JPS615517A - 荷電ビ−ム装置の偏向歪み補正方法 - Google Patents

荷電ビ−ム装置の偏向歪み補正方法

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JPS615517A
JPS615517A JP59126170A JP12617084A JPS615517A JP S615517 A JPS615517 A JP S615517A JP 59126170 A JP59126170 A JP 59126170A JP 12617084 A JP12617084 A JP 12617084A JP S615517 A JPS615517 A JP S615517A
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JP
Japan
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mark
deflection
charged beam
charged
deflection distortion
Prior art date
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Pending
Application number
JP59126170A
Other languages
English (en)
Inventor
Norihisa Oiwa
徳久 大岩
Kanji Wada
和田 寛次
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS615517A publication Critical patent/JPS615517A/ja
Pending 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)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野〕 本発明は、電子ビーム描画装置等の荷電ビーム装置にお
ける偏向歪みを補正する方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、半導体ウェハやマスク基板等の試料上に所望パタ
ーンを形成するものとして各種の電子ビーム描画装置が
用いられているが、この種の装置ではビームを偏向させ
た場合偏向歪みが生じると云う問題がある。そこで、偏
向歪みを補正する手段(補正器)を設け、偏向フィール
ド内の各偏向位置に対応した信号を上記補正器にフィー
ドバックし、偏向位置に対応して偏向歪みを補正する方
法が採られている。
しかしながら、この種の方法にあっては次のような問題
があった。即ち、偏向位置に対応した補正を行うために
、歪み補正のための特別な装置を設ける必要がある。ま
た、多数のマークを試料面に設けて、マークに電子ビー
ムを照射して放出される2次的な電子ビームを検出して
歪みを測定し、偏向に伴う補正を多項式近似して偏向器
から補正器への歪み補正信号を決めると云う複雑な処理
をしなければならない。
なお、上記の問題は電子ビーム描画装置に限らず、イオ
ンビーム描画装置、その他荷電ビームを集束すると共に
偏向して試料上に照射する各種の装置についても同様に
云えることである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、偏向歪み補正のための特別な装置を設
けることなく、且つ複雑な処理を必要とすることなく、
荷電ビームの偏向歪みを容易に補正し得る荷電ビーム、
装置の偏向歪み補正方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は、荷電ビームを集束するための集束レン
ズ及び該ビームを偏向するための偏向器へのビームの入
射角及び入射位置を変えることにより、偏向歪み量を小
さくすることにある。
即ち本発明は、荷電ビーム源から放射された荷    
 i電ビームを集束レンズにより集束すると共に、偏向
器により偏向して試料上に照射する荷電ビーム装置の偏
向歪みを補正する方法において、前記集束レンズ及び偏
向器に対する荷電ビームの入射角及びさ射位置を変化さ
せ、試料上の偏向フィールド内で荷電ビームに対して異
なる位置のマークに対し順次前記ビームを偏向して走査
し・、該マークから放出されるエネルギービームを検出
してマークの位置及びマーク間距離の少なくとも一方を
測定することにより前記荷電ビームの偏向歪み量を求め
、この偏向歪み量が小さくなるよう前記入射角及及び入
射位置を設定するようにした方法である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、集束レンズ及び偏向器に対する荷電ビ
ームの入射角及び入射位置を最適にセットできるので、
特別な装置を設けることなく、偏向歪みを極めて小さく
することができる。さらに、偏向位置毎に補正データを
与える等の複雑な処理を必要とすることなく、上記入射
角及び入射位置のセットを予め偏向フィールド内の数点
で行うのみで容易に実施できる等の利点がある。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置の要部構成を示す図である。図示しない電子銃か
ら放射された電子ビームは第1のアライメントコイル1
.第1の偏向器2.第2の偏向器3及び第2のアライメ
ントコイル4を介し、集束レンズ5により集束されて試
料ステージ6上に載置された試料7上に照射されるもの
となっている。アライメントコイル1,4は偏向器2,
3に対するビームの入射位置及び集束コイル5に入射す
るビームの入射角を可変するもので、アライメント回路
8により駆動される。偏向器2,3は試料7上でのビー
ムを走査するもので、偏向制御回路9により駆動される
一方、試料ステージ6はX方向(紙面左右方向)及びY
方向(紙面表裏方向)に移動可能に設けられたもので、
ステージ駆動系10により駆動される。そして、試料ス
テージ6の移動位置はレーザ副長系11により測定され
るものとなっている。
また、試料ステージ6上には、第2図に示す如くマーク
21 <2.1a、21b、21c)が例えば3箇所形
成されている。このマーク21のステージ上位置(XO
、Va )は予め設定されており、またステージ位置(
Xl、Vl)は前記レーザ測長系11により測定される
。従って、マーク位置(Xs +X五、yo +Yt 
)はステージ6の郭動に拘りなく精度良く測定されるも
のとなっている。
なお、・マーク21はズテージ6上面と反射電子係数若
しくは2次電子放出係数の異なる部材或いは形状からな
るもので、例えば十字型に形成されている。
また、前記集束レンズ5と試料ステージ6との間には、
電子検出器12が配置されている。この電子・検出!1
12は、上記マーク21から放出される電子ビームを検
出するもので、その検出信号は位置回路13に供給され
る。位置回路13では、前記偏向器2.3の偏向と同期
して上記信号を解析し前記マーク21の位置を測定する
。即ち、第3図(a)に示す如くマーク21のY方向腕
22を電子ビームで走査し、同図(b)に示す如きマー
ク21からの2次電子信号を検出する。さらに、Y方向
腕22を別の位置でビーム走査しマーク21のY方向中
心線Rを求める。同様に、マーク21のX方向腕23を
複数箇所でビーム走査し、X方向中心線Sを求める。そ
して、各中心線R,Sの交点Oをマーク21の中心位置
(光学゛的マーク位置)として、測定するものとなって
いる。
なお、第1図中14は制御計算機、15はこの計算機1
4と前記駆動系10.測長系11及び各回路8.9.1
3とを接続するインターフェースを示している。
次に、上記構成された装置の偏向歪み補正方法について
説明する。
まず、前記偏向器2.3に対する電子ビームの入射位置
及び前記集束レンズ5に対する入射角が正確に合ってい
ると、ビームの偏向領域は第4図(a)に示す如くな・
る。そしてこの場合、ビーム走査によるマーク測定位置
と前記副長系11によるマーク測定位置とは一致するの
である。これに対し、上記入射位置或いは入射角が合っ
ていなりと、レンズ5による偏向歪みが生じ、ビームの
偏向領域は第4図(b)に示す如く同図(a)とは異な
るものとなる。そしてこの場合、ビーム走査によるマー
ク測定位置と前記測長系11によるマーク測定位置とは
異なるものとなる。即ち、同じ偏向データを偏向器2.
3に与えたとしても、第4図(a)(b)に示す各状態
ではPs 、 Pt ’或いはP2 、 P2 ’ と
偏向位置が異なったものとなる。そして、ビームの偏向
位置が異なることから、ビームの偏向走査によるマーク
測定位置も異なったものとなる。従って、上記入射位置
或いは入射角が合っていないと、ビーム走査によるマー
ク測定位置と測長系11によるマーク測定位置とが異な
ったものとなる。
そこで、ビーム走査によるマーク測定位置と測長系11
によるマーク測定位置とが同じとなるよう前記ビームの
入射位置及び入射角をセットすれば、偏向歪みがなくな
り第4図(a)に示す如き偏向領域が得られることにな
る。また、マーク位置の代りにマーク間距離を測定し、
上記と同様にビーム走査による測定と副長系による測定
とが一致するように入射位置及び入射角をセットすれば
、偏向歪みはなくなると考えられる。さらに、上記マー
ク位置及びマーク間距離の双方でビーム走査による測定
と測長系による測定とが一致するようにすれば、偏向歪
みをより確実に除去することが可能である。
このような原理に基づいて本実施例では、まずマーク2
1aを偏向フィールド内の適当な位置にセットし、この
状態でマーク21a上をビーム走査してマーク21aの
位置をビーム走査により測定した。一方、このときのマ
ーク21aの実際の位置は前記レーザ測長系11により
測定されている。従って、上記ビーム走査によるマーク
測定位置と測長系11によるマーク測定位置との差を求
めることにより、ビームの偏向歪みが検出される。
次いで、前記アライメントコイル1.4により偏向器2
.3及び集束レンズ5に対するビームの入対位置及び入
射角を変え、上記と同様にしてビームの偏向歪みを検出
する。この操作を繰り返すことにより、マーク21aの
位置における偏向歪みが小さくなるビームの入射位置及
び入射角を求め、これを計算til14の内部メモリ等
に記憶しておく。
次いで、別のマーク2Ib上を電子ビームで走査しマー
ク位置をビーム走査により測定する。ここでマーク21
bの位置はマーク21aと同様に測長系11により正確
に測定されている。従って、ビーム走査による測定及び
測長系11による測定の差を求めることにより、マーク
21bの位置におけるビームの偏向歪みが検出される。
続いて、ビームの入射位置及び入射角を可変して、先と
同様にそれぞれに対する偏向歪みを検出した。そし・て
、マーク218.21bの2点におけるビームの偏向歪
みが最小となるビームの入射位置及び入射角を求め、前
記アライメント回路8にこの位置及び角度をセットシた
。これにれより、上記入射位置及び入射角は最良点に合
わされたことになり、これらのずれに起因するビーム偏
向歪みが極めて小さいものとなる。
かくして本実施例によれば、偏向器2,3及び集束レン
ズ5に対するビームの入射位置及び入射角を最適に゛セ
ットすることができ、これによりレンズ5によるビーム
の偏向歪みを著しく小さくすることか可能となる。そし
てこの場合、各偏向位置毎に補正を必要とすることなく
、予め偏向フィールド内の数点でのマーク位置測定によ
り上記入射位置及び入射角をセットすればよ゛いので、
その実施が極めて容易である。そして、この状態で電子
ビーム描画を行うと、偏向歪みが小さいことから精度良
い描画が行えることになる。
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。前記電子光学系の構成は第1図に同等限定されるも
のではなく、例えば第5図に示す如く偏向器2が集束レ
ンズ5と同じ位置にあってもよく、さらに偏向器2がレ
ンズ5の下方にありでもよい。また、従来の偏向歪み補
正器を付加した場合、この補正器による補正量を著しく
小さくできるので、補正が極めて容易となる。また、マ
     !−り位置を測定する代りにマーク間距離を
測定して偏向歪みを求めるようにしてもよい。さらに、
・マーク位置及びマーク間距離の双方を測定して偏向歪
みを検出するようにすれば、より確実に偏向歪みを除去
することが可能となる。
また、前記試料ステージ上に形成するマークの形状は十
字型に限るものではなく、L字型或いは矩形であっても
よい。さらに、マークの個数は3個に同等限定されるも
のではなく、適宜変更可能゛ である。マークが1個の
場合、異なる位置でのマーク位置測定及びマーク間距離
の測定には前記試料ステージを移動させるようにすれば
よい。また、マーク位置の測定及びマーク間距離の測定
の箇所は2箇所に限るものではなく、偏向フィールド内
で適宜選択すればよい。また、電子ビーム描画装置に限
らず、イオンビーム描画装置、その他荷電ビームを偏向
して試料上に照射する各種の荷電ど一ム装置←適用する
ことが可能である。要するに本発明は、その要旨を逸脱
しない範囲で、種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム描
画装置を示す要部構成図、第2図は試料ステージ上での
マーク配置位置を示す平面図、第3図(a)(b)はビ
ーム走査によるマーク位置測定の原理を説明するための
模式図、第4図(a)(b)は偏向歪みによる偏向領域
の変化を説明するための模式図、第5図は変形例を説明
するための要部構成図である。 1.4・・・アライメントコイル、2.3・・・偏向器
、5・・・集束レンズ、6・・・試料ステージ、7・・
・試料、8・・・アライメント回路、9・・・偏向制御
回路、10・・・ステージ駆動系、11・・・レーザ測
長系、12・・・電子検出器、13・・・位置回路、1
4・・・計算機、15・・・インターフェース、21.
21a、21b。 2IC・・・マーク。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 第3図 (b)−fl−

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)荷電ビーム源から放射された荷電ビームを集束レ
    ンズにより集束すると共に偏向器により偏向して試料上
    に照射する荷電ビーム装置の偏向歪みを補正する方法に
    おいて、前記集束レンズ及び偏向器に対する荷電ビーム
    の入射角及び入射位置を変化させ、試料上の偏向フィー
    ルド内で荷電ビームに対して異なる位置のマークに対し
    、順次前記ビームを偏向して走査し、該マークから放出
    されるエネルギービームを検出してマークの位置及びマ
    ーク間距離の少なくとも一方を測定することにより前記
    荷電ビームの偏向歪み量を求め、この偏向歪み量が小さ
    くなるよう前記荷電ビームの入射角及び入射位置を設定
    することを特徴とする荷電ビーム装置の偏向歪み補正方
    法。
  2. (2)前記マークは前記試料上に複数設けられ、それら
    を荷電ビームにより順次偏向走査することにより偏向歪
    み量が求められることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の荷電ビーム装置の偏向歪み補正方法。
  3. (3)前記マークは前記試料上に少なくとも1個設けら
    れ、前記試料を移動させて前記マーク位置を変化させて
    、各マーク位置で荷電ビームを偏向走査して偏向歪み量
    が求められることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の荷電ビーム装置の偏向歪み補正方法。
  4. (4)前記偏向歪み量は、荷電ビームの走査により測定
    されたマーク位置若しくはマーク間距離の少なくとも一
    方と前記試料を載置するステージの測長系により測定さ
    れる実際のマーク位置若しくはマーク間距離の少なくと
    も一方との差により求められることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の荷電ビーム装置の偏向歪み補正方
    法。
  5. (5)前記マークから放出されるエネルギービームは、
    前記荷電ビームの走査による2次ビーム或いは反射ビー
    ムであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    荷電ビーム装置の偏向歪み補正方法。
JP59126170A 1984-06-19 1984-06-19 荷電ビ−ム装置の偏向歪み補正方法 Pending JPS615517A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4842614A (en) * 1986-04-30 1989-06-27 Sumitomo Chemical Company, Limited Demineralization of aqueous liquid dye composition

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JPS55133887A (en) * 1979-04-07 1980-10-18 Hitachi Ltd Electron beam radiation apparatus
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