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発明の名称 電子線描画装置
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6−36997
公開日 平成6年(1994)2月10日
出願番号 特願平4−187856
出願日 平成4年(1992)7月15日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小川 勝男
発明者 河野 利彦 / 河崎 勝浩 / 松坂 尚 / 太田 洋也
要約 目的
描画精度に悪影響を与える温度ドリフトの問題を解消することができるようにする。

構成
偏向系を介して電子ビームを試料に照射すると共に、試料をX駆動テーブル14及びY駆動テーブル15により移動させて描画などの処理を行う電子線描画装置であって、システム制御計算機19によって前記試料またはX駆動テーブル14の時間経過に伴う温度変化量、及び前記試料またはX駆動テーブル14の熱膨張係数、描画時間、及び前記温度変化算出結果などに基づいて温度ドリフト補正量をシステム制御計算機19により求め、その温度ドリフト補正量に基づいて偏向系を偏向制御系20で制御し、或いはスケール座標系をテーブル座標制御系21によって制御する。
特許請求の範囲
【請求項1】 偏向系を介して電子ビームを試料に照射すると共に、試料をX,Y駆動テーブルにより移動させて描画などの処理を行う電子線描画装置であって、前記試料または直下のテーブルの時間経過に伴う温度変化量を求める算出手段と、前記試料または前記直下のテーブルの熱膨張係数、描画時間、及び前記算出結果などに基づいて温度ドリフト補正量を求め、この補正量に基づいて描画位置を制御する制御手段とを具備することを特徴とする電子線描画装置。
【請求項2】 前記温度変化量は、テーブルの駆動開始から最高温度に達するまでの温度曲線と、テーブル停止後に温度が元の状態に再現するまでの温度曲線とをデータとして保存した結果に基づいて算出することを特徴とする請求項1記載の電子線描画装置。
【請求項3】 前記描画位置の制御は、テーブル座標制御系または偏向制御系にフィードバックして行うものであることを特徴とする請求項1記載の電子線描画装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電子線による描画技術、特に、半導体装置の製造におけるパターン形成などに用いて効果のある技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の大容量化に伴って微細化が進み、これに伴ってマスク、レチクルに対するパターン描画に高精度が要求されている。このような要求に対し、電子線描画装置で問題になるのは、描画中に発生する試料台の温度変化である。
【0003】従来、この対策として、試料台のベーステーブルを温水により温調している。
【0004】描画装置内部では、真空雰囲気中を試料台が高速に回転(移動)しており、直接温調した水を試料台に導くことは危険が伴うために避け、間接的に非回転のベーステーブルを温調している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者の検討によれば、試料台のベーステーブルを温水により温調して描画中に発生する試料台の温度変化を補償する技術は、試料台が摩擦熱で上昇するため、この摩擦熱による温度変化をベーステーブルの温調で対応しようとしても、応答性が悪いという問題がある。
【0006】そこで、本発明の目的は、描画精度に悪影響を与える温度ドリフトの問題を解消することのできる技術を提供することにある。
【0007】本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、以下の通りである。
【0009】すなわち、偏向系を介して電子ビームを試料に照射すると共に、試料をX,Y駆動テーブルにより移動させて描画などの処理を行う電子線描画装置であって、前記試料または直下のテーブルの時間経過に伴う温度変化量を求める算出手段と、前記試料または前記直下のテーブルの熱膨張係数、描画時間、及び前記算出結果などに基づいて温度ドリフト補正量を求め、この補正量に基づいて描画位置を制御する制御手段とを設けるようにしている。
【0010】
【作用】上記した手段によれば、予め測定した駆動中のテーブルの温度変化特性がデータとして確保され、このデータ及び試料(またはテーブル)の熱膨張係数などに基づいて描画時間に対応した温度ドリフト補正量が算出され、この補正量に基づいて電子ビームの描画点とテーブルの相対位置が制御される。したがって、描画中に発生した温度変化による位置ずれを解消することができる。
【0011】
【実施例1】図1は本発明による電子線描画装置の一実施例を示す断面図である。
【0012】本実施例の電子線描画装置の筐体1は、上部が円筒状を成し、その下部にボックス状の試料室(処理時には真空にされる)が形成されている。筐体の円筒状部分の内部には、電子銃2、第1成形絞り3、第1成形レンズ4、成形偏向器5、第2成形レンズ6、第2成形絞り7、縮小レンズ8、ブランキング電極9、電磁偏向器10、静電偏向器11、集束レンズ12の各々が上側から下側へ向けて順次配設されている。
【0013】また、処理室13内にはウェハを載置するX駆動テーブル14が配設され、このX駆動テーブル14の下部にはこれをY方向へ移動させるためのY駆動テーブル15が設けられ、このY駆動テーブル15は温調の行われるベーステーブル16に取り付けられている。X駆動テーブル14の温度を常時監視するために温度モニタ17(熱電対をX駆動テーブル14内に埋設し、その出力電圧を温度値に変換する)が接続され、この温度モニタ17には、その温度測定値に基づいてベーステーブル16の温調を行うための温調器18が接続されている。
【0014】描画を行う場合、試料(不図示)はX駆動テーブル14上に載置され、処理室13内を真空にし、温調器18によってベーステーブル16を温調する。温度が安定したところで電子銃2から電子を放出させ、第1成形絞り3〜第2成形絞り7より成る成形手段、縮小レンズ8、電磁偏向器10と静電偏向器11から成る偏向手段、集束レンズ12などを経て試料上に電子ビームが絞り込まれる。偏向手段を操作することにより、数mm幅に電子ビームを移動させることができる。
【0015】描画中にX駆動テーブル14の温度が温度モニタ17によってモニタされており、X駆動テーブル14の温度変化が温度モニタ17によって測定され、この測定結果に基づいて温調器18によりベーステーブル16の温度が調整され、X駆動テーブル14が常に最適温度になるように制御される。
【0016】図2はX駆動テーブル14の温度変化を示す温度特性図である。
【0017】図2に示すように、ステージ稼働の時間経過につれてX駆動テーブル14の温度は上昇し、ステージの停止と共に低下する。この場合の熱膨張歪量ΔLは、長さをL、温度変化量をΔT、熱膨張係数をAとすると、次式で表される。
【0018】ΔL=L1 ×ΔT×Aしたがって、このX駆動テーブル14の温度変化に応じて偏向制御系を制御すれば、熱膨張による影響を排除することができる。
【0019】図3は制御系の詳細を示すブロック図である。また、図4は制御系の動作を示すフローチャートである。
【0020】システム全体の制御を行うためにシステム制御計算機19(算出手段)が設けられ、このシステム制御計算機19には電磁偏向器10、静電偏向器11及び集束レンズ12からなる偏向系の偏向制御を行うための偏向制御系20(制御手段)、テーブル座標制御系21が接続され、さらにX駆動テーブル14及びY駆動テーブル15の位置を計測するためにレーザ干渉計22が設けられ、このレーザ干渉計22はテーブル座標制御系21に接続されている。
【0021】このような構成において、ステージの駆動開始から最高温度に達するまでの温度カーブと停止後温度が元の状態に再現するまでの温度カーブとが予め温度モニタ17で計測され、その計測データがシステム制御計算機19の記憶装置(不図示)に記憶される。そして、描画中のステージ温度は温度モニタ17で計測され(ステップ41)、これがシステム制御計算機19に取り込まれる。ついで、補正のインターバルを決定し(ステップ42)、ステップ41による測定値に対し記憶されている温度データを参照してシステム制御計算機19で温度変化量を算出する(ステップ43)。ここで、システム制御計算機19は、描画スタート時の温度の値を考慮し、時間の経過に比例した温度変化のカーブをシステム制御計算機19上の温度制御用ソフトで予想し、求めた値を補正値(電圧値または電流値)に換算し、システム制御計算機19上の温度制御用ソフトで予想し、求めた値をテーブル座標制御系21にフィードバックし、補正値を基にレーザ干渉計22のスケール値を制御(ステップ44)する(或いは、偏向制御系20にフィードバックし、補正値を電子ビームに反映する)。なお、偏向制御系20の制御に代えてステージ制御系21を制御するようにしてもよい。ステップ45による処理の後、補正処理が終了したか否かを判定し、未終了であればステップ43に戻り、以降の処理を繰り返す。
【0022】以上説明したように、本実施例によれば、描画中に発生するX駆動テーブル14の温度変化量をシステム制御計算機19の温度制御ソフトで算出し、温度変化量に見合ったパターン位置補正量を求め、テーブル座標制御系21または偏向制御系20へフィードバックすることにより、パターン位置精度を向上させることができる。また、精度の悪化による歩留りの低下を低減できるため、歩留り向上が可能になる。
【0023】以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【0024】例えば、前記実施例では、電子線を用いた描画装置について説明したが、電子線に代え、レーザ、X線などを用いた描画装置に本発明を適用できることは言うまでもない。また、ステッパにも適用可能である。
【0025】また、前記実施例では、試料としてマスク(レチクル)を示したが、半導体ウェハ、配線基板なども適用可能である。
【0026】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記の通りである。
【0027】すなわち、偏向系を介して電子ビームを試料に照射すると共に、試料をX,Y駆動テーブルにより移動させて描画などの処理を行う電子線描画装置であって、前記試料または直下のテーブルの時間経過に伴う温度変化量を求める算出手段と、前記試料または前記直下のテーブルの熱膨張係数、描画時間、及び前記算出結果などに基づいて温度ドリフト補正量を求め、この補正量に基づいて描画位置を制御する制御手段とを設けるようにしたので、描画中に発生した温度変化による位置ずれが解消され、これによりパターン形成精度が向上でき、さらには歩留り向上が可能になる。




 

 


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