JPS58200536A - 荷電ビ−ム露光装置におけるマ−ク検出方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体素子作成のためバター７を荷電ビーム
で描画する装置（荷電ビーム露光装（４）にオＳ（・て
、描画面上に配した位置検出用のマークを検出する方式
に関するものである。

従来、荷電ビーム露光装置の−っに、主副２１父の偏向
器を用いて、試料を連続的に移動：＝　−Ｖ　ＩＳ、−
、が−らパターン描画を行う試料連続移動描画ツノ°式
がある。この描画方式では、ステージ移動に伴なうむだ
時間が小さくできるため、パター７描画速度を高めるこ
とができるが、描画に先ｑって心安とＪれるマーク検出
（描画面上に配した位置検出用−７−りの検出）は、試
料連続移動下で行うことができず、このマーク検出に伴
うむだ時間のイＪ：在が生産性の向上を阻害していた。

本発明の目的は、前記試料連続移動描画方式の荷電ビー
ム露光装置において、マ〜り検出動作に伴なうむだ時間
を低減させることで′、露光装置の生産性の向−Ｆを図
るマーク検出方式を提供することにある。

しかして、本発明は試料移動位置に荷電ビ　ノ・照射位
置を追従させ、るための副偏向信号に、マク走査のため
の一偏向信号を重畳させると共に、試−料の一定量の移
動毎にこの移動した叶〜−ト偏向け＝フィードバックさ
せるため、主偏向の偏向１１ｊを史新する間は、マーク
検出動作を一時的に中断させることで、試料の連続移動
下でのマーク積出動作を一実現するものである。以下、
図面により本発明の内容を詳′述する。

第１図は本発明の一実施例の構成図である。第１図にお
いて、１は主偏向量を格納しているメモリである。１７
は電子光学鏡筒で、内部には主偏向器１９、副偏向器２
０、マーク信号検出器シ１、試料移動台（ステージ）２
２などが配置されている。１８は荷電ビーム軌道、２３
はレーザ測長器を示す。

２はステージ位置測定用レーザ情報の計数器、３はラッ
チ回路、５１はメモリｌとラッチ回路３の内容を加算す
る加算器、５は主偏向歪を補正する補正回路、１０は主
偏向用のＤＡ変換器およびアンプで、該偏向アンプの出
力は主偏向器１９に与えられる。同様に、７は副偏向用
レーザ値の計算器、８は該計数器７とメモリ１２の内容
を加算する加算器、９は副偏向器を補正する補正□回路
、ｌｉは劇偏向用のＩ）　Ａ変換器、ｔ６よびアンプで
、該偏向アンプの出力は副偏向器２０に与えられる。−
３はマーク信号検出器２１の出力を増幅する増幅回路、
１４はマーク信号のＶペル比較器、１５は比較器１４の
出力タイミングでメモリ１２の内容がランチされるラッ
チ回路であ゛る。なお、６は装置各部の動作を制御する
制御部、１６はマーク検出データの処理装置を示す。

第２図は第１図の動作を説明するための図で、部は主偏
向領域、２６は主偏向目標位置、２７はマークであり、
２６′、２７′は一定時間経過後の主偏向［］標位置お
よびマークを示す。あはステージの移動方向を示す矢印
である。

第３図はビームの偏向量を時間の経過の下工・表わした
図で、３１はステージの移動量、３２．３：３はステー
ジ移動にビームを追従させるための主偏向［、−１標量
および副偏向目標量であり、３４はマーク走査のための
信号、３５は３３と３４との和である実際の副偏向量、
３６は実際の主偏向量を示す。

以下、第２図および第３図を参煎して第１図の動作を述
べる。まず、マークは第２図の２７の位置にあり、この
マークの設けられている試料が２８の示す方向に連続的
に移動しているものとする。このような試料の移動にか
かわらず、荷電ビーム照射位置と試料との相対位置変化
を零にするために、試料の移動量を主偏向にフィードバ
ックする機能５および制御部６で構成され、副偏向フィ
ードバックする機能は計数器７、・加算器８．１ＫｉＩ
回路９および制御部６で構成されるる 主・副偏向のフィードバック動作は次の通りである。。

メモリ１の主偏向目標データはマークの設計座標に対応
している。まず、所定のマークを走査するための第１段
階として、メモリ１の記憶内容の主偏向目標データと計
数器２の計数結果を制御部６０制御下でラッチ回路３に
ラッチした値との加算が加算器４で実宕される。この加
算結果に対する補正演算が補正回路５でなされ、主偏向
・アンプ１０の入力データが定まる。この値は第３図の
二３２で示すように階段状であり、ラッチ回路３のラッ
チ動作が実行されるまで、主偏向目標量は変化しないこ
とを示している。第３図の３６は、ビームが実際に主偏
向される様子を示したものである。

主偏向動作は比較的大きな時定数を持つので、時刻ｔ１
〜゛ｔ２の間ではビーム偏向は不正確となっており、こ
の間、所望のビーム偏向はできない。

一方、副偏向目標量は、計数器７の出力を連続的に加算
器８へ入力して、これをメモＩＪＩ２の記憶内容との加
算を実行し、補正回路９で副偏向歪補正を行うことで得
られる。補正回路９の出力は副偏向アンプ１１に入力さ
れる。第３図の３３は、ステージの移動に副偏向が追従
している様子を示している。副偏向動作は高速であるた
め、十分な精度でステージにビーム位置を追従させるこ
とができる。しかし、第３図の３３が示すように、副偏
向量は小さいために、一定量偏向した後には主偏向量を
更新させることで、副偏向量を小さくしなおす動作が必
要である。

以上述べてきた主、副の偏向動作で、ビームは試料に精
度良く追従することが理解されよう。

さて、本発明のマーク検出のための偏向信号を副偏向器
２０に加える機能は、計数器７、加算器８、補正回路９
および制御部６で構成される。すなわち、制御部６の制
御により、マーク走査のための偏向データが計数器７よ
り読み出され、加算器８、補正回路９を経て副偏向アン
プ１１の入力となる。

第３図の３４は、この時の副偏向量を示したもので、ビ
ームがマーク上を往復走査するため、その波形はおおむ
ね三角波状である。但し、前述した時刻ｔ１とｔ２の間
、すなわち、主偏向量の更新中は、その値は一定値に維
持される。つまり、この期間はマーク検出動作を行って
はならないため、一時的にマーク走査を中止し、それが
過ぎた後、再びマー゛り走査のための副偏向データの出
力を開始するのである。

第３図に示すように、実際にビームが副偏向器２０で偏
向される量は、３３と３・１との相である３５のように
なる。これに３６で示す主偏向量が加わって、ビームは
必要な時間間隔で必要な間、マーク走査を中断する動作
をまじえながら・、１．、連続的に移動するマークに精
度良く追従しながらマーク走査を行う。

第１図に戻り、本実施例ではマーク検出法として良く知
られているエツジ検出法を採用している。

これは゛増幅回路１３の出力であるマーク信号が閾値を
クロスする時点を比較器１４で判断し、メモリ１２の記
憶内容をマーク走査量としてラッチ回路１５にラッチし
、その位置にビームのエツジが位置しているとしてマー
ク位置を検出する方法である。この場合、ｔｌから１２
の間ではビームの位置が任意であるため、マーク検出動
作を一時的に中断しておく必要がある。この中断は、制
御部６が信号線ｔ１とｔ２を用いて行う。すなわち、制
御部６は、時刻ｔ１において信号線１．によりラッチ回
路１５の動作を一時的に中断させると同時に、計数器７
を瞬間的にリセットし、ラッチ回路３の動作を実行させ
る。

時刻ｔ２では、信号線ｔ２によりラッチ回路１５の中断
動作を解除し、メモリ１２によるマーク走査量のラッチ
動作を再開させる。

以上説明したよう、に、本発明では、スループソト： トの面で有利な主副２段偏向方式を用いた試料連続移動
描画方式の荷電ビーム露光装置において、マーク検出も
試料連続移動下で実現できるため、荷電ビーム露光装置
のスループットがさらに高くなるという利点を有してい
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成図、第２図は主偏向目
標位置とマークの関係を示す図、第３図はビームの偏向
量を時間経過の上で表わした図である。 １・・・メモリ、２・・・計数器、３・・・ラッチ回路
、４・・・加算器、５・・・補正回路、６・・・制御部
、７°°、゛計数器、８・・・加算器、９°°°補正回
路、１０．１１・・・偏向アンプ、１２・・・メモリ、
１３・・・増幅回路、１４・・・比較器、１５・・・ラ
ッチ回路、１６・・・処理装置、１８・・−荷電ビーム
、１９、加・・・偏向器１，２１・・・マーク信号検出
器、ｎ・・・ステージ、２３・・・レーザ測長器。 代理人弁理士　鈴　木　　　誠

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｆｉｌ　　主副２つの偏向領域を設定し、試料を連続的
   に移動しながらパターン描画する荷電ビーム露、光装置
   において、試料移動位置に荷電ビーム照射位置を追従さ
   せるための副偏向信号に、描画面上に配した位置検出用
   マークを走査するための偏向信号（マーク走査用偏向信
   号）を重畳させると共に、主偏向の偏向量を更新する期
   間では前記マーク走査用偏向信号の発生とマーク検出動
   作を一時点に中断させることを特徴とする荷電ビーム露
   光装置のマーク検出方式。