JPH02102519A - ビーム描画装置の位置補正装置 - 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］ 本発明はビーム描画装置のステージ位置補正装置に関し
、さらに詳細にはビーム露光時の位置決めを高速且つ高
精度に行えるようにしたビーム描画装置の位置補正装置
に関する。

［従来の技術］ ビーム露光装置、例えば電子ビーム露光装置においては
、ビーム露光を行う場合にステージ位置に若干量の位置
誤差を伴うのが普通である。この場合、機械的にステー
ジ位置を調整するのは極めて困難であるため、通常はス
テージ位置の誤差をレーザ測長系を用いて求め、その結
果をビーム偏向系にフィードバックして位置補正を行う
方法が採られている。このような位置誤差の補正方法を
レーザビームコントロール（Ｌａｓｅｒ　　Ｂｅａｍ　
　Ｃｏｎｔｒｏｌ　　略してＬＢＣ）という。この誤差
量は、ビーム露光装置の主偏向器及び副偏向器に分配さ
れるように演算される。そして、大まかな値を主偏向器
に入れ、微少部分を副偏向器に入れ、ステージ位置の変
動に対応させている。

従来、この位置誤差補正の演算は誤差量の大小に拘らず
同一の演算モードで行っていた。

この演算及び補正に要する時間が装置の性能に及ぼす影
響は極めて大きく、高速のビーム露光を行うためには、
この演算及び補正に要する時間を極力短縮することが必
要となる。例えば、ビーム露光時にはステージ移動を行
って、直ちに露光を開始できることが望ましいが、通常
ステージには停止時の残留振動がある。この残留振動の
速度よりもＬＢのフィードバックが高速であれば、直ぐ
に露光が可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述したようなステージ位置の補正演算
は、偏向器の偏向歪補正演算を行う為に通常２次式以上
で行われおり、その演算に時間がかかる。ＬＢＣデータ
は時々刻々と変化しているので補正演算に時間がかかる
と、位置誤差補正演算中にステージ位置が大きく変化し
てしまうことになり、描画位置に誤差を生じてしまう。

一方、もし誤差量が微少であれば補正計算の高次項が無
視出来るため１次式でも十分であり、その分演算速度も
高速化される。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって
、その目的はビーム露光時の位置決めをより高速に行う
ことができるようにしたビーム描画装置の位置補正装置
を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前期した課題を解決する本発明は、ステージ位置の誤差
をレーザ測長系を用いて求め、この誤差量に応じてビー
ムを偏向せしめて描画位置誤差の補正を行うようにした
ビーム描画装置の位置補正装置において、主偏向用偏向
歪補正回路、及び高次偏向歪補正演算用と１次偏向歪補
正演算用の二系統の副偏向用歪補正回路を設け、レーザ
測長系で求めた位置誤差を前記主偏向用偏向歪補正回路
及び副偏向用歪補正回路に分配して入力する場合に、前
記主偏向用偏向歪回路と高次偏向歪補正演算用副偏向用
歪補正回路にはレーザｆｌＰ１長系でΔｐｊ長した位置
データをそのまま与えて高次の偏向歪補正演算を、前記
１次偏向歪補正演算用副偏向用歪補正回路には描画パタ
ーン位置データが次の値に入れ代わるまでの期間のステ
ージ位置の誤差微少変動分を与えてリアルタイムで１次
の偏向歪補正演算を行わせるようにしたことを特徴とし
ている。

［作用］ 位置誤差補正演算において、２次式以上の演算により誤
差補正量を求め、その演算期間中の微少な位置誤差変動
分には１次式の演算により誤差補正量を求めて、全体と
してビーム露光時の高速化を図る。

［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はビームＢｉを偏向する主偏向器、２は同じ
くビームＢｉを偏向する副偏向器である。３はその上に
露光用の材料４を載置する。

移動ステージ（以下単にステージという）である。

該ステージ４は図示しない駆動系によりｘ、ｙ各方向に
移動できるようになっている。５，６はそれぞれステー
ジ３のｘ、ｙ各方向のステージ位置を検出するためのレ
ーザδ１長器である。

７はレーザ測長器５．６からのステージ位置検出データ
を受けて、主偏向用の歪補正演算（高次の補正演算）を
行い、主偏向器１に駆動信号ｘ＝。

ｙ、を出力する主偏向歪補正回路である。８は同じくレ
ーザ測長器５，６からのステージ位置検出データを受け
て上記の様な高次の補正演算と１次の歪補正演算を行い
、これらの演算結果を加算して出力して副偏向器２に駆
動信号ｘ１＋Δｘ、　　ｙ１＋Δｙとして与える副偏向
歪補正回路である。

９は描画パターン位置データ発生器である。

第２図はＬＢＣ補正部の具体的構成例を示すブロック図
である。図に示す回路は、第１図の主偏向歪補正回路７
と副偏向歪補正回路８を合わせたものである。図におい
て、１１はＬＢＣデータＸ。

ｙのラッチである。Ｄ、はその一方の人力に刻々と変化
するＬＢＣデータｘ、ｙを、他方の人力に上記ラッチ１
１でラッチされているｘＡ＋ＹＡデータを人力し、Ｘ　
　ＸＡ、’／　　ＹＡを夫々演算する引算器である。１
２は該引算器のデータＸ−Ｘい、Ｙ−ＶＡのラッチであ
る。Ｄ２はその一方の入力に刻々と変化するＬＢＣデー
タＸ＋Ｙを、他方の入力に上記ラッチ１２でラッチされ
ているＸｙ′データを入力し、ｘ−”　＋　　３’−Ｙ
’を夫々演算する引算器である。Ａ、、Ａ、は各々加算
器で、Ａ、は、上記ラッチ１１でラッチされているデー
タＸＡ、ｙＡと上記描画パターン位置データ発生器９か
らのパターン位置データの主偏向分を加算するもの、Ａ
２は、上記ラッチ１２でラッチされているデータＸ′、
ｙ′と上記描画パターン位置データ発生器９からのパタ
ーン位置データの副偏向分を加算するものである。

１３ａは、上記加算器Ａ１を通じて送られて来るラッチ
１１の出力ＸＡＩＹＡを受けて高次主偏向歪補正演算を
行う主偏向歪補正高次式演算部、１３ｂは、上記加算器
Ａ２を通じて送られて来るラッチ１２の出力ｘ　′、　
　ｙ　／を受けて高次副偏向歪補正演算を行う副偏向歪
補正高次式演算部、１４は、上記引算器Ｄ２からの差分
信号を受けて微少分の１次の補正演算を行った後、該演
算値が副偏向歪補正高次演算部１３ｂの出力に付加され
る副偏向歪補正１次式演算部で、上記主偏向歪補正高次
式演算部１３ａは第１図の主偏向歪補正回路７に、上記
副偏向歪補正高次式演算部と副偏向歪補正１次式演算部
１４は第１図の副偏向歪補正回路８に夫々対応している
。

１５はＸ方向用の主偏向アンプ、１６はＸ方向用の主偏
向アンプ、１７はＸ方向用の副偏向アンプ、１８はＸ方
向用の副偏向アンプである。夫々第１図に示す主偏向器
１及び副偏向器２を駆動する様に成っている。

この様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。

レーザ測長器５，６はｘ、　　ｙ夫々の方向のステージ
位置を検出して主偏向歪補正回路７及び副偏向歪補正回
路８に送るが、該主偏向歪補正回路７及び副偏向歪補正
回路８は次の様な補正演算を行描画パターン位置データ
発生器９からパターン位置データの主偏向分が送られる
と、そのタイミングでレーザ測長系からのＬＢＣデータ
ｘ、ｙがラッチ１１ヘラツチされる。該ラッチ１１のデ
ータｘＡ、ｙＡは加算器Ａ、でパターン位置データの主
偏向分が加算され、主偏向歪補正高次式演算部１３ａで
、例えば、次に示す様な２次の歪補正演算を行う。

Ｘｍ−Ｘｐ、＋ａｏ＋ａｌ　ＸＡ　＋ａ２　ＶＡ　＋ａ
３ＸＡ　２＋ａ４ＸＡ　ｙＡ　＋ａｇ　ＶＡ　’　　　
　−（１）Ｙｍ−’／Ａ＋ｂｏ＋ｌ：ｚ　ＸＡ　＋ｂ２
　ｙＡ　＋ｂ３ＸＡ　２＋ｂ４ＸＡ　３’Ａ　＋ｂＳ　
ｙＡ　’　　　　−（２）該主偏向歪補正高次式演算部
１３ａの演算結果ｘｍ　ｒ　　’／　ｍは夫々偏向アン
プ１５．１６を介して主偏向器１に与える。

一方、描画パターン位置データ発生器９からパターン位
置データの副偏向分が送られると、そのタイミングで上
記レーザｎ１長系からのＬＢＣデータＸ、ｙと上記ラッ
チ１１のデータＸ＾１３’Ａの引算を行っている引算器
り、の出力ｘ−ｘＡ、ｙＭＡがラッチ１２ヘラツチされ
る。該ラッチ１２のデータｘ１．ｙ１は加算器Ａ２でパ
ターン位置データの副偏向分が加算され、副偏向歪補正
高次式演算部１３ｂで、例えば、上記（１）、（２）式
で示す様な２次の歪補正演算（但し、上記（１）（２）
式中のＸＡＩＶＡの代わりにｘ　′、　　ｙ　／が入り
、且つ各係数が異なる）を行う。

さて、引算器Ｄ２では時々刻々変化している上記レーザ
測長系からのＬＢＣデータｘ、ｙと上記ラッチ１２のデ
ータｘ　／　、　　ｙ　／　との引算を常に行っている
ので、上記副偏向歪補正高次式演算部１３ｂが歪補正演
算を行っている間に変化している（ｘ’＋ｙ’はパター
ン位置データの副偏向分が更新されるタイミングでラッ
チ（取込まれ）されて上記副偏向歪補正高次式演算部１
３ｂで高次の歪補正演算が施されるが、該ｘ′、ｙ′が
ラッチされてから、該高次の演算が終了する迄の間に通
常ＬＢＣデータが変動する）ＬＢＣ値に基づいて、副偏
向歪補正１次式演算部１４は以下に示す様な１次の歪補
正演算をリアルタイムで行っている。

尚、上記ラッチ１１は、ｘ　ＸＡ　＋　　３’　　ＹＡ
が所定の値を越えた時にも、そのタイミングでｘ、ｙを
ラッチして、その値をｘＡ、ｙＡとする。

この際、ｘ、ｙはＸｌ、ｙＩに対し、変動するが、この
変動分をΔＸ、Δｙとする。即ち、Δｘ−ｘ−ｘ’、　
　Δｙ−ｙ−ｙ’　として、ΔＸ−ａＩＸｓ　＋ａ２　
Ｙｓ　　　　　　　　−（３）ΔＹ−ｔ）＋　ｘ、＋ｂ
２Ｖｓ　　　　　　　　・”　（４）但し、Ｘ、＋Ｙ＊
　は微少骨である。

この様に副偏向歪補正１次式演算部１４において、微少
変動補正演算が１次の演算でリアルタイムで行われるが
、この演算が１次式である上、演算の桁数が少ないので
、２次の補正演算に比べ、極めて高速に行われる。従っ
て、ステージ位置の微少変動分にも高速で対応すること
ができる。

該副偏向歪補正１次式演算部１４の演算結果ΔＸ、Δｙ
（微少変動補正値）は、上記副偏向歪補正高次式演算骨
１３ｂの演算結果Ｘ、、　　ｙ＊　　（２次の歪補正演
算値）と加算器Ａ３で加算され、該加算された信号ｘｓ
、ｙｓは夫々偏向アンプ１７゜１８を介して副偏向器２
に与えられる。

この様にして上記各歪補正値が各々主偏向器１と該副偏
向器２に与えられる事によりビームＢｉの偏向補正が行
われる。

その後のステージ位置の変動分は、パターン位置データ
（副偏向器）が更新されるタイミングでラッチ（取込ま
れ）され、上記の如く高次の演算補正が施される。該取
込まれた後、該高次演算中の微少変動分の補正は、上記
の様に副偏向歪補正１次式演算部１４が微少付歪補正信
号を副偏向器２に与えてリアルタイムで行う。

尚、上記の説明では、主として電子ビーム描画装置の場
合を例にとって説明したが、本発明はこれに限るもので
はなく、他の例えば、集束イオンビーム装置等にも使用
することができる。

また、連続的にステージを移動させながらパターン描画
する描画システムにも有効に応用できる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明によれば、歪補正演
算に時間のかかる高次の偏向歪補正以外にその高次の補
正演算の際に取込んだＬＢＣデータからの微少変動分に
ついては、副偏向歪補正１次式演算部がリアルタイムで
微少変動に追随してビーム偏向補正を行うので、常にビ
ーム露光時の位置決めをより高速にしかも正確に行うこ
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ＬＢＣ補正部の具体的構成系を示すブロック図であ
る。 １・・・主偏向器　　　　　２・・・副偏向器３・・・
ステージ　　　　　４・・・材料５．６・・・レーザ測
長器　７・・・主偏向歪補正回路８・・・副偏向歪補正
回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ステージ位置の誤差をレーザ測長系を用いて求め、この
   誤差量に応じてビームを偏向せしめて描画位置誤差の補
   正を行うようにしたビーム描画装置の位置補正装置にお
   いて、主偏向用偏向歪補正回路、及び高次偏向歪補正演
   算用と１次偏向歪補正演算用の二系統の副偏向用歪補正
   回路を設け、レーザ測長系で求めた位置誤差を前記主偏
   向用偏向歪補正回路及び副偏向用歪補正回路に分配して
   入力する場合に、前記主偏向用偏向歪回路と高次偏向歪
   補正演算用副偏向用歪補正回路にはレーザ測長系で測長
   した位置データをそのまま与えて高次の偏向歪補正演算
   を、前記１次偏向歪補正演算用副偏向用歪補正回路には
   描画パターン位置データが次の値に入れ代わるまでの期
   間のステージ位置の誤差微少変動分を与えてリアルタイ
   ムで１次の偏向歪補正演算を行わせるようにしたことを
   特徴とするビーム描画装置の位置補正装置。