JPH0883591A - 荷電ビーム照射装置と照射方法 - Google Patents
荷電ビーム照射装置と照射方法Info
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- JPH0883591A JPH0883591A JP6220097A JP22009794A JPH0883591A JP H0883591 A JPH0883591 A JP H0883591A JP 6220097 A JP6220097 A JP 6220097A JP 22009794 A JP22009794 A JP 22009794A JP H0883591 A JPH0883591 A JP H0883591A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡便でしかも現実の建屋・装置の構造に対応
して、磁場変動に伴う電子ビームの照射位置変動を補正
することができ、露光の高精度化及び装置構成の簡略化
をはかり得る電子ビーム露光装置を提供することにあ
る。 【構成】 試料１０９上に電子ビームを照射して所望パ
ターンを露光する電子ビーム露光装置において、外部磁
場による磁場変動を１軸で測定する磁場測定プローブ１
と、このプローブ１により測定された磁場変動量に対応
する補正量を出力する補正回路２と、この補正回路２に
より出力された補正量に対応して電子ビームを偏向する
ビーム偏向器３と、試料１０９上のビーム位置を測定す
るビーム位置測定機構４と、測定された磁場変動量とビ
ーム位置に基づいて補正回路２による補正量を決定し、
該補正回路２に最適な補正量を与える評価回路５とを具
備してなることを特徴とする。
して、磁場変動に伴う電子ビームの照射位置変動を補正
することができ、露光の高精度化及び装置構成の簡略化
をはかり得る電子ビーム露光装置を提供することにあ
る。 【構成】 試料１０９上に電子ビームを照射して所望パ
ターンを露光する電子ビーム露光装置において、外部磁
場による磁場変動を１軸で測定する磁場測定プローブ１
と、このプローブ１により測定された磁場変動量に対応
する補正量を出力する補正回路２と、この補正回路２に
より出力された補正量に対応して電子ビームを偏向する
ビーム偏向器３と、試料１０９上のビーム位置を測定す
るビーム位置測定機構４と、測定された磁場変動量とビ
ーム位置に基づいて補正回路２による補正量を決定し、
該補正回路２に最適な補正量を与える評価回路５とを具
備してなることを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、露光装置や電子顕微鏡
等に利用できる荷電ビーム照射装置と照射方法に関す
る。
等に利用できる荷電ビーム照射装置と照射方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体集積回路の高密度化，微細
化の進歩は目覚ましく、今世紀中には最小線幅０．１５
μｍの１ＧビットＤＲＡＭが、また２１世紀には最小線
幅０．１μｍ以下のＵＬＳＩが開発されると予想されて
いる。現在、このような微細なＵＬＳＩのパターンを形
成するための有力な技術の一つとして、電子ビームを用
いた露光方法がある。
化の進歩は目覚ましく、今世紀中には最小線幅０．１５
μｍの１ＧビットＤＲＡＭが、また２１世紀には最小線
幅０．１μｍ以下のＵＬＳＩが開発されると予想されて
いる。現在、このような微細なＵＬＳＩのパターンを形
成するための有力な技術の一つとして、電子ビームを用
いた露光方法がある。
【０００３】図４は、従来用いられてきた電子ビーム露
光装置を示す概略構成図である。電子銃１０１から放射
された電子ビームは、コンデンサレンズ１０２によりビ
ーム成形第１アパーチャ１０３に照射される。この第１
アパーチャ１０３の像は、投影レンズ１０４によってビ
ーム成形第２アパーチャ１０５の上に結像される。ビー
ム寸法は、ビーム成形偏向器１０６によって２つのアパ
ーチャ１０３，１０５の重なりの程度を制御することに
より変えることができる。アパーチャ１０３，１０５の
重なりによる像は、縮小レンズ１０７及び対物レンズ１
０８によって縮小されて試料１０９上に結像される。そ
して、試料面上のビーム位置は、主偏向器１１０によっ
て０．０１μｍ程度の分解能で制御される（例えば、J.
Vac.Sci.Technol.B11 (1994)2309）。
光装置を示す概略構成図である。電子銃１０１から放射
された電子ビームは、コンデンサレンズ１０２によりビ
ーム成形第１アパーチャ１０３に照射される。この第１
アパーチャ１０３の像は、投影レンズ１０４によってビ
ーム成形第２アパーチャ１０５の上に結像される。ビー
ム寸法は、ビーム成形偏向器１０６によって２つのアパ
ーチャ１０３，１０５の重なりの程度を制御することに
より変えることができる。アパーチャ１０３，１０５の
重なりによる像は、縮小レンズ１０７及び対物レンズ１
０８によって縮小されて試料１０９上に結像される。そ
して、試料面上のビーム位置は、主偏向器１１０によっ
て０．０１μｍ程度の分解能で制御される（例えば、J.
Vac.Sci.Technol.B11 (1994)2309）。
【０００４】このような装置により極微細なパターンを
形成する場合には、各種制御系の精度と安定性が必要不
可欠であるが、露光装置の分解能が良くなり露光する最
小線幅が小さくなるにつれ、装置の設置環境、例えば外
部磁場や室温、装置冷却水の温度等の変動が装置の性能
に大きく影響を与えることがある。
形成する場合には、各種制御系の精度と安定性が必要不
可欠であるが、露光装置の分解能が良くなり露光する最
小線幅が小さくなるにつれ、装置の設置環境、例えば外
部磁場や室温、装置冷却水の温度等の変動が装置の性能
に大きく影響を与えることがある。
【０００５】特に、外部磁場の変動がビームの照射位置
に与える影響は大きく、例えば５０ｋｅＶの電子ビーム
は、光軸と垂直方向に１０-7Ｔの磁場が存在すると、空
間を５ｃｍ進む間に、磁場と垂直方向に約０．０２μｍ
のずれを生じることになる。磁気シールドを用いない日
常の空間では、地磁気の変動や電車等の都市交通によっ
て発生する変動磁場、送配電線から漏洩する磁場等が存
在し、その変動の大きさは１０-7〜１０-6Ｔである。
０．０１μｍの分解能を持つ電子ビーム露光装置にとっ
て、このような変動（外乱）はビームの照射位置変動と
なり、精度悪化の原因となる。
に与える影響は大きく、例えば５０ｋｅＶの電子ビーム
は、光軸と垂直方向に１０-7Ｔの磁場が存在すると、空
間を５ｃｍ進む間に、磁場と垂直方向に約０．０２μｍ
のずれを生じることになる。磁気シールドを用いない日
常の空間では、地磁気の変動や電車等の都市交通によっ
て発生する変動磁場、送配電線から漏洩する磁場等が存
在し、その変動の大きさは１０-7〜１０-6Ｔである。
０．０１μｍの分解能を持つ電子ビーム露光装置にとっ
て、このような変動（外乱）はビームの照射位置変動と
なり、精度悪化の原因となる。
【０００６】露光装置において磁場変動の影響を防ぐた
めに、大きく分けて３つの手段が存在する。第１の手段
は、高透磁率材料を用いた磁気シールドを用いて露光装
置内部への外部磁場の侵入を防ぐ方法である（例えば、
J.Vac.Sci.Technol.B11(6)2309や、特開平４−２６４３
３９号公報）。この場合、シールドを幾重にもすること
で高い遮蔽効果を得ることができるが、それだけ厚みや
重量が増し、また作業性や排気・空調設備等の構造上の
制約が多く存在する。さらに、シールドされた内部で発
生した磁場変動の影響は避けることができないという問
題がある。
めに、大きく分けて３つの手段が存在する。第１の手段
は、高透磁率材料を用いた磁気シールドを用いて露光装
置内部への外部磁場の侵入を防ぐ方法である（例えば、
J.Vac.Sci.Technol.B11(6)2309や、特開平４−２６４３
３９号公報）。この場合、シールドを幾重にもすること
で高い遮蔽効果を得ることができるが、それだけ厚みや
重量が増し、また作業性や排気・空調設備等の構造上の
制約が多く存在する。さらに、シールドされた内部で発
生した磁場変動の影響は避けることができないという問
題がある。
【０００７】第２の手段は、露光装置全体を囲むように
大型のヘルムホルツコイルを設置して外部磁場を打ち消
す方法である（例えば、特開平４−３７０６３８号公
報）。この場合、大型のコイルを用いるので精度良く設
置することが難しく、変動の周波数が高いときに追従が
難しくなると考えられる。以上の２つの手段は、設備と
しても大きなものであり、また多額の費用がかかる。
大型のヘルムホルツコイルを設置して外部磁場を打ち消
す方法である（例えば、特開平４−３７０６３８号公
報）。この場合、大型のコイルを用いるので精度良く設
置することが難しく、変動の周波数が高いときに追従が
難しくなると考えられる。以上の２つの手段は、設備と
しても大きなものであり、また多額の費用がかかる。
【０００８】第３の手段として、磁場変動によって変動
したビーム位置を、偏向器を使って変動分だけ補正する
方法がある（例えば、特開昭６２−２１６３２４号公
報）。この方法は、露光装置近傍の磁界変動を２個のコ
イル（ｘ軸用，ｙ軸用）によって検知し、電磁誘導によ
ってコイルに発生した電流を増幅器を介して偏向器に入
力し、変動したビーム位置を補正するものである。前記
２つの方法に比べて簡便に実現できるが、現実の設置環
境では建物或いは装置の構造で磁場が一様でない問題が
あり、十分な効果が得られない。
したビーム位置を、偏向器を使って変動分だけ補正する
方法がある（例えば、特開昭６２−２１６３２４号公
報）。この方法は、露光装置近傍の磁界変動を２個のコ
イル（ｘ軸用，ｙ軸用）によって検知し、電磁誘導によ
ってコイルに発生した電流を増幅器を介して偏向器に入
力し、変動したビーム位置を補正するものである。前記
２つの方法に比べて簡便に実現できるが、現実の設置環
境では建物或いは装置の構造で磁場が一様でない問題が
あり、十分な効果が得られない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の電子
ビーム露光装置では、最小寸法の微細化を目指すに当た
り、磁場変動によってビームの照射位置が変動するとい
う問題が発生し、前項の従来技術に挙げたような手段で
その問題に対処してきた。しかし、磁気シールドを用い
て外部磁場を消去するには、装置の構造が複雑であり作
業性が悪くなるといった問題が、また磁場による変動分
を補正する方法では、測定地点と鏡筒内の磁場の向きが
異なるといった問題が発生し、十分な効果が得られない
ことが分かった。
ビーム露光装置では、最小寸法の微細化を目指すに当た
り、磁場変動によってビームの照射位置が変動するとい
う問題が発生し、前項の従来技術に挙げたような手段で
その問題に対処してきた。しかし、磁気シールドを用い
て外部磁場を消去するには、装置の構造が複雑であり作
業性が悪くなるといった問題が、また磁場による変動分
を補正する方法では、測定地点と鏡筒内の磁場の向きが
異なるといった問題が発生し、十分な効果が得られない
ことが分かった。
【００１０】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、簡便でしかも現実の建
屋・装置の構造に対応して、磁場変動に伴う荷電ビーム
の照射位置変動を補正することができ、露光の高精度化
及び装置構成の簡略化をはかり得る荷電ビーム照射装置
と照射方法を提供することにある。
ので、その目的とするところは、簡便でしかも現実の建
屋・装置の構造に対応して、磁場変動に伴う荷電ビーム
の照射位置変動を補正することができ、露光の高精度化
及び装置構成の簡略化をはかり得る荷電ビーム照射装置
と照射方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち、本
発明（請求項１）は、試料上に荷電ビームを照射する荷
電ビーム照射装置において、外部磁場による磁場変動の
大きさと方向を測定する磁場測定手段と、この磁場測定
手段により測定された磁場変動量に対応する補正量を出
力する補正手段と、この補正手段により出力された補正
量に対応して荷電ビームを偏向するビーム偏向手段と、
試料上のビーム位置を測定するビーム位置測定手段と、
各測定手段により測定された磁場変動量とビーム位置に
基づいて補正手段による補正量を決定し、該補正手段に
最適な補正量を与える評価手段とを具備してなることを
特徴とする。
に本発明は、次のような構成を採用している。即ち、本
発明（請求項１）は、試料上に荷電ビームを照射する荷
電ビーム照射装置において、外部磁場による磁場変動の
大きさと方向を測定する磁場測定手段と、この磁場測定
手段により測定された磁場変動量に対応する補正量を出
力する補正手段と、この補正手段により出力された補正
量に対応して荷電ビームを偏向するビーム偏向手段と、
試料上のビーム位置を測定するビーム位置測定手段と、
各測定手段により測定された磁場変動量とビーム位置に
基づいて補正手段による補正量を決定し、該補正手段に
最適な補正量を与える評価手段とを具備してなることを
特徴とする。
【００１２】また、本発明（請求項５）は、試料上の所
定位置に荷電ビームを照射する荷電ビーム照射方法にお
いて、外部磁場による磁場変動の大きさと方向を測定す
る磁場測定プローブを、該プローブで測定される磁場変
動とビーム位置変動の相関が最も大きくなる位置でかつ
磁場変動とビーム変動の相関が最も大きくなる方向に設
置し、プローブで測定された磁場変動量に応じて荷電ビ
ームを偏向し、偏向されたビーム位置を測定し、測定ビ
ーム位置と磁場変動量との関係から磁場変動量に対する
最適なビーム偏向補正量を決定することを特徴とする。
定位置に荷電ビームを照射する荷電ビーム照射方法にお
いて、外部磁場による磁場変動の大きさと方向を測定す
る磁場測定プローブを、該プローブで測定される磁場変
動とビーム位置変動の相関が最も大きくなる位置でかつ
磁場変動とビーム変動の相関が最も大きくなる方向に設
置し、プローブで測定された磁場変動量に応じて荷電ビ
ームを偏向し、偏向されたビーム位置を測定し、測定ビ
ーム位置と磁場変動量との関係から磁場変動量に対する
最適なビーム偏向補正量を決定することを特徴とする。
【００１３】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は、次のものがあげられる。 (1) 磁場測定手段は、磁場の大きさと方向の測定が可能
な磁場測定プローブを、磁場変動とビーム変動の相関が
最も大きくなる位置に、かつ磁場変動とビーム変動の相
関が最も大きくなる方向に設置してなるものである。 (2) 磁場測定手段は、磁場の大きさと方向の測定が可能
な磁場測定プローブを、荷電ビーム照射装置本体を囲む
磁気シールドの外側に設置してなるものである。 (3) 磁場測定手段は、１軸方向の磁場測定が可能な磁場
測定プローブ、又は３軸方向の磁場測定が可能な磁場測
定プローブであること。 (4) 評価手段は、各々測定された磁場変動量とビーム位
置との間の相関関係を求め、この相関関係に基づいて磁
場変動量に対する最適なビームの補正方向及び補正量を
決定するものである。 (5) 磁場の変動量を入力とし、変動量に対応する補正信
号を、少なくとも１組の直交する２軸（Ｘ方向，Ｙ方
向）の偏向手段に供給すること。偏向手段は、鏡筒内に
予め設けられている偏向器でもよいし、新たに専用の補
正用偏向器を設けてもよい。 (6) 補正信号の位相を、変動成分の位相に対し任意の角
度に合わせて出力すること。 (7) 磁場変動の周波数を弁別し、任意の周波数の補正信
号を選択して出力すること。 (8) 補正回路が出力した補正信号に対し、電磁コイル又
は静電偏向器を用いてビーム位置を偏向すること。 (9) ビーム位置を偏向する偏向器を、磁場変動の影響を
受けやすい位置に設置すること。 (10)磁場変動とビーム位置の相関測定に対応して、磁場
の適切な検出方向及び検出位置を評価、判断できるこ
と。 (11)磁場変動を検出し荷電ビーム装置に取り付けた偏向
器に、検出した磁場変動の影響を補正する信号を供給す
ること。 (12)磁場の変動量とビーム位置の測定を行い、両者の相
関を求めて相関がなくなるように補正量と補正方向を決
定すること。
は、次のものがあげられる。 (1) 磁場測定手段は、磁場の大きさと方向の測定が可能
な磁場測定プローブを、磁場変動とビーム変動の相関が
最も大きくなる位置に、かつ磁場変動とビーム変動の相
関が最も大きくなる方向に設置してなるものである。 (2) 磁場測定手段は、磁場の大きさと方向の測定が可能
な磁場測定プローブを、荷電ビーム照射装置本体を囲む
磁気シールドの外側に設置してなるものである。 (3) 磁場測定手段は、１軸方向の磁場測定が可能な磁場
測定プローブ、又は３軸方向の磁場測定が可能な磁場測
定プローブであること。 (4) 評価手段は、各々測定された磁場変動量とビーム位
置との間の相関関係を求め、この相関関係に基づいて磁
場変動量に対する最適なビームの補正方向及び補正量を
決定するものである。 (5) 磁場の変動量を入力とし、変動量に対応する補正信
号を、少なくとも１組の直交する２軸（Ｘ方向，Ｙ方
向）の偏向手段に供給すること。偏向手段は、鏡筒内に
予め設けられている偏向器でもよいし、新たに専用の補
正用偏向器を設けてもよい。 (6) 補正信号の位相を、変動成分の位相に対し任意の角
度に合わせて出力すること。 (7) 磁場変動の周波数を弁別し、任意の周波数の補正信
号を選択して出力すること。 (8) 補正回路が出力した補正信号に対し、電磁コイル又
は静電偏向器を用いてビーム位置を偏向すること。 (9) ビーム位置を偏向する偏向器を、磁場変動の影響を
受けやすい位置に設置すること。 (10)磁場変動とビーム位置の相関測定に対応して、磁場
の適切な検出方向及び検出位置を評価、判断できるこ
と。 (11)磁場変動を検出し荷電ビーム装置に取り付けた偏向
器に、検出した磁場変動の影響を補正する信号を供給す
ること。 (12)磁場の変動量とビーム位置の測定を行い、両者の相
関を求めて相関がなくなるように補正量と補正方向を決
定すること。
【００１４】
【作用】本発明によれば、磁場変動によって変動する荷
電ビームの照射位置は、磁場変動の大きさを測定し、そ
の結果に基づいて照射位置の移動分を補正するように補
正回路を介して偏向系にフィードバックしている。これ
によって、荷電ビームを使った露光を行う際の照射位置
の変動を防ぐことができるようになり、磁場変動によっ
て制限されていた露光の際の最小線幅や分解能等の性能
が向上し、露光装置を用いた半導体集積回路の製作が極
めて容易となる。
電ビームの照射位置は、磁場変動の大きさを測定し、そ
の結果に基づいて照射位置の移動分を補正するように補
正回路を介して偏向系にフィードバックしている。これ
によって、荷電ビームを使った露光を行う際の照射位置
の変動を防ぐことができるようになり、磁場変動によっ
て制限されていた露光の際の最小線幅や分解能等の性能
が向上し、露光装置を用いた半導体集積回路の製作が極
めて容易となる。
【００１５】特に本発明では、ビーム位置のＸ方向及び
Ｙ方向の変動が共に外部磁場の変動の大きさに比例する
ことを見出し、ビーム位置変動と最も相関のある磁場変
動方向を検出して補正しているので、磁場変動に伴うビ
ーム位置の補正プロセスが容易となり、実用性大なる利
点がある。さらに、磁場変動を測定する手段として１軸
の磁場測定プローブを用いることにより、磁場変動に伴
うビーム位置の補正プロセスが更に容易となる。また本
発明は、従来技術を用いた場合より簡便に実現でき、し
かも現実の建屋・装置の構造に対応しており、操作性や
補正の信頼性も向上する。
Ｙ方向の変動が共に外部磁場の変動の大きさに比例する
ことを見出し、ビーム位置変動と最も相関のある磁場変
動方向を検出して補正しているので、磁場変動に伴うビ
ーム位置の補正プロセスが容易となり、実用性大なる利
点がある。さらに、磁場変動を測定する手段として１軸
の磁場測定プローブを用いることにより、磁場変動に伴
うビーム位置の補正プロセスが更に容易となる。また本
発明は、従来技術を用いた場合より簡便に実現でき、し
かも現実の建屋・装置の構造に対応しており、操作性や
補正の信頼性も向上する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。図１は、本発明の一実施例に係わり、電子ビ
ーム露光装置にビーム照射位置補正機構を組み込んだも
のである。なお、図４と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。
説明する。図１は、本発明の一実施例に係わり、電子ビ
ーム露光装置にビーム照射位置補正機構を組み込んだも
のである。なお、図４と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。
【００１７】磁場の測定器１は、ホール効果を利用した
１軸方向の磁場を検出できる磁場測定プローブと、この
プローブの信号を入力として測定結果を出力する出力回
路とから構成されている。磁場測定プローブは、後述す
るように磁場変動とビーム位置変動の相関が最も大きい
場所で、かつ最も大きい向きに設置する。これにより、
空間磁場の方向と露光装置内の磁場の方向が異なる場合
でも補正をすることが可能となる。
１軸方向の磁場を検出できる磁場測定プローブと、この
プローブの信号を入力として測定結果を出力する出力回
路とから構成されている。磁場測定プローブは、後述す
るように磁場変動とビーム位置変動の相関が最も大きい
場所で、かつ最も大きい向きに設置する。これにより、
空間磁場の方向と露光装置内の磁場の方向が異なる場合
でも補正をすることが可能となる。
【００１８】測定器１から出力された磁場変動の信号
は、補正回路２と評価回路５に入力される。補正回路２
に入力された磁場変動信号は、ｘ軸補正用とｙ軸補正用
の２系統に分岐して偏向器を制御するための補正信号に
変換して出力され、露光装置内に設置されたビーム位置
偏向器３に供給される。偏向器３は電磁コイル又は静電
偏向器で、ｘ軸方向とｙ軸方向の２次元でビーム位置を
制御できる。なお、この偏向器３は必ずしも補正用に新
たに設ける必要はなく、鏡筒内に既設されている各種の
偏向器を用いてもよい。
は、補正回路２と評価回路５に入力される。補正回路２
に入力された磁場変動信号は、ｘ軸補正用とｙ軸補正用
の２系統に分岐して偏向器を制御するための補正信号に
変換して出力され、露光装置内に設置されたビーム位置
偏向器３に供給される。偏向器３は電磁コイル又は静電
偏向器で、ｘ軸方向とｙ軸方向の２次元でビーム位置を
制御できる。なお、この偏向器３は必ずしも補正用に新
たに設ける必要はなく、鏡筒内に既設されている各種の
偏向器を用いてもよい。
【００１９】１１１はｘ，ｙ方向に移動可能な可動ステ
ージで、ビーム位置測定用のマーク台及び試料１０９な
どを設置し、ビーム位置測定手段４として使用する。ス
テージ位置及びビーム位置検出器１１２の検出信号は、
磁場変動信号と共に評価回路５に入力されて、両者の相
関測定や補正量の決定などが行われる。
ージで、ビーム位置測定用のマーク台及び試料１０９な
どを設置し、ビーム位置測定手段４として使用する。ス
テージ位置及びビーム位置検出器１１２の検出信号は、
磁場変動信号と共に評価回路５に入力されて、両者の相
関測定や補正量の決定などが行われる。
【００２０】図２は、磁場変動とビーム位置変動との相
関を表わす図で、補正機能は使用していない従来の例で
ある。この図ではｘ方向とｙ方向の位相が１８０°逆に
なっていることが分かる。図３は、本実施例による補正
機構を用いてビーム位置の補正を行ったときの、磁場変
動とビーム照射位置の相関を表わす図である。図２と図
３のスケールは同一であり、各図において、（ａ）は磁
場変動、（ｂ）はｘ方向のビーム位置変動、（ｃ）はｙ
方向のビーム位置変動を示している。図３では図２に比
べて、磁場変動の大きさは略同じであるが、ビーム位置
との相関がなくなっており、補正の効果が得られている
ことが分かる。
関を表わす図で、補正機能は使用していない従来の例で
ある。この図ではｘ方向とｙ方向の位相が１８０°逆に
なっていることが分かる。図３は、本実施例による補正
機構を用いてビーム位置の補正を行ったときの、磁場変
動とビーム照射位置の相関を表わす図である。図２と図
３のスケールは同一であり、各図において、（ａ）は磁
場変動、（ｂ）はｘ方向のビーム位置変動、（ｃ）はｙ
方向のビーム位置変動を示している。図３では図２に比
べて、磁場変動の大きさは略同じであるが、ビーム位置
との相関がなくなっており、補正の効果が得られている
ことが分かる。
【００２１】前述したように、一般に電子ビームに影響
を与える磁場のビーム軸上での向きは、露光装置を構成
する各種構造物の存在によって磁路が変化し、磁場測定
プローブを設置する場所の磁場の向きと異なっている。
しかしながら、磁場変動の大きさは、両者の位置で比例
関係にあると考えられる。そのため、ｘ軸，ｙ軸の両方
のビーム位置に強く相関がある方向を評価回路５によっ
て判断し、磁場測定プローブの向きを決定する。より簡
便には磁場測定プローブを、該プローブによる測定磁場
が最も大きくなる位置で、かつ測定磁場が最も大きくな
る方向に設置すればよい。
を与える磁場のビーム軸上での向きは、露光装置を構成
する各種構造物の存在によって磁路が変化し、磁場測定
プローブを設置する場所の磁場の向きと異なっている。
しかしながら、磁場変動の大きさは、両者の位置で比例
関係にあると考えられる。そのため、ｘ軸，ｙ軸の両方
のビーム位置に強く相関がある方向を評価回路５によっ
て判断し、磁場測定プローブの向きを決定する。より簡
便には磁場測定プローブを、該プローブによる測定磁場
が最も大きくなる位置で、かつ測定磁場が最も大きくな
る方向に設置すればよい。
【００２２】磁場測定プローブの設置位置については、
磁場検出精度を良くするために磁場変動の大きさが大き
い場所を評価回路５によって判断し、その位置にプロー
ブを設置する。特に、磁気シールドが存在する場合に
は、磁気シールドの外側にプローブを設置して測定を行
うと検出信号が大きくなり、補正精度の向上に効果があ
る。
磁場検出精度を良くするために磁場変動の大きさが大き
い場所を評価回路５によって判断し、その位置にプロー
ブを設置する。特に、磁気シールドが存在する場合に
は、磁気シールドの外側にプローブを設置して測定を行
うと検出信号が大きくなり、補正精度の向上に効果があ
る。
【００２３】磁場測定プローブの向きを選択する際、測
定を３軸同時に行うことで、容易に空間磁場の向きを判
断することができる。この手段によって、空間磁場の向
きを判断した上で、前述の１軸プローブを用いた方法に
よって補正を行うことができる。また、３軸同時に測定
を行い、３軸の測定値のベクトル和を空間磁場の大きさ
として、補正回路２と評価回路５への入力信号として用
いることができる。
定を３軸同時に行うことで、容易に空間磁場の向きを判
断することができる。この手段によって、空間磁場の向
きを判断した上で、前述の１軸プローブを用いた方法に
よって補正を行うことができる。また、３軸同時に測定
を行い、３軸の測定値のベクトル和を空間磁場の大きさ
として、補正回路２と評価回路５への入力信号として用
いることができる。
【００２４】ビーム位置に影響を与える磁場変動の原因
が複数存在する場合は、少なくとも１個以上のプローブ
を設置し、ビーム位置変動と相関がある各プローブ位置
と方向を評価回路５によって判断し、最終的にビーム位
置変動がなくなるように、複数の磁場変動信号の重ね合
わせによって補正を行うことができる。
が複数存在する場合は、少なくとも１個以上のプローブ
を設置し、ビーム位置変動と相関がある各プローブ位置
と方向を評価回路５によって判断し、最終的にビーム位
置変動がなくなるように、複数の磁場変動信号の重ね合
わせによって補正を行うことができる。
【００２５】ビーム位置変動の補正量と補正方向の決定
は、評価回路５による磁場変動とビーム位置変動の相関
測定評価結果に基づいて、補正回路２によって行われ
る。偏向器３に与えられる補正信号は補正回路２の中に
あるアンプの増幅度を変化させることによって適切な補
正量を得ることができる。補正方向はビーム位置測定が
ｘ，ｙ独立に行うことができるため、補正についても１
方向ずつ独立に行うことができる。補正回路２の出力
は、偏向器３が電磁コイルの場合は電流で、また静電偏
向器の場合は電圧で出力することができる。
は、評価回路５による磁場変動とビーム位置変動の相関
測定評価結果に基づいて、補正回路２によって行われ
る。偏向器３に与えられる補正信号は補正回路２の中に
あるアンプの増幅度を変化させることによって適切な補
正量を得ることができる。補正方向はビーム位置測定が
ｘ，ｙ独立に行うことができるため、補正についても１
方向ずつ独立に行うことができる。補正回路２の出力
は、偏向器３が電磁コイルの場合は電流で、また静電偏
向器の場合は電圧で出力することができる。
【００２６】また、補正回路２に周波数弁別機能を持た
せ、任意の周波数を持つ磁場変動成分を選択的に補正す
るようにしてもよい。さらに、補正信号の出力位相は、
１８０°反転の他、任意の位相で出力することができ
る。この場合、補正回路２の周波数及び位相の選択は、
評価回路５の評価結果に基づいて行われる。
せ、任意の周波数を持つ磁場変動成分を選択的に補正す
るようにしてもよい。さらに、補正信号の出力位相は、
１８０°反転の他、任意の位相で出力することができ
る。この場合、補正回路２の周波数及び位相の選択は、
評価回路５の評価結果に基づいて行われる。
【００２７】図１に示した実施例では、アパーチャ１０
３，１０５の光学的重なりによる像は、縮小レンズ１０
７によって縮小されており、磁場変動による影響を受け
やすい縮小レンズ１０７と試料面１０９との間、対物レ
ンズ１０８付近にビーム位置偏向器３が取り付けられて
いる。また、偏向器３は前記の位置に限らず、高い補正
感度が得られる位置に組み入れて使用する。さらに、磁
場変動の原因が複数存在する場合は、各原因に対応して
少なくとも１個以上の偏向器を設置して補正を行うこと
ができる。
３，１０５の光学的重なりによる像は、縮小レンズ１０
７によって縮小されており、磁場変動による影響を受け
やすい縮小レンズ１０７と試料面１０９との間、対物レ
ンズ１０８付近にビーム位置偏向器３が取り付けられて
いる。また、偏向器３は前記の位置に限らず、高い補正
感度が得られる位置に組み入れて使用する。さらに、磁
場変動の原因が複数存在する場合は、各原因に対応して
少なくとも１個以上の偏向器を設置して補正を行うこと
ができる。
【００２８】このように本実施例によれば、１軸の磁場
測定プローブを用い、その出力を偏向器３にフィードバ
ックすることにより、磁場変動によって変動する電子ビ
ームの照射位置を補正することができ、電子ビーム露光
を行う際の照射位置の変動を防止することができる。こ
のため、磁場変動によって制限されていた露光の際の最
小線幅や分解能等の性能が向上し、露光装置を用いた半
導体集積回路の製作が極めて容易となる。特に、１軸の
磁場測定プローブの出力からその比例関係でｘ方向及び
ｙ方向の補正を行うことができるので、磁場変動に伴う
ビーム位置の補正プロセスが容易となる実用性大なる利
点がある。
測定プローブを用い、その出力を偏向器３にフィードバ
ックすることにより、磁場変動によって変動する電子ビ
ームの照射位置を補正することができ、電子ビーム露光
を行う際の照射位置の変動を防止することができる。こ
のため、磁場変動によって制限されていた露光の際の最
小線幅や分解能等の性能が向上し、露光装置を用いた半
導体集積回路の製作が極めて容易となる。特に、１軸の
磁場測定プローブの出力からその比例関係でｘ方向及び
ｙ方向の補正を行うことができるので、磁場変動に伴う
ビーム位置の補正プロセスが容易となる実用性大なる利
点がある。
【００２９】なお、本発明は上述した実施例に限定され
るものではない。実施例では、電子ビーム露光装置につ
いて説明したが、これに限らずイオンビーム露光装置に
適用適用することもできる。さらに、露光装置に限らず
電子顕微鏡に適用することも可能であり、要は試料上に
荷電ビームを照射する装置であれば適用することができ
る。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することができる。
るものではない。実施例では、電子ビーム露光装置につ
いて説明したが、これに限らずイオンビーム露光装置に
適用適用することもできる。さらに、露光装置に限らず
電子顕微鏡に適用することも可能であり、要は試料上に
荷電ビームを照射する装置であれば適用することができ
る。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変
形して実施することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、外
部磁場変動の大きさと方向を磁場測定プローブで測定
し、磁場変動量に対応する補正信号を偏向器に供給しビ
ーム位置を偏向することによって、磁場変動によって変
動した荷電ビームの位置を、磁場変動のないときと同じ
位置に補正することができる。これにより、簡便でしか
も現実の建物・装置の構造に対応して、露光の高精度化
及び装置構成の簡略化をはかることが可能となる。
部磁場変動の大きさと方向を磁場測定プローブで測定
し、磁場変動量に対応する補正信号を偏向器に供給しビ
ーム位置を偏向することによって、磁場変動によって変
動した荷電ビームの位置を、磁場変動のないときと同じ
位置に補正することができる。これにより、簡便でしか
も現実の建物・装置の構造に対応して、露光の高精度化
及び装置構成の簡略化をはかることが可能となる。
【図１】本発明の一実施例を説明するためのもので、電
子ビーム露光装置にビーム照射位置補正機構を組み込ん
だ例を示す図。
子ビーム露光装置にビーム照射位置補正機構を組み込ん
だ例を示す図。
【図２】補正を行う前の磁場変動とビーム位置変動の相
関を表わす図。
関を表わす図。
【図３】補正を行った場合の磁場変動とビーム照射位置
の相関を表わす図。
の相関を表わす図。
【図４】従来の電子ビーム露光装置の光学系を示す概略
構成図。
構成図。
１…磁場測定器 ２…補正回路 ３…偏向器 ４…ビーム位置測定手段 ５…評価回路 １０１…電子銃 １０２…コンデンサレンズ １０３…ビーム成形第１アパーチャ １０４…投影レンズ １０５…ビーム成形第２アパーチャ １０６…ビーム成形偏向器 １０７…縮小レンズ １０８…対物レンズ １０９…試料面 １１０…主偏向器 １１１…可動ステージ １１２…ビーム位置検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/027
Claims (5)
- 【請求項１】試料上に荷電ビームを照射する荷電ビーム
照射装置において、外部磁場による磁場変動の大きさと
方向を測定する磁場測定手段と、この磁場測定手段によ
り測定された磁場変動量に対応する補正量を出力する補
正手段と、この補正手段により出力された補正量に対応
して荷電ビームを偏向するビーム偏向手段と、前記試料
上のビーム位置を測定するビーム位置測定手段と、前記
各測定手段により測定された磁場変動量とビーム位置に
基づいて前記補正手段による補正量を決定し、該補正手
段に最適な補正量を与える評価手段とを具備してなるこ
とを特徴とする荷電ビーム照射装置。 - 【請求項２】前記磁場測定手段は、磁場の大きさと方向
の測定が可能な磁場測定プローブを、磁場変動とビーム
位置変動の相関が最も大きくなる位置に、かつ磁場変動
とビーム位置変動の相関が最も大きくなる方向に設置し
てなることを特徴とする請求項１記載の荷電ビーム照射
装置。 - 【請求項３】前記磁場測定手段は、磁場の大きさと方向
の測定が可能な磁場測定プローブを、荷電ビーム照射装
置本体を囲む磁気シールドの外側に設置してなることを
特徴とする請求項１又は２に記載の荷電ビーム照射装
置。 - 【請求項４】前記評価手段は、各々測定された磁場変動
量とビーム位置との間の相関関係を求め、この相関関係
に基づいて磁場変動量に対する最適なビームの補正方向
及び補正量を決定することを特徴とする請求項１記載の
荷電ビーム照射装置。 - 【請求項５】試料上の所定位置に荷電ビームを照射する
荷電ビーム照射方法において、外部磁場による磁場変動
の大きさと方向を測定する磁場測定プローブを、該プロ
ーブで測定される磁場変動とビーム位置変動の相関が最
も大きくなる位置でかつ磁場変動量が最も大きくなる方
向に設置し、前記プローブで測定された磁場変動量に応
じて荷電ビームを偏向し、偏向されたビーム位置を測定
し、測定ビーム位置と磁場変動量との関係から磁場変動
量に対する最適なビーム偏向補正量を決定することを特
徴とする荷電ビーム照射方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22009794A JP3378369B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 荷電ビーム照射装置と照射方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22009794A JP3378369B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 荷電ビーム照射装置と照射方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0883591A true JPH0883591A (ja) | 1996-03-26 |
| JP3378369B2 JP3378369B2 (ja) | 2003-02-17 |
Family
ID=16745882
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22009794A Expired - Fee Related JP3378369B2 (ja) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | 荷電ビーム照射装置と照射方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3378369B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001284219A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Toshiba Corp | 荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビーム装置用試料室 |
| US6452172B1 (en) | 1998-05-19 | 2002-09-17 | Seiko Instruments Inc. | Composite charged particle beam apparatus |
| WO2008114422A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Pioneer Corporation | ビーム描画装置 |
-
1994
- 1994-09-14 JP JP22009794A patent/JP3378369B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6452172B1 (en) | 1998-05-19 | 2002-09-17 | Seiko Instruments Inc. | Composite charged particle beam apparatus |
| JP2001284219A (ja) * | 2000-03-30 | 2001-10-12 | Toshiba Corp | 荷電粒子ビーム装置及び荷電粒子ビーム装置用試料室 |
| WO2008114422A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Pioneer Corporation | ビーム描画装置 |
| JPWO2008114422A1 (ja) * | 2007-03-20 | 2010-07-01 | パイオニア株式会社 | ビーム描画装置 |
| JP5166400B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2013-03-21 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | ビーム描画装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3378369B2 (ja) | 2003-02-17 |
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