JP3031100B2 - 電子線描画装置 - Google Patents
電子線描画装置Info
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Description
自動ビーム軸合わせを行うのに適した電子線描画装置に
関わる。
収束偏向して試料を微細加工する装置では、照射ビーム
の対物レンズ等への軸合わせが重要である。軸合わせが
不十分の場合、照射不均一や軸ずれ収差により発生する
ビームぼけのため所望の解像度が得られない。軸合わせ
方法としては高精度に軸出しされた入射制限絞りの中心
にビームを通し最大電流を検知する方法や、レンズ励磁
電流を変化させ照射ビームの回転位置ずれの中心を求め
る方法がある。前者は簡単なビーム電流検出により自動
化は比較的容易である。一方、後者は走査型電子顕微鏡
で一般的な方法で対物レンズ上段の制限絞り位置を可変
してレンズ軸中心を求めている。電子線描画装置でも基
本的に同一であるが対物レンズに制限絞りの無い可変成
形型の装置では、電気的に軸合わせ偏向器で軸中心を求
める。手順としては校正マーク上を対物レンズ励磁をビ
ーム走査に合わせて変化させる方法が一般的である。す
なわちその時の校正マークの位置変動が最小となるよう
に軸合わせ偏向器の出力を目視により追い込んでいく。
しかしこの従来法では調整に熟練を要し、調整時間の増
大や不再現性等の問題をもたらしている。そのため装置
を生産ラインに投入する場合の妨げとなっていた。
軸合わせの高速高精度な自動調整を可能にして、安定で
高解像の実現を図ることができる電子線描画を提供する
ことにある。
出を用いる。軸合わせすべきレンズの励磁を変化させ、
軸ずれによるビームの位置変化をマーク検出で検知す
る。求めた複数の位置変化データから、位置変化量を最
小にする軸合わせ偏向出力を近似計算して求め設定す
る。
に複数の出力を設定する。各軸合わせ偏向出力に対して
校正マーク検出を実施する。次に対象レンズ所定値を一
定値変化し、同様に軸合わせ偏向器に複数の出力を設定
する。各軸合わせ偏向出力に対して校正マーク検出を実
施し、対象レンズ所定励磁値からのビーム位置変化量を
計算し記憶する。ここで軸合わせ偏向器出力(a,b)
毎のレンズ励磁変化に伴う2次元位置変化量を(x,
y)とし(a,b)の多項式等の関数を仮定し近似す
る。最適軸合わせ出力は近似関数の極小値で求められ
る。磁界型レンズでは(x,y)はレンズ中心を通す軸
合わせ偏向出力(a0,b0)を中心に回転運動をする。
ほぼ円運動の場合は実施例に示すとおり円の方程式から
単純な近似式を得る事ができる。また図3に示す通り最
適の軸合わせ出力(回転中心)は幾何学解法で求める事
もできる。ここで中心に対する放射方向の運動が大きい
静電レンズでは放射運動を直線近似して求める。これら
の近似式から最適出力(a0,b0 )は最小二乗法で計
算できる。
する。図1は本発明の基本構成を示す。電子源1より発
した電子線6は照射レンズ3,対物レンズ5等の電子レ
ンズ群により試料に照射される。試料面の照射位置はビ
ーム偏向器5で決定される。軸合わせ偏向器2は軸合わ
せすべき電子レンズ、ここでは対物レンズ4の上段に配
置される。試料台8の位置は駆動機構10,試料台位置
決め回路15で制御される。試料8からの反射電子は検
出器7で検知され信号検出回路14で増幅され走査波形
の位置が計算される。各電子レンズ,偏向器は制御計算
機17からの設定データをD/A変換するレンズ制御回
路12,軸合わせ偏向制御回路11,ビーム偏向制御回
路13で駆動される。更にビーム偏向系制御回路13は
描画データに偏向歪補正等の種々のデータ処理を行い偏
向データを高速に出力する偏向演算回路16で動作す
る。
す。試料台に設置した校正マーク18上をビーム偏向器
5で走査する。電子ビーム6の照射点からの反射電子を
検出器7で検出すると走査波形19が得られる。もし軸
合わせ等で位置ずれxがあると波形19のシフトxとし
て観測される。
ンズの電流中心を求める方法を以下に説明する。第一に
対象レンズに所定値を設定後、軸合わせ偏向器に適当な
出力を設定し、マーク検出を実施する。軸合わせ偏向出
力を複数設定して順次マーク検出しビーム基準座標を計
測する。次に対象レンズ所定値を一定値変化させる。前
記のビームの基準座標を求めた場合と同一の軸合わせ偏
向器出力を設定し基準座標からの位置変化量をマーク検
出で計測する。求めた複数のデータから最適の軸合わせ
出力は以下のように求められる。図3は座標軸を(a,
b)として位置変化量(x,y)を9点測定しプロット
した例である。図から全てのビーム位置変化は点Cを中
心に回転運動している事が判る。この回転中心Cは対物
レンズ励磁を変化してもビームが不動となる点で軸中心
を示している。この回転中心Cが求める最適軸合わせ偏
向値であり、この回転移動を数学的に表式化すれば容易
に最適値が求められる。第一の方法は各軸合わせ偏向器
出力(a,b)毎のレンズ励磁変化に伴う2次元位置ず
れ(x,y)を(a,b)の関数として近似する。回転
作用が大きく(x,y)が(a,b)とほぼ同一円周上
にある場合、円の方程式から次式が得られる。
る連立方程式が得られる。通常の放射方向の運動を含め
る場合は2次式以上の近似が必要となる。いずれにして
もこの近似式から最適出力(a,b)は最小二乗法で計
算できる。また図3に示すとおりに幾何学に回転中心C
を求める事も可能である。図3では四偶を結ぶ四辺と基
準点を結ぶ四辺の各延長線との4交点を求め、この4交
点を更に交互に結んだ直線の交点が回転中心Cである。
計算上はこれらの直線の交点座標を求めるだけであるた
め、より単純な線形連立方程式に帰着できる。
置への適用例を示す。可変成形型電子線描画装置では、
電子線通路に第一成形絞り21および第二成形絞り25
を設けた可変成形光学系を特徴としている。可変成形光
学系の成形レンズ22,成形偏向器23はそれぞれ第一
成形絞り21を第二成形絞り25上に結像あるいは移動
させ第二成形絞り像を可変する。この可変成形ビームは
縮小レンズ群26および対物レンズ群4を通過し、試料
面に照射される。また対物レンズ中心にビームを通す対
物軸合わせ偏向器2と成形絞りを均一照射するためのガ
ン軸合わせ偏向器20が配置されている。検出器として
は成形絞りに相対して開口を検知するガン放射電子検出
器24および試料台8上の校正マーク18を検知する校
正用ビーム検出器7を配置する。以上の構成において、
軸合わせは図2,図3で説明した方法で上段の軸合わせ
偏向器から出力を設定し完了する。
にも適用できる。例えば図4で成形絞りの位置決めが機
械的に制御可能なシステムの場合を考える。本システム
で先の軸合わせ偏向出力に代えて成形絞り位置決め出力
を用いればそのまま本発明が適用できる。また図4では
磁界型の電子レンズで説明したが静電型の電子レンズで
も同様の取扱いが可能である。但し先のビーム位置変動
は電圧変化の場合は磁界型と違い回転作用が無く、軸中
心から放射方向に起こる点である。この場合の方が位置
変化が線形であり取扱いは容易である。
で自動軸合わせを行う為、ヒーム調整時間の短縮,高精
度化が可能となる。本自動軸合わせ法を適宜実行すれ
ば、高精度の描画が安定して可能となる。また本自動軸
合わせ法により軸調整について特別の熟練が必要無くな
り、装置の維持管理が容易になる。
…対物レンズ、5…ビーム偏向器、6…電子線、7…検
出器、8…試料、9…試料台、10…試料台駆動機構、
11…軸合わせ制御回路、12…レンズ制御回路、13
…偏向制御回路1、14…信号検出回路、15…試料台
制御回路、16…偏向演算回路、17…制御計算機、1
8…校正マーク、19…ビーム走査波形、20…ガン軸
合わせ偏向器、21…第一成形絞り、22…成形レン
ズ、23…成形偏向器、24…成形絞り検出器、25…
第二成形絞り、26…縮小レンズ、27…成形絞り位置
決め機構。
Claims (4)
- 【請求項1】電子ビームを発生する電子源と、発生した
電子ビームを試料面に結像する複数の磁界型電子レンズ
群と、該電子レンズ群の中心に前記電子ビームを通す軸
合わせ偏向器と、前記電子ビームの照射位置決めをする
ビーム偏向器と、前記試料面の位置決めをする試料移動
台と、該試料移動台上に固定された位置決めマークから
の反射電子信号または透過電子信号を感知するビーム検
出器と、該ビーム検出器で検知した前記反射電子信号ま
たは透過電子信号に基づく前記ビーム偏向器による走査
波形からビーム偏向位置を検知する信号処理回路とから
なる電子線描画装置において、前記軸合わせ偏向器に複
数出力を設定する出力設定手段と、軸合わせすべき電子
レンズの励磁を変化させて前記位置決めマークを前記電
子ビームで走査し、前記信号処理回路により走査波形か
らビーム偏向位置を検知して、前記励磁の値の基準値と
該基準値より一定変化した励磁値間での前記電子ビーム
のビーム位置の変化を検知する検知手段と、前記出力設
定手段で設定された複数出力のうち前記ビーム位置変化
が極小となる出力を求め設定する軸合わせ偏向出力設定
手段とを備える事を特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項2】請求項1において軸合わせ偏向の代わりに
可動の入射制限絞りを用い、その開口位置を複数回設定
して軸ずれ量を計測する事を特徴とする電子線描画装
置。 - 【請求項3】請求項1において校正マークの代わりに固
定入射制限絞りの開口をビーム検出器で検知し軸ずれ量
を計測する事を特徴とする電子線描画装置。 - 【請求項4】請求項1において磁界型電子レンズの代わ
りに静電型電子レンズを用い、その電圧を一定値変化さ
せ軸ずれ量を計測する事を特徴とする電子線描画装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5022364A JP3031100B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 電子線描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5022364A JP3031100B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 電子線描画装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH06236841A JPH06236841A (ja) | 1994-08-23 |
JP3031100B2 true JP3031100B2 (ja) | 2000-04-10 |
Family
ID=12080578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5022364A Expired - Fee Related JP3031100B2 (ja) | 1993-02-10 | 1993-02-10 | 電子線描画装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3031100B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3508622B2 (ja) | 1999-05-20 | 2004-03-22 | 株式会社日立製作所 | 電子ビーム描画装置および電子ビームを用いた描画方法 |
JP4790411B2 (ja) * | 2005-12-27 | 2011-10-12 | 日本電子株式会社 | 非点収差補正方法および電子ビーム描画装置 |
-
1993
- 1993-02-10 JP JP5022364A patent/JP3031100B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH06236841A (ja) | 1994-08-23 |
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