JPH0317214B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0317214B2 JPH0317214B2 JP59121728A JP12172884A JPH0317214B2 JP H0317214 B2 JPH0317214 B2 JP H0317214B2 JP 59121728 A JP59121728 A JP 59121728A JP 12172884 A JP12172884 A JP 12172884A JP H0317214 B2 JPH0317214 B2 JP H0317214B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mark
- deflection
- correction
- sample
- height
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子線やイオンなどの荷電粒子線を
走査して試料上に図形を描画する荷電粒子線装置
の改良に関するものである。
走査して試料上に図形を描画する荷電粒子線装置
の改良に関するものである。
一般に、例えば電子線描画装置においては、装
置自体の製作誤差、電子レンズや偏向器の設置誤
差等により偏向方向がひずむ。すなわち、偏向デ
ータとして、碁盤目状の格子を与えた時、描画さ
れた結果がゆがんだ格子になるという現象が生じ
る。異なつた装置で作られたマスク間の重ね合わ
せを可能にするにはこの偏向ひずみを除去せねば
ならない。従来の装置、特にマスク描画のための
装置ではこのひずみを補正するために、第１図に
示すような補正方法が用いられている。すなわ
ち、試料台２の一部に一つの標準マーク１を設
け、試料台２を移動させて、ビーム軸からのマー
クの相対位置を変化させ、この位置をレーザ測長
器３，４で測定すると同時に、電子ビーム５を偏
向器６に制御計算機（CPU）７から偏向データ
を与えて、マーク１上を電子ビーム５で走査し、
マーク１の位置を検出して偏向のひずみを計測し
ていた。このひずみが一見なくなるようにデータ
を修正できれば偏向ひずみの補正ができたことに
なる。
置自体の製作誤差、電子レンズや偏向器の設置誤
差等により偏向方向がひずむ。すなわち、偏向デ
ータとして、碁盤目状の格子を与えた時、描画さ
れた結果がゆがんだ格子になるという現象が生じ
る。異なつた装置で作られたマスク間の重ね合わ
せを可能にするにはこの偏向ひずみを除去せねば
ならない。従来の装置、特にマスク描画のための
装置ではこのひずみを補正するために、第１図に
示すような補正方法が用いられている。すなわ
ち、試料台２の一部に一つの標準マーク１を設
け、試料台２を移動させて、ビーム軸からのマー
クの相対位置を変化させ、この位置をレーザ測長
器３，４で測定すると同時に、電子ビーム５を偏
向器６に制御計算機（CPU）７から偏向データ
を与えて、マーク１上を電子ビーム５で走査し、
マーク１の位置を検出して偏向のひずみを計測し
ていた。このひずみが一見なくなるようにデータ
を修正できれば偏向ひずみの補正ができたことに
なる。
この従来の方法は、マスクや小径のウエハに描
画する時には精度的に十分なひずみ補正方法であ
つた。しかし±0.1μｍ以上の高精度を要求するサ
ブミクロンの寸法を有する素子の直接描画のため
の装置等では、この補正方法だけでは不十分であ
る。それはウエハ自体にそりがあるからである。
たとえば、ウエハが３″をこえると、プロセスを
経過することによりウエハのそり量は200μｍを
こえる。従つて、ステツプ・アンド・リピートの
工程において描画すべきフイールドごとに、フオ
ーカス、偏向振幅、偏向回転、樽形やその他のひ
ずみの補正をする必要がある。
画する時には精度的に十分なひずみ補正方法であ
つた。しかし±0.1μｍ以上の高精度を要求するサ
ブミクロンの寸法を有する素子の直接描画のため
の装置等では、この補正方法だけでは不十分であ
る。それはウエハ自体にそりがあるからである。
たとえば、ウエハが３″をこえると、プロセスを
経過することによりウエハのそり量は200μｍを
こえる。従つて、ステツプ・アンド・リピートの
工程において描画すべきフイールドごとに、フオ
ーカス、偏向振幅、偏向回転、樽形やその他のひ
ずみの補正をする必要がある。
ウエハのそりを矯正する方法として、静電チヤ
ツク方式があるが構造上の複雑さなどの点で実用
化されていない。
ツク方式があるが構造上の複雑さなどの点で実用
化されていない。
本発明は、上記の点に着目してなされたもので
あり、ウエハのそりを考慮した偏向ひずみの補正
を可能ならしめる荷電粒子線装置を提供すること
を目的とするものである。
あり、ウエハのそりを考慮した偏向ひずみの補正
を可能ならしめる荷電粒子線装置を提供すること
を目的とするものである。
上記目的を達成するために、本発明では、光軸
方向に高さの異なる少なくとも二面の標準面を有
するマーク上に荷電粒子線を走査して得られる各
標準面での偏向ひずみの補正量を基準にして試料
（例えば、ウエハ）上の描画すべき部分の高さ
（そり）に応じて偏向ひずみの補正を行うように
したものである。
方向に高さの異なる少なくとも二面の標準面を有
するマーク上に荷電粒子線を走査して得られる各
標準面での偏向ひずみの補正量を基準にして試料
（例えば、ウエハ）上の描画すべき部分の高さ
（そり）に応じて偏向ひずみの補正を行うように
したものである。
以下、本発明を実施例を参照して説明する。
最初に、偏向ひずみの検出方法の一例について
説明しておく。第２図は、標準マーク８を原点
（ビーム軸）９に対し、移動させる格子点を示す
ものである。初めに原点９にマークを置き、電子
ビームでマーク上を走査することにより、マーク
からの反射電子を半導体検出器等で検出し、マー
ク中心にビームを偏向するのに必要なデータを得
る。次にマークを別の格子点に移動させる。この
原点に対する移動距離はレーザ測長計等で正確に
測定できる。再び電子ビームをマーク上に走査
し、マーク中心に偏向させるために必要な偏向デ
ータを得る。この偏向データがマーク中心の偏向
データにレーザ測長計で測定された移動距離を加
えたものに等しいならば電子ビームの偏向にひず
みはないわけであるが一般にはひずみがあるため
に等しくはならない。上記の操作を第２図に示す
全格子点に対しておこなう。格子点の数は必要精
度に応じて適当に決める。このようにして、互い
に相対位置のわかつた格子点座標（XLi、YLi）と
電子ビーム偏向データ（Xi、Yi）の組が得られ
る。この組から電子ビーム走査フイールド内部の
偏向ひずみを知ることができる。
説明しておく。第２図は、標準マーク８を原点
（ビーム軸）９に対し、移動させる格子点を示す
ものである。初めに原点９にマークを置き、電子
ビームでマーク上を走査することにより、マーク
からの反射電子を半導体検出器等で検出し、マー
ク中心にビームを偏向するのに必要なデータを得
る。次にマークを別の格子点に移動させる。この
原点に対する移動距離はレーザ測長計等で正確に
測定できる。再び電子ビームをマーク上に走査
し、マーク中心に偏向させるために必要な偏向デ
ータを得る。この偏向データがマーク中心の偏向
データにレーザ測長計で測定された移動距離を加
えたものに等しいならば電子ビームの偏向にひず
みはないわけであるが一般にはひずみがあるため
に等しくはならない。上記の操作を第２図に示す
全格子点に対しておこなう。格子点の数は必要精
度に応じて適当に決める。このようにして、互い
に相対位置のわかつた格子点座標（XLi、YLi）と
電子ビーム偏向データ（Xi、Yi）の組が得られ
る。この組から電子ビーム走査フイールド内部の
偏向ひずみを知ることができる。
描画装置では、偏向データ（Xi、Yi）を与えた
時、ビームが（Xi、Yi）の位置に偏向される必要
がある。そのためには、次のような座標変換をお
こなつて、修正されたデータ（Ｕ、Ｖ）を電子ビ
ーム装置に供給しなければならない。
時、ビームが（Xi、Yi）の位置に偏向される必要
がある。そのためには、次のような座標変換をお
こなつて、修正されたデータ（Ｕ、Ｖ）を電子ビ
ーム装置に供給しなければならない。
Ｕ＝Ｖ＋F1（Ｘ、Ｙ）
Ｖ＝Ｙ＋F2（Ｘ、Ｙ） …(1)
F1（Ｘ、Ｙ）、F2（Ｘ、Ｙ）は小さな補正量であ
る。この関数形として、たとえば次のような形が
考えられる。
る。この関数形として、たとえば次のような形が
考えられる。
F1（Ｘ、Ｙ）＝A0＋A1X＋A2Y＋A3X2＋A4XY
＋A5Y2＋A6X3＋A7X2Y＋A8XY2＋A9Y3
F2（Ｘ、Ｙ）＝B0＋B1X＋B2Y＋B3X2＋B4XY
＋B5Y2＋B6X3＋B7X2Y＋B8XY2＋B9Y3 …(2)
なお、上式(2)における補正の各項に対し、次の
ような物理的意味を与えることができる。すなわ
ち、係数A0、B0はシフト量、A1、B1が偏向振
幅、A2、B2が回転、等の偏向ひずみを表わす。
そして、各々のひずみの補正係数Ａ、Ｂは上述し
た格子点座標（XLi、YLi）と偏向データ（Xi、
Yi）の組から適当な方法（例えば、最小自乗法）
で求めることができる。
ような物理的意味を与えることができる。すなわ
ち、係数A0、B0はシフト量、A1、B1が偏向振
幅、A2、B2が回転、等の偏向ひずみを表わす。
そして、各々のひずみの補正係数Ａ、Ｂは上述し
た格子点座標（XLi、YLi）と偏向データ（Xi、
Yi）の組から適当な方法（例えば、最小自乗法）
で求めることができる。
ところで、前述したようにウエハが３″をこえ
ると、プロセスを経過することによりウエハのそ
り量は200μｍをこえる。したがつて式(2)におけ
る補正係数Ａ、Ｂの値は高さが異なると当然異な
つてくる。たとえば上式(2)における偏向振幅の補
正項A1X、B1Xはウエハのそりが200μｍである
と、上面と下面の描画フイールド端で数μｍの差
が生じるので、補正係数A1、B1は当然上面と下
面で異なる値を用いなければならない。このこと
は振幅項のみならず、回転項や台形項等について
も言えることである。
ると、プロセスを経過することによりウエハのそ
り量は200μｍをこえる。したがつて式(2)におけ
る補正係数Ａ、Ｂの値は高さが異なると当然異な
つてくる。たとえば上式(2)における偏向振幅の補
正項A1X、B1Xはウエハのそりが200μｍである
と、上面と下面の描画フイールド端で数μｍの差
が生じるので、補正係数A1、B1は当然上面と下
面で異なる値を用いなければならない。このこと
は振幅項のみならず、回転項や台形項等について
も言えることである。
そこで、本発明では、上述のようなひずみ検出
方法を用いて、ウエハのそりを考慮した偏向ひず
みの補正を可能ならしめたのである。
方法を用いて、ウエハのそりを考慮した偏向ひず
みの補正を可能ならしめたのである。
第３図は、本発明の一実施例を説明する図であ
る。
る。
ウエハが載置される試料台２上に、相対的な高
さが既知の二面の標準マーク１０，１１を設け、
各々について描画に先立つて上述した方法で偏向
ひずみの補正をしておく。すなわち、下面Ｚ＝Zl
（Ｚは高さ座標を意味する）と上面Ｚ＝Zhで上式
(2)の補正係数Al i、Bl iとAh i、Bh iを求めておく。二
面のマークの高さ（Ｚ値）は描画すべきウエハの
高さが、そりを考慮して、おおよそ二つのマーク
１０，１１の間におさまるようなものが望まし
い。この様子を第４図に示す。図中、１０′，１
１′はそれぞれ上面、下面の標準マークを示し、
１２は試料（例えば、ウエハ）を示す。ステツ
プ・アンド・リピートの工程で、描画すべきフイ
ールド１３毎の高さを高さ検出器（例えば、光を
用いたＺセンサによる高さの検出）により前もつ
て測定し、高さＺ＝Ｚという値を得たものとす
る。この時、このフイールドの偏向ひずみの補正
係数Ai、Biは、Al i、Bl i：Ah i、Bh iを用いて適当な
内捜法により、例えば次の式から決めることがで
きる。
さが既知の二面の標準マーク１０，１１を設け、
各々について描画に先立つて上述した方法で偏向
ひずみの補正をしておく。すなわち、下面Ｚ＝Zl
（Ｚは高さ座標を意味する）と上面Ｚ＝Zhで上式
(2)の補正係数Al i、Bl iとAh i、Bh iを求めておく。二
面のマークの高さ（Ｚ値）は描画すべきウエハの
高さが、そりを考慮して、おおよそ二つのマーク
１０，１１の間におさまるようなものが望まし
い。この様子を第４図に示す。図中、１０′，１
１′はそれぞれ上面、下面の標準マークを示し、
１２は試料（例えば、ウエハ）を示す。ステツ
プ・アンド・リピートの工程で、描画すべきフイ
ールド１３毎の高さを高さ検出器（例えば、光を
用いたＺセンサによる高さの検出）により前もつ
て測定し、高さＺ＝Ｚという値を得たものとす
る。この時、このフイールドの偏向ひずみの補正
係数Ai、Biは、Al i、Bl i：Ah i、Bh iを用いて適当な
内捜法により、例えば次の式から決めることがで
きる。
Ai−Al／i／Ah／i−Al／i＝Bi−Bl／i／Bh／i−Bl
／i＝Ｚ−Zl／Zh−Zl…(3) （ただし、ｉ＝０、１、２…９） こうして求めたAi、Biを用い、前述した上式
(1)、(2)にしたがつて修正された（座標変換され
た）データ（Ｕ、Ｖ）を電子ビーム装置に供給す
る。この様子を第５図に示す。図において、
CPU７から描画座標Ｘ、Ｙが指定されると、補
正回路１４で小さな補正量F1（Ｘ，Ｙ）、F2（Ｘ、
Ｙ）が加えられ、出力Ｕ＝Ｘ＋F1（Ｘ、Ｙ）、Ｖ
＝Ｙ＋F2（Ｘ、Ｙ）が荷電粒子線装置の偏向系に
加えられる。なお、図中、１５は偏向アンプであ
る。
／i＝Ｚ−Zl／Zh−Zl…(3) （ただし、ｉ＝０、１、２…９） こうして求めたAi、Biを用い、前述した上式
(1)、(2)にしたがつて修正された（座標変換され
た）データ（Ｕ、Ｖ）を電子ビーム装置に供給す
る。この様子を第５図に示す。図において、
CPU７から描画座標Ｘ、Ｙが指定されると、補
正回路１４で小さな補正量F1（Ｘ，Ｙ）、F2（Ｘ、
Ｙ）が加えられ、出力Ｕ＝Ｘ＋F1（Ｘ、Ｙ）、Ｖ
＝Ｙ＋F2（Ｘ、Ｙ）が荷電粒子線装置の偏向系に
加えられる。なお、図中、１５は偏向アンプであ
る。
なお、この方法では偏向ひずみの各係数がＺ＝
ZlとZhの間で線形変化をしていると仮定している
が、これでは精度的に不十分な場合、Ｚ＝ZlとZh
の中間に、もう一面、Ｚ＝Znに標準マークを求
め、その面であらかじめ補正係数Am i、Bm iを求め
ておけばよい。これら三面での補正係数の値を基
準とし、描画すべきフイールド毎のＺ値に応じて
２次までの補正をおこなうことも可能である。ま
たは、描画フイールドの高さがたとえば下面と中
間の間にあれば、下面と中間の基準値から、上式
(3)のように線形内挿法により補正係数を求めるこ
とも可能である。三面以上の標準面を設ければよ
りきめ細かな補正をおこなうことも可能となる。
また、補正係数Ai、Biにおけるｉ値は、上記例に
おいてはｉ＝０、１、２、…９の場合について説
明したが、本発明では、上記数値に限定されるも
のではなく、設定条件等により適宜、設定可能で
ある。
ZlとZhの間で線形変化をしていると仮定している
が、これでは精度的に不十分な場合、Ｚ＝ZlとZh
の中間に、もう一面、Ｚ＝Znに標準マークを求
め、その面であらかじめ補正係数Am i、Bm iを求め
ておけばよい。これら三面での補正係数の値を基
準とし、描画すべきフイールド毎のＺ値に応じて
２次までの補正をおこなうことも可能である。ま
たは、描画フイールドの高さがたとえば下面と中
間の間にあれば、下面と中間の基準値から、上式
(3)のように線形内挿法により補正係数を求めるこ
とも可能である。三面以上の標準面を設ければよ
りきめ細かな補正をおこなうことも可能となる。
また、補正係数Ai、Biにおけるｉ値は、上記例に
おいてはｉ＝０、１、２、…９の場合について説
明したが、本発明では、上記数値に限定されるも
のではなく、設定条件等により適宜、設定可能で
ある。
以上のように、本発明によれば、高さの異なる
少なくとも二面のマークを用いて得られる各面で
の偏向ひずみの補正値を基準にすることにより、
描画すべき部分のそりを考慮した偏向ひずみの補
正が可能であり、実用に供してその効果は大き
い。
少なくとも二面のマークを用いて得られる各面で
の偏向ひずみの補正値を基準にすることにより、
描画すべき部分のそりを考慮した偏向ひずみの補
正が可能であり、実用に供してその効果は大き
い。
第１図は、従来の偏向ひずみの補正方法を説明
する図、第２図は、標準マークを原点に対し移動
させる格子点を示す図、第３図は、本発明の一実
施例を説明する図、第４図は、本発明の基本的原
理を説明する図、および第５図は、偏向ひずみ補
正回路の一例を示す図である。 図において、１，１０，１１……マーク、２…
…試料台、３，４……レーザ測長器、５……電子
ビーム、６……偏向器、７……制御計算機、１２
……ウエハ、１３……フイールド。
する図、第２図は、標準マークを原点に対し移動
させる格子点を示す図、第３図は、本発明の一実
施例を説明する図、第４図は、本発明の基本的原
理を説明する図、および第５図は、偏向ひずみ補
正回路の一例を示す図である。 図において、１，１０，１１……マーク、２…
…試料台、３，４……レーザ測長器、５……電子
ビーム、６……偏向器、７……制御計算機、１２
……ウエハ、１３……フイールド。
Claims (1)
- １ 荷電粒子線を走査して試料上に図形を描画す
る荷電粒子線装置において、前記試料を載置する
試料台の一部に光軸方向に高さの異なる少なくと
も二面の標準面を有するマークを設け、該マーク
を所定間隔を置いて設けられた各格子点に移動し
て、各格子点で該マーク上に前記荷電粒子線を走
査して得られる各標準面での偏向ひずみの補正量
をもとめる手段と、前記マークの各標準面の高さ
および前記試料上の描画すべき部分の高さを光学
的に測定する手段と、前記標準面での偏向ひずみ
の補正量を基準にして前記試料上の描画すべき部
分の高さに応じて偏向ひずみの補正量をもとめる
手段とを具備することを特徴とする荷電粒子線装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121728A JPS6041226A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 荷電粒子線装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59121728A JPS6041226A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 荷電粒子線装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP567580A Division JPS56103420A (en) | 1980-01-23 | 1980-01-23 | Compensating method for deflection distortion in charged particle beam apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6041226A JPS6041226A (ja) | 1985-03-04 |
| JPH0317214B2 true JPH0317214B2 (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=14818408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59121728A Granted JPS6041226A (ja) | 1984-06-15 | 1984-06-15 | 荷電粒子線装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6041226A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002110530A (ja) * | 2000-10-03 | 2002-04-12 | Advantest Corp | 電子ビーム露光装置 |
-
1984
- 1984-06-15 JP JP59121728A patent/JPS6041226A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6041226A (ja) | 1985-03-04 |
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