JP2001297981A - 基板表面の目標位置に電子線を配向する方法 - Google Patents
基板表面の目標位置に電子線を配向する方法Info
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- Analytical Chemistry (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子線リソグラフィーにおける位置決め精度
を更に改善することにある。 【解決手段】 まず、基板を走行自在なテーブル（２）
上に置き、次いで、未偏向電子線（６）の衝突箇所
（Ｐ）からテーブル摺動の最小ステップ幅よりも小さい
距離に目標位置（Ｚ）が来るまで、カルテシアン・ラス
タのＸ座標および／またはＹ座標内でテーブル（２）を
段階的に摺動させ、次いで、偏向によって電子線（６）
を目標位置（Ｚ）に配向する。
を更に改善することにある。 【解決手段】 まず、基板を走行自在なテーブル（２）
上に置き、次いで、未偏向電子線（６）の衝突箇所
（Ｐ）からテーブル摺動の最小ステップ幅よりも小さい
距離に目標位置（Ｚ）が来るまで、カルテシアン・ラス
タのＸ座標および／またはＹ座標内でテーブル（２）を
段階的に摺動させ、次いで、偏向によって電子線（６）
を目標位置（Ｚ）に配向する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線リソグラフ
ィーの場合に基板表面の目標位置に電子線を配向する方
法であって、まず、基板を走行自在なテーブル上に置
き、カルテシアン座標系（ラスタ）のＸ座標および／ま
たはＹ座標内でテーブルを段階的（ステップ状）に摺動
させる形式のものに関する。
ィーの場合に基板表面の目標位置に電子線を配向する方
法であって、まず、基板を走行自在なテーブル上に置
き、カルテシアン座標系（ラスタ）のＸ座標および／ま
たはＹ座標内でテーブルを段階的（ステップ状）に摺動
させる形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の方法は、基板の感光性レジスト
層に、例えば、チップ製造の位相マスクとして使用でき
る線状または面状パタンを描くのに使用される。
層に、例えば、チップ製造の位相マスクとして使用でき
る線状または面状パタンを描くのに使用される。
【０００３】従来の方法の場合、目標位置に対する電子
線の配向は、目標点に関する位置情報を電子線偏向量に
変換することによってまたは基板を担持する段階的に走
行可能なテーブルを送ることによって行う。
線の配向は、目標点に関する位置情報を電子線偏向量に
変換することによってまたは基板を担持する段階的に走
行可能なテーブルを送ることによって行う。
【０００４】即ち、例えば、Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏ
ｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２７（１９９５）Ｐ１
３５ー１３８には、テーブルを使用して基板をほぼ静止
状態の電子線に対して位置決めする形式の電子線リソグ
ラフィー法が記載されている。この装置によって、電子
線に対するテーブルについて、従って、目標位置につい
て約１０ｎｍ〜２.５ｎｍの位置決め精度を達成でき
る。テーブルの位置決め精度を更に向上するには、精密
装置技術に関する大がかりな高精度構成ないし多額の経
費が必要である。
ｎｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ２７（１９９５）Ｐ１
３５ー１３８には、テーブルを使用して基板をほぼ静止
状態の電子線に対して位置決めする形式の電子線リソグ
ラフィー法が記載されている。この装置によって、電子
線に対するテーブルについて、従って、目標位置につい
て約１０ｎｍ〜２.５ｎｍの位置決め精度を達成でき
る。テーブルの位置決め精度を更に向上するには、精密
装置技術に関する大がかりな高精度構成ないし多額の経
費が必要である。
【０００５】しかしながら、実際、特殊な事例では、段
階的に走行されるテーブルを使用して最大の経費をかけ
て達成できる精度よりも優れた位置決め精度が必要とな
る。この例は、チャープ変調したブラッグ格子（ファイ
バ・ブラッグ格子 Ｆｉｂｅｒ−Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔ
ｉｎｇｓ）の位相マスクの製造であり、この場合、少な
くとも０.１ｎｍ〜０.０５ｎｍの位置決め精度が必要で
ある。この精度は、更に、約１５０ｍｍの送り範囲を必
要とする。
階的に走行されるテーブルを使用して最大の経費をかけ
て達成できる精度よりも優れた位置決め精度が必要とな
る。この例は、チャープ変調したブラッグ格子（ファイ
バ・ブラッグ格子 Ｆｉｂｅｒ−Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔ
ｉｎｇｓ）の位相マスクの製造であり、この場合、少な
くとも０.１ｎｍ〜０.０５ｎｍの位置決め精度が必要で
ある。この精度は、更に、約１５０ｍｍの送り範囲を必
要とする。
【０００６】格子周期１μｍおよび幅１００ｍｍのこの
ような格子の場合、１００，０００本の格子線を高精度
の相互配置状態で設置しなければならない。チャープ変
調格子の特殊性は、最後の２つの格子線の間隔が、最初
の２つの格子線の間隔よりも、例えば、０.５ｎｍだけ
大きくなければならないという点にある。更に、隣接の
格子線の間隔は、最初の２つの格子線から最後の双方の
格子線まで線形に増加（チャープ変調）しなければなら
ない。従って、理論的に、隣接の２つの格子線の間隔
は、それぞれ、０.００５ｐｍだけ増大（又は逆に減
少）しなければならない。この差は、おおよそ原子の径
の数分の１の範囲であり、従って、装置技術的に実現不
可能である。
ような格子の場合、１００，０００本の格子線を高精度
の相互配置状態で設置しなければならない。チャープ変
調格子の特殊性は、最後の２つの格子線の間隔が、最初
の２つの格子線の間隔よりも、例えば、０.５ｎｍだけ
大きくなければならないという点にある。更に、隣接の
格子線の間隔は、最初の２つの格子線から最後の双方の
格子線まで線形に増加（チャープ変調）しなければなら
ない。従って、理論的に、隣接の２つの格子線の間隔
は、それぞれ、０.００５ｐｍだけ増大（又は逆に減
少）しなければならない。この差は、おおよそ原子の径
の数分の１の範囲であり、従って、装置技術的に実現不
可能である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多数の
格子線に鑑みて、格子線の正確な位置は重要ではない。
なぜならば、格子は具体的ないし包括的に作用するから
である。むしろ格子線（複数）の実位置は、理論的目標
位置のまわりに統計的に変動してもよいと考えられ、こ
の場合、格子線の全機能が失われることはない。変動の
ガウス分布に依拠した場合、２ｎｍよりも小さい１σ−
値が、完全に許容されると云える。
格子線に鑑みて、格子線の正確な位置は重要ではない。
なぜならば、格子は具体的ないし包括的に作用するから
である。むしろ格子線（複数）の実位置は、理論的目標
位置のまわりに統計的に変動してもよいと考えられ、こ
の場合、格子線の全機能が失われることはない。変動の
ガウス分布に依拠した場合、２ｎｍよりも小さい１σ−
値が、完全に許容されると云える。
【０００８】しかしながら、格子線に対称な位置偏差が
現れた場合または多数の格子線が同一量だけ変位した場
合は、チャープ変調格子の機能が失われる。
現れた場合または多数の格子線が同一量だけ変位した場
合は、チャープ変調格子の機能が失われる。
【０００９】理論的計算から、格子を、それぞれ、２０
０本未満の格子線の線束に分割し、線束間の平均格子定
数が、上記前提の下で２００本のバーについて得られる
数値だけ、即ち、この場合、１ｐｍ（１０−12ｍ）だけ
減少した場合は、なお、チャープ変調格子の十分な機能
が達成されるということが判明した。それぞれ次の線束
において１つの線対の間隔を１つのステップだけ減少す
るか、あるいはその製造時に使用した位置決め系の増分
を減少することによって、上記変化を形成できる。この
場合、位置決め系のステップ幅または増分は、約０.２
ｎｍでなければならない。しかしながら、これは、公知
の電子線リソグラフィー装置によっては実現できない。
０本未満の格子線の線束に分割し、線束間の平均格子定
数が、上記前提の下で２００本のバーについて得られる
数値だけ、即ち、この場合、１ｐｍ（１０−12ｍ）だけ
減少した場合は、なお、チャープ変調格子の十分な機能
が達成されるということが判明した。それぞれ次の線束
において１つの線対の間隔を１つのステップだけ減少す
るか、あるいはその製造時に使用した位置決め系の増分
を減少することによって、上記変化を形成できる。この
場合、位置決め系のステップ幅または増分は、約０.２
ｎｍでなければならない。しかしながら、これは、公知
の電子線リソグラフィー装置によっては実現できない。
【００１０】更に、上記機能を有する格子を製造する場
合、まず、所定数の格子線、例えば、区画（フィール
ド）寸法が５００μｍの場合に５００本の格子線をそれ
ぞれ有する多数の順次に配置された作業区画に格子を分
割することは知られている。さて、作業区画をその寸法
に関してスケーリングする。２つの隣接の作業区画の
（格子線間隔の）寸法差は、約１.２５ｎｍである。こ
のような格子の場合、１つの作業区画のすべての線は、
理論的に同一の間隔を有する。隣接の作業区画への移行
部において、即ち、それぞれ５００本の線の後、線間隔
は、理論的に２.５ｐｍだけ飛躍する。
合、まず、所定数の格子線、例えば、区画（フィール
ド）寸法が５００μｍの場合に５００本の格子線をそれ
ぞれ有する多数の順次に配置された作業区画に格子を分
割することは知られている。さて、作業区画をその寸法
に関してスケーリングする。２つの隣接の作業区画の
（格子線間隔の）寸法差は、約１.２５ｎｍである。こ
のような格子の場合、１つの作業区画のすべての線は、
理論的に同一の間隔を有する。隣接の作業区画への移行
部において、即ち、それぞれ５００本の線の後、線間隔
は、理論的に２.５ｐｍだけ飛躍する。
【００１１】この場合、特に、作業区画を順次に正確に
形成配置（モンタージュ）するのが問題である。なぜな
らば、従来の電子線リソグラフィー装置の設置精度は、
ナノメータの範囲にあるからである。しかしながら、作
業区画の間の設置誤差は、格子の上部構造によって系の
システム的誤差として確認できる。格子の他のシステム
ないし系統的ひずみは、作業区画の残存ひずみによって
生じ、従って、ひずみは、作業区画の周期をもって反復
する。
形成配置（モンタージュ）するのが問題である。なぜな
らば、従来の電子線リソグラフィー装置の設置精度は、
ナノメータの範囲にあるからである。しかしながら、作
業区画の間の設置誤差は、格子の上部構造によって系の
システム的誤差として確認できる。格子の他のシステム
ないし系統的ひずみは、作業区画の残存ひずみによって
生じ、従って、ひずみは、作業区画の周期をもって反復
する。
【００１２】これらの事情に鑑み、本発明の課題は、電
子線リソグラフィーにおける位置決め精度を更に改善す
ることにある。
子線リソグラフィーにおける位置決め精度を更に改善す
ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の視点にお
いて、電子線リソグラフィーに際して基板表面の目標位
置に電子線を配向する方法において、まず、基板を走行
自在なテーブル上に置き、次いで、未偏向電子線の衝突
箇所からテーブル摺動の最小ステップ幅よりも小さい距
離に目標位置が来るまで、カルテシアン座標系のＸ座標
および／またはＹ座標内でテーブルを段階的に摺動さ
せ、次いで、偏向によって電子線を目標位置に配向する
ことを特徴とする。Ｘ座標およびＹ座標内のテーブルの
摺動を１〜１０ｎｍのステップ幅、２.５ｎｍのステッ
プ幅、で行うことができる。電子線の偏向を±３μｍ〜
±６μｍの範囲に規定（スケーリング）することが好ま
しい。電子線の偏向を１つの座標、即ち、Ｘ座標または
Ｙ座標では±３μｍ〜±６μｍの範囲に規定し、他の座
標、即ち、Ｙ座標またはＸ座標では±１８μｍ〜±１８
０μｍの範囲に規定することが好ましい。電子線の偏向
は１６ビットの分解能で行うことができる。所望の目標
位置を２つの異った位置決めの合計により行い、第一の
位置決めはテーブル摺動増分ステップ（例えば２．５ｎ
ｍ）の整数倍として、第２の位置決めは、該テーブル摺
動増分ステップよりはるかに小さい（例えば一桁以上小
さい）電子線偏光増分（例えば、０．１〜０．０５ｎ
ｍ）の整数倍として、行うことが好ましい。
いて、電子線リソグラフィーに際して基板表面の目標位
置に電子線を配向する方法において、まず、基板を走行
自在なテーブル上に置き、次いで、未偏向電子線の衝突
箇所からテーブル摺動の最小ステップ幅よりも小さい距
離に目標位置が来るまで、カルテシアン座標系のＸ座標
および／またはＹ座標内でテーブルを段階的に摺動さ
せ、次いで、偏向によって電子線を目標位置に配向する
ことを特徴とする。Ｘ座標およびＹ座標内のテーブルの
摺動を１〜１０ｎｍのステップ幅、２.５ｎｍのステッ
プ幅、で行うことができる。電子線の偏向を±３μｍ〜
±６μｍの範囲に規定（スケーリング）することが好ま
しい。電子線の偏向を１つの座標、即ち、Ｘ座標または
Ｙ座標では±３μｍ〜±６μｍの範囲に規定し、他の座
標、即ち、Ｙ座標またはＸ座標では±１８μｍ〜±１８
０μｍの範囲に規定することが好ましい。電子線の偏向
は１６ビットの分解能で行うことができる。所望の目標
位置を２つの異った位置決めの合計により行い、第一の
位置決めはテーブル摺動増分ステップ（例えば２．５ｎ
ｍ）の整数倍として、第２の位置決めは、該テーブル摺
動増分ステップよりはるかに小さい（例えば一桁以上小
さい）電子線偏光増分（例えば、０．１〜０．０５ｎ
ｍ）の整数倍として、行うことが好ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明に係る方法にもとづき、位
置調節を２つの位置決め系、即ち、第１に、テーブル変
位による位置決めと、第２に、電子線偏向系による位置
決めとに分割することによって、０.０５ｎｍまでの精
度を達成できる。従って、上記のチャープ変調したブラ
ッグ・格子の機能を有する格子を基板に問題なく且つ高
品質で構成できる。
置調節を２つの位置決め系、即ち、第１に、テーブル変
位による位置決めと、第２に、電子線偏向系による位置
決めとに分割することによって、０.０５ｎｍまでの精
度を達成できる。従って、上記のチャープ変調したブラ
ッグ・格子の機能を有する格子を基板に問題なく且つ高
品質で構成できる。
【００１５】この場合、本発明に係る方法は、このよう
な格子の製造に限定されるものではない。本発明に係る
方法は、基板表面の目標点の高度の微調節が問題となる
すべての用途に適すると云える。好ましい使用分野は、
位相マスクのための線状または面状パタンを描くことに
ある。更に、本方法は、半導体基板上にこのようなパタ
ンを直接に露光するのに使用することもできる。
な格子の製造に限定されるものではない。本発明に係る
方法は、基板表面の目標点の高度の微調節が問題となる
すべての用途に適すると云える。好ましい使用分野は、
位相マスクのための線状または面状パタンを描くことに
ある。更に、本方法は、半導体基板上にこのようなパタ
ンを直接に露光するのに使用することもできる。
【００１６】２つの直列の位置決め系に位置決めを分割
することによって、更に、電子線偏向による微調節とは
部分的に分離された目標位置の粗調節に従来の態様で運
転される基板テーブルを使用できる。かくして、位置決
め精度の向上にも拘わらず、装置経費を比較的低く抑え
ることができる。
することによって、更に、電子線偏向による微調節とは
部分的に分離された目標位置の粗調節に従来の態様で運
転される基板テーブルを使用できる。かくして、位置決
め精度の向上にも拘わらず、装置経費を比較的低く抑え
ることができる。
【００１７】走行テーブルのステップ幅が、１ｎｍ〜１
０ｎｍの範囲内の任意の値ないし部分範囲、好ましく
は、２.５ｎｍにあれば好ましく、即ち、このステップ
幅は、従来の電子線リソグラフィー装置の精度範囲にあ
り、従って、上記装置は、本発明に係る方法のために系
制御の対応する構成によって簡単に機能面で拡張でき
る。
０ｎｍの範囲内の任意の値ないし部分範囲、好ましく
は、２.５ｎｍにあれば好ましく、即ち、このステップ
幅は、従来の電子線リソグラフィー装置の精度範囲にあ
り、従って、上記装置は、本発明に係る方法のために系
制御の対応する構成によって簡単に機能面で拡張でき
る。
【００１８】有利な実施形態の場合、電子線偏向を±３
μｍ〜±６μｍの範囲に規定する。即ち、電子線の偏向
範囲は、基板の極めて狭い部分範囲に限定され、このよ
うな狭い範囲では、妥当なハードウエア経費で、精密位
置決めのために極めて高いアドレス精度および作業精度
を達成できる。位置決め精度は、テーブル移動平面の
Ｘ，Ｙ座標の双方において達成されるので、非直線パタ
ンをも極めて正確に描くことができる。目標位置の極め
て高精度のアドレス操作のために、偏向範囲をテーブル
の各増分のステップ幅に規定することも考えられる。
μｍ〜±６μｍの範囲に規定する。即ち、電子線の偏向
範囲は、基板の極めて狭い部分範囲に限定され、このよ
うな狭い範囲では、妥当なハードウエア経費で、精密位
置決めのために極めて高いアドレス精度および作業精度
を達成できる。位置決め精度は、テーブル移動平面の
Ｘ，Ｙ座標の双方において達成されるので、非直線パタ
ンをも極めて正確に描くことができる。目標位置の極め
て高精度のアドレス操作のために、偏向範囲をテーブル
の各増分のステップ幅に規定することも考えられる。
【００１９】平行な格子線を描く場合、この目的に関し
て特に有利な構成において、１つの平面のＸ，Ｙ座標内
でテーブルを段階的に（ステップ）走行させる。電子線
偏向は、１つの座標、即ち、Ｘ座標またはＹ座標におい
てのみ、±３μｍ〜±６μｍの範囲に規定する。かくし
て、格子線の特に敏感な間隔の高精度の調節を達成でき
る。他方、格子線の縦方向の目標位置の変化のそれほど
重要ではない調節の作業は、線間隔、即ち、格子線を横
切る方向（例えば直交）の座標の調節を既に行っている
ので、少ない。即ち、格子の描画時間は、同じく、短く
抑えられる。縦方向の描線は、当該のＸ座標またはＹ座
標へのテーブルの送りによって簡単に行われる。
て特に有利な構成において、１つの平面のＸ，Ｙ座標内
でテーブルを段階的に（ステップ）走行させる。電子線
偏向は、１つの座標、即ち、Ｘ座標またはＹ座標におい
てのみ、±３μｍ〜±６μｍの範囲に規定する。かくし
て、格子線の特に敏感な間隔の高精度の調節を達成でき
る。他方、格子線の縦方向の目標位置の変化のそれほど
重要ではない調節の作業は、線間隔、即ち、格子線を横
切る方向（例えば直交）の座標の調節を既に行っている
ので、少ない。即ち、格子の描画時間は、同じく、短く
抑えられる。縦方向の描線は、当該のＸ座標またはＹ座
標へのテーブルの送りによって簡単に行われる。
【００２０】一方、他の実施例にもとづき、格子線の縦
方向へも電子線を偏向する。この座標の場合、ハードウ
エアの効果的な使用および高速な描画速度について、±
１８μｍ〜±１８０μｍのより大きい範囲のスケーリン
グを行う。
方向へも電子線を偏向する。この座標の場合、ハードウ
エアの効果的な使用および高速な描画速度について、±
１８μｍ〜±１８０μｍのより大きい範囲のスケーリン
グを行う。
【００２１】本発明の他の有利な実施例の場合、１６ビ
ットの分解能で電子線偏向を行う。スケーリング（目盛
りづけないし段階づけ）の異なる電子線偏向範囲の間で
迅速な切換を実施でき、この場合、偏向範囲を縮小し
て、ストローク量においてより微細な分解能を達成でき
る。従って、極めて正確に計算した目標位置も電子線の
ための対応して精密な偏向信号に変換できる。
ットの分解能で電子線偏向を行う。スケーリング（目盛
りづけないし段階づけ）の異なる電子線偏向範囲の間で
迅速な切換を実施でき、この場合、偏向範囲を縮小し
て、ストローク量においてより微細な分解能を達成でき
る。従って、極めて正確に計算した目標位置も電子線の
ための対応して精密な偏向信号に変換できる。
【００２２】
【実施例】以下に、図示の実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００２３】図１の電子線リソグラフィー装置１は、主
としてＸ−Ｙ平面内に延びる平板状基板４を保持する
Ｘ，Ｙ座標方向へ走行自在なテーブルを含む。テーブル
２は、関連の送り装置３によってＸ座標およびＹ座標内
で段階的に摺動でき、かくして、電子線に対して基板を
位置決めできる。この場合、各Ｘ，Ｙ座標方向の送りス
テップまたは各増分は、おおよそ１ｎｍ〜１０ｎｍの範
囲にある。送り速度は、約１ｍｍ／ｓである。選択した
実施例の場合、２.５ｎｍの各ステップ幅を使用する。
送りステップは、さらに上記の範囲内で任意の小範囲に
設定でき、例えば１〜２ｎｍ、２〜４ｎｍ、１〜５ｎ
ｍ、４〜８ｎｍとすることができ、またその中から、任
意のステップ幅を選択できる。
としてＸ−Ｙ平面内に延びる平板状基板４を保持する
Ｘ，Ｙ座標方向へ走行自在なテーブルを含む。テーブル
２は、関連の送り装置３によってＸ座標およびＹ座標内
で段階的に摺動でき、かくして、電子線に対して基板を
位置決めできる。この場合、各Ｘ，Ｙ座標方向の送りス
テップまたは各増分は、おおよそ１ｎｍ〜１０ｎｍの範
囲にある。送り速度は、約１ｍｍ／ｓである。選択した
実施例の場合、２.５ｎｍの各ステップ幅を使用する。
送りステップは、さらに上記の範囲内で任意の小範囲に
設定でき、例えば１〜２ｎｍ、２〜４ｎｍ、１〜５ｎ
ｍ、４〜８ｎｍとすることができ、またその中から、任
意のステップ幅を選択できる。
【００２４】電子線リソグラフィー装置１は、更に、
Ｘ，Ｙ座標によって定められた平面に対して垂直なＺ座
標方向へ放射線密度が一定な集束された電子線６を向け
る電子線源５を含む。電子線源５は、例えば、放射され
た電子線６の放射線密度の高い一定性を特徴とする電界
放出陰極である。
Ｘ，Ｙ座標によって定められた平面に対して垂直なＺ座
標方向へ放射線密度が一定な集束された電子線６を向け
る電子線源５を含む。電子線源５は、例えば、放射され
た電子線６の放射線密度の高い一定性を特徴とする電界
放出陰極である。
【００２５】電子線源５には、電子線６を偏向する電磁
式偏向装置が配してある。上記偏向装置によって、電子
線６をＸ座標方向およびＹ座標方向へ偏向できる。図１
に、基板４またはテーブル２の表面に対して垂直な未偏
向状態の電子線６を示した。
式偏向装置が配してある。上記偏向装置によって、電子
線６をＸ座標方向およびＹ座標方向へ偏向できる。図１
に、基板４またはテーブル２の表面に対して垂直な未偏
向状態の電子線６を示した。
【００２６】基板４の表面の電子線６の衝突箇所の周辺
の状態を図２に詳細に示した。既述の如く、テーブル２
は、そのＸ，Ｙ座標方向へそれぞれ段階的にステップ変
位される。図２に、Ｘ座標方向の変位可能性を示した。
同図に、テーブル２の送り装置３のＸ方向の各ステッピ
ング点をＳkで示した。この場合、ｋは、整数の指数で
ある。隣接のステッピング点の間の増分、即ち、Ｘ方向
の送り装置３のステップ幅ｓは、一定である。この場
合、ステップ幅は、既述の如く、２.５ｎｍである。
の状態を図２に詳細に示した。既述の如く、テーブル２
は、そのＸ，Ｙ座標方向へそれぞれ段階的にステップ変
位される。図２に、Ｘ座標方向の変位可能性を示した。
同図に、テーブル２の送り装置３のＸ方向の各ステッピ
ング点をＳkで示した。この場合、ｋは、整数の指数で
ある。隣接のステッピング点の間の増分、即ち、Ｘ方向
の送り装置３のステップ幅ｓは、一定である。この場
合、ステップ幅は、既述の如く、２.５ｎｍである。
【００２７】基板４の表面の電子線６の衝突点ｐは、偏
向装置７によって、送り装置３の各ステップの少なくと
もステップ幅ｓにわたって移動させることができる。目
標点Ｚにおける基板４の衝突点の精密位置決めのため、
好ましくは、ステップ幅ｓよりも一桁以上小さな分解能
ないしサブナノメータ以下の分解能、例えば、０.１ｎ
ｍ以下の分解能または、更には、０.０５ｎｍ以下の分
解能が得られるよう、偏向装置７の全分解能を小さい表
面範囲に規定する。
向装置７によって、送り装置３の各ステップの少なくと
もステップ幅ｓにわたって移動させることができる。目
標点Ｚにおける基板４の衝突点の精密位置決めのため、
好ましくは、ステップ幅ｓよりも一桁以上小さな分解能
ないしサブナノメータ以下の分解能、例えば、０.１ｎ
ｍ以下の分解能または、更には、０.０５ｎｍ以下の分
解能が得られるよう、偏向装置７の全分解能を小さい表
面範囲に規定する。
【００２８】図示の実施例の場合、１６ビットの分解能
で偏向装置７を制御する。この場合、分解能に関する上
記ストローク量によって、基板表面には、±６μｍまた
は±３μｍの偏向範囲が得られる。従って、非偏向位置
から偏向位置（図２に符号６´で示した）への電子線６
の偏向は、高精度でアドレスでき、調整できる。
で偏向装置７を制御する。この場合、分解能に関する上
記ストローク量によって、基板表面には、±６μｍまた
は±３μｍの偏向範囲が得られる。従って、非偏向位置
から偏向位置（図２に符号６´で示した）への電子線６
の偏向は、高精度でアドレスでき、調整できる。
【００２９】基板４の表面の目標点Ｚへ電子線６を向け
るため、まず、基板４に、テーブル２に関する相対座標
系を形成し、更に、基板４の相対座標系のＸ座標方向の
摺動成分のストローク長さＸnが既知であると仮定す
る。次いで、既知のストローク長さＸ1に関して、テー
ブル送り装置３のステップ幅ｓの近い整数倍数Ｔを求め
る。更に、ストローク長さＸnとステップ幅ｓの整数倍
数Ｔとの間の残存の距離Ｒを求める。下式が成立つ。 Ｘn＝Ｔ＋Ｒ、Ｔ＝ｎ・ｓ 式中、ｎは、各ステップの数を表す。
るため、まず、基板４に、テーブル２に関する相対座標
系を形成し、更に、基板４の相対座標系のＸ座標方向の
摺動成分のストローク長さＸnが既知であると仮定す
る。次いで、既知のストローク長さＸ1に関して、テー
ブル送り装置３のステップ幅ｓの近い整数倍数Ｔを求め
る。更に、ストローク長さＸnとステップ幅ｓの整数倍
数Ｔとの間の残存の距離Ｒを求める。下式が成立つ。 Ｘn＝Ｔ＋Ｒ、Ｔ＝ｎ・ｓ 式中、ｎは、各ステップの数を表す。
【００３０】次いで、テーブル２の送り装置３を各ステ
ップｓの求めた数ｎだけ更に送る。かくして、未偏向電
子線６の衝突箇所Ｐは、本来の目標位置Ｚに対して最小
距離に位置する。次いで、偏向装置７を使用して電子線
の段階的（ステップ状）な精密調整によって残存距離Ｒ
を補正（ないし補う）する。図示の実施例の場合、偏向
装置７の各増分は、その規定値（スケーリング）に応じ
て、０.１ｎｍまたは０.０５ｎｍに対応する。このよう
な分解能は、もちろん、目標点Ｚの位置が少なくとも対
応する精度で計算されることを前提とする。
ップｓの求めた数ｎだけ更に送る。かくして、未偏向電
子線６の衝突箇所Ｐは、本来の目標位置Ｚに対して最小
距離に位置する。次いで、偏向装置７を使用して電子線
の段階的（ステップ状）な精密調整によって残存距離Ｒ
を補正（ないし補う）する。図示の実施例の場合、偏向
装置７の各増分は、その規定値（スケーリング）に応じ
て、０.１ｎｍまたは０.０５ｎｍに対応する。このよう
な分解能は、もちろん、目標点Ｚの位置が少なくとも対
応する精度で計算されることを前提とする。
【００３１】上述の操作態様の場合、未偏向電子線６
は、基板表面における目標点Ｚの衝突箇所の位置決めを
行うため、正の角度および負の角度だけ偏向される。こ
の場合、Ｘ座標の補償すべき最大距離Ｒは、テーブル送
り装置３の各ステップの１／２に制限される。
は、基板表面における目標点Ｚの衝突箇所の位置決めを
行うため、正の角度および負の角度だけ偏向される。こ
の場合、Ｘ座標の補償すべき最大距離Ｒは、テーブル送
り装置３の各ステップの１／２に制限される。
【００３２】一実施例にもとづき、調整すべきストロー
ク長さＸnを分割する場合、常に、ステップ幅ｓの次ぎ
に小さい整数倍数Ｔを求め、これにもとづき残存距離Ｒ
を求めることもできる。この場合、電子線６の最大偏向
量は、テーブル位置決め装置３のステップ幅ｓだけの衝
突箇所Ｐの移動に対応する。しかしながら、微調整のた
めの電子線６の偏向は、常に、同一方向へ行われる。更
に、次ぎに小さい数値Ｔを求めるための計算アルゴリズ
ムは、次ぎの数値Ｔを求めるためのアルゴリズムよりも
幾分短い。
ク長さＸnを分割する場合、常に、ステップ幅ｓの次ぎ
に小さい整数倍数Ｔを求め、これにもとづき残存距離Ｒ
を求めることもできる。この場合、電子線６の最大偏向
量は、テーブル位置決め装置３のステップ幅ｓだけの衝
突箇所Ｐの移動に対応する。しかしながら、微調整のた
めの電子線６の偏向は、常に、同一方向へ行われる。更
に、次ぎに小さい数値Ｔを求めるための計算アルゴリズ
ムは、次ぎの数値Ｔを求めるためのアルゴリズムよりも
幾分短い。
【００３３】さらに他の一実施例にもとづき、常に、送
り装置３の各ステップ長さの次ぎに大きい整数倍数Ｔか
ら出発する。この場合、残存距離Ｒは、逆方向の電子線
６の偏向を必要とする。
り装置３の各ステップ長さの次ぎに大きい整数倍数Ｔか
ら出発する。この場合、残存距離Ｒは、逆方向の電子線
６の偏向を必要とする。
【００３４】図３に、基板４上に格子線を描くための操
作態様を示した。この場合、各格子線は、それぞれ、Ｙ
座標に平行に延び、Ｘ方向へ平行に順次に配置されてい
る。
作態様を示した。この場合、各格子線は、それぞれ、Ｙ
座標に平行に延び、Ｘ方向へ平行に順次に配置されてい
る。
【００３５】格子線を描く場合、まず、当該格子線のＸ
座標を走行させる。このため、まず、既述の態様でテー
ブル２の送りを行う。図３の実施例の場合、双方のＸ，
Ｙ座標におけるテーブル２の走行範囲は、それぞれ、ほ
ぼ±８０ｍｍである。この走行範囲は、各座標の各ステ
ップにおいて、２.５ｎｍのステップ長さで分解され
る。
座標を走行させる。このため、まず、既述の態様でテー
ブル２の送りを行う。図３の実施例の場合、双方のＸ，
Ｙ座標におけるテーブル２の走行範囲は、それぞれ、ほ
ぼ±８０ｍｍである。この走行範囲は、各座標の各ステ
ップにおいて、２.５ｎｍのステップ長さで分解され
る。
【００３６】当該の格子線の目標位置のＸー数値に対す
る残存距離Ｒは、偏向装置７によって調整される。図３
において、電子線の偏向範囲を未偏向電子線６の衝突点
Ｐの周辺の区画（フィールド）８で示した。この場合、
区画寸法は、双方のＸ，Ｙ座標において規定値（スケー
リング）に応じて±３μｍまたは±６μｍである。
る残存距離Ｒは、偏向装置７によって調整される。図３
において、電子線の偏向範囲を未偏向電子線６の衝突点
Ｐの周辺の区画（フィールド）８で示した。この場合、
区画寸法は、双方のＸ，Ｙ座標において規定値（スケー
リング）に応じて±３μｍまたは±６μｍである。
【００３７】Ｘ方向の位置決め後、格子線を描くため、
基板４を含むテーブル２を送り装置３によってＹ方向へ
摺動させる。この場合、テーブル２は、Ｙ方向へ第１近
似で定められた電子線６の下方を通過する。理論的目標
位置に対するテーブル２または基板４の実位置の場合に
よる偏差は、例えば、レーザ干渉計によって測定し、ビ
ームトラッキング系に導き、上記ビームトラッキング系
にもとづき、現れた偏差を電子線６の補足偏向によって
補償する。この場合、テーブル送り装置３およびビーム
トラッキング系は、独立のユニットを形成し、この場
合、各コンポーネントは、相互に関して校正されてい
る。図３に、ビームトラッキング系の偏向範囲を区画９
で示した。この実施例の場合、この偏向範囲は、２.５
ｎｍの分解能において±１８μｍである。
基板４を含むテーブル２を送り装置３によってＹ方向へ
摺動させる。この場合、テーブル２は、Ｙ方向へ第１近
似で定められた電子線６の下方を通過する。理論的目標
位置に対するテーブル２または基板４の実位置の場合に
よる偏差は、例えば、レーザ干渉計によって測定し、ビ
ームトラッキング系に導き、上記ビームトラッキング系
にもとづき、現れた偏差を電子線６の補足偏向によって
補償する。この場合、テーブル送り装置３およびビーム
トラッキング系は、独立のユニットを形成し、この場
合、各コンポーネントは、相互に関して校正されてい
る。図３に、ビームトラッキング系の偏向範囲を区画９
で示した。この実施例の場合、この偏向範囲は、２.５
ｎｍの分解能において±１８μｍである。
【００３８】格子線を描いた後、基板４をＸ座標方向へ
移動する。次いで、次ぎの格子線を描くことができる。
移動する。次いで、次ぎの格子線を描くことができる。
【００３９】さて、図４を参照して、他の操作態様を略
述する。この操作態様は、図３を参照して説明した操作
態様に対して、本質的に、電子線６と基板４との間のＹ
座標における相対運動の形成のために、基板２を含むテ
ーブル４を走行するのではなく、電子線６をＹ方向へ偏
向するという点で異なる。この場合、偏向装置７の偏向
範囲は、Ｙ方向へほぼ格子線の長さに（例えば、±９０
μｍに）規定され、一方、Ｘ方向に関しては、±３μｍ
〜±６μｍの上記のオーダの規定値を維持する。即ち、
図４に示した如く、偏向装置７の偏向範囲について、長
い長方形区画１０が生ずる。この場合、図３，４におい
て、図示の格子線および区画８〜９は、縮尺寸法として
は示してないということに留意されたい。
述する。この操作態様は、図３を参照して説明した操作
態様に対して、本質的に、電子線６と基板４との間のＹ
座標における相対運動の形成のために、基板２を含むテ
ーブル４を走行するのではなく、電子線６をＹ方向へ偏
向するという点で異なる。この場合、偏向装置７の偏向
範囲は、Ｙ方向へほぼ格子線の長さに（例えば、±９０
μｍに）規定され、一方、Ｘ方向に関しては、±３μｍ
〜±６μｍの上記のオーダの規定値を維持する。即ち、
図４に示した如く、偏向装置７の偏向範囲について、長
い長方形区画１０が生ずる。この場合、図３，４におい
て、図示の格子線および区画８〜９は、縮尺寸法として
は示してないということに留意されたい。
【００４０】この場合も、基板４またはテーブル２の実
位置の場合による偏差は、電子線６に作用して電子線を
更に偏向するビームトラッキング系によって補償され
る。更に線を描く場合、まず、その新しいＸ座標を既述
の態様で調整する。次いで、同じく、電子線６をＹ方向
へ偏向して、本来の描線を行う。
位置の場合による偏差は、電子線６に作用して電子線を
更に偏向するビームトラッキング系によって補償され
る。更に線を描く場合、まず、その新しいＸ座標を既述
の態様で調整する。次いで、同じく、電子線６をＹ方向
へ偏向して、本来の描線を行う。
【００４１】双方の操作態様の場合、格子線を間隔を置
いてほぼ連続的に描くので、例えば、順次に配置された
作業区画の設置の際の冒頭に述べた問題点は全く無い。
目標点の個々の制御およびおおよそ０.０５ｎｍまでの
一様な高い位置決め精度にもとづき、システム的（ない
し系統的）位置偏差の出現を強く減少できる。
いてほぼ連続的に描くので、例えば、順次に配置された
作業区画の設置の際の冒頭に述べた問題点は全く無い。
目標点の個々の制御およびおおよそ０.０５ｎｍまでの
一様な高い位置決め精度にもとづき、システム的（ない
し系統的）位置偏差の出現を強く減少できる。
【００４２】上述の方法は、平行な線を含む格子を描く
のに特に好適であり、この場合、アドレス操作および位
置決めの作業をできる限り少なくするため、格子線に沿
って、即ち、Ｙ方向および格子線に対して直角な方向、
即ち、Ｘ方向へ異なる精度要件を利用する。しかしなが
ら、位置決めをＸ方向の位置決めのみならずＹ方向の位
置決めも、それぞれ直列に配置した２つの位置決め系に
分割することが可能であり、この場合、Ｙ方向に関して
も、Ｘ方向に関して図２を参照して説明した如く、操作
できる。
のに特に好適であり、この場合、アドレス操作および位
置決めの作業をできる限り少なくするため、格子線に沿
って、即ち、Ｙ方向および格子線に対して直角な方向、
即ち、Ｘ方向へ異なる精度要件を利用する。しかしなが
ら、位置決めをＸ方向の位置決めのみならずＹ方向の位
置決めも、それぞれ直列に配置した２つの位置決め系に
分割することが可能であり、この場合、Ｙ方向に関して
も、Ｘ方向に関して図２を参照して説明した如く、操作
できる。
【発明の効果】本発明の基本構成（請求項１）により、
電子線リソグラフィーにおける位置決めの高精度化が、
簡単な構成によって達成される。各従属請求項によっ
て、一層高精度の具体的構成が得られる。
電子線リソグラフィーにおける位置決めの高精度化が、
簡単な構成によって達成される。各従属請求項によっ
て、一層高精度の具体的構成が得られる。
【図１】電子線リソグラフィー装置の略図である。
【図２】基板上の電子線の衝突箇所の周辺の拡大図であ
る。
る。
【図３】基板上に格子を描くための第１方法を示す図面
である。
である。
【図４】基板上に格子を描くための他の方法を示す図面
である。
である。
１ 電子線リソグラフィー装置 ２ テーブル ３ 送り装置 ４ 基板 ５ 電子線源 ６ 電子線 ７ 偏向装置 ８ 区画 ９ 区画 １０ 区画 ｋ 指数 ｓ ステップ幅 Ｘ，Ｙ 座標 Ｒ （残存）距離 Ｐ 衝突箇所 Ｚ 目標位置 Ｔ 整数倍数（ｎ・ｓ） Ｘn ストローク長さ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 9/00 Ｇ２１Ｋ 5/04 Ｅ Ｇ２１Ｋ 5/04 Ｈ０１Ｊ 37/147 Ｃ Ｈ０１Ｊ 37/147 37/20 Ａ 37/20 37/305 Ｂ 37/305 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｄ (72)発明者 イネス シュトールベルク ドイツ連邦共和国 7743 イエーナ ヴェ ストエントシュトラーセ ４ (72)発明者 ミヒャエル ブルーメ ドイツ連邦共和国 7749 イエーナ カル ル−ローテ−シュトラーセ 23 (72)発明者 ライナー ケプシュ ドイツ連邦共和国 7751 ローテンシュタ イン フェルゼンシュトラーセ 31 (72)発明者 マティアス ツィーアボック ドイツ連邦共和国 7616 グライツヒェン ジードゥルング ４
Claims (6)
- 【請求項１】 電子線リソグラフィーに際して基板表面
の目標位置（Ｚ）に電子線（６）を配向する方法におい
て、まず、基板を走行自在なテーブル（２）上に置き、
次いで、未偏向電子線（６）の衝突箇所（Ｐ）からテー
ブル摺動の最小ステップ幅よりも小さい距離に目標位置
（Ｚ）が来るまで、カルテシアン座標系のＸ座標および
／またはＹ座標内でテーブル（２）を段階的に摺動さ
せ、次いで、偏向によって電子線（６）を目標位置
（Ｚ）に配向することをとを特徴とする方法。 - 【請求項２】 Ｘ座標およびＹ座標内のテーブル（２）
の摺動を１〜１０ｎｍのステップ幅又は２.５ｎｍのス
テップ幅、で行うことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 電子線（６）の偏向を±３μｍ〜±６μ
ｍの範囲に規定することを特徴とする請求項１または２
の方法。 - 【請求項４】 電子線（６）の偏向を１つの座標、即
ち、Ｘ座標またはＹ座標では±３μｍ〜±６μｍの範囲
に規定し、他の座標、即ち、Ｙ座標またはＸ座標では±
１８μｍ〜±１８０μｍの範囲に規定することを特徴と
する請求項１または２の方法。 - 【請求項５】 電子線（６）の偏向を１６ビットの分解
能で行うことを特徴とする方法。 - 【請求項６】 所望の目標位置を２つの異った位置決め
の合計により行い、第一の位置決めはテーブル摺動増分
ステップの整数倍として、第２の位置決めは、該テーブ
ル摺動増分ステップよりはるかに小さい電子線偏光増分
の整数倍として、行うことを特徴とする、請求項１〜５
の一に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10011202.1 | 2000-03-08 | ||
| DE10011202A DE10011202A1 (de) | 2000-03-08 | 2000-03-08 | Verfahren zur Ausrichtung eines Elektronenstrahls auf eine Zielposition an einer Substratoberfläche |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001297981A true JP2001297981A (ja) | 2001-10-26 |
Family
ID=7633917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001064192A Pending JP2001297981A (ja) | 2000-03-08 | 2001-03-08 | 基板表面の目標位置に電子線を配向する方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6635884B2 (ja) |
| EP (1) | EP1132944A3 (ja) |
| JP (1) | JP2001297981A (ja) |
| DE (1) | DE10011202A1 (ja) |
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| US8110814B2 (en) | 2003-10-16 | 2012-02-07 | Alis Corporation | Ion sources, systems and methods |
| US9159527B2 (en) | 2003-10-16 | 2015-10-13 | Carl Zeiss Microscopy, Llc | Systems and methods for a gas field ionization source |
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| WO2003107047A1 (de) * | 2002-06-12 | 2003-12-24 | Giesecke & Devrient Gmbh | Verfahren zur herstellung von gitterbildern |
| JP5496041B2 (ja) * | 2010-09-30 | 2014-05-21 | 大日本スクリーン製造株式会社 | 変位算出方法、描画データの補正方法、描画方法および描画装置 |
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| US11220028B1 (en) | 2018-03-08 | 2022-01-11 | Facebook Technologies, Llc | Method of manufacture for thin, multi-bend optics by compression molding |
| US10976483B2 (en) | 2019-02-26 | 2021-04-13 | Facebook Technologies, Llc | Variable-etch-depth gratings |
| US11709422B2 (en) | 2020-09-17 | 2023-07-25 | Meta Platforms Technologies, Llc | Gray-tone lithography for precise control of grating etch depth |
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| JP2000049071A (ja) * | 1998-07-28 | 2000-02-18 | Canon Inc | 電子ビーム露光装置及び方法、ならびにデバイス製造方法 |
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| JPH10214779A (ja) * | 1997-01-31 | 1998-08-11 | Canon Inc | 電子ビーム露光方法及び該方法を用いたデバイス製造方法 |
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2000
- 2000-03-08 DE DE10011202A patent/DE10011202A1/de not_active Ceased
-
2001
- 2001-02-28 EP EP01104868A patent/EP1132944A3/de not_active Withdrawn
- 2001-03-05 US US09/797,860 patent/US6635884B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-03-08 JP JP2001064192A patent/JP2001297981A/ja active Pending
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| JP2000049071A (ja) * | 1998-07-28 | 2000-02-18 | Canon Inc | 電子ビーム露光装置及び方法、ならびにデバイス製造方法 |
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|---|---|
| EP1132944A2 (de) | 2001-09-12 |
| US20010028039A1 (en) | 2001-10-11 |
| EP1132944A3 (de) | 2006-06-14 |
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