JPH11297254A - 電子ビーム装置におけるステージ駆動装置 - Google Patents

電子ビーム装置におけるステージ駆動装置

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JPH11297254A
JPH11297254A JP10093195A JP9319598A JPH11297254A JP H11297254 A JPH11297254 A JP H11297254A JP 10093195 A JP10093195 A JP 10093195A JP 9319598 A JP9319598 A JP 9319598A JP H11297254 A JPH11297254 A JP H11297254A
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JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
stage
motor
switch
mode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10093195A
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English (en)
Inventor
Osamu Wakimoto
治 脇本
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータの振動による影響を著しく低減し、高
い精度で走査電子顕微鏡像等の観察を行うことができる
電子ビーム装置におけるステージ駆動装置を実現する。 【解決手段】 ステージ制御MPU13に付属した入力
装置17により、高速度モードと高精度モードを選択す
ることができる。高速度モードは、主として被描画材料
1へのパターン描画を行うときのモードであり、このモ
ードが選択されると、ステージ制御MPU13はスイッ
チ16をONとする。高精度モードは、装置の校正を行
ったり、材料1の表面の走査電子顕微鏡像を観察すると
きに用いられるモードである。入力装置17により高精
度モードを選択すると、ステージ制御MPU13はスイ
ッチ16のON,OFFを所定のタイミングで行うよう
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビーム描画装
置等において、被描画材料が載せられたステージを移動
させるための電子ビーム装置におけるステージ駆動装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】電子ビーム描画装置では、被描画材料で
あるウエハあるいはマスク用のガラス乾板をXY移動ス
テージ上に載置し、ステージを移動させることによって
材料の移動を行っている。
【0003】この移動には、高精度かつ高速な位置決め
が要求される。図1はこのような電子ビーム描画装置の
ステージ移動の概略を示す図であり、図中1はウエハや
ガラス乾板などの被描画材料である。
【0004】被描画材料1はステージ2の上に載置され
ているが、ステージ2は、下部に設けられた送りネジ3
をモータ4によって回転させることにより、図中左右方
向に移動させられる。図示していないが、紙面に垂直な
方向にも送りネジが設けられ、その結果、ステージ2は
X,Y2方向に移動させられる。
【0005】被描画材料1には、電子ビームEBが図示
していない対物レンズ等によって細く集束されて照射さ
れる。更に電子ビームEBは、位置決め偏向器5によっ
て偏向され、材料1上で電子ビームにより所望のパター
ンの描画が行われる。偏向器5には、偏向制御ユニット
6からの描画すべきパターンに応じた偏向信号が増幅器
7を介して供給される。
【0006】ステージ2の移動量は、良く知られたレー
ザ測長器8によって測定され、レーザ測長器8の測長結
果は、偏向制御ユニット6に供給される。偏向制御ユニ
ット6では、ステージ2の理論上の移動量と、レーザ測
長器8によって測定された実際の移動量との差を求め、
その差によって電子ビームの偏向量を補正するようにし
ている。
【0007】上記した構成で、被描画材料1に対する電
子ビームの描画は、偏向制御ユニット6からの描画パタ
ーンに応じた偏向信号を位置決め偏向器5に供給するこ
とによって行う。更にこの描画は、送りネジ3を回転さ
せてステージ2を移動させながら行う。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記した構成で、ステ
ージ2の移動のためのモータ4として、位置制御型のサ
ーボモータを使用した場合、ステージ2の位置決めを高
速に行うことが可能となる。しかしながら、ステージ2
が停止しているとき、モータ4の微小な振動がステージ
2に伝わり、この振動が問題となることがある。
【0009】この振動は、モータ4のコイルを励磁して
いる電流のリップルや位置制御部のフィードバックが原
因で生じる振幅の小さな振動である。この振動の振幅
は、モータの位置決め分解能の1/2から1/10程度
であるが、電子ビーム描画装置で使用される高精度のス
テージでは、ほとんどガタがないので、この振動は実際
にステージの変位として伝わってしまう。この変位の量
としては0.1μm程度である。
【0010】描画時には、この程度の振動は電子ビーム
の位置を位置決め偏向器5によって電気的に補正をする
ことでほとんど問題とならない。ところが、装置の校正
を行う場合においては、ステージにスケールを設け、こ
のスケールを走査電子顕微鏡機能で観察しているが、こ
のような場合、あるいは、同じ装置で被描画材料の表面
を走査電子顕微鏡観察する場合では、補正しきれない誤
差(時間遅れによって生じる)が影響してくるため、高
い精度で走査電子顕微鏡像の観察を行うことができなく
なる。
【0011】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、モータの振動による影響を著しく
低減し、高い精度で走査電子顕微鏡像等の観察を行うこ
とができる電子ビーム装置におけるステージ駆動装置を
実現するにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】第1の発明に基づく電子
ビーム装置におけるステージ駆動装置は、モータによっ
て駆動される移動ステージ上に載せられた材料に対して
電子ビームを照射すると共に、電子ビームを材料の所定
領域で走査し、電子ビームの照射に基づいて材料から発
生した信号を検出し、検出信号に基づいて材料表面の像
を表示するようにした電子ビーム装置において、モータ
の制御器とモータとの間にスイッチを設け、ステージの
移動後における像の観察時にはスイッチをOFFにする
ように構成したことを特徴としている。
【0013】第1の発明では、モータ駆動によりステー
ジを移動させる際、モータの制御器とモータとの間にス
イッチを設け、ステージの移動後における像の観察時に
はスイッチをOFFにする。
【0014】第2の発明に基づく電子ビーム装置におけ
るステージ駆動装置は、モータによって駆動される移動
ステージ上に載せられた材料に対して電子ビームを照射
すると共に、電子ビームを材料の所定領域で走査し、電
子ビームの照射に基づいて材料から発生した信号を検出
し、検出信号に基づいて材料表面の像を表示するように
した観察モードと、電子ビームを描画データに基づいて
偏向し、電子ビームによって材料上に所望パターンを描
画する描画モードとを有した電子ビーム装置において、
モータの制御器とモータとの間にスイッチを設け、描画
モードの期間中はスイッチをONの状態に保ち、観察モ
ードの期間中のステージの移動時にはスイッチをONと
し、ステージの移動後における像の観察時にはスイッチ
をOFFにするように構成したことを特徴としている。
【0015】第2の発明では、描画モードと観察モード
を有した電子ビーム描画装置においてモータ駆動により
ステージを移動させる際、モータの制御器とモータとの
間にスイッチを設け、描画モードの期間中はスイッチを
ONの状態に保ち、観察モードの期間中のステージの移
動時にはスイッチをONとし、ステージの移動後におけ
る像の観察時にはスイッチをOFFにする。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。図2は、本発明に基づく電
子ビーム描画装置の一例を示しており、図1の従来装置
と同一ないしは類似の構成要素には同一番号が付されて
いる。
【0017】図中1はウエハやガラス乾板などの被描画
材料である。被描画材料1はステージ2の上に載置され
ているが、ステージ2は、下部に設けられた送りネジ3
をモータ4によって回転させることにより、図中左右方
向に移動させられる。図示していないが、紙面に垂直な
方向にも送りネジが設けられ、その結果、ステージ2は
X,Y2方向に移動させられる。
【0018】被描画材料1には、電子ビームEBが図示
していない対物レンズ等によって細く集束されて照射さ
れる。更に電子ビームEBは、位置決め偏向器5によっ
て偏向され、材料1上で電子ビームにより所望のパター
ンの描画が行われる。偏向器5には、偏向制御ユニット
6からの描画すべきパターンに応じた偏向信号が増幅器
7を介して供給される。
【0019】ステージ2の移動量は、良く知られたレー
ザ測長器8によって測定され、レーザ測長器8の測長結
果は、偏向制御ユニット6に供給される。偏向制御ユニ
ット6では、ステージ2の理論上の移動量と、レーザ測
長器8によって測定された実際の移動量との差を求め、
その差によって電子ビームの偏向量を補正するようにし
ている。
【0020】被描画材料1への電子ビームEBの照射に
よって発生した2次電子あるいは反射電子は、検出器1
0によって検出される。検出器10の検出信号は、増幅
器11を介して陰極線管12に供給される。陰極線管1
2には、偏向制御ユニット16から電子ビームEBの走
査信号に同期した走査信号が供給される。
【0021】サーボモータ4は、ステージ制御MPU
(マイクロプロセットユニット)13によって制御され
るが、このステージ制御MPU13は、装置全体を制御
するコントロールユニット(図示せず)の下位に位置付
けられる。
【0022】ステージ制御MPU13は、モータ4を回
転させるための位置制御器14に接続されており、位置
制御器14は、指定された回転量だけモータ4を回転さ
せるため、モータ4のコイルを駆動する増幅器15に接
続されると共に、モータからのフィードバック信号を受
け取るように構成されている。
【0023】増幅器15とモータ4との間には、スイッ
チ16が設けられており、スイッチ16はステージ制御
MPU13によって開閉される。なお、ステージ制御M
PU13には入力装置17が付属されている。このよう
な構成の動作を次に説明する。
【0024】図2の構成で、ステージ制御MPU13に
付属した入力装置17により、高速度モードと高精度モ
ードを選択することができる。高速度モードは、主とし
て被描画材料1へのパターン描画を行うときのモードで
あり、このモードが選択されると、ステージ制御MPU
13はスイッチ16をONとする。
【0025】図3は高速度モードにおけるタイミング図
であり、図3(a)の横軸は時間、縦軸はモータ4の速
度である。また、図3(b)はスイッチ16のON,O
FFのタイミングを示している。スイッチ16がOFF
の状態から高速度モードに切り替わってスイッチ16が
ONされると、増幅器15からモータ4に供給される出
力電圧が所望の値まで上昇するのを待つ出力スイッチO
N待ち時間が設けられる。
【0026】この待ち時間において、パターン描画を行
うための描画データの準備が並列に処理される。出力電
圧が上昇すると、位置制御器14からモータ4にはステ
ージ2の移動量に応じたパルスが供給され、モータの回
転にともなって送りネジが回転し、ステージ2は所定距
離移動させられる。
【0027】ステージ2の移動後、被描画材料1には電
子ビームEBによるパターンの描画が実行される。この
期間、スイッチ16はONの状態が継続される。パター
ン描画が終了した後、再び位置制御器14からモータ4
にはステージ移動のためのパルスが供給される。
【0028】この時、スイッチ16はONの状態となっ
ているので、モータは速やかに回転させられる。この被
描画材料1へのパターン描画時に発生したステージ2の
位置誤差は、レーザ測長器8からの移動量の測定結果に
基づき、偏向制御ユニット6における偏向信号の補正処
理により補正される。
【0029】次に、高精度モードについて説明する。高
精度モードは、装置の校正を行ったり、材料1の表面の
走査電子顕微鏡像を観察するときに用いられるモードで
ある。入力装置17により高精度モードを選択すると、
ステージ制御MPU13はスイッチ16のON,OFF
を所定のタイミングで行うよう制御する。
【0030】図4は高精度モードにおけるタイミング図
であり、図4(a)の横軸は時間、縦軸はモータ4の速
度である。また、図4(b)はスイッチ16のON,O
FFのタイミングを示している。入力装置17を走査し
て高精度モードを選択すると、ステージ制御MPU13
は、スイッチ16をOFFし、モータ4に出力電圧が印
加されないようにしてモータに振動が発生しないように
する。
【0031】この状態で偏向制御ユニット6から位置決
め偏向器5に走査信号を供給し、電子ビームEBを材料
1の所定領域で走査する。この走査により材料1から発
生した、例えば2次電子を検出器10によって検出す
る。検出器10の検出信号を増幅器11を介して陰極線
管12に供給すれば、陰極線管12には材料1表面の走
査電子顕微鏡像が表示される。
【0032】次に、オペレータが入力装置を用いて観察
場所の移動などを指示した場合は、モータ4の駆動が必
要となるために、ステージ制御MPU13はスイッチ1
6をONとする。この際、モータ4への出力電圧が上が
るのを所定時間待ち(ON待ち時間)、その後位置制御
器14からパルスを発生しモータ4に供給する。
【0033】パルスの供給によりモータ4は回転し、ス
テージ2は移動させられる。所定距離のステージ2の移
動が完了したら、再びスイッチ16をOFFにする。こ
の際、増幅器15からモータ4への出力電圧が落ちるま
でには、一定時間を要することから、この出力電圧が落
ちるまで所定時間待ち(OFF待ち時間)、次の動作を
行う。
【0034】このように、高精度モードでは、待ち時間
が生じるものの、スイッチがOFFとされ、モータ4に
は電圧が印加されず振動が発生しないので、走査電子顕
微鏡像の観察や装置の校正動作のための観察は高精度で
行うことができる。なお、この待ち時間は、10〜10
0msであり、オペレータの操作が介在する校正や走査
電子顕微鏡像の観察では、この程度の時間はほとんど問
題にならない。
【0035】以上本発明の実施の形態を詳述したが、本
発明はこの形態に限定されない。例えば、電子ビーム描
画装置を例に説明したが、走査電子顕微鏡等の他の電子
ビーム装置にも適用することができる。
【0036】
【発明の効果】以上説明したように、第1の発明では、
モータ駆動によりステージを移動させる際、モータの制
御器とモータとの間にスイッチを設け、ステージの移動
後における像の観察時にはスイッチをOFFにするよう
に構成したので、走査電子顕微鏡像の観察や装置の高精
度の校正動作のための観察は高精度で行うことができ
る。
【0037】また、第2の発明では、描画モードと観察
モードを有した電子ビーム描画装置においてモータ駆動
によりステージを移動させる際、モータの制御器とモー
タとの間にスイッチを設け、描画モードの期間中はスイ
ッチをONの状態に保ち、観察モードの期間中のステー
ジの移動時にはスイッチをONとし、ステージの移動後
における像の観察時にはスイッチをOFFにするように
構成したので、描画は所定の精度で高速度で行い、走査
電子顕微鏡像の観察や装置の高精度の校正動作のための
観察は高精度で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のステージ駆動装置を示す図である。
【図2】本発明に基づく電子ビーム描画装置のステージ
駆動装置を示す図である。
【図3】高速度モードにおけるモータの速度スイッチの
切り替えタイミングを示す図である。
【図4】高精度モードにおけるモータの速度スイッチの
切り替えタイミングを示す図である。
【符号の説明】
1 被描画材料 2 ステージ 3 送りネジ 4 モータ 5 位置決め偏向器 6 偏向制御ユニット 8 レーザ測長器 10 2次電子検出器 12 陰極線管 13 ステージ制御MPU 14 位置制御器 16 スイッチ 17 入力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 21/68 H01L 21/30 541K

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 モータによって駆動される移動ステージ
    上に載せられた材料に対して電子ビームを照射すると共
    に、電子ビームを材料の所定領域で走査し、電子ビーム
    の照射に基づいて材料から発生した信号を検出し、検出
    信号に基づいて材料表面の像を表示するようにした電子
    ビーム装置において、モータの制御器とモータとの間に
    スイッチを設け、ステージの移動後における像の観察時
    にはスイッチをOFFにするように構成した電子ビーム
    装置におけるステージ駆動装置。
  2. 【請求項2】 モータによって駆動される移動ステージ
    上に載せられた材料に対して電子ビームを照射すると共
    に、電子ビームを材料の所定領域で走査し、電子ビーム
    の照射に基づいて材料から発生した信号を検出し、検出
    信号に基づいて材料表面の像を表示するようにした観察
    モードと、電子ビームを描画データに基づいて偏向し、
    電子ビームによって材料上に所望パターンを描画する描
    画モードとを有した電子ビーム装置において、モータの
    制御器とモータとの間にスイッチを設け、描画モードの
    期間中はスイッチをONの状態に保ち、観察モードの期
    間中のステージの移動時にはスイッチをONとし、ステ
    ージの移動後における像の観察時にはスイッチをOFF
    にするように構成した電子ビーム装置におけるステージ
    駆動装置。
JP10093195A 1998-04-06 1998-04-06 電子ビーム装置におけるステージ駆動装置 Withdrawn JPH11297254A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2404783A (en) * 2003-08-01 2005-02-09 Leica Microsys Lithography Ltd Dual-mode electron beam lithography machine

Cited By (3)

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GB2404783A (en) * 2003-08-01 2005-02-09 Leica Microsys Lithography Ltd Dual-mode electron beam lithography machine
GB2404783B (en) * 2003-08-01 2005-12-14 Leica Microsys Lithography Ltd Dual-mode electron beam lithography machine
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