JPS60176234A - 帯電粒子ビ−ム偏向装置 - Google Patents

帯電粒子ビ−ム偏向装置

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JPS60176234A
JPS60176234A JP3189984A JP3189984A JPS60176234A JP S60176234 A JPS60176234 A JP S60176234A JP 3189984 A JP3189984 A JP 3189984A JP 3189984 A JP3189984 A JP 3189984A JP S60176234 A JPS60176234 A JP S60176234A
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JP
Japan
Prior art keywords
subfield
reference voltage
deflector
dac
charged particle
Prior art date
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Pending
Application number
JP3189984A
Other languages
English (en)
Inventor
Sadaaki Kohama
禎晃 小濱
Yutaka Sato
裕 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Nippon Kogaku KK
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Publication date
Application filed by Nikon Corp, Nippon Kogaku KK filed Critical Nikon Corp
Priority to JP3189984A priority Critical patent/JPS60176234A/ja
Publication of JPS60176234A publication Critical patent/JPS60176234A/ja
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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
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

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】 (発明の技術分野) 本発明は電子ビーム露光装置、イオンビーム露光装置に
おける帯電粒子ビーム偏向装置に関する。
(発明の背漿) 近年集積回路の高密度化にともないサブミクロンオーダ
ーの精度で微小なパター/を描くことのできる帯電粒子
(電子、イオン)ビーム露光装置が注目されている。し
かしながら、例えば電子ビーム露光装置では従来の光を
用いた露光装置に比べて小さなパターンを描けるものの
露光スピードが遅く、現在露光スピードを向上させるこ
とに勢力が払われている。単純に考えると電子ビームを
走査する速度を増せば露光スピードは早まるが、実際に
は電子ビームはデジクルコンピュータからの走査信号が
D−A変換器(以下DACと略称する)を介して送られ
る偏向手段((よって走査されるため、このDACの応
答速度で露光スピードが決定されているのが現状である
。カロえて電子ビーム露光装置では通常0.1μmの精
度が要求され、加えて、電子ビーム露光装置ではシステ
ム全体で通常0.1μmの精度が要求され、それ全実現
するためにDACにはそれ以との分解能(例えば、0.
02μm)t−持たせる必要がある。例えば偏向手段に
よる走査範囲(メインフィールド) f 5 mm、X
 5 trLllLとすれば5朋10.62μm=25
0000となり、18ビット程度の高分解能DACが必
要となるが、この様な高分解能DACは現状では3m5
eC内外のセットリングタイムが必要であり電子ビーム
全高速走査することができない。そこでビット数が少な
く応答速度の早い8ビツトあるいは9ビット程度の高速
D A Cf、(併用し、高分解度DACは露光すべき
図形の位置?指定する(具体的には図形の走査開始点の
位置を指定する)時のみに用い実際の図形走査は高pD
p、cで行5方式が現在用いられている。ところがこの
様な方式を用いても、描画すべき図形の個数だけ高分解
度L)ACが駆動されるため、近年の高集積度の回路で
はパターン数が系大であり露光スピードの大幅な短縮は
望めない。そこでメインフィールドを複数のサブフイ=
 /!= )−K 分I11.シ、尚分解度DACはサ
ブフィールドの選択のみに使用し、パターンの描画はサ
ブフィールドの範囲内のみをダイナミックレンジとする
高速DACt−使用する方式が考案されている。こうす
れば高速DACはビット数が少なくてもダイナミックレ
ンジがせまいためパターンの位置決め精度に必要な分解
能全維持でき、かつ低速の高分解度DAC=2使用する
回数が激減し高速の露光スピードが期待できる。
しかし、この様な方式でも以下の様な欠点が残る。い!
、5mmX5mmの正方形メインフィールド全100μ
mX100μmの正方形サブフィールドで2500分割
することを考えると、高分解度DACはメインフィール
ドの一方辺側で50地点、また他方辺側でも50地点を
指定できればよいことがわかる。実際には、高分解度D
ACはメインフィールドの一方辺側(即ちX軸方向ンの
位置指定用DACと、他方辺側(即ちY軸方向)の位置
指定用DACとが準備されている。従って、各高分解度
DACが0.02μmの精度で出力できる、25000
0のデータのうち実際に位置指定用に使用されるデータ
は、50個足らずである。これでは、高価で、低速で、
しかも調整が大変な高分解度DACy使用する意義が薄
れてしまう。
(発明の目的) 本発明は、このJ:うな高分解度D A Ci使用する
ことなしにサブフィールドの高精度な位置決め全可能に
する偏向装置を提供するものである。
(発明の概要) 本発明はメインフィールド全域に帯電粒子ビーム位置決
めを行なうのではなく、特定のサブフィールドへの位置
決めを行なう。また、各サブフィールド位置は本装置で
設定された可変領域内で、中央処理装噴からデータを送
出することにより移動もできる。実際の描画は、このサ
ブフィールド内で行なうからサブフィールド位置決め範
囲は、メインフィールド全域とする必要はなく、とびと
びのザブフィールド位置に対応しているから、各サブフ
ィールドに対応した位置指定用の信号が高精度に得られ
ればよい。この事実に基いて、各サブフィールド位置に
対応するアナログ信号を、高安定化基準電圧をサブフィ
ールド個数だけ分圧することにより発生させ、リニアな
高分解能DAC全使用せずに、高精度全実現している。
また、低分解能DACの出力信号を加算することにより
、各サブフィールド位置を低分解能L)ACの出力信号
範囲内で可変できる機能もあわせ持たせることができる
(実施例) 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。第1図は本
発明による偏向装置の実施例を示すブロック図である。
第1図において、第1基準電圧源A1は各サブフィール
ド位置(例えば各サブフィールドの中央位置ンのX軸上
の座標値に対応した複数の基準電圧V +−x〜Vn−
xf予め発生する。
同様に第2基準電圧源A2は各サブフィールド位置のY
軸上の座標値に対応した複数の基準電圧V+−Y−Vn
−Yf予め発生している。第1アナログスイツチA3は
基準電圧V+−x−Vn−xのうちの1つを選択する。
第2アナログスイツチA4は基準電圧V+−Y−″−V
n−Yのうちの1つを選択する。
各アナログスイッチが選択する基準電圧はコ、ンピュー
タA5からインターフェースA5i介して伝達されてく
るサブフィールド指定データに基づく。
低分解能DACA7、A8には各サブフィールド位置に
関して予め測定されたメインフィールド偏向器(後述)
の歪、及びX−Yステージ(後述)の停止位置誤差等の
補正データがインターフェースA61に介してコンピュ
ータA5から転送されてくる。第1DACA7に?−1
X軸方向の補正データが、また第2DACABにはY軸
方向の補正データが設定され、これら補正データはそれ
ぞれDA前変換れる。第1アナログ加算器A9は各サブ
フィールドに関して第1アナログスイツチA3によって
選択された基準電圧と第1DACA7によってDA前変
換れた補正データを加算する。同様に第2アナログ加算
器AIOは各サブフィールドに関して、第2アナログス
イツチA4によって選択された基準電圧と第2DACA
8によってDA前変換れた補正データとを加算する。I
!1増幅器A11は第1加算器A9の出力電圧を増幅し
てX軸方向に帯電粒子ビームを偏向するX−偏向器AI
3に印加し、第2増幅器A12は第2加算器AIOの出
力電圧全増幅してY軸方向に帯電粒子ビームを偏向する
Y−偏向器AI4に印加する。
以上のように、各サブフィールドに対する帯電粒子ビー
ムの位置決めは(従来のような高分解度DACではなく
)予め発生されている基準電圧を各サブフィールド指定
データに基づいてアナログスイッチ1(よって選択する
だけである。アナログスイッチの応答時間は、通常市販
されている高分解度DAC(16ビツト以上)の整定時
間より極めて短く、かつ本構成によれば、市販のDAC
の様に、特定の入力ビツトパター/変化(例えばDAC
への人力データの最上位ビットの変化)知伴って、グリ
・ソチを発生するということがなく、それだけ高速性が
得られる。従って、各サブフィールドに対する帯電粒子
ビームの整定時間が短くなる。また基準電圧の温度依存
性はアナログ回路構成によって容易に低減できるから、
温度変化に対して敏感な従来の高分解度DAC使用の偏
向装置に対して取扱いが簡単になる。
第2図は、本発明全適用した電子ビーム露光装置の実施
例を示す構成図である。この装置は、直交するX軸、Y
軸方向に移動可能なX−Yステージ1(ステージ1上に
は、ウェハ等の対象物2が載置される);全体の制御系
3;電子ビームe=i発生させる電子銃4; ビームefブランキングする電極5:ビームe會対象物
2上に集束するための電子レンズ6;ビームeのメイン
フィールド内位置制御をするメインフィールド偏向器7
;サブフィールド内位it 制御をするサブフィールド
偏向器8:制御系3に従って、メインフィールド偏向器
7を制御するメインフィールド制御系9:サブフィール
ド偏向器8を制御するサプフ、イールド制御系1o;ス
テージ位置検出系11:X−Yステージ1のX軸、Y軸
方向の変位に応じた出力音それぞれ発生するレーザー干
渉計128,12b:及びステージ1の駆動装置13か
ら成る。
制御系3は第1図のコンピュータA5が対応している。
またメインフィールド制御系9は第1図の基準電圧発生
回路A1、A2、アナログスイッチA3、A4、インタ
ーフェースA6、DACA7、A8、加算器A9、A1
0及び増幅器All、A12から構成されている。更に
、各偏向器7.8はX軸、Y軸方向に電子ビームを偏向
するX−偏光器、Y−偏向器金偏えており、偏向器7は
第1図の偏向器A13、A14が対応している。
対象物2のパターン描画領域は、全体の制御系3によっ
て、第3図に示す様に例えば5 m@ X 5 gのメ
インフィールド(MP)に分割され、さら知メイ/フィ
ールドは例えば100L1100L1μmのサブ7 イ
ー ルt’ (S F 1〜S F 2500 ) I
c分割される。パターン描画は、サブフィールド偏向器
2及びブラ/キ/グ電極5全サブフィールド制御系10
が制御することによって、サブフィールド単位で行なわ
れる。描画するサブフィールドの選択は、メインフィー
ルド偏向器7をメインフィールド制御系9が制御するこ
とによって行なわれ、ビームをサブフィールドの中央位
置に設定する。
その際、メインフィールド偏向器7の歪、X−Yステー
ジ1の停止位置誤差等の補正も行なわれる。
メインフィールドの選択は、ステージ位置検出系11、
レーザー干渉計12により測長されるデータに基づき、
ステージ駆動装置13によってX−Yステージ1を移動
させることにより行なう。
第4図に電子ビーム露光装置のバター/描画シーケンス
のフローチャートl示す。キーボード等からパターン描
画開始指令全入力すると(ステラ7’P1)、X −Y
 y、データ1 、上ICU ウx ハ2 カ装置され
、また制御系3の初期設定が行われる(ステップP2)
。続いて制御系3はウェハ上に描画する複数のICチッ
プの描画順序に従って、先ず第1個目のICチップ描画
を開始する(ステップp3)。このとき制御系3はその
記憶装置に記憶された第1個目のICチップ全ウつノ・
上のどの位置に描画するかを示すチ・ツブ座標データに
基づいて、ステージ1會移動、Y軸のどの方向へ駆動す
るか全指示する駆動データを駆動装置13に転送する。
このときのチップ座標データは第1個目のICチップを
描画する最初のメインフィールドの。
座標値に対応している。駆動装置13はステージ1を駆
動して、駆動データに応じた方向にウエノ・全移動させ
る。ステージlのX−Y座標位置は検出系11によって
監視されている。即ち検出系11はステージ1のX軸方
向の変位に応じて発生される出力パルスをアップ/ダウ
ン計数するX−カウンタと、ステージ1のX軸方向の変
位に応じて発生される出力パルスをアップ/ダウン計数
するY−カウンタと全備えており、X−カウンタ、Y−
カウンタの計数値はステージ1のX−Y座標位置に対応
している。従って、制御系3はチップ座標データと検出
系11によって検出されたステージ1のX−Y座標値と
が一致するとステージ1の駆動を停止させる。これによ
って最初に描画するメインフィールドの位置決めが終了
する(ステ・ツブP4)。
次に、制御系3はサブフィールド指定データ、及び補正
データをメインフィールド制御系9に転送する(ステッ
プP5)。これによってメインフィールド制御系9は指
定されたサブフィールド、例えば第3図のサブフィール
ドSF1に対応した基準電圧と補正データ電圧とを加算
してメインフィールド偏向器7に印加する。これにより
メインフィールド偏向器7は指定されたサブフィールド
の中央位置へ電子ビームを偏向する(ステップP6)。
続いて、制御系3V′i描画データをサブフィールド制
御系lOへ転送する(ステップP7)。これによりサブ
フィールド制御系lOはサブフィールド偏向器8及びブ
ランヤング電極を制御してサブフィールド(FSI)内
のパターンを描画する(ステップP8)。サブフィール
ド(FSI)のパターン描画が終了したことを検出する
と(ステップP9)、制御系3はメインフィールドに描
画すべきサブフィールドが残っているかどうかを判別す
る(ステップPIO)。そして描画すべきサブフィール
ドが残っていればステップP6に戻って次のサブフィー
ルド、例えば第3図のサブフィールド(SF2)の中心
位置へ電子ビームを偏向する。
以下ステップP7〜P9i繰り返してメインフィールド
内のサブフィールド68F2・・・・・・S F 25
00まで順次描画してゆく。そして、描画すべきサブフ
ィールドの全部を描画終了すると、第1個目のICチ・
ツブの中に描画すべきメインフィールドが残っているか
どうかを判別する(ステップP11)。
描画すべきメインフィールドが残っていれば制御系3は
ステップP4に戻る。そしてステージ1會移動してウェ
ハを描画すべきメイ゛/フィールド対応位置に位置付け
る。以下、ステップP5〜l−’10の動作を繰り返し
てサブフィールドの描画を行う。
そして描画すべきメインフィールドの全部を描画終了す
ると、制御系3はウェノ・上に描画すべき全ICチップ
の描画が終了したがどうかを判別する(ステップP12
)。描画するICチップが残っていれば、ステップP:
lC戻って第2個目のICチップの描画に入る。以下ス
テップP4〜pHの動作を繰り返して第2個目のICチ
・ンプの描画を行う。描画すべきICチップの全数の描
画全終了するとバター/描画シーケンスが終了する(ス
テップP13)。
第5図に基準電圧発生回路AI、A2の回路例を示す、
、電#電圧は正電源ラインVccと偵電源ラインGND
との間に印加される。OPアンプA21の正入力端子と
正電源ライ:/VCCとの間VCは第1のツェナーダイ
オードD1が接続されている。抵抗R1は正電源ライン
VccとトランジスタQ+ のエミッタとの間に接続さ
れており、OPアンプA21の負入力端子はトランジス
タQ。
のエミッタに接続されている。またOPア/プA21の
出力端子はトランジスタQt のペースに接続されてい
る。以上の回路は第2のツェナーダイオードD2に定電
流を流す回路全構成している。
この第2のツェナーダイオードD2UトランジスタQ+
 のコレクタと自電源ラインGNDとの間に接続されて
いる。このツェナーダイオ−)’ D 217)温度係
数は0.5 ppm / ℃程度の小さなものである。
OPアンプA22の正入力端子はトランジスタQ。
のコレクタに接続され、出力端子はトランジスタQ2 
のベースに接続されている。トランジスタQ2のコレク
タは第1のツェナーダイオードD】のアノード(OPア
ンプA21の正入力端子)に接続され、エミッタは抵抗
几2 を介して負電源ラインGNDに接続されている。
OPアンプA22の負入力端子はトランジスタQ2 の
エミッタに接続されている。第2のツェナーダイオード
D2に発生した定゛′電i圧°・は、き・:O,:PJ
、アンプA’22’、′、トランジスタ・Qh、’1、
抵抗、R2によって定電流に変換され、第1のツェナー
ダイオードD1に流される。
以上の構成によって第2のツェナーダイオードD2は温
度係数等の安定度の良い出力電圧全発生する。この出力
電圧は可変抵抗VR=<介してボルテージフォロワーA
23に印加される。フォロワーA23の出力端子と負電
源ラインGNDとの間には抵抗ラグ−rl 〜r50が
接続されており、各抵抗からサブフィールド指定用の基
準電圧■1〜V9が取り出される。
以上の実施例によれば、基準電圧発生回路の出力によっ
て各サブフィールド位置全はとんど設定できるので偏向
歪等の補正信号の範囲内で低分解能DAC@作用すれば
よく、補正範囲をせまい領域に限定できるので、さらに
高精度化することも可能であるという利点がある。また
調整も簡単である。
(発明の効果) 以上のように本発明によれば、高分解能DACを使用せ
ずにサブフィールドの位置決めを行なえるので、整定時
間が短く、温度係数等の安定性もよく高精度が得られる
利点がある。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明による偏向装置のブロック図(フレイム
対応図)、第2図は本発明を適用した電子ビーム露光装
置のブロック図、第3図はメインフィールドとサブフィ
ールドを概略的に示した説明図、第4図は電子ビーム露
光装置の動作シーケンスを示すフローチャート、及び第
5図は基準電圧発生回路の回路図である。 AI 、A2・・・基準電圧発生回路、A3 、A4・
・・アナログスイッチ、A7 、A8・・・低分解能補
正用DAC,A9 、AI O・・・アナログ加算器、
A11゜A12・・・・・・偏向増幅器 第1図 第2図 第5図 第4図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 メインフィールドを分割して成る複数のサブフィ
    ールドに関して、描画すべきサブフィールドを順次指定
    し、該指定されたサブフィールド内で帯電粒子ビームを
    走査して所定のパターンを対象物上に描画する帯電粒子
    ビーム露光装置において、 各サブフィールドに対応した基準電圧を予め発生して8
    く基準電圧発生回路;前記指定されたサブフィールドに
    対応した基準電圧を前記複数の基準電圧のなかから選択
    する選択手段;及び前記選択された基at圧に応じて前
    記ビームをサブフィールド位電へ偏向する側向手段二を
    備えたことを特徴とする帯電粒子ビーム偏向装置。
JP3189984A 1984-02-22 1984-02-22 帯電粒子ビ−ム偏向装置 Pending JPS60176234A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113296372A (zh) * 2021-05-24 2021-08-24 北京大学 一种电子束曝光机用电子束静电偏转器控制系统及方法

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JPS5527689A (en) * 1978-08-21 1980-02-27 Jeol Ltd Electro beam exposing method
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