(57)【要約】【課題】振動の発生が少なく、描画精度の良好な電子ビーム描画の試料台移動制御方法を提供すること。【解決手段】試料の描画領域は、試料台の移動方向に縦列するサブ描画領域区画と、サブ描画領域区画内を試料台の移動方向に対し直交する方向に縦列するように区分するサブサブ描画領域区分に仕切られ、かつ電子ビームの照射走査を繰り返す描画が前記サブサブ描画領域区分の単位で行われ、サブ描画領域区画に占めるサブサブ描画領域区分の大きさに応じて、位置の移動制御に用いるサブサブ描画領域区分毎の目標位置値が求められ、サブサブ描画領域区分毎の描画がサブ描画領域区画の一端から他端に向かって順番に行われる際に、描画の順番が進む度毎に目標位置値が加えられる各々の移動目標位置値に応じて試料台の移動制御が行われることを特徴とする。【選択図】  図２
2006032614.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を保持する試料台の位置を連続的に移動させながら、前記試料に電子ビームの走査照射をして描画を行う電子ビーム描画の試料台移動制御方法において、
前記試料の描画領域は、前記試料台の移動方向に縦列するサブ描画領域区画と、前記サブ描画領域区画内を前記試料台の移動方向に対し直交する方向に縦列するように区分するサブサブ描画領域区分に仕切られ、かつ前記電子ビームの照射走査を繰り返す描画が前記サブサブ描画領域区分の単位で行われ、
前記サブ描画領域区画に占める前記サブサブ描画領域区分の大きさに応じて、前記位置の移動制御に用いるサブサブ描画領域区分毎の目標位置値が求められ、
前記サブサブ描画領域区分毎の描画が前記サブ描画領域区画の一端から他端に向かって順番に行われる際に、描画の順番が進む度毎に前記目標位置値が加えられる各々の移動目標位置値に応じて前記試料台の移動制御が行われることを特徴とする電子ビーム描画の試料台移動制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の電子ビーム描画の試料台移動制御方法において、
前記描画領域の描画が前記試料台の前進移動または後進移動により行われ、
前記前進移動では、前記移動目標位置値が前記目標位置値の加算により行われ、
前記後進移動では、前記移動目標位置値が前記目標位置値の減算により行われることを特徴とする電子ビーム描画の試料台移動制御方法。
【請求項３】
電子ビーム発生源と、前記電子ビーム発生源で発生した電子ビームを偏向する電子ビーム偏向手段と、前記電子ビームの照射による描画が行われる試料を保持し、かつ移動する試料台と、前記電子ビーム偏向手段を制御する偏向制御手段と、前記試料台の移動制御をする試料台制御部とを有する電子ビーム描画装置において、
前記試料に描画する描画領域は、前記試料台の移動方向に縦列するサブ描画領域区画と、前記サブ描画領域区画内を前記試料台の移動方向に対し直交する方向に縦列するように区分するサブサブ描画領域区分に仕切られ、かつ前記電子ビームの照射走査を繰り返す描画が前記サブサブ描画領域区分の単位で行われ、前記サブ描画領域区画に占める前記サブサブ描画領域区分の大きさに応じて、前記位置の移動制御に用いるサブサブ描画領域区分毎の目標位置値が求められ、前記サブサブ描画領域区分毎の描画が前記サブ描画領域区画の一端から他端に向かって順番に行われる際に、描画の順番が進む度毎に前記目標位置値が加えられる各々の移動目標位置値に応じて前記試料台の移動制御が行われる制御手段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３記載の電子ビーム描画装置において、
前記試料台の移動制御をする試料台制御部と、前記移動目標位置値を求める追従絶対校正部とを設け、
前記サブサブ描画領域区分の描画が進む度毎に、前記サブサブ描画領域区分毎の前記移動目標位置値が前記追従絶対校正部から前記試料台制御部にわたされることを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項５】
請求項３記載の電子ビーム描画装置において、
前記サブサブ描画領域区分の前記移動目標位置を中心位置に揃えた中心位置移動制御方式がオプションとして含まれ、任意に前記中心位置移動制御方式が選択でき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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームを用いて半導体集積回路の微細な回路パターンを描画する電子ビーム描画の試料台移動制御方法、及び電子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子ビーム描画装置における、ステップ・アンド・リピート方式の描画では、試料台の移動時間が無駄となり、描画のスループットが上がらないという問題点から、試料台連続移動方式の電子ビーム描画装置が開発された。
【０００３】
試料台の連続移動方式とは、描画パターンの粗密に応じて試料台の速度を変えながら連続的に描画して行くものであり、描画パターンを構成する個々の図形データを試料台移動の方向に順に並べておき、描画の進行に従って一方向に移動して行く描画位置に追従するように、試料台の速度を制御する。
【０００４】
試料台上の描画位置と電子ビーム偏向範囲の中心位置との位置偏差は、描画する時の電子ビーム偏向量に相当する。よって、偏向制御部を含む描画制御回路部から出力される偏向信号を目標位置として試料台移動制御部に出力すれば、試料台は自然に描画位置の移動に追従するように動作する。また、試料台移動制御は、目標位置に向かっている時は加速し、目標位置から遠ざかって行くときには減速する制御である。
【０００５】
なお、この種の装置として関連するものには、例えば、特許文献１（特開２０００−３４７７４１号公報）、特許文献２（特開２００２−７３１１１号公報）等が挙げられる。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３４７７４１号公報
【特許文献２】特開２００２−７３１１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術では、試料台の移動目標位置が電子ビーム偏向範囲の中心位置であるため、サブサブ描画領域区分が並ぶサブ描画領域区分の描画が終了直前は、試料台は移動目標位置から遠ざかって行くので減速される。しかし、次のサブ描画領域区分の描画開始時には、試料台の移動目標位置がサブ描画領域区分の移動方向幅分だけ加算されるので、試料台には一転して大きな加速度がかかってしまう。
【０００８】
電子ビームによる描画は、通常極めて高い描画精度が必要とされており、描画時のこのような大きな加速度による試料台の加減速は、駆動機構を含む機構系全体に微小な振動を発生させ、描画精度を悪化させる原因となる。
【０００９】
本発明は、上記の問題に対処し、振動の発生が少なく、描画精度の良好な電子ビーム描画の試料台移動制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、サブ描画領域区画に占める前記サブサブ描画領域区分の大きさに応じて、位置の移動制御に用いるサブサブ描画領域区分毎の目標位置値が求められ、サブサブ描画領域区分毎の描画がサブ描画領域区画の一端から他端に向かって順番に行われる際に、描画の順番が進む度毎に目標位置値が加えられる各々の移動目標位置値に応じて試料台の移動制御が行われることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、描画が行われる際に大きな加速／減速が行われることがなく、概ね一定な速度での移動制御が行われるので、振動の発生が少なく、描画精度の良好な電子ビーム描画の試料台移動制御方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の実施形態に係わる実施例を図に沿って説明する。
【００１３】
まず、図１に基づいて述べる。電子ビーム発生源から発生した電子ビームの電子ビーム５０は、主偏向器５１、副偏向器５２を含む偏向手段で軌道の偏向が加えられて試料であるウエーハ５３に照射される。この電子ビームの照射による描画に際し、ウエーハ５３はステージである載置台（図示せず）に載って移動し、回路パターン等の図形模様が描かれる。
【００１４】
図１の右側図示は、拡大図形を示す。図形模様の描画は、矢印に示すようなウエーハ５３の移動により順に行われる。矢印は、載置台に移動方向を示す。矢印に沿って延在するところをストライブ５４という。ストライブ５４に沿って前進移動、後進移動してウエーハ５３の描画を行う。このストライブ５４中に描画領域５５が存在する。
【００１５】
描画領域５５は、図４にも示すように、サブ描画領域区分５６と、サブサブ描画領域区分５７に区画される。サブ描画領域区分５７は、矢印方向、つまり試料台の移動方向に縦列するように描画領域５５の領域に区画される。
【００１６】
また、サブサブ描画領域区分５７は、試料台の移動方向に対し直交する方向に縦列するようにサブ描画領域区分５６の領域に区画される。
【００１７】
描画は、サブ描画領域区分５６の左端からサブサブ描画領域区分５７の単位で、右側のサブサブ描画領域区分５７に移行するように順番に行われる。サブ描画領域区分５６の描画が右端まで終えたら、左側に隣接するサブ描画領域区分５６の描画を同じ要領で行い、この描画動作を繰り返して描画領域５５の描画をして行く。
【００１８】
この描画に際し、載置台は矢印方向に連続的に移動する。載置台の移動をサブ描画領域区分およびサブサブ描画領域区分と載置台の移動目標位置との関係を示す図２は沿って説明する。
【００１９】
図２の上側は従来例を示す。下側は本発明の例を示す。
【００２０】
１７は、サブサブ描画領域区分５７の横幅、１６はサブ描画領域区分５６の横幅である。サブサブ描画領域区分５７の縦幅である偏向範囲は、サブ描画領域区分５６の縦幅と一致する。サブサブ描画領域区分５７の範囲で、電子ビームの照射走査を繰り返してサブサブ描画領域区分単位の描画をする。
【００２１】
従来例では、サブ描画領域区分５６に並ぶサブサブ描画領域区分５７の移動目標位置値は中心に位置している。この中心位置が偏向範囲の中心である。中心位置を目処にステージをステージ進行方向に移動させながらサブ描画領域区分５６の左端から右端に向け、サブサブ描画領域区分５７の単位で順次に描画する。
【００２２】
左端側のサブサブ描画領域区分５７を描画するときには、中心の移動目標位置値のところに向けて加速する移動制御が行われ、右端側のサブサブ描画領域区分５７の描画では移動目標位置値のところから遠ざかるのを抑えるために減速の制御が行われる。ステージは、加速度曲線５８に示すような加速／減速の移動制御が行われるので、駆動機構を含む機構系全体に微小な振動を発生するのである。
【００２３】
本発明では、図示されているようにサブ描画領域区分５６の左端から右端に向けてサブサブ描画領域区分５７が移行するにしたがって移動目標位置値が漸増するように設定されている。この移動目標位置値に倣ってステージの移動制御が行われるので、ステージの現在位置が移動目標位置値との間に従来のような位置ずれは生じなく、一定の速度でステージの移動制御が行われる。このため、駆動機構を含む機構系全体に微小な振動が発生せず、精度の高い描画が行われる。
【００２４】
なお、移動目標位置値は、次のように求められる。
【００２５】
サブ描画領域区画５６に占めるサブサブ描画領域区分５７の大きさに応じて、位置の移動制御に用いるサブサブ描画領域区分毎５７の目標位置値を求める。サブサブ描画領域区分５７毎の描画がサブ描画領域区画５６の一端から他端に向かって順番に行われる際に、描画の順番が進む度毎に目標位置値が加えて移動目標位置値を算定する。
【００２６】
電子ビームの照射走査を繰り返す描画は、サブサブ描画領域区分単位でするので、サブサブ描画領域区分の大きさに応じた目標位置値分の移動制御をすることにより、ステージの現在位置と移動目標位置値とが一致するように保たれる。
【００２７】
移動目標位置値の計算方法について説明する。
【００２８】
最適な移動目標位置値（ＳｔｇＴ）、サブ描画領域区画の中心Ｘ座標２１（Ｘｓｆ）、サブ描画領域区画の中心Ｙ座標２０（Ｙｓｆ）、サブサブ描画領域区分の中心Ｘ座標１９（Ｘｓｓｆ）、サブサブ描画領域区分の中心Ｙ座標１８（Ｙｓｓｆ）である。ストライブ幅（Ｘｓｔｗ）は、サブ描画領域区画５６の横幅１６である。サブサブ描画領域区分５７のＹ方向サイズ（Ｙｓｓｆｗ）は、サブサブ描画領域区分５７の縦幅である。ストライプ中心Ｘ座標（Ｘｃｓ）は、サブ描画領域区画の中心Ｘ座標２１（Ｘｓｆ）と一致する。
【００２９】
試料台を前進移動させながら、サブサブ描画領域区分毎に描画する際の移動目標位置は次の計算式で求めることができる。
【００３０】
ＳｔｇＴ＝Ｙｓｆ＋Ｙｓｓｆ＋（Ｘｓｆ＋Ｘｓｓｆ−Ｘｃｓ）／Ｘｓｔｗ×Ｙｓｓｆｗ
なお、（Ｘｓｆ＋Ｘｓｓｆ−Ｘｃｓ）／Ｘｓｔｗ×Ｙｓｓｆｗは、サブ描画領域区画５６に占めるサブサブ描画領域区分５７の大きさに応じて求めるサブサブ描画領域区分毎５７の目標位置値に相当する。
【００３１】
また、試料台を後進移動させながら、サブサブ描画領域区分毎に描画する際の移動目標位置値は次の計算式で求めることができる。
【００３２】
ＳｔｇＴ＝Ｙｓｆ＋Ｙｓｓｆ−（Ｘｓｆ＋Ｘｓｓｆ−Ｘｃｓ）／Ｘｓｔｗ×Ｙｓｓｆｗ
そして、上記の最適な移動目標位置値の出力は、電子ビームの偏向と同タイミングで行う。
【００３３】
このようにすることで、ストライプ中のサブサブ描画領域区分数分の回数（電子ビームの副偏向回数）にわたり、試料台の移動目標位置値を設定できるので、試料台の連続移動位置と移動目標位置値がほぼ同一となり、また、図２に示すように試料台の目標とする位置と電子ビームの中心がほぼ同一となるため、余分な加減速動作を最小限に抑えることができ、駆動機構を含む機構系全体に微小な振動が発生せず、精度高い描画が行われる。
【００３４】
次に図３を引用し、電子ビーム描画装置の全体ブロック図について説明する。
【００３５】
この全体ブロック図に示される制御ブロック３０の制御手段により、電子ビームの描画、
試料台の移動制御が行なわれる。
【００３６】
電子ビーム描画装置の鏡体８には、電子ビーム発生源、電子ビームを偏向する電子ビーム偏向手段が備わる。電子ビーム偏向手段は、主と副の２段の偏向器を有する。
【００３７】
１段目の主偏向器９は、電子ビームをサブサブ描画領域区分の中心である原点位置に偏向して固定する。２段目の副偏向器１０は、電子ビームをサブサブ描画領域区分内で照射走査の偏向をして所定の図形を描画する。この描画をサブサブ描画領域区分毎にサブ描画領域区画の左端から右端に向けて順番に行う。
【００３８】
この時、試料台１１は、描画中も連続移動しているので、電子ビームを試料台１１に追従させるため、追従絶対校正部６より算出した追従偏向量が図形描画偏向量に加算して主偏向器９と副偏向器１０に与えられる。
【００３９】
制御計算機１は、速度テーブルを試料台制御部７に設定する。速度テーブルは予め、描画図形パターンの疎密度をフィルタで平坦化し、試料台１１の移動速度に変換したものである。また、ＬＳＩなどの図形パターンは、電子ビーム描画装置用に変換されて、図形データメモリ２に収納されている。
【００４０】
制御計算機１に外部から描画開始命令が発せられると、制御計算機１は試料台制御部７を起動する。試料台制御部７は、試料台１１を所定のチップストライプ開始位置に移動させ、その後、上記速度テーブルを参照して連続移動させる。
【００４１】
偏向制御手段は、主偏向制御部１２、副偏向制御部１３を有する。電子ビーム偏向手段は、電子ビーム偏向手段を制御し、試料に照射される電子ビームの軌道を偏向する。
【００４２】
制御計算機１は、図形データメモリ２から描画すべき図形データを読み取る復元部３と、図形データを微細図形データに変換する分解部４を起動する。復元部３と分解部４が動作することで、サブサブ描画領域区分の原点位置を主偏向制御部１２に与え、同時に、図形データ、すなわち図形の座標（Ｘ，Ｙ）とサイズ（Ｗ：幅，Ｈ：高さ）を図形描画する副偏向制御部１３に与え描画が始まる。
【００４３】
描画開始命令が発行されると、追従絶対構成部６には、制御計算機１からパラメータとして、ストライプ幅、サブサブ描画領域区分のＹ方向サイズ、ストライプの中心Ｘ座標が渡される。さらに、近接効果補正演算部５が出力した、サブ描画領域区画の中心Ｘ座標２１、サブ描画領域区画の中心Ｙ座標２０、サブサブ描画領域区分の中心Ｘ座標１９、サブサブ描画領域区分の中心Ｙ座標１８を読みだし、前述した計算式により計算した最適な試料台移動の移動目標位置値２５を計算する。
【００４４】
追従絶対構成部６は、副偏向制御部１３からサブサブ描画領域区分の境界の信号を受け、偏向量を副偏向制御部１３へ出力するのと同じタイミングで、最適な試料台移動の移動目標位置２５を、試料台制御部７へ出力する。
【００４５】
また、制御計算機１から追従絶対構成部６に渡されるパラメータには、従来方式と本発明のどちらの制御を使うかの選択できる選択手段を設けたことにより、図５に示すような従来方式の電子ビーム偏向範囲の中心位置を出力するか、図６に示すような試料台制御部７へ最適な試料台移動の移動目標位置値を出力するかを使い分けることが可能である。
【００４６】
また、制御計算機１から追従絶対構成部６に渡されるパラメータには、試料台の現在の進行方向の区別が付くようにすることにより、図６に示すような試料台進行方向が前進向である場合、図７に示すような試料台進行方向が後進向である場合の何れかを使い分けることが可能である。
【００４７】
上記の実施例によれば、描画中に、試料台移動時の加減速動作が最小限に抑えられるために、加減速によって発生する振動の発生を少なくすることができる。これにより、連続移動描画方式の高速描画装置であるにもかかわらず、高精度の電子ビーム描画を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、電子ビーム描画の模式図である。
【図２】従来例と本発明の実施例を比べて示した図である。
【図３】本発明の実施例に係わる電子ビーム描画装置の全体ブロック図である。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、サブサブ描画領域区分単位と移動目標位置に関する計算に必要な項目の説明を示す図である。
【図５】従来例に関する試料台の移動目標位置を示す模式図である。
【図６】本発明の実施例に係わるもので、試料台を前進移動させて描画するときの移動目標位置を示す模式図である。
【図７】本発明の実施例に係わるもので、試料台を後進移動させて描画するときの移動目標位置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…制御計算機、２…図形データメモリ、３…復元部、４…分解部、５…近接効果補正演算部、６…追従絶対校正部、７…試料台制御部、８…鏡体、９…主偏向器、１０…副偏向器、１１…試料台、１２…主偏向制御部、１３…副偏向制御部、５４…ストライプ、５５…描画領域、５６…サブ描画区画、５７…サブサブ描画区分、２５…移動目標位置値（ＳｔｇＴ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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