JPH027173B2 - - Google Patents

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JPH027173B2
JPH027173B2 JP55064818A JP6481880A JPH027173B2 JP H027173 B2 JPH027173 B2 JP H027173B2 JP 55064818 A JP55064818 A JP 55064818A JP 6481880 A JP6481880 A JP 6481880A JP H027173 B2 JPH027173 B2 JP H027173B2
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JP
Japan
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electron
electron beam
sample current
current
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JP55064818A
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English (en)
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JPS56161641A (en
Inventor
Akio Ito
Seigo Igaki
Yasuo Furukawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS56161641A publication Critical patent/JPS56161641A/ja
Publication of JPH027173B2 publication Critical patent/JPH027173B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/304Controlling tubes by information coming from the objects or from the beam, e.g. correction signals

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子ビーム露光装置に関し、特に試料
電流を自動的に制御することを可能とした電子ビ
ーム露光装置に関する。
表面に電子レジスト膜を有する半導体基板或い
はマスク基板等の試料に電子ビーム露光を行なう
に際し、上記試料面に到達する試料電流(電子ビ
ーム量)を使用する電子レジストの感度等に応じ
て露光前に予め所望の値に制御しておかねばなら
ない。
従来の電子ビーム露光装置において上述の試料
電流の調整を行なうには、試料を載置するステー
ジに取り付けられたフアラデーケージに接続する
試料電流計を見ながら、試料電流を調整するため
の2個の電子レンズの励磁電流を手動操作で適宜
選択することにより行なつていた。即ち電子レン
ズの強度を手動操作で調整していた。そのため試
料電流の調整に長時間を要するのみならず、電子
ビームのクロスオーバ(最小断面)像の結像位置
とブランキング偏向器の主面の位置とが常に一致
するとは限らない。この両者が一致していない場
合にはブランキングの際電子ビームの位置が試料
面上をシフトする。このシフト速度は非常に速い
ので、低感度の電子レジストを用いる場合には殆
んど問題はないが、高感度の電子レジストを使用
する場合には上述の電子ビームがシフトした軌跡
部分が感光してしまいパターンの乱れを生じる恐
れがある。従つて試料電流の調整に際してクロス
オーバ像の結像位置をブランキング偏向器の主面
の位置と一致させようとすると更に長時間を要
し、しかもその操作は容易ではない。
本発明の目的は試料電流を自動的に制御し得る
電子ビーム露光装置を提供することにある。
本発明の目的は、試料面に到達する試料電流を
制御するための第1及び第2の電子レンズと、試
料電流を検出するためのフアラデーケージと、電
子ビームをブランキングするためのブランキング
偏向器とを具備する電子ビーム露光装置におい
て、所望の試料電流値を指定する手段と、前記フ
アラデーケージにより検出する試料電流と、前記
試料電流値を指定する手段により指定する電流値
との差を算出する比較器と、該比較器の算出結果
を受けて前記第1、第2の電子レンズの励磁電流
を制御する駆動電流制御器と、所定の試料電流値
において電子ビームのクロスオーバ像をブランキ
ング偏向器主面の位置に結像せしめる前記第1、
第2の電子レンズの強度に対するデータを記憶し
た記憶装置を少なくとも備えている前記第1、第
2の電子レンズの強度制御手段を有し、前記指定
された試料電流値に応答して読出された記憶装置
からのデータに基いて前記第1、第2の電子レン
ズの強度が制御されるようにした電子ビーム露光
装置の提供により達成できる。
以下本発明の電子ビームの露光装置を実施例に
より具体的に説明する。
第1図は本発明に係る電子ビーム露光装置の第
一の実施例のシステム構成を示す要部ブロツク図
である。同図において1は電子銃、2は電子ビー
ム、3及び4は試料面5に到達する試料電流を制
御する第1及び第2の電子レンズ、6及び7は
夫々該第1及び第2の電子レンズの駆動電源、8
はブランキング偏向器、9は電子ビームのクロス
オーバ像、10は電子ビーム2を試料面上に結像
させる対物レンズ、11は前記試料面5の位置に
合せてステージ(図示せず)に設けられ検出器1
2を介して試料面5に到達する試料電流を検出す
るためのフアラデーケージである。以上の構成は
従来の電子ビーム露光装置と何ら変る所はない。
本実施例ではこれに加えて更に試料電流の所望
値を設定する試料電流設定器13と前記第1及び
第2の電子レンズの強度制御装置14を具備せし
めた。該強度制御装置14は例えば比較器15と
駆動電源制御回路16とで構成することができ
る。
次に上述のごとく構成した電子ビーム露光装置
において試料電流を調整する際の該装置の動作に
ついて説明する。
露光作業開始時、電子レジストの種類を変更し
た時、或いは電子銃のフイラメントを交換した時
等、試料電流の調整を必要とする場合には、先ず
ステージ(図示せず)を移動させてフアラデーケ
ージ11を電子ビームの照射位置に持つて来ると
共に、試料電流設定器13に所望の試料電流値I
を設定する。
次いで電子ビーム露光装置を作動せしめ、試料
面に到達した電子ビームをフアラデーケージ11
で受け検出器12により試料電流iを検出する。
比較器15は上記iとIとを比較し、両者の差△
Iを算出する。駆動電源制御回路16は上記△I
を受けて駆動電源6及び7を制御し、△Iが零に
なるよう第1及び第2の電子レンズ3,4の励磁
電流C1,C2を選択せしめる。
第2図の曲線群Iは、所定の試料電流Iを与え
る励磁電流C1とC2との関係を示す曲線であつて、
例えば試料電流の所望値をI0とするには図のI0
る曲線を満足するようC1とC2を選択すればよい。
従つて励磁電流C1,C2の選択に当つてはC1とC2
を共に変化させる必要はなく、先ずC1(または
C2)は固定しておき、C2(またはC1)を変えて△
Iが零になる点を探す。もしC2の可変範囲内で
△Iが零になる点が求められない場合はC1(また
はC2)を前とは異なる値とし再びC2を変えて△
Iが零になる点を求める。この操作はすべて駆動
電流制御回路16からの指令によつて行なわれ
る。
このようにして試料面に到達する試料電流iを
所望の値に設定することができた。あとは2個の
電子レンズの励磁電流を固定したまゝ電子ビーム
露光を行なえばよい。
第3図は前記第2図を書き直したもので、横軸
は試料電流I、縦軸は励磁電流C1を示し、曲線
群C2は励磁電流C2を夫々C20,C21,C22とした時
のIとC1との関係を示す。
第2図の例では試料電流を所望の値に調整する
のに2つの電子レンズ3,4の励磁電流C1,C2
を広範囲に変化させて△Iを零にする組み合せを
探さねばならない。そこで試料電流の可変範囲を
幾つかの領域例えば第3図に示すようにI0±a、
I1±a、I2±aなる3つの領域に区分し、夫々の
領域に対して電子レンズ3の励磁電流C2をC20
C21,C22と選ぶ。そして前記第1図に示すように
第1の実施例に用いた電子ビーム露光装置の電子
レンズ強度制御装置14に記憶装置17を付設
し、上記試料電流の区分領域とその夫々に対応す
る励磁電流を記憶させる。
このようなシステム構成とすることにより、所
望の試料電流値、例えばI1′を試料電流設定器1
3により設定すれば、該I1′なる信号は上記記憶
装置17に送られ、該記憶装置17はこれを受け
てI1′はI1±aの領域内にあるのでその領域に対応
して励磁電流C2をC21と指定する信号を送出する。
駆動電源制御回路16はこれを受けて先ず励磁電
流C2をC21に固定し、次いで励磁電流C1を変えて
△I=0となる値C11を探し出す。
本実施例によれば所望の試料電流値Iに応じて
励磁電流C2を予め指定するので、△I=0とな
る励磁電流C1を容易に定めることができる。
次に本発明の第2の実施例を第1図及び第4図
を用いて説明する。
前述のごとくブランキング偏向器8の主面の位
置とクロスオーバ像の位置が一致していない場合
(第1図の9′)にはブランキングの際試料面上を
電子ビームがシフトするという問題がある。高感
度の電子レジストを用いる場合にはこのシフトを
極力無くすことが必要で、そのためには第1図の
9に示すごとくクロスオーバ像をブランキング偏
向器8の主面に一致させねばならない。第3の実
施例はクロスオーバ像の位置制御即ち上記電子ビ
ームのシフト量制御の機能を付加したものであ
る。
第4図は第2図に試料面上の電子ビームのシフ
ト量を示す曲線群Sを加えた図である。曲線S0
S1,S2は夫々試料電流I0,I1,I2の曲線に対応す
る。例えばC1,C2を変えて試料電流IをI0とした
時のシフト量Sは曲線S0のごとく変化する。なお
この2つの曲線は同一C1上の各点が対応するよ
う描いてある。
同図に見られるごとく励磁電流C1,C2の組み
合せには、試料電流Iの値に対してシフト量Sを
最小にする最適値が存在する。曲線Qはこの最適
の組合せを示す各点を結んだものである。
本実施例のシステム構成は前述の第2の実施例
と異なる点はないが、記憶装置17に上記曲線Q
を示すデータを記憶せしめる点が異なる。従つて
本実施例においては記憶装置17は試料電流の所
望値例えばI0を受けてシフト量Sを最小とする励
磁電流C1,C2の組合せC10,C21を指定する。駆動
電源制御回路16はこれを受けて駆動電源C1
C2を夫々C10,C11とする。これにより試料電流i
はほぼ所望値I0となつているので、あと僅かの誤
差を△I=OとなるようC1またはC2を微細調整
を行なう。
以上のごとく第3の実施例では試料電流の制御
とシフト量の制御即ちクロスオーバ像の位置制御
を容易且つ再現性良く行なうことができる。
以上説明したごとく本発明によれば励磁電流
C1,C2を自動的に制御して第1及び第2の電子
レンズ3,4の強度を調整することにより試料電
流を制御するので、試料電流を短時間で容易且つ
精度よく調整することが可能となる。更に付設し
た記憶装置にシフト量が最小となる電子レンズ強
度の組合せに関するデータを蓄えることにより、
クロスオーバ像の位置を常にブランキング偏向器
の主面とほぼ一致させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1ないし第3の実施例のシ
ステム構成を示す要部ブロツク図、第2図、第3
図、第4図は夫々第1ないし第3の実施例の説明
のための曲線図である。 1……電子銃、2……電子ビーム、3……第1
の電子レンズ、4……第2の電子レンズ、5……
試料面、6,7……駆動電源、8……ブランキン
グ偏向器、9,9′……クロスオーバ像、11…
…フアラデーケージ、12……検出器、13……
試料電流設定器、14……電子レンズ強度制御装
置、15……比較器、16……駆動電源制御回
路、17……記憶装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 試料面に到達する試料電流を制御するための
    第1及び第2の電子レンズと、試料電流を検出す
    るためのフアラデーケージと、電子ビームをブラ
    ンキングするためのブランキング偏向器とを具備
    する電子ビーム露光装置において、 所望の試料電流値を指定する手段と、 前記フアラデーケージにより検出する試料電流
    と、前記試料電流値を指定する手段により指定す
    る電流値との差を算出する比較器と、該比較器の
    算出結果を受けて前記第1、第2の電子レンズの
    励磁電流を制御する駆動電流制御器と、所定の試
    料電流値において電子ビームのクロスオーバ像を
    ブランキング偏向器主面の位置に結像せしめる前
    記第1、第2の電子レンズの強度に対するデータ
    を記憶した記憶装置を少なくとも備えている前記
    第1、第2の電子レンズの強度制御手段を有し、
    前記指定された試料電流値に応答して読出された
    記憶装置からのデータに基いて前記第1、第2の
    電子レンズの強度が制御されるようにしたことを
    特徴とする電子ビーム露光装置。
JP6481880A 1980-05-16 1980-05-16 Exposure apparatus to electron beam Granted JPS56161641A (en)

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