JPH0765760A

JPH0765760A - 交流磁場による電子ビームの振動を除去する方法及び装置

Info

Publication number: JPH0765760A
Application number: JP5209175A
Authority: JP
Inventors: Masahide Okumura; 正秀奥村; Hirozumi Ando; 宏純安藤; Toshiyuki Morimura; 利幸森村; Masaaki Ando; 公明安藤
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-08-24
Filing date: 1993-08-24
Publication date: 1995-03-10

Abstract

(57)【要約】【目的】電子ビーム描画装置などの電子ビーム装置に
おいて、外部擾乱である交流磁場による電子ビームの位
置の変動（振動）を除去する。【構成】電子ビーム８２でステージ上のマーク８５の
境界部を求め、適正なサイズの面積ビームを設定して照
射し、上記境界部から発生する反射電子を検出器７０で
検出し、雑音を除去して補正信号部４０に記憶し、読み
出して偏向器８４に電子ビーム８２の振動が最小になる
偏向信号を与える。また、交流磁場処理部６０により、
鏡体８０の周辺部の交流磁場を検知し、所定値を超えた
場合には装置の動作を一時中断し、上記補正処理を再実
施する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体デバイスの製造
などに用いられる電子ビーム描画装置をはじめとする電
子ビーム装置に係り、特に、交流磁場による電子ビーム
の振動を除去する方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子ビームはその性質上、外乱磁場の影
響を受けやすい。例えば、電子ビームの通路を横切る向
きの交流磁場があると、電子ビームは偏向作用を受けて
位置変動を生じ、描画精度を低下させてしまう。交流磁
場は、建物内に配置された電気ケーブルや電気装置等に
より発生するものである。このため、従来装置の殆ど
は、電子ビーム通路をパーマロイなどの強磁性体で作製
し、交流磁場の影響を受け難いようにしているが、その
影響を完全に取り除くことは困難であった。この理由に
より、電子ビーム装置の設置に際しては、交流磁場を小
さくするための環境整備が必要であった。

【０００３】しかし装置周辺の交流磁場が大きくても、
鏡体周辺で小さければ良い訳であるから、このような観
点から、鏡体周辺の交流磁場を小さくする方法が、特開
昭６０−９１５４１号公報や、特開昭５８−２１４２５
６号公報に開示されている。また、交流磁場を検出し
て、電子ビームを振動がなくなるように偏向する方法が
特開昭５７−１０３２５３号、特開昭５９−１２７３５
１号、特開昭５９−１４６１４４号、及び、特開昭６２
−１２０４４号の各公報に開示されている。さらに、電
子ビームの振動を直接検出し、検出された波形信号に基
づいて電子ビームを偏向して補正するという方法も、特
開昭５９−１２７３５２号公報に開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来技
術においては、交流磁場による電子ビームの振動の大き
さを求めるときの電子ビームのサイズについては全く触
れられていない。電子ビームの振動量を正確に検出する
ためには、用いる電子ビームのサイズは重要な要素であ
り、無視できない。また、高いコントラストを有するマ
ークの境界部に電子ビームを正確に止めて照射するため
の操作性に対する記載もなく、さらには、周辺交流磁場
が変動した場合の検知法と対策についても、一切、触れ
られていなかった。

【０００５】本発明はこれらの課題を解決するためにな
されたもので、外部からの擾乱交流磁場による電子ビー
ムの振動を適確に検出して補正を行ない、上記交流磁場
による電子ビームの振動を除去する方法及び装置を提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明においては、まず、マークを照射する電子ビ
ームのサイズを交流磁場による電子ビームの振動幅より
も大きく設定し、該電子ビームによりマーク上を走査し
てコントラストの高いマーク境界部に電子ビームを自動
的に止めて照射し、発生する信号波形に基づいて電子ビ
ームの偏向を補正制御して、電子ビームの振動を除去す
る。このとき、得られた信号波形に含まれる雑音を除去
し、整形された信号波形に基づいて電子ビームの偏向器
に振動を除去する補正制御信号を重畳させる。

【０００７】また、電子ビーム装置の周辺に交流磁場検
知器を設け、常時、周辺における交流磁場の強さを計測
し、その変動量が前回補正時の値よりも或る一定値以上
に大きくなった場合には、電子ビーム装置の動作を一時
中断し、上記の振動除去操作を行ない、その時の交流磁
場の強さを記憶して、電子ビーム装置の動作を再開す
る。

【０００８】

【作用】上記の交流磁場による電子ビームの振動を除去
する方法及び装置では、物質の異なるシャープなエッジ
を有するマークの境界部に電子ビームを止めて照射し、
発生する反射電子を検出して交流磁場によって振動する
電子ビームの振動状態を計測している。このとき、正確
に計測を行なうためには、まず、電子ビームの振動中心
を正確にマークの境界部に一致させることが必要であ
り、次に、電子ビームのサイズを、電子ビームの振動幅
よりも大きくして、少なくとも電子ビームの一部分が、
常に、マークの境界部上を照射しているようにする必要
がある。これは、もし、電子ビームのサイズが電子ビー
ムの振動幅よりも小さい場合には、或る時点では電子ビ
ームはマークの境界部から外れてしまい、単一の物質面
のみを照射するので、発生する反射電子の量が電子ビー
ムの位置の変動にもかかわらず、一定になってしまうか
らである。つまり、電子ビームが、例えば正弦波形状に
振動している場合でも、発生する反射電子の信号波形は
頭のつぶれた台形状になってしまう。したがって、この
波形からは電子ビームの振動の波形や振幅を正しく計測
することはできない。このため、本発明では、電子ビー
ムの振動を計測する場合には電子ビームのサイズを振動
幅よりも大きく設定し、正確に電子ビームの振動波形を
検出し、この信号波形に基づいて電子ビームの偏向系に
補正制御信号を重畳して、振動を除去する。

【０００９】ところで、電子ビームを振動させる鏡体外
部の交流磁場は、必ずしも常に一定しているものではな
く、しばしば大きく変動する場合もある。したがって、
或る時点で電子ビームの振動を補正して除去しておいて
も、外部の交流磁場の状態が変化すれば、再び、電子ビ
ームに振動が生じる。したがって、本発明では、この鏡
体周辺部に交流磁場の検知器を設けて、常時、交流磁場
の計測を行なっている。そして、この磁場の強さが一定
値以上に変化した場合には、電子ビーム装置の動作を一
旦中断し、変化した交流磁場に合わせて電子ビームの振
動を除去する操作を行ない、終了後、再び電子ビーム装
置の動作を再開する。

【００１０】こうして、交流磁場による電子ビームの振
動を除去すると共に、外部交流磁場を常に検知すること
によって、その変化に即応して電子ビームの振動除去の
操作を繰り返す。これにより、電子ビーム装置の安定動
作を可能にし、たとえば、電子ビーム描画装置の場合に
は、高精度の描画が可能になる。

【００１１】

【実施例】

（実施例１）本実施例では、本発明に係る交流磁場によ
る電子ビームの振動を除去する方法及び装置に関して、
基本的な装置構成と動作とについて、図１、２を用いて
説明する。

【００１２】まず、図１において描画制御部１０はステ
ージ９１を制御し、電子ビーム８２の直下にマーク８５
を移動する。その後、描画制御部１０は偏向部３０を経
由して偏向器８４を制御し、電子ビーム８２でマーク８
５上を走査する。この様子を図２の（１）に示す。斜線
部はマークであって、左はＳｉ（シリコン）、右はＷ
（タングステン）である。走査によって、マーク８５か
らは図２の波形（２）で示す反射電子が発生する。これ
を検出器７０で検出し、信号処理部５０で図２の波形
（２）に示すコンパレータレベル５１で二値化すると、
図２（３）が得られる。従って、電子ビームの走査ピッ
チをｐとし、図２（３）の０から１に変化する時のショ
ット数をＮとすると、ｐ×Ｎがマークの境界部を照射す
るための偏向の大きさである。このデータ（ｐ×Ｎ）を
偏向部３０に与えると、図２（４）に示すように、電子
ビーム８２をマーク８５の境界部に止めて照射すること
ができる。

【００１３】コントラストが異なるマーク境界部に電子
ビームを止めて照射すると、例えば図２（１）に示す異
種材料で構成されたマークの場合、Ｓｉ（シリコン）の
入射電子に対する後方散乱係数は約１４％であるのに対
して、Ｗ（タングステン）は約５０％と大きいので、コ
ントラストが発生する。したがって、電子ビームが境界
部を中心にして左右に揺らいでいると、この振動を反射
電子の強度変化として検出することができる。最良のコ
ントラストで振動を検出するためには、電子ビームの大
きさは小さいことが望ましい。しかし、あまりに小さい
と、電子ビームは境界部を外れてしまい、振動が検出さ
れなくなり、振動の様子を正しく求めることができなく
なる。逆に電子ビームが極端に大きいと、信号のコント
ラストが低下するという問題が生じる。

【００１４】この問題を解決するために本発明では、先
ず最初に、ビームサイズ設定部２０と成形偏向器８３と
によって、電子ビームの大きさをマーク検出とその設定
精度である概ね０．０５μｍ程度に設定して、境界部を
照射する。この時、電子ビームが、例えば５０Ｈｚで
０．０５μｍよりも大きく振動していると、境界部の反
射電子信号は、図２における周期２０ｍｓの台形波形
（５）となる。台形になるのはビームが境界部を超えて
反射電子の強度が変化しない部位を照射するためであ
り、正しい振動波形ではない。そこで、正しい振動波形
を得るために描画制御部１０では、この台形波形（図２
（５））が正弦波形（図２（６））となるように、ビー
ムサイズ設定部２０を制御して、電子ビームのサイズを
広げる。このことによって、振動の様子を忠実に再現し
た波形（６）が得られる。

【００１５】次に、電子ビーム８２が電源周波数の振動
周期で揺れていると仮定すると、電子ビーム８２の振動
は図２の波形（６）で示すように、反射電子信号の強度
変化として検出される。検出器７０で検出した振動波形
（６）は、補正信号部４０で有害な雑音が取り除かれ、
極性と振幅を制御して、偏向部３０によって電子ビーム
８２の振動を止めるように作用する。一方、補正信号部
４０は、振動を補正する信号を保持する機能を持ち、適
正な補正信号を求める上記動作が終了した後は、電源に
同期した周期で繰り返し読みだして偏向部３０の偏向信
号に加算する。このことによって、電子ビーム８２の電
源周期の交流磁場による振動が補正され続ける。

【００１６】一方、描画制御部１０はこれら一連の動作
が終了すると、交流磁場処理部６０に対して、電子ビー
ム鏡体８０近傍の交流磁場波形を検出し初期値として記
憶する指令を出す。交流磁場処理部６０は、記憶した波
形を電源周期で読み出すと同時に、引き続き、以後、常
時検出される交流磁場波形と比較し、磁場の強さ、或い
は、波形が異なっていたならば、描画制御部１０に対し
て異常が生じたことを知らせる。時間が経過して装置周
辺の磁場の強さに変化が生じた場合、描画制御部１０は
描画動作を中断し、ステージ９１を動かして、図２にお
ける波形（１）からの手順を再度繰り返す。

【００１７】こうして、交流磁場による電子ビームの振
動を除去し、かつ、交流磁場の強さが変化したならば、
自動的に電子ビームの振動を補正し直す。このことによ
って、電子ビーム装置周辺の交流磁場、或いは、鏡体に
流れる交流電流によって生じる交流磁場による電子ビー
ムの位置変動を除去することができる。

【００１８】（実施例２）図３に、可変成形ビーム方式
の電子ビーム描画装置に、本発明に係る電子ビームの振
動除去の方法及び装置を適用した実施例を示す。本実施
例は、装置周辺の交流磁場を検出して、これに基づいて
電子ビームの偏向に補正をかける方式であるが、さら
に、コントラストの高いマークの境界部を自動的に求め
て電子ビームを照射する手段、及び最適な信号対雑音比
でビーム位置変動を検出する手段などを付加して、操作
性を良くしたものである。

【００１９】まず、鏡体８０において、電子銃８１より
生じた電子ビームは、開口を有する成形絞り８７、８８
と可変成形用偏向器８３とで、面積可変の可変成形ビー
ム８２となる。この電子ビーム８２は、偏向器８４、対
物レンズコイル８９で偏向や焦点が制御され、試料ステ
ージ９１に搭載されたウェハ上の標準マーク８５を照射
する。鏡体の内部には、これらの他にも偏向器やコイル
などがあるが、本発明とは関係がないので省略してあ
る。同図において、交流磁場を検出するための交流磁場
検出器６３、アンプ６２、スイッチ６１、加算器３２、
およびＤＡＣ２１、アンプ２２、および信号処理回路５
１とその周辺回路部５０が、本発明に係る構成要素部で
ある。

【００２０】描画制御部１０は、ステージ制御部９０を
介してステージ９１を制御し、標準マーク８５を電子ビ
ーム８２の直下にセットする。次いで描画制御部１０
は、電子ビーム８２のサイズを所定の大きさに設定する
ように、データをＤＡＣ（Ｄ／Ａ変換器）２１にセット
する。この場合の所定の大きさとは、電子ビームをＸ
（Ｙ）軸方向に走査することによってマークの境界部を
求め、その結果に基づいて電子ビームを該境界部に止め
て照射することができるために必要なサイズであって、
具体的な一例としては、概ね０．０５μｍである。この
後、描画制御部１０は電子ビーム８２をオンすると同時
にＤＡＣ３１、加算器３２を介して偏向器８４を制御
し、境界部を含むマーク上をＸ軸方向に走査ピッチｐで
順次走査する。なお、スイッチ６１はオフにしておく。
走査によってマーク８５から発生する反射電子信号は、
ＳＳＤ検出器（半導体検出器）７０で図２−（２）の波
形として検出され、信号処理部５０は図２で既に説明し
た方法で、マークの境界部を照射するための偏向量（ｐ
×Ｎ）を求める。求められた偏向量は描画制御部１０を
介してＤＡＣ３１にセットされる。このことによって自
動的にマーク８５の境界部に電子ビーム８２を止めて照
射することが可能になる。

【００２１】以下、電子ビーム８２は５０Ｈｚの交流磁
場によって０．０５μｍよりも大きな振幅で振動してい
ると仮定する。ここで、モニタ３はオシロスコープと同
様な機能を持ち、ＳＳＤ検出器７０の出力を波形として
観察することができる機能を持っている。したがって、
モニタ３の画面で振動の様子を観察することができる。
振動の振動幅が０．０５μｍよりも大きい場合には、図
２−（５）で示しているような台形波になる。頭部がつ
ぶれた台形波になってしまうのは、振動の振動幅が０．
０５μｍよりも大きいために、境界部以外のＳｉとかＷ
を照射してしまい、この部分では電子ビームが振動して
いても反射電子の強度は変化しないためである。このよ
うな台形波となっている場合には、描画制御部１０を操
作してビームサイズ設定部２０に与えるデータを大きく
して、電子ビームのサイズを大きくする。そして、モニ
タ画面で観察される波形が図２−（６）のように頭のつ
ぶれない正弦波になるように調整する。つまり、測定の
まずさに起因する振動波形の歪みをなくす訳である。こ
こでモニタ３は、２チャンネルの波形を同時に表示でき
る機能を持っており、残りの１つの入力にはアンプ６２
の出力が入力され、交流磁場検知器６３が置かれている
場所の交流磁場波形をモニタすることができる。ここで
交流磁場検知器６３は、装置周辺の交流磁場波形を検知
し、これで電子ビームに偏向補正をすることによって、
電子ビームの振動を止めるための交流磁場センサであ
る。ただし、交流磁場雰囲気中に鉄などの金属が置かれ
ている場合、その金属の近傍においては歪みが生じ、場
所によってその様子が変わることは良く知られている。
したがって、モニタ３上の２つの波形を見ながら交流磁
場検知器６３を置く場所を選べば、近似的に電子ビーム
の振動波形に近い波形が得られる。

【００２２】任意のタイミングでスイッチ６１をオンす
ると、交流磁場検知器６３はコイルが置かれている場所
の磁場を検出しているため、アンプ６２、スイッチ６
１、加算器３２を経由し、電子ビームは周辺磁場に対応
した波形と大きさで偏向される。この様子はモニタ３で
観察することができる。このような条件においてアンプ
６２のゲインを調整すると、振動波形の振幅は大きくな
るか、または小さくなる。大きくなった場合には、位相
が１８０度違っているためであるから、交流磁場検知器
６３のコイルの裏表を反転し、位相を１８０度ずらす。
位相が一致したならば、モニタ３画面の波形の振幅が最
小になるように、アンプ６２のゲインを調整する。以上
の操作によって、例えば、Ｘ軸方向の補正が終了する。
図では省略したが、Ｙ軸についても上記と同じ構成が設
けられている。したがって、Ｙ軸も上記と同様の調整を
する。以上詳述した構成および方法によって、自動的に
マークの境界部に電子ビームを止めて照射でき、かつ、
電子ビームの大きさを最適化することによって、歪みの
ない忠実な振動波形をモニタすることができ、しかも簡
単な構成で交流磁場による電子ビームの振動が除去でき
る。

【００２３】（実施例３）図４に、本発明に係る交流磁
場による電子ビームの振動を除去する装置を、可変成形
ビーム方式の電子ビーム描画装置に適用した場合の他の
実施例を示す。本実施例は、磁場検知器で鏡体周辺の交
流磁場を検出して電子ビームの偏向に補正を加えるとい
う手段ではなく、検知された電子ビームの振動そのもの
を使って、電子ビームの偏向を補正するというものであ
る。

【００２４】先ず、前記実施例で説明した手順および動
作で、既にマークの境界部が求められ、この境界部に電
子ビーム８２が照射されているものとする。この時の電
子ビームのサイズは概ね０．０５μｍであって、かつ、
電子ビームはこれよりも大きい振動幅で振動しているも
のと仮定する。振動を示す反射電子信号はＳＳＤセンサ
７０で検出され、フィルタ４０１に入力される。フィル
タ４０１は、一般的なバンドパスフィルタであり、５０
Ｈｚ成分の周波数が通過するような定数としてある。こ
れによって電子ビームの振動波形は有害な雑音成分が取
り除かれ、ＡＤＣ（ＡＤ変換器）４０２を経由してメモ
リ４０３、メモリ４０９に書き込まれる。なお本実施例
では、バンドパスフィルタを用いたが、加算平均やスム
ージング処理を行なっても良い。

【００２５】ここで、メモリ４０９は電子ビームの振動
を補正するための補正信号波形を保持するために用い、
メモリ４０３は振動波形を一時保持するために用いる。
これら２つのメモリ４０３、４０９はデータ書き込み
時、電源周期に同期してアドレスが繰り返される。４０
５〜４０８のブロックは電源に同期してアドレスを発生
する回路の１例を示している。同期のためのＡＣライン
信号は二値化回路４０８で二値化され、その立上りのタ
イミングでＭＭ（短安定パルス発生器）４０７にトリガ
をかける。この出力でカウンタ４０６のアドレスをゼロ
リセットする。一方カウンタ４０６のクロック入力には
５０ｋＨｚ（２０μｓ）周期のパルスが発振器４０５か
ら入力されている。これらによってカウンタ４０６は、
電源に同期したアドレスデータを発生させることができ
る。

【００２６】２つのメモリ４０３、４０９のアドレス
は、２０μｓステップでインクリメントされ、５０Ｈｚ
の周期でゼロクリアされているから、電源に同期した１
周期の振動波形がストアされる。少なくとも２０ｍｓ経
過したならば描画制御部１０はメモリ４０３への書き込
みを中止し、メモリ４０３の波形を読み取る。読み取っ
た波形が図２−（５）のように台形であったならば、ビ
ームサイズ設定部２０に対して電子ビーム８２が大きく
なるように所定のデータを設定する。上記手順でメモリ
に振動波形を書き込み、読みだすという手順を、図２−
（６）の正弦波状になるまで繰り返す。適正なビームサ
イズが求められたならば、このビームサイズを固定し、
描画制御部１０はメモリ４０３の内容を読みだして記憶
する。これら一連の動作によって自動的に、しかも雑音
が除去された振動波形を求めることができる。

【００２７】これら一連の動作が終了した後、描画制御
部１０は、一旦ビーム８２をオフし、メモリ４０３に対
してのみＡＤＣ４０２の出力の書き込みを可能とし、メ
モリ４０９をリセットし、アンプ４１１に対しては適当
なゲインをセットする。これらの準備が終了した後、約
２０ｍｓの間ビームをオンにする。メモリ４０９は電源
に同期した５０Ｈｚの周期で常にアドレスがインクリメ
ントされているから、メモリ４０９に既にストアされて
いた波形、つまり振動波形が電源に同期して読みださ
れ、ＤＡＣ４１０、アンプ４１１、極性反転器４１２、
加算器３２を経由し、偏向器８４により電子ビーム８２
を積極的に振動させる。そして、マーク８５の境界部か
ら発生する反射電子信号は、前記同様メモリ４０３にス
トアされる。少なくとも２０ｍｓ経過後、描画制御部１
０はビームをオフし、ＭＰＸ４０４を切り替え、メモリ
４０３の内容をリードする。既に記憶してある振動波形
の振幅と比較し、小さくなっていたならば、アンプ４１
１のゲインを更に大きくする。そして同様の手順を繰り
返し、最適なアンプ４１１のゲインを求める。もし、解
が得られない場合、極性反転器４１２を逆極性にセット
する。つまり、振動補正信号の極性を反転させる。その
後、上記手順を繰り返す。以上の方法によれば、振動の
波形そのもので電子ビームが直接補正されるので、ほぼ
完全に振動は止められる。

【００２８】これらが終了したならば、描画制御部１０
は交流磁場処理部６０に対して、現在の交流磁場波形を
記憶する指令を出す。すなわち、交流磁場処理部６０
は、電子ビーム鏡体周辺の交流磁場を検知する検知器６
３、アンプ６２、ＡＤＣ６４、そして検知した交流磁場
波形を保持するメモリ６５、および比較回路６７とから
成る。メモリ６５のアドレスはカウンタ４０６の出力で
制御されている。このため、アドレスは２０μｓステッ
プでインクリメントされ、５０Ｈｚの周期でゼロクリア
されている。したがって、検知器６３で検出された交流
磁場波形は、電源に同期した１周期分の波形がストアさ
れる。少なくとも２０ｍｓ経過したならば描画制御部１
０はメモリ６５への書き込みを禁止し、読みだして比較
回路６７の一方の入力端子へ入力する。比較回路６７の
他方の入力にはＡＤＣ６４の出力が常時入力されてい
る。比較回路６７はウインドコンパレータであって、２
つの振幅の差が所定値よりも大きくなったらば、異常信
号を描画制御部１０に出力する機能を持っている。

【００２９】その後、鏡体周辺の交流磁場の強さが変化
した場合、描画制御部１０は比較回路６７からの異常信
号を検出し、描画動作を中断する。そして、前述した電
子ビームの振動をなくすための一連の動作を実行した
後、メモリ６５の内容を書き直す。その後、通常の描画
動作を続行する。

【００３０】これらＸ軸方向の動作が終了すると、描画
制御部１０は、ステージ制御部９０を制御してマーク８
５をＹ軸方向に移動する。そして、図では省略してある
が、Ｘ軸用と同じ構成の補正回路を使ってＹ軸の電子ビ
ームの振動について、同様の手順を実行する。

【００３１】図１、図３、図４、の実施例は、可変成形
方式の電子ビーム描画装置に適用した場合であった。し
かし、例えば、電子ビームを１０ｎｍ径程度の細いビー
ムとして描画するスポットビーム方式の描画装置もあ
る。このような装置では、マークの境界部に電子ビーム
を正確に止めて照射するのが困難な場合もある。しか
し、本発明においては、電子反射率の異なるマークの境
界部にビームを固定して照射し、反射電子の強度変化に
基づいて電子ビームの位置変動を知るのであるから、電
子ビームは絞られている、つまり、合焦点である必要は
ない。

【００３２】このような観点で、スポットビーム方式の
描画装置に実施した例を図４を用いて説明する。先ず描
画制御部１０は、レンズ電源１を経由して対物レンズコ
イル８９の励磁電流を最適値から少しずらす。つまり、
ディフォーカスにする。その結果、マーク８５上の電子
ビーム８２の面積が大きくなる。このことによって、可
変成形電子ビーム描画装置と同様の面積ビームになるか
ら、マークの境界部に電子ビームを照射することが可能
になる。なお、対物レンズでビームの大きさを変える
と、大きくするほど電子ビームの電流密度が低くなり、
信号対雑音比が若干低下する。その対策として、図では
省略したが、メモリ４０３、４０９を使って、多数回同
一波形を取り込み、平均化処理をする回路を具備してい
る。実際には、信号処理部５０にも上記同様の平均化処
理回路が設けられている（図では省略）。

【００３３】以上詳述した各実施例では、材質の異なる
マークの特定個所に電子ビームを止めて照射したときの
反射電子信号の強度変化を検知することにより、電子ビ
ームの振動を求めているが、同一の材質であって断面形
状が凸、または凹のマークを用いても同様の効果が得ら
れる。また、振動を検知するための信号は、２次電子を
検知しても良い。或いは、開口を有する板を用いて、そ
の境界部を特定個所として、透過電子の強度変化を求め
ても良い。

【００３４】本発明は、電子ビームを偏向する機能を有
している電子ビーム装置、例えば、走査形電子顕微鏡、
測長ＳＥＭ、或いは、偏向機能を持つ電子顕微鏡、さら
には、イオンビームを使った荷電ビーム装置等、それら
すべての装置に適用可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る交流
磁場による電子ビームの振動を除去する方法及び装置に
おいては、適正なビームサイズを有する電子ビームによ
って高いコントラストを有するマークの境界部を照射す
ることにより、電子ビームの交流磁場による振動を計測
することができ、得られた振動波形に基づいて電子ビー
ムの偏向系に補正制御信号を重畳して電子ビームの振動
を除去し、例えば、電子ビーム描画装置においては、高
精度の半導体デバイスの作製が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る交流磁場による電子ビームの振動
を除去する装置の基本構成を示す図である。

【図２】図１に示した装置において得られる振動波形に
関する説明図である。

【図３】本発明に係る実施例２の装置の基本構成図であ
る。

【図４】本発明に係る実施例３の装置の基本構成図であ
る。

【符号の説明】

１０…描画制御部２０…ビームサイズ設
定部３０…偏向部４０…補正信号部５０…信号処理部６０…交流磁場処理部７０…検出器８０…電子ビーム鏡体８１…電子銃８２…電子ビーム８３、８４…偏向器８５…マーク９０…ステージ制御部９１…ステージ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者安藤公明東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高いコントラストを有するマークの境界部
に電子ビームを照射して該電子ビームの交流磁場による
振動を検出し、検出された振動量に基づいて上記電子ビ
ームの偏向量を補正制御することにより電子ビーム装置
における交流磁場による電子ビームの振動を除去する方
法において、上記マークを照射して振動を検出する電子
ビームのサイズを、該電子ビームの交流磁場による振動
の幅よりも大きく設定することを特徴とする交流磁場に
よる電子ビームの振動を除去する方法。
【請求項２】高いコントラストを有するマークの境界部
に電子ビームを照射して該電子ビームの交流磁場による
振動を検出し、検出された振動量に基づいて上記電子ビ
ームの偏向量を補正制御することにより電子ビーム装置
における交流磁場による電子ビームの振動を除去する装
置において、上記電子ビームにより上記マーク上を走査
して得られるマーク信号に基づき、上記マークの境界部
に上記電子ビームを自動的に設定照射する手段と、該電
子ビームのサイズを上記交流磁場による上記電子ビーム
の振動幅よりも大きく設定する手段と、上記電子ビーム
の上記マークの境界部照射によって得られる信号波形に
基づき、上記電子ビームの偏向を補正制御する手段とよ
りなることを特徴とする交流磁場による電子ビームの振
動を除去する装置。
【請求項３】上記電子ビームの上記マークの境界部照射
により得られる信号波形に含まれる雑音を除去する雑音
除去手段と、該雑音除去手段によって整形された上記信
号波形に基づき上記電子ビームの偏向器に上記交流磁場
による振動を除去する補正制御信号を重畳させる手段と
を具備したことを特徴とする請求項２に記載の交流磁場
による電子ビームの振動を除去する装置。
【請求項４】上記電子ビーム装置の周辺に交流磁場検知
器を設け、該交流磁場検知器により、上記電子ビームの
振動を除去した時点の上記交流磁場の強さを記憶させ、
以後、常時、上記電子ビーム装置周辺における交流磁場
の変動を計測し、上記記憶された交流磁場の強さと比較
して、該変動の大きさが或る一定の値を超えた場合に
は、上記交流磁場による電子ビームの振動を除去する操
作を再設定することを特徴とする請求項２または３に記
載の交流磁場による電子ビームの振動を除去する装置。
【請求項５】上記電子ビーム装置周辺における交流磁場
の変動の大きさが或る一定値を超えた場合には、上記電
子ビーム装置の動作を一時中断し、上記電子ビームの交
流磁場による振動を除去する操作を再設定し、該振動の
除去操作が終了した時点で、再び上記電子ビーム装置周
辺における交流磁場の強さを記憶させ、かつ、上記電子
ビーム装置の動作を再開させることを特徴とする請求項
４に記載の交流磁場による電子ビームの振動を除去する
装置。
【請求項６】請求項２から５までのいずれかに記載の交
流磁場による電子ビームの振動を除去する装置を備えた
ことを特徴とする半導体デバイス製造用の電子ビーム描
画装置。