(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ステージおよび試料ステージへ試料を搬送するための搬送パレット、試料を外部から試料ステージへ搬送する搬送ローダおよび各部の温度測定を行う温度測定装置を有する電子ビーム描画装置において、
電子ビーム描画装置の不稼動状態により試料ステージの温度が設定下限値以下になった場合に試料ステージの温度が設定基準値以上になるまで試料ステージを一定動作させる機能を有することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載した電子ビーム描画装置において、
試料ステージ上に試料を搬送した状態で試料ステージの温度を測定し、その温度が設定上限値以上の場合は設定基準値以下になるまで描画前の校正および描画起動を待たせる機能、および試料ステージの温度が設定下限値以下の場合は設定基準値以上になるまで試料ステージを一定動作させてから校正および描画を起動する機能を有することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項３】
請求項１に記載した電子ビーム描画装置において、
描画中に試料ステージの温度を測定し、その温度が設定上限値以上の場合は設定基準値以下になるまで描画を停止する機能、および設定下限値以下の場合は設定値以上になるまで描画を一時停止し試料ステージを一定動作させる機能を有することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項４】
請求項１に記載した電子ビーム描画装置において、
搬送パレットの温度を測定し、その温度が設定温度になるまで試料ステージへの搬送を停止する機能を有することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子ビーム描画方法に係り、描画前および描画中の装置および試料温度を一定にすることにより高精度に描画する電子ビーム描画装置および描画方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム描画装置は、半導体ウェハやそれを露光するために用いられるマスク、レチクルへの回路パターンの描画に用いられている。回路パターン描画は電子ビームの偏向領域に制限があるため試料ステージが試料全域を描画するために移動する。このステージ移動のためにＸＹテーブルが動作することによって発生する摩擦熱および前記テーブルを移動させるための駆動部が動作することにより発生する摩擦熱が試料ステージの温度上昇を引き起こし、試料および搬送パレット伝わり温度は上昇する。また、描画後の試料ステージは前記の理由により温度上昇した状態であり、描画後に長時間不稼動状態が続くと試料ステージの温度は低下してしまう。試料ステージの温度は一定に保つために水冷却装置が使われているが、装置内の循環水を一定温度に制御しているため、試料ステージの温度を正確に制御するのは困難である。
【０００３】
このため、描画中に試料や搬送パレットの伸縮および位置変動が発生して描画位置精度を悪化させる問題があった。
【０００４】
描画前および描画中の試料ステージの移動によって発生する温度変化を制御していないことにより、回路パターンの描画位置が拡大縮小や位置シフトする場合があり、描画前および描画中の試料ステージ温度を制御する必要があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、描画前および描画中の温度の影響を低減して高精度に描画を行うことができる電子ビーム描画装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明による実施態様は、描画前および描画中の試料ステージの温度を一定にする構成を備えたものである。この構成により、試料への温度の影響を低減して高精度に描画を行うことが可能となる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態に係わる電子ビーム描画装置の構成の概要を説明する。
【０００８】
電子ビーム描画装置の装置本体１は、電子ビームを発生させる電子銃２と該電子銃２から発せられた電子ビームを試料５に投射するための電子光学系を備えた鏡体３と、電子線を試料５の所望の位置に走査させるための偏向器４と、試料５を搬送するための搬送パレット６と、試料５と搬送パレット６を搭載し描画時に移動する試料ステージ７とそれらを格納する真空を保持した試料室８と、試料ステージ７を駆動する駆動装置９と、試料を大気中から真空中へ入れるための交換室１０と、試料５および搬送パレット６を前記試料室８と交換室１０間で移動させるための搬送ローダ１１と前記搬送ローダの作動を制御する搬送制御装置１２と、試料ステージ７と交換室１０の温度測定をする温度測定装置１３と、試料室８と交換室１０を温度制御する温度制御装置１４を備えている。試料ステージ７の位置はセンサからの信号を受信して測長計１５によって測定される。駆動装置９はステージ制御装置１６からの信号で作動し、ステージ制御装置１６は測長計１５からの信号と制御計算機１８からの信号によって作動する。
【０００９】
複数のパターンデータがデータファイル１７に格納され、制御計算機１８においてパターンデータの描画順序が決定され、この描画順序に従ってパターンデータの並び替えが行われる。並び替えられたパターンデータは制御計算機１８からバッファメモリ１９へ送信され、格納される。
【００１０】
電子ビームによる描画動作の制御演算は、制御計算機１８からの制御命令に従って手順制御ユニット２３が行う。並び替えが行われたパターンデータはバッファメモリ１９から順次読み出され、図形分解ユニット２０において設定された電子ビームの分解寸法に従って分解される。ついで補正ユニット２１において電子ビームの照射時間や照射位置が計算され、追従制御ユニット２２に送られる。追従制御ユニット２２において、試料ステージ７の位置を測定する測長計１５からの試料ステージ７の位置情報によって電子ビームを偏向するための偏向データを計算し、偏向制御ユニット２４へデータを送る。試料ステージ７が目標位置である描画開始点に達すると、演算された照射時間、照射位置、偏向データに従って試料５に電子ビームが照射され、回路パターンの描画が行われる。
【００１１】
次に本発明の請求項１に関係する実施例について説明する。
【００１２】
電子ビーム描画装置に対して起動命令がかかっていない状態が続き試料ステージ７の温度を温度測定装置１３によって測定された結果が制御計算機１８に設定した下限値以下となった場合に制御計算機１８からステージ制御装置１６に対して試料ステージ７をダミー移動させる起動命令がかかる。この動作は試料ステージ７の温度を一定時間間隔で温度測定装置１３が測定した結果が制御計算機１８に設定した基準値を超えるまで繰り返される。
【００１３】
次に請求項２に関係する実施例について説明する。描画のために試料５が搬送パレット６を介して搬送ローダ１１により試料ステージ７に搬送され、温度測定装置１３が試料ステージ７の温度を測定した結果が制御計算機１８に設定した下限値以下となった場合は制御計算機１８からステージ制御装置１６に対して試料ステージ７をダミー移動させる起動命令がかかる。この動作は一定時間間隔で温度測定装置１３が試料ステージ７の温度を測定した結果が制御計算機１８に設定した基準値を超えるまで繰り返される。これに対して前記状態にて試料ステージ７の温度測定結果が上限値以上となった場合には制御計算機１８から動作停止命令がかかり描画前校正および描画動作は行われない。この状態は温度測定装置１３が試料ステージ７の温度を一定時間間隔で測定した結果が制御計算機１８に設定した基準値以下になるまで保持される。
【００１４】
次に請求項３に関係するところを説明する。試料５が搬送パレット６を介して試料ステージ７に搭載され描画が行われている状態で温度測定装置１３によって試料ステージ７の温度を一定時間間隔で測定された結果が制御計算機１８に設定した下限値以下となった場合には制御計算機１８が描画を一時停止する命令を手順制御ユニット２３へ送り、ステージ制御装置１６に対しては試料ステージ７をダミー移動させる起動がかかる。この動作は温度測定装置１３が試料ステージ７の温度を一定間隔で測定した結果が制御計算機１８に設定した基準値を超えるまで繰り返される。これに対して試料ステージ７の温度の測定結果が上限値以上となった場合には制御計算機１８が描画を一時停止する命令を手順ユニット２３へかける。この状態は温度測定装置１３が試料ステージ７の温度を一定時間間隔で測定した結果が制御計算機１８に設定した基準値以下になるまで保持される。
【００１５】
次に本発明の請求項４に関係する実施例について説明する。試料５を試料室８へ搬送するために交換室１０を一度大気にして試料５を搬送パレット６へ搭載して真空を引いた後に温度測定装置１３にて搬送パレット６の温度を一定時間間隔で測定した結果が制御計算機１８に設定した上限値および下限値内になるまで搬送制御装置１２へ試料５および搬送パレット６の試料室８内への搬入動作の停止状態を保持する。
【００１６】
次に本発明の他の実施例について説明する。パターンデータ１００は制御計算機１８で並び替えた後に描画時のストライプ幅１０１の１/８ごとに点線のサブストライプ１０２として分割ファイル化され、これをバッファメモリ１９へ送る。サブストライプ内の各図形は図形分解ユニット２０において設定された電子ビームの分解寸法に従って分解され、各サブストライプの電子ビームのショット数が算出でき、この情報を制御計算機１８へ送る。この動作を繰り返して描画前に全てのサブストライプのショット数を算出しておく。各サブストライプの描画時間ＡＴは、回路パターンを形成するために試料上に塗布されるレジストを化学変化させるために必要な電子ビームの露光量Ａと電子ビームの電流密度Ｂとショット数Ｃから、
（Ａ／Ｂ）×Ｃ＝ＡＴ 数１
により求まる。また、ストライプの描画時間ＢＴはストライプ長Ｄとパラメータとして設定した試料ステージ７を一定速度で動かす値Ｅから、
Ｄ／Ｅ＝ＢＴ 数２
により求まる。したがって、試料ステージ７を一定速度Ｅで動かすには、１本目のサブストライプの描画時間ＢＴ１から、
ＡＴ＞ＢＴ＝ＢＴ１＋ＢＴ２…ＢＴＮ 数３
の関係が成り立つまでＮ本のサブストライプを最大８本として加算し１本のストライプとする。これにより疎なパターン部分１０３では試料ステージ７は制御計算機１８へ設定した一定速度で動作をしながら制御計算機１８へ設定した最大ストライプ幅１０５で描画を行い、また密なパターン部分１０４では試料ステージ７が制御計算機１８へ設定した移動速度で動けるだけのサブストライプ数だけ、すなわち設定以下のストライプ幅１０６にて描画を行う。以降、前記と同様の動作を繰り返すことによって、ストライプ幅は描画密度依存で可変としながら試料ステージ７を一定速度で動作して描画を行う。
【００１７】
次に本発明の他の実施例について説明する。パターンデータ１００は制御計算機１８で並び替えた後に描画時のストライプ幅１０１の１/８ごとにサブストライプ１０２として分割ファイル化され、この時に各サブストライプの図形数を算出する。装置にはあらかじめ描画中に一定に試料ステージ７を動作させる速度および試料ステージ７の一定速度を保つために可能な最大図形数Ｆを制御計算機１８へ設定しておき、１本目のサブストライプの図形数Ｇ１から、
Ｆ＞Ｇ１＋Ｇ２…ＧＮ 数４
の関係が維持されるまでＮ本のサブストライプの図形数を最大８本として加算していく。その後Ｎ本のサブストライプをバッファメモリ１９へ転送を行い１本のストライプとして描画を行う。これにより図形数が少ないパターン部分１０３では試料ステージ７は設定した一定速度で動作をしながら設定ストライプ幅１０５に対して描画を行い、また図形数の多いパターン部分１０４では試料ステージ７が設定した移動速度で動けるだけのサブストライプ数だけ、すなわち設定以下のストライプ幅１０６に対して描画を行う。以降、前記と同様の動作を繰り返すことによって、ストライプ幅は描画密度依存で可変としながら試料ステージ７を一定速度で動作して描画を行う。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、描画前及び描画中の試料への熱の影響を低減できるので回路パターンの高精度な描画が実現できる。