JPH0582426A - 電子線描画装置 - Google Patents
電子線描画装置Info
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- JPH0582426A JPH0582426A JP3243872A JP24387291A JPH0582426A JP H0582426 A JPH0582426 A JP H0582426A JP 3243872 A JP3243872 A JP 3243872A JP 24387291 A JP24387291 A JP 24387291A JP H0582426 A JPH0582426 A JP H0582426A
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- JP
- Japan
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- drift
- electron beam
- characteristic
- drift characteristic
- equation
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/304—Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals
- H01J37/3045—Object or beam position registration
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子線の照射位置ドリフトを迅速、高精度に
補正することのできる電子線描画装置を提供する。 【構成】 試料台上の基準マ−ク検出により得られる電
子ビ−ムの位置ドリフト（位置誤差）を記憶し、複数の
上記位置ドリフト値を用いて上記電子ビ−ム位置のドリ
フト特性式を算出して電子ビ−ムの偏向信号を補正す
る。また、上記ドリフト特性式を最小自乗法により折れ
線、または２次以上の代数方程式に近似し、描画工程毎
に検出される上記位置ドリフト値を用いて上記ドリフト
特性式の確度を逐次高める。また、上記基準マ−クの検
出時刻間隔を、上記ドリフト特性式の勾配に逆比例して
設定し、また、上記ドリフト特性式による電子ビ−ムの
偏向量補正をブランキング期間に行う。
補正することのできる電子線描画装置を提供する。 【構成】 試料台上の基準マ−ク検出により得られる電
子ビ−ムの位置ドリフト（位置誤差）を記憶し、複数の
上記位置ドリフト値を用いて上記電子ビ−ム位置のドリ
フト特性式を算出して電子ビ−ムの偏向信号を補正す
る。また、上記ドリフト特性式を最小自乗法により折れ
線、または２次以上の代数方程式に近似し、描画工程毎
に検出される上記位置ドリフト値を用いて上記ドリフト
特性式の確度を逐次高める。また、上記基準マ−クの検
出時刻間隔を、上記ドリフト特性式の勾配に逆比例して
設定し、また、上記ドリフト特性式による電子ビ−ムの
偏向量補正をブランキング期間に行う。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電子線照射位置のドリフ
トを精度よく効率的に補正することのできる電子線描画
装置に関する。
トを精度よく効率的に補正することのできる電子線描画
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子線描画装置においては、装置
の周囲温度、気圧、地磁気等の外部磁場等の外的変動要
因や、電子線カラム内の汚染による帯電、偏向制御系特
性の変動等の内的変動要因により、光露光用投影マスク
やシリコンウェハ上の回路パターンに照射する電子ビー
ムが所定の描画位置からドリフト（漂動）し、描画位置
誤差が発生するという問題があった。上記問題に対し、
試料台上に設けた基準マ−クを上記電子ビームにより検
出して、基準マ−ク検出時の電子ビーム偏向信号値と同
標準値予め設定されている同標準値とを比較してその差
分（偏向誤差、すなわち位置誤差）を求め、これにより
描画の位置誤差を補正するようにしていた。
の周囲温度、気圧、地磁気等の外部磁場等の外的変動要
因や、電子線カラム内の汚染による帯電、偏向制御系特
性の変動等の内的変動要因により、光露光用投影マスク
やシリコンウェハ上の回路パターンに照射する電子ビー
ムが所定の描画位置からドリフト（漂動）し、描画位置
誤差が発生するという問題があった。上記問題に対し、
試料台上に設けた基準マ−クを上記電子ビームにより検
出して、基準マ−ク検出時の電子ビーム偏向信号値と同
標準値予め設定されている同標準値とを比較してその差
分（偏向誤差、すなわち位置誤差）を求め、これにより
描画の位置誤差を補正するようにしていた。
【０００３】特開昭６３−３０８３１７号公報において
は、上記問題点をさらに改善するために、過去複数回の
描画時における上記偏向誤差（位置ドリフト）デ−タを
用いて位置ドリフトの予測カ−ブを生成し、これにより
次回の描画時のドリフトを予測して試料ステ−ジの位置
を予め補正し、さらに、描画時には上記位置ドリフトを
定期的に測定して上記予め補正された試料ステ−ジの位
置をその都度さらに修正するようにしていた。
は、上記問題点をさらに改善するために、過去複数回の
描画時における上記偏向誤差（位置ドリフト）デ−タを
用いて位置ドリフトの予測カ−ブを生成し、これにより
次回の描画時のドリフトを予測して試料ステ−ジの位置
を予め補正し、さらに、描画時には上記位置ドリフトを
定期的に測定して上記予め補正された試料ステ−ジの位
置をその都度さらに修正するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来装置においては、
経験的な位置ドリフト実績や装置の設置条件等を勘案し
て所要の描画精度を達成するに必要な補正頻度やマーク
位置検出の計測条件等を決定するようにしていた。一般
に上記電子ビ−ムの位置ドリフトは装置の起動時に最も
大きくなるので、起動時にはドリフトの補償を頻繁に行
う必要が生ずる。このためドリフトの補正頻度を上記起
動時に合わせて設定すると上記位置ドリフトが比較的少
ない場合に補正頻度が過度となって非効率的になるとい
う問題があった。
経験的な位置ドリフト実績や装置の設置条件等を勘案し
て所要の描画精度を達成するに必要な補正頻度やマーク
位置検出の計測条件等を決定するようにしていた。一般
に上記電子ビ−ムの位置ドリフトは装置の起動時に最も
大きくなるので、起動時にはドリフトの補償を頻繁に行
う必要が生ずる。このためドリフトの補正頻度を上記起
動時に合わせて設定すると上記位置ドリフトが比較的少
ない場合に補正頻度が過度となって非効率的になるとい
う問題があった。
【０００５】さらに、偏向系の雑音増加や、マークの汚
染等によりマーク検出精度が劣化した場合には、上記マ
−ク位置の計測回数を増やして加算平均処理によりラン
ダム雑音の影響度を減らし上記精度劣化を防止するよう
にしていたのであるが、これも同様に装置の処理能力を
低下させる原因となっていた。とくに、描画時間の長い
光露光用投影マスクにおいて上記問題が顕在化してい
た。また、上記特開昭６３−３０８３１７号公報に開示
の方法では、上記描画位置誤差をウエハを搭載する試料
ステ−ジを動かして補正するようにしていたのである
が、周知のように試料ステ−ジの位置は機械的に制御さ
れるので、応答が遅く、また位置決め精度も比較的低い
という問題があった。
染等によりマーク検出精度が劣化した場合には、上記マ
−ク位置の計測回数を増やして加算平均処理によりラン
ダム雑音の影響度を減らし上記精度劣化を防止するよう
にしていたのであるが、これも同様に装置の処理能力を
低下させる原因となっていた。とくに、描画時間の長い
光露光用投影マスクにおいて上記問題が顕在化してい
た。また、上記特開昭６３−３０８３１７号公報に開示
の方法では、上記描画位置誤差をウエハを搭載する試料
ステ−ジを動かして補正するようにしていたのである
が、周知のように試料ステ−ジの位置は機械的に制御さ
れるので、応答が遅く、また位置決め精度も比較的低い
という問題があった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、試料台上の基準マ−クに電子ビ−ムを照射してその
反射電子信号により上記電子ビ−ムの位置ドリフト（位
置誤差）を検出してメモリに記憶し、上記メモリが記憶
する複数の上記位置ドリフト値を用いて上記電子ビ−ム
位置のドリフト特性式を算出し、これにより上記電子ビ
−ムの偏向信号を補正するようにする。また、上記ドリ
フト特性式を折れ線近似、または、２次以上の代数方程
式近似で生成し、さらにこれらのドリフト特性式の近似
を最小自乗法により演算するようにする。
に、試料台上の基準マ−クに電子ビ−ムを照射してその
反射電子信号により上記電子ビ−ムの位置ドリフト（位
置誤差）を検出してメモリに記憶し、上記メモリが記憶
する複数の上記位置ドリフト値を用いて上記電子ビ−ム
位置のドリフト特性式を算出し、これにより上記電子ビ
−ムの偏向信号を補正するようにする。また、上記ドリ
フト特性式を折れ線近似、または、２次以上の代数方程
式近似で生成し、さらにこれらのドリフト特性式の近似
を最小自乗法により演算するようにする。
【０００７】さらに、上記ドリフト特性式をその後の描
画工程毎に検出される上記位置ドリフト値を用いて修正
して、上記ドリフト特性式の確度を逐次高めるようにす
る。さらに、上記位置ドリフトの検出時刻の間隔を、上
記ドリフト特性式の当該時刻の一つ前の位置ドリフト検
出時刻における勾配に逆比例するように設定する。さら
に、上記ドリフト特性式による上記偏向信号の補正を上
記電子ビ−ムのブランキング期間に行うようにする。
画工程毎に検出される上記位置ドリフト値を用いて修正
して、上記ドリフト特性式の確度を逐次高めるようにす
る。さらに、上記位置ドリフトの検出時刻の間隔を、上
記ドリフト特性式の当該時刻の一つ前の位置ドリフト検
出時刻における勾配に逆比例するように設定する。さら
に、上記ドリフト特性式による上記偏向信号の補正を上
記電子ビ−ムのブランキング期間に行うようにする。
【０００８】
【作用】同一の電子線描画装置が行う最初の描画におい
ては、描画開始の初期に検出された位置ドリフト値によ
り最初のドリフト特性式を生成して以後の電子ビ−ム偏
向信号を補正し、また、その後に検出する位置ドリフト
値により上記ドリフト特性式を修正し、この修正を２回
目の描画以降も継続して上記ドリフト特性式の確度を逐
次高める。また、上記折れ線近似のドリフト特性式を用
いる場合には、上記電子ビ−ム偏向信号の補正値演算と
ドリフト特性式の補正演算を迅速化し、２次以上の代数
方程式近似のドリフト特性式を用いる場合には上記補正
の精度が向上する。
ては、描画開始の初期に検出された位置ドリフト値によ
り最初のドリフト特性式を生成して以後の電子ビ−ム偏
向信号を補正し、また、その後に検出する位置ドリフト
値により上記ドリフト特性式を修正し、この修正を２回
目の描画以降も継続して上記ドリフト特性式の確度を逐
次高める。また、上記折れ線近似のドリフト特性式を用
いる場合には、上記電子ビ−ム偏向信号の補正値演算と
ドリフト特性式の補正演算を迅速化し、２次以上の代数
方程式近似のドリフト特性式を用いる場合には上記補正
の精度が向上する。
【０００９】また、上記位置ドリフトの検出時刻の間隔
をドリフト特性式の勾配に逆比例させることにより、上
記位置ドリフトの変化が緩やかなときには位置ドリフト
検出頻度を低める。また、上記位置ドリフトの補正を上
記電子ビ−ムのブランキング期間に行うことにより、電
子ビ−ムの位置が描画中に補正による変化を受けなくな
る。
をドリフト特性式の勾配に逆比例させることにより、上
記位置ドリフトの変化が緩やかなときには位置ドリフト
検出頻度を低める。また、上記位置ドリフトの補正を上
記電子ビ−ムのブランキング期間に行うことにより、電
子ビ−ムの位置が描画中に補正による変化を受けなくな
る。
【００１０】
【実施例】本発明では過去の描画時の電子ビ−ムの位置
ドリフトデ−タを用いて今後の同ドリフト特性を予測
し、このドリフト予測値により電子ビ−ム位置を予め補
正して描画するようにする。なお、従来技術においては
半導体ウエハを搭載する試料台の位置を補正していたの
であるが、本発明では電子ビ−ムの位置（偏向量）を補
正するので、補正の精度を高め、同時に補正の応答速度
を早めることができる。
ドリフトデ−タを用いて今後の同ドリフト特性を予測
し、このドリフト予測値により電子ビ−ム位置を予め補
正して描画するようにする。なお、従来技術においては
半導体ウエハを搭載する試料台の位置を補正していたの
であるが、本発明では電子ビ−ムの位置（偏向量）を補
正するので、補正の精度を高め、同時に補正の応答速度
を早めることができる。
【００１１】上記本発明においては、基本的に二通りの
補正方法が成立する。第１の方法は描画初期の位置ドリ
フトデ−タを用いて今後のドリフト特性を予測しこれに
よりその後の電子ビ−ム偏向量を補正する方法である。
この方法は描画毎に繰り返される。第２の方法は上記第
１の方法により得られたドリフトの特性式をその後の位
置ドリフトデ−タにより逐次再補正してドリフト特性式
の確度を逐次高めていく方法である。この再補正は２回
目以降の描画においても継続して行われる。
補正方法が成立する。第１の方法は描画初期の位置ドリ
フトデ−タを用いて今後のドリフト特性を予測しこれに
よりその後の電子ビ−ム偏向量を補正する方法である。
この方法は描画毎に繰り返される。第２の方法は上記第
１の方法により得られたドリフトの特性式をその後の位
置ドリフトデ−タにより逐次再補正してドリフト特性式
の確度を逐次高めていく方法である。この再補正は２回
目以降の描画においても継続して行われる。
【００１２】まず、図１により本発明に用いる電子線描
画装置の構成を説明し、次いで上記第１と第２の電子ビ
−ムの位置ドリフト補正方法を順次説明する。図１にお
いて、カソード１から引き出された電子ビーム６は電子
レンズ群３により収束され試料１００に照射される。制
御計算機１８は偏向補正回路１２を経由して試料台位置
制御回路１７に試料台位置信号を送り、試料台駆動機構
８を駆動して試料台７の位置決めを行なう。また、制御
計算機１８は描画手順制御回路１０を経由してブランキ
ング制御回路９にブランキング信号を送る。また、描画
データを偏向制御回路１１に送って電子ビーム６の描画
位置を制御する。
画装置の構成を説明し、次いで上記第１と第２の電子ビ
−ムの位置ドリフト補正方法を順次説明する。図１にお
いて、カソード１から引き出された電子ビーム６は電子
レンズ群３により収束され試料１００に照射される。制
御計算機１８は偏向補正回路１２を経由して試料台位置
制御回路１７に試料台位置信号を送り、試料台駆動機構
８を駆動して試料台７の位置決めを行なう。また、制御
計算機１８は描画手順制御回路１０を経由してブランキ
ング制御回路９にブランキング信号を送る。また、描画
データを偏向制御回路１１に送って電子ビーム６の描画
位置を制御する。
【００１３】試料面の全回路パターンは、偏向フィール
ド面積毎に区切られて順次露光される。ビ−ム偏向フィ
ールド内の所要の露光位置から次の露光位置へ移動する
間は上記ブランキング信号によりビーム６を点線の位置
に移動して下段の絞りでこれを遮断する。また、ビーム
偏向フィールド間を移動するときには、上記試料台位置
信号により試料台７を次ぎのビーム偏向フィールド位置
に移動する。
ド面積毎に区切られて順次露光される。ビ−ム偏向フィ
ールド内の所要の露光位置から次の露光位置へ移動する
間は上記ブランキング信号によりビーム６を点線の位置
に移動して下段の絞りでこれを遮断する。また、ビーム
偏向フィールド間を移動するときには、上記試料台位置
信号により試料台７を次ぎのビーム偏向フィールド位置
に移動する。
【００１４】試料台７上には試料１００のほかに基準マ
ークが固定され、これにより描画中のビーム位置ドリフ
トを計測する。ビーム偏向器４により上記基準マーク１
８上にビーム６を走査し、その反射電子信号を反射電子
検出器５により検出し、これを信号処理回路１３により
波形整形し、ドリフト抽出回路１４によりビ−ム６の位
置ドリフトを抽出してドリフトメモリ１５に記憶する。
ドリフト特性算出回路１６は上記ドリフトメモリの位置
ドリフト値を用いてドリフト特性式を算出して偏向補正
回路１２に送る。偏向補正回路１２は上記ドリフト特性
式を用いて偏向信号にドリフト補正を加える。
ークが固定され、これにより描画中のビーム位置ドリフ
トを計測する。ビーム偏向器４により上記基準マーク１
８上にビーム６を走査し、その反射電子信号を反射電子
検出器５により検出し、これを信号処理回路１３により
波形整形し、ドリフト抽出回路１４によりビ−ム６の位
置ドリフトを抽出してドリフトメモリ１５に記憶する。
ドリフト特性算出回路１６は上記ドリフトメモリの位置
ドリフト値を用いてドリフト特性式を算出して偏向補正
回路１２に送る。偏向補正回路１２は上記ドリフト特性
式を用いて偏向信号にドリフト補正を加える。
【００１５】図２は上記ビーム位置ドリフトの計測方法
を説明する図であり、一例としてビ−ム６がｘ方向に走
査されている状態を表している。描画初期におけるマー
ク波形１９を実線、一定時間後のマーク波形１９を点線
とすると、両波形間の位置ずれＸが試料台に対するビー
ム位置ドリフトのｘ成分となる。これらのマーク波形の
位置座標は試料台の位置座標と、試料台上におけるマー
ク波形の中心位置座表との和に該当し、上記ビーム位置
ドリフトＸは実線と点線のマーク波形位置座標の差分に
該当する。上記ビーム位置ドリフトＸはその都度、ドリ
フトメモリ１５に記憶される。
を説明する図であり、一例としてビ−ム６がｘ方向に走
査されている状態を表している。描画初期におけるマー
ク波形１９を実線、一定時間後のマーク波形１９を点線
とすると、両波形間の位置ずれＸが試料台に対するビー
ム位置ドリフトのｘ成分となる。これらのマーク波形の
位置座標は試料台の位置座標と、試料台上におけるマー
ク波形の中心位置座表との和に該当し、上記ビーム位置
ドリフトＸは実線と点線のマーク波形位置座標の差分に
該当する。上記ビーム位置ドリフトＸはその都度、ドリ
フトメモリ１５に記憶される。
【００１６】ドリフト特性算出回路１６はこれらのドリ
フトデータを用いて折れ線近似のドリフト特性式、また
は式（１）のような２次以上の代数方程式近似のドリフ
ト特性式を算出する。上記各ドリフト特性式はｘ方向成
分Ｘとｙ方向成分Ｙの二つの時間関数で表現される。 Ｘ＝ａ0＋ａ1ｔ＋ａ2ｔ2＋… Ｙ＝ｂ0＋ｂ1ｔ＋ｂ2ｔ2＋… （１） 各係数ａ0，ａ1，ａ2，…，ｂ0，ｂ1，ｂ2，等は最小二
乗法により求められ、ｔは時間である。上記多項式の次
数が高いほどドリフトの近似度が向上するが、上記位置
ドリフトは通常、一様に増加して比較的単純に飽和する
傾向を有するので、実際上は２次式で十分である。
フトデータを用いて折れ線近似のドリフト特性式、また
は式（１）のような２次以上の代数方程式近似のドリフ
ト特性式を算出する。上記各ドリフト特性式はｘ方向成
分Ｘとｙ方向成分Ｙの二つの時間関数で表現される。 Ｘ＝ａ0＋ａ1ｔ＋ａ2ｔ2＋… Ｙ＝ｂ0＋ｂ1ｔ＋ｂ2ｔ2＋… （１） 各係数ａ0，ａ1，ａ2，…，ｂ0，ｂ1，ｂ2，等は最小二
乗法により求められ、ｔは時間である。上記多項式の次
数が高いほどドリフトの近似度が向上するが、上記位置
ドリフトは通常、一様に増加して比較的単純に飽和する
傾向を有するので、実際上は２次式で十分である。
【００１７】２次式とすると最低３点のドリフト計測値
により係数ａ0、ａ1、ａ2およびｂ0、ｂ1、ｂ2等を決定
することができる。一回の描画におけるドリフト計測点
の数が上記３回より多い場合には、最小自乗法を適用し
て上記各係数値を算出する。また、描画の回数が増える
毎に計測されるドリフトデ−タはその都度、あるいは適
宜まとめた回数毎に、上記最小自乗法に用いたデ−タに
追加して上記各係数値を算出し直し、描画回数に比例し
て各係数値精度が向上するようにする。
により係数ａ0、ａ1、ａ2およびｂ0、ｂ1、ｂ2等を決定
することができる。一回の描画におけるドリフト計測点
の数が上記３回より多い場合には、最小自乗法を適用し
て上記各係数値を算出する。また、描画の回数が増える
毎に計測されるドリフトデ−タはその都度、あるいは適
宜まとめた回数毎に、上記最小自乗法に用いたデ−タに
追加して上記各係数値を算出し直し、描画回数に比例し
て各係数値精度が向上するようにする。
【００１８】本発明による上記第１のドリフト補正方法
において折れ線近似のドリフト特性式を用いる場合に
は、まず、描画初期のドリフト計測値を用いてドリフト
特性を直線近似し、この直線特性から当面のドリフト補
正値を定め、上記直線特性に対するその後のドリフト計
測値のずれ量が過大になると、次ぎのドリフト計測値を
用いて次ぎの直線特性を算定するようにする。
において折れ線近似のドリフト特性式を用いる場合に
は、まず、描画初期のドリフト計測値を用いてドリフト
特性を直線近似し、この直線特性から当面のドリフト補
正値を定め、上記直線特性に対するその後のドリフト計
測値のずれ量が過大になると、次ぎのドリフト計測値を
用いて次ぎの直線特性を算定するようにする。
【００１９】また、上記第１のドリフト補正方法におい
て２次以上の代数方程式近似のドリフト特性式を用いる
場合には、まず、描画の初期に行われる少なくとも３回
のドリフト計測値を用いて最初の代数方程式近似のドリ
フト特性式を算出し、これより次ぎの位置ドリフト値を
予測してビ−ム位置を補正して描画を継続し、同時に上
記ドリフト特性式の勾配（時間微分値）より次ぎのドリ
フト計測時点を決定してドリフトを計測し、その結果を
用いて上記ドリフト特性式を補正し、以下同様にして、
ビ−ム位置の補正と、次ぎのドリフト計測時点の決定な
らびにドリフト計測と、ドリフト特性式の補正を繰り返
していくようにする。すなわち、上記多項式によりビ−
ム６の偏向量を実時間で計算して修正し、位置ドリフト
を補正する。
て２次以上の代数方程式近似のドリフト特性式を用いる
場合には、まず、描画の初期に行われる少なくとも３回
のドリフト計測値を用いて最初の代数方程式近似のドリ
フト特性式を算出し、これより次ぎの位置ドリフト値を
予測してビ−ム位置を補正して描画を継続し、同時に上
記ドリフト特性式の勾配（時間微分値）より次ぎのドリ
フト計測時点を決定してドリフトを計測し、その結果を
用いて上記ドリフト特性式を補正し、以下同様にして、
ビ−ム位置の補正と、次ぎのドリフト計測時点の決定な
らびにドリフト計測と、ドリフト特性式の補正を繰り返
していくようにする。すなわち、上記多項式によりビ−
ム６の偏向量を実時間で計算して修正し、位置ドリフト
を補正する。
【００２０】また、上記位置ドリフト補正を描画の途中
で行うと、ビ−ム位置がその位置で補正量だけ階段的に
変化したり、偏向制御回路１１の出力に過渡的な揺らぎ
が生じたりするので、ドリフト特性式の補正は電子ビ−
ムのブランキング期間中に行うようにする。通常の位置
ドリフトは各偏向領域内を露光する時間の長さに比べて
極めて緩やかに変化するので、描画中にビ−ム位置のド
リフト補正を行う必要は実際上ないのである。
で行うと、ビ−ム位置がその位置で補正量だけ階段的に
変化したり、偏向制御回路１１の出力に過渡的な揺らぎ
が生じたりするので、ドリフト特性式の補正は電子ビ−
ムのブランキング期間中に行うようにする。通常の位置
ドリフトは各偏向領域内を露光する時間の長さに比べて
極めて緩やかに変化するので、描画中にビ−ム位置のド
リフト補正を行う必要は実際上ないのである。
【００２１】次ぎに上記ドリフト計測のタイミング設定
方法につき説明する。本発明においては、上記ドリフト
の計測間隔Δｔをドリフト特性式の勾配に逆比例するよ
うに設定して、各ドリフト測定値の計測間隔Δｔ毎の変
化幅が平均的に等しくなるようにする。上記ドリフトの
計測間隔Δｔは近似的に、上記ドリフト特性式の１次係
数の二乗和より式（２）のように決定することができ
る。 Δｔ＝ｋ／√(ａ1 2＋ｂ1 2) （２） なお、ｋは比例定数である。装置管理の観点から不測の
事態を想定すると、上記Δｔは実際上むやみに長くでき
ないのでその最大値を制限するようにする。
方法につき説明する。本発明においては、上記ドリフト
の計測間隔Δｔをドリフト特性式の勾配に逆比例するよ
うに設定して、各ドリフト測定値の計測間隔Δｔ毎の変
化幅が平均的に等しくなるようにする。上記ドリフトの
計測間隔Δｔは近似的に、上記ドリフト特性式の１次係
数の二乗和より式（２）のように決定することができ
る。 Δｔ＝ｋ／√(ａ1 2＋ｂ1 2) （２） なお、ｋは比例定数である。装置管理の観点から不測の
事態を想定すると、上記Δｔは実際上むやみに長くでき
ないのでその最大値を制限するようにする。
【００２２】図３は測定間隔Δｔを１分としたビーム位
置ドリフトＸの測定例であり、おおむね２次曲線状に変
化していることがわかる。ビーム位置ドリフトＸは測定
データの後半でほぼ飽和するのでこの辺では補正頻度を
大幅に低減することができる。例えば、一回の位置ドリ
フト計測時間を平均５秒とし、計測回数を２００回減ら
せば全体で１０００秒間短縮できることになる。従来は
装置環境の評価、更に過去のドリフト補正実績等から作
業者が経験的にドリフト補正頻度を事前に設定していた
ため、必然的にドリフト補正頻度が過大となる傾向を生
じていたが、上記本発明の方法によりこの頻度を必要最
小限に設定できる、さらに補正頻度と計測点数等を自動
的に設定できるので装置のスル−プットを大幅に向上す
ることができる。
置ドリフトＸの測定例であり、おおむね２次曲線状に変
化していることがわかる。ビーム位置ドリフトＸは測定
データの後半でほぼ飽和するのでこの辺では補正頻度を
大幅に低減することができる。例えば、一回の位置ドリ
フト計測時間を平均５秒とし、計測回数を２００回減ら
せば全体で１０００秒間短縮できることになる。従来は
装置環境の評価、更に過去のドリフト補正実績等から作
業者が経験的にドリフト補正頻度を事前に設定していた
ため、必然的にドリフト補正頻度が過大となる傾向を生
じていたが、上記本発明の方法によりこの頻度を必要最
小限に設定できる、さらに補正頻度と計測点数等を自動
的に設定できるので装置のスル−プットを大幅に向上す
ることができる。
【００２３】本発明によるドリフト補正方法において
は、１回目の描画において上記第１の方法により得たド
リフト特性式を、２回目以降のドリフト測定値により逐
次修正してその確度を高めつつ、これを用いて２回目以
降の描画における電子ビ−ム位置ドリフトを補正してい
くようにする。なお、上記補正の積み重ねによりドリフ
ト特性式の確度は次第に高められ、やがて飽和するの
で、描画回数に比例して上記ドリフト測定の時間間隔Δ
ｔを広げることができる。このため、Δｔの係数ｋを描
画回数に比例して大きくするようにする。
は、１回目の描画において上記第１の方法により得たド
リフト特性式を、２回目以降のドリフト測定値により逐
次修正してその確度を高めつつ、これを用いて２回目以
降の描画における電子ビ−ム位置ドリフトを補正してい
くようにする。なお、上記補正の積み重ねによりドリフ
ト特性式の確度は次第に高められ、やがて飽和するの
で、描画回数に比例して上記ドリフト測定の時間間隔Δ
ｔを広げることができる。このため、Δｔの係数ｋを描
画回数に比例して大きくするようにする。
【００２４】また、ドリフト測定結果がランダム雑音に
より揺らぐ場合には、一回のドリフト測定毎に基準マ−
クを複数回走査し、各走査におけるドリフト測定値を加
算平均するようにする。上記走査回数をＮとすると、上
記加算平均によりドリフト計測値のばらつきは１／√Ｎ
に減少するので、例えばＮ＝４とすると、４０ｎｍの上
記計測ばらつきは２０ｎｍに半減する。本発明は上記ビ
ーム位置ドリフト補正の他に、ビーム偏向歪補正、ビー
ム焦点補正、ビーム光軸補正等にも同様に適用すること
ができる。
より揺らぐ場合には、一回のドリフト測定毎に基準マ−
クを複数回走査し、各走査におけるドリフト測定値を加
算平均するようにする。上記走査回数をＮとすると、上
記加算平均によりドリフト計測値のばらつきは１／√Ｎ
に減少するので、例えばＮ＝４とすると、４０ｎｍの上
記計測ばらつきは２０ｎｍに半減する。本発明は上記ビ
ーム位置ドリフト補正の他に、ビーム偏向歪補正、ビー
ム焦点補正、ビーム光軸補正等にも同様に適用すること
ができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明では電子ビ−ムのドリフトを偏向
信号補正により行うので、描画位置のドリフト誤差を迅
速に実時間で補正することができる。さらに、基準マ−
クを走査して得られるその位置ドリフト値により上記ド
リフト補正に用いるドリフト特性式を生成し、その後も
上記基準マ−クの位置ドリフト値を継続して検出して上
記ドリフト特性式を検定し、誤差ミニマムになるように
これを修正するので、上記描画位置のドリフト誤差を正
確に補正することができ、また補正のバラツキを低減す
ることができる。
信号補正により行うので、描画位置のドリフト誤差を迅
速に実時間で補正することができる。さらに、基準マ−
クを走査して得られるその位置ドリフト値により上記ド
リフト補正に用いるドリフト特性式を生成し、その後も
上記基準マ−クの位置ドリフト値を継続して検出して上
記ドリフト特性式を検定し、誤差ミニマムになるように
これを修正するので、上記描画位置のドリフト誤差を正
確に補正することができ、また補正のバラツキを低減す
ることができる。
【００２６】また、上記基準マ−クの位置ドリフトを検
出する時刻間隔をドリフト特性式の勾配に逆比例して設
定するので、上記位置ドリフトの検出数が全体として大
きく低減して装置のズル−プットを大幅に向上すること
ができる。また、上記位置ドリフトの補正を上記電子ビ
−ムのブランキング期間に行うこので、電子ビ−ムの描
画線が補正量変更によりひずむことがない。
出する時刻間隔をドリフト特性式の勾配に逆比例して設
定するので、上記位置ドリフトの検出数が全体として大
きく低減して装置のズル−プットを大幅に向上すること
ができる。また、上記位置ドリフトの補正を上記電子ビ
−ムのブランキング期間に行うこので、電子ビ−ムの描
画線が補正量変更によりひずむことがない。
【図１】本発明による電子線描画装置の概略の構成図で
ある。
ある。
【図２】基準マ−クにより電子ビ−ム位置ドリフトを検
出する方法の説明図である。
出する方法の説明図である。
【図３】電子ビーム位置ドリフトの計測デ−タ例であ
る。
る。
【符号の説明】 １ カソード ２ ブランキング偏向器 ３ 電子レンズ ４ ビーム偏向器 ５ 反射電子検出器 ６ 電子ビーム ７ 試料台 ８ 試料台駆動機構 ９ ブランキング制御回路 １０ 描画手順制御回路 １１ 偏向制御回路 １２ 偏向補正回路 １３ 信号処理回路 １４ ドリフト抽出回路 １５ メモリ １６ ドリフト特性算出回路 １７ 試料台位置制御回路 １８ 基準マ−ク １９ マ−ク波形 １００ 試料 ２００ 制御計算機
Claims (7)
- 【請求項１】 電子ビ−ムの照射により試料上に所定の
パタ−ンを描画する電子線描画装置において、試料台上
の基準マ−クに上記電子ビ−ムを照射して得られる反射
電子信号により上記電子ビ−ムの位置ドリフト（位置誤
差）を検出する手段と、複数の上記電子ビ−ムの位置ド
リフト値を記憶するメモリと、上記メモリが記憶する複
数の上記電子ビ−ムの位置ドリフト値を用いて上記電子
ビ−ムの位置ドリフトの径時変化特性式（ドリフト特性
式）を算出するドリフト特性演算手段と、上記ドリフト
特性式により上記電子ビ−ムの偏向信号を補正する手段
とを備えたことを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項２】 請求項１において、上記ドリフト特性演
算手段は上記メモリが記憶する上記電子ビ−ムの位置ド
リフト値を用いて折れ線近似のドリフト特性式を生成
し、上記電子ビ−ム位置の自動補正手段は上記折れ線近
似のドリフト特性式を用いて以後の上記電子ビ−ムの偏
向信号を補正するようにしたことを特徴とする電子線描
画装置。 - 【請求項３】 請求項１において、上記ドリフト特性演
算手段は上記メモリが記憶する上記電子ビ−ムの位置ド
リフト値を用いて少なくと２次以上の代数方程式に近似
したドリフト特性式を生成し、上記電子ビ−ム位置の自
動補正手段は上記代数方程式近似のドリフト特性式を用
いて以後の上記電子ビ−ムの偏向信号を補正するように
したことを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかにおいて、
上記ドリフト特性演算手段は上記各ドリフト特性式を最
小自乗法により演算するようにしたことを特徴とする電
子線描画装置。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかにおいて、
上記ドリフト特性演算手段は、上記電子ビ−ムの位置ド
リフト検出手段が描画工程毎に検出する上記電子ビ−ム
の位置ドリフト値を用いて既に生成済みの上記ドリフト
特性式を修正し、これにより上記ドリフト特性式の確度
を上記電子ビ−ムの位置ドリフト値の個数に比例して高
めるようにしたことを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかにおいて、
上記電子ビ−ムの位置ドリフト検出手段は、上記試料台
上の基準マ−クに上記電子ビ−ムを照射して上記電子ビ
−ムの位置ドリフトを検出する時刻の間隔を、上記ドリ
フト特性式の当該時刻の一つ前の上記位置ドリフト検出
時刻における勾配に逆比例するように設定するようにし
たことを特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかにおいて、
上記ドリフト特性式により上記電子ビ−ムの偏向信号を
補正する手段は、上記偏向信号の補正を上記電子ビ−ム
のブランキング期間に行うようにしたことを特徴とする
電子線描画装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3243872A JP2788139B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 電子線描画装置 |
| EP92116282A EP0534404B1 (en) | 1991-09-25 | 1992-09-23 | Electron beam lithography apparatus |
| DE69213146T DE69213146T2 (de) | 1991-09-25 | 1992-09-23 | Elektronenstrahl-Lithographiegerät |
| US07/950,701 US5315123A (en) | 1991-09-25 | 1992-09-25 | Electron beam lithography apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3243872A JP2788139B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 電子線描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582426A true JPH0582426A (ja) | 1993-04-02 |
| JP2788139B2 JP2788139B2 (ja) | 1998-08-20 |
Family
ID=17110237
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3243872A Expired - Fee Related JP2788139B2 (ja) | 1991-09-25 | 1991-09-25 | 電子線描画装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5315123A (ja) |
| EP (1) | EP0534404B1 (ja) |
| JP (1) | JP2788139B2 (ja) |
| DE (1) | DE69213146T2 (ja) |
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| US6573516B2 (en) | 1998-10-23 | 2003-06-03 | Advantest Corporation | Electron-beam lithography method and electron-beam lithography system |
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| WO2003096328A1 (fr) * | 2002-05-07 | 2003-11-20 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Dispositif de traitement de signaux d'un dispositif a disque |
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| JP2015179735A (ja) * | 2014-03-19 | 2015-10-08 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビームのドリフト補正方法及び荷電粒子ビーム描画装置 |
| JP2017224818A (ja) * | 2016-06-13 | 2017-12-21 | アイエムエス ナノファブリケーション アーゲー | マルチビーム描画装置においてパターン露光密度の変化により生じるパターン位置決めエラーの補償方法 |
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| WO2008051880A2 (en) | 2006-10-20 | 2008-05-02 | Fei Company | Method and apparatus for sample extraction and handling |
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- 1991-09-25 JP JP3243872A patent/JP2788139B2/ja not_active Expired - Fee Related
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