JP2003022773A

JP2003022773A - 電子線の偏向歪補正方法、及び歪補正手段を有する電子線露光装置、走査型電子顕微鏡

Info

Publication number: JP2003022773A
Application number: JP2001206057A
Authority: JP
Inventors: Yoshiharu Murotani; 義治室谷
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2001-07-06
Filing date: 2001-07-06
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】電子線を偏向させ描画する際の偏向歪を補正す
る偏向歪補正方法において高精度に歪補正する。【解決手段】電子線走査時の偏向量および歪を補正する
ために２次元の周期構造を有するマークパターンを設
け、この周期構造を有するマークパターンと角度を成す
ように電子線を走査し、干渉縞パターンを発生させ、こ
の干渉縞パターンを観察することで、従来よりも高い精
度での偏向歪補正を可能とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子線の偏向による
偏向歪を補正する方法、及び歪補正手段を有する電子線
露光装置、走査型電子顕微鏡に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子線を偏向することでパターン
を形成する電子線描画（露光）装置では、電子線の偏向
のみで描画できる範囲（描画領域）内における走査位置
を精密に補正することが重要な要素の一つとなってい
る。すなわち、これらの装置では、偏向器に電圧を加え
ることにより電子線を走査しているが、一般的に描画領
域（描画フィールド）の周辺部へ近づくほど、電子線の
位置が絶対位置から外れる傾向があり、これが描画領域
（フィールド）内の偏向歪となるために補正する必要が
ある。このように偏向歪の補正が不十分であると、高精
度の露光技術が必要な場合、例えば、発振波長が高い精
度で要求される通信用分布帰還型（DFB）半導体レーザ
の回折格子パターンを作製する場合などでは、描画領域
内で均一な周期構造が形成できないために安定な単一軸
モード発振するレーザが得られず、歩留りを低下させる
要因となる。

【０００３】そして、このような偏向歪を補正するため
に、通常は、電子線走査で位置の検出が可能なウェハス
テージあるいはウェハ上に形成した十字形状等のマーク
パターンを使用し歪みを補正している。すなわち、ウェ
ハステージを移動し、描画領域内の任意の位置へマーク
パターンを移動させ、マーク検出により求めた位置座標
と、レーザ光の干渉を用いて測定したウェハステージの
位置座標との差を求め、その補正を行うという手法が採
用されている。

【０００４】しかしながら、この手法では、ステージ移
動時間が必要なために補正に長時間を要することにな
る。また、補正精度は、マークの検出精度、および、ス
テージの位置測定精度により制限されることになり、補
正精度が不十分となる問題があった。

【０００５】そこで、例えば特開平４−１５２５１３号
公報には、ステージの移動を行わない偏向歪の補正方法
として、マークパターンとして形成した微細な回折格子
パターンに対して、周期構造を有する方向に電子線を走
査させ、得られる電気信号等から偏向歪量を求め補正す
る方法が開示されている。図１０は、特開平４−１５２
５１３号公報に記載されている偏向歪の測定方法とし
て、０．５μｍ周期の格子構造からなる補正用マークパ
ターン（図９に示す）を使用し、このマークパターンを
透過する電子の検出波形を一次微分した結果を示してい
る。周期構造に一致する方向に電子線を走査させている
ため、隣り合う極大値までの間隔が０．５μｍとなり、
電圧と偏向量の関係を明らかにすることで、偏向歪を５
ｎｍ精度で補正することができる。

【０００６】この方法は、偏向歪量を測定および補正す
る際に、描画ステージを移動させない構成としているの
で、歪を補正する時間が短縮化される点、また、歪量測
定精度がステージ位置の測定精度に依存しない点におい
て、一応の効果を奏している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平４−１５２５１３号公報記載の偏向歪補正方法で
は、依然として微細な回折格子パターンを電子線で直接
観察するため、補正精度がマークパターン形状精度およ
びマークパターン検出精度に依存することになり、必ず
しも十分な補正精度が得られない。

【０００８】しかも、上記の偏向歪補正方法において
は、逆にマークパターン検出時において測定精度が低下
するという問題をもたらしている。すなわち、描画領域
（フィールド）内で歪量を測定する各点において、同一
の十字マークを使用する従来の場合と異なり、回折格子
マークの異なる位置で測定するため、マークパターンの
作製精度が補正精度へ影響するという問題が発生する。

【０００９】本発明の主な目的の一つは、電子線露光
時、電子線走査時における歪を簡便な方法で精密に調整
する方法を提供することにある。また本発明の主な他の
目的は、前記偏向歪補正方法を有する電子線露光装置及
び走査型電子顕微鏡を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による電子線の偏
向歪補正方法は、偏向歪を補正するためのマークパター
ンとして、２次元の周期構造を有するマークパターンを
用い、このマークパターンに電子線を走査させることで
干渉縞パターンを発生させ、この干渉縞パターンにより
電子線の偏向歪を補正するものである。

【００１１】そして、この干渉縞パターンを発生させる
ために、本発明では、電子線の走査方向をマークパター
ンの周期性を有する方向と一致させずに角度を設けて電
子線を走査させたり、電子線の走査周期を適宜設定す
る。

【００１２】また、本発明のおける補正用のマークパタ
ーンの形状は、直交するｘ及びｙの２方向に周期構造を
有するパターン形状であることが好ましい。

【００１３】そして、特に本発明での偏向歪補正方法
は、発生させた干渉縞パターンの電子線走査方向を基準
としたときの角度あるいは周期を測定することで描画領
域内の偏向歪量を測定し、この結果に基づき電子線の偏
向歪を補正するものである。

【００１４】さらに、本発明では、このような偏向歪補
正方法による歪補正手段を電子線露光装置や走査型電子
顕微鏡に適用したものである。

【００１５】このように、本発明はマークパターンの周
期性を利用して干渉縞パターンを発生させ、この干渉縞
パターンの形状から描画領域内の各位置における偏向歪
量を測定、補正することに特徴がある。その結果、ｘ方
向、および、ｙ方向の歪がステージの移動なしに補正可
能となり、さらに、マークパターンの作製精度あるいは
マークパターンを直接観察する際の測定精度よりも高い
精度での偏向歪補正が実現できる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら説明する。図１は本発明の偏向歪を補正
する際の補正用マークパターンの一例を示した図であ
る。図１に示す本発明の補正用マークパターンは、直交
する２軸方向に周期構造を有するドット状のパタンで構
成されており、電子線露光装置の直交する電子線走査方
向ＸおよびＹに対して１°の角度を有した方向に周期構
造を持つ。図２（ａ）および図２（ｂ）は、図１に示し
た補正用マークパターンに対して、それぞれＸ方向およ
びＹ方向に電子線を走査させたときに観察される干渉縞
（モアレ）パターンの拡大図を示している。周期構造を
有する補正用マークパターンの周期と、電子線を走査す
る周期とをほぼ同じ値になるよう設定することで、新た
に周期的な干渉縞（モアレ像）が観察され、この像を観
察することで電子線露光装置の偏向歪等を調整すること
が可能になる。すなわち、H. I. Smithらが、ジャーナ
ルオブバキュームサイエンスアンドテクノロ
ジーＢ１２巻６号１２６２〜１２６５頁１９
７５年（Jounal of Vacuum Science andTechnolgy, B,
Vol.12, No.6, p1262-1265, (1975)）で示しているよう
に、補正用マークパターンの周期をΛa、走査線（電子
線の走査）の周期をΛb、補正用マークパターンの周期
方向と走査線の成す角度をθ、干渉縞パターンと走査線
が成す角度をφ、干渉縞パターンの周期をｄとすると、
以下に示す式（１）および式（２）が成り立つ。 sinφ = Λb sinθ / (Λa² + Λb² - 2ΛaΛ b cosθ)^1/2 ・・・（１）ｄ = ΛaΛb / (Λa² + Λb² - 2ΛaΛ b cosθ)^1/2 ・・・（２）

【００１７】従って、観察される干渉縞パターンの電子
線走査方向に対する角度φ、あるいは、干渉縞の周期ｄ
を測定することで、電子線走査の周期Λbを正確に測定
することができる。

【００１８】なお、本発明では図２(a)および(b)に示し
たとおり、２次元の周期構造パターンを設けることで、
ｘ方向、および、ｙ方向の歪をステージの移動なしに同
時に補正することが可能になる。

【００１９】図３はθが１°の場合について、（１）式
に基づき得られる走査線周期と干渉縞パターンの走査線
に対する角度φの関係を示している。ここでの補正用マ
ークパターンの周期Λaは202.5nmとして求めた。図に示
されるように、角度読み取り精度が0.１°の場合、補正
用マークパターン周期の0.01%以下の精度で電子線の走
査周期を測定することが可能になる。従って、マークパ
ターン周期を0.2μm程度とした場合、0.02nmの精度で走
査線周期の評価が可能になり、電子線露光装置の描画フ
ィールド内における偏向歪量の評価、およびその評価に
基づく補正が高精度に実現できる。

【００２０】次に、図４には角度θ（θは走査線方向と
マークパターンの周期方向との角度）を変化させたとき
の、走査線周期と角度φとの関係を示したものである。
ここでのマークパターン周期Λaは200nmとし、角度θを
0.1°から8°まで変化させたときの、角度φと走査線周
期Λbとの関係を示している。また、図５にはそのとき
の干渉縞パターン周期ｄと電子線走査周期Λbとの関係
を示している。この図４からは、角度θが大きくなるほ
ど角度φから得られる走査線周期の分解能が低くなるこ
とがわかる。そして、特に、角度θが8°程度よりも大
きい場合には、測定する角度φから得られる走査線周期
の分解能が低くくなりすぎ、精度の高い評価が困難とな
る。また、図５からは、角度θが小さくなるほど走査線
周期に対する干渉縞パターンの周期ｄが大きくなること
がわかる。そして、特に、角度θが0.1°程度よりも小
さい場合には、干渉縞パターンの周期ｄが大きすぎ正確
な測定が難しくなる。従って、精度の高い評価、歪補正
を行うためには、電子線走査方向と補正用マークパター
ン周期方向との成す角度θを0.1°以上8°以下とするこ
とが好ましい。

【００２１】なお、干渉縞パターン（モアレ像）はマー
クパターン周期と走査線の周期がほぼ同じ場合のほか、
一方が他方の周期の整数倍、あるいは整数分の１倍の周
期にほぼ等しくすると好適に発生させることができる。

【００２２】次に上記のマークパターンを組み込んだ電
子線露光装置において、発生させた干渉縞パターンから
電子線の偏向歪を補正する方法について以下に示す。

【００２３】図６には本発明の電子線露光装置の構成図
を示す。電子銃１で発生させた電子線は、レンズなどに
より構成される電子線制御機構２によって細く絞られて
試料面５上に結像されており、偏向器３によって試料面
上を走査される。試料ステージ７上に設けられた偏向歪
を補正するためのマークパターン（図示せず）は、マー
クパターン上を電子線で走査したときに反射してくる反
射電子（二次電子）を検出器４で検出することで観察さ
れ、検出したアナログ信号は増幅器１４により増幅さ
れ、信号処理器１５によりデジタル変換される。このと
き計算機１６に取得されるデータは、各々の電子線走査
位置における反射電子強度であり、マークパターンと電
子走査線の周期間隔がほぼ同程度である場合、これが干
渉縞パターンのデータとなる。また、干渉縞パターンの
デジタルデータを取得するこの他の方法としては、電子
走査線の周期間隔がマークパターンの周期間隔に比べて
十分小さい場合に、検出器４で検出され、計算機１６に
取得されるデジタルデータから、マークパターンと周期
間隔がほぼ同程度となるもののみを計算機１６内で抽出
する方法があり、同様に干渉縞パターンのデータを得る
ことができる。またマークパターンと周期間隔がほぼ同
程度となるデータのみを抽出する他の方法としては、増
幅器１４において増幅された信号をディスプレイ（図示
せず）へ送信し、観察されるマークパターンとディスプ
レイの走査線周期がほぼ同じになるように観察倍率を調
整することで、干渉縞パターンを観察しデータ化する方
法がある。なお、このようにディスプレイを用いてデジ
タルデータを取得する場合には、ディスプレイ画面内の
歪を十分小さく補正しておく必要がある。また、液晶デ
ィスプレイにより画像を観察する場合には、液晶のドッ
トにより走査線が構成されることになる。

【００２４】次に、計算機１６では、このようにして求
めたデジタルデータと電子線の走査方向とのなす角度
（φ）データを抽出し、（１）式に従って描画領域内の
任意の位置における走査線周期を算出する。なお、ここ
で、走査線方向とマークパターンの周期方向とのなす角
度θのデータは予め計算機１６に取得しておく。次に、
描画領域内の任意の位置における走査線周期の設計値に
対するズレ量を描画領域内中央から周辺領域に向かって
積算することで、描画領域内の任意の位置における歪量
を求めることができる。さらに、信号発生器１２ではこ
の歪量を補正するための信号を発生させ、偏向器３を制
御するための信号を発生する信号発生器１３から発生さ
れる信号へ加算し、増幅器１１を介して偏向器３へ送ら
れることで偏向器３の偏向量が調整され、偏向歪が補正
できる。

【００２５】なお、偏向歪を補正するためのマークパタ
ーンの配置位置（形成場所）は、上記のように試料ステ
ージ７上の他、試料ホルダー６上、あるいは試料５上で
あっても良い。また、歪補正精度を向上させるために検
出器４を複数使用しても良い。さらに、上記では、計算
機１６により干渉縞パターンのデジタルデータと電子線
の走査方向とのなす角度（φ）データを抽出し、これを
もとに描画領域内の任意の位置における走査線周期を算
出しているが、取得した干渉縞パターンのデジタルデー
タから干渉縞パターンの周期データを抽出し、（２）式
に従って描画領域内の任意の位置における走査線周期を
算出することで偏向歪を補正しても良い。

【００２６】次に、図７には偏向歪の補正方法のフロー
チャート図を示している。初めに、電子線露光装置のｘ
方向およびｙ方向（ｘ、ｙは直交する）にそれぞれ電子
線を走査させることでそれぞれの干渉縞パターンを発生
させる。

【００２７】図８(a)はｘ方向に電子線を走査させた際
の干渉縞パターン（モアレ像）の一例を示している。図
８（ａ）では、周期的に観察される干渉縞パターンが描
画フィールドの端へいくほど湾曲しており、フィールド
周辺部で歪が大きくなっている。定量的な評価をするた
めには、観察される画像をデータ化し、電子線描画領域
内の各位置における角度φを測定する。

【００２８】以下その一例として、描画（露光）領域が
５００μｍ×５００μｍであり、この描画領域を１００
μｍ間隔で均等に分割した５×５点の各位置におけるｘ
方向に電子線を走査したときの偏向歪量を測定する方法
を示す。ここでのマークパターンは、直交するｘ’及び
ｙ’方向に２０２．５ｎｍ間隔の周期性を有するマーク
パターンを用いた。

【００２９】まず、電子線走査周期をマークパターン周
期程度とし、干渉縞パターン（モアレ像）を発生させ
る。ここでの電子線走査周期はマークパターン周期方向
ｘ’に対して僅かにその周期をずらせて走査させると干
渉縞パターンが良好に生じる。ここでの電子走査線周期
は装置の設定値は２００ｎｍとした。次に、描画（露
光）領域内に生じた干渉縞パターン（モアレ像）を画像
処理によりデータ化（ｘ、ｙ）する（Ｓ２）。

【００３０】そして、このデータを基に、描画領域内の
各点（位置）における干渉縞パターンと電子線走査方向
とのなす角φを測定する（Ｓ３）。表１は描画領域内の
各点における角度φの測定結果を示したものである。

【００３１】

【表１】

【００３２】次に、この表１の結果を基に（１）式から
描画領域内の各点（位置）における電子線走査周期を算
出する（Ｓ４）。表２はその結果である。

【００３３】

【表２】

【００３４】そして更に、描画領域中央部から外周部へ
向かって変化する各点の偏向歪量を表２の各点に於ける
電子線走査周期と設定した電子線走査周期（ここでは２
００ｎｍ程度）とのずれ量から算出する（Ｓ５）。表３
はその結果である。

【００３５】

【表３】

【００３６】ここで、以下に、表３に示した偏向歪み量
の算出方法の具体的な１例を詳述する。ここでの歪量算
出方法は、各隣り合う位置における歪量差を（各隣り合う位置の間隔）／（走査線周期）×（走査線
周期のズレ量）として各位置間の歪量差を求める。そして各位置の歪量
はフィールド中心からの各位置の歪量差を積算すること
で求めた。

【００３７】以下、具体的に説明するため、表３の描画
領域内各位置の表記を、ｘ方向に順にＡからＥ（左列か
ら右列に順にＡからＥ）とし、ｙ方向の逆順に１から５
（上から下の行順に１から５）として、各位置を「ｘ
ｙ」（例えば中央部は「C3」）として表記する。

【００３８】まず、位置C3（中央部）については、歪量
は０となる。

【００３９】次に、描画フィールド中心からｘ方向に10
0μm離れた、位置D3における歪量の求め方を示す。C3か
らD3まで線形的に電子線走査周期が変化すると仮定した
場合、表２に示している、C3およびD3における走査線周
期の設定からのズレ量（ΔΛ _C3=0、および、ΔΛ_D3＝0.
05）を考慮すると歪量は、歪量（D3）=（100000nm／200nm）×（ΔΛ_C3＋ΔΛ_D3）
／2 ＝ 12.5 nm となる。

【００４０】次に、位置E3における歪量は同様に、歪量（E3）= D3の歪量＋（(200000nm−100000nm)／20
0nm ）×（ΔΛ_D3＋ΔΛ _E3）／2 ＝ 50.0nm となる。

【００４１】同様な方法で、C2の歪量を求め、その値を
基準にC1の歪量を求める。また、D2の歪量を求めること
で、E1の歪量を求めることができる。歪量（D2） =（141421nm／200nm）×（ΔΛ_C3＋Δ
Λ_D2）／2 ＝ 24.7 nm 歪量（E1） = D2の歪量＋（(141421nm−282842nm)／
200nm ）×（ΔΛ_D2＋ΔΛ_E1）／2 ＝ 99.0nm

【００４２】また同様に、D2とD3の平均値を用いて、E2
の値を求める。その他の点についても同様に求める。

【００４３】上記実施例では、５×５点の場合について
示しているが、評価点数を多くとることで精度の向上を
図ることができる。また、上記では測定点間を線形補間
しているが、近似曲線等を用いることでさらに精度を上
げることも可能である。

【００４４】以上はｘ方向に電子線を走査したときに得
られる偏向歪量測定について示しているが、ｙ方向に電
子線を走査したときについても同様に測定すればよい。
次に、上記によって求めた歪み量が予め設定した許容範
囲よりも大きいか否かを判定し（Ｓ６）、大きい場合に
は、算出した偏向歪量を基に電子線の偏向量を調整する
ことで歪みを調整する（Ｓ７）。

【００４５】なお歪の補正は例えば以下の手順で実施で
きる。

【００４６】まず、表３に示される描画フィールド内の
ｘ方向の偏向歪分布から、計算機によりデータを線形補
間あるいは最小自乗近似補間することで、描画フィール
ド内の任意の位置における偏向歪量を求める。

【００４７】具体的には、例えば描画フィールド内の位
置C3とD3の間の領域においては、ｘ方向の偏向歪量（δ
ｘ）は、 δｘ＝12.5／100×ｘ（ｘ＝0〜100μｍ,ｙ＝0）となる。

【００４８】同様にｙ方向についての偏向歪分布から任
意の位置におけるｙ方向の偏向歪量（δｙ）を求めるこ
とができる。

【００４９】次に、上記のように求めた描画フィールド
内の任意の位置における補正量（−δｘ、−δｙ）を、
信号発生器１２により偏向歪補正信号として信号発生器
１３の制御信号に加算し、この信号により偏向器３の偏
向量が調整されることで描画フィールド内の任意の位置
における歪を補正した電子線走査が可能となる。

【００５０】次に、再び、ｘ方向またはｙ方向に電子線
を走査させ干渉縞パターン観察、歪量測定を繰り返し
（Ｓ１〜Ｓ５を繰り返す）、再度歪量が許容範囲か否か
を判定（Ｓ６）する。この操作は、歪量が許容範囲内と
判定されるまで繰り返され、歪量が許容範囲内と判定さ
れた時点で終了する。

【００５１】ここで、偏向歪測定、及び補正（Ｓ１〜Ｓ
７の操作）は、電子線の走査方向をｘ方向とｙ方向に交
互に走査させて補正することで効率的に歪を補正でき
る。また、歪みの調整方法としては、表２の各位置にお
ける電子線走査周期の算出値に基づき、各位置における
電子線走査周期を調整することでも調整できる。また、
上記では偏向器での偏向量を調整することで歪補正する
例を示したが、電子銃１からの電子線の走査周期を調整
することで歪補正をすることも可能である。この場合、
計算機１６で計算される歪量データは信号発生器１２，
１３により電子銃を制御する信号として送られ、電子銃
１からの電子線の走査周期を調整する構成とする。

【００５２】そして、補正後には図８（ｂ）に示すよう
な均一な周期および角度の干渉縞が観察され、1mmの描
画フィールド内で１nm以下に偏向歪を抑制することが可
能である。

【００５３】このような本発明の高精度に歪補正可能な
電子線露光装置は、特に、発振波長が高い精度で要求さ
れる通信用位相シフト分布帰還型（DFB）半導体レーザ
の回折格子パターンを作製する場合などで有効であり、
この場合、描画領域内（ウエハ領域内全域）で均一な回
折格子の周期構造が形成でき、安定に単一軸モード発振
するレーザが歩留まり良く作製できる。

【００５４】次に、本発明のマークパターンの作製方法
について簡単に説明する。本発明のマークパターンは、
例えば、Si基板に直交するｘおよびｙ方向にそれぞれに
二光束干渉露光を実施し、ドライエッチングで加工し作
製することができる。また他には、Auを半導体基板上に
蒸着し、周期性のパターンを形成することで作製するこ
ともできる。

【００５５】本発明では、マクロな領域での干渉縞パタ
ーン評価により歪の補正を実施するため、マークの幅な
どの精度は必ずしも高くなくても良い利点を有してい
る。

【００５６】また、本発明でのマークパターンは、図１
に示すような四角いドットにより作製しているが、この
形状に関しては丸などの形状としても同様の効果が得ら
れる。また、図１に示す周期構造については、四角いド
ット部の凹凸を問わず、パタンの明暗が反転した場合に
おいても同様の効果が得られる。

【００５７】本発明により偏向歪を補正する場合には、
フォーカスの変動によって観察する位置における偏向量
が変化するため、事前に描画フィールド内でフォーカス
を精密に調整することが必要である。そのためには、パ
ターンのエッジ部分を電子線走査する時の信号強度が最
大になるように、あらかじめフィールド内でのフォーカ
ス値を調整することが有効である。

【００５８】本発明は、描画領域（フィールド）間の接
合誤差の補正時にも有効であり、ステージ移動とモアレ
像観察を繰り返し、それぞれの画像をデータ化し、得ら
れる周期構造の干渉縞パターンの位相が連続するように
フィールド内の偏向量を全体的に伸縮することで高精度
な補正が実現できる。

【００５９】上記実施例では直交するｘ’およびｙ’方
向に周期構造を有するマークパターンを用いた歪補正方
法について説明したが、半径ｒ方向および角度θ方向に
周期構造を有するマークパターンを用いても同様に歪補
正が可能である。

【００６０】また、マスク（ブロック）を使用したブロ
ック露光あるいは可変矩形露光用の電子線露光装置にお
いても本方法は適用可能であり、マスクに本発明のマー
クパターンを適用することで、電子線を走査させたとき
と同様の干渉縞パターンが観察可能になる。すなわち、
装置内に設けた本発明の補正用マークパタンに対して周
期がｘ方向、及びｙ方向にほぼ同じになる周期を有する
マスクパターンを補正用のマークパターンとして使用す
ることで本発明の効果が得られ、露光される描画パター
ンの歪補正が実現できる。

【００６１】また、本実施例は電子線露光装置について
その調整方法を示したが、走査型電子顕微鏡においても
同様の歪み補正が可能である。その構成例は図６に示し
た電子線露光装置と同様構成で実現可能であり、また、
その動作等も上記した電子線露光装置の場合と同様の方
法で可能であるため説明は略するが、上記した電子線露
光装置と同様に精度の高い寸法測定が可能である。

【００６２】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、２次元の
周期構造マークパターンを用いて干渉縞パターンを発生
させ、この干渉縞パターンからの情報を基に偏向歪みを
補正する。この方法により、ステージの移動なしに偏向
歪みが補正でき、かつ、非常に高精度な偏向歪みの補正
が可能となる。また、本発明では、マクロな領域での干
渉縞パターン評価により歪補正を実施するため、補正用
マークパターンの幅などの精度による影響を受けにく
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のマークパターンの一例を示す図であ
る。

【図２】本発明のマークパターンに電子線走査させた際
に発生する干渉縞パターンの一例を示す図である。
（(a)ｘ方向に電子線走査させた際、(b)ｙ方向に電子線
を走査させた際）

【図３】本発明の偏向歪補正方法における電子線走査周
期（走査線周期）と干渉縞パターンの走査線に対する角
度φの関係を示す図である。

【図４】本発明の偏向歪補正方法における走査線周期と
角度φとの関係を各角度θについて示す図である。

【図５】本発明の偏向歪補正方法における走査線周期と
干渉縞パターン周期との関係を示す図である。

【図６】本発明の電子線露光装置を示す構成図である。

【図７】本発明の偏向歪の補正方法を示すフローチャー
ト図である。

【図８】本発明の偏向歪補正方法における描画領域内の
干渉縞パターンの１例を示す図である（（ａ）は偏向歪
補正前、（ｂ）は偏向歪補正後）。

【図９】従来のマークパターンの構成を示す図である。

【図１０】従来の偏向歪補正方法を示す図である。

【符号の説明】

１・・・電子銃２・・・電子線制御機構３・・・偏向器４・・・検出器５・・・試料６・・・試料ホルダー７・・・試料ステージ１１，１４・・・増幅器１２，１３・・・信号発生器１５・・・信号処理器１６・・・計算機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｊ 37/28 Ｈ０１Ｊ 37/28 Ｂ 37/305 37/305 ＢＨ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｄ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子線を偏向させ描画する際の偏向歪を補
正する偏向歪補正方法において、前記偏向歪を補正する
ためのマークパターンとして、２次元の周期構造を有す
るマークパターンを用い、該マークパターンに電子線を
走査させることで干渉縞パターンを発生させ、該干渉縞
パターンにより電子線の偏向歪を補正する偏向歪補正方
法。
【請求項２】前記電子線を走査させる際、該走査方向を
前記マークパターンの周期性を有する方向と一致させず
に角度を設けて電子線を走査させることで干渉縞パター
ンを発生させることを特徴とする請求項１記載の偏向歪
補正方法。
【請求項３】前記マークパターンが、直交するｘ及びｙ
の２方向に周期構造を有することを特徴とする請求項１
または２のいずれかに記載の偏向歪補正方法。
【請求項４】前記干渉縞パターンと前記電子線の走査方
向との角度を測定し、該角度に基づき電子線の偏向歪を
補正する請求項１乃至３のいずれかに記載の偏向歪補正
方法。
【請求項５】前記干渉縞パターンの周期を測定し、該干
渉縞パターンの周期に基づき電子線の偏向歪を補正する
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の偏
向歪補正方法。
【請求項６】直交するｘ及びｙの２方向に周期構造を有
する２次元構造のマークパターンを用い、前記ｘ方向に
対して角度θ（θ≠０）を有するｘ’方向、又は前記ｙ
方向に対して角度θ（θ≠０）を有するｙ’方向に電子
線を走査させることで干渉縞パターンを発生させ、該干
渉縞パターンと電子線走査方向ｘ’又はｙ’方向とのな
す角φを測定し、該なす角φから偏向歪量を算出し、該
算出した偏向歪量に基づき電子線の偏向歪を補正する偏
向歪補正方法。
【請求項７】前記電子線の走査方向をｘ’方向とｙ’方
向とで交互に走査させ、交互に偏向歪を補正する請求項
６記載の偏向歪補正方法。
【請求項８】電子線を発生させる電子銃と、前記電子線
を偏向させる偏向器と、２次元の周期構造を有するマー
クパターンと、該マークパターンに前記電子線を走査さ
せることで干渉縞パターンを発生させ、該発生させた干
渉縞パターンを検出する検出器と、該検出器により検出
された信号を取り込む計算機とを少なくとも有する電子
線露光装置において、前記計算機では取り込んだ信号を
基に歪補正データを算出し、該算出したデータに基づき
前記偏向器により電子線の偏向量を調整することで電子
線の偏向歪を補正する歪補正手段を有することを特徴と
する電子線露光装置。
【請求項９】前記マークパターンが直交するｘ及びｙの
２方向に周期構造を有することを特徴とする請求項８記
載の電子線露光装置。
【請求項１０】前記計算機により歪補正データを算出す
る際、前記計算機は前記検出器から取り込む信号により
前記干渉縞パターンをデータ化し、該干渉縞パターンの
データと前記電子線の走査方向とのなす角度φデータを
描画領域内の任意の位置において抽出し、該角度φデー
タを基に歪補正データを算出することを特徴とする請求
項８又は９に記載の電子線露光装置。
【請求項１１】前記計算機により歪補正データを算出す
る際、前記計算機は前記検出器から取り込む信号により
前記干渉縞パターンをデータ化し、該干渉縞パターンの
データを基に描画領域内の任意の位置における前記干渉
縞パターンの周期を算出し、該周期データを基に歪補正
データを算出することを特徴とする請求項８又は９に記
載の電子線露光装置。
【請求項１２】電子線を発生させる電子銃と、前記電子
線を偏向させる偏向器と、２次元の周期構造を有するマ
ークパターンと、該マークパターンに前記電子線を走査
させることで干渉縞パターンを発生させ、該発生させた
干渉縞パターンを検出する検出器と、該検出器により検
出された信号を取り込む計算機とを少なくとも有する電
子線露光装置において、前記計算機では取り込んだ信号
を基に歪補正データを算出し、該算出したデータに基づ
き前記偏向器により電子線の偏向量を調整することで電
子線の偏向歪を補正する歪補正手段を有することを特徴
とする走査型電子顕微鏡。
【請求項１３】前記マークパターンが直交するｘ及びｙ
の２方向に周期構造を有することを特徴とする請求項１
２記載の走査型電子顕微鏡。
【請求項１４】前記計算機により歪補正データを算出す
る際、前記計算機は前記検出器から取り込む信号により
前記干渉縞パターンをデータ化し、該干渉縞パターンの
データと前記電子線の走査方向とのなす角度φデータを
描画領域内の任意の位置において抽出し、該角度φデー
タを基に歪補正データを算出することを特徴とする請求
項１２又は１３に記載の走査型電子顕微鏡
【請求項１５】前記計算機により歪補正データを算出す
る際、前記計算機は前記検出器から取り込む信号により
前記干渉縞パターンをデータ化し、該干渉縞パターンの
データを基に描画領域内の任意の位置における前記干渉
縞パターンの周期を算出し、該周期データを基に歪補正
データを算出することを特徴とする請求項１２又は１３
に記載の走査型電子顕微鏡。