JPH0395917A - 露光装置及び露光方法 - 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】 〔概　要〕 被露光材を搭載した移動台の移動に伴う振動に起因する
照射エネルギー線と被露光材との位置ずれの防止を必要
とする露光装置及び露光方法に関し、 Ｘ−Ｙステージの移動に起因する電子ビームコラムの振
動による電子ビームの照射位置のずれを防止するととも
に不要な時間待ちを行わないようにすることが可能とな
る露光装置及び露光方法の提供を目的とし、 〔１〕表面に感光材を形成した被露光材を移動台に搭載
し、前記感光材にエネルギー線を照射する露光装置にお
いて、前記エネルギー線の照射系の少なくとも一ヶ所に
加速度計を具備し、前記移動台にも加速度計を具備する
よう構威し、〔２〕請求項１に記載の露光装置の前記エ
ネルギー線の照射系に設けた加速度計により検出した前
記照射系の加速度と、前記移動台に設けた加速度計によ
り検出した前記移動台の加速度との差が、前記エネルギ
ー線の前記感光材への照射を行うことが許容される差以
下になった時点で、前記エネルギー線を前記感光材に照
射するよう構成する。

〔３〕請求項１に記載の露光装置の前記エネルギー線の
照射系に設けた加速度計により検出した前記照射系の加
速度と、前記移動台に設けた加速度計により検出した前
記移動台の加速度との差を、前記エネルギー線の前記感
光材の表面における目標位置からのずれ量に変換し、該
ずれ量を補正した位置に前記エネルギー線を照剖するよ
う構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、露光装置及び露光方法に係り、特に被露光材
を搭載した移動台の移動に伴う振動に起因する照射エネ
ルギー線と被露光材との位置ずれの防止に関するもので
ある。

エネルギー線、例えば電子ビームを露光する電子ビーム
露光装置は、電子ビームコラムから感光材を形成した被
露光材上の目標位置に電子ビームを照射し、この感光材
に半導体集積回路等のパターンを形成する装置である。

露光方弐としては、移動台を移動させて所定の位置に停
止させて露光を行い、順次移動を繰り返して停止時に露
光を行うステップ・リピート方式と、移動台を移動させ
ながら露光を行う連続移動露光方弐の二種類がある。

これらの何れの方式においても、・電子線の照射方向を
振ることが可能な量には限度があり、近年の益々微細化
し、高精度が要求されるパターンを形戒する場合にはこ
の電子線の照射方向の振り量を減少させることが必要と
なっている。

したがって移動台を移動させる頻度が高くなっており、
この移動台の移動に起因する電子ビームの照射系の振動
により電子ビームの照射位置のずれが生じている。

以上のような状況から電子ビームの照射系が振動した場
合においても、高精度の電子ビームの照射を効率よく行
うことが可能な露光装置及び露光方法が要望されている
。

〔従来の技術〕

従来の露光装置及び露光方法を電子ビーム露光装置の場
合について第５図〜第６図により詳細に説明する。

第５図は電子ビーム露光装置の概略構戒図であり、第６
図は電子ビーム露光装置の電子ビームコラムの構戒を示
す側断面図である。

電子ビーム露光装置は、第５図に示すように、内部にＸ
−Ｙステージ３を備え、その天仮に電子ビームコラム５
を設けた真空チャンバ１ｏを防振台９の上に設けたもの
である。

Ｘ−Ｙステージ３の上には感光材を形成した被露光材１
を搭載し、Ｘ−Ｙステージ制御部１２によってＤＣモー
タ１２ａとＤＣモータ１２ｂを制御してＸ−Ｙステージ
３を所定の位置に移動し、このＸＹステージ３に設けた
ミラー１ｌｂにレーザ発振器１１ａからレーザを照射し
て反射させ、レーザレシーバＩｌｃでこの反射レーザを
受光して位置検出制御回路ｌｉｄによりＸ−Ｙステージ
３の位置を検出している。

このＸ−Ｙステージ３の位置が所定の位置にあることが
位置検出制御回路ｌｉｄによって確認されると、電子ビ
ーム制御部１３によって電子ビームコラム５から電子ビ
ームを被露光材１の表面に照射する。

この電子ビームの照射が終わると、露光制御計算機ｌ４
が作動し、ｘ−ｙステージ制御部ｌ２によってＸ−Ｙス
テージ３を次の所定の位置に移動させる。

このようにＸ−Ｙステージ３の移動、Ｘ−Ｙステージ３
の位置確認、電子ビームの照射、次の所定位置へのｘ−
ｙステージ３の移動を繰り返して被露光材ｌの表面に順
次電子ビームの露光を行っているのである。

第６図は電子ビーム露光装置の電子ビームコラムの構或
を示す側断面図である。

図において、電子ビームガンＩ５から発した電子ビーム
４はスリット１６で所定の形状に形戒され、レンズｌ７
により集光され、印加される電圧に応じてスリットデフ
レクタ１８によって電子ビームが振られる。

照射すべきパターンを形或するのに用いる第２スリソト
１９とレンズ２０の位置を通過した電子ビーム４はプラ
ンキング用コイル２１、アバーチャ２２を通り、レンズ
２３で集光される。

電子ビームの照射位置を大幅に変更するのに用いるメイ
ンデフレクタ２４を通った電子ビームは、投影レンズ２
５及びサブデフレクタ２６によりジョブト位置の微小な
補正がなされて被露光材１に照射される。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上説明した従来の露光装置においては、Ｘ−Ｙステー
ジの移動開始時、移動停止時及び移動中の加減速等の影
響により真空チャンハの天板が振動して電子ビームコラ
ムが振動し、このために電子ビームが被露光材に照射さ
れる位置にずれが生しるという問題点があった。

この状態を模式的に図示すると第７図に示すようになり
、電子ビームコラム５がθ傾くと、被露光材１の表面に
おいて電子ビームの照射位置がδだけずれることを示し
ている。

このずれ量は微小であるが、近年の高密度化・微細化し
た半導体装置のパターンにおいては無視できない量にな
っており、製品の品質を低下させ歩留まり低下の原囚と
もなっている。

このためステソプ・リピート方式の露光方法においては
、移動した後にこの振動が停止するまで電子ビームの照
射を行わないで時間待ちをしているためにスループット
を著しく低下させており、また、この待ち時間では照射
可能な振動まで減衰していない場合には照射位置ずれの
原因となっている。

本発明は以上のような状況からＸ−Ｙステージの移動に
起因する電子ビームコラムの振動による電子ビームの照
射位置のずれを防止するとともに不要な時間待ちを行わ
ないようにすることが可能となる露光装置及び露光方法
の提供を目的としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の露光装置は、表面に感光材を形成した被露光材
を移動台に搭載し、この感光材にエネルギー線を照射す
る露光装置において、このエネルギー線の照射系の少な
くとも一ケ所に加速度計を具備し、この移動台にも加速
度計を具備するよう構威し、 本発明の露光方法は、上記の露光装置のこのエネルギー
線の照射系に設けた加速度計により検出したこの照射系
の加速度と、この移動台に設けた加速度計により検出し
たこの移動台の加速度との差が、エネルギー線のこの感
光材への照射を行うことが許容される差以下になった時
点で、このエネルギー線を感光材に照射するよう構成し
、また、上記の露光装置のこのエネルギー線の照射系に
設けた加速度計により検出したこの照射系の加速度と、
この移動台に設けた加速度３ｌにより検出したこの移動
台の加速度との差を、エネルギー線のこの感光材の表面
における目標位置からのずれ量に変換し、このずれ量を
補正した位置にエネルギー線を照射するよう構戒する。

〔作用〕

即ち本発明においては電子ビームコラム５が振動してい
る場合に電子ビームコラムの加速度計から得られた第２
図ｆａ）に示す電子ビームコラムの加速度データ（α。

）と、Ｘ−Ｙステージが振動している場合にＸ−Ｙステ
ージの加速度計から得られた第２図（ｂｌに示すＸ−Ｙ
ステージの加速度データ（α，）とから第２図（Ｃｌに
示すようなこれらの加速度データの差（α。−α，）の
加速度データが得られるが、図に示すように時間の経過
に伴ってこの加速度データが減衰するから、この加速度
データの値が第２図（Ｃ）の右端部のように電子ビーム
の照射が許容される範囲内になれば、電子ビームの照射
を行うことが可能となるので、Ｘ−Ｙステージの停止後
、必要にして且つ充分な待ち時間が経過した後に電子ビ
ームの照射を行うことが可能となり、無駄な待ち時間を
費やさず且つ品質を低下させない電子ビームの照射を行
うことが可能となる。

また、第２図（Ｃ）のＸ−Ｙステージ３の停止直後のよ
うに電子ビームコラムの加速度データとＸ−Ｙステージ
の加速度データの差（α０−α，）が大きな値の場合に
は、各時点におけるこの加速度データの差を被露光材の
表面における電子ビームの照射位置のずれ量に変換し、
このずれ量を補正するように電子ビームコラムを作動さ
せて電子ビームを照射すれば、振動が減衰するのを待つ
ことなく、電子ビームのＩＴＱ射を被露光材の所定の位
置に正確に行うことが可能となる。

〔実施例〕

以ド第１図．第３図〜第４図により本発明の一実施例を
電子ビーム露光装置の場合について詳細に説明する。

第１図は本発明による一実施例の電子ビーム露光装置の
概略構或図、第３図は本発明による一実施例の電子ビー
ム露光装置のシステムの概念図、第４図は第３図の補正
量計算回路のシステム図である。

本発明の電子ビーム露光装置の主要部は従来の技術にお
いて説明したものと同じであるが、第１図に示すように
電子ビームコラム５とＸ−Ｙステージ３にそれぞれ加速
度計６及び加速度計７を設け、これらの加速度計によっ
て検出された加速度データを補正量計算回路８に入力し
、補正量計算回路８における計算結果を電子ビーム制御
部１３に出力し、電子ビーム制御部１３によって電子ビ
ームコラム５を％＋Ｊ御して電子ビームの照射を行う露
光装置である。

本発明による一実施例の電子ビーム露光装置のシステム
は第３図に示すように、露光制御計算機１４と照射すべ
き電子ビームのパターンデータのメモリ１４ａにより電
子ビーム制御部１３を制御し、電子ビーム制御部ｌ３に
よって電子ビームコラム５を制御して電子ビーム４を照
射している。

この電子ビーム制御部１３はパターン発生・形戒回路１
３ａ、パターン補正回路１３ｂ　，　Ｄ／Ａ変換器１３
ｃ及び増幅器１３ｄから構威されている。

一方、露光制御計算機１４はＸ−Ｙステージ制御部１２
を介してＸ−Ｙステージ３を制御しており、レーザ側長
器によって求められたＸ−Ｙステージ３の位置データは
、位置検出制御回路１１ｄからＸ−Ｙステージ制御部ｌ
２に出力されると同時に電子ビーム制御部１３のパター
ン補正回路１３ｂにも出力され、電子ビームコラム５の
制御に関与している。

第４図に示すように、補正堵計算回路８は電子ビームコ
ラムの加速度計６とＸ−Ｙステージの加速度計７から検
出されたそれぞれの加速度データα０及びα，を、変換
データＡＣ及びＡ，に変換する変換器８８及び８ｂと、
変換データ（Ａｃ　　Ａｓ）を変換する変換器８ｃとか
ら構或されており、この変換器８ｃの出力と、レーザ側
長器の位置検出制御回路ｌｉｄの出力とを電子ビーム制
御部のパターン補正回路１３ｂに人力して電子ビームコ
ラムを制御している。

このようにして従来の電子ビーム制御部１３による電子
ビームコラム５の制御に加えて、電子ビームコラム５及
びＸ−Ｙステージ３にそれぞれ設けた加速度計６及び７
によって検出されたそれぞれの加速度データの差を用い
、必要匪つ充分な待ら時間経過後に電子ビーム４を照射
するか、或いはこの差に対応するずれ量を補正した電子
ビーム４を被露光材１上に照射することにより、すれ量
の少ない高精度の電子ビーム４の照射を行うことが可能
となる。

〔発明の効果〕

以上の説明から明らかなように本発明によれば、エネル
ギー線の照射系と移動台にそれぞれ加速度計を備え、移
動台の移動に伴うそれぞれの加速度データの差を検出し
てこの差が許容範囲内に減衰するまで待つか、或いはこ
の差に相当する振り量をエネルギー線に与えて照射位置
を補正することにより、高精度のエネルギー線の照射を
行うことが可能となる等の利点があり、著しい経済的及
び信頼性向上の効果が期待できる露光装置及び露光方法
の提供が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による一実施例の電子ビーム露光装置の
概略構成図、 第２図は本発明の作用を説明する図、 第３図本発明による一実施例の電子ビーム露光装置のシ
ステムの概念図、 第４図は第３図の補正量計算回路のシステム図、第５図
は電子ビーム露光装置の概略構或図、第６図は電子ビー
ム露光装置の電子ビームコラムの構戒を示す図、 第７図は従来の露光装置の問題点を示す模式図、である
。 図において、 ｌは被露光材、　　　　２は感光材、 ３はＸ−Ｙステージ、　４は電子ビーム、５は電子ビー
ムコラム、６は加速度計、７は加速度計、　　　　８は
補正量計算回路、９は防振台、　　　　　　１０は真空
チャンバ、１１はレーザ側長器、　　ｌｌａはレーザ発
振器、１ｌｂはξラー　　　　　１１ｃはレーザレシー
バ、ｌｉｄは位置検出制御回路、 １２はｘ−ｙステージ制御部、 １２ａはＤＣモータ、　　１２ｂはＤＣモータ、ｌ３は
電子ビーム制御部、 １３ａはパターン発生・形戒回路、 １３ｂはパターン補正回路、 １３ｃはＤ／Ａ変換器、 １３ｄは増幅器、　　　　１４は露光制御計算機、１４
ａはメモリ、　　　　ｌ５は電子ビームガン、Ｉ６はス
リット、　　　　１７はレンズ、１８はスリットデフレ
クタ、 １９は第２スリソト、　　２０はレンズ、２１はプラン
キング用コイル、 ２２はアバーチャ、　　　２３はレンズ、２４はメイン
デフレクタ、２５は投影レンズ、２６はサブデフレクタ
、 を示す。 本発明による一実施例の電子ビーム露光装置の概略構ｅ
．図第１図 （ａｌ 電子ビームコラムの加速度データ αＣ αｉ ＋ａ 電子ビームコラムとＸ−Ｙステージの加速度データの差
本発明の作用を説明する図 第３図の補正量計算回路のシステム図 第 ４ 図 電子！：−ｂ制御ＢｕＸ，，．， 本発明による一実施例の電子ビーム露光装置のシステム
概念図第 ３ 図 電子ビーム露光装置の電子ビームコラムの構戒を示す図
第 ６ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕表面に感光材（２）を形成した被露光材（１）を
   移動台（３）に搭載し、前記感光材（２）にエネルギー
   線（４）を照射する露光装置において、前記エネルギー
   線（４）の照射系（５）の少なくとも一ヶ所に加速度計
   （６）を具備し、前記移動台（３）にも加速度計（７）
   を具備することを特徴とする露光装置。 〔２〕請求項１に記載の露光装置の前記エネルギー線（
   ４）の照射系（５）に設けた加速度計（６）により検出
   した前記照射系（５）の加速度と、前記移動台（３）に
   設けた加速度計（７）により検出した前記移動台（３）
   の加速度との差が、前記エネルギー線（４）の前記感光
   材（２）への照射を行うことが許容される差以下になっ
   た時点で、前記エネルギー線（４）を前記感光材（２）
   に照射することを特徴とする露光方法。 〔３〕請求項１に記載の露光装置の前記エネルギー線（
   ４）の照射系（５）に設けた加速度計（６）により検出
   した前記照射系（５）の加速度と、前記移動台（３）に
   設けた加速度計（７）により検出した前記移動台（３）
   の加速度との差を、前記エネルギー線（４）の前記感光
   材（２）の表面における目標位置からのずれ量に変換し
   、該ずれ量を補正した位置に前記エネルギー線（４）を
   照射することを特徴とする露光方法。