JP3886837B2 - 可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法 - Google Patents
可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3886837B2 JP3886837B2 JP2002099915A JP2002099915A JP3886837B2 JP 3886837 B2 JP3886837 B2 JP 3886837B2 JP 2002099915 A JP2002099915 A JP 2002099915A JP 2002099915 A JP2002099915 A JP 2002099915A JP 3886837 B2 JP3886837 B2 JP 3886837B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- charged particle
- deflector
- shaping
- edge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、描画すべきパターンの形状に応じて被描画材料上に照射される荷電粒子ビームの断面形状を変えるように成した可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム描画装置は、被描画材料上の所定の位置に電子ビームをショットする事により被描画材料上の所定の位置に所定のＩＣパターンを描くことの出来る装置であり、極めて密度の高い半導体素子を製作することが出来る。
【０００３】
この様な電子ビーム描画装置の中で、特に、描くべきパターンの形状や大きさに応じて電子ビームの断面形状や大きさを変えてパターンを描画する可変面積型電子ビーム描画装置は高速描画装置として期待されている。
【０００４】
この様な可変面積型電子ビーム描画装置として最も代表的なものは、図１に示す様な構造の装置である。
【０００５】
図中１は電子銃で、該電子銃から発生した電子ビームは照射レンズ２を介して第１成形スリット３上に照射される。
【０００６】
第１成形スリットの開孔像は、成形レンズ４により第２成形スリット５上に結像される。この結像位置は成形偏向器６により変えることが出来る。
【０００７】
第２成形スリット５の開孔像は、集束レンズ７により被描画材料８上に縮小結像される。この結像位置は位置決め偏向器９により変えることが出来る。
【０００８】
図中１０は制御ＣＰＵで、例えば、磁気ディスクの如きパターンデータメモリ１１からのパターンデータを描画用データ転送回路１２とブランキング用データ転送回路１３に転送する。
【０００９】
描画用データ転送回路１２はパターンデータメモリ１１からのパターンデータに基づいて描くべきパターンの寸法・形状データ及びショット位置データを作成し、寸法・形状データを前記成形偏向器６をコントロールする成形偏向器制御回路１４に、ショット位置データを位置決め偏向器９をコントロールする位置決め偏向器制御回路１５にそれぞれ供給する。
【００１０】
一方、ブランキング用データ転送回路１３はパターンデータメモリ１１からのパターンデータに基づいて描くべきパターンのショット照射時間データを作成し、電子銃１からの電子ビームのブランキングを行うブランカー１７をコントロールするブランカー制御回路１８に供給する。
【００１１】
前記制御ＣＰＵ１０は、更に、被描画材料８を載置したステージ１９を移動駆動するためのステージ駆動機構２０をコントロールするステージ駆動機構制御回路２１にステージ移動データを供給する。
【００１２】
尚、前記成形偏向器６と位置決め偏向器９は、共に、実際には、Ｘ，Ｙ方向用のものから成る。
【００１３】
この様な構成の可変面積型電子ビーム描画装置においては、パターンデータメモリ１１に格納されたパターンデータが逐次読み出され、描画用データ転送回路１２とブランキング用データ転送回路１３に供給される。
【００１４】
そして、描画用データ転送回路１２からのデータに基づき、成形偏向器制御回路１４は成形偏向器６を、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器９をそれぞれコントロールする。又、ブランキング用データ転送回路１３からのデータに基づき、ブランカー制御回路１８はブランカー１７をコントロールする。
【００１５】
この様な各コントロールの結果、被描画材料８上に所定の位置に所定のパターンが電子ビームにより描かれることになる。
【００１６】
この様な被描画材料８上への電子ビームによるパターン描画においては、許容偏向誤差の範囲内でパターンが描ける広さ（フィールドと称す）があるので、別のフィールドへパターンを描画する時には、制御ＣＰＵ１１からステージ駆動機構制御回路２１に指令を送り、ステージ駆動機構２０によりステージを所定の距離移動させる。
【００１７】
所で、前記成型偏向器６は、実際には、図２に示す様に、二段の偏向器６１，６２から成り、上方の成形偏向器６１により成形すべきビームの寸法に応じて第１成形スリット３を通過したビームＢを、例えば、θ偏向し、下方の成形偏向器６２により逆方向にθ偏向することにより、ビームを第２成形スリット５に垂直入射させ、第２成形スリット５から所定の断面寸法ＬＯのビームを通過させている。
【００１８】
しかし、これら二段の偏向器６１と６２の加工精度等により、上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通り（例えば、１：１）にならずに、偏向比のずれが発生している場合がある。
【００１９】
例えば、図３に示す様に、上方の成形偏向器６１により第１成形スリット３を通過したビームＢを、例えば、θ偏向しても、下方の成形偏向器６２による偏向が逆方向にθ′（≠θ）偏向されることがある。この様な偏向により、第２成形スリット５を通過したビームの断面寸法が、例えば、所定のＬＯとは異なったＬＯ′となり、更に、第２成形スリット５を通過したビームの位置決め偏向器９の偏向場における位置も所定の位置（偏向比のずれの無い時の位置）からずれてしまう。この結果、被描画材料上の所定の位置に予定のパターンが描かれないことになる。尚、この様なずれ（ビーム寸法のずれと位置決め偏向器の偏向場での位置ずれ）は実際にはＸ方向とＹ方向を考慮しなければならないが、以下、説明の便宜上、一方の方向のずれのみ取り上げて説明する。
【００２０】
これらビーム寸法のずれと位置決め偏向器の偏向場での位置ずれは、成形すべきビームサイズ毎に異なっている。
【００２１】
さて、ビーム寸法のずれは、二段の成形偏向器により成形されたビーム（成形ビーム）によりナイフエッジ上を走査し、該走査により得られたビーム信号波形から実際の成形ビームの寸法を測定し、該実測値と設計値の差を求めることにより簡単に分かる。従って、成形すべき寸法に応じた補正データを二段の成形偏向器に入れることによりビーム寸法のずれは無くすことが可能である。
【００２２】
一方、位置決め偏向器の偏向場での位置ずれについては、実際に被描画材料上にパターンを描き、被描画材料を現像等の処理を行った後、描いたパターンの描画位置を測定することで知ることが出来き、成形すべき寸法に応じた補正データを位置決め偏向器に入れることにより位置決め偏向器の偏向場での位置ずれを無くすことは可能と考えられる。
【００２３】
さて、ビーム寸法のずれの測定は前記した様に、極めて簡単なことから、予めパターン描画前に各ビーム寸法に対する補正値が求められており、パターン描画時にビーム寸法のずれが補正される。従って、被描画材料上に描画される複数のパターンが同一種類の場合は、描かれた全てのパターンの描画位置のずれは同一なので、パターン全体での描画位置のずれはあっても、各描画されたパターン間のずれはないのでパターンが描かれた被描画材料には何ら問題はない。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、被描画材料上に描画される複数のパターンが同一種類でない場合には問題となる。一般に、被描画材料上の複数の領域内にそれぞれ複数のパターンが描かれるが、説明の便宜上、被描画材料上の或る領域に異なった寸法のパターンＡとパターンＢを描画する場合を例に取ると、次の様な問題が発生する。
【００２５】
例えば、図４の（ａ）に示す様に、寸法ａの正方形パターンＡと寸法ｂの正方形パターンＢを隣接させて描きたい場合、二段の偏向器６１と６２の加工精度等により、上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通り（例えば、１：１）にならずに、偏向比のずれが発生している時、ビーム断面寸法をａにした場合と、ｂにした場合とで、各ビームの位置決め偏向器の偏向場での位置ずれが異なるために、被描画材料上には、図４の（ｂ）に示す様に、パターンＡとパターンＢが離れて描かれるか、若しくは、図４の（ｃ）に示す様に、パターンＡとパターンＢとが一部重なって描かれる場合がある。
【００２６】
そこで、従来においては、実際にパターンＡとパターンＢとを被描画材料上に電子ビームにより描き、被描画材料を一旦電子ビーム描画装置から取り外して、外部で現像等の処理をした後、例えば、走査電子顕微鏡の原理を応用した電子ビーム側長器の試料ステージに被描画材料を載せ、パターンＡ，Ｂ上を電子ビームでライン走査し、該ライン走査によって検出された二次電子信号から、パターンＡとパターンＢから成るグループパターンの一方のエッジ部から他方のエッジ部の長さを測定している。
【００２７】
この測定により、得られた長さが（ａ＋ｂ）であれば、二段の偏向器６１と６２の加工精度等による、上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通り（例えば、１：１）と考えられ、（ａ＋ｂ）′（＞（ａ＋ｂ））であれば、偏向比のずれによりパターンＢがパターンＡから離れて描画されたと考えられ、（ａ＋ｂ）′′（＜（ａ＋ｂ））であれば、偏向比のずれによりパターンＢがパターンＡに一部重なって描画されたと考えられる。
【００２８】
しかしながら、この様に、実際にパターンＡとパターンＢとを被描画材料上に電子ビームにより描き、被描画材料を一旦電子ビーム描画装置から取り外して、外部で現像等の処理をした後、電子ビーム側長器の試料ステージに被描画材料を載せ、パターンＡ，Ｂ上を電子ビームでライン走査し、該ライン走査によって検出された二次電子信号からパターンＡ，Ｂから成るグループパターンの一方のエッジ部から他方のエッジ部の長さを測定する一連の操作には、極めて多くの時間が掛かり、又、操作自体も極めて厄介なものである。
【００２９】
本発明はこの様に問題を解決することを目的としたもので、新規な可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン寸法測定方法を提供するものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法は、荷電粒子発生手段からの荷電粒子ビームを第一成形スリットの開孔を通過させ、該通過したビームを成形偏向手段により第二成形スリットの開孔の所望の部分を通過させることによって、第二成形スリットの開孔から少なくとも所望の大きさの正方形若しくは長方形の断面形状を有するビームを通過させ、該ビームを位置決め偏向器により被描画材料の所望の位置に照射することにより被描画材料の所望の位置にパターンを描くようにした可変面積型荷電粒子ビーム描画装置であって、前記偏向手段は二段偏向器からなり、上方偏向器により成形すべきビームの寸法に応じてビームを偏向し、下方偏向器により前記偏向方向に対して逆方向にビームを同一偏向量偏向させるように成しており、１グループを成すパターン各々の寸法に対応した寸法のビームを順次成形し、各ビームでエッジを有する部材上を走査し、該走査により得られた信号を加算し、該加算信号に基づいて１グループパターン全体の一方のエッジから他方のエッジまでの距離を求めるようにしたことを特徴とする。
【００３１】
本発明に基づく可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法は、荷電粒子発生手段からの荷電粒子ビームを第一成形スリットの開孔を通過させ、該通過したビームを成形偏向手段により第二成形スリットの開孔の所望の部分を通過させることによって、第二成形スリットの開孔から少なくとも所望の大きさの正方形若しくは長方形の断面形状を有するビームを通過させ、該ビームを位置決め偏向器により被描画材料の所望の位置に照射することにより被描画材料の所望の位置にパターンを描くようにした可変面積型荷電粒子ビーム描画装置であって、前記偏向手段は二段偏向器からなり、上方偏向器により成形すべきビームの寸法に応じてビームを偏向し、下方偏向器により前記偏向方向に対して逆方向にビームを同一偏向量偏向させるように成しており、１グループを成すパターン各々の寸法に対応した寸法のビームを順次成形し、各ビームでエッジを有する部材上を走査し、該各走査により得られた信号を加算し、該加算信号に基づいて１グループパターンにおける隣り合うパターンの離れ具合若しくは重なり具合を求めるようにしたことを特徴とする。
【００３２】
【作用】
寸法の異なったパターンＡとパターンＢを連続して描く場合、描画に先立って、次の操作を行う。
【００３３】
パターンＡの寸法に対応した断面寸法のビームを成形し、該ビームでエッジを有する部材上を走査し、該走査により得られた信号を記憶する。次に、パターンＢの寸法に対応した断面寸法のビームを成形し、該ビームでエッジを有する部材上を走査し、該走査により得られた信号を記憶する。次に、２つの信号の波形のスタート位置を一致させた後、該２つの信号を加算する。次に、この加算信号波形からパターンＡとＢ全体の一方のエッジから他方のエッジまでの寸法を求める。
【００３４】
この方法は、極めて簡単な方法であり、この方法に要する時間も著しく少なくて済む。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
図５は本発明のパターン描画状態測定方法を実施するための可変面積型電子ビーム描画装置の１概略例を表したものである。尚、図中、図１にて使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成のものである。
【００３７】
図中３１はステージ１９上の端部に設けられた電子ビーム検出機構で、図６に示す様に、ナイフエッジ３２とファラディーカップ３３とから成り、ナイフエッジのエッジに対し直角に走査した時に該エッジを透過した電子ビームをファラディーカップ３３で捕獲するように成している。
【００３８】
３４は電流測定回路で、ファラデーカップ３３が捕獲した電子ビームの電流量を、位置決め偏向器制御回路１５からの走査位置信号に同期して測定し、走査位置とビーム電流量をメモリ３５に送る。
【００３９】
該メモリは各走査位置に対するビーム電流量を記憶するもので、複数のメモリから成り、この例の場合には、第１メモリ３５Ａ，第２メモリ３５Ｂを備えている。
【００４０】
３６は波形整形回路で、前記第１メモリ３５Ａと第２メモリ３５Ｂからの、ビーム走査位置に対するビーム電流強度の関係を表した信号を受け、第２メモリ３５Ｂからの信号の波形を、次の様に整形する。
【００４１】
（１）信号波形の傾き部分の傾きが第１メモリ３５Ａからの信号波形の傾き部分の傾きに一致するように、波形のスタート点から傾き部のスタート点までの間のレベルを変える。
【００４２】
（２）波形のスタート位置が第１メモリ３５Ａからの信号波形のスタート位置に一致するように、信号波形全体のシフトを行う。
【００４３】
３７は波形整形回路からの２つの信号を加算する加算回路である。
【００４４】
３８は加算回路３７から送られてくる加算信号を微分する第１微分回路、３９は第１微分回路３８からの信号を微分する第２微分回路である。
【００４５】
４０は第２微分回路３９からの信号の両外側のピーク間の距離を測定するピーク間測定回路である。
【００４６】
４１はピーク間測定回路４０が測定した外側ピーク間距離と基準値（理想値）との差を求める引き算回路である。
【００４７】
４２は引き算回路４１の結果を表示する表示装置、４３は引き算回路４１の結果を記録する記録装置である。
【００４８】
この様な構成の可変面積型電子ビーム描画装置によって、被描画材料上に異なった寸法の正方形パターンＡと正方形パターンＢを、図４の（ａ）に示す様に隣接して描画する場合を例に取って、その前に行われるパターン描画状態測定方法を説明する。
【００４９】
先ず、制御ＣＰＵ１０からの指令をステージ駆動機構制御装置２１に送ることにより、光軸上に電子ビーム検出機構３１が来るようにステージ駆動機構２０はステージ１９を移動させる。
【００５０】
次に、制御ＣＰＵ１０からの指令を描画用データ転送回路１２に送ることにより、成形偏向器制御回路１４は上段偏向器６１と下段偏向器６２から成る偏向器６をコントロールして、断面寸法が正方形パターンＡの寸法に対応したａとなるビームが第２成型スリット５を通過するようにする。
【００５１】
この時、同時に、制御ＣＰＵ１０からの指令を描画用データ転送回路１２に送ることにより、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器に一次元の走査信号を送る。この際、走査幅が一定（Ｗ）となるような走査信号にしておく。
【００５２】
すると、図７の（ａ）に示す様に、断面寸法ａの正方形状ビームＢａはナイフエッジ３２のエッジＥを直角に横切るように該エッジ上をライン状に走査する。
【００５３】
この走査時に、ファラディーカップ３３はナイフエッジに遮られなかった電子ビームを捕獲し、電流測定回路３４は、走査位置に応じたビーム電流値を測定し、第１メモリ３５Ａに送る。
【００５４】
第１メモリ３５Ａは送られてきた走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図７の（ｂ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００５５】
次に、前記と同様にして、断面寸法が正方形パターンＢの寸法に対応したｂとなるビームが第２成型スリット５を通過するようにする。
【００５６】
同時に、前記と同様に、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器９に走査幅が一定（Ｗ）の一次元の走査信号を送る。但し、パターンＢはパターンＡに隣接（パターンＡとパターンＢとの間には重なりや隙間がない）して描画されることから、寸法ｂのビームの走査開始が寸法ｂ分だけナイフエッジ３２に近い箇所から行うように、事前に、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器９をコントロールする。
【００５７】
すると、図７の（ｃ）に示す様に、断面寸法ｂの正方形状ビームＢｂはナイフエッジ３２のエッジＥを直角に横切るように該エッジ上をライン状に走査する。
【００５８】
この走査時に、ファラディーカップ３３はナイフエッジに遮られなかった電子ビームを捕獲し、電流測定回路３４は、走査位置に応じたビーム電流値を測定し、第２メモリ３５Ｂに送る。
【００５９】
第２メモリ３５Ｂは送られてきた走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図７の（ｄ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００６０】
次に、波形整形回路３６は前記第１メモリ３５Ａと第２メモリ３５Ｂからの、ビーム走査位置に対するビーム電流強度の関係を表した信号を受け、第２メモリ３５Ｂからの信号の波形（図７の（ｄ））を、次の様に整形する。
【００６１】
（１）信号波形の傾き部分（ＬＢ）の傾きが第１メモリ３５Ａからの信号波形（図７の（ｂ））の傾き部分（ＬＡ）の傾きに一致するように、波形のスタート点から傾き部のスタートまでの間のレベルを変える。
【００６２】
（２）波形のスタート位置（ＳＢ）が第１メモリ３５Ａからの信号波形のスタート位置（ＳＡ）に一致するように、信号波形全体のシフトを行う。
【００６３】
図７の（ｅ）はこの様な成形を行った後の信号波形を示す。
次に、加算回路３７は、波形整形回路３６から送られてきた２つの信号（図７の（ｂ）に示す如き波形の信号と図７の（ｅ）に示す如き波形の信号）を加算する。
図７の（ｆ）は加算後の信号波形を示す。
【００６４】
次に、第１微分回路３８は加算信号を微分する。図７の（ｇ）は微分後の信号波形を示す。
【００６５】
次に、第２微分回路３９は前記微分された信号を更に微分する。図７の（ｈ）は微分後の信号波形を示す。
【００６６】
さて、前記加算後の信号（図７の（ｆ））は、寸法（ａ＋ｂ）のビームをナイフエッジ上で走査して得られた信号と等価となるので、その信号を１回微分した後の信号（図７の（ｇ））の矩形部分の一方のエッジＥ１と他方のエッジＥ２との間の距離、或いは、２回微分した後の信号（図７の（ｈ））の一方のピークＰ１と他方のピークＰ２との間の距離は、理想的（二段の偏向器６１と６２の加工精度等に基づく上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通りになっており、偏向比のずれが発生していない場合）には（ａ＋ｂ）となる。
【００６７】
従って、ピーク間測定回路４０の算出値は（ａ＋ｂ）となり、その算出値と基準値（理想値）との差を算出する引き算回路４１の出力は０となり、該出力が表示装置４２或いは記録装置４３に算出値が表示若しくは記録される。
【００６８】
しかし、前記した様に、二段の偏向器６１と６２の加工精度等に基づく上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通りになっていない場合には、偏向比のずれが発生する。即ち、位置決め偏向器９の偏向場で、寸法ａのビームＢａに対して、寸法ｂのビームＢｂの位置が、理想的な場合（図８の（ａ）に示す様に基準位置ＲＯと一致する）と異なり、図８の（ｂ）若しくは（ｃ）に示す様に、基準位置に対して左右何れかの方向にずれてしまう。この様なずれが発生している場合には、以下のような動作になる。
【００６９】
先ず、図９の（ａ）に示す様に、断面寸法ａの正方形状ビームＢａでナイフエッジ３２のエッジＥを直角に横切るように該エッジ上をライン状に走査する。そして、第１メモリ３５Ａに、走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図９の（ｂ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００７０】
次に、断面寸法がｂとなる正方形状ビームＢｂで、ナイフエッジ３２のエッジＥを直角に横切るように該エッジ上をライン状に走査する。この時、前記した様に、寸法ｂのビームＢｂの走査開始が寸法ｂ分だけナイフエッジ３２に近い箇所から行うように、事前に、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器９をコントロールしておく。又、この時、寸法ａのビームＢａと寸法ｂのビームＢｂの位置決め偏向器の偏向場での位置関係が図８の（ｂ）に示す様、ビームＢｂが基準位置ＲＯから右側にαｎずれた状態にあると仮定すると、実際には、図９の（ｃ）に示す様に、ビームＢｂはビームＢａより（ｂ＋αｎ）だけナイフエッジ３２に近い箇所から走査を開始する。
【００７１】
そして、第２メモリ３５Ｂに、走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図９の（ｄ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００７２】
次に、波形整形回路３６は前記第１メモリ３５Ａと第２メモリ３５Ｂからの、ビーム走査位置に対するビーム電流強度の関係を表した信号を受け、第２メモリ３５Ｂからの信号の波形（図９の（ｄ））を、次の様に整形する。
【００７３】
（１）信号波形の傾き部分（ＬＢ）の傾きが第１メモリ３５Ａからの信号波形（図９の（ｂ））の傾き部分（ＬＡ）の傾きに一致するように、波形のスタートから傾き部のスタートまでの間のレベルを変える。
【００７４】
（２）波形のスタート位置（ＳＢ１）が第１メモリ３５Ａからの信号波形のスタ ート位置（ＳＡ）に一致するように、信号波形全体のシフトを行う。
【００７５】
図９の（ｅ）はこの様な成形を行った後の信号波形を示す。
次に、加算回路３７は、波形整形回路３６から送られてきた２つの信号（図９の（ｂ）に示す如き波形の信号と図９の（ｅ）に示す如き波形の信号）を加算する。
図９の（ｆ）は加算後の信号波形を示す。
【００７６】
次に、第１微分回路３８は加算信号を微分する。図９の（ｇ）は微分後の信号波形を示す。
【００７７】
次に、第２微分回路３９は前記微分された信号を更に微分する。図９の（ｈ）は微分後の信号波形を示す。
【００７８】
さて、前記加算後の信号（図９の（ｆ））は、寸法（ａ＋αｎ＋ｂ）のビームをナイフエッジ上で走査して得られた信号と等価となるので、その信号を１回微分した後の信号（図９の（ｇ））の矩形部分の一方の外側エッジＥ３と他方の外側エッジＥ４との間の距離、或いは、２回微分した後の信号（図９の（ｈ））の一方の外側ピークＰ３と他方の外側ピークＰ４との間の距離は、（ａ＋αｎ＋ｂ）となる。
【００７９】
従ってピーク間測定回路４０の出力は（ａ＋αｎ＋ｂ）となり、引き算回路４１の算出値は＋αｎとなり、該算出値が表示装置４２或いは記録装置４３に算出値が表示若しくは記録される。
【００８０】
一方、寸法ａのビームＢａと寸法ｂのビームＢｂの位置決め偏向器の偏向場での位置関係が図８の（ｃ）に示す様に、ビームＢｂが基準位置から左側にβｎずれた状態にあると仮定すると、実際には、図１０の（ｃ）に示す様に、ビームＢｂはビームＢａより（ｂ−βｎ）だけナイフエッジ３２から遠いい箇所から走査を開始する。
【００８１】
そして、第２メモリ３５Ｂに、走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図１０の（ｄ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００８２】
次に、波形整形回路３６は前記第１メモリ３５Ａと第２メモリ３５Ｂからの、ビーム走査位置に対するビーム電流強度の関係を表した信号を受け、第２メモリ３５Ｂからの信号の波形（図１０の（ｄ））を、次の様に整形する。
【００８３】
（１）信号波形の傾き部分（ＬＢ）の傾きが第１メモリ３５Ａからの信号波形（図１０の（ｂ））の傾き部分（ＬＡ）の傾きに一致するように、波形のスタートから傾き部のスタートまでの間のレベルを変える。
【００８４】
（２）波形のスタート位置（ＳＢ２）が第１メモリ３５Ａからの信号波形のスタ ート位置（ＳＡ）に一致するように、信号波形全体のシフトを行う。
【００８５】
図１０の（ｅ）はこの様な成形を行った後の信号波形を示す。
次に、加算回路３７は、波形整形回路３６から送られてきた２つの信号（図１０の（ｂ）に示す如き波形の信号と図１０の（ｅ）に示す如き波形の信号）を加算する。
図１０の（ｆ）は加算後の信号波形を示す。
【００８６】
次に、第１微分回路３８は加算信号を微分する。図１０の（ｇ）は微分後の信号波形を示す。
【００８７】
次に、第２微分回路３９は前記微分された信号を更に微分する。図１０の（ｈ）は微分後の信号波形を示す。
【００８８】
さて、前記加算後の信号（図１０の（ｆ））は、寸法（ａ＋ｂ−βｎ）のビームをナイフエッジ上で走査して得られた信号と等価となるので、その信号を１回微分した後の信号（図１０の（ｇ））の矩形部分の一方の外側エッジＥ５他方の外側エッジＥ６との間の距離、或いは、２回微分した後の信号（図１０の（ｈ））の一方の外側ピークＰ５と他方の外側ピークＰ６との間の距離は、（ａ＋ｂ−βｎ）となる。
【００８９】
従ってピーク間測定回路４０の出力は（ａ＋ｂ−βｎ）となり、引き算回路４１の算出値は−βｎとなり、該算出値が表示装置４２或いは記録装置４３に算出値が表示若しくは記録される。
【００９０】
以上説明した方法により、被描画材料上に異なった寸法のパターンを描く場合、その描画前に、或る描画パターンに対し次に描かれるパターンの描画精度が極めて簡単に且つ短時間に知ることが出来る。
尚、電流測定機構は、図６に示すものに限定されない。例えば、ナイフエッジの代わりにステージ若しくは被描画材料の端部に形成されマークを使用し、ファラデーカップの代わりに二次電子検出器を使用し、電子ビームでナイフエッジを走査してエッジ部を透過した電子ビームを検出する代わりに、電子ビームでマークのエッジ部を走査し、各走査位置に応じた二次電子の量を検出してもよい。
【００９１】
又、前記例では、ピーク間測定回路４０において、第２微分回路３９の出力波形から両外側のピークとピークの間の距離を測定するようにしたが、これと同時に若しくは、この代わりに、内側の２つのピークの間の距離を測定するようにしても良い。内側の２つのピークの間の距離は、そのまま、或るパターンに対して隣りに描くべき寸法の異なったパターンの寸法に対応したビームの偏向場での位置ずれ、及び、該位置に基づく描画位置のずれを表す。尚、両外側のピークとピークの間の距離を測定しない場合には、引き算回路４１は不要となる。
【００９２】
又、前記例では本発明を寸法の異なった２つのグループパターンを描く場合について説明したが、隣同士に描かれるパターンの寸法が異なった３つ以上のグループパターンを描く場合に、本発明は応用可能である。３つ以上のグループパターンを描く場合でも、加算信号波形（即ち、グループパターンの全体に対応する波形）の両端の変曲点に基づいて、グループパターン全体の一方のエッジから他方のエッジまでの距離を求める、及び／若しくは、加算信号波形の変曲点の内、末端の変曲点から（２Ｎ−１）番目（Ｎは１以上の自然数）と２Ｎ番目の変曲点間の距離に基づいてグループパターンにおける隣り合うパターンの離れ具合若しくは重なり具合を求める様にする。
【００９３】
又、前記例では、一方方向（例えばＸ方向）の偏向場でのビームの位置ずれ等に基づく描画位置のずれを説明したが、他方向（例えばＹ方向）のずれも同じ様に測定される。
【００９４】
又、前記例では電子ビームによる描画を例に上げたが、イオンビームによる描画にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 可変面積型電子ビーム描画装置として最も代表的な一概略例を示している。
【図２】 二段偏向器による電子ビームの断面成形の説明に使用した図である。
【図３】 二段偏向器による電子ビームの断面成形の説明に使用した図である。
【図４】 パターンＡの寸法に対応したビームとパターンＢの寸法に対応したビームの位置決め偏向器の偏向場における位置ずれに基づくパターンＡとＢの描画例を示している。
【図５】 本発明のパターン描画状態測定方法を実施するための可変面積型電子ビーム描画装置の１概略例を表したものである。
【図６】 電流測定機構の１例を示している。
【図７】 本発明のパターン描画状態測定方法の動作説明に使用した図である。
【図８】 位置決め偏向器の偏向場における寸法の異なった各ビームの位置関係の例を示している。
【図９】 本発明のパターン描画状態測定方法の動作説明に使用した図である。
【図１０】 本発明のパターン描画状態測定方法の動作説明に使用した図である。
【符号の説明】
１…電子銃
２…照射レンズ
３…第１成形スリット
４…成形レンズ
５…第２成形スリット
６…成形偏向器
６１…上方偏向器
６２…下方偏向器
７…集束レンズ
８…被描画材料
９…位置決め偏向器
１０…制御ＣＰＵ
１１…パターンデータメモリ
１２…描画用データ転送回路
１３…ブランキング用データ転送回路
１４…成形偏向器制御回路
１５…位置決め偏向器制御回路
１７…ブランカー
１８…ブランカー制御回路
１９…ステージ
２０…ステージ駆動機構
２１…ステージ駆動機構制御回路
３２…ナイフエッジ
３３…ファラディーカップ
３４…電流測定回路
３５…メモリ
３５Ａ…第１メモリ
３５Ｂ…第２メモリ
３６…波形整形回路
３７…加算回路
３８…第１微分回路
３９…第２微分回路
４０…ピーク間測定回路
４１…引き算回路
４２…表示装置
４３…記録装置
【発明の属する分野】
本発明は、描画すべきパターンの形状に応じて被描画材料上に照射される荷電粒子ビームの断面形状を変えるように成した可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム描画装置は、被描画材料上の所定の位置に電子ビームをショットする事により被描画材料上の所定の位置に所定のＩＣパターンを描くことの出来る装置であり、極めて密度の高い半導体素子を製作することが出来る。
【０００３】
この様な電子ビーム描画装置の中で、特に、描くべきパターンの形状や大きさに応じて電子ビームの断面形状や大きさを変えてパターンを描画する可変面積型電子ビーム描画装置は高速描画装置として期待されている。
【０００４】
この様な可変面積型電子ビーム描画装置として最も代表的なものは、図１に示す様な構造の装置である。
【０００５】
図中１は電子銃で、該電子銃から発生した電子ビームは照射レンズ２を介して第１成形スリット３上に照射される。
【０００６】
第１成形スリットの開孔像は、成形レンズ４により第２成形スリット５上に結像される。この結像位置は成形偏向器６により変えることが出来る。
【０００７】
第２成形スリット５の開孔像は、集束レンズ７により被描画材料８上に縮小結像される。この結像位置は位置決め偏向器９により変えることが出来る。
【０００８】
図中１０は制御ＣＰＵで、例えば、磁気ディスクの如きパターンデータメモリ１１からのパターンデータを描画用データ転送回路１２とブランキング用データ転送回路１３に転送する。
【０００９】
描画用データ転送回路１２はパターンデータメモリ１１からのパターンデータに基づいて描くべきパターンの寸法・形状データ及びショット位置データを作成し、寸法・形状データを前記成形偏向器６をコントロールする成形偏向器制御回路１４に、ショット位置データを位置決め偏向器９をコントロールする位置決め偏向器制御回路１５にそれぞれ供給する。
【００１０】
一方、ブランキング用データ転送回路１３はパターンデータメモリ１１からのパターンデータに基づいて描くべきパターンのショット照射時間データを作成し、電子銃１からの電子ビームのブランキングを行うブランカー１７をコントロールするブランカー制御回路１８に供給する。
【００１１】
前記制御ＣＰＵ１０は、更に、被描画材料８を載置したステージ１９を移動駆動するためのステージ駆動機構２０をコントロールするステージ駆動機構制御回路２１にステージ移動データを供給する。
【００１２】
尚、前記成形偏向器６と位置決め偏向器９は、共に、実際には、Ｘ，Ｙ方向用のものから成る。
【００１３】
この様な構成の可変面積型電子ビーム描画装置においては、パターンデータメモリ１１に格納されたパターンデータが逐次読み出され、描画用データ転送回路１２とブランキング用データ転送回路１３に供給される。
【００１４】
そして、描画用データ転送回路１２からのデータに基づき、成形偏向器制御回路１４は成形偏向器６を、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器９をそれぞれコントロールする。又、ブランキング用データ転送回路１３からのデータに基づき、ブランカー制御回路１８はブランカー１７をコントロールする。
【００１５】
この様な各コントロールの結果、被描画材料８上に所定の位置に所定のパターンが電子ビームにより描かれることになる。
【００１６】
この様な被描画材料８上への電子ビームによるパターン描画においては、許容偏向誤差の範囲内でパターンが描ける広さ（フィールドと称す）があるので、別のフィールドへパターンを描画する時には、制御ＣＰＵ１１からステージ駆動機構制御回路２１に指令を送り、ステージ駆動機構２０によりステージを所定の距離移動させる。
【００１７】
所で、前記成型偏向器６は、実際には、図２に示す様に、二段の偏向器６１，６２から成り、上方の成形偏向器６１により成形すべきビームの寸法に応じて第１成形スリット３を通過したビームＢを、例えば、θ偏向し、下方の成形偏向器６２により逆方向にθ偏向することにより、ビームを第２成形スリット５に垂直入射させ、第２成形スリット５から所定の断面寸法ＬＯのビームを通過させている。
【００１８】
しかし、これら二段の偏向器６１と６２の加工精度等により、上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通り（例えば、１：１）にならずに、偏向比のずれが発生している場合がある。
【００１９】
例えば、図３に示す様に、上方の成形偏向器６１により第１成形スリット３を通過したビームＢを、例えば、θ偏向しても、下方の成形偏向器６２による偏向が逆方向にθ′（≠θ）偏向されることがある。この様な偏向により、第２成形スリット５を通過したビームの断面寸法が、例えば、所定のＬＯとは異なったＬＯ′となり、更に、第２成形スリット５を通過したビームの位置決め偏向器９の偏向場における位置も所定の位置（偏向比のずれの無い時の位置）からずれてしまう。この結果、被描画材料上の所定の位置に予定のパターンが描かれないことになる。尚、この様なずれ（ビーム寸法のずれと位置決め偏向器の偏向場での位置ずれ）は実際にはＸ方向とＹ方向を考慮しなければならないが、以下、説明の便宜上、一方の方向のずれのみ取り上げて説明する。
【００２０】
これらビーム寸法のずれと位置決め偏向器の偏向場での位置ずれは、成形すべきビームサイズ毎に異なっている。
【００２１】
さて、ビーム寸法のずれは、二段の成形偏向器により成形されたビーム（成形ビーム）によりナイフエッジ上を走査し、該走査により得られたビーム信号波形から実際の成形ビームの寸法を測定し、該実測値と設計値の差を求めることにより簡単に分かる。従って、成形すべき寸法に応じた補正データを二段の成形偏向器に入れることによりビーム寸法のずれは無くすことが可能である。
【００２２】
一方、位置決め偏向器の偏向場での位置ずれについては、実際に被描画材料上にパターンを描き、被描画材料を現像等の処理を行った後、描いたパターンの描画位置を測定することで知ることが出来き、成形すべき寸法に応じた補正データを位置決め偏向器に入れることにより位置決め偏向器の偏向場での位置ずれを無くすことは可能と考えられる。
【００２３】
さて、ビーム寸法のずれの測定は前記した様に、極めて簡単なことから、予めパターン描画前に各ビーム寸法に対する補正値が求められており、パターン描画時にビーム寸法のずれが補正される。従って、被描画材料上に描画される複数のパターンが同一種類の場合は、描かれた全てのパターンの描画位置のずれは同一なので、パターン全体での描画位置のずれはあっても、各描画されたパターン間のずれはないのでパターンが描かれた被描画材料には何ら問題はない。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、被描画材料上に描画される複数のパターンが同一種類でない場合には問題となる。一般に、被描画材料上の複数の領域内にそれぞれ複数のパターンが描かれるが、説明の便宜上、被描画材料上の或る領域に異なった寸法のパターンＡとパターンＢを描画する場合を例に取ると、次の様な問題が発生する。
【００２５】
例えば、図４の（ａ）に示す様に、寸法ａの正方形パターンＡと寸法ｂの正方形パターンＢを隣接させて描きたい場合、二段の偏向器６１と６２の加工精度等により、上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通り（例えば、１：１）にならずに、偏向比のずれが発生している時、ビーム断面寸法をａにした場合と、ｂにした場合とで、各ビームの位置決め偏向器の偏向場での位置ずれが異なるために、被描画材料上には、図４の（ｂ）に示す様に、パターンＡとパターンＢが離れて描かれるか、若しくは、図４の（ｃ）に示す様に、パターンＡとパターンＢとが一部重なって描かれる場合がある。
【００２６】
そこで、従来においては、実際にパターンＡとパターンＢとを被描画材料上に電子ビームにより描き、被描画材料を一旦電子ビーム描画装置から取り外して、外部で現像等の処理をした後、例えば、走査電子顕微鏡の原理を応用した電子ビーム側長器の試料ステージに被描画材料を載せ、パターンＡ，Ｂ上を電子ビームでライン走査し、該ライン走査によって検出された二次電子信号から、パターンＡとパターンＢから成るグループパターンの一方のエッジ部から他方のエッジ部の長さを測定している。
【００２７】
この測定により、得られた長さが（ａ＋ｂ）であれば、二段の偏向器６１と６２の加工精度等による、上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通り（例えば、１：１）と考えられ、（ａ＋ｂ）′（＞（ａ＋ｂ））であれば、偏向比のずれによりパターンＢがパターンＡから離れて描画されたと考えられ、（ａ＋ｂ）′′（＜（ａ＋ｂ））であれば、偏向比のずれによりパターンＢがパターンＡに一部重なって描画されたと考えられる。
【００２８】
しかしながら、この様に、実際にパターンＡとパターンＢとを被描画材料上に電子ビームにより描き、被描画材料を一旦電子ビーム描画装置から取り外して、外部で現像等の処理をした後、電子ビーム側長器の試料ステージに被描画材料を載せ、パターンＡ，Ｂ上を電子ビームでライン走査し、該ライン走査によって検出された二次電子信号からパターンＡ，Ｂから成るグループパターンの一方のエッジ部から他方のエッジ部の長さを測定する一連の操作には、極めて多くの時間が掛かり、又、操作自体も極めて厄介なものである。
【００２９】
本発明はこの様に問題を解決することを目的としたもので、新規な可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン寸法測定方法を提供するものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
本発明に基づく可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法は、荷電粒子発生手段からの荷電粒子ビームを第一成形スリットの開孔を通過させ、該通過したビームを成形偏向手段により第二成形スリットの開孔の所望の部分を通過させることによって、第二成形スリットの開孔から少なくとも所望の大きさの正方形若しくは長方形の断面形状を有するビームを通過させ、該ビームを位置決め偏向器により被描画材料の所望の位置に照射することにより被描画材料の所望の位置にパターンを描くようにした可変面積型荷電粒子ビーム描画装置であって、前記偏向手段は二段偏向器からなり、上方偏向器により成形すべきビームの寸法に応じてビームを偏向し、下方偏向器により前記偏向方向に対して逆方向にビームを同一偏向量偏向させるように成しており、１グループを成すパターン各々の寸法に対応した寸法のビームを順次成形し、各ビームでエッジを有する部材上を走査し、該走査により得られた信号を加算し、該加算信号に基づいて１グループパターン全体の一方のエッジから他方のエッジまでの距離を求めるようにしたことを特徴とする。
【００３１】
本発明に基づく可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法は、荷電粒子発生手段からの荷電粒子ビームを第一成形スリットの開孔を通過させ、該通過したビームを成形偏向手段により第二成形スリットの開孔の所望の部分を通過させることによって、第二成形スリットの開孔から少なくとも所望の大きさの正方形若しくは長方形の断面形状を有するビームを通過させ、該ビームを位置決め偏向器により被描画材料の所望の位置に照射することにより被描画材料の所望の位置にパターンを描くようにした可変面積型荷電粒子ビーム描画装置であって、前記偏向手段は二段偏向器からなり、上方偏向器により成形すべきビームの寸法に応じてビームを偏向し、下方偏向器により前記偏向方向に対して逆方向にビームを同一偏向量偏向させるように成しており、１グループを成すパターン各々の寸法に対応した寸法のビームを順次成形し、各ビームでエッジを有する部材上を走査し、該各走査により得られた信号を加算し、該加算信号に基づいて１グループパターンにおける隣り合うパターンの離れ具合若しくは重なり具合を求めるようにしたことを特徴とする。
【００３２】
【作用】
寸法の異なったパターンＡとパターンＢを連続して描く場合、描画に先立って、次の操作を行う。
【００３３】
パターンＡの寸法に対応した断面寸法のビームを成形し、該ビームでエッジを有する部材上を走査し、該走査により得られた信号を記憶する。次に、パターンＢの寸法に対応した断面寸法のビームを成形し、該ビームでエッジを有する部材上を走査し、該走査により得られた信号を記憶する。次に、２つの信号の波形のスタート位置を一致させた後、該２つの信号を加算する。次に、この加算信号波形からパターンＡとＢ全体の一方のエッジから他方のエッジまでの寸法を求める。
【００３４】
この方法は、極めて簡単な方法であり、この方法に要する時間も著しく少なくて済む。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００３６】
図５は本発明のパターン描画状態測定方法を実施するための可変面積型電子ビーム描画装置の１概略例を表したものである。尚、図中、図１にて使用した記号と同一記号の付されたものは同一構成のものである。
【００３７】
図中３１はステージ１９上の端部に設けられた電子ビーム検出機構で、図６に示す様に、ナイフエッジ３２とファラディーカップ３３とから成り、ナイフエッジのエッジに対し直角に走査した時に該エッジを透過した電子ビームをファラディーカップ３３で捕獲するように成している。
【００３８】
３４は電流測定回路で、ファラデーカップ３３が捕獲した電子ビームの電流量を、位置決め偏向器制御回路１５からの走査位置信号に同期して測定し、走査位置とビーム電流量をメモリ３５に送る。
【００３９】
該メモリは各走査位置に対するビーム電流量を記憶するもので、複数のメモリから成り、この例の場合には、第１メモリ３５Ａ，第２メモリ３５Ｂを備えている。
【００４０】
３６は波形整形回路で、前記第１メモリ３５Ａと第２メモリ３５Ｂからの、ビーム走査位置に対するビーム電流強度の関係を表した信号を受け、第２メモリ３５Ｂからの信号の波形を、次の様に整形する。
【００４１】
（１）信号波形の傾き部分の傾きが第１メモリ３５Ａからの信号波形の傾き部分の傾きに一致するように、波形のスタート点から傾き部のスタート点までの間のレベルを変える。
【００４２】
（２）波形のスタート位置が第１メモリ３５Ａからの信号波形のスタート位置に一致するように、信号波形全体のシフトを行う。
【００４３】
３７は波形整形回路からの２つの信号を加算する加算回路である。
【００４４】
３８は加算回路３７から送られてくる加算信号を微分する第１微分回路、３９は第１微分回路３８からの信号を微分する第２微分回路である。
【００４５】
４０は第２微分回路３９からの信号の両外側のピーク間の距離を測定するピーク間測定回路である。
【００４６】
４１はピーク間測定回路４０が測定した外側ピーク間距離と基準値（理想値）との差を求める引き算回路である。
【００４７】
４２は引き算回路４１の結果を表示する表示装置、４３は引き算回路４１の結果を記録する記録装置である。
【００４８】
この様な構成の可変面積型電子ビーム描画装置によって、被描画材料上に異なった寸法の正方形パターンＡと正方形パターンＢを、図４の（ａ）に示す様に隣接して描画する場合を例に取って、その前に行われるパターン描画状態測定方法を説明する。
【００４９】
先ず、制御ＣＰＵ１０からの指令をステージ駆動機構制御装置２１に送ることにより、光軸上に電子ビーム検出機構３１が来るようにステージ駆動機構２０はステージ１９を移動させる。
【００５０】
次に、制御ＣＰＵ１０からの指令を描画用データ転送回路１２に送ることにより、成形偏向器制御回路１４は上段偏向器６１と下段偏向器６２から成る偏向器６をコントロールして、断面寸法が正方形パターンＡの寸法に対応したａとなるビームが第２成型スリット５を通過するようにする。
【００５１】
この時、同時に、制御ＣＰＵ１０からの指令を描画用データ転送回路１２に送ることにより、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器に一次元の走査信号を送る。この際、走査幅が一定（Ｗ）となるような走査信号にしておく。
【００５２】
すると、図７の（ａ）に示す様に、断面寸法ａの正方形状ビームＢａはナイフエッジ３２のエッジＥを直角に横切るように該エッジ上をライン状に走査する。
【００５３】
この走査時に、ファラディーカップ３３はナイフエッジに遮られなかった電子ビームを捕獲し、電流測定回路３４は、走査位置に応じたビーム電流値を測定し、第１メモリ３５Ａに送る。
【００５４】
第１メモリ３５Ａは送られてきた走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図７の（ｂ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００５５】
次に、前記と同様にして、断面寸法が正方形パターンＢの寸法に対応したｂとなるビームが第２成型スリット５を通過するようにする。
【００５６】
同時に、前記と同様に、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器９に走査幅が一定（Ｗ）の一次元の走査信号を送る。但し、パターンＢはパターンＡに隣接（パターンＡとパターンＢとの間には重なりや隙間がない）して描画されることから、寸法ｂのビームの走査開始が寸法ｂ分だけナイフエッジ３２に近い箇所から行うように、事前に、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器９をコントロールする。
【００５７】
すると、図７の（ｃ）に示す様に、断面寸法ｂの正方形状ビームＢｂはナイフエッジ３２のエッジＥを直角に横切るように該エッジ上をライン状に走査する。
【００５８】
この走査時に、ファラディーカップ３３はナイフエッジに遮られなかった電子ビームを捕獲し、電流測定回路３４は、走査位置に応じたビーム電流値を測定し、第２メモリ３５Ｂに送る。
【００５９】
第２メモリ３５Ｂは送られてきた走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図７の（ｄ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００６０】
次に、波形整形回路３６は前記第１メモリ３５Ａと第２メモリ３５Ｂからの、ビーム走査位置に対するビーム電流強度の関係を表した信号を受け、第２メモリ３５Ｂからの信号の波形（図７の（ｄ））を、次の様に整形する。
【００６１】
（１）信号波形の傾き部分（ＬＢ）の傾きが第１メモリ３５Ａからの信号波形（図７の（ｂ））の傾き部分（ＬＡ）の傾きに一致するように、波形のスタート点から傾き部のスタートまでの間のレベルを変える。
【００６２】
（２）波形のスタート位置（ＳＢ）が第１メモリ３５Ａからの信号波形のスタート位置（ＳＡ）に一致するように、信号波形全体のシフトを行う。
【００６３】
図７の（ｅ）はこの様な成形を行った後の信号波形を示す。
次に、加算回路３７は、波形整形回路３６から送られてきた２つの信号（図７の（ｂ）に示す如き波形の信号と図７の（ｅ）に示す如き波形の信号）を加算する。
図７の（ｆ）は加算後の信号波形を示す。
【００６４】
次に、第１微分回路３８は加算信号を微分する。図７の（ｇ）は微分後の信号波形を示す。
【００６５】
次に、第２微分回路３９は前記微分された信号を更に微分する。図７の（ｈ）は微分後の信号波形を示す。
【００６６】
さて、前記加算後の信号（図７の（ｆ））は、寸法（ａ＋ｂ）のビームをナイフエッジ上で走査して得られた信号と等価となるので、その信号を１回微分した後の信号（図７の（ｇ））の矩形部分の一方のエッジＥ１と他方のエッジＥ２との間の距離、或いは、２回微分した後の信号（図７の（ｈ））の一方のピークＰ１と他方のピークＰ２との間の距離は、理想的（二段の偏向器６１と６２の加工精度等に基づく上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通りになっており、偏向比のずれが発生していない場合）には（ａ＋ｂ）となる。
【００６７】
従って、ピーク間測定回路４０の算出値は（ａ＋ｂ）となり、その算出値と基準値（理想値）との差を算出する引き算回路４１の出力は０となり、該出力が表示装置４２或いは記録装置４３に算出値が表示若しくは記録される。
【００６８】
しかし、前記した様に、二段の偏向器６１と６２の加工精度等に基づく上段偏向器６１と下段偏向器６２の偏向比が設計通りになっていない場合には、偏向比のずれが発生する。即ち、位置決め偏向器９の偏向場で、寸法ａのビームＢａに対して、寸法ｂのビームＢｂの位置が、理想的な場合（図８の（ａ）に示す様に基準位置ＲＯと一致する）と異なり、図８の（ｂ）若しくは（ｃ）に示す様に、基準位置に対して左右何れかの方向にずれてしまう。この様なずれが発生している場合には、以下のような動作になる。
【００６９】
先ず、図９の（ａ）に示す様に、断面寸法ａの正方形状ビームＢａでナイフエッジ３２のエッジＥを直角に横切るように該エッジ上をライン状に走査する。そして、第１メモリ３５Ａに、走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図９の（ｂ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００７０】
次に、断面寸法がｂとなる正方形状ビームＢｂで、ナイフエッジ３２のエッジＥを直角に横切るように該エッジ上をライン状に走査する。この時、前記した様に、寸法ｂのビームＢｂの走査開始が寸法ｂ分だけナイフエッジ３２に近い箇所から行うように、事前に、位置決め偏向器制御回路１５は位置決め偏向器９をコントロールしておく。又、この時、寸法ａのビームＢａと寸法ｂのビームＢｂの位置決め偏向器の偏向場での位置関係が図８の（ｂ）に示す様、ビームＢｂが基準位置ＲＯから右側にαｎずれた状態にあると仮定すると、実際には、図９の（ｃ）に示す様に、ビームＢｂはビームＢａより（ｂ＋αｎ）だけナイフエッジ３２に近い箇所から走査を開始する。
【００７１】
そして、第２メモリ３５Ｂに、走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図９の（ｄ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００７２】
次に、波形整形回路３６は前記第１メモリ３５Ａと第２メモリ３５Ｂからの、ビーム走査位置に対するビーム電流強度の関係を表した信号を受け、第２メモリ３５Ｂからの信号の波形（図９の（ｄ））を、次の様に整形する。
【００７３】
（１）信号波形の傾き部分（ＬＢ）の傾きが第１メモリ３５Ａからの信号波形（図９の（ｂ））の傾き部分（ＬＡ）の傾きに一致するように、波形のスタートから傾き部のスタートまでの間のレベルを変える。
【００７４】
（２）波形のスタート位置（ＳＢ１）が第１メモリ３５Ａからの信号波形のスタ ート位置（ＳＡ）に一致するように、信号波形全体のシフトを行う。
【００７５】
図９の（ｅ）はこの様な成形を行った後の信号波形を示す。
次に、加算回路３７は、波形整形回路３６から送られてきた２つの信号（図９の（ｂ）に示す如き波形の信号と図９の（ｅ）に示す如き波形の信号）を加算する。
図９の（ｆ）は加算後の信号波形を示す。
【００７６】
次に、第１微分回路３８は加算信号を微分する。図９の（ｇ）は微分後の信号波形を示す。
【００７７】
次に、第２微分回路３９は前記微分された信号を更に微分する。図９の（ｈ）は微分後の信号波形を示す。
【００７８】
さて、前記加算後の信号（図９の（ｆ））は、寸法（ａ＋αｎ＋ｂ）のビームをナイフエッジ上で走査して得られた信号と等価となるので、その信号を１回微分した後の信号（図９の（ｇ））の矩形部分の一方の外側エッジＥ３と他方の外側エッジＥ４との間の距離、或いは、２回微分した後の信号（図９の（ｈ））の一方の外側ピークＰ３と他方の外側ピークＰ４との間の距離は、（ａ＋αｎ＋ｂ）となる。
【００７９】
従ってピーク間測定回路４０の出力は（ａ＋αｎ＋ｂ）となり、引き算回路４１の算出値は＋αｎとなり、該算出値が表示装置４２或いは記録装置４３に算出値が表示若しくは記録される。
【００８０】
一方、寸法ａのビームＢａと寸法ｂのビームＢｂの位置決め偏向器の偏向場での位置関係が図８の（ｃ）に示す様に、ビームＢｂが基準位置から左側にβｎずれた状態にあると仮定すると、実際には、図１０の（ｃ）に示す様に、ビームＢｂはビームＢａより（ｂ−βｎ）だけナイフエッジ３２から遠いい箇所から走査を開始する。
【００８１】
そして、第２メモリ３５Ｂに、走査位置に応じたビーム電流値を順次記憶する（図１０の（ｄ）は走査位置対ビーム電流の関係を表す信号波形を示す）。
【００８２】
次に、波形整形回路３６は前記第１メモリ３５Ａと第２メモリ３５Ｂからの、ビーム走査位置に対するビーム電流強度の関係を表した信号を受け、第２メモリ３５Ｂからの信号の波形（図１０の（ｄ））を、次の様に整形する。
【００８３】
（１）信号波形の傾き部分（ＬＢ）の傾きが第１メモリ３５Ａからの信号波形（図１０の（ｂ））の傾き部分（ＬＡ）の傾きに一致するように、波形のスタートから傾き部のスタートまでの間のレベルを変える。
【００８４】
（２）波形のスタート位置（ＳＢ２）が第１メモリ３５Ａからの信号波形のスタ ート位置（ＳＡ）に一致するように、信号波形全体のシフトを行う。
【００８５】
図１０の（ｅ）はこの様な成形を行った後の信号波形を示す。
次に、加算回路３７は、波形整形回路３６から送られてきた２つの信号（図１０の（ｂ）に示す如き波形の信号と図１０の（ｅ）に示す如き波形の信号）を加算する。
図１０の（ｆ）は加算後の信号波形を示す。
【００８６】
次に、第１微分回路３８は加算信号を微分する。図１０の（ｇ）は微分後の信号波形を示す。
【００８７】
次に、第２微分回路３９は前記微分された信号を更に微分する。図１０の（ｈ）は微分後の信号波形を示す。
【００８８】
さて、前記加算後の信号（図１０の（ｆ））は、寸法（ａ＋ｂ−βｎ）のビームをナイフエッジ上で走査して得られた信号と等価となるので、その信号を１回微分した後の信号（図１０の（ｇ））の矩形部分の一方の外側エッジＥ５他方の外側エッジＥ６との間の距離、或いは、２回微分した後の信号（図１０の（ｈ））の一方の外側ピークＰ５と他方の外側ピークＰ６との間の距離は、（ａ＋ｂ−βｎ）となる。
【００８９】
従ってピーク間測定回路４０の出力は（ａ＋ｂ−βｎ）となり、引き算回路４１の算出値は−βｎとなり、該算出値が表示装置４２或いは記録装置４３に算出値が表示若しくは記録される。
【００９０】
以上説明した方法により、被描画材料上に異なった寸法のパターンを描く場合、その描画前に、或る描画パターンに対し次に描かれるパターンの描画精度が極めて簡単に且つ短時間に知ることが出来る。
尚、電流測定機構は、図６に示すものに限定されない。例えば、ナイフエッジの代わりにステージ若しくは被描画材料の端部に形成されマークを使用し、ファラデーカップの代わりに二次電子検出器を使用し、電子ビームでナイフエッジを走査してエッジ部を透過した電子ビームを検出する代わりに、電子ビームでマークのエッジ部を走査し、各走査位置に応じた二次電子の量を検出してもよい。
【００９１】
又、前記例では、ピーク間測定回路４０において、第２微分回路３９の出力波形から両外側のピークとピークの間の距離を測定するようにしたが、これと同時に若しくは、この代わりに、内側の２つのピークの間の距離を測定するようにしても良い。内側の２つのピークの間の距離は、そのまま、或るパターンに対して隣りに描くべき寸法の異なったパターンの寸法に対応したビームの偏向場での位置ずれ、及び、該位置に基づく描画位置のずれを表す。尚、両外側のピークとピークの間の距離を測定しない場合には、引き算回路４１は不要となる。
【００９２】
又、前記例では本発明を寸法の異なった２つのグループパターンを描く場合について説明したが、隣同士に描かれるパターンの寸法が異なった３つ以上のグループパターンを描く場合に、本発明は応用可能である。３つ以上のグループパターンを描く場合でも、加算信号波形（即ち、グループパターンの全体に対応する波形）の両端の変曲点に基づいて、グループパターン全体の一方のエッジから他方のエッジまでの距離を求める、及び／若しくは、加算信号波形の変曲点の内、末端の変曲点から（２Ｎ−１）番目（Ｎは１以上の自然数）と２Ｎ番目の変曲点間の距離に基づいてグループパターンにおける隣り合うパターンの離れ具合若しくは重なり具合を求める様にする。
【００９３】
又、前記例では、一方方向（例えばＸ方向）の偏向場でのビームの位置ずれ等に基づく描画位置のずれを説明したが、他方向（例えばＹ方向）のずれも同じ様に測定される。
【００９４】
又、前記例では電子ビームによる描画を例に上げたが、イオンビームによる描画にも応用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 可変面積型電子ビーム描画装置として最も代表的な一概略例を示している。
【図２】 二段偏向器による電子ビームの断面成形の説明に使用した図である。
【図３】 二段偏向器による電子ビームの断面成形の説明に使用した図である。
【図４】 パターンＡの寸法に対応したビームとパターンＢの寸法に対応したビームの位置決め偏向器の偏向場における位置ずれに基づくパターンＡとＢの描画例を示している。
【図５】 本発明のパターン描画状態測定方法を実施するための可変面積型電子ビーム描画装置の１概略例を表したものである。
【図６】 電流測定機構の１例を示している。
【図７】 本発明のパターン描画状態測定方法の動作説明に使用した図である。
【図８】 位置決め偏向器の偏向場における寸法の異なった各ビームの位置関係の例を示している。
【図９】 本発明のパターン描画状態測定方法の動作説明に使用した図である。
【図１０】 本発明のパターン描画状態測定方法の動作説明に使用した図である。
【符号の説明】
１…電子銃
２…照射レンズ
３…第１成形スリット
４…成形レンズ
５…第２成形スリット
６…成形偏向器
６１…上方偏向器
６２…下方偏向器
７…集束レンズ
８…被描画材料
９…位置決め偏向器
１０…制御ＣＰＵ
１１…パターンデータメモリ
１２…描画用データ転送回路
１３…ブランキング用データ転送回路
１４…成形偏向器制御回路
１５…位置決め偏向器制御回路
１７…ブランカー
１８…ブランカー制御回路
１９…ステージ
２０…ステージ駆動機構
２１…ステージ駆動機構制御回路
３２…ナイフエッジ
３３…ファラディーカップ
３４…電流測定回路
３５…メモリ
３５Ａ…第１メモリ
３５Ｂ…第２メモリ
３６…波形整形回路
３７…加算回路
３８…第１微分回路
３９…第２微分回路
４０…ピーク間測定回路
４１…引き算回路
４２…表示装置
４３…記録装置
Claims (6)
- 荷電粒子発生手段からの荷電粒子ビームを第一成形スリットの開孔を通過させ、該通過したビームを成形偏向手段により第二成形スリットの開孔の所望の部分を通過させることによって、第二成形スリットの開孔から少なくとも所望の大きさの正方形若しくは長方形の断面形状を有するビームを通過させ、該ビームを位置決め偏向器により被描画材料の所望の位置に照射することにより被描画材料の所望の位置にパターンを描くようにした可変面積型荷電粒子ビーム描画装置であって、前記偏向手段は二段偏向器からなり、上方偏向器により成形すべきビームの寸法に応じてビームを偏向し、下方偏向器により前記偏向方向に対して逆方向にビームを同一偏向量偏向させるように成しており、１グループを成すパターン各々の寸法に対応した寸法のビームを順次成形し、各ビームでエッジを有する部材上を走査し、該走査により得られた信号を加算し、該加算信号に基づいて１グループパターン全体の一方のエッジから他方のエッジまでの距離を求めるようにした可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法。
- 荷電粒子発生手段からの荷電粒子ビームを第一成形スリットの開孔を通過させ、該通過したビームを成形偏向手段により第二成形スリットの開孔の所望の部分を通過させることによって、第二成形スリットの開孔から少なくとも所望の大きさの正方形若しくは長方形の断面形状を有するビームを通過させ、該ビームを位置決め偏向器により被描画材料の所望の位置に照射することにより被描画材料の所望の位置にパターンを描くようにした可変面積型荷電粒子ビーム描画装置であって、前記偏向手段は二段偏向器からなり、上方偏向器により成形すべきビームの寸法に応じてビームを偏向し、下方偏向器により前記偏向方向に対して逆方向にビームを同一偏向量偏向させるように成しており、１グループを成すパターン各々の寸法に対応した寸法のビームを順次成形し、各ビームでエッジを有する部材上を走査し、該各走査により得られた信号を加算し、該加算信号に基づいて１グループパターンにおける隣り合うパターンの離れ具合若しくは重なり具合を求めるようにした可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法。
- 得られた各信号波形のスタート位置を一致させて加算するようにした請求項１若しくは２記載の可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法。
- 加算信号波形の変曲点の内、両端の変曲点に基づいて１グループパターン全体の一方のエッジから他方のエッジまでの距離を求めるようにした請求項１記載の可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法。
- 加算信号波形の変曲点の内、末端の変曲点から（２Ｎ−１）番目（Ｎは１以上の自然数）と２Ｎ番目（Ｎは１以上の自然数）の変曲点間の距離に基づいて１グループパターンにおける隣り合うパターンの離れ具合若しくは重なり具合を求めるようにした請求項２記載の可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法。
- 加算信号を１回若しくは２回微分するようにした請求項１，２，４，５の何れかに記載の可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002099915A JP3886837B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002099915A JP3886837B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003297724A JP2003297724A (ja) | 2003-10-17 |
| JP3886837B2 true JP3886837B2 (ja) | 2007-02-28 |
Family
ID=29388272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002099915A Expired - Fee Related JP3886837B2 (ja) | 2002-04-02 | 2002-04-02 | 可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3886837B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4627771B2 (ja) * | 2002-09-11 | 2011-02-09 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | 荷電粒子線装置 |
| JP2005276639A (ja) * | 2004-03-25 | 2005-10-06 | Jeol Ltd | 走査型電子ビーム装置における対物レンズ絞りの位置調整方法 |
| JP4908799B2 (ja) * | 2005-08-08 | 2012-04-04 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 電子ビーム装置 |
-
2002
- 2002-04-02 JP JP2002099915A patent/JP3886837B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003297724A (ja) | 2003-10-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7511272B2 (en) | Method for controlling charged particle beam, and charged particle beam apparatus | |
| US7423274B2 (en) | Electron beam writing system and electron beam writing method | |
| JPH03108312A (ja) | 荷電ビームの非点収差補正方法 | |
| JPH06124883A (ja) | 荷電ビーム補正方法及びマーク検出方法 | |
| JP4167904B2 (ja) | 電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画方法 | |
| JPH0513037A (ja) | 荷電粒子ビーム装置及びその制御方法 | |
| JP2001085303A (ja) | 荷電ビーム露光装置及び荷電ビーム露光方法 | |
| JPH09320931A (ja) | 結像特性計測方法及び該方法を使用する転写装置 | |
| JP3886837B2 (ja) | 可変面積型荷電粒子ビーム描画装置におけるパターン描画状態測定方法 | |
| JPH11271458A (ja) | ビームの測定方法 | |
| US6573508B1 (en) | Electron beam exposing method | |
| JP2647732B2 (ja) | 電子線寸法計測装置 | |
| JPH11271499A (ja) | 可変面積型電子ビーム描画装置におけるビームの測定方法 | |
| JPWO2002075246A1 (ja) | パターン寸法測定方法 | |
| JPH08227840A (ja) | 荷電粒子線描画装置における調整方法および描画方法 | |
| JP3430788B2 (ja) | 試料像測定装置 | |
| JP3065472B2 (ja) | 荷電粒子ビーム描画装置における矩形ビームのサイズ及び位置決め調整方法 | |
| KR102031170B1 (ko) | 멀티빔 초점 조정 방법, 멀티빔 초점 측정 방법 및 하전 입자빔 묘화 장치 | |
| JP2005064041A (ja) | 荷電粒子ビーム描画装置におけるビームの照射位置補正方法 | |
| JP2828320B2 (ja) | 電子ビーム測長方法 | |
| JPS6229136A (ja) | 荷電粒子ビ−ム露光におけるマ−ク位置検出方法及びこの方法を用いた装置 | |
| JPS58106746A (ja) | 電子レンズの軸合せ方法 | |
| JPH09190792A (ja) | 集束ビームのフォーカス調整方法 | |
| JP2786662B2 (ja) | 荷電ビーム描画方法 | |
| JP2848417B2 (ja) | 荷電粒子ビーム露光装置および露光方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041210 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20061005 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061031 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061122 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Ref document number: 3886837 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101201 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101201 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111201 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121201 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121201 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131201 Year of fee payment: 7 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |