JPH05226232A - 電子線描画装置 - Google Patents

電子線描画装置

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JPH05226232A
JPH05226232A JP4023556A JP2355692A JPH05226232A JP H05226232 A JPH05226232 A JP H05226232A JP 4023556 A JP4023556 A JP 4023556A JP 2355692 A JP2355692 A JP 2355692A JP H05226232 A JPH05226232 A JP H05226232A
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JP
Japan
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stage
time
electron beam
circuit
stage position
Prior art date
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Pending
Application number
JP4023556A
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English (en)
Inventor
Matsuo Yamazaki
松夫 山▲崎▼
Haruo Yoda
晴夫 依田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】外挿補間のための回路23は、レーザ干渉測長
器4から偏向アンプ12に至る演算回路系の遅れ時間分
のステージ位置保管用の可変長シフトレジスタと演算器
等で構成し、追従コントローラ5内部のフィルタ回路1
8と追従量演算回路20の間に設ける。 【効果】ステージ位置データに外挿補間を施すことによ
り、電子ビーム照射時点でのステージ位置に対するビー
ム偏向の位置ずれがなくなり、高速で高精度な描画装置
が実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はステージを連続移動させ
る方式の電子ビームを用いた描画装置に係り特に、高
速,高精度の電子線描画装置を提供することにある。
【0002】
【従来の技術】ICパターン等の描画装置において、描
画時間を短くするための一手段として、ステージ移動の
高速化がある。ステージ移動方式は連続移動方式とステ
ップ&リピート方式があるが、ステップ&リピート方式
は停止時間がかさむため、高速な描画装置には連続移動
方式が用いられる。
【0003】特開昭57−54319 号公報の従来技術では、
ステージを連続移動させながら、描画パターンの描画密
度に応じてステージの移動速度を変えることを特徴とし
ており、さらにステージ位置データによる補償信号を作
りビーム偏向データに対して補正量として与えることを
実施例で述べている。また、特公昭60−7380号公報は、
ステージを連続移動させながら、描画パターンの描画密
度に応じてステージの速度制御を行うための基準信号を
偏向信号で変調することを特徴としている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように、ステージ
を連続移動させながら露光する従来の装置は、ステージ
位置データによるビーム偏向データに対する実時間での
補正を行なっているものの、レーザ干渉測長器出力のス
テージ位置を読んだ時点から電子ビーム照射時点までの
回路系の演算遅れを考慮していない。そのため、この遅
れ時間により電子ビーム照射時点でのステージ位置に対
するビーム偏向の位置ずれが生じた。この偏向の位置ず
れは、描画パターンの精度に係ることから、高速で高精
度な描画装置において重要な課題となった。
【0005】
【課題を解決するための手段】電子ビーム照射時点での
ステージ位置に対する偏向位置のずれは、レーザ干渉測
長器から偏向アンプに至る演算回路の遅れ時間の和(以
下演算遅れ時間という)により生じることから、この演
算遅れ時間を算出し、外挿補間なる手段により、一定時
間前のステージ位置データから一定時間演算遅れ時間後
のステージ位置を予測計算して補正することにより解決
できる。
【0006】本発明の追従コントローラ内部に設けたス
テージ位置データの外挿補間を行なうための回路は、演
算遅れ時間後の試料台位置を回路クロック周期の1/6
4の細かさで予測計算する。即ち、外挿補間回路では、
演算遅れ時間間のステージ位置データを可変長シフトレ
ジスタに蓄え、演算遅れ時間後のデータ増分を演算遅れ
時間前のデータからの増分で計算する。計算では、処理
時間の短縮化と小数点以下の演算精度向上のため、演算
遅れ時間を整数分と小数分に分け、それぞれ別回路で計
算して最後に合成する。さらに、計算精度を高めるた
め、ビットシフタとの組合せで、演算遅れ時間の(2の
n乗倍)前のデータからの増分を1/(2のn乗)にし
て加算する手段も実現する。ここで、演算遅れ時間は追
従コントローラ内部にある雑音除去のためのフィルタ回
路のフィルタ定数にも依存するので、外部制御機器から
任意の値を設定できるようにする。さらに、高精度な外
挿補間演算を行なうため、外挿補間回路はフィルタ回路
の後段に配置する。
【0007】
【作用】これらの仕様の外挿補間回路では、一定時間前
のステージ位置データから電子ビームを照射する時点に
おけるステージ位置を実時間で高精度に予測計算する。
この外挿補間回路を追従コントローラ内の追従量演算回
路の前段に配置すると、追従量演算回路では、外挿補間
後のデータと外部制御装置が管理するところのある描画
時点におけるステージ位置との差、即ち追従量が求ま
る。本発明の電子線描画装置では、このようにして得ら
れた高精度な追従量を電子ビームの偏向データへ加算す
ることにより、演算遅れ時間による偏向の位置ずれが補
正され、演算遅れ時間の変化に随時対応可能で高精度な
追従制御が可能となる。
【0008】
【実施例】ステージを連続移動させながら、描画パター
ンの描画密度に応じてステージの移動速度を変え、所定
形状の電子ビームによりレジストにICパターン等を描
画する本発明の一実施例の電子線描画装置の構成を図1
に示す。
【0009】本装置は、ウェハなどの試料1を搭載する
XYステージ2,XYステージ2を制御するステージコ
ントローラ3,ステージ位置を計測するレーザ干渉測長
器4,ステージ位置を計測した時点から電子ビーム照射
時点までの回路系の演算遅れを補正する追従コントロー
ラ5等のステージの連続移動に係る機能ブロックと、描
画全般を制御する計算機6,ブランキング信号や偏向信
号を発生する描画パターンジェネレータ7,電子ビーム
8をブランキング板9により制御するブランキングアン
プ10,電子ビーム8を静電偏向板11により制御する
偏向アンプ12等の電子ビーム制御に係る機能ブロッ
ク、およびブランキング板9,静電偏向板11,電子銃
13等を内装する鏡筒14等の電子ビーム源に係る機能
ブロックで構成した。
【0010】XYステージ2の連続移動は、計算機6か
ら指定される描画パターンや描画密度に応じたステージ
の移動方向や速度と、レーザ干渉測長器4からフィード
バックされるステージ位置データを基に、ステージコン
トローラ3で制御することで行なう。
【0011】一方、ICパターン等の描画は、計算機6
により指定される描画パターンや描画密度に応じた各種
のパターン情報に基づき、描画パターンジェネレータ7
がブランキングタイミングや偏向内容を演算し、ブラン
キングアンプ10や偏向アンプ12を制御することで行
なう。
【0012】ここで、XYステージ2を連続移動させな
がらICパターン等の描画を行なうために、電子ビーム
偏向データへのステージ位置データ15による実時間で
の補正が必要となる。その補正手段として、ステージ位
置データに追従制御を施すための追従コントローラ5を
設けた。
【0013】追従コントローラ5は、ステージコントロ
ーラ3から出力されるステージ位置データ15のビット
重みを電子ビーム偏向データのビット重みに換算するた
めのLSB変換回路16と、ステージ位置データのクロ
ックタイミングと追従コントローラ5内部のクロックタ
イミングを同期させるための変換回路17,ステージ位
置データの雑音を除去するためのフィルタ回路18,描
画パターンジェネレータ7が監視する描画目標ステージ
位置データ19とフィルタ処理後のステージ位置データ
との差、すなわち、追従量を演算する回路20、および
追従量にステージ速度やステージ位置等に伴う各種の補
正を施す回路21で構成した。追従コントローラ5の追
従出力データ22は、電子ビーム偏向データの補正値と
して描画パターンジェネレータ7へ出力した。さらに、
ステージ位置の外挿補間を行なうための外挿時間回路2
3を、フィルタ回路18と追従量演算回路20との間に
設ける。
【0014】外挿補間回路23は、レーザ干渉測長器4
から偏向アンプ12に至る演算回路系の遅れ時間の和演
算遅れ時間による電子ビーム照射時点でのステージ位置
に対する偏向位置のずれを補正するものである。この外
挿補間回路23の出力データ24は、追従量演算回路2
0の入力、および描画目標位置を演算するための描画パ
ターンジェネレータ7の基準入力とした。
【0015】次に、本発明の一実施例の外挿補間回路2
3の詳細を図2に示す。外挿補間回路23は、ステージ
位置データを一時保管する二台の可変長シフトレジスタ
25a,25b、演算のための二台の加算器26a,26
bおよび二台の減算器27a,27b、ビットの重み調
整を行なう二台のビットシフタ28a,28b、および
6台のレジスタ29aから29eで構成した。
【0016】図2において、二台の可変長シフトレジス
タ25a,25bは、例えばランダムアクセスメモリに
て構成し、レーザ干渉測長器4から偏向アンプ12に至
る演算回路系の遅れ時間の和演算遅れ時間間にフィルタ
回路18から出力されるステージ位置データ30を一時
保管するためのレジスタである。さらに、二台の可変長
シフトレジスタ25a,25bから加算器26bに至る
までの演算回路を上下二段に分ける構成としたのは、演
算遅れ時間を整数部と小数部に分け、並列演算による高
速処理と回路クロック周期の1/64の細かさで計算を
行なうための手段である。ここで、上段側の演算回路は
整数部を、下段側は小数部を担当する。
【0017】次に、本発明の一実施例の外挿補間回路2
3の演算のフロチャ−トを図3に示す。外挿補間回路2
3は、図3の左側に示す整数部の流れと右側に示す小数
部の流れに分けて演算を行ない、最後にこれらの演算結
果を加算して出力する方法をとる。なお、外挿時間設定
データ31とモード選択信号32は、予め計算機6から
設定する(フロチャートの処理33)。
【0018】図3左側の整数部におけるステージ位置デ
ータの演算は、始めに、一クロック前のレジスタ29a
出力のステージ位置データと、式 {−(外挿クロック数*64+1)} の2の補数で求まる18ビットデータでなる外挿時間設
定データ31の上位12ビットで指定される可変長シフ
トレジスタ25aのm0段目のステージ位置データを出
力し(処理34)、これら二つの出力値の差を減算器2
7aにて求め(処理35)、モード選択信号32で定ま
るシフト処理をビットシフタ28aで施し整数部外挿補
間量36aを求める(処理37)。次に、フィルタ回路
18から出力される現時点のステージ位置データ30
(処理38)と整数部外挿補間量36aを加算して(処理
39)、レジスタ29bへ入力する(処理40)ととも
にレジスタ29aおよび可変長シフトレジスタ25aの
m0段目へ現時点のステージ位置データ30を書き込む
(処理41)。その後、可変長シフトレジスタ25aの
アドレス指定mのチェックを行ない、m値が4095な
らばm=m0,m値が4095以下ならばインクリメン
ト(m=m+1)して(処理42)初期処理に戻る。以
後、処理34から処理42を繰り返す。
【0019】一方、図3右側の小数部におけるステージ
位置データの演算は、始めに、一クロック前のレジスタ
29c出力のステージ位置データと、式 {−(外挿クロック数*64+1)} の2の補数にて求まる18ビットデータでなる外挿時間
設定データ31の下位6ビットで指定される可変長シフ
トレジスタ25bのp0目のステージ位置データを出力
し(処理43)、これら二つの出力値の差を減算器27
bにて求め(処理44)、モード選択信号32で定まる
シフト処理をビットシフタ28bにて施し小数部外挿補
間量36bを求める(処理45)。次に、レジスタ29
dへ入力する(処理46)とともにレジスタ29cおよ
び可変長シフトレジスタ25bのp0段目へ現時点のス
テージ位置データ30を書き込む(処理47)。その
後、可変長シフトレジスタ25bのアドレス指定pのチ
ェックを行ない、p値が63ならばp=p0,p値が6
3以下ならばインクリメント(p=p+1)して(処理
48)初期処理に戻る。以後、処理43から処理48を
繰り返す。
【0020】このようにして求めた整数部と小数部の演
算結果は、加算器26bで加算(処理48)した後、レ
ジスタ29eへ入力し(処理50)、外挿補間回路23
の出力データ24として追従量演算回路20へ送出する
(処理51)。
【0021】さらに、本実施例の外挿補間回路23で
は、計算精度を高めるため、モード選択信号32とビッ
トシフタ28aおよび28bとの組合せで、(外挿クロ
ック数*4)前のデータからの増分を1/4にして加算
する手段も実現した。ここで、外挿クロック数はフィル
タ回路18のフィルタ定数にも依存するので、計算機6
が任意の値に設定できる構成とした。
【0022】
【発明の効果】本発明により、レーザ干渉測長器でステ
ージ位置データを読んだ時点から電子ビームを照射する
時点までの回路系の演算遅れが補正できることから、従
来のステージ連続移動型の露光装置の課題であった電子
ビーム照射時点でのステージ位置に対するビーム偏向の
位置ずれがなくなり、高速で高精度な描画装置が実現で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の電子線描画装置のブロック
図。
【図2】本発明の一実施例の外挿補間回路のブロック
図。
【図3】本発明の一実施例の外挿補間回路の演算フロチ
ャート。
【符号の説明】
1…試料、2…XYステージ、3…ステージコントロー
ラ、4…レーザ干渉測長器、5…追従コントローラ、6
…計算機、7…描画パターンジェネレータ、9…ブラン
キング板、10…ブランキングアンプ、11…静電偏向
板、12…偏向アンプ、13…電子銃、14…鏡筒、1
5…ステージ位置データ、16…LSB変換回路、17
…同期変換回路、18…フィルタ回路、20…追従量演
算回路、21…補正回路、23…外挿補間回路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】計算機により制御され、ステージを連続移
    動させながら、描画パターンの描画密度に応じて前記ス
    テージの移動速度を変え、所定形状の電子ビームにより
    レジストにICパターン等を描画する装置において、前
    記ステージの位置計測時点から前記電子ビームの照射時
    点までの演算回路系による遅れ時間を補正すべく、一定
    時間前のステージ位置データから前記電子ビームの照射
    時点の前記ステージの位置を外挿補間により予測し、補
    間後の前記ステージ位置データを前記ステージの連続移
    動のための追従制御に用いたことを特徴とする電子線描
    画装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記ステージの位置計
    測時点から電子ビーム照射時点までの前記演算回路系に
    よる遅れ時間の和に相当する前記ステージ位置データの
    保管に、ランダムアクセスメモリで構成する可変長シフ
    トレジスタを用いた電子線描画装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記ステージの位置の
    外挿補間を行なう回路は、前記ステージ位置計測時点か
    ら前記電子ビームの照射時点までの前記演算回路系によ
    る遅れ時間の和を整数部と小数部に分けて並列演算とビ
    ットの重み調整を行った後に合成する回路である電子線
    描画装置。
  4. 【請求項4】請求項1において、前記ステージの位置の
    外挿補間を行なう回路を、前記ステージ位置データの雑
    音を除去するためのフィルタ回路と追従量を演算するた
    めの回路の間に設けた電子線描画装置。
JP4023556A 1992-02-10 1992-02-10 電子線描画装置 Pending JPH05226232A (ja)

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JP4023556A JPH05226232A (ja) 1992-02-10 1992-02-10 電子線描画装置

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JP4023556A JPH05226232A (ja) 1992-02-10 1992-02-10 電子線描画装置

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JPH05226232A true JPH05226232A (ja) 1993-09-03

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002039066A1 (de) * 2000-10-31 2002-05-16 Dr. Johannes Heidenhain Gmbh Positionsmessgerät und verfahren zur bestimmung einer position
US7057193B2 (en) 2002-08-30 2006-06-06 Canon Kabushiki Kaisha Exposure apparatus
EP3096344A3 (en) * 2015-04-27 2017-02-01 Advantest Corporation Exposure apparatus and exposure method

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