JPH09161715A - 電子線描画装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】電子線描画装置で、偏向移動量による遅れを描
画結果によらずに計測し、自動的に偏向移動量に依存す
る補正データを作成する。 【解決手段】位置決め偏向器８により成形ビーム９を偏
向させ基準マーク１２の境界部に照射させる。その時の
反射電子信号強度変化を信号処理回路１７に記憶させ、
読みだした反射電子信号強度変化より偏向レスポンス遅
れを計測する。このような処理を偏向量を変えて繰り返
し実行し、偏向移動量に依存する調整データを自動的に
作成し、位置決め偏向制御回路１６に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子線描画装置に係
り、特に、偏向制御系の偏向依存によるレスポンスの自
動計測，補正法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子線描画装置の描画精度を阻害する要
因として偏向系のレスポンス遅れがあげられる。このよ
うな遅れを防止する方法に関しては偏向設定後、特定時
間待った後にビームを照射し、遅れを無視する方法があ
るが本法ではすべての偏向量に対して一定時間待つた
め、本来不要な偏向移動量が少ない場合でも一定時間待
ってしまい描画速度の低下をもたらすこととなる。

【０００３】このような描画速度の低下をさけるため、
偏向移動量に応じた待ち時間を設定することにより速度
低下を極力発生させず偏向レスポンス遅れを無視する方
法が考案された。また偏向移動量に応じ偏向レスポンス
遅れを補償する回路も考案された。しかし偏向移動量に
よるレスポンスの測定は高速な計測法が必要であり、低
速なマーク検出による計測は困難であり描画結果にてし
か確認できず、従ってレスポンス遅れ調整のためのデー
タの設定も描画結果の測定結果よりマニュアルで設定す
るしかなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は偏向移動量に
応じた偏向レスポンス遅れ量を描画することなく計測
し、自動的に補正する機能を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題は、試料上に設
けられたマーカと試料の境界上にビームを偏向し、照射
し、その信号強度の変化を計測することにより偏向レス
ポンス遅れ量を計測することができ、本処理を複数偏向
点にて実施することにより達成することができる。

【０００６】試料上に設けられたマーカと試料の境界上
にビームを照射し、その信号強度の変化を計測すること
により偏向レスポンス遅れ量を計測することができ、本
処理を複数偏向点で実施することにより偏向に依存した
補正データを描画で確認することなく作成することがで
きる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施するための電
子線描画装置を図１に、本発明の動作原理を図２に、偏
向移動量に応じて待ち時間を発生させる回路を図３に、
本発明の実施例のフローチャートを図４に示す。

【０００８】制御計算機１９で指定された偏向位置を位
置決め偏向制御回路１７に設定することにより、偏向器
の組立誤差等による静的な偏向系の歪は補正演算回路２
０により補正され、補正されたデータに従い位置決め偏
向器８にＤＡＣ２３、及びアンプ２４を通し偏向信号が
設定される。設定と同時に、位置決め偏向制御回路で
は、設定量をラッチするレジスタ２１と前回の偏向量を
ラッチするレジスタ２２の出力の差分より偏向移動量を
算出する。偏向制御回路１７では偏向移動量をアドレス
とし待ち時間を予め設定されているメモリ２５，２７よ
り読みだしディレイ回路２６，２８に設定する。ディレ
イ回路２６，２８では設定された時間待った後信号を出
力する。ディレイ回路２６，２８の出力のアンド条件に
より、ブランキング制御回路２９に起動を掛ける。同時
にレジスタ２２にラッチ信号を発生させ次の偏向時の移
動量を計算するためのデータをレジスタ２２にラッチし
ておく。ブランキング制御回路２９では、予め、制御計
算機１９より設定された時間、電子源１より照射された
電子線を第一マスク２の開口部に照射するようにブラン
カ５に与える電圧を制御する。

【０００９】第一マスク２を透過した電子線は、成形レ
ンズ４を通過し、第二マスク６に到達する。第二マスク
６に照射する場合、成形偏向制御回路１５に制御計算機
１９より指定寸法が設定され、成形偏向制御回路１５よ
り成形偏向器３に指定ビーム寸法となるような電圧が設
定され、矩形ビームが第二マスク６を透過する。

【００１０】第二マスク６を透過した電子線９は、縮小
レンズ７で縮小され、位置決め偏向器８により指定位置
に偏向され対物レンズ２０を通して試料台１３上の試料
に照射される。

【００１１】試料台１３の移動は、試料台位置決め機構
１４と試料台位置制御回路１８で制御計算機からの指定
により実施される。

【００１２】前述のような、成形ビーム９の制御と、試
料台１３の制御により、試料上の指定位置に指定された
形状のＬＳＩパターンを描画することができる。

【００１３】また試料に照射された成形ビーム９の反射
電子信号１６は反射電子検出器１１で検出され、ブラン
キング制御回路２９よりビームが照射された信号を信号
処理回路１８でうけ信号処理回路１８では反射電子検出
器１１で取り込んだ信号をアンプ３４で増幅し、ＡＤＣ
３３に起動をかけ、ディジタル化し、メモリ３２に格納
する。このようにしてビームのオン／オフに同期した信
号強度変化をメモリ３２に格納することができる。この
メモリ内のデータは制御用計算機１９に取り込むことが
できる。

【００１４】このような構成を持つ電子線描画装置で、
以下発明の実施例を図４のフローに従い説明する。なお
本実施例では反射電子信号を用いているが信号種は透過
電子信号でも可能ある。

【００１５】まず予め制御計算機１９に記憶されている
基準マーク１２の座標データに従い基準マーク１２がビ
ームの直下（偏向量＝０）にくる様に試料台１３を移動
させる。

【００１６】次に図２の（ａ）で示すように基準マーク
１２のエッジ付近をビーム寸法（Ｗ，Ｈ）を持つ成形ビ
ームでＸ方向に一定の移動ピッチで移動しながら照射さ
せる。この時の反射電子信号は図２の（ｂ）のようにな
る。この時信号の最大値と最小値に対して１０％，５０
％，９０％のスライスレベルＳｌ，Ｓｃ，Ｓｈを決定す
る。Ｓｃと反射電子信号の交点が基準マーク１２のエッ
ジ位置Ｘｅに相当し、ＳｈとＳｌの差分がビーム寸法Ｗ
に相当する信号強度の変化となる。

【００１７】次にＸｅを基準とし、試料台１３を−Ｘｎ
移動させる。その後、偏向を＋Ｘｎ偏向させ、一定時間
Ｔｄ分照射する。

【００１８】次に図２の（ｃ）に示すように−Ｘｎビー
ムを偏向させた状態でビームのオン／オフをＡＤ変換器
の変換サイクルでｓｎ回繰り返し、ビームの反射電子信
号を取り込む。この時偏向されたビームは偏向のレスポ
ンス遅れによりまず−Ｘｎ−ｄｘｎの位置に照射され偏
向系の制定後、−Ｘｎに照射されることになる。その時
の反射電子信号を図２の（ｄ）に示す。本実施例では理
想的状態を示しているが、実際の信号ではこのような減
衰曲線上に、種々のノイズが乗っている。そのため信号
波形に対して、ローパスフィルタ処理が必要となる。ま
た信号処理系の特性により波形が傾斜する場合も考えら
れ、このような場合は、偏向中心での信号を予め取り込
んでおき、その時の傾斜を実際の信号から除去すればよ
い。

【００１９】このようにして信号処理された波形に対し
て、ｄｔｎは信号強度がＳｃに達するまでの時間でこの
時間が偏向レスポンス遅れ時間となる。偏向系の静的歪
によりＳｃレベルに達しない場合も考えられるが、この
ような場合は、最終サンプリングデータをＳｃレベルと
みなし、最終サンプリングデータより検索し、Ｓｃレベ
ルよりＺ％変化した点をｄｔｎ′としこれに固定の微小
時間ｏｆｓｔを加算した時間をｄｔｎとする。理論的に
は前者がよいが実用上は後者の方式をとるのが妥当であ
る。

【００２０】また偏向遅れ量ｄｘｎは以下の計算式によ
り算出することができる。

【００２１】 ｄｘｎ＝ｄｓｎ・Ｗ／（Ｓｈ−Ｓｌ） （数１） このようにして偏向移動量（−Ｘｎ−Ｘｎ）に対しての
偏向レスポンス遅れ時間ｄｔｎ及び偏向遅れ量ｄｘｎを
求めることができる。

【００２２】Ｘｎの値を変化させ偏向範囲内で上記遅れ
時間を求めると、図２の（５）に示すようなデータを得
ることができる。このデータよりデータ間を直線近似ま
たは、スプライン近似等により補間することによりメモ
リ２５に格納するデータを自動的に作成することができ
る。

【００２３】同様の処理をＹ方向でも実施すればメモリ
２７に格納するデータを自動的に作成することができ
る。

【００２４】本実施例ではレスポンス遅れを待ち時間で
対応する方法をとっているが図２の（ｄ）の信号データ
より数１を全データにあてはめることにより偏向後の位
置遅れデータを算出することができ、この位置データを
補償する回路を別途設け、位置遅れデータの符号を反転
したものを位置データを補償する回路への入力データと
して与えることにより、待ち時間によらない高速なレス
ポンス遅れの補償を自動的に実施することが可能であ
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明は反射電子信号強度のまたは透過
電子信号強度の高速なＡＤ変換速度単位（数マイクロｓ
ｅｃ）で偏向レスポンス遅れ量を計測することができ、
本処理を複数偏向点で実施することにより偏向に依存し
た補正データを自動的に作成し、偏向レスポンス遅れに
対して装置の自動調整化を提供する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施する電子線描画装置のブロック
図。

【図２】本発明の測定の動作原理の説明図。

【図３】本発明を実施する偏向移動量に依存した補正回
路のブロック図。

【図４】本発明の１実施例のフローチャート。

【符号の説明】 １…電子源、２…第一マスク、３…成形偏向器、４…成
形レンズ、５…ブランカ、６…第二マスク、７…縮小レ
ンズ、８…位置決め偏向器、９…成形ビーム、１０…対
物レンズ、１１…反射電子検出器、１２…基準マーク、
１３…試料台、１４…試料台位置決め機構、１５…成形
偏向制御回路、１６…位置決め偏向制御回路、１７…信
号処理回路、１８…試料台位置制御回路、１９…制御計
算機。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】矩形開口を有する第一マスクと可変成形ビ
   ームを形成するための矩形開口をもつ第二マスクを有
   し、電子源から半導体ウェハなどの試料にいたる収束ビ
   ームの経路に介し、前記収束ビームをオンオフするブラ
   ンキング機構を有し、前記第一マスクを通過する前記収
   束ビームを偏向制御により前記第二マスクの矩形開口上
   に照射し、所望の矩形ビームを形成する手段と、前記第
   二マスクを透過した前記収束ビームを偏向制御により偏
   向データを偏向器に設定した後、偏向量に応じて位置も
   しくは時間を補正する回路により位置もしくは設定待ち
   時間を調整した後に前記ブランキング機構によりビーム
   を試料上の指定した位置に特定時間照射しＬＳＩパター
   ンを描画する手段と、試料上に測定用マーカを有し、マ
   ーカ上に照射された電子線の反射電子または透過電子信
   号強度を計測する手段を有する電子線描画装置におい
   て、前記偏向制御によりマーカと試料の境界上にビーム
   を照射し、その時の電子線の反射電子または透過電子信
   号強度を計測することにより偏向制御の遅れ時間及び遅
   れ量を計測する手段を有する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、複数の偏向量で偏向制
   御の遅れ時間及び遅れ量を計測することにより、偏向量
   に依存した動的な偏向遅れの補正データを自動的に作成
   する手段を有する電子線描画装置。