JP3340495B2 - 電子線描画装置 - Google Patents
電子線描画装置Info
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- JP3340495B2 JP3340495B2 JP04331793A JP4331793A JP3340495B2 JP 3340495 B2 JP3340495 B2 JP 3340495B2 JP 04331793 A JP04331793 A JP 04331793A JP 4331793 A JP4331793 A JP 4331793A JP 3340495 B2 JP3340495 B2 JP 3340495B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子線描画装置に係
り、特に電子ビーム倒れ角測定手段を備えた電子線描画
装置に関する。
り、特に電子ビーム倒れ角測定手段を備えた電子線描画
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子線描画装置の描画精度を決定する因
子の一つに、電子ビーム偏向中心での電子ビームの倒れ
角、即ち偏向中心での電子ビーム軸の被加工物面に対す
る垂線からの傾き角がある。この電子ビーム倒れ角の補
正は容易ではない。
子の一つに、電子ビーム偏向中心での電子ビームの倒れ
角、即ち偏向中心での電子ビーム軸の被加工物面に対す
る垂線からの傾き角がある。この電子ビーム倒れ角の補
正は容易ではない。
【０００３】従来この様な電子ビーム倒れ角を測定する
ために、被加工物を載置するＸ−Ｙステージにこれと直
交するＺ方向の移動機構を備えたものが知られている。
この様なＺ方向移動機構を備えて、Ｘ−ＹステージをＺ
方向に移動させたときのステージ上（またはこの上の被
加工物上）のマーク位置の横方向ずれ量（変位量）を求
めると、これらのＺ方向の移動量とマーク位置の横方向
ずれ量の比から、電子ビーム倒れ角が分かる。
ために、被加工物を載置するＸ−Ｙステージにこれと直
交するＺ方向の移動機構を備えたものが知られている。
この様なＺ方向移動機構を備えて、Ｘ−ＹステージをＺ
方向に移動させたときのステージ上（またはこの上の被
加工物上）のマーク位置の横方向ずれ量（変位量）を求
めると、これらのＺ方向の移動量とマーク位置の横方向
ずれ量の比から、電子ビーム倒れ角が分かる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来方式
には次のような欠点がある。 （１）Ｚ方向移動機構を備えることにより、ステージが
複雑になる。 （２）ステージのＺ方向移動時のＸ−Ｙ方向の変位を抑
制する必要があるため、ステージ位置管理が複雑にな
る。 （３）通常Ｚ方向移動距離は大きくとれない（±１mm程
度）ため、電子ビームの倒れ角測定精度も高くない。
には次のような欠点がある。 （１）Ｚ方向移動機構を備えることにより、ステージが
複雑になる。 （２）ステージのＺ方向移動時のＸ−Ｙ方向の変位を抑
制する必要があるため、ステージ位置管理が複雑にな
る。 （３）通常Ｚ方向移動距離は大きくとれない（±１mm程
度）ため、電子ビームの倒れ角測定精度も高くない。
【０００５】本発明はこの様な問題を解決して、簡便な
構成で高精度の電子ビーム倒れ角測定を可能とした電子
線描画装置を提供することを目的とする。
構成で高精度の電子ビーム倒れ角測定を可能とした電子
線描画装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、電子線照射系
と加工室を有し、加工室内に被加工物を載置して二次元
的に移動できるＸ−Ｙステージを有する電子線描画装置
において、Ｘ−Ｙステージ上周辺部に、径ｒ1 の孔が開
けられた第１のマーク部材とこの上に所定の空間ギャッ
プをもって同軸的に重ねられた径ｒ2 （ｒ2 ＞ｒ1 ）の
孔が開けられた第２のマーク部材とを有する電子ビーム
倒れ角測定治具が取り付けられていることを特徴として
いる。
と加工室を有し、加工室内に被加工物を載置して二次元
的に移動できるＸ−Ｙステージを有する電子線描画装置
において、Ｘ−Ｙステージ上周辺部に、径ｒ1 の孔が開
けられた第１のマーク部材とこの上に所定の空間ギャッ
プをもって同軸的に重ねられた径ｒ2 （ｒ2 ＞ｒ1 ）の
孔が開けられた第２のマーク部材とを有する電子ビーム
倒れ角測定治具が取り付けられていることを特徴として
いる。
【０００７】
【作用】本発明における電子ビーム倒れ角測定治具は、
異なる孔径の第１，第２のマーク部材が所定の高さの空
間ギャップを介して重ねられている。この測定治具の領
域を偏向走査域を選んで電子ビーム走査して、第１，第
２のマーク部材から得られる二次電子を検出し、そのモ
ニタ像を表示することにより、第１，第２のマーク部材
それぞれの高さ位置での電子ビーム位置を知ることがで
きる。即ち、高い方の第２のマスク部材により電子ビー
ムが妨げられないような小さい偏向走査幅で電子ビーム
走査を行うことにより、第１のマスク部材によりその高
さ位置での電子ビーム位置（横方向位置）が分かる。第
２のマーク部材の孔をカバーするような偏向走査幅で電
子ビーム走査を行えば、上部の第２のマーク部材によ
り、その高さ位置での電子ビーム位置が分かる。このよ
うにして求まる第１，第２のマーク部材位置での電子ビ
ーム横方向位置ずれ量をｄ、第１，第２のマーク部材の
間の空間ギャップ隔（高さ）をｈとすれば、電子ビーム
の倒れ角θは、θ＝tan-1（ｄ／ｈ）として求まる。
異なる孔径の第１，第２のマーク部材が所定の高さの空
間ギャップを介して重ねられている。この測定治具の領
域を偏向走査域を選んで電子ビーム走査して、第１，第
２のマーク部材から得られる二次電子を検出し、そのモ
ニタ像を表示することにより、第１，第２のマーク部材
それぞれの高さ位置での電子ビーム位置を知ることがで
きる。即ち、高い方の第２のマスク部材により電子ビー
ムが妨げられないような小さい偏向走査幅で電子ビーム
走査を行うことにより、第１のマスク部材によりその高
さ位置での電子ビーム位置（横方向位置）が分かる。第
２のマーク部材の孔をカバーするような偏向走査幅で電
子ビーム走査を行えば、上部の第２のマーク部材によ
り、その高さ位置での電子ビーム位置が分かる。このよ
うにして求まる第１，第２のマーク部材位置での電子ビ
ーム横方向位置ずれ量をｄ、第１，第２のマーク部材の
間の空間ギャップ隔（高さ）をｈとすれば、電子ビーム
の倒れ角θは、θ＝tan-1（ｄ／ｈ）として求まる。
【０００８】従って本発明によれば、従来のようにステ
ージのＺ方向移動機構や、Ｚ方向移動に伴うステージの
ぶれ防止機構も必要ない。また、電子ビーム倒れ角測定
に必要な高さ情報をステージのＺ方向移動ではなく、第
１，第２のマーク部材の間隔によりスタティックに確保
している。しかもその高さを従来より大きい値すること
が容易である。以上により、高精度の電子ビーム倒れ角
測定が可能となる。
ージのＺ方向移動機構や、Ｚ方向移動に伴うステージの
ぶれ防止機構も必要ない。また、電子ビーム倒れ角測定
に必要な高さ情報をステージのＺ方向移動ではなく、第
１，第２のマーク部材の間隔によりスタティックに確保
している。しかもその高さを従来より大きい値すること
が容易である。以上により、高精度の電子ビーム倒れ角
測定が可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。図１は、本発明の一実施例に係る電子線描画
装置の概略構成である。電子線照射系１は、電子銃１
１，電子レンズ１２，１３、偏向コイル１４等からな
る。この電子線照射系１の下方に電子ビーム１５が導入
される加工室２がある。加工室２内には、Ｘ−Ｙステー
ジ３が設けられ、この上に被加工物４が載置される。Ｘ
−Ｙステージ３の周辺に、電子ビーム倒れ角測定治具５
が取付けられている。この測定治具５の詳細は後述す
る。加工室２の斜め上部には、被加工物４や電子ビーム
倒れ角測定治具５から得られる二次電子を検出する二次
電子検出器６が設けられている。
説明する。図１は、本発明の一実施例に係る電子線描画
装置の概略構成である。電子線照射系１は、電子銃１
１，電子レンズ１２，１３、偏向コイル１４等からな
る。この電子線照射系１の下方に電子ビーム１５が導入
される加工室２がある。加工室２内には、Ｘ−Ｙステー
ジ３が設けられ、この上に被加工物４が載置される。Ｘ
−Ｙステージ３の周辺に、電子ビーム倒れ角測定治具５
が取付けられている。この測定治具５の詳細は後述す
る。加工室２の斜め上部には、被加工物４や電子ビーム
倒れ角測定治具５から得られる二次電子を検出する二次
電子検出器６が設けられている。
【００１０】加工室２の外には、Ｘ−Ｙステージ３を駆
動するステージ駆動装置７、この駆動装置７の制御や二
次電子検出器６の出力信号処理等を含むシステム全体を
制御する制御装置８、二次電子検出器６の信号処理によ
り得られる像を表示するモニタ９等が設けられている。
動するステージ駆動装置７、この駆動装置７の制御や二
次電子検出器６の出力信号処理等を含むシステム全体を
制御する制御装置８、二次電子検出器６の信号処理によ
り得られる像を表示するモニタ９等が設けられている。
【００１１】図２は、電子ビーム倒れ角測定治具５の具
体的構成を示している。電子ビーム位置を検出するため
の第１のマーク部材２１と第２のマーク部材２３は、外
径が等しい円形シートであって、下方の第１のマーク部
材２１にはその中央に径ｒ1の孔２２が開けられ、第２
のマーク部材２３にはやはり中央に径ｒ2 の孔２４が開
けられている。これら二つのマーク部材２１，２３は、
スペーサ２５により両者間の空間ギャップ距離（高さ）
ｈが設定されて枠体２６に嵌め込まれ、同軸的に配置さ
れている。枠体２６およびスペーサ２５の側面には、下
方の第１のマーク部材２１からの二次電子を検出するた
めの窓２７が開けられている。なお第１のマーク部材２
１の面がＸ−Ｙステージ上に載置される被加工物の面と
ほぼ一致するように、枠体２６の底部の厚み等が設定さ
れて、この電子ビーム倒れ角測定治具５がＸ−Ｙステー
ジ周辺部に取り付けられている。
体的構成を示している。電子ビーム位置を検出するため
の第１のマーク部材２１と第２のマーク部材２３は、外
径が等しい円形シートであって、下方の第１のマーク部
材２１にはその中央に径ｒ1の孔２２が開けられ、第２
のマーク部材２３にはやはり中央に径ｒ2 の孔２４が開
けられている。これら二つのマーク部材２１，２３は、
スペーサ２５により両者間の空間ギャップ距離（高さ）
ｈが設定されて枠体２６に嵌め込まれ、同軸的に配置さ
れている。枠体２６およびスペーサ２５の側面には、下
方の第１のマーク部材２１からの二次電子を検出するた
めの窓２７が開けられている。なお第１のマーク部材２
１の面がＸ−Ｙステージ上に載置される被加工物の面と
ほぼ一致するように、枠体２６の底部の厚み等が設定さ
れて、この電子ビーム倒れ角測定治具５がＸ−Ｙステー
ジ周辺部に取り付けられている。
【００１２】この様な電子ビーム倒れ角測定治具５の具
体的な各部の大きさを例示すれば、第１，第２のマーク
部材２１，２３間の空間ギャップ距離ｈは、電子ビーム
の作動距離、即ち電子ビームの偏向の節（一般に対物レ
ンズ中心）からＸ−Ｙステージまでの距離の約１／２に
設定される。第１のマーク部材２１の孔径ｒ1 は、数十
μm 、例えば３０μm に設定され、第２のマーク部材２
３の孔径ｒ2 は対物レンズ絞り径の１〜２倍に設定され
る。
体的な各部の大きさを例示すれば、第１，第２のマーク
部材２１，２３間の空間ギャップ距離ｈは、電子ビーム
の作動距離、即ち電子ビームの偏向の節（一般に対物レ
ンズ中心）からＸ−Ｙステージまでの距離の約１／２に
設定される。第１のマーク部材２１の孔径ｒ1 は、数十
μm 、例えば３０μm に設定され、第２のマーク部材２
３の孔径ｒ2 は対物レンズ絞り径の１〜２倍に設定され
る。
【００１３】次に、図３および図４を参照して、電子ビ
ーム倒れ角測定の具体的な手順を説明する。電子ビーム
倒れ角測定治具の装置内への取り付け、真空排気、電子
線照射系の調整はすでに終了しているとする。図１は電
子ビーム照射領域に被加工物４がある状態、即ち実際に
電子ビーム描画を行う状態を示しているが、これに先だ
って電子ビーム倒れ角を測定するには、まず、Ｘ−Ｙス
テージ３を移動させて、電子ビーム倒れ角測定治具３を
ほぼ電子ビーム照射領域に持ってくる。図３はこの状態
を拡大して示している。この状態で最初に、第２のマー
ク部材２３の孔２４の径より僅かに大きい走査幅で電子
ビームを偏向走査して、第２のマーク部材２３から得ら
れる二次電子による像をモニタ９に表示する。そして、
Ｘ−Ｙステージ３を調整して、モニタ中心（電子ビーム
偏向中心）と第２のマーク部材２３の像の中心を一致さ
せる。
ーム倒れ角測定の具体的な手順を説明する。電子ビーム
倒れ角測定治具の装置内への取り付け、真空排気、電子
線照射系の調整はすでに終了しているとする。図１は電
子ビーム照射領域に被加工物４がある状態、即ち実際に
電子ビーム描画を行う状態を示しているが、これに先だ
って電子ビーム倒れ角を測定するには、まず、Ｘ−Ｙス
テージ３を移動させて、電子ビーム倒れ角測定治具３を
ほぼ電子ビーム照射領域に持ってくる。図３はこの状態
を拡大して示している。この状態で最初に、第２のマー
ク部材２３の孔２４の径より僅かに大きい走査幅で電子
ビームを偏向走査して、第２のマーク部材２３から得ら
れる二次電子による像をモニタ９に表示する。そして、
Ｘ−Ｙステージ３を調整して、モニタ中心（電子ビーム
偏向中心）と第２のマーク部材２３の像の中心を一致さ
せる。
【００１４】次いで、電子ビーム走査幅を小さく絞っ
て、第１の２のマーク部材２１から得られる二次電子に
よる像をモニタ表示する。電子ビーム走査幅を、第１の
マーク部材２１の孔径ｒ1 より大きく、第２のマーク部
材２３の孔径ｒ2 より小さく設定することにより、第２
のマーク部材２３により電子ビームが妨げられることな
く、下方の第１のマーク部材２１の像を得ることができ
る。この時の電子ビーム偏向走査量から、第１のマーク
部材２１の電子ビーム偏向中心からの横方向ずれ量ｄが
求まる。
て、第１の２のマーク部材２１から得られる二次電子に
よる像をモニタ表示する。電子ビーム走査幅を、第１の
マーク部材２１の孔径ｒ1 より大きく、第２のマーク部
材２３の孔径ｒ2 より小さく設定することにより、第２
のマーク部材２３により電子ビームが妨げられることな
く、下方の第１のマーク部材２１の像を得ることができ
る。この時の電子ビーム偏向走査量から、第１のマーク
部材２１の電子ビーム偏向中心からの横方向ずれ量ｄが
求まる。
【００１５】以上の操作により求まる関係を図示したの
が、図４である。電子ビームが図４に示すように、Ｘ−
Ｙステージに対する垂線からθだけ倒れているとする。
最初の第２のマーク部材２３の像表示とＸ−Ｙステージ
の調整により、第２のマーク部材２３の中心と電子ビー
ム位置がＯ1 点で一致した状態が得られる。続く第１の
マーク部材２１の像表示とこの像表示に必要な偏向走査
幅ｘ1 ，ｘ2 とから、この第１のマーク部材２１の高さ
での電子ビーム位置Ｏ2 の横方向ずれ量ｄは、ｄ＝ｘ2
−ｘ1 として求まる。そうすると、第２のマーク部材２
３の第１のマーク部材２１からの高さｈと、第１のマー
ク部材位置での電子ビームずれ量ｄとから、電子ビーム
の倒れ角θは、 θ＝tan -1（ｄ／ｈ） として求まることになる。倒れ角θが十分小さい場合に
は、ほぼ θ＝ｄ／ｈ となる。
が、図４である。電子ビームが図４に示すように、Ｘ−
Ｙステージに対する垂線からθだけ倒れているとする。
最初の第２のマーク部材２３の像表示とＸ−Ｙステージ
の調整により、第２のマーク部材２３の中心と電子ビー
ム位置がＯ1 点で一致した状態が得られる。続く第１の
マーク部材２１の像表示とこの像表示に必要な偏向走査
幅ｘ1 ，ｘ2 とから、この第１のマーク部材２１の高さ
での電子ビーム位置Ｏ2 の横方向ずれ量ｄは、ｄ＝ｘ2
−ｘ1 として求まる。そうすると、第２のマーク部材２
３の第１のマーク部材２１からの高さｈと、第１のマー
ク部材位置での電子ビームずれ量ｄとから、電子ビーム
の倒れ角θは、 θ＝tan -1（ｄ／ｈ） として求まることになる。倒れ角θが十分小さい場合に
は、ほぼ θ＝ｄ／ｈ となる。
【００１６】以上のようにしてこの実施例によれば、Ｘ
−ＹステージにＺ方向移動機構を設けることなく、電子
ビーム走査によって、その電子ビームの倒れ角θが測定
できる。そこで例えば、電子ビーム倒れ角θ分だけ電子
線照射系１を傾けて、電子ビームが完全にＸ−Ｙステー
ジに垂直、即ち被加工物面に垂直になるように最終の微
調整を行い、その後被加工物に対して電子ビーム描画を
行う。これにより、電子ビームの二次元走査よる正確な
矩形パターンを持って高精度の描画が可能になる。
−ＹステージにＺ方向移動機構を設けることなく、電子
ビーム走査によって、その電子ビームの倒れ角θが測定
できる。そこで例えば、電子ビーム倒れ角θ分だけ電子
線照射系１を傾けて、電子ビームが完全にＸ−Ｙステー
ジに垂直、即ち被加工物面に垂直になるように最終の微
調整を行い、その後被加工物に対して電子ビーム描画を
行う。これにより、電子ビームの二次元走査よる正確な
矩形パターンを持って高精度の描画が可能になる。
【００１７】図４では、便宜上Ｘ方向に関する電子ビー
ムの倒れを示しているが、Ｙ方向に関しても同様にして
電子ビーム倒れ角を測定することができる。そして両者
の倒れ角が共に０となるように調整することにより、電
子ビームが完全にＸ−Ｙステージに垂直になる。
ムの倒れを示しているが、Ｙ方向に関しても同様にして
電子ビーム倒れ角を測定することができる。そして両者
の倒れ角が共に０となるように調整することにより、電
子ビームが完全にＸ−Ｙステージに垂直になる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、Ｘ
−Ｙステージ上に高さ方向に所定空間をおいて二つのマ
ーク部材を配置した電子ビーム倒れ角測定治具を取り付
けて電子ビーム偏向走査によって簡便かつ正確に電子ビ
ームの倒れ角測定を可能とした電子線描画装置を得るこ
とができる。
−Ｙステージ上に高さ方向に所定空間をおいて二つのマ
ーク部材を配置した電子ビーム倒れ角測定治具を取り付
けて電子ビーム偏向走査によって簡便かつ正確に電子ビ
ームの倒れ角測定を可能とした電子線描画装置を得るこ
とができる。
【図１】 本発明の一実施例の電子線描画装置を示す図
である。
である。
【図２】 同実施例の電子ビーム倒れ角測定治具を示す
図である。
図である。
【図３】 同実施例での電子ビーム倒れ角測定動作を説
明するための図である。
明するための図である。
【図４】 同実施例での電子ビーム倒れ角測定動作を説
明するための図である。
明するための図である。
１…電子線照射系、２…加工室、３…Ｘ−Ｙステージ、
４…被加工物、５…電子ビーム倒れ角測定治具、６…二
次電子検出器、７…駆動装置、８…制御装置、９…モニ
タ、２１…第１のマーク部材、２２…孔、２３…第２の
マーク部材、２４…孔、２５…スペーサ、２６…枠体、
２７…窓。
４…被加工物、５…電子ビーム倒れ角測定治具、６…二
次電子検出器、７…駆動装置、８…制御装置、９…モニ
タ、２１…第１のマーク部材、２２…孔、２３…第２の
マーク部材、２４…孔、２５…スペーサ、２６…枠体、
２７…窓。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−133039（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−109244（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−5346（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−190839（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6084（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01J 37/04 H01J 37/20 H01J 37/147 H01J 37/305 H01J 37/317
Claims (2)
- 【請求項１】 電子線照射系と加工室を有し、加工室内
に被加工物を載置して二次元的に移動できるＸ−Ｙステ
ージを有する電子線描画装置において、 Ｘ−Ｙステージ上周辺部に、径ｒ1 の孔が開けられた第
１のマーク部材とこの上に所定の空間ギャップをもって
同軸的に重ねられた径ｒ2 （ｒ2 ＞ｒ1 ）の孔が開けら
れた第２のマーク部材とを有する電子ビーム倒れ角測定
治具が取り付けられていることを特徴とする電子線描画
装置。 - 【請求項２】 前記電子ビーム倒れ角測定治具は、側面
に二次電子検出用窓が開けられたスペーサにより第１，
第２のマーク部材間の空間ギャップが設定されているこ
とを特徴とする請求項１記載の電子線描画装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04331793A JP3340495B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 電子線描画装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04331793A JP3340495B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 電子線描画装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06235800A JPH06235800A (ja) | 1994-08-23 |
| JP3340495B2 true JP3340495B2 (ja) | 2002-11-05 |
Family
ID=12660436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04331793A Expired - Fee Related JP3340495B2 (ja) | 1993-02-08 | 1993-02-08 | 電子線描画装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3340495B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6661015B2 (en) * | 2000-09-15 | 2003-12-09 | Ims-Ionen Mikrofabrikations Systeme Gmbh | Pattern lock system |
-
1993
- 1993-02-08 JP JP04331793A patent/JP3340495B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06235800A (ja) | 1994-08-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |