JP3044843B2 - 荷電粒子ビーム露光方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム露光方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は荷電粒子ビーム露光装置
に関し，特にビーム照射の熱的安定性を向上するための
未露光時のビームの偏向位置の決定方法に関する。
に関し，特にビーム照射の熱的安定性を向上するための
未露光時のビームの偏向位置の決定方法に関する。
【０００２】近年，荷電粒子ビーム露光装置はLSI のパ
ターン形成に使用されているが，LSI の高密度化, 微細
化に伴い高精度, 高解像性が要求されている。本発明は
この要求に対応した方法として利用できる。
ターン形成に使用されているが，LSI の高密度化, 微細
化に伴い高精度, 高解像性が要求されている。本発明は
この要求に対応した方法として利用できる。
【０００３】
【従来の技術】図９はビーム偏向の模式説明図である。
図において，１は荷電粒子ビーム，２は偏向コイル，３
と被露光物（ウエハやマスク基板）上の主偏向領域，４
は副偏向領域（露光フィールド），５は偏向順を示す矢
印である。
図において，１は荷電粒子ビーム，２は偏向コイル，３
と被露光物（ウエハやマスク基板）上の主偏向領域，４
は副偏向領域（露光フィールド），５は偏向順を示す矢
印である。
【０００４】実際の装置では，偏向コイル２はＸ方向偏
向用コイルとＹ方向偏向用コイルが複数段に配置されて
いるが，図では簡略して示している。ビームは偏向コイ
ル２に供給する電流値を変えることにより主偏向領域３
内において偏向可能であり，偏向順５に従って各副偏向
領域４の位置にビームを偏向する。
向用コイルとＹ方向偏向用コイルが複数段に配置されて
いるが，図では簡略して示している。ビームは偏向コイ
ル２に供給する電流値を変えることにより主偏向領域３
内において偏向可能であり，偏向順５に従って各副偏向
領域４の位置にビームを偏向する。
【０００５】偏向コイル２により各々の副偏向領域４に
偏向されたビームは，図示されない静電偏向器により副
偏向領域４内のパターン露光を行う。ここで,偏向コイ
ル２は主偏向領域内の偏向位置を決めるため通常主偏向
コイルと呼ばれている。
偏向されたビームは，図示されない静電偏向器により副
偏向領域４内のパターン露光を行う。ここで,偏向コイ
ル２は主偏向領域内の偏向位置を決めるため通常主偏向
コイルと呼ばれている。
【０００６】主偏向領域３の偏向位置は, 被露光物表面
の主偏向領域３の四隅に設けられたMDマークをビームで
スキャンして露光フィールドつなぎ用のフィールド補正
係数を求めて設定される。
の主偏向領域３の四隅に設けられたMDマークをビームで
スキャンして露光フィールドつなぎ用のフィールド補正
係数を求めて設定される。
【０００７】荷電粒子ビーム露光装置の偏向用コイルは
コラム下部の狭い空間（最終レンズの中）に配置されて
おり，ビーム偏向時には偏向コイルに電流を流すため当
然発熱する。
コラム下部の狭い空間（最終レンズの中）に配置されて
おり，ビーム偏向時には偏向コイルに電流を流すため当
然発熱する。
【０００８】この発熱による温度上昇によってコイル自
体が熱変形を起こし，偏向位置に違いが生じる。また，
最悪の場合は最終レンズのボビンやポールピースに変形
を引起しレンズの軸ずれを生じる。
体が熱変形を起こし，偏向位置に違いが生じる。また，
最悪の場合は最終レンズのボビンやポールピースに変形
を引起しレンズの軸ずれを生じる。
【０００９】実際に露光する際には，予め基本となるビ
ーム補正係数を求めておき，MDマークによる被露光物と
の重ね合わせ用のフィールド補正係数を求める操作と,
露光とを単位フィールド毎に繰り返している。
ーム補正係数を求めておき，MDマークによる被露光物と
の重ね合わせ用のフィールド補正係数を求める操作と,
露光とを単位フィールド毎に繰り返している。
【００１０】この際, 当然, 露光とフィールド補正係数
算出用ビーム偏向時とではビームの偏向のされ方が違う
ため, 偏向コイルの発熱量（熱的状態）が異なってい
る。その結果，当初求めた補正係数では偏向位置にずれ
を生じてしまい，高精度の露光はできなくなる。さら
に，最終レンズの軸ずれが起これば露光の高解像性も維
持できなくなる。
算出用ビーム偏向時とではビームの偏向のされ方が違う
ため, 偏向コイルの発熱量（熱的状態）が異なってい
る。その結果，当初求めた補正係数では偏向位置にずれ
を生じてしまい，高精度の露光はできなくなる。さら
に，最終レンズの軸ずれが起これば露光の高解像性も維
持できなくなる。
【００１１】このため，露光時，および補正係数算出用
ビーム偏向時やビーム調整時や露光間等の未露光時に
も，要するにどのような時にも偏向コイルが熱的安定状
態にあるようにする必要がある。
ビーム偏向時やビーム調整時や露光間等の未露光時に
も，要するにどのような時にも偏向コイルが熱的安定状
態にあるようにする必要がある。
【００１２】これに対する従来法は，未露光時にも露光
と同様なビーム偏向を行い，偏向コイルが常に熱的安定
状態にあるようにしていた。
と同様なビーム偏向を行い，偏向コイルが常に熱的安定
状態にあるようにしていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】露光装置においては露
光時やビーム調整や補正係数算出のためのMDマークのス
キャン等においてはビームを使用するが，このようなビ
ームの使用を長時間行っていない場合には従来法は有効
であるが, 被露光物を載せたステージの移動時間や露光
間の待ち時間等の短い時間内に露光（時間が長い）と同
様なビーム偏向を行うことはできない。
光時やビーム調整や補正係数算出のためのMDマークのス
キャン等においてはビームを使用するが，このようなビ
ームの使用を長時間行っていない場合には従来法は有効
であるが, 被露光物を載せたステージの移動時間や露光
間の待ち時間等の短い時間内に露光（時間が長い）と同
様なビーム偏向を行うことはできない。
【００１４】そのために，短時間の未露光時における偏
向位置として熱的に安定な位置を求める必要がある。さ
らに，実際の装置では偏向コイルはＸ方向用とＹ方向用
とが独立しており，各々のコイルの形状や抵抗値や冷却
状態等は異なっている。従ってその偏向能力には若干の
差異がある。
向位置として熱的に安定な位置を求める必要がある。さ
らに，実際の装置では偏向コイルはＸ方向用とＹ方向用
とが独立しており，各々のコイルの形状や抵抗値や冷却
状態等は異なっている。従ってその偏向能力には若干の
差異がある。
【００１５】また，Ｘコイル，Ｙコイルの軸直交性や軸
回転によっても偏向能力が異なる。すなわち，Ｘコイ
ル，Ｙコイルが同等であるとして求めた熱的安定位置
は，精度の上で不充分である。
回転によっても偏向能力が異なる。すなわち，Ｘコイ
ル，Ｙコイルが同等であるとして求めた熱的安定位置
は，精度の上で不充分である。
【００１６】そこで，Ｘコイル，Ｙコイルが同等である
として求めた熱的安定位置を基に，Ｘ方向，Ｙ方向の熱
的安定性の比率を考慮してより厳密な安定位置を求める
必要がある。
として求めた熱的安定位置を基に，Ｘ方向，Ｙ方向の熱
的安定性の比率を考慮してより厳密な安定位置を求める
必要がある。
【００１７】本発明は偏向コイルが熱的に常に安定状態
にあり且つ急激な熱的変化を防止し, 予め求めたビーム
補正係数で位置ずれの起こらない高精度, 高解像度の露
光方法の提供を目的とする。
にあり且つ急激な熱的変化を防止し, 予め求めたビーム
補正係数で位置ずれの起こらない高精度, 高解像度の露
光方法の提供を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記課題の解決は， １）露光フィールドのパターン密度が等しいと仮定し
て，未露光時に偏向コイルに流す電流として，露光時に
偏向コイルに流す最大電流Ｉmax の３-1/2倍の電流値を
設定し, 該電流値に対応するビームの偏向位置を熱的安
定位置とし，該熱的安定位置の上の一点を未露光時のビ
ームの偏向位置とする荷電粒子ビーム露光方法，あるい
は ２）露光時におけるビーム偏向コイルに供給する電力量
の平均値を相互に重畳期間を有する時間間隔毎に漸次求
めて, 露光時の最終時間間隔の平均値が維持されるよう
に未露光時における偏向コイルに流す電流値を設定し,
該電流値に対応するビームの偏向位置を熱的安定位置と
し，該熱的安定位置の上の一点を未露光時のビームの偏
向位置とする荷電粒子ビーム露光方法，あるいは ３）請求項１で求めた熱的安定位置上の一点を基準点Ａ
(ｘ0,ｙ0)；(ｘ0 ＝ｙ0)として，該基準点より任意の
距離離れた２点Ｂ，Ｃを設定し，点Ｂ，Ｃおよびそれら
の周囲の点を未露光時のビーム偏向位置として，一定期
間露光を繰り返した後のフィールド補正量の変化量を算
出して，点Ｂ，Ｃより該変化量の少ない方向を見つけ
て，この方向にあらたに２点を設定して同様の処理を繰
り返し，該変化量の最も少ない位置を補正された熱的安
定点Ｚ (ｘ1,ｙ1)とし，該熱的安定点を未露光時のビー
ムの偏向位置とする荷電粒子ビーム露光方法。，あるい
は ４）前記１）で求めた熱的安定位置に代えて，前記２）
で求めた熱的安定位置上の一点を基準点とする前記３）
記載の荷電粒子ビーム露光方法。 ５）前記）２で求めた熱的安定点の座標を前記３）から
求まる比率で修正する，すなわち該座標にＸ方向はｘ1
／ｘ0 ，Ｙ方向はｙ1 ／ｙ0 の比率を掛けて修正する荷
電粒子ビーム露光方法，あるいは ６）前記未露光時のビーム偏向位置が，次の露光を開始
するビーム偏向位置に最も近い位置である前記１）乃至
５）の何れかに記載の荷電粒子ビーム露光方法により達
成される。
て，未露光時に偏向コイルに流す電流として，露光時に
偏向コイルに流す最大電流Ｉmax の３-1/2倍の電流値を
設定し, 該電流値に対応するビームの偏向位置を熱的安
定位置とし，該熱的安定位置の上の一点を未露光時のビ
ームの偏向位置とする荷電粒子ビーム露光方法，あるい
は ２）露光時におけるビーム偏向コイルに供給する電力量
の平均値を相互に重畳期間を有する時間間隔毎に漸次求
めて, 露光時の最終時間間隔の平均値が維持されるよう
に未露光時における偏向コイルに流す電流値を設定し,
該電流値に対応するビームの偏向位置を熱的安定位置と
し，該熱的安定位置の上の一点を未露光時のビームの偏
向位置とする荷電粒子ビーム露光方法，あるいは ３）請求項１で求めた熱的安定位置上の一点を基準点Ａ
(ｘ0,ｙ0)；(ｘ0 ＝ｙ0)として，該基準点より任意の
距離離れた２点Ｂ，Ｃを設定し，点Ｂ，Ｃおよびそれら
の周囲の点を未露光時のビーム偏向位置として，一定期
間露光を繰り返した後のフィールド補正量の変化量を算
出して，点Ｂ，Ｃより該変化量の少ない方向を見つけ
て，この方向にあらたに２点を設定して同様の処理を繰
り返し，該変化量の最も少ない位置を補正された熱的安
定点Ｚ (ｘ1,ｙ1)とし，該熱的安定点を未露光時のビー
ムの偏向位置とする荷電粒子ビーム露光方法。，あるい
は ４）前記１）で求めた熱的安定位置に代えて，前記２）
で求めた熱的安定位置上の一点を基準点とする前記３）
記載の荷電粒子ビーム露光方法。 ５）前記）２で求めた熱的安定点の座標を前記３）から
求まる比率で修正する，すなわち該座標にＸ方向はｘ1
／ｘ0 ，Ｙ方向はｙ1 ／ｙ0 の比率を掛けて修正する荷
電粒子ビーム露光方法，あるいは ６）前記未露光時のビーム偏向位置が，次の露光を開始
するビーム偏向位置に最も近い位置である前記１）乃至
５）の何れかに記載の荷電粒子ビーム露光方法により達
成される。
【００１９】
【作用】本発明では，露光時における偏向コイルに供給
する電力量の平均値を（相互に重畳期間を有する）時間
間隔毎に漸次求めて, 最終時間間隔の平均値が維持され
るように未露光時における偏向コイルに流す電流を設定
しているので, 偏向コイルは熱的には常に安定状態とな
る。
する電力量の平均値を（相互に重畳期間を有する）時間
間隔毎に漸次求めて, 最終時間間隔の平均値が維持され
るように未露光時における偏向コイルに流す電流を設定
しているので, 偏向コイルは熱的には常に安定状態とな
る。
【００２０】なおかつ，この電流でビームは熱的安定位
置上の一定点に偏向されるので, ステージ移動等未露光
時の処理時間が短い場合にも，また長い場合にもビーム
をその位置に簡単に移すことが可能である。
置上の一定点に偏向されるので, ステージ移動等未露光
時の処理時間が短い場合にも，また長い場合にもビーム
をその位置に簡単に移すことが可能である。
【００２１】また，熱的安定位置は複数箇所できるが
（図６参照），次の偏向位置の近くに設定することによ
り，偏向量を減らしてビームの静定時間を短くすること
ができる。
（図６参照），次の偏向位置の近くに設定することによ
り，偏向量を減らしてビームの静定時間を短くすること
ができる。
【００２２】さらに，Ｘコイル，Ｙコイルの熱的安定性
の比率を求め，これよりそれぞれのコイルに流す電流値
を設定することにより，Ｘコイル，Ｙコイルの差異によ
る誤差の影響を受けない熱的安定状態を得ることができ
る。
の比率を求め，これよりそれぞれのコイルに流す電流値
を設定することにより，Ｘコイル，Ｙコイルの差異によ
る誤差の影響を受けない熱的安定状態を得ることができ
る。
【００２３】
【実施例】（発明１）：いま，図９を参照してまず，Ｘ
方向の偏向のみを考える。
方向の偏向のみを考える。
【００２４】図２は副偏向領域のパターン密度が同じで
ある場合の偏向コイルに流れる電流Ｉと時間ｔの関係を
示す図である。副偏向領域４内のパターン密度が同じで
あるとすると，偏向コイル２に流れる電流は図２のよう
になる。Ｘ方向に１列分だけ偏向したときの平均電力量
は次式で表される。
ある場合の偏向コイルに流れる電流Ｉと時間ｔの関係を
示す図である。副偏向領域４内のパターン密度が同じで
あるとすると，偏向コイル２に流れる電流は図２のよう
になる。Ｘ方向に１列分だけ偏向したときの平均電力量
は次式で表される。
【００２５】 ∫（Ｉmax ｔ／Ｔ)2Ｒｄｔ／２Ｔ＝Ｉmax 2 Ｒ／３・・・(1) ここで，積分は時間−ＴからＴまで行い，Ｉmax は最大
に偏向したときの偏向コイルの電流値，Ｒは偏向コイル
の抵抗である。
に偏向したときの偏向コイルの電流値，Ｒは偏向コイル
の抵抗である。
【００２６】すなわち，未露光時に偏向コイルにＩmax
の３-1/2倍の電流を流せば，露光時と同量の電力量とな
る。換言すれば，偏向位置と電流はリニアな関係にある
ので, 偏向位置は最大偏向位置の３-1/2の位置となり，
この位置が熱的安定位置となる。
の３-1/2倍の電流を流せば，露光時と同量の電力量とな
る。換言すれば，偏向位置と電流はリニアな関係にある
ので, 偏向位置は最大偏向位置の３-1/2の位置となり，
この位置が熱的安定位置となる。
【００２７】Ｙ方向の偏向についても同様である。この
ようにして求めた熱的安定位置の一点を未露光時のビー
ム偏向点とする。 （発明２，６）：ところが，実際には，副偏向領域内の
パターン密度が異なっていたり，偏向しないところがあ
るので偏向コイルに流れる電流は図２のようにはならな
い。
ようにして求めた熱的安定位置の一点を未露光時のビー
ム偏向点とする。 （発明２，６）：ところが，実際には，副偏向領域内の
パターン密度が異なっていたり，偏向しないところがあ
るので偏向コイルに流れる電流は図２のようにはならな
い。
【００２８】従って，平均電力量は或る時間間隔におけ
る偏向位置（または偏向コイルに流れる電流値）を絶え
ずモニタし，積算して求める。露光装置においては，偏
向位置または偏向位置にビームを偏向するために必要な
偏向コイルに流すべき電流値は分かっているのでモニタ
は容易に行える。
る偏向位置（または偏向コイルに流れる電流値）を絶え
ずモニタし，積算して求める。露光装置においては，偏
向位置または偏向位置にビームを偏向するために必要な
偏向コイルに流すべき電流値は分かっているのでモニタ
は容易に行える。
【００２９】露光時における偏向コイルに供給する電力
量の平均値を時間間隔毎に漸次求めて, 最終平均値が維
持されるように未露光時における偏向コイルに流す電流
を設定する。
量の平均値を時間間隔毎に漸次求めて, 最終平均値が維
持されるように未露光時における偏向コイルに流す電流
を設定する。
【００３０】このようにして求めた熱的安定位置の一点
を未露光時のビーム偏向点とする。図１は本発明の実施
例１の説明図である。図は偏向コイルに流れる電流の時
間経過を示し，電流は常にモニタされていて，時間間隔
Ｔn 内の電流値をよみ, 積算して時間間隔内の電力量を
求めてその平均値を算出する。
を未露光時のビーム偏向点とする。図１は本発明の実施
例１の説明図である。図は偏向コイルに流れる電流の時
間経過を示し，電流は常にモニタされていて，時間間隔
Ｔn 内の電流値をよみ, 積算して時間間隔内の電力量を
求めてその平均値を算出する。
【００３１】図のように, Ｔn は小刻みに順次移動し,
古いデータは削除して新しいデータを取り込んで平均電
力量を算出する。図のステージ移動時間には，時間間隔
Ｔ5 の間の電流値をもとに平均電力量を算出し, 次の時
間間隔Ｔ6 の平均電力量が算出された時間間隔Ｔ5 の平
均電力量と等しくなるように偏向コイルに流すべき電流
値を設定する。
古いデータは削除して新しいデータを取り込んで平均電
力量を算出する。図のステージ移動時間には，時間間隔
Ｔ5 の間の電流値をもとに平均電力量を算出し, 次の時
間間隔Ｔ6 の平均電力量が算出された時間間隔Ｔ5 の平
均電力量と等しくなるように偏向コイルに流すべき電流
値を設定する。
【００３２】ここでは, 偏向コイルに流す電流について
考えたが,偏向位置をモニタして偏向位置を設定しても
よい。時間間隔は, 設定自由であるので，１チップ露光
の時間でもよいし，１ウエハの露光時間でもよい。
考えたが,偏向位置をモニタして偏向位置を設定しても
よい。時間間隔は, 設定自由であるので，１チップ露光
の時間でもよいし，１ウエハの露光時間でもよい。
【００３３】また，ステージ移動等の処理が行われない
ときは前回の露光時の値が設定される。実施例１では,
直前のＴn によってその都度ステージ移動時の偏向位置
が設定されるので, 露光処理毎に未露光時の偏向位置
（熱的安定位置）が変化する。
ときは前回の露光時の値が設定される。実施例１では,
直前のＴn によってその都度ステージ移動時の偏向位置
が設定されるので, 露光処理毎に未露光時の偏向位置
（熱的安定位置）が変化する。
【００３４】図３ (A)〜(C) はステージ移動時の偏向位
置の例を示す平面図である。各々の図はそれぞれ露光処
理後のステージ移動時における偏向位置の例を示してい
る。
置の例を示す平面図である。各々の図はそれぞれ露光処
理後のステージ移動時における偏向位置の例を示してい
る。
【００３５】図４は偏向機能を説明する構成図である。
図において，11はコラム, 12はステージ, 13は試料（被
露光物），14はCPU,15は制御系, 16は主偏向用DAC (D/A
コンバータ), AMP (増幅器) でX/Y 両方の方向用を持
つ, 17は偏向位置を見る電流モニタ, 18は偏向位置の設
定電流を決める偏向位置決定回路である。
図において，11はコラム, 12はステージ, 13は試料（被
露光物），14はCPU,15は制御系, 16は主偏向用DAC (D/A
コンバータ), AMP (増幅器) でX/Y 両方の方向用を持
つ, 17は偏向位置を見る電流モニタ, 18は偏向位置の設
定電流を決める偏向位置決定回路である。
【００３６】図５(A) (B) はそれぞれ通常の場合と実施
例の場合の偏向順序を示す平面図である。図５(A) は通
常の場合で主偏向領域内の露光が終わり，次の主偏向領
域に移動するときは偏向終了位置から直かに偏向開始位
置に移動する。
例の場合の偏向順序を示す平面図である。図５(A) は通
常の場合で主偏向領域内の露光が終わり，次の主偏向領
域に移動するときは偏向終了位置から直かに偏向開始位
置に移動する。
【００３７】図５(B) は実施例の場合で主偏向領域内の
露光が終わり，次の主偏向領域に移動するときに一旦熱
的安定位置に偏向し，ここから次の主偏向領域の偏向開
始位置に移動する。この際，図のように偏向開始位置に
近い熱的安定位置を選ぶことにより偏向量が少ないため
ビームの静定時間を短くできる。 （発明３）：図６(A),(B) は本発明の実施例２の説明図
である。
露光が終わり，次の主偏向領域に移動するときに一旦熱
的安定位置に偏向し，ここから次の主偏向領域の偏向開
始位置に移動する。この際，図のように偏向開始位置に
近い熱的安定位置を選ぶことにより偏向量が少ないため
ビームの静定時間を短くできる。 （発明３）：図６(A),(B) は本発明の実施例２の説明図
である。
【００３８】図の座標はＸコイル，Ｙコイルの電流（位
置）である。図６(A) において，露光フィールド（副偏
向領域）内のパターンの密度が同一であると，偏向コイ
ルの熱的安定位置は副偏向領域の中心Ｏを中心として半
径３-1/2×Ｉmax の円周上の任意の点である。
置）である。図６(A) において，露光フィールド（副偏
向領域）内のパターンの密度が同一であると，偏向コイ
ルの熱的安定位置は副偏向領域の中心Ｏを中心として半
径３-1/2×Ｉmax の円周上の任意の点である。
【００３９】この例では，次の露光開始位置を図の左下
に仮定すると，未露光時のビーム偏向位置は熱的安定位
置上のＡ点に決まる。この場合，Ｘコイル，Ｙコイルの
偏向特性は同じであるとしているため，両方のコイルに
よる偏向距離は同じである。すなわち，Ａ (ｘ0,ｙ0);
ｘ0 ＝ｙ0 である。
に仮定すると，未露光時のビーム偏向位置は熱的安定位
置上のＡ点に決まる。この場合，Ｘコイル，Ｙコイルの
偏向特性は同じであるとしているため，両方のコイルに
よる偏向距離は同じである。すなわち，Ａ (ｘ0,ｙ0);
ｘ0 ＝ｙ0 である。
【００４０】実施例２ではＸコイル，Ｙコイルの偏向特
性の差異を考慮して，より厳密な熱的安定点Ｚ (ｘ1,ｙ
1); ｘ1 ≠ｙ1 を次のようにして求める。まず，上記の
Ａ点を基準点とする。この場合，線分ＯＩmax は，Ｘコ
イル，Ｙコイルの偏向特性は同じであるという条件によ
り原点を通り座標軸に対して45°の直線となる。
性の差異を考慮して，より厳密な熱的安定点Ｚ (ｘ1,ｙ
1); ｘ1 ≠ｙ1 を次のようにして求める。まず，上記の
Ａ点を基準点とする。この場合，線分ＯＩmax は，Ｘコ
イル，Ｙコイルの偏向特性は同じであるという条件によ
り原点を通り座標軸に対して45°の直線となる。
【００４１】次に，図６(B) において，点Ａより任意の
距離 L1 離れた２点Ｂ，Ｃを測定基準点とする。この測
定基準点Ｂ，Ｃと各々の周囲の４点を合わせて，計２×
５の測定点を用いて熱的安定点Ｚを求める。
距離 L1 離れた２点Ｂ，Ｃを測定基準点とする。この測
定基準点Ｂ，Ｃと各々の周囲の４点を合わせて，計２×
５の測定点を用いて熱的安定点Ｚを求める。
【００４２】ここで，測定点とは未露光時のビーム偏向
位置とする位置で, 後記のように各測定点に対するフィ
ールド補正量の変化量を算出する。以下に測定点を用い
て熱的安定位置Ｚを求める方法を説明する。
位置とする位置で, 後記のように各測定点に対するフィ
ールド補正量の変化量を算出する。以下に測定点を用い
て熱的安定位置Ｚを求める方法を説明する。
【００４３】点Ｂ，Ｃおよびそれらの周囲の４点，計10
点を未露光時のビーム偏向位置としたとき，それぞれの
点に対するフィールド補正量の変化量を算出し，この変
化量の少なくなる方向に最も熱的に安定な点が存在す
る。
点を未露光時のビーム偏向位置としたとき，それぞれの
点に対するフィールド補正量の変化量を算出し，この変
化量の少なくなる方向に最も熱的に安定な点が存在す
る。
【００４４】いま，矢印の方向がこの方向であったとす
ると，点Ｚは図の斜線部分に存在すると予想できる。次
に，斜線部の方向に基準点Ａからの距離を L1 より小さ
くした２点について同様の処理を行う。同様の処理を順
次行って安定点の方向が変わったら，その点とその前の
測定点との間に求める熱的安定点Ｚが存在するはずであ
る。
ると，点Ｚは図の斜線部分に存在すると予想できる。次
に，斜線部の方向に基準点Ａからの距離を L1 より小さ
くした２点について同様の処理を行う。同様の処理を順
次行って安定点の方向が変わったら，その点とその前の
測定点との間に求める熱的安定点Ｚが存在するはずであ
る。
【００４５】そこで，測定のピッチを細かくして，例え
ばハード上のLSB(ハード上実現可能な最小単位) まで落
として処理をつづけ，最終的に決まった点が熱的安定点
Ｚとなる。
ばハード上のLSB(ハード上実現可能な最小単位) まで落
として処理をつづけ，最終的に決まった点が熱的安定点
Ｚとなる。
【００４６】次に，フィールド補正量の変化量より, 各
測定点に対する熱的安定点の評価方法を説明する。ま
ず，測定点はビームの初期位置であるとし，露光やビー
ム調整等の処理終了時にはビームはこの位置（未露光時
の偏向位置）に戻る。すなわちこの位置まで偏向するだ
けの電流を偏向コイルに流し続ける。
測定点に対する熱的安定点の評価方法を説明する。ま
ず，測定点はビームの初期位置であるとし，露光やビー
ム調整等の処理終了時にはビームはこの位置（未露光時
の偏向位置）に戻る。すなわちこの位置まで偏向するだ
けの電流を偏向コイルに流し続ける。
【００４７】この状態における偏向コイルの特性変化を
判断する方法として，実施例２では上記のフィールド補
正係数（またはフィールド補正量）の変化量を用いる。
これは，前記のようにCPU から与えられたビーム位置
を, 制御部の補正レジスタにより偏向コイルに流す電流
を制御してフィールド補正を行う。
判断する方法として，実施例２では上記のフィールド補
正係数（またはフィールド補正量）の変化量を用いる。
これは，前記のようにCPU から与えられたビーム位置
を, 制御部の補正レジスタにより偏向コイルに流す電流
を制御してフィールド補正を行う。
【００４８】従って, 測定点に依存する補正係数の変化
量を任意の時間あるいは日数調査することにより, 測定
点でのコイルに流す電流の影響, すなわち熱的影響が分
かることになる。つまり，熱的安定点はフィールド補正
係数の変動が最も少ない点である。
量を任意の時間あるいは日数調査することにより, 測定
点でのコイルに流す電流の影響, すなわち熱的影響が分
かることになる。つまり，熱的安定点はフィールド補正
係数の変動が最も少ない点である。
【００４９】以上のような方法を用いると，熱的安定点
は基準点Ａ (ｘ0,ｙ0)から点Ｚ (ｘ1,ｙ1)に移動する。
次に, 上記フィールド補正係数の求め方を以下に説明す
る。
は基準点Ａ (ｘ0,ｙ0)から点Ｚ (ｘ1,ｙ1)に移動する。
次に, 上記フィールド補正係数の求め方を以下に説明す
る。
【００５０】いま，ビームへの入力位置をＸ，Ｙ，出力
位置をＸ' ，Ｙ' とすると， Ｘ' ＝Ｇx ・Ｘ＋Ｒx ・Ｙ＋Ｈx ・Ｘ・Ｙ＋Ｏx ・・・・・(2) Ｙ' ＝Ｇy ・Ｙ＋Ｒy ・Ｘ＋Ｈy ・Ｘ・Ｙ＋Ｏy ・・・・・(3） ここで，Ｇx ，Ｇy は増幅率，Ｒx ，Ｒyは回転率，Ｈ
x ，Ｈy は平行率，Ｏx ，Ｏy はシフト量（オフセッ
ト）である。
位置をＸ' ，Ｙ' とすると， Ｘ' ＝Ｇx ・Ｘ＋Ｒx ・Ｙ＋Ｈx ・Ｘ・Ｙ＋Ｏx ・・・・・(2) Ｙ' ＝Ｇy ・Ｙ＋Ｒy ・Ｘ＋Ｈy ・Ｘ・Ｙ＋Ｏy ・・・・・(3） ここで，Ｇx ，Ｇy は増幅率，Ｒx ，Ｒyは回転率，Ｈ
x ，Ｈy は平行率，Ｏx ，Ｏy はシフト量（オフセッ
ト）である。
【００５１】図７はフィールド補正係数を説明する露光
フィールドの平面図である露光フィールドの四隅の点
ａ，ｂ，ｃ，ｄ（MDマーク) における位置ずれ量をそれ
ぞれΔＸa , ΔＹa ；ΔＸb , ΔＹb ；ΔＸc , Δ
Ｙc ；ΔＸd , ΔＹd とし，これらを(2) ，(3）式に代
入して, フィールド補正係数を求めると以下のようにな
る。
フィールドの平面図である露光フィールドの四隅の点
ａ，ｂ，ｃ，ｄ（MDマーク) における位置ずれ量をそれ
ぞれΔＸa , ΔＹa ；ΔＸb , ΔＹb ；ΔＸc , Δ
Ｙc ；ΔＸd , ΔＹd とし，これらを(2) ，(3）式に代
入して, フィールド補正係数を求めると以下のようにな
る。
【００５２】 Ｇx ＝（ΔＸb −ΔＸa ＋ΔＸc −ΔＹd ）／４・ｘｘ Ｇy ＝（ΔＹd −ΔＹa ＋ΔＹc −ΔＹb ）／４・ｙｙ Ｒx ＝（ΔＸd −ΔＸa ＋ΔＸc −ΔＸb ）／４・ｙｙ Ｒy ＝（ΔＹb −ΔＹa ＋ΔＹc −ΔＹd ）／４・ｘｘ Ｈx ＝（ΔＸa −ΔＸb ＋ΔＸc −ΔＸd ）／４・ｘｘ・ｙｙ Ｈx ＝（ΔＹa −ΔＹb ＋ΔＹc −ΔＹd ）／４・ｘｘ・ｙｙ Ｏx ＝（ΔＸa ＋ΔＸb ＋ΔＸc ＋ΔＸd ）／４ Ｏy ＝（ΔＹa ＋ΔＹb ＋ΔＹc ＋ΔＹd ）／４ 次に，熱的安定位置を求める処理を流れ図に従って説明
する。
する。
【００５３】図８は実施例２の処理の流れ図である。ま
ず，１で基準点Ａを設定する。２で測定基準点Ｂ，Ｃを
設定する。
ず，１で基準点Ａを設定する。２で測定基準点Ｂ，Ｃを
設定する。
【００５４】３で測定基準点Ｂ，Ｃにそれぞれの周囲４
点を加えて，計10点によるデータを取得する。データ取
得後の処理は右側の31〜36のフローに従ってフィールド
補正値の変化量が算出される。
点を加えて，計10点によるデータを取得する。データ取
得後の処理は右側の31〜36のフローに従ってフィールド
補正値の変化量が算出される。
【００５５】この結果をみて,４で最適位置であるかど
うかの判定を行う。４の判定がYES の場合は５の基準点
Ａ (ｘ0,ｙ0)のＸ，Ｙ座標を補正する比率ｘ1 ／ｘ0 ，
ｙ1 ／ｙ0を算出する。
うかの判定を行う。４の判定がYES の場合は５の基準点
Ａ (ｘ0,ｙ0)のＸ，Ｙ座標を補正する比率ｘ1 ／ｘ0 ，
ｙ1 ／ｙ0を算出する。
【００５６】４の判定がNOの場合は２に帰還して処理を
繰り返す。次に，データ取得後の処理の流れについて説
明する。31でデータの取得数とデータの取得周期（時間
または日数）を決める。
繰り返す。次に，データ取得後の処理の流れについて説
明する。31でデータの取得数とデータの取得周期（時間
または日数）を決める。
【００５７】32で各測定点をビーム初期位置に設定す
る。33でフールド補正を行い, その結果をメモリに格納
する。34でデータ数が全部終了したかどうかの判定を行
う。
る。33でフールド補正を行い, その結果をメモリに格納
する。34でデータ数が全部終了したかどうかの判定を行
う。
【００５８】34の判定がYES の場合は36でフールド補正
量の変化量を算出する。34の判定がNOの場合は35でデー
タを取得して33に帰還する。 （発明４）：また，実施例２において基準点として露光
フィールドのパターン密度が等しいと仮定したときの熱
的安定位置上の一点を用いたが，これの代わりに実施例
１で求めた熱的安定位置上の一点を用いてもよい。 （発明５）：実施例２では，補正された熱的安定点Ｚの
座標は，Ｘ方向にｘ1 ／ｘ0 ，Ｙ方向にｙ1 ／ｙ0 の比
率を掛けた値となる。
量の変化量を算出する。34の判定がNOの場合は35でデー
タを取得して33に帰還する。 （発明４）：また，実施例２において基準点として露光
フィールドのパターン密度が等しいと仮定したときの熱
的安定位置上の一点を用いたが，これの代わりに実施例
１で求めた熱的安定位置上の一点を用いてもよい。 （発明５）：実施例２では，補正された熱的安定点Ｚの
座標は，Ｘ方向にｘ1 ／ｘ0 ，Ｙ方向にｙ1 ／ｙ0 の比
率を掛けた値となる。
【００５９】実際の運用においては，実施例１で求めた
熱的安定位置を，この比率で修正してビームを補正して
もよい。上記各実施例により，常に偏向コイルが熱的に
安定になるような電流を流すことができる。
熱的安定位置を，この比率で修正してビームを補正して
もよい。上記各実施例により，常に偏向コイルが熱的に
安定になるような電流を流すことができる。
【００６０】
【発明の効果】偏向コイルが常に熱的安定状態にあり且
つ急激な熱的変化を防止し, 予め求めたビーム補正係数
で位置ずれの起こらない高精度, 高解像度の露光方法が
得られた。
つ急激な熱的変化を防止し, 予め求めたビーム補正係数
で位置ずれの起こらない高精度, 高解像度の露光方法が
得られた。
【図１】 本発明の実施例１の説明図
【図２】 副偏向領域のパターン密度が同じである場合
の偏向コイルに流れる電流Ｉと時間ｔの関係を示す図
の偏向コイルに流れる電流Ｉと時間ｔの関係を示す図
【図３】 ステージ移動時の偏向位置の例を示す平面図
【図４】 偏向機能を説明する構成図
【図５】 通常の場合と実施例の場合の偏向順序を示す
平面図
平面図
【図６】 本発明の実施例２の説明図
【図７】 フィールド補正係数を説明するフィールドの
平面図
平面図
【図８】 実施例２の処理の流れ図
【図９】 ビーム偏向の模式説明図
１ 荷電粒子ビーム ２ 偏向コイル ３ 被露光物（ウエハやマスク基板）上の主偏向領域 ４ 副偏向領域（露光フィールド） ５ 偏向順を示す矢印 11 コラム 12 ステージ 13 試料（被露光物） 14 CPU 15 制御系 16 主偏向用DAC (D/Aコンバータ),AMP ( 増幅器) 17 偏向位置を見る電流モニタ 18 偏向位置の設定電流を決める偏向位置決定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八田 淳子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 安田 洋 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/027
Claims (6)
- 【請求項１】 露光フィールドのパターン密度が等しい
と仮定して，未露光時に偏向コイルに流す電流として，
露光時に偏向コイルに流す最大電流Ｉmaxの３-1/2倍の
電流値を設定し, 該電流値に対応するビームの偏向位置
を熱的安定位置とし，該熱的安定位置の上の一点を未露
光時のビームの偏向位置とすることを特徴とする荷電粒
子ビーム露光方法。 - 【請求項２】 露光時におけるビーム偏向コイルに供給
する電力量の平均値を相互に重畳期間を有する時間間隔
毎に漸次求めて, 露光時の最終時間間隔の平均値が維持
されるように未露光時における偏向コイルに流す電流値
を設定し, 該電流値に対応するビームの偏向位置を熱的
安定位置とし，該熱的安定位置の上の一点を未露光時の
ビームの偏向位置とすることを特徴とする荷電粒子ビー
ム露光方法。 - 【請求項３】 請求項１で求めた熱的安定位置上の一点
を基準点Ａ (ｘ0,ｙ0)； (ｘ0 ＝ｙ0)として，該基準点
より任意の距離離れた２点Ｂ，Ｃを設定し，点Ｂ，Ｃお
よびそれらの周囲の点を未露光時のビーム偏向位置とし
て，一定期間露光を繰り返した後のフィールド補正量の
変化量を算出して，点Ｂ，Ｃより該変化量の少ない方向
を見つけて，この方向にあらたに２点を設定して同様の
処理を繰り返し，該変化量の最も少ない位置を補正され
た熱的安定点Ｚ (ｘ1,ｙ1)とし，該熱的安定点を未露光
時のビームの偏向位置とすることを特徴とする荷電粒子
ビーム露光方法。 - 【請求項４】 請求項１で求めた熱的安定位置に代え
て，請求項２で求めた熱的安定位置上の一点を基準点と
することを特徴とする請求項３記載の荷電粒子ビーム露
光方法。 - 【請求項５】 請求項２で求めた熱的安定点の座標を請
求項３から求まる比率で修正する，すなわち該座標にＸ
方向はｘ1 ／ｘ0 ，Ｙ方向はｙ1 ／ｙ0 の比率を掛けて
修正することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。 - 【請求項６】 前記未露光時のビーム偏向位置が，次の
露光を開始するビーム偏向位置に最も近い位置であるこ
とを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の荷電粒
子ビーム露光方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173525A JP3044843B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 荷電粒子ビーム露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173525A JP3044843B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 荷電粒子ビーム露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0521322A JPH0521322A (ja) | 1993-01-29 |
| JP3044843B2 true JP3044843B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=15962142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3173525A Expired - Fee Related JP3044843B2 (ja) | 1991-07-15 | 1991-07-15 | 荷電粒子ビーム露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3044843B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5788243B2 (ja) * | 2011-06-28 | 2015-09-30 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置及びｄａｃアンプの安定化方法 |
-
1991
- 1991-07-15 JP JP3173525A patent/JP3044843B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0521322A (ja) | 1993-01-29 |
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