１７に
は副偏向器に印加することができるＬ［３Ｃ１１変動分
の許容値が予め与えられており、比較器１７は減ｔｓｓ
ｉｅから出力されるしＢＣ値変動分とこの許容値を常時
比較している。そして、ＬＢＣ値変動分が許容値を越え
たらレジスタ１３に信号を送りその時点におけるＬＢＣ
値をレジスタ１３内に取込む。これにより、加算器１４
に印加されるＬＢＣ値はそれまでよりも大きくなり、Ｌ
ＢＣ値変動分（減算器１６の出力）は急激に小さくなる
。この結果、ＩＩＩ）Ｉｌｌｌｌ側の余裕領域には再び
余裕が生じる。このようなシーケンスの繰返しにより、
副偏向器側の余裕領域には常に余裕があることになるの
で、位ｒ１誤差に基づく偏向補正を施した正確なビーム
描画を高速で行うことが可能となる。従って、本発明に
よれば、スループットを上げることができる。

第２図は本発明を用いた電子ビーム描画装置の構成概念
図である。図において、１０が本発明に係る偏向補正回
路で、その内部構成については第１図について説明した
通りである。図において、電子銃２１から出射された電
子ビーム３ｉは、ブランキング電極２２よりオンオフ制
御された後、収束レンズ２３で収束される。収束レンズ
２３で収束された電子ビームＢｔは対物レンズ２４で再
収束され、材１ステージ２５上に載置された材料２６上
に照射される。

この場合において、対物レンズ２４内には副偏向器２７
及び主偏向器２８が設けられており、それぞれＤＡアン
プ３２．３３により駆動され、材料２６上に焦点を結ぶ
電子ビームの位置を２次元方向に偏向させる。この結果
、材料２６上の所定の位置にビーム描画が行われること
になる。

このような一連の描画中に材料ステージ２５は駆ＦＩＩ
機構２９により所定方向に移動させられる。

この時の材料ステージ２５の移動模の座標は、レーザミ
ラー３０を用いた干渉方式によりレーザビーム測長器３
１で測定され、偏向補正回路１０に与えられる。偏向補
正回路１０は、位置決めデータと、レーザビーム測長器
３１より得られたステージ位置座標値に基づ＜ＬＢＣ値
とから主偏向器２８と副偏向器２７に偏向データと位置
誤差に塁づく偏向補正データ（ＬＢＣ値）をそれぞれ与
える。動作の詳細については、第１図について説明した
通りである。このようにして、材料ステージ２５上に載
置された材料２６上に高速で高精度のビーム描画を行う
ことができる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明によれば、レーザビ
ーム測長器の測定値に基づいて得られたステージの位置
誤差信号を当初主偏向器側に取込み、以後のＬＢＣ値変
動分はｒｌｌ偏向器側に取込み、その侵はＬＢＣ１ｉ＆
変動分が許容値を越えるたびにＬＢＣ値を主偏向器側に
取込むようにする。これにより、Ｓ／Ｒ移動描画方式、
３Ｉ！続移動描画方式何れの場合においても副偏向器側
の余裕領域に常に余裕をもたせておくことができ、スル
ープットを低下させることなく高精度のビーム描画を行
うことができる電子ビーム描画装置の偏向補正回路を実
現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は本発明を用いた電子ビーム描画装置の構成概念図、
第３図は主偏向器と副偏向器の機能分担の説明図、第４
因はレーザビーム測長器による材料位置測定の原理図で
ある。 １１〜１３・・・レジスタ　　１４．１５・・・加算器
１６・・・減算器　　　　　　１７・・・比較器特許出
願人　　日　　本　　電　　子　　株　　式　　会　　
社代　　理　　人　　　弁理士　　井　　島　　藤　　
冶外１名 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　電子ビームに所定方向の偏向を与えてステージ上に載
   置された材料にビーム描画を行う電子ビーム描画装置に
   用いる偏向補正回路であって、位置決め偏向器を主偏向
   器と副偏向器の２段構成にすると共に、ステージ位置を
   レーザビーム測長器で常時監視し、該レーザビーム測長
   器の測定値に基づいて得られたステージの位置誤差値を
   主偏向器側に取込んだ時点以降のレーザビーム測長器の
   測定値変動分は副偏向器側に取込み、レーザビーム測長
   器の測定値変動分が予め決められた許容値を越えたら主
   偏向器側に取込むように構成したことを特徴とする電子
   ビーム描画装置の偏向補正回路。