JPH05160013A - 高さ測定装置の光軸調整方法 - Google Patents
高さ測定装置の光軸調整方法Info
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- JPH05160013A JPH05160013A JP32025191A JP32025191A JPH05160013A JP H05160013 A JPH05160013 A JP H05160013A JP 32025191 A JP32025191 A JP 32025191A JP 32025191 A JP32025191 A JP 32025191A JP H05160013 A JPH05160013 A JP H05160013A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】高さセンサ10の電子線通過孔19に、高さ計
測用レーザ光の試料面における照射位置が、電子線の到
達位置と合致できるようなセンタリング治具22を設
け、これを用いて高さセンサ10の光軸を調整する。 【効果】高さセンサにおけるレーザ光の照射位置の調整
が、再現性良く行なえる。また、その光軸調整には熟練
性が不要となり、短時間に処理できるようになった。
測用レーザ光の試料面における照射位置が、電子線の到
達位置と合致できるようなセンタリング治具22を設
け、これを用いて高さセンサ10の光軸を調整する。 【効果】高さセンサにおけるレーザ光の照射位置の調整
が、再現性良く行なえる。また、その光軸調整には熟練
性が不要となり、短時間に処理できるようになった。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子線装置におけ
る、試料面の高さを測定する高さ測定装置の光軸調整方
法に関する。
る、試料面の高さを測定する高さ測定装置の光軸調整方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来技術を、図3を用いて以下に説明す
る。図3は、荷電粒子線装置の代表例である、電子線描
画装置の概略図を表わしたものである。真空に保持され
た電子光学鏡筒(以後、コラムと略記する)1内には、
電子銃2から電子線3が放出される。電子線3は、制御
計算機4からの描画データに基づき偏向制御回路5を介
して、偏向器6により偏向制御される。この様に制御さ
れた電子線3は、試料室14内で、X,Y方向に移動可
能なステージ7上に固定されたSiウェハ等の試料8に
LSIパターンを形成するように描画される。ここで、
高さ測定装置、いわゆる、高さセンサ10は、電子線3
が試料8の表面に到達する位置での高さを測定するもの
である。即ち、センサ10は、図示のように試料8の表
面に対して斜め方向からレーザ光11(ここでは、可視
光を想定)を照射し、その反射光を位置検出部12で検
出して、信号処理回路13で実際の高さをミクロン単位
で算出する。
る。図3は、荷電粒子線装置の代表例である、電子線描
画装置の概略図を表わしたものである。真空に保持され
た電子光学鏡筒(以後、コラムと略記する)1内には、
電子銃2から電子線3が放出される。電子線3は、制御
計算機4からの描画データに基づき偏向制御回路5を介
して、偏向器6により偏向制御される。この様に制御さ
れた電子線3は、試料室14内で、X,Y方向に移動可
能なステージ7上に固定されたSiウェハ等の試料8に
LSIパターンを形成するように描画される。ここで、
高さ測定装置、いわゆる、高さセンサ10は、電子線3
が試料8の表面に到達する位置での高さを測定するもの
である。即ち、センサ10は、図示のように試料8の表
面に対して斜め方向からレーザ光11(ここでは、可視
光を想定)を照射し、その反射光を位置検出部12で検
出して、信号処理回路13で実際の高さをミクロン単位
で算出する。
【0003】電子線3の照射位置における高さ情報が必
要な理由は、試料8が熱処理等の製造プロセスを経た時
に生じる、その表面の高さ変動を事前に検出し電子線3
の焦点補正を行なって、LSIパターンの描画精度を良
好に維持することである。この場合の高さの基準とは、
ステージ7上に前もって固定されている、基準マーク9
に基づくものである。即ち、この基準マーク9は、高さ
の絶対基準として、この例では0μmと+200μmの
二種類の段差面を持っている。試料8の表面は、必ず、
この二種類の段差間に来るように調整されている。従っ
て、試料8における電子線3の焦点状態は、高さセンサ
10による高さ情報を基に、計算機4を介して常に最適
に自動調整される。
要な理由は、試料8が熱処理等の製造プロセスを経た時
に生じる、その表面の高さ変動を事前に検出し電子線3
の焦点補正を行なって、LSIパターンの描画精度を良
好に維持することである。この場合の高さの基準とは、
ステージ7上に前もって固定されている、基準マーク9
に基づくものである。即ち、この基準マーク9は、高さ
の絶対基準として、この例では0μmと+200μmの
二種類の段差面を持っている。試料8の表面は、必ず、
この二種類の段差間に来るように調整されている。従っ
て、試料8における電子線3の焦点状態は、高さセンサ
10による高さ情報を基に、計算機4を介して常に最適
に自動調整される。
【0004】図4は、その高さセンサ10における、レ
ーザ光11の光軸調整治具を示す。高さセンサ10は、
数本の支持棒20で支えられ、全体をベース21に固定
している。センサ内部には、主として、レーザ照射部1
8、2つのミラーM1,M2、及び、試料面の上下変動
に伴う反射光の位置変化を検出するPSD(位置検出
器)15等が内蔵されている。また、電子線通過孔19
も設けられている。標準試料16の高さは、XYZテー
ブル17によって、実際の試料8と同じになるように微
調整することが可能である。この調整治具の機能は、予
め、実際の試料面に相当する高さhにある標準試料16
の表面にレーザ光11を照射し、その反射光が位置検出
部12にあるPSD15の所定位置に届くようにするこ
とである。この所定位置とは、PSD15におけるゼロ
の差信号は、基準マーク9の0μmの高さに相当するこ
とを意味する。
ーザ光11の光軸調整治具を示す。高さセンサ10は、
数本の支持棒20で支えられ、全体をベース21に固定
している。センサ内部には、主として、レーザ照射部1
8、2つのミラーM1,M2、及び、試料面の上下変動
に伴う反射光の位置変化を検出するPSD(位置検出
器)15等が内蔵されている。また、電子線通過孔19
も設けられている。標準試料16の高さは、XYZテー
ブル17によって、実際の試料8と同じになるように微
調整することが可能である。この調整治具の機能は、予
め、実際の試料面に相当する高さhにある標準試料16
の表面にレーザ光11を照射し、その反射光が位置検出
部12にあるPSD15の所定位置に届くようにするこ
とである。この所定位置とは、PSD15におけるゼロ
の差信号は、基準マーク9の0μmの高さに相当するこ
とを意味する。
【0005】従って、その調整には、レーザ照射部18
や二つのミラーM1,M2、及びPSD15の各々の傾
きや、二次元的位置を微妙に調整する必要がある。これ
は、非常に時間のかかる、熟練の必要な作業である。こ
の様な装置の公知例としては、たとえば、特開昭56−51
826 号公報に記載されている電子線描画装置の高さセン
サが挙げられる。
や二つのミラーM1,M2、及びPSD15の各々の傾
きや、二次元的位置を微妙に調整する必要がある。これ
は、非常に時間のかかる、熟練の必要な作業である。こ
の様な装置の公知例としては、たとえば、特開昭56−51
826 号公報に記載されている電子線描画装置の高さセン
サが挙げられる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上記高さセンサでは、
従来、レーザの光軸調整方法に於いて、次のような問題
点があった。図4における高さセンサ10の電子線通過
孔19の中心軸L0 は、図3中の電子線3の軸に対応し
ている。特に、LSIパターンのフィールド接続等の描
画精度を向上するには、この仮想の中心軸L0 に対し、
図示した標準試料16上のレーザ光11の照射位置P
を、再現性良く一致させる必要がある。しかし、図4の
ような調整方法では、高さセンサ10本体と標準試料1
6とが、それぞれ独立に分離されているため、両者を相
互に一致させることは容易でなく、極めて調整誤差が生
じやすい。また、XYZテーブル17上に固定された標
準試料16上の位置Pは、レーザ照射部18の定期的な
交換等によっても、レーザ光11の照射方向が大幅に変
化するため、位置が常に定まらない。具体的な実測例と
して、中心軸L0 に対する、標準試料16上の位置Pで
の鉛直線LとのずれΔは数百μmにも及ぶことがある。
このような状況から、図4の従来方法では、再現性良く
レーザの光軸調整を行ない、ずれΔをゼロにすることは
至難である。
従来、レーザの光軸調整方法に於いて、次のような問題
点があった。図4における高さセンサ10の電子線通過
孔19の中心軸L0 は、図3中の電子線3の軸に対応し
ている。特に、LSIパターンのフィールド接続等の描
画精度を向上するには、この仮想の中心軸L0 に対し、
図示した標準試料16上のレーザ光11の照射位置P
を、再現性良く一致させる必要がある。しかし、図4の
ような調整方法では、高さセンサ10本体と標準試料1
6とが、それぞれ独立に分離されているため、両者を相
互に一致させることは容易でなく、極めて調整誤差が生
じやすい。また、XYZテーブル17上に固定された標
準試料16上の位置Pは、レーザ照射部18の定期的な
交換等によっても、レーザ光11の照射方向が大幅に変
化するため、位置が常に定まらない。具体的な実測例と
して、中心軸L0 に対する、標準試料16上の位置Pで
の鉛直線LとのずれΔは数百μmにも及ぶことがある。
このような状況から、図4の従来方法では、再現性良く
レーザの光軸調整を行ない、ずれΔをゼロにすることは
至難である。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記問題の要点は、高さ
センサ本体と標準試料とが、それぞれ独立に配置され
て、光軸調整を行なっている点にある。これが、再現性
のある調整をはばむ欠点である。従って、より基準性の
高い、高さセンサ10側の電子線通過孔19部を利用し
て、あたかも標準試料を一体化したようなセンタリング
治具を設定する。この治具は、勿論、方向性を持たせて
固定するものであり、レーザの入射光及び反射光用通過
孔は備えている。そして、高さセンサ10に対する標準
試料の高さh、およびセンサの中心軸L0 をも加味した
十字線マーカをこのセンタリング治具の底面に、予め製
作しておく。調整者は、このセンタリング治具の真上か
らレーザ光の照射位置を肉眼で見ながら、レーザ光が十
字線の中心に当たるように、レーザ照射部の向きを調整
する。調整終了後は、上のセンタリング治具を取り外せ
ば良い。
センサ本体と標準試料とが、それぞれ独立に配置され
て、光軸調整を行なっている点にある。これが、再現性
のある調整をはばむ欠点である。従って、より基準性の
高い、高さセンサ10側の電子線通過孔19部を利用し
て、あたかも標準試料を一体化したようなセンタリング
治具を設定する。この治具は、勿論、方向性を持たせて
固定するものであり、レーザの入射光及び反射光用通過
孔は備えている。そして、高さセンサ10に対する標準
試料の高さh、およびセンサの中心軸L0 をも加味した
十字線マーカをこのセンタリング治具の底面に、予め製
作しておく。調整者は、このセンタリング治具の真上か
らレーザ光の照射位置を肉眼で見ながら、レーザ光が十
字線の中心に当たるように、レーザ照射部の向きを調整
する。調整終了後は、上のセンタリング治具を取り外せ
ば良い。
【0008】
【作用】高さセンサにおいては、特に、レーザ光の照射
位置調整が重要であり、センタリング治具を用いれば、
熟練者でなくても、比較的簡単に行なえる。しかも、セ
ンタリング治具の導入によりレーザ光の照射位置は再現
性よく調整できるため、その反射光がPSDに至るまで
の光路調整は比較的に容易となるので、信頼性が高ま
る。
位置調整が重要であり、センタリング治具を用いれば、
熟練者でなくても、比較的簡単に行なえる。しかも、セ
ンタリング治具の導入によりレーザ光の照射位置は再現
性よく調整できるため、その反射光がPSDに至るまで
の光路調整は比較的に容易となるので、信頼性が高ま
る。
【0009】
【実施例】以下に、本発明の内容を詳細に説明する。
【0010】図1は、本発明における高さセンサ用レー
ザ光の光軸調整方法を示すものである。高さセンサ10
本体は、従来と同様に、ベース21及び支持棒20によ
って固定される。そこで、本発明では、高さセンサ10
の電子線通過孔19部に、センタリング治具22を挿入
し固定する。
ザ光の光軸調整方法を示すものである。高さセンサ10
本体は、従来と同様に、ベース21及び支持棒20によ
って固定される。そこで、本発明では、高さセンサ10
の電子線通過孔19部に、センタリング治具22を挿入
し固定する。
【0011】この治具には、図2の上面図に示すような
溝23が、対向方向に二つ設けてある。この溝23に
は、高さセンサ10側のピン(図示なし)が合致するよ
うにはまり、センタリング治具22の方向性を規定して
いる。更に、この治具22は電子線通過孔19部に対し
て嵌合で組み込むため、図2の十字線24の中心位置m
は、図3の電子線3の軸と精度良く一致する。十字線2
4の幅は5〜50μm程度の範囲で良く、この面に照射
されるレーザ光の直径よりは小さい方が望ましい。理由
は、この十字線24上でレーザ光11による散乱が強い
場合には、PSD15まで到達しないときもあるからで
ある。十字線24の形成は、例えば、鏡面状のSiウェ
ハ上に塗布した電子線レジストを電子線で描画すること
により、容易に作製できる。なお、この十字線24があ
る底部Bは、センタリング治具22から必要に応じて取
外し可能である。
溝23が、対向方向に二つ設けてある。この溝23に
は、高さセンサ10側のピン(図示なし)が合致するよ
うにはまり、センタリング治具22の方向性を規定して
いる。更に、この治具22は電子線通過孔19部に対し
て嵌合で組み込むため、図2の十字線24の中心位置m
は、図3の電子線3の軸と精度良く一致する。十字線2
4の幅は5〜50μm程度の範囲で良く、この面に照射
されるレーザ光の直径よりは小さい方が望ましい。理由
は、この十字線24上でレーザ光11による散乱が強い
場合には、PSD15まで到達しないときもあるからで
ある。十字線24の形成は、例えば、鏡面状のSiウェ
ハ上に塗布した電子線レジストを電子線で描画すること
により、容易に作製できる。なお、この十字線24があ
る底部Bは、センタリング治具22から必要に応じて取
外し可能である。
【0012】図1におけるセンサのレーザ光学系の光軸
を調整するには、調整者がIの位置から、センタリング
治具22の十字線24の中心位置mに注目しておく。レ
ーザ照射部18から出たレーザ光11は、貫通孔25a
から入射後、十字線24の中心位置mの近傍に当たる。
この時、調整者は肉眼で、レーザ光11の照射位置が該
中心位置mと合致するように、レーザ照射部18の向き
を変えていく。レーザ光11が該中心位置mと合致した
場合には、若干、乱反射量が目立つため一目瞭然に確認
できる。もし、確認しにくい場合には、内面をつや消し
処理したセンタリング治具22に置き換えても良い。最
適位置が求められたら、レーザ照射部18をしっかり固
定する。当然ながら、図1のように組み込まれた十字線
24の表面は、高さセンサ10の下部からhの寸法にな
るように製作してある。つまり、これは、実際の基準マ
ーク9の0μmの高さと一致させている。これ以降の光
路調整は、従来通り、ミラーM1,M2,PSDの手順
で行なっていけばよい。
を調整するには、調整者がIの位置から、センタリング
治具22の十字線24の中心位置mに注目しておく。レ
ーザ照射部18から出たレーザ光11は、貫通孔25a
から入射後、十字線24の中心位置mの近傍に当たる。
この時、調整者は肉眼で、レーザ光11の照射位置が該
中心位置mと合致するように、レーザ照射部18の向き
を変えていく。レーザ光11が該中心位置mと合致した
場合には、若干、乱反射量が目立つため一目瞭然に確認
できる。もし、確認しにくい場合には、内面をつや消し
処理したセンタリング治具22に置き換えても良い。最
適位置が求められたら、レーザ照射部18をしっかり固
定する。当然ながら、図1のように組み込まれた十字線
24の表面は、高さセンサ10の下部からhの寸法にな
るように製作してある。つまり、これは、実際の基準マ
ーク9の0μmの高さと一致させている。これ以降の光
路調整は、従来通り、ミラーM1,M2,PSDの手順
で行なっていけばよい。
【0013】なお、本発明のセンタリング治具は電子線
通過孔部に落し込む固定方法で説明したが、通過孔部の
下側から固定するような形状の治具を用いても、同様の
効果は得られる。又、中心軸調整用としてのマーカは、
十字線形状である必要はなく、中心度を明確に示せるも
のであれば、他の形状でもよい。
通過孔部に落し込む固定方法で説明したが、通過孔部の
下側から固定するような形状の治具を用いても、同様の
効果は得られる。又、中心軸調整用としてのマーカは、
十字線形状である必要はなく、中心度を明確に示せるも
のであれば、他の形状でもよい。
【0014】
【発明の効果】本発明によれば、高さセンサ用レーザ光
の光軸調整が、簡単なセンタリング治具を用いれば、再
現性よく実施できる。又、本調整では、肉眼による直視
が可能であり、熟練者でなくても容易に行なえるように
なった。これらの調整結果は、試料面におけるレーザ光
の照射位置が描画に供する電子線の到達位置と良く一致
することとなり、LSIパターンの描画精度向上に貢献
できる。
の光軸調整が、簡単なセンタリング治具を用いれば、再
現性よく実施できる。又、本調整では、肉眼による直視
が可能であり、熟練者でなくても容易に行なえるように
なった。これらの調整結果は、試料面におけるレーザ光
の照射位置が描画に供する電子線の到達位置と良く一致
することとなり、LSIパターンの描画精度向上に貢献
できる。
【図1】本発明における、試料面の高さセンサ用レーザ
光の光軸調整方法を示した説明図である。
光の光軸調整方法を示した説明図である。
【図2】本発明における、レーザ光の照射位置を調整す
る、センタリング治具の説明図。
る、センタリング治具の説明図。
【図3】電子線描画装置における、高さセンサの機能の
ブロック図。
ブロック図。
【図4】従来の、試料面の高さセンサ用レーザ光の光軸
調整方法を示した説明図。
調整方法を示した説明図。
10…高さセンサ、11…レーザ光、12…位置検出
部、15…PSD、18…レーザ照射部、19…電子線
通過孔、22…センタリング治具、25a,25b…貫通
孔。
部、15…PSD、18…レーザ照射部、19…電子線
通過孔、22…センタリング治具、25a,25b…貫通
孔。
Claims (4)
- 【請求項1】荷電粒子線を所望の形状に整形して試料面
上に収束させ、前記試料面の高さ位置を測定する装置を
も備えてICパターンの形成あるいはパターンの加工を
行なう荷電粒子線装置において、前記高さ測定装置の光
軸調整は前記荷電粒子線の照射位置と一致するようなセ
ンタリング治具をセンサ部に固定して行なうことを特徴
とする高さ測定装置の光軸調整方法。 - 【請求項2】請求項1において、前記高さ測定装置の光
軸調整に用いる前記センタリング治具は、固定方向を示
す溝又は突起を持っている高さ測定装置の光軸調整方
法。 - 【請求項3】請求項1において、前記センタリング治具
は、前記高さ測定装置の荷電粒子線通過孔に固定して用
いる高さ測定装置の光軸調整方法。 - 【請求項4】請求項1において、前記センタリング治具
は、中心軸調整用に用いるマーカの幅が照射するレーザ
光の直径よりも小さい高さ測定装置の光軸調整方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32025191A JPH05160013A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 高さ測定装置の光軸調整方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32025191A JPH05160013A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 高さ測定装置の光軸調整方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05160013A true JPH05160013A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18119419
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP32025191A Pending JPH05160013A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 高さ測定装置の光軸調整方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05160013A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160010096A (ko) * | 2014-07-18 | 2016-01-27 | 주식회사 선익시스템 | 증착두께 측정장치 |
JP2018101723A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | 光軸調整用装置 |
-
1991
- 1991-12-04 JP JP32025191A patent/JPH05160013A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160010096A (ko) * | 2014-07-18 | 2016-01-27 | 주식회사 선익시스템 | 증착두께 측정장치 |
JP2018101723A (ja) * | 2016-12-21 | 2018-06-28 | トヨタ自動車株式会社 | 光軸調整用装置 |
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