JPS617626A - 荷電ビ−ム描画方法 - Google Patents

荷電ビ−ム描画方法

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JPS617626A
JPS617626A JP59128751A JP12875184A JPS617626A JP S617626 A JPS617626 A JP S617626A JP 59128751 A JP59128751 A JP 59128751A JP 12875184 A JP12875184 A JP 12875184A JP S617626 A JPS617626 A JP S617626A
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JP
Japan
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stage
deflection
deltar
deltat
deflector
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JP59128751A
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English (en)
Inventor
Tadahiro Takigawa
忠宏 滝川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS617626A publication Critical patent/JPS617626A/ja
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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、電子ビームやイオンビーム等を用いて試料上
に所望パターンを描画する荷電ビーム描画方法に関する
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、半導体ウェハやマスク基板等の試料上に微細パタ
ーンを形成するものとして、各種の電子ビーム描画装置
が用いられている。この種の装置では、その描画方式と
して、試料ステージの移動方式から ■ ステージ連続移動方式 ■ ステージ・ステップアンドリピート方式の2つに大
別される。前者はステージ移動時に描画するので、ステ
ージ移動時間が無駄とならない。
一方、後者の方式では、ステージ移動時は描画を行わな
いので、ステージ移動時間は無駄時間となる。従って、
後者の方式では、偏向振り幅を大きくしてステージ移動
回数を極力減らし、ステージ移動の無駄時間を短縮して
描画速度の向上をはかるようにしている。これに対し、
前者の方式では、偏向振り幅の大小は描画速度に大きく
関与せず、むしろステージ移動速度が大きく関与する。
従って、後者の方式では、偏向振り幅を制限できるので
、大ビーム電流が可能となり、ステップアンドリピート
方式より描画速度を速くすることができる。このため、
現在の電子ビーム描画方法では、ステージ連続移動方式
が主流になっている。
第3図はステージ連続移動方式の電子ビーム描画方法を
説明するための模式図である。図中31はウェハであり
、y方向はステージ連続移動方向、X方向はステージス
テップ移動方向である。32a、32b、〜はステージ
を連続移動させながら、一度に描画できるストライプ領
域(フィールド)である。33a、33b、〜は4隅に
マーク34a、34b、〜を配置したブロック(図中破
線で囲まれた領域)であるニブロック内の座標は4隅の
マーク位置で補正される。
ステージ連続移動方式では、ステージ移動中にウェハ3
1上のマーク34a、34b、〜の位置検出を行うこと
はできず、マーク位置検出はステージを停止させて行っ
ている。即ち、ステージをステップアンドリピート状に
移動し、ステージを所定の位置に停止させた状態でマー
ク位置を検出する。次いで、検出されたマーク位置から
ウェハ31のステージ座標系に対する回転、ウェハの線
型及び非線型歪み等を求め、予め描画位置の補正を行う
。その後、補正された描画位置に、レーザ測長系による
位置情報を基準にストライプ32aから次のストライプ
32bへとステージを連続移動して描画を行っていく。
しかしながら、この種の描画方法にあっては次のような
問題が生じた。即ち、レーザ測長系でステージ位置rを
検出し、偏向系に帰還して、ステージ位置情報をビーム
に伝達するまでに遅れ時間Δtが伴う。描画時のステー
ジの速度をVとすると、描画予定位置rからΔr=V・
Δtだけずれで描画されることになる。ここで、最近の
描画装置では、v=l oo Cm/sea ]のステ
ージ速度が要求されるようになっている。さらに、Δt
を測定したところ、1[μsec ]にもなることが判
明した。つまり、位置情報の遅れによる誤差Δrは Δr’!”pl 04 [m]  ”’0.1  [μ
77L]にも及ぶことが判明した。
従って、マークの位置が正確に検出されても、実際に描
画されるパターンの位置は0.1[μ瓦〕もずれてしま
うことになる。また、パターンの密度によってステージ
の速度Vは異なる。このため、パターン密度が低いスト
ライプに対してはステージ速度を速く、パターン密度が
高いストライプに対してはステージ速度を遅くすること
が有利である。この場合には、ストライプ間でマークに
対するパターンのずれが異なり、パターンの重ね合わせ
ずれを招くことになる。
なお、上記の問題は電子ビームの代りにイオンビームを
用いるイオンビーム描画方法についても同様に云えるこ
とである。
〔発明の目的) 本発明の目的は、レーザ測長系により測長され偏向系に
帰還されるステージ位置情報の遅れ時間に起因する描画
位置誤差をなくすことができ、描画精度の向上をはかり
得る荷電ビーム描画方法を提供することにある。
〔発明の概要〕 本発明の骨子は、ステージの速度■を検出し、この速度
■とステージ位置情報の遅れ時間Δtに基づきずれlΔ
r=V・Δtを予測し、これを偏向系に帰還して描画位
置補正を行うことにある。
即ち本発明は、試料載置のステージを連続移動すると共
に、このステージの移働位置をレーザ測長系にて測長し
該測長されたステージ位置情報を偏向系に伝達し、この
偏向系により荷電ビームを偏向して上記試料上に所望パ
ターンを描画する荷電ビーム描画方法において、前記レ
ーザ測長系で測長されるステージ位置情報を前記偏向系
に伝達するまでに要する遅れ時間Δtを予め求めて格納
しておき、描画時に前記ステージの移動速度Vを直接或
いは間接的に検出し、Δr=V・Δtで表わされる描画
位置誤差を補正するようにした方法である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、ステージ位置情報の遅れ時間Δtに起
因する描画位置誤差Δr=V・Δtを補正することがで
きるので、描画精度の大幅な向上をはかり得る。また、
ステージの移動速度■が変化しても該速度に追従した補
正が行えるので、パターンの重ね合わせ精度が向上する
等の利点がある。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明方法を適用した電子ビーム描画装置を示
す概略構成図である。図中11は防振架台12上に設け
られた試料室であり、この試料室11内には半導体ウェ
ハ等の試料13を載置した試料ステージ14が収容され
ている。試料ステージ14はステージ駆動系15により
X方向(紙面左右方向)及びY方向(紙面表裏方向)に
移動され、該ステージ14の移動位置はレーザ測長系1
6により測長されるものとなっている。なお、上記駆動
系15はインターフェース17を介して制御計算機18
に接続され、この計算ll118からの指令により作動
するものである。さらに、上記レーザ測長系16の測長
値は位置回路19に供給され、この位置回路19により
ステージ位置及び移動速度が測定され。そして、ステー
ジ位置情報はインターフェース17を介、して計算機1
8に送出されるものとなっている。
一方、前記試料室11の上方には、電子銃21、各種偏
向器22.23.24,25、各種レンズ26.27.
28.29及びアパーチャマスク41.42等からなる
電子光学鏡筒拉が設置ブられている。上記偏向器22は
電子銃21から放射された電子ビームを0N−OFFす
るブランキング用偏向器であり、描画回路51によりブ
ランキング電圧を与えられる。偏向器23はアパーチャ
マスク41.42の光学約7なりを可変してビームの寸
法及び形状を可変するビーム成形用偏向器であり、ビー
ム成形回路52により所定の偏向電圧が与えられる。偏
向器25はビームを大きく偏向する主偏向器であり、主
偏向回路53により偏向電圧を与えられる。また、偏向
器24はビームを高速で小偏向する副偏向器であり、副
偏向回路54及び補正回路55により偏向電圧を与えら
れる。
ここで、補正回路55には前記位置回路19で検出され
たステージ移動速度■が供給される。また、前記計算1
18にはステージ位置情報の遅れ時間Δtが予め格納さ
れており、この遅れ時間Δtも補正回路55に供給され
る。そして、補正回路55ではΔr=V・Δtなる描画
位置誤差が演算され、この誤差Δrに相当する偏向電圧
がセットされる。これにより、前記副偏向器24には副
偏過回路54からの偏向電圧(パターンデータに基づく
偏向電圧)に上記補正回路55からの偏向電圧を重畳し
た電圧が印加されるものとなっている。
次に、上記装置を用いた電子ビーム描画方法について説
明する。ここでは、描画領域を偏向系の偏向幅で定まる
フィールド及び該フィールドを微小領域(サブフィール
ド)に分割し、ステージを一方向に連続移動しながらフ
ィールドを描画する方式とする。
まず、前記第3図を用いて説明した通り、ステージ14
をx、Y方向にステップアンドリピート方式で移動し、
ステージ14を停止した位置で試料(ウェハ)13上の
各マーク位置を測定する。
そして、マークのマツプ座標を作成し、このマツプ座標
に本づきウェハの歪みを求め、予め描画位置の補正を行
う。次いで、ステージ14をY方向に連続移動しながら
、主偏向器25により電子ビームを所定のサブフィール
ドに偏向し、副偏向器24により描画すべき図形がある
ところにのみビ−ムを照射してサブフィールドの描画を
順次行う。
なお、上記サブフィールドの描画に際し、主偏向器25
にはサブフィールド位置に相当する偏向信号と共にステ
ージ移動速度に比例した偏向信号が与えられている。こ
こで、ステージ移動速度に比例した偏向信号とは、サブ
フィールド描画開始時点で零で、サブフィールド描画中
にステージ移動に追従してビームをy方向に偏向するた
めの信号である。これにより、光学系から見たステージ
位置は一定となり、サブフィールドはステージ14を停
止した状態で描画されるのと等価となっている。
このような描画方式は周知であり、本実施例方法がこれ
と異なる点は、描画中にステージ14の移動速度Vを検
出し、Δr=V・Δtなる描画位置誤差の補正を行うこ
とにある。即ち、前記計算機18にΔtを予め格納して
おく。ここで、Δtは前記レーザ測長系16にて測長さ
れたステージ位置情報が偏向系に伝達するのに要する遅
れ時間である。次いで、第2図のフローチャートに示す
如く前記位置回路19によりステージ位置を測定すると
共に、ステージ14の移動速度■を検出する。この移動
速度■の検出には、例えば単位時間当りのレーザ測長系
16の測長値の変化分を微分すればよい。
上記検出されたステージ位置に基づき、主偏向回路53
には指定のサブフィールドにビームを偏向するための偏
向電圧をセットする。副偏向回路54には、指定のサブ
フィールドの描画パターンデータを供給する。また、補
正回路55では上記測定された速度Vと計算Ia18に
格納された遅れ時間Δtに基づきΔr=V・Δtを演算
する。そして、この演算結果Δrに相当する偏向電圧を
補正回路55にセットする。この状態で指定のサブフィ
ールドの描画を行う。そして、上記の操作を繰り返して
サブフィールドを次々と描画し、フィールド内の描画が
終了したら、次のフィールドの描画に移る。
このようにして描画した場合、ウェハ上に照射される電
子ビームは前記補正回路55によりΔr−V・Δを分だ
けビームがステージ移動方向にシフトすることになり、
これにより前記遅れ時間Δtに起因する描画位置誤差の
発生が防止されることになる。従って本実施例方法によ
れば、レーザ測長系16により測長されたステージ14
の位置情報の遅れ時間Δtに起因する描画位置誤差Δr
=V・Δtを未然に補正することができる。
このため、描画精度の大幅な向上をはかり得る。
しかも、ステージ14移動速度を可変してもこれに追従
して描画位置誤差が自動的に補正されるので、パターン
の重ね合わせ精度が向上する。また、上記理由からステ
ージ14の移動速度を十分速くしても、上記描画位置誤
差が生じないので、ステージ移動速度を速くすることが
でき、これにより描画速度の向上をはかり得る等の利点
もある。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記ステージ移動速度を検出する手段とし
ては、前記ステージ駆動系への駆動信号を用いるように
してもよい。さらに、電子光学鏡筒の構成は前記第1図
に何等限定されるものではなく適宜変更可能である。ま
た、描画方式としてはベクタに限らず、ラスク方式であ
ってもよいのは勿論のことである。さらに、描画領域を
フィールド及びサブフィールドに分割するものに限らず
、ステージを連続移動しながら描画する各種の描画方式
に適用することが可能である。また、電子ビームの代り
にイオンビームを用いるイオンビーム描画方法に適用す
ることも可能である。その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す概略構成図、第2図は上記装置を用いた描
画方法を説明するためのフローチャート、第3図はステ
ージ連続移動方式の電子ビーム描画方法を説明するため
の模式図である。 11・・・試料室、13・・・試料、14・・・試料ス
テージ、15・・・ステージ駆動系、16・・・レーザ
測長系、17・・・インターフェース、18・・・計算
機、江・・・電子光学M筒、21・・・電子銃、22・
・・プランキング用偏向器、23・・・ビーム成形用偏
向器、24・・・副偏向器、25・・・主偏向器、26
.〜,29・・・電子レンズ、41.42・・・ビーム
成形用アパーチャマスク、51・・・描画回路、52・
・・ビーム成形回路、53・・・主偏向回路、54・・
・副偏向回路、55・・・補正回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第2図 第3図 1、事件の表示 特願昭59128751号 2、発明の名称 荷電ビーム描画方法 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 (307)  株式会社 東芝 4、代理人 東京都港区虎ノ門1丁目2G番5号 第17森ビル6、
補正の対象 明細書 7、補正の内容 (1)特許請求の範囲の記載を別紙の通りに訂正する。 (2明細書の第6頁9行目に「レーザ測長系によりJと
あるのを[レーザ測長系等により」と訂正する。 (3)明細書の第6頁20行目及び第7頁4行目にそれ
ぞれに「レーザ」とあるのを抹消する。 (4)明細書の第7頁7行目に「しておき、」とあるの
を[しておき、描画前に前記試料上に形成された複数の
マークをそれぞれ検出して、該マークの相対位置関係を
表わすマーク位置情報を求め、このマーク位置情報に基
いて描画を開始すると共に、」と訂正する。 (5)  明細書の第10頁14行目に「測定する。」
とあるあとに[なお、マーク位置の測定は図示しない電
子検出器等を用い、試料13上を電子ビームで走査した
ときの反射電子を検出して行えばよい。」なる文章を追
加する。 (6)明細書の」10頁17行目に「補正を行う。」と
あるあとに「なお、上記マツプ座標とは、試料13上の
複数のマークの相対位置関係を表わすマーク位置情報で
ある。」なる文章を追加する。 (7)明細書の第13頁11行目に「向上する。」とあ
るあとに[パターンの重ね合せ精度は、マークのマツプ
座標に基いてパターンを描画する方式にあっては特に必
要とされるものである。このため、本実施例方法は、マ
ークのマツプ座標に基いてパターンを描画する方式にあ
って特に有効である。」なる文章を追加する。 2、特許請求の範囲 (1)試料量−装置L1ステージを連続1史移動すると
共に、このステージの移動位置を副長系にて測長し該測
長されたステージ位置情報を偏向系に伝達し、この偏向
系により荷電ビームを偏向して上記試料上に所望パター
ンを描画する荷電ビーム描画方法において、 めLi 
  ・ に乏 されたると共に、前記副長系で測長され
るステージ位置情報を前記偏向系に伝達すまでに要する
遅れ時間に対応する値Δを及び描画時の前記ステージの
移動速度に対応する値Vを直接或いは間接的に検出し、
Δr=V/Δtで表わされる描画位置誤差を補正するこ
とを特徴とする荷電ビーム描画方法。 (2)前記偏向系は前記ビームを大偏向する主偏向器及
び前記ビームを高速で小偏向する副偏向器からなり、前
記描画位置誤差の補正を上記副偏向器にて行うことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の荷電ビーム描画方
法。 (3)  ILkJl   として レーザク 、を 
いたこ四−前記ステージの移動速度を間接的に検出する
手段として、単位時間当りの前記レーザ測長系の測長値
変化分を微分することを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の荷電ビーム描画方法。 回−前記ステージの移動速度を直接的に検出する手段と
して、前記ステージを駆動するステージ駆動系への駆動
信号を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
載の荷電ビーム描画方法。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)試料載置のステージを連続移動すると共に、この
    ステージの移動位置をレーザ測長系にて測長し該測長さ
    れたステージ位置情報を偏向系に伝達し、この偏向系に
    より荷電ビームを偏向して上記一試料上に所望パターン
    を描画する荷電ビーム描画方法において、前記レーザ測
    長系で測長されるステージ位置情報を前記偏向系に伝達
    するまでに要する遅れ時間Δtを予め求めて格納してお
    き、描画時に前記ステージの移動速度Vを直接或いは間
    接的に検出し、Δr=V・Δtで表わされる描画位置誤
    差を補正することを特徴とする荷電ビーム描画方法。
  2. (2)前記偏向系は前記ビームを大偏向する主偏向器及
    び前記ビームを高速で小偏向する副偏向器からなり、前
    記描画位置誤差の補正を上記副偏向器にて行うことを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の荷電ビーム描画方
    法。
  3. (3)前記ステージの移動速度を間接的に検出する手段
    として、単位時間当りの前記レーザ測長系の測長値変化
    分を微分することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の荷電ビーム描画方法。
  4. (4)前記ステージの移動速度を直接的に検出する手段
    として、前記ステージを駆動するステージ駆動系への駆
    動信号を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の荷電ビーム描画方法。
JP59128751A 1984-06-22 1984-06-22 荷電ビ−ム描画方法 Pending JPS617626A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62265721A (ja) * 1986-05-13 1987-11-18 Advantest Corp 電子ビ−ム露光装置におけるマ−ク位置検出方法
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