JPS62263631A - 荷電粒子ビ−ム描画装置におけるアライメントの調整方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、荷電粒子ビーム描画￥装置におけるアライメ
ントの調整方法に関し、更に詳しくは試料上に設けられ
た基準マークを検出して自動的にビームアライメントの
調整を行なうアライメントの調整方法に関する。

［従来技術］ 例えば電子ビーム露光装置では１．加速電圧やビーム電
流を変えて露光する場合があり、この様な場合には、露
光精度を向上させるために露光前にアライメントを行う
必要がある。

このアライメントの調整方法としては、ステージの一端
に備えられたファラデーケージに電子ビームを照射し、
その照射の際に得られる検出信号（ビーム電流）値が最
大になるようにアライメントコイルを調整するファラデ
ーケージによるアライメント調整方法、又は、試料上に
設けられた基準マークに電子ビームを照射し、該試料か
ら得られる反！）ｉ電子を検出して、その検出信号が最
大値になるようにアライメントコイルを調整するマーク
検出によるアライメント調整方法等がある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、前者のファラデーケージによるアライメント
調整方法は、ファラデーケージによってビーム電流を測
定するのに比較的時間を要すると共に、アライメントコ
イルに供給する信号を、操作パネル上に設けられたアラ
イメント調整用のツマミを操作して調整しているため、
操作が繁雑となり調整に時間を要する。

一方、後者のマーク検出によるアライメント調整方法は
、試料上の基準マークに電子ビームを照射し、１９られ
る反射電子を検出して、その検出信号が最大値になるよ
うにアライメント調整用のツマミを操作して調整してい
るため、アライメントによる電子ビーム照射位置のズレ
によっては、試料上に設けられた基準マークが検出でき
なくなる場合があり、上記いずれの方法でも、加速電圧
やビーム電流を変える度に調整するため操作が繁雑とな
り調整に時間を要する欠点があった。

本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、試料上に設
けられた基準マークに電子ビームを照射し、該試料より
の反１ｆｆｌＥ子を検出して、その反射電子信号により
マーク位置及びマーク信号の大きさくピーク値）を測定
して自動的にフライメン１〜調整を行なう荷電粒子ビー
ム描画装置におけるアライメントの調整方法を提供する
ことを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本目的を達成するための本発明は、試料上に設けられた
基準マークを荷電粒子ビームで走査し、この走査によっ
て得られた検出信号によりアライメントの調整を行なう
荷電粒子ビーム描画装置におけるアライメントの調整方
法において、前記荷電粒子ビームによる基準マークの走
査によって得られる検出信号によりマーク位置を検出し
て、該検出されたマーク位置に基づいてアライメントの
調整に伴う荷電粒子ビームの照射位置のズレを補正し、
補正後の荷電粒子ビームによる基準マークの走査によっ
て１９られる検出信号が最大値になるように自動的に７
ライメントの調整を行なうことを特徴としている。

［実施例］ 以下本発明を図面を用いて詳述する。

第１図は本発明方法を実施するための一実施例装置の構
成図である。第１図において、電子銃１より放射された
電子ビーム２は、電子レンズ系３によって試料４上に集
束されて照射される。該電子ビーム２は位置合わせ偏向
器５によって偏向される。ここで、第２図に示すように
試料４上に設けられた基準マークＭを電子線２によりＰ
方向に走査すると、マークＭのエツジに関する信号が反
射電子検出器６によって検出され、マーク検出信号処理
回路７によって第３図に示ずマーク検出信号に波形処理
される。マーク検出信号処理回路７よりの第３図に示す
マーク検出信号は、マーク位置検出器８により最大値ａ
と最小値すが検出され演算制御回路９に出力される。演
算制御回路９では、マーク位置検出器８よりの最大値ａ
と最小値すを表わす信号に基づいて、試料４上でのマー
クＭのエツジ位置ｘａ、ｘｂが認識され、試料４上での
マーク中心ＸＯが求められる。又、マーク検出信号処理
回路７よりのマーク検出信号は、Ａ／Ｄ変換器１０を介
してピーク検出器１１にも供給されており、ピーク検出
器１１によって第４図に示すように最大値ａから最小値
すまでの値、つまり、ビーム電流に対応したピーク値り
に変換されて演算制御回路９に出力される。従って、演
算制御回路９では、マーク中心ＸＯ１，：ｌｉづいて、
Ｄ／Ａ変換器１２及び増幅器１３を介して電子ビーム２
を偏向する位置合わせ偏向器５を制御すると共に、ピー
ク値ｈ１．：基づいてＤ／Ａ変換器１４及び増幅器１５
を介してアライメントコイル１６を制御する。

このような装置でアライメントの調整を行なう場合、第
５図に示すように基準マークＭ上を電子ビーム２で走査
した場合に得られるピーク値りの大きさは、アライメン
トが合っている場合に最大となる。つまり、第５図にお
いて、アライメント電流値Ａ　ｉ　＋の時のピーク値ｈ
１．アライメント雷流舶△１２の時のピーク値ｈ２．ア
ライメン１〜電流値Ａｉ３の時のピーク値ｈ３とすると
、ビーり１直りは、ｈｌ　＜’ｎ３＞ｈｚとなり、従っ
て、アライメント電流値Ａｉ３の時にアライメントが合
っていることとなる。そこで、アライメントコイル１６
に任意のアライメント電流値Ａｉを供給して、例えば３
点追い込み法を用いてピーク値りが最大になるアライメ
ント電流値Ａｉを求める場合について説明する。ここで
、３点追い込み法とは、第６図に示すように、アライメ
ント電流値Ａｉの増加分ΔＡｉを等しくして、例えばア
ライメント電流値ＡｉＩの時のピーク値ｈｌ、アライメ
ント電流値Ａｉ２の時のピーク値ｈｚ、更にアライメン
ト電流値Ａｉ３の時のピーク値ｈ３を測定づる。

このピーク値ｈ＋　、ｈｚ　、ｈ３の３点が第６図に示
すように単調増加、即ち、ｈｌ　＜ｈｚ　＜ｈ３であれ
ば、中心の値が両側の値より大きい値を捜すために、ア
ライメント電流値ＡｉをΔＡｉだけ増加の方向にシフト
し、アライメント電流値Ａｉ２の時のピーク値ｈ２、ア
ライメント電流１ｉ１Ａｉ３の時のピーク値ｈ３．更に
アライメント電流値Ａｉ４の時のピーク値ｈ４を測定す
る（ここで、実際にはピーク値ｈ２及びｈ３は先に測定
されたデータが記憶されているため測定しない）。この
測定によって、ｈｌ〈ｈ３〉ｈ４が測定される。この場
合、中心の値ｈ３が両側のｆｉｔｔｈｚ、ｈ４より大ぎ
い値であれば、アライメント電流値Ａｉの増加分ΔＡｉ
を１／２にして同様の追い込みを行なう。このようにア
ライメントコイル１６に供給する電流を制御して、ピー
ク値りの変化値が、追い込みの許容値以下になるまで行
ない、許容値以下になった時の最大ピーク値りを持つア
ライメント電流値Ａｉを最終アライメント電流値△ｉと
する。

第６図には、演算制御回路９が、アライメントコイル１
６へのアライメント電流１ｉｆｆＡｉｓまで変化させる
と共に位置合わせ偏向器５を制御して、最終アライメン
ト電流値Ａｉ３を自動的に追い込む状態を示したもので
ある。

ところで、アライメントコイル１６へ供給するアライメ
ント電流Ａｉを変化させてアライメントの調整を行なう
と、電子ビーム２の軸がズしてしまい、従って、ビーム
ポジションもズしてしまう。

又、アライメント電流値Ａｉの値によっては、マークＭ
が検出できなくなる場合が生ずる。そこで、本実施例で
は、基準マークＭのマーク中心ＸＯ位置を検出して、ア
ライメント電流Ａｉの変化で、電子ビーム２の位置が変
化した分だけ、常に演算制御回路９によって位置合わせ
偏向器５を制御して、電子ビーム２がマークＭを検出す
るようにしている。そのため、従来装置にようにアライ
メントの調整による電子ビーム照射位置のズレによって
、試料上に設けられた基準マークＭが検出できなくなる
ことを防止している。又、このようなアライメント調整
方法では、加速電圧やビーム電流を変えて露光する場合
のアライメント調整でも、ファラデーケージのようにビ
ーム電流を測定するの時間を要することもなく、アライ
メントコイルに供給する信号をツマミ等を操作すること
なく自動的に調整しているため、アライメントの調整に
１５する時間を飛躍的に短縮することができ操作が至極
簡単となる。

尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではない
。上記実施例においては、説明を簡単にするために、ア
ライメントコイルが１個の場合を例にして説明したが、
一般的には複数のアライメントコイルが設けられている
ため、それぞれのアライメントコイルについて本発明方
法を適用すれば良い。

又、上記実施例では、電子ビーム露光装置を例にして説
明したが、本発明方法をイオンビーム描画装置に適用し
ても良い。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明によれば、試料上に設けられ
た基準マークを荷電粒子ビームで走査し、この走査によ
って得られた検出信号によりアライメントのｍ整を行な
う荷電粒子ビーム描画装置におけるアライメントの調整
方法において、基準マークのマーク中心位置を検出して
、アライメントコイルへの電流の変化によって電子ビー
ムの位置が変化した分だけ補正し、その補正後のピーク
頃が自動的に最大値になるように制御しているため、試
料上に設けられた基準マークが検出できなくなることは
なく、又、ビーム電流を測定するのに時間を要すること
もないため、アライメントの調整に要する時間が飛躍的
に短縮され、操作が簡単なアライメントの調整方法が提
供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を実施するための一実施例の構成図
、第２図は試料上に設けられた基準マークを電子線によ
り走査する状態を示ず図、第３図及び第４図はマーク検
出信号を示す図、第５図及び第６図は本発明を説明する
ための図である。 １：電子銃、２：電子ビーム、３：電子光学系、４：試
料、５：位置合せ偏向器、６：反射電子検出器、７：マ
ーク検出信号処理回路、８：マーク位置検出器、９：演
算制御回路、１０　：　Ａ／Ｄ変換器、１１：ビーク検
出器、１２．１４：Ｄ／Ａ変換器、１３．１５：増幅器
、１６：アライメントコイル。 第２図 第３図 第４図 了 ピ゛−ムイ頌 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 試料上に設けられた基準マークを荷電粒子ビームで走査
   し、この走査によって得られた検出信号によりアライメ
   ントの調整を行なう荷電粒子ビーム描画装置におけるア
   ライメントの調整方法において、前記荷電粒子ビームに
   よる基準マークの走査によって得られる検出信号により
   マーク位置を検出して、該検出されたマーク位置に基づ
   いてアライメントの調整に伴う荷電粒子ビームの照射位
   置のズレを補正し、補正後の荷電粒子ビームによる基準
   マークの走査によつて得られる検出信号が最大値になる
   ように自動的にアライメントの調整を行なうことを特徴
   とする荷電粒子ビーム描画装置におけるアライメントの
   調整方法。