(57)【要約】【課題】  本発明はステージ位置制御方法及び装置に関し、描画精度を向上させることができるステージ位置制御方法及び装置を提供することを目的としている。【解決手段】試料ステージ６上に載置されたウエハ５に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子応用装置において、前記試料ステージ６の位置を検出して位置変動補正量を検出する位置補正量検出手段１３と、該位置補正量検出手段１３の出力である位置補正信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器の出力を線源の偏向制御信号に加算する加算手段と、グリッジノイズを除去するデグリッチャ回路と、前記デグリッチャ回路を使用した状態で、偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能なタイミング調整手段１１とを具備して構成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ステージ上に載置されたウエハに荷電粒子ビームを照射する荷電粒子応用装置において、
前記試料ステージの位置を検出して位置変動補正量を検出するステップと、
該検出した位置変動補正量をアナログ信号に変換するステップと、
該変換されたアナログ位置変動補正信号を線源の偏向制御信号に加算するステップと、
前記偏向制御信号と位置変動補正信号の加算タイミングを調整可能とするステップと、
を具備して構成されるステージ位置制御方法。
【請求項２】
試料ステージ上に載置されたウエハに荷電粒子ビームを照射する荷電粒子応用装置において、
前記試料ステージの位置を検出して位置変動補正量を検出する位置補正量検出手段と、
該位置補正量検出手段の出力である位置補正信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
該Ｄ／Ａ変換器の出力を線源の偏向制御信号に加算する加算手段と、
グリッチノイズを除去するデグリッチャ回路と、
該デグリッチャ回路を使用した状態で、偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能なタイミング調整手段と、
を具備して構成されるステージ位置制御装置。
【請求項３】
試料ステージ上に載置されたウエハに荷電粒子ビームを照射する荷電粒子応用装置において、
前記試料ステージの位置を検出して位置変動補正量を検出する位置補正量検出手段と、
該位置補正量検出手段の出力である位置補正信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、
該Ｄ／Ａ変換器の出力を線源の偏向信号に加算する加算手段と、
前記偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能なタイミング調整手段と、
を具備して構成されるステージ位置制御装置。
【請求項４】
試料ステージ上に配置されたウエハに荷電粒子ビームを照射する荷電粒子応用装置において、
線源を使用して偏向制御を行なう偏向制御手段と、
偏向制御とは別のタイミングで得られる計測結果により試料ステージの位置補正を行なうステージ位置補正手段と、
偏向制御信号に前記ステージ位置補正手段の出力である位置補正信号を加算する加算手段と、
偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能なタイミング調整手段と、
を具備して構成されるステージ位置制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステージ位置制御方法及び装置に関し、更に詳しくは試料ステージを使用して位置検出情報から線源の位置補正を行なう機能を備え、補正制御動作時の動作ノイズ等が性能に影響するような、高精度な位置補正を必要とするステージ位置制御装置に関する。
【０００２】
電子ビーム描画装置でのステージ位置補正は、従来よりレーザ測長による位置補正信号を使用してリアルタイムに振動等を補正する方法を使用しているが、描画制御系とは異なるステージ測長系の制御で変動を補正するため、各動作ノイズや遅れ等による誤差が発生しやすい状態となり、装置精度を低下させる要因となっている。
【背景技術】
【０００３】
図４は従来装置の構成例を示す図である。図において、１は電子ビームを出射する電子銃、２は電子ビームのブランキングを行なうブランキング偏向器、２ａはビームを集束するレンズ、３ａはビームを絞るスリット、３はビームを偏向するビーム偏向器、４はレンズ、５はビームが照射されるウエハ、６は該ウエハ５が載置される試料ステージである。７は試料ステージ６の位置を測定する測長器である。該測長器７としては、例えばレーザ測長器が用いられる。
【０００４】
１２は描画データ制御部、８は該描画データ制御部１２の出力を受けてブランキングの制御を行なうブランキング制御回路で、その出力はブランキング偏向器２に与えられている。１０は描画データ制御部１２の出力を受けて電子ビームのショット制御を行なうショット制御回路である。１３は試料ステージ６を制御するステージ制御部である。９はショット制御回路１０及びステージ制御部１３の出力を受けて偏向信号の制御を行なう偏向信号制御回路である。該偏向信号制御回路９の出力は、ビーム偏向器３に与えられている。このように構成された装置の動作を図５のタイムチャートを参照しながら説明する。
【０００５】
図５は従来装置の各部の動作を示すタイムチャートである。（ａ）は描画データ、（ｂ）は描画データ（ａ）に同期する同期パルス、（ｃ）は偏向信号、（ｄ）はブランキング信号、（ｅ）は位置補正データ、（ｆ）は位置補正データ（ｅ）に同期する同期パルス、（ｇ）は位置補正信号（通常出力）、（ｈ）はデグリッチ信号、（ｉ）はデグリッチ後の位置補正信号である。
【０００６】
描画データ制御部１２は、（ａ）に示すような設定周期Ｔの描画データを出力する。この描画データ周期Ｔと同期して同期化パルス（ｂ）が生成される。ショット制御回路１０は、描画データ制御部１２から出力される描画データを基にショット位置を設定して、偏向信号制御回路９に与える。
【０００７】
一方、偏向信号制御回路９には、ステージ制御部１３からステージ制御信号が与えられている。この偏向信号制御回路９からは、（ｃ）に示すような偏向信号が与えられる。ビーム偏向が所定の描画を終了する度にブランキング制御回路８はブランキング偏向器２を駆動して（ｄ）に示すようなブランキングオフを実施する。この結果、所定の描画が終了して次の描画位置に移動する間は描画は遮断され、不要な描画がなされるのを防止している。以上、説明した（ａ）から（ｄ）までの信号は装置同期系を構成している。
【０００８】
一方、測長器７は試料ステージ６の位置を測定しており、その測定結果を受けるステージ制御部１３は、（ｅ）に示すような位置補正データを作成して偏向信号制御回路９に与える。位置補正データに同期して（ｆ）に示すような同期化パルス信号が立ち上がる。偏向信号が（ｃ）に示すように切り替わるタイミングに同期して、（ｇ）に示すように位置補正信号（通常出力）が出力される。この位置補正信号は、（ｇ）に示すように切り替え時にグリッチＡが発生する。このグリッチは、描画誤差となる。
【０００９】
このグリッチＡを除去するため、偏向信号制御回路９は、（ｆ）に示すパルスを用いて（ｈ）に示すようなデグリッチ信号を発生し、位置補正信号（ｇ）のグリッチＡにゲートをかける。この結果、デグリッチ後の位置補正信号（ｉ）には、図に示すようにグリッチＡは現れない。
【００１０】
従来のこの種の装置としては、グリッチやディジタルフィードスルーといった本来不必要な信号を完全に取り除き、なおかつ描画速度を高速化し得るデグリッチャ回路が知られている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−１４１８０１号後方（段落００１７〜００３７、図１〜図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ステージ追従補正を行なう場合、ステージ位置補正信号はビーム偏向信号に加算する手法が一般的であるが、制御演算系や速度の違い等から偏向用と位置補正用ＤＡＣ（Ｄ／Ａ変換器：Ｄ／Ａコンバータ）をそれぞれ使用する方式が多い。この場合、ＤＡＣが変化する時間（特にグリッチ）の出力が位置補正信号の誤差となるため、何らかの対策が必要となる。
【００１２】
高精度な位置補正を行なう場合、高精度ＤＡＣを使用するが、一般的に応答性が悪く、グリッチ成分も大きい。そのため、特に描画中に許容以上の補正信号変動を防ぐ方法として、ＤＡＣ内部のスイッチ変化に伴い発生するグリッチノイズを阻止するため、サンプル／ホールド等のデグリッチャ回路を使用する場合、主なグリッチは抑えられるものの、デグリッチャ回路の動作によるノイズ影響が大きく、精度低下の要因となっていた。例えば、図５の（ｉ）に示すＢのようなグリッチが依然として発生する。このグリッチのために描画精度が悪くなる。
【００１３】
本発明はこのような点に鑑みてなさたれものであって、描画精度を向上させることができるステージ位置制御方法及び装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は、ＤＡＣ等のデグリッチャ回路の使用により大きいグリッチノイズは阻止されるものの、デグリッチャ回路の動作による微小なノイズ（図５の（ｉ）のＢ）による影響が装置精度の低下の要因になっていることに着目したものである。デグリッチャ回路による微小なノイズの影響は、所定の描画毎にデグリッチャ回路切り替えタイミングにビームをオフにして対処する。
【００１５】
具体的には、デグリッチャ回路による微小なノイズ影響に対して、所定の描画毎に同期させ、かつデグリッチャ回路切り替えタイミングにビームがオフ（ショット待ちと重ねる）となるようにして、位置補正量を制御し、装置精度を向上させるものである。
【００１６】
特に、高精度ＤＡＣによる位置補正の場合は、グリッチ発生時間よりショット待ち時間の方が短い場合が殆どであり、そのまま所定の描画毎に同期させたのみでは、位置補正量の誤差が大きくなるため、デグリッチャ回路等を使用した上で、かつその切り替えタイミングに調整して制御することが必要となる。
【００１７】
（１）請求項１記載の発明は、試料ステージ上に載置されたウエハに荷電粒子ビームを照射する荷電粒子応用装置において、前記試料ステージの位置を検出して位置変動補正量を検出するステップと、該検出した位置変動補正量をアナログ信号に変換するステップと、該変換されたアナログ位置変動補正信号を線源の偏向制御信号に加算するステップと、前記偏向制御信号と位置変動補正信号の加算タイミングを調整可能とするステップとを具備して構成されることを特徴とする。
【００１８】
（２）請求項２記載の発明は、試料ステージ上に載置されたウエハに荷電粒子ビームを照射する荷電粒子応用装置において、前記試料ステージの位置を検出して位置変動補正量を検出する位置補正量検出手段と、該位置補正量検出手段の出力である位置補正信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器の出力を線源の偏向制御信号に加算する加算手段と、グリッチノイズを除去するデグリッチャ回路と、前記デグリッチャ回路を使用した状態で、偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能なタイミング調整手段と、を具備して構成されることを特徴とする。
【００１９】
（３）請求項３記載の発明は、試料ステージ上に載置されたウエハに荷電粒子ビームを照射する荷電粒子応用装置において、前記試料ステージの位置を検出して位置変動補正量を検出する位置補正量検出手段と、該位置補正量検出手段の出力である位置補正信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器と、該Ｄ／Ａ変換器の出力を線源の偏向信号に加算する加算手段と、前記偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能なタイミング調整手段とを具備して構成されることを特徴とする。
【００２０】
（４）請求項４記載の発明は、試料ステージ上に配置されたウエハに荷電粒子ビームを照射する荷電粒子応用装置において、線源を使用して偏向制御を行なう偏向制御手段と、
偏向制御とは別のタイミングで得られる計測結果により試料ステージの位置補正を行なうステージ位置補正手段と、偏向制御信号に前記ステージ位置補正手段の出力である位置補正信号を加算する加算手段と、偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能なタイミング調整手段とを具備して構成されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
（１）請求項１記載の発明によれば、デグリッチャ回路を使用した状態で、偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能とすることで、描画精度を向上させることができる。
（２）請求項２記載の発明によれば、デグリッチャ回路を使用した状態で、偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能とすることで、描画精度を向上させることができる。
（３）請求項３記載の発明によれば、偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能とすることで、描画精度を向上させることができる。
（４）請求項４記載の発明によれば、偏向制御とは別のタイミングで得られる計測結果により試料ステージの位置補正を行ない、該位置補正に基づいて偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能とすることで、描画精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態例を示す構成図である。図４と同一のものは、同一の符号を付して示す。本発明の実施例と図４に示す実施例とを比較すると、本発明では位置補正タイミング調整回路１１が設けられている点が異なるのみである。その他の構成は、図４に示す従来装置と同じである。１１は、描画データ制御部１２及びステージ制御部１３からの信号を受けて、位置補正タイミングを調整する位置補正タイミング調整回路であり、その出力は、偏向信号制御回路９に与えられている。
【００２３】
図２は偏向信号制御回路９の構成例を示す図である。ステージ位置補正ＤＡＣ２２の出力信号をデグリッチャ回路２４を経由させた後、偏向ＤＡＣ２１の出力と加算器２５で加算したものを偏向アンプ２３で増幅してビーム偏向器３に与えるようになっている。このように構成された装置の動作を図３のタイムチャートを基に説明すると、以下の通りである。
【００２４】
図３は本発明の各部の動作を示すタイムチャートである。（ａ）は描画データ、（ｂ）は描画データに同期する同期パルス、（ｃ）は偏向信号、（ｄ）はブランキング信号、（ｅ）は位置補正信号、（ｆ）は位置補正データ（ｅ）に同期する同期パルス、（ｇ）は位置補正信号、（ｈ）はデグリッチ信号、（ｉ）は位置補正信号である。
【００２５】
加算前の偏向信号（ｃ）と、ステージ位置補正信号（ｇ）は図５に示す従来回路の場合と同じである。本発明では、信号加算時に、ブランキング信号（ｄ）と位置補正信号（ｇ）のタイミングで、デグリッチャ回路によるノイズ部分がブランキング時に発生するように、デグリッチャ回路の制御信号タイミングを調整する構成としている。
【００２６】
本発明では、位置補正タイミング調整回路１１が、ブランキング信号（ｄ）の立ち下がりに同期して所定時間経過後に立ち上がるデグリッチ信号（ｈ）を発生させるようにしている。この改良したデグリッチ信号（ｈ）により、（ｇ）に示す位置補正信号はマスクされる。また、位置補正信号（ｉ）が図に示すように変化していくが、デグリッチ信号（ｈ）に同期して発生する僅かなグリッチは、ブランキング信号（ｄ）によりゲートをかけられる。この結果、このグリッチは、描画結果には現れないこととなる。
【００２７】
従って、本発明によれば、デグリッチャ回路を使用した状態で、偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能とすることで、描画精度を向上させることができる。本発明によれば、偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能にすることで、描画精度を向上させることができる。また、偏向制御とは別のタイミングで得られる計測結果により試料ステージの位置補正を行ない、該位置補正に基づいて偏向制御信号と位置補正信号の加算タイミングを調整可能とすることで、描画精度を向上させることができる。
【００２８】
上述の実施の形態例では、デグリッチ回路によるノイズ部分がブランキング時に発生するように、デグリッチ信号の発生タイミングを調整する構成としたが、デグリッチ回路によるノイズ部分がブランキング時に発生するように、デグリッチ信号の幅を調整する（幅を広げる）構成にしてもよい。また、デグリッチ回路によるノイズ部分がブランキング時に発生するように、デグリッチ回路を、例えば２つ設けて、一方のデグリッチ回路は同期化パルス（図３の（ｆ））のタイミングでデグリッチ信号を発生させ、他方のデグリッチ回路はブランキング信号のタイミングでデグリッチ信号を発生させるように構成してもよい。
【００２９】
なお、ステージ補正信号の整定が不足する状態の場合には、位置補正タイミング回路で次の偏向ブランキングの位置にて位置補正信号を加算することも可能である。また、上述の実施の形態例では、荷電粒子ビーム装置として電子ビーム描画装置を用いた場合を例にとったが、本発明は、電子ビーム応用装置以外にも、光線を使用して位置計測結果等に基づき補正を行なう機能を備え、線源の偏向信号と他計測結果の補正信号を加算して線源制御する機能を有する光情報機器及び、光学観測機器、光露光装置等にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施の形態例を示す構成図である。
【図２】偏向信号制御回路の構成例を示す図である。
【図３】本発明の各部の動作を示すタイムチャートである。
【図４】従来装置の構成例を示す図である。
【図５】従来装置の各部の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００３１】
１    電子銃
２    ブランキング偏向器
２ａ  レンズ
３    ビーム偏向器
３ａ  レンズ
４    レンズ
５    ウエハ
６    試料ステージ
７    測長器
８    ブランキング制御回路
９    偏向信号制御回路
１０  ショット制御回路
１１  位置補正タイミング調整回路
１２  描画データ制御部
１３  ステージ制御部
【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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