JPH04109614A - Stage mechanism for photolithographic system - Google Patents
Stage mechanism for photolithographic systemInfo
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70691—Handling of masks or workpieces
- G03F7/70716—Stages
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- Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は連続移動方式とステップアンドリピート方式の
切換えが可能な描画装置用ステージ機構に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to a stage mechanism for a drawing apparatus that is capable of switching between a continuous movement method and a step-and-repeat method.
［従来の技術］
電子ビーム描画装置やイオンビーム描画装置等の描画装
置では、ステージ上に載置された材料上の所定の位置に
電子ビーム若しくはイオンビーム等のビームをショット
する事により該材料上の所定箇所にパターンを描画する
様にしている。[Prior Art] In a lithography apparatus such as an electron beam lithography apparatus or an ion beam lithography apparatus, a beam such as an electron beam or an ion beam is shot at a predetermined position on a material placed on a stage. A pattern is drawn at a predetermined location.
第２図は、例えば、電子ビーム描画装置の概略を示した
もので、予め、制御装置１の指令により、磁気ディスク
（図示せず）等から所定量の描画パターンデータを一旦
描画データメモリ２に記憶しておく。そして、パターン
描画時、該制御装置の指令により、該描画データメモリ
２からパターンデータを呼出し、パターンデータの大き
さデータや位置データを偏向信号作成ユニット３に、ブ
ランキングデータをブランキング信号作成ユニット４に
、ステージ移動データをステージ駆動ユニット５に夫々
送る。前記ブランキング信号作成ユニット４はブランキ
ングデータに基づいてブランキング信号を作成し、該ブ
ランキング信号をプランキング電極６に送る。その為、
該ブランキング電極とブランキング絞り７とにより、電
子銃８からの電子ビームの材料上への照射が、各所定時
間、オンオフされる。該ブランキング絞り７を通過した
電子ビームは、集束レンズ９で、ステージ１０上に載置
された材料１１上に集束させる。該電子ビームは、前記
偏向信号作成ユニット３からの偏向信号によって制御さ
れる偏向器１２により、該材料上の所定の位置にショッ
トされるので、該材料上の所定の箇所に所定のパターン
が描かれる。FIG. 2 schematically shows, for example, an electron beam lithography system, in which a predetermined amount of lithography pattern data is temporarily stored in the lithography data memory 2 from a magnetic disk (not shown) or the like in advance according to a command from the control device 1. Remember it. When drawing a pattern, the pattern data is called from the drawing data memory 2 according to a command from the control device, the size data and position data of the pattern data are sent to the deflection signal creation unit 3, and the blanking data is sent to the blanking signal creation unit. 4, the stage movement data is sent to the stage drive unit 5, respectively. The blanking signal generation unit 4 generates a blanking signal based on the blanking data, and sends the blanking signal to the blanking electrode 6. For that reason,
The blanking electrode and the blanking aperture 7 turn on and off the irradiation of the electron beam from the electron gun 8 onto the material for each predetermined period of time. The electron beam that has passed through the blanking aperture 7 is focused by a focusing lens 9 onto a material 11 placed on a stage 10. The electron beam is shot at a predetermined position on the material by a deflector 12 controlled by a deflection signal from the deflection signal generating unit 3, so that a predetermined pattern is drawn at a predetermined location on the material. It will be done.
尚、この際、前記ステージ１０の位置はステージ駆動ユ
ニット５により制御される。At this time, the position of the stage 10 is controlled by the stage drive unit 5.
所で、この様な電子ビーム描画装置において、ステージ
の移動方式が２つある。１つは、連続移動方式で、ステ
ージを連続的に移動させながら、該移動方向に垂直な方
向に高速に材料上を電子ビームで走査してパターンを描
く方式で、高速パターン描画が可能である。又、もう１
つはステップアンドリピート移動方式で、電子ビームの
許容偏向範囲を考え、該許容範囲に対応した材料上の領
域の中心に光軸が来る様に、ステージを移動させ、ステ
ージを停止させてから、この領域をビームで走査してパ
ターンを描き、次の材料上の領域の中心に光軸が来る様
に、ステージを移動させ、ステージを停止させてから、
この領域をビームで走査してパターンを描く一連の操作
を繰返す方式で、高精度パターン描画が可能である。Incidentally, in such an electron beam lithography apparatus, there are two methods of moving the stage. One is a continuous movement method, in which a pattern is drawn by scanning the material with an electron beam at high speed in a direction perpendicular to the movement direction while continuously moving the stage, which enables high-speed pattern drawing. . Also, one more
One is the step-and-repeat movement method, in which the allowable deflection range of the electron beam is considered, the stage is moved so that the optical axis is centered on the area on the material that corresponds to the allowable range, and then the stage is stopped. Scan this area with the beam to draw a pattern, move the stage so that the optical axis is at the center of the area on the next material, and then stop the stage.
High-precision pattern drawing is possible by repeating a series of operations to scan this area with a beam and draw a pattern.
［発明が解決しようとする課題〕
さて、従来の描画装置では、何れか１つのステージ移動
方式だけを採用している。[Problems to be Solved by the Invention] Conventional drawing apparatuses employ only one stage movement method.
しかし、パターン描画の目的に応じて、何れかのステー
ジ移動方式が選択されるので、同じ描画装置において、
成る材料には連続移動方式を使用するが、別の材料には
ステップアンドリピート移動方式を使用したい場合があ
り、又、同一材料でも、成る領域の描画には前者の方式
を使用し、別の領域には後者の方式を使用したい場合が
ある。However, since one stage movement method is selected depending on the purpose of pattern drawing, in the same drawing device,
You may want to use the continuous movement method for one material, but use the step-and-repeat movement method for another material, or even for the same material, use the former method to draw the region that it consists of, and use the step-and-repeat method for another material. You may want to use the latter method for some areas.
本発明は、この様な要望に応えたもので、何れのステー
ジ方式も切換えて使用出来る様に成した新規な描画装置
用のステージ機構を提供するものである。The present invention has been made in response to such demands and provides a novel stage mechanism for a drawing apparatus that can be used by switching between any of the stage systems.
［課題を解決するための手段コ
本発明の描画装置用ステージ機構は、被描画材料を載置
するステージ、該ステージを連続移動モード若しくはス
テップアンドリピート移動モードで移動させる為のステ
ージ駆動手段、該ステージの位置を測定する手段、ステ
ージが連続移動モードで移動する時には該測定したステ
ージ位置信号を速度信号に変換し、該速度信号が目標速
度信号に一致する様に前記ステージ駆動手段を制御する
手段、ステージがステップアンドリピート移動モードで
移動する時には前記測定したステージ位置信号が目標位
置信号に一致する様に前記ステージ駆動手段を制御する
手段を備えた。[Means for Solving the Problems] The stage mechanism for a drawing apparatus of the present invention includes a stage on which a material to be drawn is placed, a stage driving means for moving the stage in a continuous movement mode or a step-and-repeat movement mode, and a stage mechanism for a drawing apparatus according to the present invention. means for measuring the position of the stage; means for converting the measured stage position signal into a speed signal when the stage moves in continuous movement mode; and means for controlling the stage driving means so that the speed signal matches a target speed signal. and means for controlling the stage driving means so that the measured stage position signal coincides with the target position signal when the stage moves in a step-and-repeat movement mode.
［実施例］
第１図は、本発明の一実施例として示した描画装置用の
ステージ機構の概略図である。[Embodiment] FIG. 1 is a schematic diagram of a stage mechanism for a drawing apparatus shown as an embodiment of the present invention.
図中２０はステージ、２１は材料、２２はレーザ測長シ
ステム、２３はスイッチング回路で、Ｓはスイッチ、ａ
、ｂ、ｃは端子である。２４は制御装置、２５は速度算
出部、２６は位置算出部、２７は移動制御部、２８は駆
動関数発生部、２９はモータ駆動部、３０はモータであ
る。前記移動制御部２７は、ステージの速度信号若しく
はステージの位置信号を受けてＰＩＤ制御に基づくステ
ージの移動制御を行なう為の速度信号若しくは位置信号
を発生するものである。尚、ＰＩＤ制御とは、偏差信号
を比例（Ｐ動作）、積分（Ｉ動作）及び微分（Ｄ動作）
した信号を組合わせて帰還制御するものである。In the figure, 20 is a stage, 21 is a material, 22 is a laser length measurement system, 23 is a switching circuit, S is a switch, and a
, b, and c are terminals. 24 is a control device, 25 is a speed calculation section, 26 is a position calculation section, 27 is a movement control section, 28 is a drive function generation section, 29 is a motor drive section, and 30 is a motor. The movement control section 27 receives a stage speed signal or a stage position signal and generates a speed signal or a position signal for performing stage movement control based on PID control. PID control means that the deviation signal is proportional (P operation), integral (I operation), and differentiated (D operation).
The combined signals are used for feedback control.
先ず、連続移動方式を実施する場合、制御装置２４から
連続移動モードを指定する信号をスイッチング回路２３
及び移動制御部２７へ送る。前記スイッチング回路２３
は送られて来た連続移動モード指定信号により、スイッ
チＳを端子すに切換える。又、前記移動制御部２７は、
該連続移動モード指定信号により、ＰＩＤ制御を行なう
為の演算式の各制御定数、即ち、比例定数、積分定数。First, when implementing the continuous movement method, a signal specifying the continuous movement mode is sent from the control device 24 to the switching circuit 23.
and sends it to the movement control unit 27. The switching circuit 23
switches the switch S to terminal S in response to the received continuous movement mode designation signal. Further, the movement control section 27
Each control constant of an arithmetic expression for performing PID control, that is, a proportional constant and an integral constant, according to the continuous movement mode designation signal.
微分定数、及び微分ループ定数を、夫々連続移動モード
用の定数に、に、、ＫＤ、αにする。The differential constant and the differential loop constant are set to constants for continuous movement mode, KD, and α, respectively.
この状態で、駆動関数発生部２８は、前記制御装置２４
からの連続移動制御信号に基づいて、ステージ２０を所
定の速度で連続移動をさせる為の関数信号（指令波形）
をモータ駆動部２９に送る。In this state, the drive function generating section 28
A function signal (command waveform) for continuously moving the stage 20 at a predetermined speed based on a continuous movement control signal from
is sent to the motor drive unit 29.
該モータ駆動部は該関数信号に基づいてモータ３０を駆
動するので、ステージ２０は所定の速度で連続移動する
。この際、レーザ測長システム２２は、該ステージの移
動位置を測定し、該測定した位置情報を有する信号をス
イッチング回路２３を介して速度算出部２５に送る。該
速度算出部２５は、送られて来たステージの位置信号を
速度信号に変換する。該速度算出部２５には、前記連続
移動モードを指定した時に、前記制御装置２４から目標
速度が与えられており、該目標速度信号と、前記ステー
ジの位置信号を変換して得た速度信号、即ち、現在のス
テージ速度との差ΔＶ、を移動制御部２７へ送る。該移
動制御部は、該目標速度と現在のステージの速度との差
ΔＶ、と、今回の測定の直前に測定した目標速度とステ
ージの速度との差ΔＶ１−７と、前記連続移動モード用
の比例定数に、積分定数に１．微分定数ＫＤとから、次
の演算式に基づいて、速度制御量Ｖ ＣＯＮを算出し、
該速度制御量Ｖ ＣＯＮを前記モータ駆動部２９に送る
。Since the motor drive unit drives the motor 30 based on the function signal, the stage 20 continuously moves at a predetermined speed. At this time, the laser length measurement system 22 measures the moving position of the stage, and sends a signal having the measured position information to the speed calculation section 25 via the switching circuit 23. The speed calculation unit 25 converts the received stage position signal into a speed signal. The speed calculation unit 25 is given a target speed from the control device 24 when the continuous movement mode is specified, and calculates a speed signal obtained by converting the target speed signal and the position signal of the stage, That is, the difference ΔV from the current stage speed is sent to the movement control section 27. The movement control unit determines a difference ΔV between the target speed and the current stage speed, a difference ΔV1-7 between the target speed and the stage speed measured immediately before the current measurement, and the continuous movement mode. 1 for the proportional constant and the integral constant. From the differential constant KD, calculate the speed control amount V CON based on the following calculation formula,
The speed control amount V CON is sent to the motor drive section 29 .
ＶＣＯＮ ＝ Ｋ ΔＶ ｌ＋ Ｋ １ ΣΔＶ、＋に
、、（ΔＶ−ΔＶｌ−＋ ） ／α
この結果、前記ステージ２０は、目標の速度を維持して
移動する。VCON=KΔVl+K1ΣΔV,+, (ΔV−ΔVl−+)/α As a result, the stage 20 moves while maintaining the target speed.
さて、該連続移動方式により材料上に、所定のパターン
が描画され、−旦ステージを停止した後、次ぎに、ステ
ップアンドリピート方式を実施する場合、制御装置２４
からステップアンドリピート移動モードを指定する信号
を前記スイッチング回路２３及び移動制御部２７へ送る
。前記スイッチング回路２３は送られて来たステップア
ンドリピート移動モード指定信号により、スイッチＳを
端子Ｃに切換える。又、前記移動制御部２７は、該ステ
ップアンドリピート移動モード指定信号により、ＰＩＤ
制御を行なう為の演算式の比例定数。Now, when a predetermined pattern is drawn on the material by the continuous movement method and once the stage is stopped, the control device 24
A signal specifying the step-and-repeat movement mode is sent to the switching circuit 23 and the movement control section 27 from there. The switching circuit 23 switches the switch S to the terminal C in response to the step-and-repeat movement mode designation signal sent thereto. Further, the movement control section 27 controls the PID according to the step-and-repeat movement mode designation signal.
Constant of proportionality in the calculation formula for control.
積分定数、微分定数、及び微分ループ定数を、夫々ステ
ップアンドリピート移動モード用の定数に、に、＋、Ｋ
Ｄ−１α′にする。Let the integral constant, the differential constant, and the differential loop constant be constants for the step-and-repeat movement mode, respectively, to, +, K.
Make it D-1α'.
この状態で、駆動関数発生部２８は、前記制御装置２４
からのステップアンドリピート移動制御信号に基づいて
、ステージ２０を所定の位置へ移動させる為の関数信号
をモータ駆動部２９に送る。In this state, the drive function generating section 28
Based on the step-and-repeat movement control signal from , a function signal for moving the stage 20 to a predetermined position is sent to the motor drive section 29 .
該モータ駆動部は該関数信号に基づいてモータ３０を駆
動するので、ステージ２０は所定の位置へ移動する。こ
の移動の際、レーザ測長システム２２は、該ステージの
移動位置を測定し、該位置情報をスイッチング回路２３
を介して位置算出部２６に送る。該速度算出部２６は、
前記ステップアンドリピート移動モードを指定した時に
、前記制御装置２４から目標位置が与えられており、該
目標位置と、前記ステージの現在の位置との差ΔＰ１を
移動制御部２７へ送る。該移動制御部は、該目標位置と
ステージの現在の位置との差ΔＰ１と、今回の測定の直
前に測定した目標位置とステージの位置との差ΔＰ１−
１と、前記連続移動モード用の比例定数に一、積分定数
に、−、微分定数ＫＤ′とから、次の演算式に基づいて
、位置制御量ＰＣＯＮを算出し、該位置制御量Ｐ ＣＯ
Ｎを前記モータ駆動部２９に送る。Since the motor drive unit drives the motor 30 based on the function signal, the stage 20 moves to a predetermined position. During this movement, the laser length measurement system 22 measures the movement position of the stage and transfers the position information to the switching circuit 23.
The data is sent to the position calculation unit 26 via. The speed calculation unit 26
When the step-and-repeat movement mode is specified, the target position is given by the control device 24, and the difference ΔP1 between the target position and the current position of the stage is sent to the movement control unit 27. The movement control unit calculates a difference ΔP1 between the target position and the current position of the stage, and a difference ΔP1− between the target position and the stage position measured immediately before the current measurement.
1, the proportional constant for the continuous movement mode is 1, the integral constant is -, and the differential constant KD', the position control amount PCON is calculated based on the following calculation formula, and the position control amount PCO
N is sent to the motor drive section 29.
Ｐ ＣＯＮ ＝ Ｋ−ΔＰ ｌ十Ｋ ニーΣΔＰ ＋
十Ｋ 。P CON = K - ΔP 10 K knee ΣΔP +
Ten K.
（ΔＰ、−ΔＰＩ−１）／α この結果、前記ステージ２０は、目標位置に移動する。(ΔP, -ΔPI-1)/α As a result, the stage 20 moves to the target position.
［発明の効果コ
本発明の描画装置用ステージ機構は、被描画材料を載置
するステージ、該ステージを連続移動モード若しくはス
テップアンドリピート移動モードで移動させる為のステ
ージ駆動手段、該ステージの位置を測定する手段、ステ
ージが連続移動モードで移動する時には該測定したステ
ージ位置信号を速度信号に変換し、該速度信号が目標速
度信号に一致する様に前記ステージ駆動手段を制御する
手段、ステージがステップアンドリピート移動モードで
移動する時には前記測定したステージ位置信号が目標位
置信号に一致する様に前記ステージ駆動手段を制御する
手段を備えたので、同一描画装置で、連続移動方式とス
テップアンドリピート移動方式を行なう事が出来る。従
って、同じ描画装置において、成る材料には連続移動方
式を使用するが、別の材料にはステップアンドリピート
方式を使用したい場合や、同一材料でも、成る領域の描
画には前者の方式を使用し、別の領域には後者の方式を
使用したい場合に対応出来る。[Effects of the Invention] The stage mechanism for a drawing apparatus of the present invention includes a stage on which a material to be drawn is placed, a stage driving means for moving the stage in a continuous movement mode or a step-and-repeat movement mode, and a stage mechanism for controlling the position of the stage. means for measuring, when the stage moves in a continuous movement mode, means for converting the measured stage position signal into a speed signal and controlling the stage driving means so that the speed signal matches a target speed signal; When moving in the and-repeat movement mode, the stage drive means is provided with means for controlling the stage drive means so that the measured stage position signal matches the target position signal. can be done. Therefore, in the same drawing device, if you want to use the continuous movement method for one material but use the step-and-repeat method for another material, or use the former method to draw the region made of the same material. , the latter method can be used for other areas.
第１図は本発明の一実施例として示した描画装置用のス
テージ機構の概略図、第２図は、電子ビーム描画装置の
概略を示したものである。FIG. 1 is a schematic diagram of a stage mechanism for a lithography apparatus shown as an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic diagram of an electron beam lithography apparatus.
Claims (1)
動モード若しくはステップアンドリピート移動モードで
移動させる為のステージ駆動手段、該ステージの位置を
測定する手段、ステージが連続移動モードで移動する時
には該測定したステージ位置信号を速度信号に変換し、
該速度信号が目標速度信号に一致する様に前記ステージ
駆動手段を制御する手段、ステージがステップアンドリ
ピート移動モードで移動する時には前記測定したステー
ジ位置信号が目標位置信号に一致する様に前記ステージ
駆動手段を制御する手段を備えた描画装置用ステージ機
構。A stage on which a material to be drawn is placed, a stage driving means for moving the stage in a continuous movement mode or a step-and-repeat movement mode, a means for measuring the position of the stage, and a measuring means when the stage moves in a continuous movement mode. Converts the stage position signal into a speed signal,
means for controlling the stage driving means so that the speed signal matches the target speed signal; when the stage moves in a step-and-repeat movement mode, the stage driving means controls the stage driving means so that the measured stage position signal matches the target position signal; A stage mechanism for a drawing device, comprising means for controlling the means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2228605A JPH04109614A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Stage mechanism for photolithographic system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2228605A JPH04109614A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Stage mechanism for photolithographic system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04109614A true JPH04109614A (en) | 1992-04-10 |
Family
ID=16878971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2228605A Pending JPH04109614A (en) | 1990-08-30 | 1990-08-30 | Stage mechanism for photolithographic system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04109614A (en) |
-
1990
- 1990-08-30 JP JP2228605A patent/JPH04109614A/en active Pending
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