米国特許情報 | 欧州特許情報 | 国際公開(PCT)情報 | Google の米国特許検索
 
     特許分類
A 農業
B 衣類
C 家具
D 医学
E スポ−ツ;娯楽
F 加工処理操作
G 机上付属具
H 装飾
I 車両
J 包装;運搬
L 化学;冶金
M 繊維;紙;印刷
N 固定構造物
O 機械工学
P 武器
Q 照明
R 測定; 光学
S 写真;映画
T 計算機;電気通信
U 核技術
V 電気素子
W 発電
X 楽器;音響


  ホーム -> 電気素子 -> 株式会社日立製作所

発明の名称 電子線描画方法とその装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平6−36995
公開日 平成6年(1994)2月10日
出願番号 特願平4−191750
出願日 平成4年(1992)7月20日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 明夫 (外1名)
発明者 中村 一光 / 依田 晴夫
要約 目的
多重描画に伴う描画デ−タの書替処理量を低減して多重描画を迅速化し、平均化効果によりランダムな描画誤差を低減することのできる電子線描画方法と装置を提供する。

構成
電子線描画フィ−ルド19を移動して上記多重描画を実行する。このため、フィ−ルド内の各サブフィ−ルドデ−タを各サブフィ−ルド20の基準座標値と、この基準座標に基づくパタ−ンデ−タとに分けて記述し、上記基準座標値を上記フィ−ルドの移動分だけ補正し、この補正デ−タに基づいて各サブフィ−ルドを多重描画する。また、各描画における上記電子線の照射時間を上記多重描画の回数に反比例して減少させて、ト−タルの電子線照射時間を一定化する。
特許請求の範囲
【請求項1】 ステ−ジ上に載置した試料の描画面を複数のフィ−ルドに分割し、上記フィ−ルド毎に上記ステ−ジを移動して固定し、上記フィ−ルドに所定電流密度と形状の電子線を偏向、照射してパターン描画を行なう電子線描画方法において、上記フィ−ルドを複数のサブフィ−ルドに分割し、上記各サブフィ−ルドの基準座標値とこの基準座標により記述されるサブフィ−ルド内パタ−ン図形デ−タとを順次格納するサブフィ−ルドデ−タ表を作成し、上記電子線描画の最大偏向範囲を移動してその移動の都度、上記サブフィ−ルドデ−タ表内の各サブフィ−ルドの基準座標値を上記最大偏向範囲の移動分だけ補正し、上記補正したサブフィ−ルドデ−タ表に基づいて上記フィ−ルド内サブフィ−ルドの少なくとも一部を多重に描画するようにしたことを特徴とする電子線描画方法。
【請求項2】 請求項1において、上記電子線の最大偏向範囲の移動方向を、上記電子線の最大偏向範囲の4隅方向の中の少なくとも2方向としたことを特徴とする電子線描画方法。
【請求項3】 請求項1または2において、上記多重描画の範囲を上記フィ−ルド内の全サブフィ−ルド領域としたことを特徴とする電子線描画方法。
【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、上記電子線の最大偏向範囲の移動を上記ステ−ジを固定して電子線偏向手段により行なうようにしたことを特徴とする電子線描画方法。
【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかにおいて、上記電子線の最大偏向範囲の移動を上記ステ−ジの移動により行なうようにしたことを特徴とする電子線描画方法。
【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかにおいて、上記試料が電子線感光剤を塗布したマスク基板の場合には、上記電子線の照射時間を上記多重描画の回数に反比例して減少するようにしたことを特徴とする電子線描画方法。
【請求項7】 ステ−ジ上に載置した試料の描画面を複数のフィ−ルドに分割し、上記フィ−ルド毎に上記ステ−ジを移動して試料を固定し、上記フィ−ルドに所定電流密度と形状の電子線を偏向、照射してパターン描画を行なう電子線描画装置において、上記フィ−ルドを分割して得られる各サブフィ−ルドの基準座標値とこの基準座標により記述されるサブフィ−ルド内パタ−ン図形デ−タとを順位格納するバッファメモリと、上記電子線偏向の最大偏向範囲を所定方向に所定距離移動する手段と、上記バッファメモリが格納するサブフィ−ルドの基準座標値を上記電子線偏向の最大偏向範囲の移動量分だけ補正する手段とを備え、上記補正したの基準座標値に基づいて上記フィ−ルド内サブフィ−ルドの少なくとも一部を多重に描画するようにしたことを特徴とする電子線描画装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は主として半導体製造装置に係り、とくに半導体集積回路のマスターレティクル等を作成する光学縮小投影露光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】日立評論誌、VOL,68 NO.9,1986「電子線描画装置の高度利用技術の開発」には、電子線描画装置における描画フィールドの接続精度は3σ値で0.08〜0.1μm程度であることが報告されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の電子線描画装置において、描画精度を考慮すると電子線の偏向のみにより描画できる範囲は約1mm〜6mmに限られていた。したがって一辺が3mm程度の上記電子線偏向範囲(フィ−ルド)毎にマスク基板を搭載するステ−ジを移動して描画するようにしていた。しかし、各フィ−ルドの描画には電子線偏向制御系固有のノイズ,ドリフト,偏向歪等が伴い、これにより偏向位置に依存してランダムな位置誤差が発生し、とくにフィ−ルド間のつなぎ誤差が発生するという問題があった。
【0004】またフィ−ルド内を複数のサブフィ−ルドに分割し、サブフィ−ルド毎に基準位置を校正して描画精度を向上するも行なわれていた。また、ステ−ジを移動しては同一のフィ−ルドまたはサブフィ−ルド集団を多重描画してランダムな描画誤差を平均化により低減する方法が考えられるが、これにはステ−ジ移動毎に伴う描画パターンデ−タの座標値書替処理が膨大となるので実際には実行不可能であった。本発明の目的は、上記描画パターンデ−タの座標値書替処理量を大幅に低減して多重描画によりランダムな描画誤差を低減することのできる電子線描画方法とその装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために、上記各サブフィ−ルドの基準座標値とこの基準座標により記述されるサブフィ−ルド内パタ−ン図形デ−タとを順次格納するサブフィ−ルドデ−タ表を作成し、上記電子線描画の最大偏向範囲を移動してその移動の都度、上記サブフィ−ルドデ−タ表内の各サブフィ−ルドの基準座標値を上記最大偏向範囲の移動分だけ補正し、上記補正したサブフィ−ルドデ−タ表に基づいて上記フィ−ルド内サブフィ−ルドの少なくとも一部を多重に描画するようにする。
【0006】また、上記電子線の最大偏向範囲の移動方向を、上記電子線の最大偏向範囲の4隅方向の中の少なくとも2方向とするようにする。また、上記多重描画の範囲を上記フィ−ルド内の全サブフィ−ルド領域とするようにする。また、上記電子線の最大偏向範囲の移動を電子線偏向手段により、または、上記ステ−ジの移動により行なうようにする。また、上記試料が電子線感光剤を塗布したマスク基板の場合には、上記電子線の照射時間を上記多重描画の回数に反比例して減少するようにする。
【0007】また、上記フィ−ルドを分割して得られる各サブフィ−ルドの基準座標値とこの基準座標により記述されるサブフィ−ルド内パタ−ン図形デ−タとを順位格納するバッファメモリと、上記電子線偏向の最大偏向範囲を所定方向に所定距離移動する手段と、上記バッファメモリが格納するサブフィ−ルドの基準座標値を上記電子線偏向の最大偏向範囲の移動量分だけ補正する手段とを設け、上記補正したの基準座標値に基づいて上記フィ−ルド内サブフィ−ルドの少なくとも一部を多重に描画するようにする。
【0008】
【作用】上記電子線描画の最大偏向範囲の移動分だけ補正した上記サブフィ−ルドデ−タ表内の各サブフィ−ルドの基準座標値に基づいて、上記フィ−ルド内の全サブフィ−ルド、または少なくともその一部を多重に描画する。また、上記電子線の最大偏向範囲の移動を電子線偏向手段、または上記ステ−ジの移動により行ない、その移動方向を上記電子線の最大偏向範囲の4隅方向とする。また上記試料がマスク基板の場合には、上記電子線の照射時間を上記多重描画の回数に反比例して減少する。
【0009】
【実施例】図1は本発明に用いる電子線描画装置のブロック図である。電子銃2より放射された電子線1は絞り3,電子レンズ4により所望の形状と電流密度に制御されて移動台16上のマスク基板15に照射される。コンピュータ11は位置制御系12に目標位置信号を送り、モータ制御系13を介してサーボモータ14を制御し移動台16を移動する。また、位置制御系12はレーザ干渉計17が計測する移動台16の位置信号を上記コンピュータ11からの目標位置信号と比較し、移動台16を所定精度で停止させる。現在のところ上記移動台16の停止位置精度は約0.005μmである。
【0010】次いでマスク基板15の描画を行なう。コンピュータ11は偏向制御系7に制御信号を送り、偏向制御系7は偏向器8に電子線1の位置情報を送り、また、電子線1のON,OFF信号をブランキング制御系6に伝達する。ブランカー5は上記ON,OFF信号に応じて電子線1をON,OFF制御する。すなわち、偏向器8により電子線1をマスク基板15の所定位置に位置決めし、ブランカー5をOFFにして偏向器8に描画信号を送り描画を開始する。
【0011】電子線1には0.05μm以下の偏向精度が望まれるが、実際には組立て精度や電気的特性偏差等によりこれを上回る位置誤差(偏向歪)が発生する。上記偏向歪は以下の様にして補正する。すなわち偏向器8の偏向範囲内にて、移動台16をX,Y各軸方向に750μmステップづつ順次移動し(3×3mm2内の5×5=25点を順次移動する)、各移動毎に移動台16上の標準マーク18に電子線1を走査して反射電子検出器9によりその反射電子信号を検出し、マーク検出系10により各標準マークの位置を検出してコンピュータ11に記憶するようにする。
【0012】コンピュータ11は上記検出された標準マークの位置座標と予め格納されている標準マークの位置座標値を比較して偏向歪を求め、最小自乗法により上記25点の偏向歪が最小となるように補正係数を算出して記憶し、実際の描画座標値を補正する。図2(a)はマスク基板15の描画レイアウト例である。マスク基板15の大きさは例えば5インチ角であり、その中に半導体チップのパタ−ン図形が規則的に配列される。図2(a)の斜線部分は上記パタ−ン図形の4チップ分を示し、同図(b)はその拡大図である。
【0013】上記1チップの大きさが偏向器8のフィ−ルド(主偏向範囲、例えば3×3mm2)を越えると一度には描画できないので、同図(b)の点線の区画のように1辺が3mm程度のフィ−ルド19の集合に分割する。フィ−ルド19は電子線1の偏向のみにより描画できる最大区画である。一般にフィ−ルド19を接続すると図3に示すような接続誤差が発生する。現状では上記接続誤差はランダムに0.08〜0.1μm程度発生する。
【0014】本発明では図2(c)に示すように、上記フィ−ルド19内をさらにサブフィ−ルド(副偏向領域)20に分割し、各サブフィ−ルド20を多重描画して境界におけるランダムな位置誤差を平均化し、上記接続誤差を0.05μm以内に低減する。また、上記接続誤差の低減により各サブフィ−ルド20内の描画精度も同時に向上する。
【0015】図2(d)は上記サブフィ−ルド20の拡大図でありサブフィ−ルド内の描画パターン(例えば図中の台形)は電子線偏向により描画される。また、各サブフィ−ルド20にはその中心位置番地を付すようにする。フィ−ルド19の辺長を3mm、サブフィ−ルド20の辺長を100μm×100μmとすると、一つのフィ−ルド内のサブフィ−ルド数は30×30=900となる。
【0016】図4(a)は上記サブフィ−ルド20の描画デ−タ例である。コマンドを格納する先頭情報の次にフィ−ルド内の各サブフィ−ルドの中心位置座標X11、X12〜X3030を順次格納し、ついで上記サブフィ−ルドの順にそれぞれの図形デ−タを格納する。図1においてコンピュータ11の描画スタート指令に応じて偏向制御系7はバッファメモリより図4(a)のデータを逐次読み出す。
【0017】図5は上記本発明による重ね描画方式の模式図である。図5においては、二つの最大偏向領域211(実線)と同212(点線)がオ−バ−ラップして示されている。上記最大偏向領域とは電子線の偏向可能領域のことであり、フィ−ルド19はこの範囲内に設定される。したがって、最大偏向領域211と同212のオ−バ−ラップ部分の大きさを例えばフィ−ルド19の大きさにすることができる。
【0018】本発明では例えば、まず、最大偏向領域211の位置にて、上記オ−バ−ラップ部分のフィ−ルド191を描画し、次いでステ−ジの移動により最大偏向領域を212の位置に移動して同様にフィ−ルド192を描画するようにする。このときフィ−ルド191と同192の描画内容が同一にすると、この描画内容は2回多重書きされるので、ランダムな描画誤差を1/√2に低減することができる。同様にして、最大偏向領域の位置を異なる方向にn回移動して、それぞれの上記フィ−ルドをn回多重書きするとランダムな描画誤差を1/√nに低減することができる。
【0019】なお、マスク基板15の電子線感光剤の感度は上記多重描画回数に反比例するように設定しておく。上記多重書きにおいては、各最大偏向領域211と同212の中心位置座標(x1,y1)と(x2,y2)に対してフィ−ルドの中心位置座標が図示のようにそれぞれ(△x1,△y1)および(△x2,△y2)ずつずれているので、フィ−ルド内の描画デ−タの位置座標を補正する必要がある。しかし、上記フィ−ルド内の描画デ−タ量は膨大なので、全描画デ−タのすべての座標値を(△x1,△y1)および(△x2,△y2)に応じて補正することは補正処理量が非現実的に増えるので実際上実行不可能である。
【0020】このため本発明では図4に示したサブフィ−ルドデ−タの中心位置座標のみを補正する。これにより上記描画デ−タの位置補正を極めて迅速に行なうことができる。上記図4のデ−タにはこのような目的でサブフィ−ルドの中心位置座標を記述する欄が設けらたのである。各サブフィ−ルド内の描画デ−タはそれぞれの中心位置座標を基準として記載されているので、各サブフィ−ルドの中心位置座標のみを補正すれば、描画デ−タを補正する必要がなくなるのである。
【0021】例えば図5において、最大偏向領域211においてはステージの停止位置座標を(−△x1,−△y1)に書き替え、各サブフィ−ルドの中心位置座標に(△x1,△y1)を加算し、同様に、最大偏向領域212においてステージの停止位置座標を(△x2,△y2)に書き替え、各サブフィ−ルドの中心位置座標に(−△x2,−△y2)を加算すればサブフィ−ルド内デ−タ欄を無修正でフィ−ルド191と192を2重描画することができる。
【0022】なお、上記の動作において、上記最大偏向領域をフィ−ルドとし、オ−バ−ラップ部分をそのフィ−ルド内のサブフィ−ルド集団とすることもできる。また、上記電子線の最大偏向範囲の移動をステ−ジを固定して偏向器8により行なったり、または上記ステ−ジを移動して行なうようにすることができる。また、その移動方向を上記電子線の最大偏向範囲の4隅方向の中の2方向としてもよい。
【0023】図6は上記本発明の描画動作のフローチャ−トである。ステップ101、102にてステ−ジ16を目標位置に移動し、ステップ103にて各サブフィ−ルドのパタ−ンデ−タをバッファメモリに転送し、ステップ104にて描画を開始する。次いでフィ−ルドを移動してステップ106にて各サブフィ−ルド番地表を書替え、ステップ107にてステ−ジの停止位置を書き換え、同様に描画をおこなう。ステップ105は上記フィ−ルドの描画回数を監視し、これが指定回数に達したならば描画を完了する(ステップ108)。
【0024】図7は偏向制御系7のブロック図である。コマンド処理部72は偏向制御系7の全体を制御する。バッファメモリ71は図4(a)のデータを格納し、図形分解部73はサブフィ−ルド内のパターンデータ(X,Y,W,H)より対応する電子ビーム11の照射位置やブランカー5のON,OFF制御位置等を決定する。補正係数演算部74は、各サブフィ−ルドの中心位置座標X12〜X3030と、マ−ク検出器10を基準として求めた上記各中心位置座標値を比較して偏向歪を計算し、移動台16の停止位置補正量を算出する。
【0025】
【発明の効果】本発明においては上記サブフィ−ルドデ−タ表内の各サブフィ−ルドの基準座標値のみを補正して多重描画できるので、各サブフィ−ルド内のパタ−ンデ−タを補正する必要がなく、このため多重描画を迅速に実行することができる。実験によれば、二重描画の場合でも描画位置精度(3σ値)を従来の0.08μmから0.05μmに向上することが判明した。また、マスク基板に対する電子線照射時間を上記多重描画回数に反比例して減少させるので、多重描画回数にト−タルの電子線照射時間を適正化することができる。




 

 


     NEWS
会社検索順位 特許の出願数の順位が発表

URL変更
平成6年
平成7年
平成8年
平成9年
平成10年
平成11年
平成12年
平成13年


 
   お問い合わせ info@patentjp.com patentjp.com   Copyright 2007-2013