(57)【要約】【課題】電子線を試料に照射して描画を行う電子線描画装置において、電子線の偏向制御回路の直線性誤差を、偏向アンプのドリフトを排除して、精度良く測定，校正する電子線描画装置を提供することを目的とする。【解決手段】電子線の偏向を制御する偏向制御回路の偏向アンプの入力側に開閉器を介して設けられたドリフト補償回路と、開閉器の開閉を制御する制御部とを備え、制御部は試料に描画中は開閉器を開として偏向アンプとドリフト補償回路とを切り離す構成とする。【選択図】  図１
2004349514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に電子線を照射して描画を行う電子線描画装置において、前記電子線の偏向を制御する偏向制御回路の偏向アンプの入力側に開閉器を介して設けられたドリフト補償回路と、前記開閉器の開閉を制御する制御部とを備え、前記制御部は前記試料に描画中は前記開閉器を開として前記偏向アンプと前記ドリフト補償回路とを切り離すことを特徴とする電子線描画装置。
【請求項２】
請求項１の記載において、さらに前記偏向制御回路の直線性誤差測定手段を備え、前記制御部は該直線性誤差測定手段で前記偏向制御回路の直線性誤差を測定するときには、前記開閉器を閉として前記偏向アンプと前記ドリフト補償回路とを接続することを特徴とする電子線描画装置。
【請求項３】
試料に電子線を照射して描画を行う電子線描画装置において、前記電子線の偏向を制御する偏向制御回路の偏向アンプの入力側に設けられた開閉器と、該開閉器に前記偏向アンプと並行に設けられたドリフトアンプと、前記開閉器を制御する制御部とを備え、前記制御部は前記試料に描画中は前記偏向アンプを選択し、前記偏向制御回路の直線性誤差を測定するときには、前記ドリフトアンプを選択するように前記開閉器を制御することを特徴とする電子線描画装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線を用いて試料に描画する電子線描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体デバイスの微細化にともなって、半導体ウエハのチップ製造工程における微細加工技術の一翼を担うリソグラフィー装置も更なる微細化が求められている。その中でも電子線描画装置は１００ｎｍルール以下の半導体デバイス向けのリソグラフィー装置として期待されている。
【０００３】
電子線描画装置は、電子線を偏向器によって、目的の形状，位置に制御して、半導体ウエハ等の試料上のレジストを電子線によって感光させる機能をもっており、半導体デバイスの微細化により、電子線の高い制御精度が求められている。
【０００４】
電子線を高精度に制御するためには、電子線の最小偏向単位を微細化する必要が生じており、このため１６ビット以上の分解能を有するＤＡ変換器（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  変換器）を搭載する高速の偏向制御回路が必要となっている。しかし、現実には単体で１６ビット以上の分解能を有するＤＡ変換器は稀有であり、実用上ではＤＡ変換器の補正回路によってＤＡ変換器を校正させて用いている。
【０００５】
ＤＡ変換器を含む偏向制御回路の直線性誤差を校正するためには、校正精度以上の測定器を用いて、直線性誤差を測定する必要がある。そのためには、測定器に高精度のＡＤ変換器（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  ｄｉｇｉｔａｌ  変換器）を搭載したデジタルボルトメータなどが必要となり、同時に測定サンプリング時間も長く（例えば、１ミリ秒以上）とる必要が生じてくる。しかし、高速偏向制御回路に用いられている偏向アンプは一般的にドリフトを持つものが多く、直線性測定時のサンプリング時間中においてドリフトを生じてしまい、正確な直線性誤差を測定することができない。このドリフトは数秒以上の長時間にわたって観測されるもので、高速偏向制御回路の数マイクロ秒から数十マイクロ秒の描画動作領域においては無視できるものであり、描画動作単独ではドリフトが存在しても問題がない。しかし前述のように偏向アンプの出力電圧値をもとにＤＡ変換器を校正するためには、このドリフトを除去する必要がある。この対策として、ドリフト補償回路を搭載した電子線描画装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このドリフト補償回路によって高速偏向アンプのドリフトを低減しようとすると、ドリフト補償回路が高速動作に追随できないこともあって、高速性能が劣化してしまうという現象が発生する。このため高分解能をもつ高速偏向制御回路には導入することができず、偏向アンプの直線性誤差を精度良く測定して、ＤＡ変換器を校正することができない。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−３４３３０６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、偏向制御回路の直線性誤差を、偏向アンプのドリフトを排除して、精度良く測定，校正する電子線描画装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施例において、偏向制御回路の直線性誤差を測定，校正するときにのみ、偏向アンプのドリフトを除去させ、通常の描画動作中にはドリフトが存在する状態で使用するようにしたものである。
【００１０】
すなわち、電子線の偏向を制御する偏向制御回路の偏向アンプの入力側に開閉器を介して設けられたドリフト補償回路と、開閉器の開閉を制御する制御部とを備え、制御部は試料に描画中は開閉器を開として偏向アンプとドリフト補償回路とを切り離す構成としたものである。
【００１１】
さらに、偏向制御回路の直線性誤差測定手段を備え、制御部は該直線性誤差測定手段で偏向制御回路の直線性誤差を測定するときには、開閉器を閉として偏向アンプとドリフト補償回路とを接続する構成としたものである。
【００１２】
通常の偏向制御回路は、ＤＡ変換器の出力電圧あるいは出力電流を偏向アンプによって増幅し、偏向器に電圧信号を印加する仕組みとなっている。この構成における偏向アンプの出力点の電圧値、および直線性誤差を正確に測定するには、偏向アンプの入力端子に設けられた開閉器によって、ドリフト補償回路を付加させることが有効である。また描画動作時にはドリフトが存在しても偏向制御回路においては前述のように精度劣化要因とはならず、むしろドリフト補償回路が存在する方が精度劣化要因となるためドリフト補償回路を切り離すという仕組みとすることが考えられる。
【００１３】
また、別の手段として、測定時には、ＤＡ変換器と偏向アンプの間の配線を開閉器によって切り離し、新たに低ドリフトアンプを開閉器によってＤＡ変換器と接続させてもよい。
【００１４】
すなわち、電子線の偏向を制御する偏向制御回路の偏向アンプの入力側に設けられた開閉器と、該開閉器に偏向アンプと並行に設けられたドリフトアンプと、開閉器を制御する制御部とを備え、制御部は試料に描画中は偏向アンプを選択し、偏向制御回路の直線性誤差を測定するときには、ドリフトアンプを選択する構成としたものである。
【００１５】
これらの手法によって、偏向制御回路の直線性誤差を正確に測定することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を説明する。
【００１７】
（第１の実施例）図３は、電子線描画装置の構成概略を示す縦断面図で、電子線描画装置はワークステーション４０における描画パターンをデジタルデータ制御回路３８によって電子線３２の偏向データに変換し、アナログ偏向制御回路３７にて実際に電子線３２を制御し、試料３５上に描画する仕組みとなっている。
【００１８】
アナログ偏向制御回路３７の詳細を説明する。図１は、偏向制御回路のブロック図である。偏向制御回路はＤＡ変換器１１に入力されたデジタル偏向データをＤＡ変換器１１によってアナログ電圧信号あるいは電流信号に変換し、偏向アンプ１２へ伝送し、偏向アンプ１２において、そのアナログ信号を増幅して偏向器１５に電圧信号を印加する仕組みとなっている。また、リレー等に代表される開閉器１３は偏向アンプ１２の入力端子１７とドリフト補償回路１４を接続しており、外部からの制御信号によって自由に開閉することができる。これによって、自由にドリフト補償回路１４を偏向アンプ１２に挿抜することが可能である。外部からの制御信号としては、例えば、ワークステーション４０などの電子線描画装置の制御部からの描画実行信号を用い、後述するように、描画中はドリフト補償回路１４を切り離すように制御する。
【００１９】
この回路方式による偏向制御回路の直線性誤差を測定する仕組みを以下に説明する。直線性誤差を測定する時には、まず、開閉器１３に電気信号を与え、ドリフト補償回路１４を偏向アンプ１２に搭載した状態とする。その後、ＤＡ変換器１１の入力にデジタル偏向データのビットパターンを与え、各パターンごとの偏向アンプ１２の出力電圧を、電子線描画装置付属の測定器２０によって測定する。測定ポイントは偏向アンプ１２の出力端子あるいは、偏向アンプ１２の出力端子をバッファーアンプ１９に通した箇所、あるいは、バッファーアンプ１９などによって偏向アンプ１２の出力をアッテネートした箇所とする。こうして得られたビットパターンの電圧測定値から近似直線を作成し、偏向制御回路の直線性誤差データを得ることができる。
【００２０】
直線性誤差の校正については、この直線性誤差データより、ＤＡ変換器１１の出力段の直線性誤差に相当するアナログ信号を加減算ポイント１６に別途加減算することにより、出力段の直線性誤差を小さくすることが出来る。この一連の動作によって、直線性誤差を測定する際には、偏向アンプのドリフトを気にせずに、精度良く測定することができる。
【００２１】
また、この回路方式では電子線描画装置の描画動作時には開閉器１３を開くことにより、ドリフト補償回路を切り離すことができるので、高速偏向制御回路において問題となってしまうドリフト補償回路の応答遅れ現象（〜数マイクロ秒）を解消することができる。
【００２２】
（第２の実施例）図２は、偏向制御回路のブロック図である。ＤＡ変換器１１に入力されたデジタル偏向データをＤＡ変換器１１によってアナログ電圧信号あるいは電流信号に変換し、開閉器１３を通して偏向アンプ１２へ伝送し、偏向アンプ１２において、そのアナログ信号を増幅して偏向器１５に電圧信号を印加する仕組みとなっている。開閉器１３はＤＡ変換器の出力を偏向アンプ１２に接続、あるいは低ドリフトアンプ２１に接続、を切り替えることが可能とし、偏向制御回路の直線性誤差を測定，校正するときには低ドリフトアンプ２１側に接続し、描画動作時には偏向アンプ１２側に接続するものとする。これは両方常時挿入した状態では余分な入力容量の増加によって偏向アンプの高速性劣化などが生じるため、必要に応じたアンプを切り替えて使う方式としたものである。
【００２３】
直線性誤差を測定する場合においては、前記実施例と同様に、まず、開閉器１３に電気信号を与え、低ドリフトアンプ２１を選択した状態とする。その後、ＤＡ変換器１１の入力にデジタル偏向データのビットパターンを与え、各パターンごとの低ドリフトアンプ２１の出力電圧を、電子線描画装置付属の測定器によって測定する。測定ポイントは低ドリフトアンプ２１の出力端子あるいは、低ドリフトアンプ１２の出力端子１８をバッファーアンプ１９に通した箇所、あるいは、バッファーアンプ１９などによって低ドリフトアンプ２１の出力をアッテネートした箇所とする。
【００２４】
こうして得られたビットパターンの電圧測定値から近似直線を作成し、偏向制御回路の直線性誤差データを得ることができる。直線性誤差の校正については、この直線性誤差データより、ＤＡ変換器１１の出力段に直線性誤差に相当するアナログ信号を別途加減算ポイント１６にて加減算することにより、ＤＡ変換器１１の出力段の直線性誤差を小さくすることが出来る。
【００２５】
この一連の動作によって、直線性誤差を測定する際には、偏向アンプ１２のドリフトを気にせずに、精度良く測定することができる。また、この回路方式では電子線描画装置の描画動作時には開閉器１３で偏向アンプ１２を選択することにより、偏向アンプ１２として高速偏向アンプを用いれば、高速偏向制御回路としての機能を持つことができる。
【００２６】
以上のように、高速偏向制御回路で問題となっている、偏向アンプのドリフト起因の不正確な直線性誤差測定が解消される。これにより、高速偏向制御回路の直線性誤差補正が有効に行うことができ、微小な偏向制御を可能にすることが可能となり、電子線描画装置の精度向上を図ることができる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば、偏向制御回路の直線性誤差を、偏向アンプのドリフトを排除して、精度良く測定，校正する電子線描画装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】偏向制御回路のブロック図。
【図２】偏向制御回路のブロック図。
【図３】電子線描画装置の概略構成を示す縦断面図。
【符号の説明】
１１…ＤＡ変換器、１２…偏向アンプ、１３…開閉器、１４…ドリフト補償回路、１５，３３…偏向器、１９…バッファーアンプ、２０…電圧測定器、２１…低速低ドリフトアンプ、３２…電子線、３４…レンズ、３５…試料、３７…アナログ偏向制御回路、３８…デジタルデータ制御回路、３９…鏡体、４０…ワークステーション。
【図１】
2004349514.tif 000003
【図２】
2004349514.tif 000004
【図３】
2004349514.tif 000005