平台的控制方法

摘要

提供一种电子束描绘装置用的平台的控制方法，该平台的控制方法是在背面保持掩膜的情况下，不增大焦点调整机构的焦点高度的调整范围，而能够校正掩膜的高度偏移的影响。在XY平台(3)上避开已固定了标记台(4)的区域来搭载Z平台(5)，在设置在Z平台(5)上的保持机构(6)上载置掩膜(M)。使焦点调整机构的调整范围的中间值与标记台(4)的高度一致。测定标记台(4)的高度，并且测定掩膜(M)的多个测定点的高度，移动Z平台(5)，使这些测定点的高度中的最高值与最低值的中间值的高度与标记台(4)的高度一致。

权利要求

1.一种平台的控制方法，该平台载置有掩膜，向该掩膜的表面照射电子束以描绘期望的图案，其特征在于，在能在与上述电子束的光轴方向正交的方向上移动的XY平台上固定用于调整上述电子束的焦点的标记台，测定上述标记台的高度，并且，避开固定有上述标记台的区域而在上述XY平台上搭载能在上述光轴方向上移动的Z平台，在上述Z平台上设置在背面保持上述掩膜的保持机构，计算载置在上述保持机构的掩膜的倾斜度，基于该计算出的倾斜度信息，使掩膜的表面相对于上述电子束的光轴垂直，测定上述保持机构上载置的掩膜上的多个测定点的高度，将测定的多个测定点的高度中的最高值与最低值的中间值作为掩膜的测定高度，比较上述标记台的测定高度与上述掩膜的测定高度并计算差分，基于计算出的差分信息使上述Z平台进行移动，以使上述掩膜的高度与上述标记台的高度一致。

2.如权利要求1所述的平台的控制方法，其特征在于，

上述保持机构上载置的掩膜上的多个测定点，至少是掩膜的四角和中心这5个部位。

3.如权利要求1所述的平台的控制方法，其特征在于，

上述Z平台由3个以上的支承机构构成，该3个以上的支承机构能够相对于上述光轴方向独立地移动。

说明书

平台的控制方法

[0001] 本申请是发明名称为“电子束描绘装置和电子束描绘方法”的分案申请，母案的申请号为200910129718.X，申请日为2009年3月24日。

技术领域

[0002] 本发明涉及一种使用电子束描绘装置和电子束描绘方法的平台的控制方法，具体而言涉及的该平台的控制方法中，该平台载置有掩膜，向该掩膜的表面照射电子束能描绘期望的图案。

背景技术

[0003] 以前，在用电子束描绘装置在掩膜上描绘图案时，采用了保持掩膜上表面的上表面保持机构。图7(a)示出了由该上表面保持机构保持的掩膜M的保持状态。将上表面保持机构设置在XY平台104上，所述XY平台104能在正交于光轴方向的方向上移动，该光轴方向是从具有电子光学系统的电子光学镜筒101照射的电子束(未图示)的光轴方向，上述上表面保持机构由压板102和销紧销103构成，所述压板102具有按压掩膜M上表面的上表面基准片，所述销紧销103与该上表面基准片同轴，在该轴上与掩膜M的背面对接，用图外的给力单元向上方给予力量，上述上表面保持机构具有用压板102的上述上表面基准片和销紧销103夹持保持掩膜M的结构(例如，参照专利文献1)。

[0004] 由于该上表面保持机构最小限度地限制与掩膜M的接触，因此能够维持掩膜M的清洁度。另外，抑制了由掩膜M的背面形状的矫正所产生的掩膜M的表面误差的影响，再现性优良。

[0005] 但是，为了满足近年来的半导体等的电路图案的微细化要求，必须要提高电子束的分辨能力。因此，将电子光学镜筒101靠近掩膜M就变得非常重要。当前，电子光学镜筒101与掩膜M的距离是数mm程度的等级，上述压板102的上表面基准片的厚度也是相同的程度。因此，如图7(b)所示，若为了响应上述微细化要求而使电子光学镜筒101靠近，就难以确保用于压板102的上表面基准片的空间。

[0006] 为了解决如上问题，如图8(a)所示，最好使用静电吸盘等在背面保持掩膜M的背面保持机构105，作为掩膜的保持机构。但是，在使用了该背面保持机构105的情况下，由于掩膜M的厚度具有100μm等级的公差，因此，与用图7说明的上表面保持机构的情况不同，掩膜M表面的高度方向的位置偏移非常明显(参照图8(b))。

[0007] 若产生了该高度方向的位置偏移，即使用标记台进行电子束的焦点调整和束位置调整，也会在实际的描绘时产生焦点模糊和位置偏移等，具有影响描绘精度的问题。例如，如图9(a)所示，若标记台106和掩膜M1的高度一致，就可以用预先用标记台106调整过的电子束进行描绘，但在如图9(b)所示地由于掩膜M2比标记台106高而产生了高度偏移g1的情况下、以及如图9(c)所示地由于掩膜M3比标记台106低而产生了高度偏移g2的情况下，必须要校正高度偏移的影响。

[0008] 在此，电子光学镜筒具有焦点调节机构，该焦点调节机构使电子束的焦点高度在规定的调整范围内可变，考虑用焦点调整机构的焦点高度的调整来进行高度偏移的影响的校正(例如，参照专利文献2)。该情况下，必须要使焦点高度的调整范围成为掩膜厚度的公差即100μm等级，但要确保这种大的调整范围很困难。

[0009] 【专利文献1】日本特开平10-55950号公报

[0010] 【专利文献2】USP6741331号公报

发明内容

[0011] 本发明鉴于上述问题，其目的在于提供一种电子束描绘装置用的平台的控制方法，该电子束描绘装置是在背面保持掩膜的情况下，不增大焦点调整机构的焦点高度的调整范围，而能够校正掩膜的高度偏移的影响的。

[0012] 为了解决上述问题，本发明的平台的控制方法，该平台载置有掩膜，向该掩膜的表面照射电子束能描绘期望的图案，其特征在于，在XY平台上固定用于调整电子束的焦点的标记台，测定上述标记台的高度，该XY平台能在与上述电子束的光轴方向正交的方向上移动，并且，避开固定有上述标记台的区域而在上述XY平台上搭载能在上述光轴方向上移动的Z平台，在上述Z平台上设置在背面保持上述掩膜的保持机构，测定上述保持机构上载置的掩膜上的多个测定点的高度，将测定的多个测定点的高度中的最高值与最低值的中间值作为掩膜的测定高度，比较上述标记台的测定高度与上述掩膜的测定高度并计算差分，基于计算出的差分信息使上述Z平台进行移动，以使上述掩膜的高度与上述标记台的高度一致。

[0013] 此外，在本发明的平台的控制方法中，上述保持机构上载置的掩膜上的多个测定点，至少是掩膜的四角和中心这5个部位。

[0014] 此外，在本发明的平台的控制方法中，计算载置在上述保持机构的掩膜的倾斜度，基于该计算出的倾斜度信息，使掩膜的表面相对于上述电子束的光轴垂直。

[0015] 此外，在本发明的平台的控制方法中，上述Z平台由3个以上的支承机构构成，该3个以上的支承机构能够相对于上述光轴方向独立地移动。

[0016] 根据本发明的平台的控制方法，因为没有在掩膜上表面保持掩模时所必须的保持机构的物理空间的制约，所以相比以前，能够使电子光学镜筒更进一步靠近掩膜，能够响应高度的微细化要求。此外，通过分离已经设置了掩膜的保持机构的Z平台和标记台，就能在与已进行了电子束调整的标记台相同的高度上向掩膜进行描绘。另外，通过使焦点调整机构的调整范围的中间值与标记台的高度一致，并且将与掩膜的标记台高度相一致的掩膜高度设为多个测定点的高度的最高值与最低值的中间值，就将掩膜表面的最高点和最低点的高度收容在焦点调整机构的调整范围内。其结果是，即使不增大焦点调整机构的调整范围而使其与掩膜的厚度公差一致，也能够最大限度地灵活运用焦点调整机构的调整范围来校正掩膜的高度偏移的影响。

附图说明

[0017] 图1是示出本发明的第1实施方式的电子束描绘装置的结构的概念图。

[0018] 图2是图1的电子束描绘装置的XY平台的部分俯视图。

[0019] 图3(a)是示出第1实施方式的Z平台的高度调整前的状态的侧视图，图3(b)是示出第1实施方式的Z平台的高度调整后的状态的侧视图。

[0020] 图4是示出Z平台的高度调整处理过程的流程图。

[0021] 图5(a)是示出第2实施方式的Z平台的高度调整前的状态的侧视图，图5(b)是示出第2实施方式的Z平台的高度调整后的状态的侧视图。

[0022] 图6(a)是示出第3实施方式的Z平台的高度调整前的状态的侧视图，图6(b)是示出第3实施方式的Z平台的高度调整后的状态的侧视图。

[0023] 图7(a)是示出上表面保持机构的掩膜保持状态的侧视图，图7(b)是示出缩短了电子光学镜筒与掩膜的距离的状态的侧视图。

[0024] 图8(a)是示出背面保持机构的掩膜保持状态的侧视图，图8(b)是示出掩膜的厚度差分部分的高度偏移的侧视图。

[0025] 图9(a)是示出标记台与掩膜的高度一致的状态的侧视图，图9(b)是示出掩膜高于标记台的状态的侧视图，图9(c)是示出掩膜低于标记台的状态的侧视图。

[0026] 附图标记

[0027] 2 电子光学镜筒(电子束照射单元)

[0028] 2a 物镜(焦点调整机构)

[0029] 3 XY平台

[0030] 4 标记台

[0031] 5 Z平台

[0032] 5b 支承销(支承机构)

[0033] 6 保持机构

[0034] 7 照射控制部(焦点调整机构)

[0035] 9 Z平台控制部(Z平台控制单元)

[0036] 13 高度测定单元

[0037] 14 差分计算部(差分计算单元)

[0038] 15 倾斜度计算部(倾斜度计算单元)

具体实施方式

[0039] 图1示出了向掩膜M的表面照射电子束并描绘期望的图案的电子束描绘装置。该电子束描绘装置具有描绘室1和作为电子束照射单元的电子光学镜筒2，该电子光学镜筒2竖立设置在描绘室1的顶板部中。在描绘室1中设置着XY平台3，该XY平台3能够在正交于电子束光轴方向的X方向和Y方向上移动。

[0040] 如图2和图3所示，在XY平台3上竖立设置着标记台4。在进行描绘之前，进行电子束的焦点调整和/或束位置调整使用标记台4。此外，在XY平台3上，在避开了竖立设置着标记台4的区域的区域中搭载有Z平台5，该Z平台5能在电子束的光轴方向即Z方向上移动。在Z平台5上设置有保持机构6，该保持机构6在掩模M的背面保持掩膜M。

[0041] 此外，在XY平台3的移动速度是高速的情况下，加减速时作用于掩膜M的惯性力变大，容易产生掩膜M的位置偏移。在此，若用吸附掩膜M背面的静电吸盘来构成保持机构6，就能够防止掩膜M的位置偏移。

[0042] 已经公开的电子光学镜筒2，是在将从内置的电子枪发出的电子束成形为期望的剖面形状之后，使其偏向并照射到掩膜M上，因此省略其详细的说明。由照射控制部7控制电子光学镜筒2。此外，电子光学镜筒2具有图3中所示的物镜2a，由照射控制部7使施加到物镜2a上的电压产生变化，由此，就能够使电子束的焦点高度在规定的调整范围内可变。即，构成了焦点调整机构，该焦点调整机构能利用物镜2a和照射控制部7使电子束的焦点高度在规定的调整范围内可变。

[0043] 此外，能够利用电子光学系统的其他结构要素、例如设置在物镜2a上侧的另一个物镜等来调整物镜2a的焦点位置。然后，调整电子光学系统的其他结构要素、例如另一个物镜等，使电子束的焦点高度的调整范围的上限Fh与下限Fl的中间值Fm(＝(Fh+Fl)/2)与标记台4的高度一致。此外，也可以利用调整螺丝等调整该物镜2a的设置高度。在进行该调整时扫描电子束，使得在将电子束的焦点高度维持在中间值Fm的状态下横截刻印在标记台4的上表面上的标记4a，由图外的反射电子检测器检测来自标记台4的反射电子。在电子束的焦点高度与标记台4的上表面的高度一致的情况下，在向标记4a照射了电子束的时刻，反射电子的检测数急剧上升，但在电子束的焦点高度偏离了标记台4的上表面高度的情况下，反射电子的检测数的上升变得缓慢。然后，调节物镜2a的设置高度，使反射电子的检测数的上升变得急剧，使上述中间值Fm与标记台4的上表面的高度一致。

[0044] 由XY平台控制部8向X方向和Y方向移动控制XY平台3。由Z平台控制部9向Z方向移动控制Z平台5。然后，用整体控制部10统一控制照射控制部7、XY平台控制部8及Z平台控制部9。整体控制部10连接有第1存储器111和第2存储器112。在第1存储器111中存储着图案数据。整体控制部10基于图案数据，制成描绘数据并将其存储在第二存储器112中，该描绘数据规定应该描绘的图形的形状和位置。

[0045] 此外，电子束描绘装置具有平台位置测定单元12和高度测定单元13，该位置测定单元12测定XY平台5的X方向和Y方向的位置，该高度测定单元测定保持在保持机构6上的掩膜M的高度。平台位置测定单元12由激光测长计构成，所述激光测长计利用在固定在XY平台3上的平台反射镜3a上射入反射激光来测定XY平台3的位置。此外，图2和图3中省略了平台反射镜3a。

[0046] 高度测定单元13由投光部13a、受光部13b及高度计算部13c构成，所述投光部13a从斜上方向在掩膜M的表面会聚照射激光，所述受光部13b接受来自掩膜M的反射光后检测反射光的位置，所述高度计算部13c根据反射光的位置计算掩膜M的高度。将由高度测定单元13测定出的掩膜M的高度数据输入到整体控制部10中。

[0047] 在向掩膜M描绘图案时，从整体控制部10向XY平台控制部8发出动作指令，移动XY平台3。此外，在照射控制部7中，基于从整体控制部10输入的描绘数据，一面确认由平台位置测定单元12测定出的XY平台3的位置，一面进行电子光学镜筒2内的电子束的成形控制和偏向控制，向掩膜M的期望位置照射电子束。另外，由高度测定单元13实时地测定掩膜M的电子束照射处的高度，对照掩膜M的高度调整电子束的焦点高度，校正高度偏移所产生的影响。

[0048] 但是，在用保持机构6保持掩膜M的背面的情况下，产生有掩膜M的厚度公差部分的高度偏移。要用焦点高度的调整来校正高度偏移所产生的影响，就必须要使焦点高度的调整范围成为掩膜M的厚度公差即100μm的等级。但是，要确保这种大的调整范围很困难。

[0049] 因此，在本实施方式中进行Z平台5的移动控制，使掩膜M的高度与已进行了电子束调整的标记台4的高度一致。图3示出了Z平台5的高度调整前后的状态。图3(a)示出了掩膜M的高度低于标记台4的高度时的调整前的状态。图3(b)示出为了使掩膜M的高度与标记台4的高度一致，向上方移动了Z平台5的调整后的状态。此外，虽然未图示，但最好在掩膜M高于标记台4的情况下，向下方移动调整Z平台5。

[0050] Z平台5的驱动机构的结构如下，例如，设置一对工作台，该一对工作台的相对的锥形倾斜面平行，并在该一对工作台之间设置有轴承等导向单元，通过利用步进电动机或者超声波电送机使下方的工作台在水平方向上移动，来使上方的工作台在上下方向上移动。

[0051] 图4示出了利用Z平台5进行高度调整的处理过程。首先，在XY平台3上固定标记台4(S1)。接着，如上所述地调整物镜2a的设置高度，使电子束的焦点高度的调整范围的上限Fh与下限F1的中间值Fm与标记台4的高度一致(S2)。此外，利用高度测定单元9测定标记台4的高度(h0)(S3)。将测定出的标记台4的高度(h0)存储在存储器等中(S4)。

[0052] 接着，将保持机构6搭载在Z平台5上(S5)，将掩膜M搬入到描绘室1中，载置在保持机构6上(S6)。

[0053] 接着，利用高度测定单元9测定载置的掩膜M的高度(h1)(S7)。但是，由于掩膜M的高度在不同的部位有高低差，因此，有可能根据测定点而产生偏差。因此，在测定掩膜M的高度时，利用高度测定单元9测定掩膜M上的多个测定点，将测定出的多个测定点的高度中的最高值与最低值的中间值(＝(最高值+最低值)/2)作为掩膜M的高度(h1)。此外，在用保持机构6保持了掩膜M的情况下，掩膜M的表面形状因为平行度和重力弯曲而发生变化。因此，由高度测定单元9测定的掩膜M上的多个测定点最好至少是掩膜M的四角和中心这5个部位。

[0054] 在求出了掩膜M的高度(h1)之后，读出存储的上述标记台的高度(h0)，用差分计算部14(参照图1)比较掩膜M的高度(h1)与标记台4的高度(h0)，计算两者的差分(S8)。在差分是“0”的情况下(S9)，由于两者的高度一致，因此结束高度调整，开始描绘。另一方面，在差分不是“0”的情况下，即两者的高度不一致的情况下，基于该差分信息，由Z平台控制部9移动控制Z平台5(S10)，并再次执行S7到S9的处理。此外，在实际运用中差分不是“0”而是一定的阈值以下的值。

[0055] 若进行以上的高度调整，就能按照与已进行了电子束调整的标记台4相同的高度，向掩膜M进行描绘。另外，通过将焦点调整机构的调整范围的中间值与标记台4的高度进行对照，同时将与标记台4的高度进行对照的掩膜M的高度设为多个测定点的高度的最高值与最低值的中间值，由此，就将掩膜表面的最高点和最低点的高度收入焦点调整机构的调整范围内。其结果是，即使不对照掩膜的厚度公差来增大焦点调整机构的调整范围，也能够最大限度地灵活运用焦点调整机构的调整范围来校正掩膜的高度偏移的影响。

[0056] 此外，也可以在保持机构6上载置了掩膜M之后进行掩膜台4的高度(h0)的测定。另外，也可以在Z平台5上设置了保持机构6之后，进行使焦点调整机构的调整范围的中间值Fm与标记台4的高度一致的调整。

[0057] 此外，在上述第1实施方式中，分别用单一的部件构成了Z平台5和保持机构6，但也可以如图5所示的第2实施方式所述，用多个支承销5a构成Z平台5，该多个支承销经由单一驱动机构能够相互同步上下移动，并且，也能够用设置在多个支承销5a上的多个承受座6a构成保持机构6。掩膜M在其背面坐落并保持在这些承受座6a上。再有，第2实施方式适用于XY平台3的移动速度是低速的情况，利用承受座6a与掩膜M之间的摩擦力，防止掩膜M的位置偏移。

[0058] 在第2实施方式中，也如图5(a)所示，在掩膜M的高度与标记台4的高度不同时，进行上述的高度调整处理，驱动多个支承销5a，如图5(b)所示地，使掩膜M的高度与标记台4的高度一致。

[0059] 但是，掩膜M的高度调整不只是Z平台5的上下方向的移动，有时也需要纠正调整倾斜度。因此，在图6中所示的第3实施方式中，其结构具有使Z平台5倾斜度的校正单元。即，用能在相对于电子束的光轴方向上独立移动的3个支承销(支承机构)5b来构成Z平台5，在各支承销5b上设置着构成保持机构6的各承受座6a。此外，支承销5b的数量不限定于3个，也可以是4个以上。

[0060] 在掩膜M的厚度不均匀的情况下，如图6(a)所示地掩膜M的表面倾斜。该情况下，计算出掩膜M的倾斜度，根据倾斜度个别地驱动各支承销5b以校正掩膜M的倾斜度，使得掩膜M的表面相对于电子束的光轴垂直。之后，与上述第1实施方式同样地，测定掩膜M上的多个测定点的高度，同步驱动各支承销5b，使得中间值与标记台4的高度一致，该中间值为这些测定点的高度的最高值与最低值的中间值。这样，就如图6(b)所示地，能够在使掩膜M的表面相对于电子束的光轴垂直的状态下，使掩膜M的高度与标记台4的高度一致。

[0061] 此外，也可以在校正掩膜M的倾斜度之前，测定掩膜M的多个测定点的高度，同步驱动各支承销5b，使得中间值与标记台4的高度一致，该中间值为这些测定点的高度的最高值与最低值的中间值，然后进行掩膜M的高度调整，之后，根据掩膜M的倾斜度，个别地驱动各支承销5b，校正掩膜M的倾斜度。

[0062] 此外，掩膜M的倾斜度的计算方法最好是用高度测定单元14测定掩膜M上的多个测定点的高度，基于这些测定数据，利用例如最小平方法求出最优的一次近似式。即，用一次近似式ax+by+c近似地求出上述测定数据Zi＝F(xi，yi)的微分式Z′＝f(x，y)的x、y的a、b即为倾斜度。为了校正倾斜度，最好与校正后同样地，使求出的倾斜度变为0。另外，c是支承销5b的上下校正部分。

[0063] 用图1中点画线示出的倾斜度计算部15来进行掩膜M的倾斜度的计算。然后，向Z平台控制部9发送由倾斜度计算部15计算出的倾斜度信息，由Z平台控制部9个别地移动控制各支承销5b以校正倾斜度。

[0064] 此外，在第2、第3实施方式中，在各支承销5a、5b上设置了各承受座6a，但也可以在各支承销5a、5b的上端一体成形各承受座6a。此外，也可以在第2、第3实施方式的支承销5a、5b上设置由第1实施方式的静电吸盘构成的保持机构6。