JPH01286420A - ステージ位置制御装置 - Google Patents
ステージ位置制御装置Info
- Publication number
- JPH01286420A JPH01286420A JP11627888A JP11627888A JPH01286420A JP H01286420 A JPH01286420 A JP H01286420A JP 11627888 A JP11627888 A JP 11627888A JP 11627888 A JP11627888 A JP 11627888A JP H01286420 A JPH01286420 A JP H01286420A
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- Japan
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- stage
- mirror
- length measuring
- rotation angle
- prism
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- Pending
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- 238000012937 correction Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
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。
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１
本発明は、電子ビーム露光装置などにおいて試料が載置
されるステージの位置制御装置に関するものであり、詳
しくはステージの回転蛇行の補正に関するものである。
されるステージの位置制御装置に関するものであり、詳
しくはステージの回転蛇行の補正に関するものである。
［従来の技術］
例えば、電子ビーム露光装置などの超高精度パターン描
画装置では、試料として半導体つ１ハが載置されるステ
ージの位置制御の精度も極めて車装である。
画装置では、試料として半導体つ１ハが載置されるステ
ージの位置制御の精度も極めて車装である。
そこで、従来から、このようなステージの位置制御のた
めに、例えばステージの側面にミラーを設けておき、該
ミラーにレーザビームを照射してその反射光と照射光の
干渉に基づいてステージの位置を光学的に高精度に測定
することが行われている。
めに、例えばステージの側面にミラーを設けておき、該
ミラーにレーザビームを照射してその反射光と照射光の
干渉に基づいてステージの位置を光学的に高精度に測定
することが行われている。
ところで、このようなステージの位置制御の精度を決定
づける重要な咬素として、ステージ送り機構における摺
動部のガタや、ステージの移動量を光学的に検出するた
めにステージの側面に設けられているミラーの平面度（
局所的凹凸）に起因する回転蛇行などがある。これらの
影響は、０゜０１μｍ程度の精度が求められるようにな
ってくると無ン児できなくなる。
づける重要な咬素として、ステージ送り機構における摺
動部のガタや、ステージの移動量を光学的に検出するた
めにステージの側面に設けられているミラーの平面度（
局所的凹凸）に起因する回転蛇行などがある。これらの
影響は、０゜０１μｍ程度の精度が求められるようにな
ってくると無ン児できなくなる。
［発明が解決しようとする問題点１
ところが、従来の装置では、ステージのＸ方向の移動量
及びＹ方向の移動量をそれぞれ１系統のレーザ干渉計で
測定したり、ステージのＸ方向あるいはＹ方向のいずれ
か一方にステージの回転成分を測定するために第３のレ
ーザ干渉ｈ１を設けることが行われているのが一般的で
あり、ステージの回転蛇行に対する補正が十分に行われ
ているとはいえない。
及びＹ方向の移動量をそれぞれ１系統のレーザ干渉計で
測定したり、ステージのＸ方向あるいはＹ方向のいずれ
か一方にステージの回転成分を測定するために第３のレ
ーザ干渉ｈ１を設けることが行われているのが一般的で
あり、ステージの回転蛇行に対する補正が十分に行われ
ているとはいえない。
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、
その目的は、ステージの回転蛇行に対する高精度の補正
が行えるステージ位置制御装置を提供（ることにある。
その目的は、ステージの回転蛇行に対する高精度の補正
が行えるステージ位置制御装置を提供（ることにある。
Ｌ問題点を解決するための手段］
上記問題点を解決する本発明は、電子ビームが照射され
る試料が載置され、Ｘ方向及びＹ方向に摺動可能なステ
ージと、該ステージのＸ方向の移動量を測定する第１、
第２の副長器と、前記ステージのＹ方向の移動量を測定
する第３、第４の副長器と、前記第１、第２の測長器に
よる測長結果に従って前記ステージのＸ方向の回転角度
を求め、前記第３、第４の測長器による測長結果に従っ
て前記ステージのＹ方向の回転角度を求める回転角度演
算手段と、該回転角度演算手段の演算結果に基づいて電
子ビームとステージとの相対的な回転角度を補正する回
転角度補正手段とで構成されたことを特徴とする。
る試料が載置され、Ｘ方向及びＹ方向に摺動可能なステ
ージと、該ステージのＸ方向の移動量を測定する第１、
第２の副長器と、前記ステージのＹ方向の移動量を測定
する第３、第４の副長器と、前記第１、第２の測長器に
よる測長結果に従って前記ステージのＸ方向の回転角度
を求め、前記第３、第４の測長器による測長結果に従っ
て前記ステージのＹ方向の回転角度を求める回転角度演
算手段と、該回転角度演算手段の演算結果に基づいて電
子ビームとステージとの相対的な回転角度を補正する回
転角度補正手段とで構成されたことを特徴とする。
［作用１
本発明のステージ位置制御２ｉｌ装置では、ステージの
Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれの回転角度を測定し、その
測定結果に従って電子ビームとステージとの相対的な回
転角度を補正しているので、回転蛇行に対して制約のな
い機械的な負担の軽いステージ機構が実現できる。
Ｘ方向及びＹ方向のそれぞれの回転角度を測定し、その
測定結果に従って電子ビームとステージとの相対的な回
転角度を補正しているので、回転蛇行に対して制約のな
い機械的な負担の軽いステージ機構が実現できる。
また、ステージのＸ方向及びＹ方向のそれぞれに２系統
ずつ光学的干渉を利用した測長器を設けているので、ミ
ラーの平面度（局所的凹凸〉に起因する誤差の影響を軽
減できる。
ずつ光学的干渉を利用した測長器を設けているので、ミ
ラーの平面度（局所的凹凸〉に起因する誤差の影響を軽
減できる。
［実施例］
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第１図は本発明の一実施例を示す構成図である。
図において、１は半導体ウェハなどの図示しない試料が
載置されるステージであり、矩形に形成されている。該
ステージ１は、図示しない駆ｖＪ機構により所定の移動
範囲内２ Ｆ Ｘ方向及びＹ方向に匿動される。３．４
はステージ１の側面に設けられたミラーである。、５は
レーザ干渉形の測長器６゜７．８．９の光源として共通
に用いられるレーザ光源である。第１の測長器６と第２
の副長器７はそれぞれミラー３と対向するようにして一
定の距離ＴＶを保ってほぼ平行に配置され、第３の測長
器８と第４の測長器９はそれぞれミラー４と対向するよ
うにして一定の距離γＸを保ってほぼ平行に配置されて
いる。
載置されるステージであり、矩形に形成されている。該
ステージ１は、図示しない駆ｖＪ機構により所定の移動
範囲内２ Ｆ Ｘ方向及びＹ方向に匿動される。３．４
はステージ１の側面に設けられたミラーである。、５は
レーザ干渉形の測長器６゜７．８．９の光源として共通
に用いられるレーザ光源である。第１の測長器６と第２
の副長器７はそれぞれミラー３と対向するようにして一
定の距離ＴＶを保ってほぼ平行に配置され、第３の測長
器８と第４の測長器９はそれぞれミラー４と対向するよ
うにして一定の距離γＸを保ってほぼ平行に配置されて
いる。
レーザ光源５の出力ビームはプリズム１０に入り、その
反射光はミラー３に入り、プリズム１０を通過した出力
ビームはプリズム１１に入り、その反射光はミラー３に
入り、プリズム１１を通過した出力ビームはミラー１２
で直角方向に反射されてプリズム１４に入り、その反射
光はミラー４に入り、プリズム１４を通過した出力ビー
ムはプリズム１３に入り、その反射光はミラー４に入っ
ている。ここで、第２の測長器７は第１の測長器６の補
助として扱って第１の測長器６の測定値との差分を測定
することができ、第４の測長器９は第３の測長器８の補
助として扱って第３の測長器８の測定値との差分を測定
することができ、それぞれカウンタのビット長を節約で
きる。
反射光はミラー３に入り、プリズム１０を通過した出力
ビームはプリズム１１に入り、その反射光はミラー３に
入り、プリズム１１を通過した出力ビームはミラー１２
で直角方向に反射されてプリズム１４に入り、その反射
光はミラー４に入り、プリズム１４を通過した出力ビー
ムはプリズム１３に入り、その反射光はミラー４に入っ
ている。ここで、第２の測長器７は第１の測長器６の補
助として扱って第１の測長器６の測定値との差分を測定
することができ、第４の測長器９は第３の測長器８の補
助として扱って第３の測長器８の測定値との差分を測定
することができ、それぞれカウンタのビット長を節約で
きる。
このように構成された装置におけるステージ１の回転角
度の測定について第２図を用いて説明する。図において
、ＹＩは第１の測長器６とミラー３までのＸ方向距離、
Ｙ２は第２の測長器７とミラー３までのＸ方向距離、×
１は第３の測長器８とミラー４までのＸ方向距離、×２
は第４の測長器９とミラー４までのＸ方向距離、θＸは
ミラー４の回転角度、θｙはミラー３の回転角度、θは
これら各ミラー４，３の回転角度θＸ、θｙの平均値で
ある。ここで、θＸ、θｙは、ステージ１が理想的な剛
体であり、各ミラー４．３に湾曲（凹凸）がなければθ
Ｘ−θｙになるが、実際には前述のような原因によりθ
Ｘ≠θｙになる。これらの関係を式で表わすと次のよう
になる。
度の測定について第２図を用いて説明する。図において
、ＹＩは第１の測長器６とミラー３までのＸ方向距離、
Ｙ２は第２の測長器７とミラー３までのＸ方向距離、×
１は第３の測長器８とミラー４までのＸ方向距離、×２
は第４の測長器９とミラー４までのＸ方向距離、θＸは
ミラー４の回転角度、θｙはミラー３の回転角度、θは
これら各ミラー４，３の回転角度θＸ、θｙの平均値で
ある。ここで、θＸ、θｙは、ステージ１が理想的な剛
体であり、各ミラー４．３に湾曲（凹凸）がなければθ
Ｘ−θｙになるが、実際には前述のような原因によりθ
Ｘ≠θｙになる。これらの関係を式で表わすと次のよう
になる。
θ＝（θ×＋θｙ〉／２ ・・・（１）オ
ンや電子ビームなどのビーム偏向系にフィードバックす
ることによりステージの回転角度を電気的に補正するこ
とができ、Ｘ線露光システムの場合にはステージ回転機
構にフィードバックすることにより機械的に補正するこ
とができる。
ンや電子ビームなどのビーム偏向系にフィードバックす
ることによりステージの回転角度を電気的に補正するこ
とができ、Ｘ線露光システムの場合にはステージ回転機
構にフィードバックすることにより機械的に補正するこ
とができる。
第３図はこのような装置の具体例を示す構成図であり、
集束イオンビーム装置あるいは電子ビーム露光装置の例
を示している。図において、１３はビーム１４を出力す
る線源であり、該線源１３から出力されるビームはレン
ズ群１５及び偏向器１６を介してステージ１上に戟胃さ
れている試料１７に照射される。１８はビーム偏向制御
部であり、Ｙ測長器６．７の測定結果とＸ測長器と３，
９の測定結果に基づいて偏向器１６を駆動し、ステージ
１の回転角度を電気的に補正するようにビーム１４を所
定量偏向さける。１９はステージ１をＸ方向及びＹ方向
に移動させるように制御するステージ移動制御部である
。なお、これらビーム偏向υ制御部１８及びステージ移
動制御部１つはＣＰＵとの間で信号の授受を行う。
集束イオンビーム装置あるいは電子ビーム露光装置の例
を示している。図において、１３はビーム１４を出力す
る線源であり、該線源１３から出力されるビームはレン
ズ群１５及び偏向器１６を介してステージ１上に戟胃さ
れている試料１７に照射される。１８はビーム偏向制御
部であり、Ｙ測長器６．７の測定結果とＸ測長器と３，
９の測定結果に基づいて偏向器１６を駆動し、ステージ
１の回転角度を電気的に補正するようにビーム１４を所
定量偏向さける。１９はステージ１をＸ方向及びＹ方向
に移動させるように制御するステージ移動制御部である
。なお、これらビーム偏向υ制御部１８及びステージ移
動制御部１つはＣＰＵとの間で信号の授受を行う。
このように（１）式で示したθＸとθｙの平均値θを補
正値として回転補正を行うことにより従来に比べて充分
な補正効果が得られるが、以下のような処理を行うこと
により更に高精度の補正が行える。
正値として回転補正を行うことにより従来に比べて充分
な補正効果が得られるが、以下のような処理を行うこと
により更に高精度の補正が行える。
すなわら、テーブル１がＸ軸に平行な方向に移動する場
合にはθ−θＸになり、Ｙ軸に平行な方向に移動する場
合にはθ＝θｙになり、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５″の
角度をなす方向に移動する場合には（１）式が成立する
ように、次の補正式を用いるようにする。
合にはθ−θＸになり、Ｙ軸に平行な方向に移動する場
合にはθ＝θｙになり、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５″の
角度をなす方向に移動する場合には（１）式が成立する
ように、次の補正式を用いるようにする。
θ−θｘ ＸＷＩ ＋θＶＸＷ２−（３）ＶＶｌ
＝ΔＸ／（ΔＸ＋ΔＹ） Ｗｌ−ΔＹ／（ΔＸ＋ΔＹ） ・・・ （
４）ΔＸ、ΔＹはそれぞれＸ、Ｙの変位量 第４図はこのような関係を示す説明図である。
＝ΔＸ／（ΔＸ＋ΔＹ） Ｗｌ−ΔＹ／（ΔＸ＋ΔＹ） ・・・ （
４）ΔＸ、ΔＹはそれぞれＸ、Ｙの変位量 第４図はこのような関係を示す説明図である。
（ａ）はテーブル１がＸ軸に平行な方向に移動する場合
であり、この場合にはＷｌ−１、Ｗｌ −０にすること
によりθ＝θ×になる。（ｂ）はテーブル１がＹ軸に平
行な方向に移動する場合であり、この場合にはＷ＋ ＝
Ｏ，Ｗｚ ＝１にすることによりθ＝θｙになる。（Ｃ
）はテーブル１がＸ軸及びＹ軸に対して４５゛の角度を
なす方向に移動する場合であり、Ｗｌ−０，５，Ｗｚ−
０，５にすることによりθ＝０．５・θｘ十０．５・θ
ｙになる。
であり、この場合にはＷｌ−１、Ｗｌ −０にすること
によりθ＝θ×になる。（ｂ）はテーブル１がＹ軸に平
行な方向に移動する場合であり、この場合にはＷ＋ ＝
Ｏ，Ｗｚ ＝１にすることによりθ＝θｙになる。（Ｃ
）はテーブル１がＸ軸及びＹ軸に対して４５゛の角度を
なす方向に移動する場合であり、Ｗｌ−０，５，Ｗｚ−
０，５にすることによりθ＝０．５・θｘ十０．５・θ
ｙになる。
例えば第４図（ａ）において、Ｙｒ 、Ｙｚを測定する
ミラーの位置は変化するが、ＸＬ、Ｘ２を測定するミラ
ーの位置は常に一定である。従って、この場合にはＸｒ
、Ｘ２だけを用いることによって正確な回転角度θが
決定できることになる。
ミラーの位置は変化するが、ＸＬ、Ｘ２を測定するミラ
ーの位置は常に一定である。従って、この場合にはＸｒ
、Ｘ２だけを用いることによって正確な回転角度θが
決定できることになる。
なお、（３）式では、ステージをＸ軸とＹ軸を同時に移
動させる形で表現しているが、実際の露光装置で１つの
半導体チップに描画する場合にはテーブル１を例えば第
５図に示すようにＸ軸またはＹ軸のいずれか一方に選択
的に移動させることが圧倒的に多い。しかし、このよう
な場合であっても、（３）式の補正演算処理で充分な精
度が確保できる。又、上述の説明ではｘＹ各方向のステ
ージ位置を測定するのにレーザ干渉副長器を用いたが、
本発明はこれに限るものではなく、その他のステージ位
置測定手段を用いることができる。
動させる形で表現しているが、実際の露光装置で１つの
半導体チップに描画する場合にはテーブル１を例えば第
５図に示すようにＸ軸またはＹ軸のいずれか一方に選択
的に移動させることが圧倒的に多い。しかし、このよう
な場合であっても、（３）式の補正演算処理で充分な精
度が確保できる。又、上述の説明ではｘＹ各方向のステ
ージ位置を測定するのにレーザ干渉副長器を用いたが、
本発明はこれに限るものではなく、その他のステージ位
置測定手段を用いることができる。
これよりもさらに高精度を得たい場合には、多少スルー
ブツトは犠牲になるが、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれ単独で
補正するように制御すればよい。
ブツトは犠牲になるが、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれ単独で
補正するように制御すればよい。
［発明の効果］
以上詳細に説明したように、本発明によれば、ステージ
の回転蛇行に対する高精度の補正が行えるステージ位ｆ
ｆｉ ｉＭ ｔ！Ｄ装置を提供することができる。
の回転蛇行に対する高精度の補正が行えるステージ位ｆ
ｆｉ ｉＭ ｔ！Ｄ装置を提供することができる。
第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は第１図に
おけるステージの回転角度の測定説明図、第３図は第１
図の装置の具体例を示す構成図、第４図は高精度の補正
説明図、第５図は露光の具体例図である。 １・・・ステージ ３．４．１２・・・ミラー
５・・・レーザ光源 ６〜９・・・レーザ干渉測長器 １０〜１３・・・プリズム 特許出願人 日 本 電 子 株 式
会 礼式 理 人 弁 理 士
井 島 藤 冶外１名 第３ 図
おけるステージの回転角度の測定説明図、第３図は第１
図の装置の具体例を示す構成図、第４図は高精度の補正
説明図、第５図は露光の具体例図である。 １・・・ステージ ３．４．１２・・・ミラー
５・・・レーザ光源 ６〜９・・・レーザ干渉測長器 １０〜１３・・・プリズム 特許出願人 日 本 電 子 株 式
会 礼式 理 人 弁 理 士
井 島 藤 冶外１名 第３ 図
Claims (1)
- 電子ビームが照射される試料が載置され、Ｘ方向及び
Ｙ方向に摺動可能なステージと、該ステージのＸ方向の
移動量を測定する第１、第２の測長器と、前記ステージ
のＹ方向の移動量を測定する第３、第４の測長器と、前
記第１、第２の測長器による測長結果に従って前記ステ
ージのＸ方向の回転角度を求め、前記第３、第４の測長
器による測長結果に従って前記ステージのＹ方向の回転
角度を求める回転角度演算手段と、該回転角度演算手段
の演算結果に基づいて電子ビームとステージとの相対的
な回転角度を補正する回転角度補正手段とで構成された
ことを特徴とするステージ位置制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11627888A JPH01286420A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | ステージ位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11627888A JPH01286420A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | ステージ位置制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01286420A true JPH01286420A (ja) | 1989-11-17 |
Family
ID=14683114
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11627888A Pending JPH01286420A (ja) | 1988-05-13 | 1988-05-13 | ステージ位置制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01286420A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0582426A (ja) * | 1991-09-25 | 1993-04-02 | Hitachi Ltd | 電子線描画装置 |
| JPH08227849A (ja) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Nec Corp | 荷電粒子ビーム偏向装置 |
-
1988
- 1988-05-13 JP JP11627888A patent/JPH01286420A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0582426A (ja) * | 1991-09-25 | 1993-04-02 | Hitachi Ltd | 電子線描画装置 |
| JPH08227849A (ja) * | 1995-02-21 | 1996-09-03 | Nec Corp | 荷電粒子ビーム偏向装置 |
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