JPH04330713A - 荷電粒子ビーム露光装置における荷電粒子ビーム制御方法及びその装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は荷電粒子ビーム露光方法
に関し、特に詳しくはステージ連続移動方式とダブル偏
向方式とを併用する荷電粒子ビーム露光方法におけるビ
ーム偏向制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年荷電粒子ビーム露光方法のスループ
ットを向上させるため、ステージを連続的に移動させな
がら、ビームをステージに載置された試料に対しダブル
偏向方式を用いて露光させ所望のパターンを描画してい
く方法が脚光を浴びてきている。

【０００３】この方法は、連続的に移動するステージに
載置された試料の露光されるべき部分を複数のメインフ
ィールド（例えば２ｍｍ□）と各メインフィールド内を
更に細分化したサブフィールド（例えば　１００μｍ□
）に形成しておき、荷電粒子ビームをメインフィールド
の所定の位置に偏向する場合には主として電磁偏向コイ
ルで形成された偏向範囲は大きいが、偏向速度が比較的
遅いメインデフレクターを用い、サブフィールド内で各
パターン露光部に各パターンをショットしていく場合に
は主として静電偏向器から構成される偏向範囲は小さい
が偏向速度が比較的速いサブデフレクターにより荷電粒
子ビームを所定の場所まで偏向させるものである。

【０００４】この場合、上記したようにステージは露光
作業中常時移動するものであるため、少くともメインデ
フレクターとサブデフレクターとをステージの移動状態
に関する情報から演算処理されるデータに従ってその偏
向位置が常に適正な位置を維持するよう制御される機構
を有している。これは所定の位置に所定のパターンを描
画していく上に重要なことである。

【０００５】処で上記の方法において、デフレクターを
偏向指示信号により一定の範囲で偏向させる場合、コイ
ルやアンプ等の作用により偏向指定位置まで移動して安
定化するため一定の時間即ち静定時間が必要とされてい
る。サブデフレクターによる露光は一般に約　１００ｎ
ｓｅｃ程度の速度で行われ、合計　１５０ｎｓｅｃ（約
６ＭＨｚ）の速度でサブフィールドの内部の露光が行わ
れる。

【０００６】又静定時間は３０〜５０ｎｓｅｃが必要と
されているが、この程度の静定時間は露光操作上大きな
問題とはなっていない。それに比べてメインフィールド
を偏向するメインデフレクターは電磁偏向の為に、　１
００μｍのジャンプ距離に対しても２０μｓｅｃ　程度
の静定時間がかかり、２ｍｍのジャンプ距離に対しては
、１ｍｓｅｃ以上の静定時間が必要である。この長いジ
ャンプ時間は、単にコイルのインダクタンスのみならず
、レンズの導電性材料に流れる渦電流による磁界によっ
て、ビームの偏向位置が安定する迄に、時間がかかる静
定時間が含まれている。 従って特にメインデフレクターを偏向する場合この静定
時間が大きな問題となる。

【０００７】ここで従来のステージ連続移動方法におけ
るダブル偏向方式を用いた荷電粒子ビーム露光方法の例
を図４、図５に沿って概要を説明する。各パターンのデ
ータは図３に示すようにメインフィールドＭの中心を原
点Ｃｍ　とした座標系で構成されており各パターンデー
タは各サブフィールドＳ１　〜Ｓｎ　のメインデフレク
ターの位置座標がバッファメモリ１のメインデフレクタ
ー座標の部分に格納されている。そして該当サブフィー
ルドＳ１　〜Ｓｎ　の内部のパターンデータはサブフィ
ールド用のバッファメモリ２に格納されている。

【０００８】メインフィールドＭの描画に先立って、バ
ッファメモリ１からメインデフレクター座標Ｘ１　即ち
設計データで、例えばサブフィールドの中心座標を表わ
すデータが読み出されて、メインデフレクター位置記録
部３のレジスタに格納される。該当するサブフィールド
Ｓ１　〜Ｓｎ　のパターンデータはバッファメモリ２の
サブフィールド座標の部分から読み出されるが、この段
階ではまだパターンジェネレータ４は起動しない。

【０００９】メインデフレクター位置記録部３にメイン
デフレクター座標値が格納されると同時にその瞬間のス
テージ５の位置座標が例えばレーザー干渉計６を用い読
みとられ、その情報がレーザーカウンター７を経てステ
ージ読み込みレジスター８に格納される。一方、ステー
ジの読み込みレジスタ８と該メインフィールドＭの中心
があるべきステージの位置（目標値ステージレジスタ９
）の情報との差分が減算器１０で演算されメインデフレ
クター座標Ｘ１　と加算器１１で加算されてメインデフ
レクターの偏向すべき長さ（例えばＸ軸方向）Ｘ１　バ
ー（ベクトル）が形成されメインデフレクター偏向座標
記録部１２に格納される。

【００１０】又サブデフレクターも同様にステージの移
動に従った補正を行いながら偏向させている。つまり、
上記の例では、ステージが連続的に移動していることか
ら各デフレクターの偏向方向、偏向幅を絶えずチェック
して制御する必要があるが、これを効率的に行うため、
ある瞬間にメインデフレクターのサブフィールド内での
位置を取り込んで決定し、メインデフレクターを必要な
位置にまで偏向させて固定する。

【００１１】その後のステージの移動に伴う偏向幅と各
サブフィールド内でのパターン描画の制御をサブデフレ
クターにフィードバックをかけて偏向を実行させるもの
である。つまりある瞬間におけるメインデフレクターの
位置をとり込んだ後は上述の処理によってメインデフレ
クターの偏向すべき座標Ｘ１　バーが形成される。メイ
ンデフレクターへの偏向信号Ｘ１　バーはメインデフレ
クターの回転誤差、メインデフレクターアンプの偏向感
度誤差を補正する為に、メインデフレクター補正演算回
路１４を通して、メインデフレクターＤＡＣ　１５にデ
ータ信号が与えられる。

【００１２】このメインデフレクターＤＡＣへのセット
ストローボは、バッファメモリのメインデフレクター座
標を読みだした後、一定時間後に与えられるようにセッ
トされている。これは上述した通り、メインデフレクタ
ーが偏向移動され指定された座標位置に安定される迄あ
る程度の静定時間が必要であり、実際にメインフィール
ドＭの各サブフィールドＳ１　〜Ｓｎ　の描画位置に対
してメインデフレクターを作動させて露光を行うため待
ち時間発生回路２１が設けられ、該待ち時間発生回路２
１の出力信号によってサブフィールドＳ１　〜Ｓｎ　の
パターンジェネレータ４を作動させるように構成されて
いる。

【００１３】この待ち時間は使用されるデフレクターの
コイルやアンプにより異るが２ｍｍのジャンプ距離に対
して通常１ｍｓｅｃである。一方サブデフレクターに関
してはメインデフレクターがメインフィールドＭの１つ
に指向されその中のサブフィールドＳ１　〜Ｓｎ　のあ
る特定座標に順次固定され、ある一定の待ち時間経過後
パターンジェネレータが作動し荷電粒子ビームを偏向し
うる状態となるが、前記補正データメモリ１３からの例
えばゲイン・ローテーションに関する情報が必要ならば
サブデフレクター補正演算回路２６に読み込まれサブフ
ィールドパターンジェネレータ４の出力を補正しサブデ
フレクターＤＡＣ　２７にサブデフレクターの偏向情報
が供給される。

【００１４】一方サブデフレクターへはステージ位置読
込瞬間での読み込みレジスタ８へ読み込まれたステージ
位置と、それ以後時々刻々と移動していくステージのレ
ーザーカウンタの値との差分のデータが引算回路２２を
通して得られ、サブデフレクターステージフィードバッ
ク補正演算回路２３を通してデータがサブデフレクター
ステージフィードバックＤＡＣ　２４に入力される。

【００１５】サブデフレクター用のパターンジェネレー
タ４からのショット毎の偏向信号と、ステージフィード
バック信号を別々のＤＡＣ　２７，２４でアナログ化し
ている理由は、前者が各ショット毎の露光クロックによ
ってストローボパルスの間隔がバラツクのに対して、後
者がステージのレーザー干渉計のアップダウンパルス（
１２０分のλ＝０．００５１μｍの精度で秒速７０ｍｍ
．／ｓｅｃ　の速度でステージが動く場合にパルス間隔
は６０ｎｓｅｃ　１５ＭＨｚ）　で動く為に、両者の同
期信号を形成することがかなり困難である為である。ア
ナログ化してから加算すれば信号は、デジタルパルスを
同期する必要が無く、デジタル演算ミスは発生しない。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の荷電粒
子ビーム露光方法においては、まず、メインデフレクタ
ーを１つのメインフィールドＭにおけるサブフィールド
Ｓ１　から隣接する他のサブフィールドＳ２　へ偏向さ
せた場合に上述したように一定時間の静定時間Ｔ１　が
必要とされる。

【００１７】即ち１つのサブフィールドＳ１　から隣接
するサブフィールドＳ２　にメインデフレクターを指向
させ、或はメインデフレクターを隣接するメインフィー
ルドのある特定のサブフィールドに移動させ固定しよう
とする場合、ステージの目標値とステージの現在位置と
の距離とメインデフメモリから出力された値とのベクト
ル加算値（すなわちメインデフレクタＤＡＣ　１５へ出
力させる最終メインデフ値〔Ｘ１，Ｙ１　〕）が可描画
範囲（例えば２ｍｍ）を超えている時は通常ビームは停
止かつデフレクターも偏向させないが、ステージが移動
して上記の距離が縮まり可描画範囲に入って来たらメイ
ンデフレクターを新しいメインフィールドの先端端部の
例えば左端下部のサブフィールドの中心に移動させるこ
とが必要となる。その為にメインデフレクターをどれだ
け偏向させる必要があるかは前述したようにＸ１バーを
計算すれば求められる。（図６の点Ｐと点Ｑとの間に相
当する。）然しながら実際メインデフレクターがＰ点か
らＱ点に移動するには点線Ｋに示すような動き或はＫ′
に示すような動きをするものでその為に２ｍｍのジャン
プには通常１ｍｓｅｃの時間がかかる。この待ち時間の
間はビームの露光が中断されるため死時間となりスルー
プットを向上するためのネックとなっている。

【００１８】又上記のように１ｍｓｅｃの時間を経過し
て露光をしようとしてもその時にはステージは更に移動
するため、改めてステージの目標位置と現在位置との差
分をとって補正値を出し、メインデフレクターを更にそ
の分だけ振る（偏向する）必要がありこれについても又
待ち時間を設け又差分をみるというようにいつまでも繰
り返して処理を行う必要が生じてくるため処理が繁雑と
なっていた。

【００１９】一方上述の従来方法において、フィールド
の幅が２ｍｍで、メインデフレクターのジャンプ距離が
最大２ｍｍで１ｍｓｅｃのメインデフレクタージャンプ
待ち時間が必要であるとする。今サブデフレクターのス
テージフィードバックの可能な範囲が±１０μｍで、２
０μｍの帯であるとする。ステージの速度が秒速５　ｍ
ｍ／ｓｅｃ　程度以下での低速露光である場合には１ｍ
ｓｅｃのジャンプ待ち時間の間ではステージは５μｍし
か動かない為に最初に、１０μｍをサブデフレクタース
テージフィードバック回路に加算しておけば１５μｍま
でサブデフレクターステージフィードバックに効く範囲
がある。

【００２０】この場合には１ｍｓｅｃ待ってからパター
ンジェネレータがスタートしても、まだ３ｍｓｅｃのサ
ブフィールドの露光時間の余裕があって、充分に露光が
可能である。しかし、更に露光が早くなって、ステージ
の移動速度が５０ｍｍ／ｓｅｃ　の高速化が必要になっ
た場合には問題点が発生する。この場合にはサブフィー
ルドのステージフィードバック回路の許容幅は２０μｍ
であるので、サブデフステージフィードバック範囲には
ステージが４００μｓｅｃ　しか止まっていない。

【００２１】そこで、サブフィールドのフィードバック
範囲をオーバーフローするかどうかを常に判定して、オ
ーバーフローしたらさらにステージ位置をメインデフレ
クターに取り込んだり、パターンジェネレータを止めた
りする方法も提案されたりしているが、パターンジェネ
レータの動きが予測されなかったり、メインデフレクタ
ーのジャンプを待っている間にはサブデフレクターのオ
ーバーフローがおきなかったが、露光開始した瞬間にサ
ブデフステージフィードバックがオーバーフローしたり
して折角露光が数ショット始まってから、再び停止せね
ばならないという不規則な制御であった。

【００２２】このような不規則な制御では、スループッ
トが向上しないばかりか、パターンの位置がずれたり、
露光条件が異ってくることから均質はパターンを描画し
えないという欠点もあった。本発明の目的はこのような
従来の欠点を改良しメインデフレクターの偏向における
従来の待ち時間に相当する時間をなくし、安定した露光
作業を行えるとともに高速露光の場合でもオーバーフロ
ーが生じない信頼性の高い荷電粒子ビーム露光システム
を提供しようとするものである。

【００２３】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため次に示すような技術構成を採用するものである
。即ち連続的に移動するステージ上に載置された試料に
対し、該試料上を複数個のメインフィールドに分割する
とともに各メインフィールド内を更に複数のサブフィー
ルドに分割して、ビーム偏向幅の大なるメインデフレク
ターとビーム偏向幅の小なるサブデフレクターとを用い
て該試料上にビームを露光せしめて任意のパターンを描
画するに際し、メインデフレクターを順次複数のサブフ
ィールドの特定位置に指向固定させることを繰り返すと
ともに、該メインデフレクターが指向固定されているサ
ブフィールド内の複数個のパターンデータ露光部の各々
に対してサブデフレクターを順次指向させながら露光を
行うことによってパターンを描画するように制御するも
のでありかつメインデフレクターが、１のサブフィール
ドから他のサブフィールドに指向される際に、該メイン
デフレクターのジャンプに通常要する静定時間の間、該
メインデフレクターを積極的に移動させることによって
、サブフィールド内の特定の位置まで移動させ、その後
に露光作業を開始するようにしたことを特徴とする荷電
粒子ビーム露光装置における荷電粒子ビーム制御方法を
第１の態様とし、上記態様において該メインデフレクタ
ーのジャンプに通常要する静定時間の間所定の微少間隔
でメインデフレクターを間欠的に移動させながら、サブ
フィールドの特定の位置にまで順次移動させることを第
２の態様とするものである。

【００２４】更に本発明においては第３の態様として連
続的に移動するステージ上に載置された試料に対し、該
試料上を複数個のメインフィールドに分割するとともに
各メインフィールド内を更に複数のサブフィールドに分
割して、ビーム偏向幅の大なるメインデフレクターとビ
ーム偏向幅の小なるサブデフレクターとを用いて該試料
上にビームを露光せしめて任意のパターンを描画するに
際し、メインデフレクターを順次複数のサブフィールド
の特定位置に指向固定させることを繰り返すとともに、
該メインデフレクターが指向固定されているサブフィー
ルド内の複数個のパターンデータ露光部の各々に対して
、サブデフレクターを順次指向させながら露光を行うこ
とによってパターンを描画するように制御するものであ
りかつ１つのサブフィールド内においてオーバーフロー
が発生する可能性のあるサブフィールドを予め複数の小
領域に分割しておき、各小領域にメインデフレクターを
順次に移動固定させ順次に露光するようにしたことを特
徴とする荷電粒子ビーム露光装置における荷電粒子ビー
ム制御方法が提供される。

【００２５】

【作用】本発明においてはメインデフレクターを１つの
メインフィールドにおける１つのサブフィールドから他
のサブフィールドに指向させその内の特定のサブフィー
ルドに偏向する場合に、従来技術においては前記したよ
うに２ｍｍものジャンプを行わせ、それに伴い１ｍｓｅ
ｃの待ち時間を必要としたのに対し、メインデフレクタ
ーの偏向指示信号が出力され、メインデフレクターがメ
インフィールドの特定のサブフィールドの位置に向って
移動しつつメインデフレクターをステージの目標値と現
在位置との差分微少時間間隔でとりながらステージの移
動距離と偏向速度で決まる適当な微少距離で徐々に偏向
させる動作をくり返させるので、メインデフレクターが
露光すべき位置に来た時には待ち時間を必要とすること
なく即ち露光作業を開始出来る。

【００２６】又ステージの移動速度が高速である際に、
ある特定のサブフィールドにおけるパターンの数が多く
従ってオーバーフローが予想される処においては予めそ
のサブフィールドを更に細かいフィールド領域に分割し
それを順次露光するようにしているため、従来技術にお
けるようなオーバーフローは発生せず又スループットも
向上させることが出来る。

【００２７】

【実施例】以下に本発明の具体例を図を参照しながら詳
細に説明する。本発明の基本的技術思想は上述したよう
な連続ステージ移動方式とダブル偏向テフレクター方式
とを併用する荷電粒子ビーム露光方法において、デフレ
クター本体がビームの偏向に当って移動してから所定の
位置に落着く迄にもともと必要とされる静定時間と、ス
テージの連続移動によって目標位置がずれることから来
るビーム偏向位置をくり返し調整する必要があるという
問題から、静定時間が長くなるという欠点を解消しよう
とするものである。

【００２８】そこで本発明においては上記の欠点を解決
するための具体的構成として、メインデフレクターが、
１のサブフィールドＳ１　からそれと隣接する他のサブ
フィールドＳ２　に指向される際に、該メインデフレク
ターのジャンプに通常要する静定時間の間、該メインデ
フレクターを積極的に移動させることによって、サブフ
ィールドＳ２　内の特定の位置まで移動させ、その後に
露光作業を開始するようにした点にある。

【００２９】上記におけるメインデフレクターを積極的
に移動させる方法の１つの例としては、該メインデフレ
クターのジャンプに通常要する静定時間の間所定の微少
間隔でメインデフレクターを間欠的に移動させながら、
サブフィールドの特定の位置にまで順次移動させるよう
にすることも出来、又他の例としては該メインデフレク
ターのジャンプに通常要する静定時間を予め算出し、そ
の静定予測時間から当該静定予測時間経過後にメインデ
フレクターが存在すべき位置を求め、当該予測位置に向
かって該メインデフレクターを移動させるようにしたも
のであっても良い。

【００３０】実施例１ まず第１の具体例について図１、図２、図３Ａ、図３Ｂ
及び図８を参照しながら以下に説明する。まず図３Ｂか
ら明らかなように上記静定時間Ｔ１　をある所定の時間
間隔Δｔで区切り、区切った１つの時間Δｔだけデフレ
クターを所定の方向に移動させる。

【００３１】そしてΔｔ時間経過した時にステージが現
在どこにいるかをチェックし、ステージの目標位置もず
れているので、変更した目標位置をずらせて移動させ、
又Δｔ時間経過した時に再びステージの現在位置のチェ
ックとステージの目標位置の変更を行う。このような操
作をくり返しながら所定の静定時間Ｔ１　を経過した時
には、デフレクターの位置がサブフィールドの所定の位
置に到達するように制御して行く。

【００３２】従って本具体例では従来全く使用されてい
なかった上記静定時間を積極的に利用してメインデフレ
クターを微少間隔で修正移動をくり返しながら目標位置
に到達することが出来るので、メインデフレクターがそ
の所定の位置に到達した時には即ぐ露光が行える状態と
なっている。尚本発明における上記具体例ではΔｔ時間
におけるメインデフレクターの偏向距離は２〜３μ程度
の短い移動距離であるためそれぞれにおける移動時の静
定時間は無視出来る。

【００３３】又本発明において上記の処理を行っている
間は露光処理を中断させておく。又Δｔはステージの移
動速度と静定時間を必要としない範囲のメインデフレク
ターの偏向量とから決定することが出来る。図１及び図
２は本発明を実施するためのブロックダイアグラムを示
すものであり、図４、図５に示される従来技術のブロッ
クダイアグラムと同一の要素には同一の符号を付してあ
る。

【００３４】本具体例においては、メインデフレクター
の偏向量は２ｍｍ以下に押えることが精度の面からみて
好ましいので、１つのメインフィールドの中心位置Ｃｍ
１から他のメインフィールドの中心位置Ｃｍ２へのメイ
ンデフレクターの移動は偏向器を偏向するよりも、ステ
ージの移動で対処する方が有利である。従って本具体例
ではメインデフレクターの偏向はサブフィールド間の偏
向について主として説明する。即ち図１及び図２におい
ては、例えば１つのメインフィールドＭ１　におけるサ
ブフィールドＳ１　から次のサブフィールドＳ２　の最
初に露光されるべきデータパターン露光領域Ｒ１　へメ
インデフレクターを偏向するに要する待ち時間Ｔ１　を
利用するために、シーケンスコントローラ（ＳＱＣ）２
８を設け、微少時間間隔毎にメインデフレクターの位置
、ステージの目標位置、ステージの現在位置との情報か
らメインデフレクターを微少距離偏向移動される動きを
実行させ、それを前記待ち時間に相当する時間内で繰り
返し実行させ、メインデフレクターの偏向位置を最終的
に必要とされる次のサブフィールドＳ２　の所定の位置
にまで徐々に移動させて行く。

【００３５】本具体例においてはシーケンスコントロー
ラ２８が全体のシステムを集中制御する形をとっている
ものである。まず、メインデフレクターをある位置から
所定の位置に偏向せよという指令が、マイクロコンピュ
ータ或はデジタルシグナルプロセッサ（Ｄ．Ｓ．Ｐ．）
等から構成されるシーケンスコントローラ２８より出さ
れるとサブフィールドパターンジェネレータの作用を停
止させ露光データーが露光処理回路へ流れることを防止
する。

【００３６】その後シーケンスコントローラ２８からの
指令により待ち時間発生回路２１がΔｔ時間毎にパルス
を出し予め定められたメインフィールドの中心位置座標
を記録しているステージ目標値レジスタ９と現在のステ
ージ位置を示すステージ読み込みレジスタ８との値を減
算器１０で演算し、一方ステージの位置とは関係なく固
定されたサブフィールドの中心位置（Ｘｍ　，Ｙｍ　）
を記憶したメインデフレクター位置メモリ３より、サブ
フィールドの中心位置（Ｘｍ　，Ｙｍ　）を呼び出し、
前記した減算器１０の演算結果とを加算回路１１で演算
しメインデフレクターを新たに偏向すべき座標を決定す
る。

【００３７】その結果はメインデフ偏向座標レジスタ１
２に１たんストアした後、メインデフレクター補正演算
回路１４から出力させてメインデフＤＡＣ　１５により
偏向処理を行う。偏向が行われるとシーケンスコントロ
ーラ２８はステージ読み込みレジスタの値をクリヤし、
次の測定に備える。又、本具体例における待ち時間発生
回路２１は静定時間Ｔ１　を発生することも出来る。

【００３８】更に本具体例において、メインデフレクタ
ーを微少距離だけ偏向させる距離は任意に定めることが
出来るが例えばサブデフレクターのステージフィードバ
ック量をこえない距離であることが好ましい。具体的に
はステージは例えば５０ｍｍ／ｓｅｃ　の速度で連続移
動しているとする。今露光に先立って最初のサブフィー
ルドのメインデフレクター位置座標を読んだら、それ以
前にセットされていた値との差分が２ｍｍあったとする
。２ｍｍのメインデフレクタージャンプで必要な待ち時
間は１ｍｓｅｃなので、ステージ読み込みレジスタへの
ステージ位置の取り込み、メインデフレクター偏向位置
の計算、差分補正の実行、各必要ＤＡＣへのセットを１
組としたステージ位置取り込み制御動作を１０μｓｅｃ
　毎に、繰り返し、行い、ＤＡＣへのセットを行う。

【００３９】１０μｓｅｃ　の間にはステージは５０ｍ
ｍ／ｓｅｃ　の速度の場合でも０．５μｍしか移動しな
いため、ほぼサブフィールドのステージフィードバック
の状態は初期の状態と等しい。１０μｓｅｃ　毎のセッ
トを　１００回繰り返して、１ｍｓｅｃの待ち時間をや
り過ごした後に、露光作業を開始する。

【００４０】このようにすることによって、メインデフ
レクターを一回に偏向させる量は小さいため、静定に要
する時間も少くてすむ。又従来何もしていなかった待ち
時間を利用してメインデフレクターを徐々に動すことに
よって露光時間が短縮出来スループットを向上させるこ
とが出来る。つまり本発明は、メインデフレクターのジ
ャンプ距離に応じた待ち時間要請信号を出す待ち時間発
生回路２１と待ち時間が終了する迄の間定期的にステー
ジ位置読込みと、メインデフレクターの偏向位置決定と
必要に応じてメインデフレクター補正演算及びフィール
ドメモリのアクセスとフォーカス、スティグ、メインデ
フレクターＤＡＣへの信号セットをおこない、待ち時間
の終了後にパターンジェネレータを起動するシーケンス
コントローラ２８とを併用することにより実行される。

【００４１】本発明において上記の待ち時間が経過した
時は待ち時間発生回路２１より待ち時間終了信号が前記
シーケンスコントローラ２８に出され、その信号により
シーケンスコントローラ２８からパターンジェネレータ
４に対しパターン信号発生信号が出力され、サブデフレ
クターを偏向させて露光が行われる。上記において、メ
インデフレクターを微少時間間隔で偏向させる時間を１
例として１０μｓｅｃ　としたがこの時間は可変であり
、ステージの速度とフィードバック量との関係で決定さ
れる。従ってステージが移動を続けてサブデフレクター
のステージフィードバックの量が一定位置を越えない時
間間隔を選定することになる。

【００４２】本具体例において、サブフィールドＳ１　
〜Ｓｎのそれぞれにおいて、パターンデータ露光領域Ｒ
１　，Ｒ２　，…Ｒｎ　はメインデフレクターがそのサ
ブフィールドの中心位置に偏向固定された後、待ち時間
発生回路２１から静定時間経過信号が出力され、その信
号にもとづきシーケンスコントローラ２８からサブデフ
レクター偏向指令が出され、前述したようにレーザカウ
ンター６、ステージカウンター７、ステージ読み込みレ
ジスター８、減算器２２、サブデフレクターフィードバ
ック補正演算回路から２３、ＤＡＣ　２４、サブデフレ
クターアンプ２５、で構成されるサブデフレクター偏向
補正処理回路を駆動させ、サブデフレクターの各パター
ンデータ露光領域Ｒ１　〜Ｒｎ　への偏向をステージの
移動分を補正しながら実行し、その都度各領域で露光を
行わせる。

【００４３】上記具体例を図７を用いて更に詳しく説明
する。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は図６の点線Ｋ′に
示すような静定特性を示すメインデフレクターを用いた
場合のメインデフレクターの偏向経過と露光作業及びサ
ブデフレクターの動きをそれぞれ示したものである。図
７（ａ）においてメインデフレクターが１つのサブフィ
ールドから次のサブフィールドに指向されようとして待
機中の処時刻ｔ０　でＸ１　バーのジャンプ指令がメイ
ンデフレクターＤＡＣ　１５から出されメインデフレク
ターがＰ点からＱ点まで移動したとするとそのＱ点から
待ち時間発生回路の信号によりシーケンスコントローラ
２８が作動を開始し、メインデフレクターをΔｔ時間毎
の微少間隔の移動をくり返させ目標のＸ１　バーに順次
移動させる。

【００４４】予め定められた静定時間Ｔ１　経過した時
刻ｔ１　でメインデフレクターはＸ１　バーの位置に移
動が完了する。この間ステージは移動を続けるためメイ
ンデフレクターの動きは図７（ａ）の時刻ｔ０　からｔ
１　のようになる。この間サブデフレクターもメインデ
フレクターの間けつ的微少偏向に同期して図７（ｃ）の
ｔ０　〜ｔ１　の間に示すようなフィードバック信号に
よって微少に偏向をくり返す。

【００４５】時刻ｔ１　で新しいメインフィールドの第
１のサブフィールドＳ１（図７（ｂ）参照）の中心にメ
インデフレクターが指向固定されるとサブフィールド内
のパターンデータ露光領域がサブデフレクターにより露
光されるがこの間（時刻ｔ１　〜ｔ２　）はメインデフ
レクターはサブフィールドＳ１　内の中心に固定される
のでメインデフレクターのＤＡＣ　１５へのセット信号
は変化ないがサブデフレクターはサブフィールド内をス
キャンするためかつステージの移動に追随するため図７
（ｃ）の時刻ｔ１　〜ｔ２　の間に示すようなフィード
バック信号により偏向される。

【００４６】以下サブフィールドＳ２　…Ｓ３　…Ｓｎ
　について同様な作業がくり返される。この間でのメイ
ンデフレクターの移動はステージの移動に伴って補正偏
向されるため図７（ａ）の階段状の動きを呈することに
なる。 尚本発明においてメインデフレクターをジャンプ指令が
出た時点からメインデフレクターがその時に存在する位
置から上述の間欠的移動を行ってもよく又メインデフレ
クターが図６に示すような特性を有することからジャン
プ指令後メインデフレクターが図６の点線ＫのＲ点又は
点線Ｋ′のＲ′点まで移動させた後に上記の間欠的移動
を実行しても良い。後者の方が時間的には有利である。

【００４７】次に上記具体例を実施するための手順を図
８のフローチャートに従って説明する。即ち、スタート
後シーケンスコントローラ２８からの指示によりパター
ンデータ即ちサブフィールドの中心座標値（Ｘｍ　，Ｙ
ｍ　）　をメインデフレクターバッファメモリ１より読
み出してメインデフレクター位置メモリ３に格納する（
ステップａ）。

【００４８】又シーケンスコントローラ２８からステー
ジ位置読み取りパルスが出され（ステップｂ）ステージ
の現在位置即ちメインデフレクターの現在位置座標（Ｘ
ｓｔ，Ｙｓｔ）が検出されステージ読込みレジスタ８に
格納される。次でステップｃにおいて、ステージ目標値
レジスタ９より読み出されたステージ目標値即ちメイン
フィールドの中心座標値（Ｘ０，Ｙ０　）と、上記メイ
ンデフレクターの現在位置座標（Ｘｓｔ，Ｙｓｔ）の差
分（ΔＸ＝Ｘ０　−Ｘｓｔ，ΔＹ＝Ｙ０　−Ｙｓｔ）を
減算器１０においてそれぞれ算出する。

【００４９】その後ステップｄにおいて、ステップａで
読み出したパターンデータ（Ｘｍ　，Ｙｍ　）と上記差
分データとを加算器１１で演算してメインデフレクター
の偏向ベクトル値Ｘｎｅｗ　，Ｙｎｅｗ　をそれぞれ算
出する。ここでＸｎｅｗ　＝Ｘｍ　＋ΔＸ，Ｙｎｅｗ　
＝Ｙｍ　＋ΔＹで示される。 次にステップｅにおいて、ステップｄで求めた偏向距離
Ｘｎｅｗ　，Ｙｎｅｗ　の値から静定待ち時間Ｔ１　を
算出する。

【００５０】本具体例における静定待ち時間Ｔ１　の算
出方法は例えば今回求めた偏向ベクトル値Ｘｎｅｗ　，
Ｙｎｅｗ　と前回の偏向ベクトル値Ｘｏｌｄ　，Ｙｏｌ
ｄ　とから次式で算出する。 Ｔ１　＝〔（Ａ｜Ｘｎｅｗ　−Ｘｏｌｄ　｜＋Ｂ）μｓ
，（Ａ｜Ｙｎｅｗ　−Ｙｏｌｄ　｜＋Ｂ）μｓ　〕ここ
で係数Ａ，Ｂは２ｍｍジャンプの場合にはＴ１　が約１
ｍｓｅｃ，　１００μｍジャンプの場合にはＴ１　は約
２０μｓｅｃ　となるように決定する。

【００５１】そしてＴ１　は上記のＸ，Ｙ方向の各値の
うち大きい値を採用する。かかる静定待ち時間が決定さ
れると、上記したような工程に従って、メインデフレク
ターが微少間隔毎に移動をくり返すが、その間ステップ
ｆで静定待ち時間が終了したか否かを検出し、ＮＯであ
ればステップｇに進み、前述したステージ位置読み取り
パルスを待ち時間発生回路２１からΔｔ時間経過毎に発
生させる。

【００５２】又ステップｆでＹＥＳであればステップｈ
に進み、僅かな所定の期間露光処理の開始を遅らせる。 これの工程は、当該メインデフレクターの最後の移動偏
向によるずれを補償することが目的である。次でステッ
プｉにおいて、サブフィールドのパターンデータ露光領
域のそれぞれにサブデフレクターを偏向させながら順次
パターンデータを露光する処理が開始される。

【００５３】ステップｊでは１つのサブフィールドの露
光処理が終ったかどうかを判断し、ＮＯであればそのス
テップを繰り返す。一方ＹＥＳであればステップｈに進
み、当該メインフィールドにおける全サブフィールドに
ついてパターンデータの露光が終了したかどうかを判断
し、ＹＥＳであればその処理を終了する。又、ＮＯであ
ればステップａにもどり、今処理の終ったサブフィール
ドの次のサブフィールドのパターンデータの読み込みが
行われ、以下上述したステップが繰返される。

【００５４】次に本発明の他の具体例について説明する
。本具体例においては、メインデフレクターの偏向時に
必要な静定時間とその静定時間後にメインデフレクター
が存在するであろう位置は予め予測することが出来るの
で、その予測位置にメインデフレクターを予め移動させ
ておくようにするものである。

【００５５】より具体的例としては、上記の予測位置に
メインデフレクターを偏向しておきステージがその予測
位置に到達したらすぐに露光作業を開始するものである
。上記他の具体例を実施するための構成を示すブロック
図が図１０に示されている。本具体例に係る装置の構成
は図１、図２のものと実質的には同じであるが、異なる
点は待ち時間発生回路２１の出力をうけステージの到達
位置を予測するステージ位置予測回路８１が設けられ該
ステージ位置予測回路８１の出力は上記ステージドライ
バー８０と切替手段８２及び加算回路８４とを介してス
テージ読み込みレジスタ８とそれぞれ接続されている。

【００５６】そこで本具体例では、待ち時間発生回路２
１からの出力信号により該ステージ位置予測回路８１が
予測演算を行わせるため、まず切り替え器ではレーザー
カウンタが選択される。現在のステージ位置が読み取ら
れ、待ち時間が算出される。次に、ステージドライブユ
ニットからステージの移動速度を読み取り、待ち時間終
了後のステージ位置を算出する。（ステージ位置予測回
路）最後に、切り替え器を整定待ち時間後の予測位置に
切り替える。

【００５７】最後にメインデフレクターをその予測位置
に移動させる。図９には上記本発明における他の具体例
を実行するためのフローチャートが示されている。該フ
ローチャートにおいてステップａからステップｅまでは
図８と同一である。

【００５８】次に本具体例においてはステップｆにおい
て静定待ち時間終了時のステージの予想位置（Ｘｓｗ，
Ｙｓｗ）を算出し、ステージ目標値（Ｘ０　，Ｙ０　）
との差分、即ち静定待ち時間終了後のステージ差分（Δ
Ｘ′，ΔＹ′）を算出する。 ここでΔＸ′＝Ｘ０　−Ｘｓｗ ΔＹ′＝Ｙ０　−Ｙｓｗ で表わされる。

【００５９】次にステップｇに進み、上記静定待ち時間
終了時のメインデフレクターの偏向ベクトル値Ｘ′ｎｅ
ｗ　，Ｙ′ｎｅｗ　を次式により算出する。 Ｘ′ｎｅｗ　＝Ｘｍ　＋ΔＸ′ Ｙ′ｎｅｗ　＝Ｘｍ　＋ΔＹ′ ステップｇでは算出した偏向ベクトル値Ｘ′ｎｅｗ　，
Ｙ′ｎｅｗにもとずいて、メインデフレクターを静定待
ち時間終了時のステージ予測位置即ちメインデフレクタ
ーの所定予測位置（Ｘｓｗ，Ｙｓｗ）に向けて予め偏向
させその位置で待機させておく。

【００６０】そしてステップｈで静定待ち時間を検出し
、ＹＥＳであれば、図８のステップｈ〜ｋと同一工程で
ある。ステップｉ〜ｌにより、パターンデータの露光処
理が実行される。本発明において、サブフィールドのパ
ターンデータ露光部Ｒ１　〜Ｒｎ　を露光処理するに際
してはサブデフレクターを所定の速度で振りながら露光
するのが一般的であるが、パターンデータは一様ではな
く、粗な部分と密な部分とが存在する。従ってパターン
の露光時間が変ってくる。そのため密な部分に適合する
ような処理時間を設定すると粗な部分を露光処理する場
合には、余計な時間が発生する。

【００６１】一方粗な部分に適合するように処理時間を
設定すると密な部分を露光する時にはオーバーフローが
発生するという問題が有る。ステージの移動速度が遅い
場合には特にオーバーフローの問題は起り難かったが、
ステージの移動速度が速くなると一定のサブフィールド
内にパターンを描く時間が少くなりパターン密度が多い
場合には全てのパターンを描き切れない状態が生じてく
る。

【００６２】即ち図１１に示されているように、１つの
サブフィールドを描画している間に、パターンの密度が
多い場合にはステージの移動時間内に全てのパターンが
描ききれず斜線の部分のようにオーバーフローが発生す
る。オーバーフローとはサブデフレクターがふれる範囲
、のりしろとも称されるが　１００±１０μｍあり、こ
れとサブフィールドの大きさ　１００μｍとの差±１０
μｍをこえた状態が生じた時、オーバーフローが発生し
たと判断し、この場合は所定数のパターンが所定のフィ
ールト内で描画することが出来ないと判断する。

【００６３】かかるオーバーフローに対しては、一たん
露光動作を停止し、新たにステージの位置との差分をと
り込み待ち時間を設け、可描画領域に入ったらＤＡＣを
セットし又描画するようにしている。然しながらこのよ
うな方法ではサブデフレクターオーバーフローを検知し
てからこのように処理したのではパターンの露光中でシ
ョットが途切れるために、レジストのビーム照射による
加熱のされかたのリズムに違いが出る為に、メインデフ
レクターセットによって中断する前の露光ショットと後
の露光ショットの間で、ショットの繋ぎに乱れがでる。

【００６４】従って一たん停止してから再び一定時間後
に露光させる方法は欠点がある。又ビームのドリフトが
あるためパターンを描いている途中で中断することもパ
ターンの欠点につながるので好ましくない。しかしなが
らサブデフレクターのオーバーフローは露光パターンの
どのショットで生ずるかは予測しがたい。そこで本発明
では露光される時間は電流密度とパターン密度とにより
ステージの移動速度がいくらになっていなければならな
いかは判るので、この速度からサブデフレクターでフィ
ードバックしうるのりしろ１０μｍ動くのに何秒かかる
かが判るので、その間にどれくらいのパターンが描ける
かが判る。従って予めパターンを分けておく、つまりオ
ーバーフローが発生する危険のあるサブフィールドにお
いては予めそのフィールドを更に細かい小領域に分けて
おき、これを同一場所に重ねて露光する。

【００６５】即ち図１２に示すように図１１のサブフィ
ールドを予め一定の時間内で描画できるパターン数とシ
ョット数をもつ第１の小領域とこれを越えるパターン数
とショット数を第２の小領域に分けておき、両者のメイ
ンデフレクターの座標位置を同一としておくものである
。これはパターンデータを予め上記したように加工して
おくことによって実行される。

【００６６】即ち、本システムではサブフィールド内部
のパターンはステージが２０μｍの帯のフィードバック
可能領域内にある時間内が描画できるだけの、パターン
数ショット数に収まるように、サブフィールド分解され
ている。従って、もしも或るメインデフレクター位置に
細かいパターンが密集しており、サブフィールド露光に
非常に長い時間がかかる場合にはサブフィールドを更に
分解してメインデフレクター座標の一致した位置的に重
複したパターンを別々のサブフィールドとして定義して
、サブフィールドのオーバーフローを防ぐことが出来る
。

【００６７】上記本発明においては、２つの小領域のデ
ータは同じ位置であるがステージは実際には動いている
からメインデフレクターの値そのものはステージの差分
だけは異っている。従って第１の小領域を描いた後第２
の小領域を描く場合にはメインデフレクターをステージ
の移動分だけ移動させる必要がある。

【００６８】

【発明の効果】本発明は上記のように構成したことによ
って、ステージ連続移動を高速で行っても、メインデフ
レクターの遷静定移時間が長いシステムにおいても、荷
電粒子ビームの露光が安定したシステムを構成できる。 また、サブデフレクターステージフィードバックのオー
バーフローを未然に回避する方法でメインデフレクター
セットとサブフィールド露光を行うために、非常に安定
で信頼度の高いシステムでパターンを描画できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る荷電粒子ビーム露光方法を実施す
るための具体例を示すブロックダイアグラムの一部を示
す図である。

【図２】本発明に係る荷電粒子ビーム露光方法を実施す
るための一具体例を示すブロックダイアグラムの他の部
分を示す図である。

【図３】メインフィールド、サブフィールド、パターン
データ露光部との関係を示す図である。

【図４】従来における荷電粒子ビーム露光方法の一例を
示すブロックダイアグラムの一部を示す図。

【図５】従来における荷電粒子ビーム露光方法の一例を
示すブロックダイアグラムである。

【図６】メインデフレクターの偏向に際しての静定状態
を示す図である。

【図７】（ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明におけるメイ
ンデフレクターの偏向状態をサブフィールドの露光との
タイミングとの関係及びサブデフレクターの偏向との関
係において説明する図である。

【図８】本発明に係るビーム露光方法の具体例を実施す
るためのフローチャートである。

【図９】本発明に係るビーム露光方法の他の具体例を実
施するためのフローチャートである。

【図１０】図９に示す本発明に係るビーム露光方法の他
の具体例を実施するための装置の例を示すブロック図で
ある。

【図１１】オーバーフローの発生状態を示す図である。

【図１２】オーバーフローの発生が予測される図７のサ
ブフィールドを２つの小領域に分割した例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…メインデフレクターバッファメモリ２…サブフィー
ルドバッファメモリ ３…メインデフレクター位置 ４…サブフィールドパターンジェネレータ５…ステージ ６…レーザー干渉計 ７…カウンタ ８…ステージ読み込みレジスタ ９…ステージ目標値レジスタ １０，２２…減算器 １１…加算器 １２…メインデフ偏向座標 １３…補正値メモリ １４…メインデフレクター補正演算回路１５…メインデ
フＤＡＣ ２１…待ち時間発生回路 ２６…補正演算回路 ２７…サブデフレクターＤＡＣ ２８…ＤＳＰ ８０…ステージ駆動回路 ８１…ステージ位置予測回路 ８２…切替器 ８３…オフセットレジスタ ８４…加算器

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　連続的に移動するステージ上に載置さ
   れた試料に対し、該試料上を複数個のメインフィールド
   に分割するとともに各メインフィールド内を更に複数の
   サブフィールドに分割して、ビーム偏向幅の大なるメイ
   ンデフレクターとビーム偏向幅の小なるサブデフレクタ
   ーとを用いて該試料上にビームを露光せしめて任意のパ
   ターンを描画するに際しメインデフレクターを順次隣接
   する複数のサブフィールドの特定位置に指向固定させる
   ことを繰り返すとともに、該メインデフレクターが指向
   固定されているサブフィールド内の複数個のパターンデ
   ータ露光部の各々に対してサブデフレクターを順次指向
   させながら露光を行うことによってパターンを描画する
   ように制御するものでありかつメインデフレクターが、
   １のサブフィールドから他のサブフィールドに指向され
   る際に、該メインデフレクターのジャンプに通常要する
   静定時間の間、該メインデフレクターを積極的に移動さ
   せることによって、サブフィールド内の特定の位置まで
   移動させ、その後に露光作業を開始するようにしたこと
   を特徴とする荷電粒子ビーム露光装置における荷電粒子
   ビーム制御方法。
2. 【請求項２】　　該メインデフレクターのジャンプに通
   常要する静定時間の間、所定の微少間隔でメインデフレ
   クターを間欠的に移動させながらサブフィールドの特定
   の位置にまで順次移動させることを特徴とする請求項１
   記載の荷電粒子ビーム制御方法。
3. 【請求項３】　　該メインデフレクターのジャンプに通
   常要する静定時間を予め算出し、その静定予測時間から
   当該静定予測時間経過後にメインデフレクターが存在す
   べき位置を求め、当該予測位置に向かって該メインデフ
   レクターを移動させることを特徴とする請求項１記載の
   荷電粒子ビーム制御方法。
4. 【請求項４】　　連続的に移動するステージ上に載置さ
   れた試料に対し、該試料上を複数個のメインフィールド
   に分割するとともに各メインフィールド内を更に複数の
   サブフィールドに分割して、ビーム偏向幅の大なるメイ
   ンデフレクターとビーム偏向幅の小なるサブデフレクタ
   ーとを用いて該試料上にビームを露光せしめて任意のパ
   ターンを描画するに際し、メインデフレクターを順次複
   数のサブフィールドの特定位置に指向固定させることを
   繰り返すとともに、該メインデフレクターが指向固定さ
   れているサブフィールド内の複数個のパターンデータ露
   光部の各々に対して、サブデフレクターを順次指向させ
   ながら露光を行うことによってパターンを描画するよう
   に制御するものでありかつ１つのサブフィールド内にお
   いてオーバーフローが発生する可能性のあるサブフィー
   ルドを予め複数の小領域に分割しておき、各小領域にメ
   インデフレクターを順次に移動固定させ順次に露光する
   ようにしたことを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置に
   おける荷電粒子ビーム制御方法。
5. 【請求項５】　　連続的に移動するステージ上に載置さ
   れた試料に対し、該試料上を複数個のメインフィールド
   に分割するとともに各メインフィールド内を更に複数の
   サブフィールドに分割して、ビーム偏向幅の大なるメイ
   ンデフレクターとビーム偏向幅の小なるサブデフレクタ
   ーとを用いて該試料上にビームを露光せしめて任意のパ
   ターンを描画する荷電粒子ビーム露光装置であって、メ
   インデフレクターを順次複数のサブフィールドの特定位
   置に指向固定させる手段、該メインデフレクターが指向
   固定されているサブフィールド内の複数個のパターンデ
   ータ露光部の各々に対してサブデフレクターを順次指向
   させる手段、及び上記手段を制御しつつ露光処理を実行
   する手段を有しており、更に本装置は、該メインデフレ
   クターが１つのサブフィールドから他のサブフィールド
   に指向される際に、該メインデフレクターのジャンプに
   通常要する静定時間の間該メインデフレクターを積極的
   に移動させる当該サブフィールド内の特定の位置で移動
   させるメインデフレクター移動手段、及び該メインデフ
   レクター移動手段の動作完了後に露光処理の実行を指示
   する手段とから構成されていることを特徴とする荷電粒
   子ビーム露光装置。
6. 【請求項６】　　該メインデフレクター移動手段は、該
   静定時間の間、該メインデフレクターを予め定められた
   時間間隔で間欠的に移動停止をくり返しながらサブフィ
   ールドの所定位置まで順次移動するように構成されたも
   のであることを特徴とする請求項５記載の荷電粒子ビー
   ム露光装置。
7. 【請求項７】　　該メインデフレクター移動手段は、メ
   インデフレクターのジャンプ指示発生手段、該ジャンプ
   指示発生手段に応答して該メインデフレクターの静定時
   間に対応する所定時間の間露光処理を中止させる待ち時
   間発生手段、該待ち時間発生手段の駆動期間中、所定間
   隔で発生される信号に応答してメインデフレクターの現
   在位置を検出する手段、該メインデフレクターの現在位
   置とその目標位置との差分を演算する手段、該演算結果
   とサブフィールド中心位置の差分を演算してメインデフ
   レクターの偏向補正値を算出する手段、当該補正値にも
   とづいてメインデフレクターを偏向移動させる手段、所
   定の時間偏向移動したら該偏向移動を中断し、再び該メ
   インデフレクターの現在位置を検出し、上記各工程を所
   定の時間の間繰り返すよう制御する手段とから構成され
   ていることを特徴とする請求項６記載の装置。