JPH0636997A - 電子線描画装置 - Google Patents

電子線描画装置

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JPH0636997A
JPH0636997A JP4187856A JP18785692A JPH0636997A JP H0636997 A JPH0636997 A JP H0636997A JP 4187856 A JP4187856 A JP 4187856A JP 18785692 A JP18785692 A JP 18785692A JP H0636997 A JPH0636997 A JP H0636997A
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JP
Japan
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temperature
electron beam
sample
control system
drawing apparatus
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JP4187856A
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English (en)
Inventor
Toshihiko Kono
利彦 河野
Katsuhiro Kawasaki
勝浩 河崎
Takashi Matsuzaka
尚 松坂
Hiroya Ota
洋也 太田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/708Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials

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  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 描画精度に悪影響を与える温度ドリフトの問
題を解消することができるようにする。 【構成】 偏向系を介して電子ビームを試料に照射する
と共に、試料をX駆動テーブル14及びY駆動テーブル
15により移動させて描画などの処理を行う電子線描画
装置であって、システム制御計算機19によって前記試
料またはX駆動テーブル14の時間経過に伴う温度変化
量、及び前記試料またはX駆動テーブル14の熱膨張係
数、描画時間、及び前記温度変化算出結果などに基づい
て温度ドリフト補正量をシステム制御計算機19により
求め、その温度ドリフト補正量に基づいて偏向系を偏向
制御系20で制御し、或いはスケール座標系をテーブル
座標制御系21によって制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子線による描画技術、
特に、半導体装置の製造におけるパターン形成などに用
いて効果のある技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の大容量化に伴って微細化が
進み、これに伴ってマスク、レチクルに対するパターン
描画に高精度が要求されている。このような要求に対
し、電子線描画装置で問題になるのは、描画中に発生す
る試料台の温度変化である。
【0003】従来、この対策として、試料台のベーステ
ーブルを温水により温調している。
【0004】描画装置内部では、真空雰囲気中を試料台
が高速に回転(移動)しており、直接温調した水を試料
台に導くことは危険が伴うために避け、間接的に非回転
のベーステーブルを温調している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討によれ
ば、試料台のベーステーブルを温水により温調して描画
中に発生する試料台の温度変化を補償する技術は、試料
台が摩擦熱で上昇するため、この摩擦熱による温度変化
をベーステーブルの温調で対応しようとしても、応答性
が悪いという問題がある。
【0006】そこで、本発明の目的は、描画精度に悪影
響を与える温度ドリフトの問題を解消することのできる
技術を提供することにある。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかにな
るであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0009】すなわち、偏向系を介して電子ビームを試
料に照射すると共に、試料をX,Y駆動テーブルにより
移動させて描画などの処理を行う電子線描画装置であっ
て、前記試料または直下のテーブルの時間経過に伴う温
度変化量を求める算出手段と、前記試料または前記直下
のテーブルの熱膨張係数、描画時間、及び前記算出結果
などに基づいて温度ドリフト補正量を求め、この補正量
に基づいて描画位置を制御する制御手段とを設けるよう
にしている。
【0010】
【作用】上記した手段によれば、予め測定した駆動中の
テーブルの温度変化特性がデータとして確保され、この
データ及び試料(またはテーブル)の熱膨張係数などに
基づいて描画時間に対応した温度ドリフト補正量が算出
され、この補正量に基づいて電子ビームの描画点とテー
ブルの相対位置が制御される。したがって、描画中に発
生した温度変化による位置ずれを解消することができ
る。
【0011】
【実施例1】図1は本発明による電子線描画装置の一実
施例を示す断面図である。
【0012】本実施例の電子線描画装置の筐体1は、上
部が円筒状を成し、その下部にボックス状の試料室(処
理時には真空にされる)が形成されている。筐体の円筒
状部分の内部には、電子銃2、第1成形絞り3、第1成
形レンズ4、成形偏向器5、第2成形レンズ6、第2成
形絞り7、縮小レンズ8、ブランキング電極9、電磁偏
向器10、静電偏向器11、集束レンズ12の各々が上
側から下側へ向けて順次配設されている。
【0013】また、処理室13内にはウェハを載置する
X駆動テーブル14が配設され、このX駆動テーブル1
4の下部にはこれをY方向へ移動させるためのY駆動テ
ーブル15が設けられ、このY駆動テーブル15は温調
の行われるベーステーブル16に取り付けられている。
X駆動テーブル14の温度を常時監視するために温度モ
ニタ17(熱電対をX駆動テーブル14内に埋設し、そ
の出力電圧を温度値に変換する)が接続され、この温度
モニタ17には、その温度測定値に基づいてベーステー
ブル16の温調を行うための温調器18が接続されてい
る。
【0014】描画を行う場合、試料(不図示)はX駆動
テーブル14上に載置され、処理室13内を真空にし、
温調器18によってベーステーブル16を温調する。温
度が安定したところで電子銃2から電子を放出させ、第
1成形絞り3〜第2成形絞り7より成る成形手段、縮小
レンズ8、電磁偏向器10と静電偏向器11から成る偏
向手段、集束レンズ12などを経て試料上に電子ビーム
が絞り込まれる。偏向手段を操作することにより、数m
m幅に電子ビームを移動させることができる。
【0015】描画中にX駆動テーブル14の温度が温度
モニタ17によってモニタされており、X駆動テーブル
14の温度変化が温度モニタ17によって測定され、こ
の測定結果に基づいて温調器18によりベーステーブル
16の温度が調整され、X駆動テーブル14が常に最適
温度になるように制御される。
【0016】図2はX駆動テーブル14の温度変化を示
す温度特性図である。
【0017】図2に示すように、ステージ稼働の時間経
過につれてX駆動テーブル14の温度は上昇し、ステー
ジの停止と共に低下する。この場合の熱膨張歪量ΔL
は、長さをL、温度変化量をΔT、熱膨張係数をAとす
ると、次式で表される。
【0018】ΔL=L1 ×ΔT×A したがって、このX駆動テーブル14の温度変化に応じ
て偏向制御系を制御すれば、熱膨張による影響を排除す
ることができる。
【0019】図3は制御系の詳細を示すブロック図であ
る。また、図4は制御系の動作を示すフローチャートで
ある。
【0020】システム全体の制御を行うためにシステム
制御計算機19(算出手段)が設けられ、このシステム
制御計算機19には電磁偏向器10、静電偏向器11及
び集束レンズ12からなる偏向系の偏向制御を行うため
の偏向制御系20(制御手段)、テーブル座標制御系2
1が接続され、さらにX駆動テーブル14及びY駆動テ
ーブル15の位置を計測するためにレーザ干渉計22が
設けられ、このレーザ干渉計22はテーブル座標制御系
21に接続されている。
【0021】このような構成において、ステージの駆動
開始から最高温度に達するまでの温度カーブと停止後温
度が元の状態に再現するまでの温度カーブとが予め温度
モニタ17で計測され、その計測データがシステム制御
計算機19の記憶装置(不図示)に記憶される。そし
て、描画中のステージ温度は温度モニタ17で計測され
(ステップ41)、これがシステム制御計算機19に取
り込まれる。ついで、補正のインターバルを決定し(ス
テップ42)、ステップ41による測定値に対し記憶さ
れている温度データを参照してシステム制御計算機19
で温度変化量を算出する(ステップ43)。ここで、シ
ステム制御計算機19は、描画スタート時の温度の値を
考慮し、時間の経過に比例した温度変化のカーブをシス
テム制御計算機19上の温度制御用ソフトで予想し、求
めた値を補正値(電圧値または電流値)に換算し、シス
テム制御計算機19上の温度制御用ソフトで予想し、求
めた値をテーブル座標制御系21にフィードバックし、
補正値を基にレーザ干渉計22のスケール値を制御(ス
テップ44)する(或いは、偏向制御系20にフィード
バックし、補正値を電子ビームに反映する)。なお、偏
向制御系20の制御に代えてステージ制御系21を制御
するようにしてもよい。ステップ45による処理の後、
補正処理が終了したか否かを判定し、未終了であればス
テップ43に戻り、以降の処理を繰り返す。
【0022】以上説明したように、本実施例によれば、
描画中に発生するX駆動テーブル14の温度変化量をシ
ステム制御計算機19の温度制御ソフトで算出し、温度
変化量に見合ったパターン位置補正量を求め、テーブル
座標制御系21または偏向制御系20へフィードバック
することにより、パターン位置精度を向上させることが
できる。また、精度の悪化による歩留りの低下を低減で
きるため、歩留り向上が可能になる。
【0023】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることは言うまでもない。
【0024】例えば、前記実施例では、電子線を用いた
描画装置について説明したが、電子線に代え、レーザ、
X線などを用いた描画装置に本発明を適用できることは
言うまでもない。また、ステッパにも適用可能である。
【0025】また、前記実施例では、試料としてマスク
(レチクル)を示したが、半導体ウェハ、配線基板など
も適用可能である。
【0026】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
下記の通りである。
【0027】すなわち、偏向系を介して電子ビームを試
料に照射すると共に、試料をX,Y駆動テーブルにより
移動させて描画などの処理を行う電子線描画装置であっ
て、前記試料または直下のテーブルの時間経過に伴う温
度変化量を求める算出手段と、前記試料または前記直下
のテーブルの熱膨張係数、描画時間、及び前記算出結果
などに基づいて温度ドリフト補正量を求め、この補正量
に基づいて描画位置を制御する制御手段とを設けるよう
にしたので、描画中に発生した温度変化による位置ずれ
が解消され、これによりパターン形成精度が向上でき、
さらには歩留り向上が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による電子線描画装置の一実施例を示す
断面図である。
【図2】図1のX駆動テーブルの温度変化を示す温度特
性図である。
【図3】制御系の詳細を示すブロック図である。
【図4】制御系の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
1 筐体 2 電子銃 3 第1成形絞り 4 第1成形レンズ 5 成形偏向器 6 第2成形レンズ 7 第2成形絞り 8 縮小レンズ 9 ブランキング電極 10 電磁偏向器 11 静電偏向器 12 集束レンズ 13 処理室 14 X駆動テーブル 15 Y駆動テーブル 16 ベーステーブル 17 温度モニタ 18 温調器 19 システム制御計算機 20 偏向制御系 21 テーブル座標制御系 22 レーザ干渉計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 太田 洋也 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏向系を介して電子ビームを試料に照射
    すると共に、試料をX,Y駆動テーブルにより移動させ
    て描画などの処理を行う電子線描画装置であって、前記
    試料または直下のテーブルの時間経過に伴う温度変化量
    を求める算出手段と、前記試料または前記直下のテーブ
    ルの熱膨張係数、描画時間、及び前記算出結果などに基
    づいて温度ドリフト補正量を求め、この補正量に基づい
    て描画位置を制御する制御手段とを具備することを特徴
    とする電子線描画装置。
  2. 【請求項2】 前記温度変化量は、テーブルの駆動開始
    から最高温度に達するまでの温度曲線と、テーブル停止
    後に温度が元の状態に再現するまでの温度曲線とをデー
    タとして保存した結果に基づいて算出することを特徴と
    する請求項1記載の電子線描画装置。
  3. 【請求項3】 前記描画位置の制御は、テーブル座標制
    御系または偏向制御系にフィードバックして行うもので
    あることを特徴とする請求項1記載の電子線描画装置。
JP4187856A 1992-07-15 1992-07-15 電子線描画装置 Pending JPH0636997A (ja)

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