專利名稱：電子束描繪裝置和電子束描繪方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子束描繪裝置和電子束描繪方法，該電子束描繪裝置具 有用背面保持掩膜的保持機(jī)構(gòu)，并且向保持在該保持機(jī)構(gòu)上的掩膜表面照 射電子束描繪期望的圖案。
背景技術(shù)：
以前，在用電子束描繪裝置在掩膜上描繪圖案時(shí)，采用了保持掩膜上
表面的上表面保持機(jī)構(gòu)。圖7 (a)示出了由該上表面保持機(jī)構(gòu)保持的掩膜 M的保持狀態(tài)。將上表面保持機(jī)構(gòu)設(shè)置在XY平臺104上，所述XY平臺 104能在正交于光軸方向的方向上移動，該光軸方向是從具有電子光學(xué)系統(tǒng) 的電子光學(xué)鏡筒101照射的電子束(未圖示)的光軸方向，上述上表面保 持機(jī)構(gòu)由壓板102和銷緊銷103構(gòu)成，所述壓板102具有按壓掩膜M上表 面的上表面基準(zhǔn)片，所述銷緊銷103與該上表面基準(zhǔn)片同軸，在該軸上與 掩膜M的背面對接，用圖外的給力單元向上方給予力量，上述上表面保持 機(jī)構(gòu)具有用壓板102的上述上表面基準(zhǔn)片和銷緊銷103夾持保持掩膜M的 結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)l)。
由于該上表面保持機(jī)構(gòu)最小限度地限制與掩膜M的接觸，因此能夠維 持掩膜M的清潔度。另外，抑制了由掩膜M的背面形狀的矯正所產(chǎn)生的掩 膜M的表面誤差的影響，再現(xiàn)性優(yōu)良。
但是，為了滿足近年來的半導(dǎo)體等的電路圖案的微細(xì)化要求，必須要 提高電子束的分辨能力。因此，將電子光學(xué)鏡筒101靠近掩膜M就變得非 常重要。當(dāng)前，電子光學(xué)鏡筒101與掩膜M的距離是數(shù)mm程度的等級， 上述壓板102的上表面基準(zhǔn)片的厚度也是相同的程度。因此，如圖7(b) 所示，若為了響應(yīng)上述微細(xì)化要求而使電子光學(xué)鏡筒101靠近，就難以確 保用于壓板102的上表面基準(zhǔn)片的空間。
為了解決如上問題，如圖8 (a)所示，最好使用靜電吸盤等用背面保持掩膜M的背面保持機(jī)構(gòu)105，作為掩膜的保持機(jī)構(gòu)。但是，在使用了該 背面保持機(jī)構(gòu)105的情況下，由于掩膜M的厚度具有100nm等級的公差， 因此，與用圖7說明的上表面保持機(jī)構(gòu)的情況不同，掩膜M表面的高度方 向的位置偏移非常明顯(參照圖8 (b))。
若產(chǎn)生了該高度方向的位置偏移，即使用標(biāo)記臺進(jìn)行電子束的焦點(diǎn)調(diào) 整和束位置調(diào)整，也會在實(shí)際的描繪時(shí)產(chǎn)生焦點(diǎn)模糊和位置偏移等，具有 影響描繪精度的問題。例如，如圖9 (a)所示，若標(biāo)記臺106和掩膜Ml 的高度一致，就可以用預(yù)先用標(biāo)記臺106調(diào)整過的電子束進(jìn)行描繪，但在 如圖9 (b)所示地由于掩膜M2比標(biāo)記臺106高而產(chǎn)生了高度偏移gl的情 況下、以及如圖9 (c)所示地由于掩膜M3比標(biāo)記臺106低而產(chǎn)生了高度 偏移g2的情況下，必須要校正高度偏移的影響。
在此，電子光學(xué)鏡筒具有焦點(diǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，該焦點(diǎn)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)使電子束的 焦點(diǎn)高度在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)可變，考慮用焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的焦點(diǎn)高度的調(diào) 整來進(jìn)行高度偏移的影響的校正(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。該情況下，必 須要使焦點(diǎn)高度的調(diào)整范圍成為掩膜厚度的公差即100pm等級，但要確保 這種大的調(diào)整范圍很困難。
專利文獻(xiàn)1日本特開平10 — 55950號公報(bào)專利文獻(xiàn)2USP6741331號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述問題，其目的在于提供一種電子束描繪裝置和電子束 描繪方法，該電子束描繪裝置在用背面保持掩膜的情況下，不增大焦點(diǎn)調(diào) 整機(jī)構(gòu)的焦點(diǎn)高度的調(diào)整范圍，而能夠校正掩膜的高度偏移的影響的。
為了解決上述問題，本發(fā)明的電子束描繪裝置具有用背面保持掩膜的 保持機(jī)構(gòu)，由電子束照射單元向保持在該保持機(jī)構(gòu)上的掩膜表面照射電子 束并描繪期望的圖案，該電子束描繪裝置的特征在于，具有XY平臺，該 XY平臺能在正交于上述電子束光軸方向的方向上移動；標(biāo)記臺，該標(biāo)記臺 用于調(diào)整電子束的焦點(diǎn)，并固定在該XY平臺上；Z平臺，避開已固定了該 標(biāo)記臺的區(qū)域而搭載在上述XY平臺上，能在上述光軸方向上移動；以及 測定單元，該測定單元測定上述標(biāo)記臺的高度和載置在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜的高度，上述電子束照射單元具有焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，使得上述電子束的 焦點(diǎn)高度在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)可變，該規(guī)定范圍的中間值與上述標(biāo)記臺的 高度一致，上述掩膜保持機(jī)構(gòu)具有差分計(jì)算單元，設(shè)置在上述Z平臺上， 計(jì)算由上述高度測定單元測定出的上述標(biāo)記臺的高度與載置在上述保持機(jī) 構(gòu)上的拖膜的高度的差分；Z平臺控制單元，基于計(jì)算出的差分信息，使Z 平臺進(jìn)行移動，使得上述掩膜的高度與上述標(biāo)記臺的高度一致，在上述差 分計(jì)算單元的計(jì)算中使用的上述掩膜的高度是多個(gè)測定點(diǎn)的高度中的最高
值與最低值的中間值，該多個(gè)測定點(diǎn)是由上述高度測定單元測定的掩膜上 的多個(gè)測定點(diǎn)。
此外，在本發(fā)明的電子束描繪裝置中，由上述高度測定單元測定的掩 膜上的測定點(diǎn)，最好至少是掩膜的四角和中心這5個(gè)部位。
但是，有時(shí)掩膜的高度也因?yàn)檠谀さ膬A斜度而不均勻。因此，最好本 發(fā)明的電子束描繪裝置具有傾斜度計(jì)算單元，該傾斜度計(jì)算單元計(jì)算載置
在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜的傾斜度，上述z平臺具有傾斜度校正單元，基
于該計(jì)算出的傾斜度信息校正掩膜的傾斜度，使掩膜的表面與上述電子束
的光軸垂直。具有傾斜度校正單元的z平臺最好由能相對于電子束的光軸 方向獨(dú)立移動的3個(gè)以上的支承機(jī)構(gòu)構(gòu)成。
此外，在本發(fā)明的電子束描繪裝置中，上述保持機(jī)構(gòu)最好由吸附掩膜 背面的靜電吸盤構(gòu)成。
此外，本發(fā)明的電子束描繪方法是由電子束照射單元向掩膜表面照射 電子束并描繪期望的圖案，該掩模表面是保持在用背面保持掩膜的保持機(jī)
構(gòu)上的，其特征在于，在XY平臺上固定用于調(diào)整電子束的焦點(diǎn)的標(biāo)記臺， 該XY平臺能在正交于上述電子束光軸方向的方向上移動，并且避開已固 定了上述標(biāo)記臺的區(qū)域，在上述XY平臺上搭載能在上述光軸方向上移動 的Z平臺，在上述Z平臺上設(shè)置上述保持機(jī)構(gòu)，進(jìn)行下述工序調(diào)整上述 電子束照射單元，使得上述電子束的焦點(diǎn)高度的規(guī)定的調(diào)整范圍的中間值， 與上述標(biāo)記臺的高度一致的工序，該上述電子束為上述電子束照射單元所 具有的焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)中的上述電子束；高度調(diào)整工序，測定上述標(biāo)記臺的 高度，并且測定載置在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜上的多個(gè)測定點(diǎn)的高度，將 測定出的多個(gè)測定點(diǎn)的高度中的最高值與最低值的中間值，作為掩膜的測定高度，比較上述標(biāo)記臺的測定高度和上述掩膜的測定高度并計(jì)算差分， 基于計(jì)算出的差分信息移動控制上述Z平臺，使得上述掩膜的測定高度與 上述標(biāo)記臺的測定高度一致。此外，在本發(fā)明的電子束描繪方法中，最好進(jìn)行傾斜度校正工序，根 據(jù)載置在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜上的多個(gè)測定點(diǎn)的高度計(jì)算掩膜表面的傾 斜度，基于該計(jì)算出的傾斜度信息控制上述z平臺上所具有的傾斜度校正 單元，使得掩膜表面相對于上述電子束的光軸垂直。在該情況下，也可以 在上述高度調(diào)整工序之后進(jìn)行上述傾斜度校正工序，此外，也可以在上述 傾斜度校正工序之后進(jìn)行上述高度調(diào)整工序。根據(jù)本發(fā)明的電子束描繪裝置和描繪方法，因?yàn)闆]有用掩膜上表面保 持時(shí)所必須的保持機(jī)構(gòu)的物理空間的制約，所以相比以前，能夠使電子光學(xué)鏡筒更進(jìn)一步靠近掩膜，能夠響應(yīng)高度的微細(xì)化要求。此外，通過分離z平臺和標(biāo)記臺，該z平臺已經(jīng)設(shè)置了掩膜的保持機(jī)構(gòu)，就能在與已進(jìn)行了電子束調(diào)整的標(biāo)記臺相同的高度上對掩膜進(jìn)行描繪。另外，通過將焦點(diǎn)調(diào) 整機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍的中間值與標(biāo)記臺的高度進(jìn)行對照，并且將掩膜高度設(shè) 為多個(gè)測定點(diǎn)的高度的最高值與最低值的中間值，該掩模高度與掩膜的標(biāo) 記臺高度相對照，就將掩膜表面的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的高度收容在焦點(diǎn)調(diào)整 機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍內(nèi)。其結(jié)果是，即使不對照掩膜的厚度公差增大焦點(diǎn)調(diào)整 機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍，也能夠最大限度地靈活運(yùn)用焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍來 校正掩膜的高度偏移的影響。


圖1是示出本發(fā)明的第1實(shí)施方式的電子束描繪裝置的結(jié)構(gòu)的概念圖。圖2是圖1的電子束描繪裝置的XY平臺的部分俯視圖。圖3 (a)是示出第1實(shí)施方式的Z平臺的高度調(diào)整前的狀態(tài)的側(cè)視圖， 圖3 (b)是示出第1實(shí)施方式的Z平臺的高度調(diào)整后的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖4是示出Z平臺的高度調(diào)整處理過程的流程圖。圖5 (a)是示出第2實(shí)施方式的Z平臺的高度調(diào)整前的狀態(tài)的側(cè)視圖， 圖5 (b)是示出第2實(shí)施方式的Z平臺的高度調(diào)整后的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖6 (a)是示出第3實(shí)施方式的Z平臺的高度調(diào)整前的狀態(tài)的側(cè)視圖，圖6 (b)是示出第3實(shí)施方式的Z平臺的高度調(diào)整后的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖7 (a)是示出上表面保持機(jī)構(gòu)的掩膜保持狀態(tài)的側(cè)視圖，圖7 (b) 是示出縮短了電子光學(xué)鏡筒與掩膜的距離的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖8 (a)是示出背面保持機(jī)構(gòu)的掩膜保持狀態(tài)的側(cè)視圖，圖8 (b)是 示出掩膜的厚度差分部分的高度偏移的側(cè)視圖。圖9 (a)是示出標(biāo)記臺與掩膜的高度一致的狀態(tài)的側(cè)視圖，圖9 (b) 是示出掩膜高于標(biāo)記臺的狀態(tài)的側(cè)視圖，圖9 (c)是示出掩膜低于標(biāo)記臺 的狀態(tài)的側(cè)視圖。附圖標(biāo)記2電子光學(xué)鏡筒(電子束照射單元) 2a物鏡(焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu))3 XY平臺4 標(biāo)記臺5 Z平臺5b支承銷(支承機(jī)構(gòu)) 6保持機(jī)構(gòu)7照射控制部(焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu))9 Z平臺控制部(Z平臺控制單元)13高度測定單元14差分計(jì)算部(差分計(jì)算單元)15傾斜度計(jì)算部(傾斜度計(jì)算單元)具體實(shí)施方式
圖1示出了向掩膜M的表面照射電子束并描繪期望的圖案的電子束描 繪裝置。該電子束描繪裝置具有描繪室1和作為電子束照射單元的電子光 學(xué)鏡筒2，該電子光學(xué)鏡筒2豎立設(shè)置在描繪室1的頂板部中。在描繪室1 中設(shè)置著XY平臺3，該XY平臺3能夠在正交于電子束光軸方向的X方向 和Y方向上移動。如圖2和圖3所示，在XY平臺3上豎立設(shè)置著標(biāo)記臺4。在進(jìn)行描繪 之前，進(jìn)行電子束的焦點(diǎn)調(diào)整和/或束位置調(diào)整使用標(biāo)記臺4。此外，在XY平臺3上，在避開了豎立設(shè)置著標(biāo)記臺4的區(qū)域的區(qū)域中搭載有Z平臺5， 該Z平臺5能在電子束的光軸方向即Z方向上移動。在Z平臺5上設(shè)置有 保持機(jī)構(gòu)6，該保持機(jī)構(gòu)6用其背面保持掩膜M。此外，在XY平臺3的移動速度是高速的情況下，加減速時(shí)作用于掩 膜M的慣性力變大，容易產(chǎn)生掩膜M的位置偏移。在此，若用吸附掩膜M 背面的靜電吸盤來構(gòu)成保持機(jī)構(gòu)6，就能夠防止掩膜M的位置偏移。已經(jīng)公開的電子光學(xué)鏡筒2，是在將從內(nèi)置的電子槍發(fā)出的電子束成形 為期望的剖面形狀之后，使其偏向并照射到掩膜M上，因此省略其詳細(xì)的 說明。由照射控制部7控制電子光學(xué)鏡筒2。此外，電子光學(xué)鏡筒2具有圖 3中所示的物鏡2a，由照射控制部7使施加到物鏡2a上的電壓產(chǎn)生變化， 由此，就能夠使電子束的焦點(diǎn)高度在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)可變。即，構(gòu)成了 焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，該焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)能利用物鏡2a和照射控制部7使電子束的 焦點(diǎn)高度在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)可變。此外，能夠利用電子光學(xué)系統(tǒng)的其他結(jié)構(gòu)要素、例如設(shè)置在物鏡2a上 側(cè)的另一個(gè)物鏡等來調(diào)整物鏡2a的焦點(diǎn)位置。然后，調(diào)整電子光學(xué)系統(tǒng)的 其他結(jié)構(gòu)要素、例如另一個(gè)物鏡等，使電子束的焦點(diǎn)高度的調(diào)整范圍的上 限Fh與下限Fl的中間值Fm (= (Fh+Fl) /2)與標(biāo)記臺4的高度一致。 此外，也可以利用調(diào)整螺絲等調(diào)整該物鏡2a的設(shè)置高度。在進(jìn)行該調(diào)整時(shí) 掃描電子束，使得在將電子束的焦點(diǎn)高度維持在中間值Fm的狀態(tài)下橫截刻 印在標(biāo)記臺4的上表面上的標(biāo)記4a，由圖外的反射電子檢測器檢測來自標(biāo) 記臺4的反射電子。在電子束的焦點(diǎn)高度與標(biāo)記臺4的上表面的高度一致 的情況下，在向標(biāo)記4a照射了電子束的時(shí)刻，反射電子的檢測數(shù)急劇上升， 但在電子束的焦點(diǎn)高度偏離了標(biāo)記臺4的上表面高度的情況下，反射電子 的檢測數(shù)的上升變得緩慢。然后，調(diào)節(jié)物鏡2a的設(shè)置高度，使反射電子的 檢測數(shù)的上升變得急劇，使上述中間值Fm與標(biāo)記臺4的上表面的高度一致。由XY平臺控制部8向X方向和Y方向移動控制XY平臺3。由Z平 臺控制部9向Z方向移動控制Z平臺5。然后，用整體控制部10統(tǒng)一控制 照射控制部7、 XY平臺控制部8及Z平臺控制部9。整體控制部10連接有 第1存儲器lli和第2存儲器112。在第1存儲器lh中存儲著圖案數(shù)據(jù)。 整體控制部10基于圖案數(shù)據(jù)，制成描繪數(shù)據(jù)并將其存儲在第二存儲器112中，該描繪數(shù)據(jù)規(guī)定應(yīng)該描繪的圖形的形狀和位置。此外，電子束描繪裝置具有平臺位置測定單元12和高度測定單元13， 該位置測定單元12測定XY平臺5的X方向和Y方向的位置，該高度測定 單元測定保持在保持機(jī)構(gòu)6上的掩膜M的高度。平臺位置測定單元12由激 光測長計(jì)構(gòu)成，所述激光測長計(jì)利用在固定在XY平臺3上的平臺反射鏡 3a上射入反射激光來測定XY平臺3的位置。此外，圖2和圖3中省略了 平臺反射鏡3a。高度測定單元13由投光部13a、受光部13b及高度計(jì)算部13c構(gòu)成， 所述投光部13a從斜上方向在掩膜M的表面會聚照射激光，所述受光部13b 接受來自掩膜M的反射光后檢測反射光的位置，所述高度計(jì)算部13c根據(jù) 反射光的位置計(jì)算掩膜M的高度。將由高度測定單元13測定出的掩膜M 的高度數(shù)據(jù)輸入到整體控制部10中。在向掩膜M描繪圖案時(shí)，從整體控制部10向XY平臺控制部8發(fā)出動 作指令，移動XY平臺3。此外，在照射控制部7中，基于從整體控制部 IO輸入的描繪數(shù)據(jù)， 一面確認(rèn)由平臺位置測定單元12測定出的XY平臺3 的位置， 一面進(jìn)行電子光學(xué)鏡筒2內(nèi)的電子束的成形控制和偏向控制，向 掩膜M的期望位置照射電子束。另外，由高度測定單元13實(shí)時(shí)地測定掩膜 M的電子束照射處的高度，對照掩膜M的高度調(diào)整電子束的焦點(diǎn)高度，校 正高度偏移所產(chǎn)生的影響。但是，在用保持機(jī)構(gòu)6保持掩膜M的背面的情況下，產(chǎn)生有掩膜M的 厚度公差部分的高度偏移。要用焦點(diǎn)高度的調(diào)整來校正高度偏移所產(chǎn)生的 影響，就必須要使焦點(diǎn)高度的調(diào)整范圍成為掩膜M的厚度公差即100pm的 等級。但是，要確保這種大的調(diào)整范圍很困難。因此，在本實(shí)施方式中進(jìn)行Z平臺5的移動控制，使掩膜M的高度與 已進(jìn)行了電子束調(diào)整的標(biāo)記臺4的高度一致。圖3示出了 Z平臺5的高度 調(diào)整前后的狀態(tài)。圖3 (a)示出了掩膜M的高度低于標(biāo)記臺4的高度時(shí)的 調(diào)整前的狀態(tài)。圖3 (b)示出為了使掩膜M的高度與標(biāo)記臺4的高度一致， 向上方移動了 Z平臺5的調(diào)整后的狀態(tài)。此外，雖然未圖示，但最好在掩 膜M高于標(biāo)記臺4的情況下，向下方移動調(diào)整Z平臺5。Z平臺5的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如下，例如，設(shè)置一對工作臺，該一對工作臺的相對的錐形傾斜面平行，并在該一對工作臺之間設(shè)置有軸承等導(dǎo)向單 元，通過利用步進(jìn)電動機(jī)或者超聲波電送機(jī)使下方的工作臺在水平方向上 移動，來使上方的工作臺在上下方向上移動。圖4示出了利用Z平臺5進(jìn)行高度調(diào)整的處理過程。首先，在XY平 臺3上固定標(biāo)記臺4 (Sl)。接著，如上所述地調(diào)整物鏡2a的設(shè)置高度，使 電子?xùn)c的焦點(diǎn)高度的調(diào)整范圍的上限Fh與下限Fl的中間值Fm與標(biāo)記臺4 的高度一致(S2)。此外，利用高度測定單元9測定標(biāo)記臺4的高度(h0) (S3)。將測定出的標(biāo)記臺4的高度(h0)存儲在存儲器等中(S4)。接著，將保持機(jī)構(gòu)6搭載在Z平臺5上(S5)，將掩膜M搬入到描繪 室1中，載置在保持機(jī)構(gòu)6上(S6)。接著，利用高度測定單元9測定載置的掩膜M的高度(h,) (S7)。但 是，由于掩膜M的高度在不同的部位有高低差，因此，有可能根據(jù)測定點(diǎn) 而產(chǎn)生偏差。因此，在測定掩膜M的高度時(shí)，利用高度測定單元9測定掩 膜M上的多個(gè)測定點(diǎn)，將測定出的多個(gè)測定點(diǎn)的高度中的最高值與最低值 的中間值(=(最高值+最低值)/2)作為掩膜M的高度(h。。此外， 在用保持機(jī)構(gòu)6保持了掩膜M的情況下，掩膜M的表面形狀因?yàn)槠叫卸群?重力彎曲而發(fā)生變化。因此，由高度測定單元9測定的掩膜M上的多個(gè)測 定點(diǎn)最好至少是掩膜M的四角和中心這5個(gè)部位。在求出了掩膜M的高度(h,)之后，讀出存儲的上述標(biāo)記臺的高度(ho)， 用差分計(jì)算部14 (參照圖1)比較掩膜M的高度(h,)與標(biāo)記臺4的高度 (h0)，計(jì)算兩者的差分(S8)。在差分是"O"的情況下(S9)，由于兩者的高 度一致，因此結(jié)束高度調(diào)整，開始描繪。另一方面，在差分不是"o"的情況 下，即兩者的高度不一致的情況下，基于該差分信息，由Z平臺控制部9 移動控制Z平臺5 (SIO)，并再次執(zhí)行S7到S9的處理。此外，在實(shí)際運(yùn) 用中差分不是"O"而是一定的閾值以下的值。若進(jìn)行以上的高度調(diào)整，就能按照與已進(jìn)行了電子束調(diào)整的標(biāo)記臺4 相同的高度，向掩膜M進(jìn)行描繪。另外，通過將焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍 的中間值與標(biāo)記臺4的高度進(jìn)行對照，同時(shí)將與標(biāo)記臺4的高度進(jìn)行對照 的掩膜M的高度設(shè)為多個(gè)測定點(diǎn)的高度的最高值與最低值的中間值，由此， 就將掩膜表面的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的高度收入焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍內(nèi)。其結(jié)果是，即使不對照掩膜的厚度公差來增大焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍，也能夠最大限度地靈活運(yùn)用焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍來校正掩膜的高度偏移的影響。此外，也可以在保持機(jī)構(gòu)6上載置了掩膜M之后進(jìn)行掩膜臺4的高度(h0)的測定。另外，也可以在Z平臺5上設(shè)置了保持機(jī)構(gòu)6之后，進(jìn)行 使焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍的中間值Fm與標(biāo)記臺4的高度一致的調(diào)整。此外，在上述第l實(shí)施方式中，分別用單一的部件構(gòu)成了Z平臺5和 保持機(jī)構(gòu)6，但也可以如圖5所示的第2實(shí)施方式所述，用多個(gè)支承銷5a 構(gòu)成Z平臺5，該多個(gè)支承銷經(jīng)由單一驅(qū)動機(jī)構(gòu)能夠相互同步上下移動，并 且，也能夠用設(shè)置在多個(gè)支承銷5a上的多個(gè)承受座6a構(gòu)成保持機(jī)構(gòu)6。掩 膜M在其背面坐落并保持在這些承受座6a上。再有，第2實(shí)施方式適用于 XY平臺3的移動速度是低速的情況，利用承受座6a與掩膜M之間的摩擦 力，防止掩膜M的位置偏移。在第2實(shí)施方式中，也如圖5 (a)所示，在掩膜M的高度與標(biāo)記臺4 的高度不同時(shí)，進(jìn)行上述的高度調(diào)整處理，驅(qū)動多個(gè)支承銷5a，如圖5 (b) 所示地，使掩膜M的高度與標(biāo)記臺4的高度一致。但是，掩膜M的高度調(diào)整不只是Z平臺5的上下方向的移動，有時(shí)也 需要糾正調(diào)整傾斜度。因此，在圖6中所示的第3實(shí)施方式中，其結(jié)構(gòu)具 有使Z平臺5傾斜度的校正單元。即，用能在相對于電子束的光軸方向上 獨(dú)立移動的3個(gè)支承銷(支承機(jī)構(gòu))5b來構(gòu)成Z平臺5，在各支承銷5b上 設(shè)置著構(gòu)成保持機(jī)構(gòu)6的各承受座6a。此外，支承銷5b的數(shù)量不限定于3 個(gè)，也可以是4個(gè)以上。在掩膜M的厚度不均勻的情況下，如圖6 (a)所示地掩膜M的表面 傾斜。該情況下，計(jì)算出掩膜M的傾斜度，根據(jù)傾斜度個(gè)別地驅(qū)動各支承 銷5b以校正掩膜M的傾斜度，使得掩膜M的表面相對于電子束的光軸垂 直。之后，與上述第1實(shí)施方式同樣地，測定掩膜M上的多個(gè)測定點(diǎn)的高 度，同歩驅(qū)動各支承銷5b，使得中間值與標(biāo)記臺4的高度一致，該中間值 為這些測定點(diǎn)的高度的最高值與最低值的中間值。這樣，就如圖6 (b)所 示地，能夠在使掩膜M的表面相對于電子束的光軸垂直的狀態(tài)下，使掩膜 M的高度與標(biāo)記臺4的高度一致。此外，也可以在校正掩膜M的傾斜度之前，測定掩膜M的多個(gè)測定點(diǎn)的高度，同步驅(qū)動各支承銷5b，使得中間值與標(biāo)記臺4的高度一致，該中 間值為這些測定點(diǎn)的高度的最高值與最低值的中間值，然后進(jìn)行掩膜M的 高度調(diào)整，之后，根據(jù)掩膜M的傾斜度，個(gè)別地驅(qū)動各支承銷5b，校正掩 膜M的傾斜度。此外，掩膜M的傾斜度的計(jì)算方法最好是用高度測定單元14測定掩 膜M上的多個(gè)測定點(diǎn)的高度，基于這些測定數(shù)據(jù)，利用例如最小平方法求 出最優(yōu)的一次近似式。即，用一次近似式ax+by+c近似地求出上述測定數(shù) 據(jù)Zi二F (xi， yi)的微分式Z' =f (x， y)的x、 y的a、 b即為傾斜度。 為了校正傾斜度，最好與校正后同樣地，使求出的傾斜度變?yōu)?。另外，c 是支承銷5b的上下校正部分。用圖1中點(diǎn)畫線示出的傾斜度計(jì)算部15來進(jìn)行掩膜M的傾斜度的計(jì) 算。然后，向Z平臺控制部9發(fā)送由傾斜度計(jì)算部15計(jì)算出的傾斜度信息， 由Z平臺控制部9個(gè)別地移動控制各支承銷5b以校正傾斜度。此外，在第2、第3實(shí)施方式中，在各支承銷5a、 5b上設(shè)置了各承受 座6a，但也可以在各支承銷5a、 5b的上端一體成形各承受座6a。此外，也 可以在第2、第3實(shí)施方式的支承銷5a、 5b上設(shè)置由第1實(shí)施方式的靜電 吸盤構(gòu)成的保持機(jī)構(gòu)6。
權(quán)利要求
1、一種電子束描繪裝置，具有用背面保持掩膜的保持機(jī)構(gòu)，利用電子束照射單元向保持在該保持機(jī)構(gòu)上的掩膜表面照射電子束來描繪期望的圖案，其特征在于，具有XY平臺，能在與上述電子束的光軸方向正交的方向上移動；標(biāo)記臺，固定在該XY平臺上，用于調(diào)整電子束的焦點(diǎn)；Z平臺，避開固定有該標(biāo)記臺的區(qū)域而搭載在上述XY平臺上，能在上述光軸方向上移動；及測定單元，測定上述標(biāo)記臺的高度以及載置在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜的高度，上述電子束照射單元具有焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，該焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)使上述電子束的焦點(diǎn)高度在規(guī)定的調(diào)整范圍內(nèi)可變，該規(guī)定范圍的中間值與上述標(biāo)記臺的高度一致，上述掩膜保持機(jī)構(gòu)具有差分計(jì)算單元，設(shè)置在上述Z平臺上，計(jì)算由上述高度測定單元測定出的上述標(biāo)記臺的高度與載置在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜的高度之間的差分；及Z平臺控制單元，基于計(jì)算出的差分信息使Z平臺進(jìn)行移動，以使上述掩膜的高度與上述標(biāo)記臺的高度一致，在上述差分計(jì)算單元的計(jì)算中使用的上述掩膜的高度是多個(gè)測定點(diǎn)的高度中的最高值與最低值的中間值，該多個(gè)測定點(diǎn)的高度是由上述高度測定單元測定掩膜上的多個(gè)測定點(diǎn)而得到的。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子束描繪裝置，其特征在于， 由上述高度測定單元測定的掩膜上的測定點(diǎn)，至少是掩膜的四角和中心這5個(gè)部位。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子束描繪裝置，其特征在于， 具有傾斜度計(jì)算單元，該傾斜度計(jì)算單元計(jì)算載置在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜的傾斜度，上述Z平臺具有傾斜度校正單元，該傾斜度校正單元基于該計(jì)算出的傾斜度信息校正掩膜的傾斜度，使掩膜的表面相對于上述電子束的光軸垂 直。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子束描繪裝置，其特征在于， 具有傾斜度計(jì)算單元，該傾斜度計(jì)算單元計(jì)算載置在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜的傾斜度，上述z平臺具有傾斜度校正單元，該傾斜度校正單元基于該計(jì)算出的傾斜度信息校正掩膜的傾斜度，使掩膜的表面相對于上述電子束的光軸垂直。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子束描繪裝置，其特征在于， 具有上述傾斜度校正單元的Z平臺由3個(gè)以上的支承機(jī)構(gòu)構(gòu)成，該3個(gè)以上的支承機(jī)構(gòu)能夠相對于上述光軸方向獨(dú)立地移動。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子束描繪裝置，其特征在于， 具有上述傾斜度校正單元的Z平臺由3個(gè)以上的支承機(jī)構(gòu)構(gòu)成，該3個(gè)以上的支承機(jī)構(gòu)能夠相對于上述光軸方向獨(dú)立地移動。
7、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子束描繪裝置，其特征在于， 上述保持機(jī)構(gòu)由吸附掩膜背面的靜電吸盤構(gòu)成。
8、 一種電子束描繪方法，是由電子束照射單元向掩膜表面照射電子束 來描繪期望的圖案的電子束描繪方法，該掩膜表面被保持在用背面保持掩 膜的保持機(jī)構(gòu)上，其特征在于，在XY平臺上固定用于調(diào)整電子束的焦點(diǎn)的標(biāo)記臺，該XY平臺能夠 在與上述電子束的光軸方向正交的方向上移動，并且避開固定有上述標(biāo)記 臺的區(qū)域而在上述XY平臺上搭載Z平臺，該Z平臺能夠在上述光軸方向 上移動，在上述Z平臺上設(shè)置上述保持機(jī)構(gòu)，進(jìn)行下述工序利用上述電子束照射單元所具有的焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)，調(diào)整上述電子束照 射單元，以使上述電子束的焦點(diǎn)高度的規(guī)定的調(diào)整范圍的中間值與上述標(biāo) 記臺的高度一致的工序；及高度調(diào)整工序，測定上述標(biāo)記臺的高度，并且對載置在上述保持機(jī)構(gòu) 上的掩膜上的多個(gè)測定點(diǎn)的高度進(jìn)行測定，將測定出的多個(gè)測定點(diǎn)的高度 中的最高值與最低值的中間值作為掩膜的測定高度，比較上述標(biāo)記臺的測 定高度和上述掩膜的測定高度并計(jì)算差分，基于計(jì)算出的差分信息移動控制上述Z平臺，使得上述掩膜的高度與上述標(biāo)記臺的高度一致。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子束描繪方法，其特征在于，上述多個(gè)測定點(diǎn)至少是掩膜的四角和中心這5個(gè)部位。
10、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子束描繪方法，其特征在于， 進(jìn)行傾斜度校正工序，根據(jù)載置在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜上的多個(gè)測定點(diǎn)的高度計(jì)算掩膜表面的傾斜度，基于該計(jì)算出的傾斜度信息，控制上 述Z平臺上所具有的傾斜度校正單元，以使掩膜表面相對于上述電子?xùn)c的 光軸垂直。
11、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電子束描繪方法，其特征在于， 進(jìn)行傾斜度校正工序，根據(jù)載置在上述保持機(jī)構(gòu)上的掩膜上的多個(gè)測定點(diǎn)的高度計(jì)算掩膜表面的傾斜度，基于該計(jì)算出的傾斜度信息，控制上 述Z平臺上所具有的傾斜度校正單元，以使掩膜表面相對于上述電子束的 光軸垂直。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子束描繪方法，其特征在于， 在上述高度調(diào)整工序之后，進(jìn)行上述傾斜度校正工序，
13、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電子束描繪方法，其特征在于， 在上述高度調(diào)整工序之后，進(jìn)行上述傾斜度校正工序，
14、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電子束描繪方法，其特征在于， 在上述傾斜度校正工序之后，進(jìn)行上述高度調(diào)整工序。
15、 根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電子束描繪方法，其特征在于， 在上述傾斜度校正工序之后，進(jìn)行上述高度調(diào)整工序。
全文摘要
提供一種電子束描繪裝置和電子束描繪方法，該電子束描繪裝置在用背面保持掩膜的情況下，不增大焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的焦點(diǎn)高度的調(diào)整范圍，而能夠校正掩膜的高度偏移的影響。在XY平臺(3)上避開已固定了標(biāo)記臺(4)的區(qū)域來搭載Z平臺(5)，在設(shè)置在Z平臺(5)上的保持機(jī)構(gòu)(6)的上表面載置掩膜(M)。使焦點(diǎn)調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍的中間值與標(biāo)記臺(4)的高度一致。測定標(biāo)記臺(4)的高度，并且測定掩膜(M)的多個(gè)測定點(diǎn)的高度，移動Z平臺(5)，使這些測定點(diǎn)的高度中的最高值與最低值的中間值的高度與標(biāo)記臺(4)的高度一致。
文檔編號H01L21/027GK101546134SQ200910129718
公開日2009年9月30日 申請日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年3月25日
發(fā)明者東矢高尚 申請人:紐富來科技股份有限公司