JPH0613299A - 電子ビーム描画方法およびその描画装置 - Google Patents
電子ビーム描画方法およびその描画装置Info
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- JPH0613299A JPH0613299A JP4167226A JP16722692A JPH0613299A JP H0613299 A JPH0613299 A JP H0613299A JP 4167226 A JP4167226 A JP 4167226A JP 16722692 A JP16722692 A JP 16722692A JP H0613299 A JPH0613299 A JP H0613299A
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- Japan
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- stage
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】電子ビーム描画装置の試料ステージ１０６の温
度を温度センサ１０７で測定し、試料ステージ１０６の
温度変化量と熱膨張率から試料１０５のずれ量を制御計
算機１１０において算出し、偏向系１０４またはレーザ
測長系１０８に補正を加えることによって、位置精度の
高い描画を行う。 【効果】試料ステージの温度変化による伸縮を補正し
て、描画パターンの位置誤差を減少させることができ
る。
度を温度センサ１０７で測定し、試料ステージ１０６の
温度変化量と熱膨張率から試料１０５のずれ量を制御計
算機１１０において算出し、偏向系１０４またはレーザ
測長系１０８に補正を加えることによって、位置精度の
高い描画を行う。 【効果】試料ステージの温度変化による伸縮を補正し
て、描画パターンの位置誤差を減少させることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はパターン位置誤差の少な
い高精度な電子ビーム描画方法および描画装置に関す
る。
い高精度な電子ビーム描画方法および描画装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】電子ビーム描画装置では試料であるガラ
スマスクやシリコンウエハなどを、所定の位置に移動可
能な試料ステージ上に乗せて描画を行っている。このと
き、試料やステージの温度が変動すると、熱膨張による
伸縮が起こり描画パターンの位置ずれの原因となる。
スマスクやシリコンウエハなどを、所定の位置に移動可
能な試料ステージ上に乗せて描画を行っている。このと
き、試料やステージの温度が変動すると、熱膨張による
伸縮が起こり描画パターンの位置ずれの原因となる。
【０００３】この問題に対して、例えば、特開昭５６−
１５０４１号公報では試料の温度を非接触で測定しステ
ージの移動量や電子ビームの照射位置の補正を行ってい
る。
１５０４１号公報では試料の温度を非接触で測定しステ
ージの移動量や電子ビームの照射位置の補正を行ってい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年のデバイスの微細
化にともなって高精度な位置精度の描画が必要とされ、
試料や試料ステージの温度変化に伴う部材の伸縮による
位置誤差の減少および補正が重要となってきた。また、
描画パターンが複雑化、大面積化し試料ステージの総移
動距離が長くなり、摩擦熱による温度変化量が増加して
いる。しかし、試料をガラスマスクプレートに限定すれ
ば、試料ステージの材質である金属に比べて熱伝導率と
熱膨張係数が小さいため、試料の温度変化量は少ない。
また、温度変化によるガラスプレート自身の伸縮による
位置誤差は無視し得る程少ない。従って、温度上昇に起
因する位置誤差は主に試料ステージの伸縮によるもので
ある。
化にともなって高精度な位置精度の描画が必要とされ、
試料や試料ステージの温度変化に伴う部材の伸縮による
位置誤差の減少および補正が重要となってきた。また、
描画パターンが複雑化、大面積化し試料ステージの総移
動距離が長くなり、摩擦熱による温度変化量が増加して
いる。しかし、試料をガラスマスクプレートに限定すれ
ば、試料ステージの材質である金属に比べて熱伝導率と
熱膨張係数が小さいため、試料の温度変化量は少ない。
また、温度変化によるガラスプレート自身の伸縮による
位置誤差は無視し得る程少ない。従って、温度上昇に起
因する位置誤差は主に試料ステージの伸縮によるもので
ある。
【０００５】本発明の目的は、試料ステージの温度変化
による試料の位置誤差を補正して高精度に描画を行う方
法および装置を提供することにある。
による試料の位置誤差を補正して高精度に描画を行う方
法および装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】電子ビーム描画装置の試
料ステージに温度を測定する手段を設け、描画開始時か
らの温度変化量と、試料ステージを構成する材質の熱膨
張係数と、ステージ位置測定用ミラーと試料までの距離
から温度変化による伸縮量を求める。その量を偏向系ま
たはステージ位置測定系もしくはその両方に反映させる
ことによって、試料ステージの温度変化による試料の位
置誤差を打ち消し、位置精度の高い描画を行う。
料ステージに温度を測定する手段を設け、描画開始時か
らの温度変化量と、試料ステージを構成する材質の熱膨
張係数と、ステージ位置測定用ミラーと試料までの距離
から温度変化による伸縮量を求める。その量を偏向系ま
たはステージ位置測定系もしくはその両方に反映させる
ことによって、試料ステージの温度変化による試料の位
置誤差を打ち消し、位置精度の高い描画を行う。
【０００７】
【作用】電子ビーム描画装置の試料ステージは、真空内
で使用されることや試料の上下動を一定の許容範囲内に
納めるために、可動部分を摺動させる方式が用いられて
いる。摺動部分は摩擦係数とごみの発生の点から、面積
が小さくかつ熱伝導の小さい物質に限られる。そのた
め、摺動方式で長時間のステージ移動を行うと摺動部分
から発生した熱が逃げにくく、また、放射による熱伝導
も少ないため、試料ステージの温度はステージの移動量
に応じて上昇する。発熱量と描画時間、ステージ材質の
熱伝導率から温度変化は緩やかで、ステージ温度は熱平
衡を保ちながら変化するとみなすことができる。
で使用されることや試料の上下動を一定の許容範囲内に
納めるために、可動部分を摺動させる方式が用いられて
いる。摺動部分は摩擦係数とごみの発生の点から、面積
が小さくかつ熱伝導の小さい物質に限られる。そのた
め、摺動方式で長時間のステージ移動を行うと摺動部分
から発生した熱が逃げにくく、また、放射による熱伝導
も少ないため、試料ステージの温度はステージの移動量
に応じて上昇する。発熱量と描画時間、ステージ材質の
熱伝導率から温度変化は緩やかで、ステージ温度は熱平
衡を保ちながら変化するとみなすことができる。
【０００８】一方、描画面積が大きく、描画時間も長い
ガラスマスク描画では、通常金属製であるステージ材料
に比べて、試料の熱伝導率と熱膨張率の両方ともに小さ
い。例えば、チタンとの比較を表１に示す。
ガラスマスク描画では、通常金属製であるステージ材料
に比べて、試料の熱伝導率と熱膨張率の両方ともに小さ
い。例えば、チタンとの比較を表１に示す。
【０００９】
【表１】
【００１０】実測によれば、ガラスマスクの温度変化は
小さく、また、温度変化による位置誤差も少ない。従っ
て、試料ステージの温度変化による位置誤差の主たる原
因はステージを構成する金属の伸縮である。ステージの
温度変化量をｄＴ、ステージ材質の熱膨張率をα、ステ
ージ位置測定点から試料固定点までの距離をｌとする
と、補正量ｄｌは
小さく、また、温度変化による位置誤差も少ない。従っ
て、試料ステージの温度変化による位置誤差の主たる原
因はステージを構成する金属の伸縮である。ステージの
温度変化量をｄＴ、ステージ材質の熱膨張率をα、ステ
ージ位置測定点から試料固定点までの距離をｌとする
と、補正量ｄｌは
【００１１】
【数１】 ｄｌ＝ αｌｄＴ …（数１） で算出できる。この誤差量をＸ方向とＹ方向でそれぞれ
求めて補正を行う。
求めて補正を行う。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の実施例を示す電子ビーム描画
装置の概略図である。電子銃１０１から放射された電子
ビーム１０２は、電子レンズ１０３で収束され偏向器１
０４で偏向されて、試料１０５上でパターンを形成す
る。偏向器１０４の偏向領域外は、試料ステージ１０６
を駆動系１０９によって移動させて描画を行う。このと
き、試料ステージ１０６の位置はレーザ干渉測長器１０
８によって計測され、制御計算機１１０を通して偏向器
１０４にフィードバックされる。試料ステージの温度は
温度センサ１０７で測定され、同じく制御計算機に入力
される。
装置の概略図である。電子銃１０１から放射された電子
ビーム１０２は、電子レンズ１０３で収束され偏向器１
０４で偏向されて、試料１０５上でパターンを形成す
る。偏向器１０４の偏向領域外は、試料ステージ１０６
を駆動系１０９によって移動させて描画を行う。このと
き、試料ステージ１０６の位置はレーザ干渉測長器１０
８によって計測され、制御計算機１１０を通して偏向器
１０４にフィードバックされる。試料ステージの温度は
温度センサ１０７で測定され、同じく制御計算機に入力
される。
【００１３】図２は試料ステージの構造を示したもので
ある。パターン描画を行うと、試料ステージ２０１の摺
動部分からの摩擦熱で温度が上昇する。その値は、数時
間の描画時間に対して最大約１℃で、そのときのずれ量
は０．５μｍ程度になる。この温度上昇は描画するパタ
ーンの種類や密度に依存して変化するが、時間的な変化
は緩やかで、ある時刻ではステージ温度が均一であると
みなせる。さらに、試料２０５を保持するカセット２０
４も熱伝導率が試料ステージ２０１とほぼ等しい金属製
であれば、試料ステージ２０１とカセット２０４の間も
熱平衡が保たれる。しかし、例えば、試料２０５がガラ
スマスクプレートの場合、金属製の試料ステージ２０１
に比べて熱伝導率が小さく、カセット２０４との接触面
積も少ないので、ステージのよりも温度変化が少ない。
ある。パターン描画を行うと、試料ステージ２０１の摺
動部分からの摩擦熱で温度が上昇する。その値は、数時
間の描画時間に対して最大約１℃で、そのときのずれ量
は０．５μｍ程度になる。この温度上昇は描画するパタ
ーンの種類や密度に依存して変化するが、時間的な変化
は緩やかで、ある時刻ではステージ温度が均一であると
みなせる。さらに、試料２０５を保持するカセット２０
４も熱伝導率が試料ステージ２０１とほぼ等しい金属製
であれば、試料ステージ２０１とカセット２０４の間も
熱平衡が保たれる。しかし、例えば、試料２０５がガラ
スマスクプレートの場合、金属製の試料ステージ２０１
に比べて熱伝導率が小さく、カセット２０４との接触面
積も少ないので、ステージのよりも温度変化が少ない。
【００１４】試料ステージ２０１上には、測長用ミラー
２０２と２０３があり、レーザ光によって位置を計測す
る。試料２０５はカセット２０４に装着されて、試料ス
テージ２０１上に固定されている。カセット２０４では
試料２０５を、試料固定部材２０６と２０７に、これら
とは逆側からばね（図示せず）で押さえている。試料ス
テージ２０１またはカセット２０４の温度変化により伸
縮が起こった場合にも、常に試料２０５に対して試料固
定部材２０６と２０７側の２辺が基準となっている。従
って、試料ステージ２０１の温度の変化量が分かれば、
熱膨張係数から描画目標位置のずれ量が算出できる。
２０２と２０３があり、レーザ光によって位置を計測す
る。試料２０５はカセット２０４に装着されて、試料ス
テージ２０１上に固定されている。カセット２０４では
試料２０５を、試料固定部材２０６と２０７に、これら
とは逆側からばね（図示せず）で押さえている。試料ス
テージ２０１またはカセット２０４の温度変化により伸
縮が起こった場合にも、常に試料２０５に対して試料固
定部材２０６と２０７側の２辺が基準となっている。従
って、試料ステージ２０１の温度の変化量が分かれば、
熱膨張係数から描画目標位置のずれ量が算出できる。
【００１５】試料ステージ２０１の位置は測長用ミラー
２０２と２０３の鏡面で測定される。試料２０５との位
置関係は、測長用ミラー２０２と２０３の鏡面と試料２
０５との距離ＬxとＬyで規定されている。試料ステージ
２０１の温度が上昇すれば、試料２０５は相対的に矢印
Ａの方向に動き、ＬxとＬyが長くなる。逆に温度が下降
すれば矢印Ｂの方向に動いて、ＬxとＬyが短くなる。
２０２と２０３の鏡面で測定される。試料２０５との位
置関係は、測長用ミラー２０２と２０３の鏡面と試料２
０５との距離ＬxとＬyで規定されている。試料ステージ
２０１の温度が上昇すれば、試料２０５は相対的に矢印
Ａの方向に動き、ＬxとＬyが長くなる。逆に温度が下降
すれば矢印Ｂの方向に動いて、ＬxとＬyが短くなる。
【００１６】すなわち、温度変化による距離ＬxとＬyの
変動を正確に知ることができれば、試料２０５の位置誤
差をなくすことが可能である。距離ＬxとＬyの変化量
は、試料ステージ２０１の温度変化量ｄＴ、熱膨張係数
α、距離ＬxとＬyから求めることができる。このとき、
距離ＬxとＬyはあらかじめ既知の温度で測定しておけば
よい。
変動を正確に知ることができれば、試料２０５の位置誤
差をなくすことが可能である。距離ＬxとＬyの変化量
は、試料ステージ２０１の温度変化量ｄＴ、熱膨張係数
α、距離ＬxとＬyから求めることができる。このとき、
距離ＬxとＬyはあらかじめ既知の温度で測定しておけば
よい。
【００１７】例えば、カセット２０４が試料ステージ２
０１と同じ材質であれば、移動量ｄＬx、ｄＬyは
０１と同じ材質であれば、移動量ｄＬx、ｄＬyは
【００１８】
【数２】 ｄＬx ＝ αＬxｄＴ …（数２）
【００１９】
【数３】 ｄＬy ＝ αＬyｄＴ …（数３） で求められる。
【００２０】試料ステージ２０１とカセット２０４の材
質が異なる場合には、Ｌxを試料ステージ部分の長さＬx
sとカセット部分の長さＬxcに分割し、それぞれの熱膨
張係数をαsとαcとすれば、
質が異なる場合には、Ｌxを試料ステージ部分の長さＬx
sとカセット部分の長さＬxcに分割し、それぞれの熱膨
張係数をαsとαcとすれば、
【００２１】
【数４】 ｄＬx ＝ （αsＬxs＋αcＬxc）ｄＴ …（数４） で求められる。Ｌyも同様である。
【００２２】さらに、カセット２０４の材質がセラミッ
クスなどの熱伝導率と熱膨張係数の小さい物質である場
合には、ステージ部分だけをもって
クスなどの熱伝導率と熱膨張係数の小さい物質である場
合には、ステージ部分だけをもって
【００２３】
【数５】 ｄＬx ＝ αsＬxsｄＴ …（数５） となる。Ｌyも同様である。
【００２４】実際のステージの構造は複雑で、このよう
に必ずしも比例関係にならない場合もある。そのときに
は、実際の補正量ｄＬx’とｄＬy’を
に必ずしも比例関係にならない場合もある。そのときに
は、実際の補正量ｄＬx’とｄＬy’を
【００２５】
【数６】 ｄＬx’＝ Ａx(Ｔ、ｄＬx)ｄＬx …（数６）
【００２６】
【数７】 ｄＬy’＝ Ａy(Ｔ、ｄＬy)ｄＬy …（数７） のようにしてもよい。ここで、Ａはステージの温度Ｔと
変化量ｄＬxまたはｄＬyの関数で表される係数である。
また、この係数は位置測定用のマークのついた試料で測
定して求めておいてもよい。
変化量ｄＬxまたはｄＬyの関数で表される係数である。
また、この係数は位置測定用のマークのついた試料で測
定して求めておいてもよい。
【００２７】このようにして求めた補正量を、レーザ干
渉測長器の計測座標に反映させて補正を行う。または、
制御計算機で描画パターンの位置情報にずれ量を加え
て、偏向器で補正を行ってもよい。さらに、これら両方
の補正を同時に行ってもよい。
渉測長器の計測座標に反映させて補正を行う。または、
制御計算機で描画パターンの位置情報にずれ量を加え
て、偏向器で補正を行ってもよい。さらに、これら両方
の補正を同時に行ってもよい。
【００２８】別の実施例を図３に示す。ビーム位置補正
用マーク３０１を用いてビーム位置補正を行う場合に
は、マーク位置が測長用ミラー３０２と３０３の鏡面と
は別の位置にある場合がある。このときには、ＬxとＬy
を図３に示すようにとり、上述の補正を行えばよい。
用マーク３０１を用いてビーム位置補正を行う場合に
は、マーク位置が測長用ミラー３０２と３０３の鏡面と
は別の位置にある場合がある。このときには、ＬxとＬy
を図３に示すようにとり、上述の補正を行えばよい。
【００２９】この補正は、温度変化量から求めた補正量
が最小描画単位を越えたときに行えばよいが、より簡便
に一定の時間間隔またはステージ移動毎に行ってもよ
い。
が最小描画単位を越えたときに行えばよいが、より簡便
に一定の時間間隔またはステージ移動毎に行ってもよ
い。
【００３０】以上の実施例は、試料２０５としてガラス
マスクを想定しているが、別の実施例として図４に示す
ように、シリコンウェハ４０１でもよい。ただし、ウェ
ハ直接描画ではチップ単位でビーム位置補正を行うので
描画面積がマスクに比べて小さく効果は少ない。
マスクを想定しているが、別の実施例として図４に示す
ように、シリコンウェハ４０１でもよい。ただし、ウェ
ハ直接描画ではチップ単位でビーム位置補正を行うので
描画面積がマスクに比べて小さく効果は少ない。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、試料ステージの温度変
化による伸縮を補正して、描画パターンの位置誤差を減
少させることができる。
化による伸縮を補正して、描画パターンの位置誤差を減
少させることができる。
【図１】本発明の実施例を示す電子ビーム描画装置のブ
ロック図。
ロック図。
【図２】本発明の一実施例における試料ステージの構造
を示す平面図。
を示す平面図。
【図３】本発明の別の実施例を示す試料ステージの平面
図。
図。
【図４】本発明の別の試料での実施例を示す試料ステー
ジの平面図。
ジの平面図。
１０１…電子銃、１０２…電子ビーム、１０３…電子レ
ンズ、１０４…偏向系、１０５…試料、１０６…試料ス
テージ、１０７…温度センサ、１０８…レーザ干渉測長
器、１０９…駆動系、１１０…制御計算機、２０１…試
料ステージ、２０２、２０３…測長用ミラー、２０４…
カセット、２０５…試料、２０６、２０７…試料固定部
材、３０１…ビーム位置補正用マーク、３０２、３０３
…測長用ミラー、４０１…シリコンウェハ。
ンズ、１０４…偏向系、１０５…試料、１０６…試料ス
テージ、１０７…温度センサ、１０８…レーザ干渉測長
器、１０９…駆動系、１１０…制御計算機、２０１…試
料ステージ、２０２、２０３…測長用ミラー、２０４…
カセット、２０５…試料、２０６、２０７…試料固定部
材、３０１…ビーム位置補正用マーク、３０２、３０３
…測長用ミラー、４０１…シリコンウェハ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｊ 37/20 Ｚ 37/305 9172−5Ｅ (72)発明者 河崎 勝活 茨城県勝田市市毛882番地 株式会社日立 製作所計測器事業部内
Claims (2)
- 【請求項１】電子ビームを偏向する偏向器と試料を機械
的に移動可能な試料ステージと前記試料ステージの温度
を測定する機構と前記試料ステージの位置を測定する機
構とを具備する電子ビーム描画装置でパターンの形成を
行う電子ビーム描画方法において、描画開始時からの前
記試料ステージの温度変化量と前記試料ステージの材質
の熱膨張係数から前記試料ステージ上の試料のずれ量を
算出し前記電子ビームの照射位置の補正を行うことを特
徴とする電子ビーム描画方法。 - 【請求項２】請求項１記載の前記試料ステージの温度変
化による誤差量の補正が、前記偏向器または前記試料ス
テージの位置を測定する機構もしくはその双方を用いて
行われることを特徴とする電子ビーム描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167226A JPH0613299A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 電子ビーム描画方法およびその描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4167226A JPH0613299A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 電子ビーム描画方法およびその描画装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0613299A true JPH0613299A (ja) | 1994-01-21 |
Family
ID=15845790
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4167226A Pending JPH0613299A (ja) | 1992-06-25 | 1992-06-25 | 電子ビーム描画方法およびその描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613299A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000251826A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-14 | Toshiba Corp | 荷電粒子ビーム照射装置 |
| JP2006135260A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Toshiba Corp | 電子ビーム描画装置、偏向アンプ、電子ビーム描画方法、半導体装置の製造方法、及び電子ビーム描画プログラム |
| JP2006187799A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Sodick Co Ltd | 電子ビーム照射表面改質加工装置 |
| JP2009010393A (ja) * | 2003-05-30 | 2009-01-15 | Asml Holding Nv | 熱膨張補償を備えるステージ |
| JP2010177479A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子ビーム装置 |
| JP2010266687A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Nikon Corp | 露光方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
-
1992
- 1992-06-25 JP JP4167226A patent/JPH0613299A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000251826A (ja) * | 1999-02-25 | 2000-09-14 | Toshiba Corp | 荷電粒子ビーム照射装置 |
| JP2009010393A (ja) * | 2003-05-30 | 2009-01-15 | Asml Holding Nv | 熱膨張補償を備えるステージ |
| JP2006135260A (ja) * | 2004-11-09 | 2006-05-25 | Toshiba Corp | 電子ビーム描画装置、偏向アンプ、電子ビーム描画方法、半導体装置の製造方法、及び電子ビーム描画プログラム |
| US7985958B2 (en) | 2004-11-09 | 2011-07-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electron beam drawing apparatus, deflection amplifier, deflection control device, electron beam drawing method, method of manufacturing semiconductor device, and electron beam drawing program |
| JP2006187799A (ja) * | 2005-01-07 | 2006-07-20 | Sodick Co Ltd | 電子ビーム照射表面改質加工装置 |
| JP2010177479A (ja) * | 2009-01-30 | 2010-08-12 | Hitachi High-Technologies Corp | 荷電粒子ビーム装置 |
| JP2010266687A (ja) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Nikon Corp | 露光方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
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