JPH1131655A - マーク基板，マーク基板の製造方法，電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の光学系の調整方法 - Google Patents
マーク基板，マーク基板の製造方法，電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の光学系の調整方法Info
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- JPH1131655A JPH1131655A JP9329219A JP32921997A JPH1131655A JP H1131655 A JPH1131655 A JP H1131655A JP 9329219 A JP9329219 A JP 9329219A JP 32921997 A JP32921997 A JP 32921997A JP H1131655 A JPH1131655 A JP H1131655A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】微少な径の点状の貫通孔を有するマーク基板を
形成する。 【解決手段】Ｓｉ（１１０）基板１０上にシリコン窒化
膜１１を５００ｎｍの厚さで形成する（図１（ａ））。
シリコン窒化膜１１上に電子ビーム用ポジレジスト１２
を０．５μｍ厚で塗布した後、その長手方向が基板の
（１ -1 １）結晶面に沿った方向に平行である溝１３を
シリコン窒化膜１１に形成する。基板１０の裏面にも、
シリコン窒化膜１４を形成する。そして、シリコン窒化
膜１４に対し、長手方向が、（ -1 １１）面に沿った沿
った方向と平行である溝１５を形成する。シリコン窒化
膜１１，１４をマスクとして、基板１０に対しＫＯＨ水
溶液を用いて異方性エッチングを行い、基板１０表面及
び裏面に溝を形成する（図１（ｅ））。そして、シリコ
ン窒化膜１１，１４を剥離する。
形成する。 【解決手段】Ｓｉ（１１０）基板１０上にシリコン窒化
膜１１を５００ｎｍの厚さで形成する（図１（ａ））。
シリコン窒化膜１１上に電子ビーム用ポジレジスト１２
を０．５μｍ厚で塗布した後、その長手方向が基板の
（１ -1 １）結晶面に沿った方向に平行である溝１３を
シリコン窒化膜１１に形成する。基板１０の裏面にも、
シリコン窒化膜１４を形成する。そして、シリコン窒化
膜１４に対し、長手方向が、（ -1 １１）面に沿った沿
った方向と平行である溝１５を形成する。シリコン窒化
膜１１，１４をマスクとして、基板１０に対しＫＯＨ水
溶液を用いて異方性エッチングを行い、基板１０表面及
び裏面に溝を形成する（図１（ｅ））。そして、シリコ
ン窒化膜１１，１４を剥離する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＬＳＩ等の微細パ
ターンを描画する電子ビーム描画装置及び電子ビーム描
画装置の光学系の調整方法、光学系の調整に適用される
マーク基板及びマーク基板の形成方法に関する。
ターンを描画する電子ビーム描画装置及び電子ビーム描
画装置の光学系の調整方法、光学系の調整に適用される
マーク基板及びマーク基板の形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電子ビーム描画装置を用いて微細なパタ
ーンを安定して形成するには、光学系の調整を高精度に
行う必要がある。従来の電子ビーム描画装置の光学系の
調整方法を図９を参照して説明する。
ーンを安定して形成するには、光学系の調整を高精度に
行う必要がある。従来の電子ビーム描画装置の光学系の
調整方法を図９を参照して説明する。
【０００３】光学系の調整に使用するため貫通孔が設け
られたマーク基板９１に対して電子ビームを走査し、貫
通孔を通過した電子ビーム９２の電流値をファラデーカ
ップ２４で測定して、ビーム分解能を得る。そして、ビ
ーム分解能が最小となるように、光学系を調整する。こ
の方法は、電子ビームを直接観測しているため、貫通孔
が微細化してもＳＮ比が落ちない利点がある。
られたマーク基板９１に対して電子ビームを走査し、貫
通孔を通過した電子ビーム９２の電流値をファラデーカ
ップ２４で測定して、ビーム分解能を得る。そして、ビ
ーム分解能が最小となるように、光学系を調整する。こ
の方法は、電子ビームを直接観測しているため、貫通孔
が微細化してもＳＮ比が落ちない利点がある。
【０００４】この装置では、マーク基板９１とファラデ
ーカップ２４との間に遮蔽板９３を設けている。マーク
基板９１中を通過，散乱した電子９４は、遮蔽板９３に
よってファラデーカップ２４への入射を妨げられるた
め、ファラデーカップ２４に入射するのは通過孔を通過
した電子９２のみとなる。
ーカップ２４との間に遮蔽板９３を設けている。マーク
基板９１中を通過，散乱した電子９４は、遮蔽板９３に
よってファラデーカップ２４への入射を妨げられるた
め、ファラデーカップ２４に入射するのは通過孔を通過
した電子９２のみとなる。
【０００５】ところで、現在、電子ビーム描画の描画速
度を高める方法として、部分一括露光方式が注目されて
いる。この露光方式は、ビームサイズ２．５〜５μｍ程
度の大きさの繰り返しパターンを一括露光する方法であ
る。キャラクター・ビームの位置校正には、図１０に示
すように、マーク基板１０１に設けられた点状マーク１
０２に対してキャラクター・ビーム１０３を走査し、点
状マーク１０２からの反射電子を反射電子検出器１０４
で測定して２次元プロファイル１０５を得て、光学系を
調節しビームの回転・大きさなどの調整を行っている。
つまり、部分一括露光方式におけるキャラクター・ビー
ムの調整には、２次元プロファイルを必要とするため
に、点状のマークが設けられたマーク基板を必要とす
る。特に高精度な光学系の調整には、微細な点状マーク
が必要となる。しかし、キャラクタービームの場合、微
細な反射マークで得られる反射電子信号はＳＮ比が悪
い。このため、キャラクタービームの場合、微細な反射
マークで高精度な光学系の調整を行うことは困難であ
る。
度を高める方法として、部分一括露光方式が注目されて
いる。この露光方式は、ビームサイズ２．５〜５μｍ程
度の大きさの繰り返しパターンを一括露光する方法であ
る。キャラクター・ビームの位置校正には、図１０に示
すように、マーク基板１０１に設けられた点状マーク１
０２に対してキャラクター・ビーム１０３を走査し、点
状マーク１０２からの反射電子を反射電子検出器１０４
で測定して２次元プロファイル１０５を得て、光学系を
調節しビームの回転・大きさなどの調整を行っている。
つまり、部分一括露光方式におけるキャラクター・ビー
ムの調整には、２次元プロファイルを必要とするため
に、点状のマークが設けられたマーク基板を必要とす
る。特に高精度な光学系の調整には、微細な点状マーク
が必要となる。しかし、キャラクタービームの場合、微
細な反射マークで得られる反射電子信号はＳＮ比が悪
い。このため、キャラクタービームの場合、微細な反射
マークで高精度な光学系の調整を行うことは困難であ
る。
【０００６】そのため、キャラクタービームの校正に際
しても、高精度な調整を行うには、ビーム電流を直接測
定する必要がある。そのためには、微少な径の貫通孔が
設けられたマーク基板を用意する必要がある。マーク基
板として使用するＳｉ基板に対して微少な径の貫通孔を
作成する場合を考える。
しても、高精度な調整を行うには、ビーム電流を直接測
定する必要がある。そのためには、微少な径の貫通孔が
設けられたマーク基板を用意する必要がある。マーク基
板として使用するＳｉ基板に対して微少な径の貫通孔を
作成する場合を考える。
【０００７】例えば、５０ｋｅＶの電子ビームを吸収す
るために、Ｓｉ基板の厚さは２０μｍ程度必要である。
しかしながら、２０μｍ厚のＳｉ基板に０．１μｍ以下
の微細な径の貫通孔を片面からドライエッチングしよう
とすると、孔のアスペクト比が高くなるのでマイクロロ
ーディング効果が生じてＳｉ基板を深くエッチングでき
ないので、微少な径の貫通孔を形成することができな
い。
るために、Ｓｉ基板の厚さは２０μｍ程度必要である。
しかしながら、２０μｍ厚のＳｉ基板に０．１μｍ以下
の微細な径の貫通孔を片面からドライエッチングしよう
とすると、孔のアスペクト比が高くなるのでマイクロロ
ーディング効果が生じてＳｉ基板を深くエッチングでき
ないので、微少な径の貫通孔を形成することができな
い。
【０００８】そのため、両面から基板をエッチングして
貫通孔を形成する方法が提案されている。このマーク基
板の製造方法を図１１を用いて説明する。
貫通孔を形成する方法が提案されている。このマーク基
板の製造方法を図１１を用いて説明する。
【０００９】先ず、図１１（ａ）に示すように、第１の
シリコン基板１１１，シリコン酸化膜１１２，第２のシ
リコン基板１１３が積層された基体を用意する。この基
体は、張り合わせ法等を用いて形成される。次いで、図
１１（ｂ）に示すように、第１のシリコン基板１１１上
に、開口部を有する第１のレジストパターン１１４を形
成する。次いで、図１１（ｃ）に示すように、ＫＯＨ水
溶液を用いて、第１のシリコン基板１１１をシリコン酸
化膜１１２が露出するまでエッチングする。次いで、図
１１（ｄ）に示すように、第１のレジストパターン１１
４を除去した後、第２のシリコン基板１１３上に０．１
μｍ□の開口部を有する第２のレジストパターン１１５
を形成する。そして、図１１（ｅ）に示すように、ドラ
イエッチング法を用いて第２のシリコン基板１１３に対
してエッチングを行う。第２のシリコン基板１１３のエ
ッチングと同時に、第２のレジスト１１５もエッチング
されて開口部の径が広がり、シリコン基板１１３に最終
的に形成される孔の径は０．５μｍになる。
シリコン基板１１１，シリコン酸化膜１１２，第２のシ
リコン基板１１３が積層された基体を用意する。この基
体は、張り合わせ法等を用いて形成される。次いで、図
１１（ｂ）に示すように、第１のシリコン基板１１１上
に、開口部を有する第１のレジストパターン１１４を形
成する。次いで、図１１（ｃ）に示すように、ＫＯＨ水
溶液を用いて、第１のシリコン基板１１１をシリコン酸
化膜１１２が露出するまでエッチングする。次いで、図
１１（ｄ）に示すように、第１のレジストパターン１１
４を除去した後、第２のシリコン基板１１３上に０．１
μｍ□の開口部を有する第２のレジストパターン１１５
を形成する。そして、図１１（ｅ）に示すように、ドラ
イエッチング法を用いて第２のシリコン基板１１３に対
してエッチングを行う。第２のシリコン基板１１３のエ
ッチングと同時に、第２のレジスト１１５もエッチング
されて開口部の径が広がり、シリコン基板１１３に最終
的に形成される孔の径は０．５μｍになる。
【００１０】そして、図１１（ｆ）に示すように、シリ
コン酸化膜１１２を選択的にエッチングし、基体を貫通
する貫通孔を形成することによって、マーク基板が形成
される。なお、最終的な第１のシリコン基板１１１の厚
さは６００μｍ、第２のシリコン基板１１３の厚さは２
０μｍである。
コン酸化膜１１２を選択的にエッチングし、基体を貫通
する貫通孔を形成することによって、マーク基板が形成
される。なお、最終的な第１のシリコン基板１１１の厚
さは６００μｍ、第２のシリコン基板１１３の厚さは２
０μｍである。
【００１１】ところが、上述した製造方法の場合、両面
からエッチングして貫通孔を形成する際、位置合わせが
困難である。従って、微少な径の貫通孔を有するマーク
基板を形成ことが困難であるという問題があった。ま
た、張り合わせ基板を用意しなければならないため、コ
ストがかかるという問題があった。
からエッチングして貫通孔を形成する際、位置合わせが
困難である。従って、微少な径の貫通孔を有するマーク
基板を形成ことが困難であるという問題があった。ま
た、張り合わせ基板を用意しなければならないため、コ
ストがかかるという問題があった。
【００１２】ところで、マーク基板の貫通孔を通過した
電子ビームを測定して光学系の調整を行う方法にも、以
下に記すような欠点がある。図１２に示すように、マー
ク基板９１が傾いて載置され、マーク基板９１に対して
電子ビームが垂直に入射されない場合、マーク基板９１
の貫通孔の側壁に入射しマーク基板９１で散乱した電子
１２１が、ファラデーカップ２４に入射してしまい、分
解能を精度良く測定できないことである。
電子ビームを測定して光学系の調整を行う方法にも、以
下に記すような欠点がある。図１２に示すように、マー
ク基板９１が傾いて載置され、マーク基板９１に対して
電子ビームが垂直に入射されない場合、マーク基板９１
の貫通孔の側壁に入射しマーク基板９１で散乱した電子
１２１が、ファラデーカップ２４に入射してしまい、分
解能を精度良く測定できないことである。
【００１３】マーク基板への電子ビームの入射角度及び
位置関係は、マーク基板の取り付け精度で決定される。
しかし、従来の電子ビーム描画装置では、マーク基板の
取り付けに際し、簡単な方法でマーク基板の傾きを調整
できる適切な手段が無かった。傾いているマーク基板の
貫通孔を通過したビーム電流を測定しても、その測定値
は実際の電子ビームを忠実に反映していることにはなら
ない。そのため、光学系の調整を高精度に行うことがき
わめて困難であるという問題があった。また、従来装置
では、実際に露光する試料位置とマーク基板の位置が異
なるため、露光する試料とマーク基板とで焦点位置がず
れるという問題があった。
位置関係は、マーク基板の取り付け精度で決定される。
しかし、従来の電子ビーム描画装置では、マーク基板の
取り付けに際し、簡単な方法でマーク基板の傾きを調整
できる適切な手段が無かった。傾いているマーク基板の
貫通孔を通過したビーム電流を測定しても、その測定値
は実際の電子ビームを忠実に反映していることにはなら
ない。そのため、光学系の調整を高精度に行うことがき
わめて困難であるという問題があった。また、従来装置
では、実際に露光する試料位置とマーク基板の位置が異
なるため、露光する試料とマーク基板とで焦点位置がず
れるという問題があった。
【００１４】また、前述したように、マーク基板と電子
ビームの位置関係は、マーク基板の取り付け精度に依存
する。そして、例えば図１３（ａ）及び（ｂ）に示すよ
うなライン状マーク４４を有するマーク基板を用いてビ
ーム分解能を測定する場合、ライン状マーク４４と電子
ビームの走査方向とが直交していない位置関係で測定さ
れた電流値（図１３（ａ））は、ラインと走査方向とが
直交する位置関係で測定された電流値（図１３（ｂ））
に比べて、ピークの幅が大きくなる。従って、ライン状
マークとビームの走査方向とが傾いている場合、正確な
ビーム分解能を測定することができないという問題が生
じる。従来の装置ではライン上マークの向きの正確な調
整が困難で精度の高い光学系の調整を行うことができな
いという問題があった。
ビームの位置関係は、マーク基板の取り付け精度に依存
する。そして、例えば図１３（ａ）及び（ｂ）に示すよ
うなライン状マーク４４を有するマーク基板を用いてビ
ーム分解能を測定する場合、ライン状マーク４４と電子
ビームの走査方向とが直交していない位置関係で測定さ
れた電流値（図１３（ａ））は、ラインと走査方向とが
直交する位置関係で測定された電流値（図１３（ｂ））
に比べて、ピークの幅が大きくなる。従って、ライン状
マークとビームの走査方向とが傾いている場合、正確な
ビーム分解能を測定することができないという問題が生
じる。従来の装置ではライン上マークの向きの正確な調
整が困難で精度の高い光学系の調整を行うことができな
いという問題があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
電子ビーム描画装置においては、正確なビーム分解能を
測定できないために、光学系の調整を高精度に行うこと
ができないという問題があった。さらに、実際に露光す
る試料位置とマーク基板の高さが異なるため、露光する
試料とマーク基板とで焦点位置がずれるという問題があ
った。
電子ビーム描画装置においては、正確なビーム分解能を
測定できないために、光学系の調整を高精度に行うこと
ができないという問題があった。さらに、実際に露光す
る試料位置とマーク基板の高さが異なるため、露光する
試料とマーク基板とで焦点位置がずれるという問題があ
った。
【００１６】また、電子を吸収するために必要な厚さの
基板に対して、微細な径の貫通孔を形成することが困難
であるため、微少な径を有するマーク基板を形成できな
いという問題があった。
基板に対して、微細な径の貫通孔を形成することが困難
であるため、微少な径を有するマーク基板を形成できな
いという問題があった。
【００１７】本発明の目的は、正確なビーム分解能を測
定でき、光学系の調整を高精度に行うことのできる電子
ビーム描画装置を提供することにある。
定でき、光学系の調整を高精度に行うことのできる電子
ビーム描画装置を提供することにある。
【００１８】また、本発明の別の目的は、微細な点状貫
通孔を有するマーク基板及びその形成方法を提供するこ
とにある。
通孔を有するマーク基板及びその形成方法を提供するこ
とにある。
【００１９】
［構成］本発明は、上記目的を達成するために以下のよ
うに構成されている。
うに構成されている。
【００２０】（１） 本発明（請求項１）のマーク基板
は、電子ビーム描画装置の光学系の調整に適用されるマ
ーク基板であって、基板の第１の面に形成された前記第
１の面に垂直な側壁を有する第１の溝と、前記基板の第
２の面に形成された前記第２の面に垂直な側壁を有する
第２の溝とを具備し、前記第１の溝と第２の溝を通して
前記基板を貫通する孔が形成されていることを特徴とす
る。
は、電子ビーム描画装置の光学系の調整に適用されるマ
ーク基板であって、基板の第１の面に形成された前記第
１の面に垂直な側壁を有する第１の溝と、前記基板の第
２の面に形成された前記第２の面に垂直な側壁を有する
第２の溝とを具備し、前記第１の溝と第２の溝を通して
前記基板を貫通する孔が形成されていることを特徴とす
る。
【００２１】本発明の好ましい実施態様を以下に示す。
【００２２】前記基板はシリコン（１１０）基板であ
り、前記第１の溝の長手方向は、前記基板の（１１０）
面に垂直な｛１１１｝面に平行な方向に形成され、前記
第２の溝の長手方向は、（１１０）面に垂直な｛１１
１｝面に平行、且つ前記第１の溝の長手方向と異なる方
向に形成されている。
り、前記第１の溝の長手方向は、前記基板の（１１０）
面に垂直な｛１１１｝面に平行な方向に形成され、前記
第２の溝の長手方向は、（１１０）面に垂直な｛１１
１｝面に平行、且つ前記第１の溝の長手方向と異なる方
向に形成されている。
【００２３】（２） 本発明（請求項３）のマーク基板
の製造方法は、基板の第１の面に、開口部を有する第１
の保護膜を形成する工程と、前記基板の第２の面に、前
記第１の保護膜に形成された開口部と交差する位置関係
に開口部を有する第２の保護膜を形成する工程と、前記
第１及び第２の保護膜をマスクとして、前記基板に対し
て異方性エッチングを行い、該基板の第１及び第２の面
に側壁が垂直な第１及び第２の溝を形成し、該第１の溝
と第２の溝を通して前記基板を貫通する孔を形成する工
程と、前記保護膜を除去する工程とを含むことを特徴と
する。
の製造方法は、基板の第１の面に、開口部を有する第１
の保護膜を形成する工程と、前記基板の第２の面に、前
記第１の保護膜に形成された開口部と交差する位置関係
に開口部を有する第２の保護膜を形成する工程と、前記
第１及び第２の保護膜をマスクとして、前記基板に対し
て異方性エッチングを行い、該基板の第１及び第２の面
に側壁が垂直な第１及び第２の溝を形成し、該第１の溝
と第２の溝を通して前記基板を貫通する孔を形成する工
程と、前記保護膜を除去する工程とを含むことを特徴と
する。
【００２４】本発明の好ましい実施態様を以下に示す。
【００２５】前記基板はシリコン（１１０）基板であ
り、前記第１の保護膜の開口部は、前記基板の（１１
０）面に垂直な｛１１１｝面に沿った方向に形成され、
前記第２の保護膜の開口部は、（１１０）面に垂直な
｛１１１｝面に沿った方向で、且つ前記第１の溝の長手
方向と異なる方向に形成され、前記基板の異方性エッチ
ングに際し、ＫＯＨ水溶液を用いる。
り、前記第１の保護膜の開口部は、前記基板の（１１
０）面に垂直な｛１１１｝面に沿った方向に形成され、
前記第２の保護膜の開口部は、（１１０）面に垂直な
｛１１１｝面に沿った方向で、且つ前記第１の溝の長手
方向と異なる方向に形成され、前記基板の異方性エッチ
ングに際し、ＫＯＨ水溶液を用いる。
【００２６】（３） 本発明（請求項５）の電子ビーム
描画装置は、マーク基板に対して電子ビームを走査して
ビーム分解能を測定する手段を備えた電子ビーム描画装
置において、前記マーク基板の高さを３点以上の位置で
測定する高さ測定手段と、前記高さ測定手段の測定結果
に基づいて、前記マーク基板への電子ビームの入射角度
及び該基板の高さを変化させる手段を具備してなること
を特徴とする。
描画装置は、マーク基板に対して電子ビームを走査して
ビーム分解能を測定する手段を備えた電子ビーム描画装
置において、前記マーク基板の高さを３点以上の位置で
測定する高さ測定手段と、前記高さ測定手段の測定結果
に基づいて、前記マーク基板への電子ビームの入射角度
及び該基板の高さを変化させる手段を具備してなること
を特徴とする。
【００２７】本発明の好ましい実施態様を以下に示す。
【００２８】前記測定手段の測定結果に基づいて、それ
ぞれの高さ調整手段を制御し、前記マーク基板の傾き及
び高さを調節する手段を具備してなる。
ぞれの高さ調整手段を制御し、前記マーク基板の傾き及
び高さを調節する手段を具備してなる。
【００２９】（４） 本発明（請求項７）は、貫通孔が
設けられたマーク基板に対して電子ビームを走査してビ
ーム分解能を測定する手段を備えた電子ビーム描画装置
において、前記マーク基板の高さ３点以上の位置で測定
する高さ測定手段と、前記高さ測定手段の測定結果に基
づいて、前記マーク基板への電子ビームの入射角度及び
該基板の高さを変化させる高さ調整手段と、ビーム分解
能の測定結果からマーク基板の回転角度を調節する回転
手段とを具備してなることを特徴とする。
設けられたマーク基板に対して電子ビームを走査してビ
ーム分解能を測定する手段を備えた電子ビーム描画装置
において、前記マーク基板の高さ３点以上の位置で測定
する高さ測定手段と、前記高さ測定手段の測定結果に基
づいて、前記マーク基板への電子ビームの入射角度及び
該基板の高さを変化させる高さ調整手段と、ビーム分解
能の測定結果からマーク基板の回転角度を調節する回転
手段とを具備してなることを特徴とする。
【００３０】本発明の好ましい実施態様を以下に示す。
【００３１】前記高さ測定手段の測定結果に基づいて、
それぞれの高さ調整手段を調整し、前記マーク基板への
電子ビームの入射角度及び該基板の高さを調節する手段
と、ビーム分解能の測定結果からマーク基板の回転角度
を調節する回転手段を具備してなる。
それぞれの高さ調整手段を調整し、前記マーク基板への
電子ビームの入射角度及び該基板の高さを調節する手段
と、ビーム分解能の測定結果からマーク基板の回転角度
を調節する回転手段を具備してなる。
【００３２】（５） 本発明（請求項９）の電子ビーム
描画装置の光学系の調整方法は、マーク基板を用いて電
子ビーム描画装置の光学系の調整を行うに際し、前記マ
ーク基板表面の高さを３点以上の位置で測定する工程
と、測定された基板高さから前記マーク基板に対する電
子ビームの入射角度及び該基板の高さを調節する工程
と、前記マーク基板に対して電子ビームを走査してビー
ム分解能を測定し、光学系の調整を行う工程とを含むこ
とを特徴とする。
描画装置の光学系の調整方法は、マーク基板を用いて電
子ビーム描画装置の光学系の調整を行うに際し、前記マ
ーク基板表面の高さを３点以上の位置で測定する工程
と、測定された基板高さから前記マーク基板に対する電
子ビームの入射角度及び該基板の高さを調節する工程
と、前記マーク基板に対して電子ビームを走査してビー
ム分解能を測定し、光学系の調整を行う工程とを含むこ
とを特徴とする。
【００３３】（６） 本発明（請求項１０）の電子ビー
ム描画装置の光学系の調整法は、マーク基板を用いて電
子ビーム描画装置の光学系の調整を行うに際し、前記マ
ーク基板の高さを３点以上の位置で測定する工程と、測
定された基板高さから前記マーク基板に対する電子ビー
ムの入射角度及び該基板の高さを調節する工程と、前記
マーク基板に対して電子ビームを走査してビーム分解能
を測定し、該基板の回転角度を調整する工程と、前記マ
ーク基板に対して電子ビームを走査してビーム分解能を
測定し、光学系の調整を行う工程とを含むことを特徴と
する。
ム描画装置の光学系の調整法は、マーク基板を用いて電
子ビーム描画装置の光学系の調整を行うに際し、前記マ
ーク基板の高さを３点以上の位置で測定する工程と、測
定された基板高さから前記マーク基板に対する電子ビー
ムの入射角度及び該基板の高さを調節する工程と、前記
マーク基板に対して電子ビームを走査してビーム分解能
を測定し、該基板の回転角度を調整する工程と、前記マ
ーク基板に対して電子ビームを走査してビーム分解能を
測定し、光学系の調整を行う工程とを含むことを特徴と
する。
【００３４】［作用］本発明は、上記構成によって以下
の作用・効果を有する。
の作用・効果を有する。
【００３５】本発明の電子ビーム描画装置によれば、複
数の位置でマーク基板の高さを測定して、マーク基板の
傾きを調節することによって、電子ビームの入射角をマ
ーク基板に対し正確に垂直に調整することができる。従
って、マーク基板の貫通孔側壁に電子が入射することが
なく、ファラデーカップに散乱電子が入射することがな
いので、ビーム分解能の測定を正確にできるようにな
る。
数の位置でマーク基板の高さを測定して、マーク基板の
傾きを調節することによって、電子ビームの入射角をマ
ーク基板に対し正確に垂直に調整することができる。従
って、マーク基板の貫通孔側壁に電子が入射することが
なく、ファラデーカップに散乱電子が入射することがな
いので、ビーム分解能の測定を正確にできるようにな
る。
【００３６】マーク基板の高さを調節して実際の試料と
同じ高さにすることで、焦点を同一にすることができ
る。
同じ高さにすることで、焦点を同一にすることができ
る。
【００３７】そして、マーク基板を回転させることによ
って、マーク基板の貫通孔がライン状の場合、ライン状
マークと電子ビームの走査方向とを直交させることがで
きるので、ビーム分解能を正確に測定することができ
る。
って、マーク基板の貫通孔がライン状の場合、ライン状
マークと電子ビームの走査方向とを直交させることがで
きるので、ビーム分解能を正確に測定することができ
る。
【００３８】本発明のマーク基板及びマーク基板の製造
方法によれば、基板両面に互いに交差する垂直な側壁を
有する溝を形成することによって、溝の交差部に微少な
径の貫通孔を形成することができる。
方法によれば、基板両面に互いに交差する垂直な側壁を
有する溝を形成することによって、溝の交差部に微少な
径の貫通孔を形成することができる。
【００３９】また、通常のドライ・エッチングでは、ア
スペクト比の高い溝を形成することは困難であるが、Ｓ
ｉ（１１０）面に対して、｛１１１｝面からなり、（１
１０）面に対して垂直な側壁を有する溝を形成するＫＯ
Ｈ水溶液を用いることで、微少な幅の溝を形成する事が
できる。そして、基板両面に溝を交差する位置関係で設
けることによって２本の溝の交差部に微少な径の貫通孔
を形成することができる。
スペクト比の高い溝を形成することは困難であるが、Ｓ
ｉ（１１０）面に対して、｛１１１｝面からなり、（１
１０）面に対して垂直な側壁を有する溝を形成するＫＯ
Ｈ水溶液を用いることで、微少な幅の溝を形成する事が
できる。そして、基板両面に溝を交差する位置関係で設
けることによって２本の溝の交差部に微少な径の貫通孔
を形成することができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００４１】［第１実施形態］本実施形態において、指
数を表す際、ある面が軸と原点に関し負の側で交わると
き、通常その数値の上部に線を描いて表記するが、本実
施形態においては-hのように表す図１は本発明の第１実
施形態に係わるマーク基板の製造工程を示す工程断面図
である。
数を表す際、ある面が軸と原点に関し負の側で交わると
き、通常その数値の上部に線を描いて表記するが、本実
施形態においては-hのように表す図１は本発明の第１実
施形態に係わるマーク基板の製造工程を示す工程断面図
である。
【００４２】先ず、図１（ａ）に示すように、Ｓｉ（１
１０）基板１０上にシリコン窒化膜１１を５００ｎｍの
厚さで形成する。
１０）基板１０上にシリコン窒化膜１１を５００ｎｍの
厚さで形成する。
【００４３】次いで、図１（ｂ）に示すように、シリコ
ン窒化膜１１上に電子ビーム用ポジレジスト１２を０．
５μｍ厚で塗布した後、レジスト１２に対して幅０．１
μｍ，長さ５ｃｍの矩形パターンを露光する。なお、矩
形パターンの長手方向が、基板の（１ -1 １）結晶面に
沿った方向と平行になるようにする。ここで、矩形パタ
ーンの描画には、加速電圧５０ｋＶの可変成形型電子ビ
ーム描画装置を用いた。
ン窒化膜１１上に電子ビーム用ポジレジスト１２を０．
５μｍ厚で塗布した後、レジスト１２に対して幅０．１
μｍ，長さ５ｃｍの矩形パターンを露光する。なお、矩
形パターンの長手方向が、基板の（１ -1 １）結晶面に
沿った方向と平行になるようにする。ここで、矩形パタ
ーンの描画には、加速電圧５０ｋＶの可変成形型電子ビ
ーム描画装置を用いた。
【００４４】さらに、レジスト１２の現像を行って、幅
０．１μｍ，長さ５ｃｍの開口形状を有するレジストパ
ターンを形成する。
０．１μｍ，長さ５ｃｍの開口形状を有するレジストパ
ターンを形成する。
【００４５】次いで、図１（ｃ）に示すように、レジス
ト１２をマスクとしてシリコン窒化膜１１に対して、ド
ライエッチングを行い、溝１３を形成する。その後、基
板１０表面のレジスト１２を剥離する。これまでの工程
で、幅０．１μｍ，長さ５ｃｍの溝１３が、シリコン窒
化膜１１に形成される。
ト１２をマスクとしてシリコン窒化膜１１に対して、ド
ライエッチングを行い、溝１３を形成する。その後、基
板１０表面のレジスト１２を剥離する。これまでの工程
で、幅０．１μｍ，長さ５ｃｍの溝１３が、シリコン窒
化膜１１に形成される。
【００４６】次いで、図１（ｄ）に示すように、Ｓｉ基
板１０の裏面側にも、シリコン窒化膜１４を形成する。
そして、基板１０表面側のシリコン窒化膜１１の溝１３
形成と同様に、シリコン窒化膜１４に幅０．１μｍ，長
さ５ｃｍの溝１５を形成する。ただし、溝１５の長手方
向が、且つシリコン窒化膜１１の溝１３と交差し、（-1
１１）面に沿った方向と平行になるよう形成する。な
お、基板１０の表面及び裏面の溝の交差角度は、約７０
度である。
板１０の裏面側にも、シリコン窒化膜１４を形成する。
そして、基板１０表面側のシリコン窒化膜１１の溝１３
形成と同様に、シリコン窒化膜１４に幅０．１μｍ，長
さ５ｃｍの溝１５を形成する。ただし、溝１５の長手方
向が、且つシリコン窒化膜１１の溝１３と交差し、（-1
１１）面に沿った方向と平行になるよう形成する。な
お、基板１０の表面及び裏面の溝の交差角度は、約７０
度である。
【００４７】次いで、図１（ｅ）に示すように、シリコ
ン窒化膜１１，１４をマスクとして、ＫＯＨ水溶液を用
いて異方性エッチングを行い、Ｓｉ基板１０表面及び裏
面に溝を形成する。ＫＯＨ水溶液は、Ｓｉ｛１１１｝面
に対するエッチング速度が、他の面のエッチング速度よ
りきわめて遅いという特性を有するので、Ｓｉ（１１
０）面に対してＫＯＨ水溶液を用いてエッチングする
と、Ｓｉ（１１０）面に対して垂直に切り立った側壁を
有する溝を形成することができる。つまり、ここでは、
側壁が（１ -1 １），（ -1 １１）面で、Ｓｉ基板１０
表面に対して垂直に切り立った溝が形成される。
ン窒化膜１１，１４をマスクとして、ＫＯＨ水溶液を用
いて異方性エッチングを行い、Ｓｉ基板１０表面及び裏
面に溝を形成する。ＫＯＨ水溶液は、Ｓｉ｛１１１｝面
に対するエッチング速度が、他の面のエッチング速度よ
りきわめて遅いという特性を有するので、Ｓｉ（１１
０）面に対してＫＯＨ水溶液を用いてエッチングする
と、Ｓｉ（１１０）面に対して垂直に切り立った側壁を
有する溝を形成することができる。つまり、ここでは、
側壁が（１ -1 １），（ -1 １１）面で、Ｓｉ基板１０
表面に対して垂直に切り立った溝が形成される。
【００４８】この時、２本の溝が接続するまでエッチン
グを行い、Ｓｉ基板１０表面及び裏面の溝の交差部に貫
通孔１６を形成する。
グを行い、Ｓｉ基板１０表面及び裏面の溝の交差部に貫
通孔１６を形成する。
【００４９】次いで、純水中でＳｉ基板１０を洗浄した
後、図１（ｆ）に示すように、ＣＤＥ法により、基板両
面のＳｉ3 Ｎ4 膜１１，１４を剥離する。
後、図１（ｆ）に示すように、ＣＤＥ法により、基板両
面のＳｉ3 Ｎ4 膜１１，１４を剥離する。
【００５０】以上の工程で形成されたマーク基板を平面
図にして図２に示す。図２（ａ）はＳｉ（１１０）基板
表面側、図２（ｂ）はＳｉ（１１０）基板裏面側の平面
図である。Ｓｉ（１１０）基板１０表面側から形成され
た溝１７と、Ｓｉ（１１０）基板１０裏面（（ -1 -1
０）面）側から形成された溝１８とが約７０度の角度で
交差して設けられいる。そして、二つの溝１７，１８の
交差部に貫通孔１６が形成されている。
図にして図２に示す。図２（ａ）はＳｉ（１１０）基板
表面側、図２（ｂ）はＳｉ（１１０）基板裏面側の平面
図である。Ｓｉ（１１０）基板１０表面側から形成され
た溝１７と、Ｓｉ（１１０）基板１０裏面（（ -1 -1
０）面）側から形成された溝１８とが約７０度の角度で
交差して設けられいる。そして、二つの溝１７，１８の
交差部に貫通孔１６が形成されている。
【００５１】本実施形態のマーク基板形成方法によれ
ば、Ｓｉ（１１０）基板に対して、側壁が｛１１１｝面
からなり、微少な点状貫通孔を有するマーク基板を作製
することができる。
ば、Ｓｉ（１１０）基板に対して、側壁が｛１１１｝面
からなり、微少な点状貫通孔を有するマーク基板を作製
することができる。
【００５２】本実施形態では、（１ -1 １），（ -1 １
１）面に沿った方向に溝を形成したが、Ｓｉ（１１
０）面に対して垂直な｛１１１｝面は、他にも、（１ -
1 -1），（ -1 １ -1 ）面があるので、（１ -1
１），（ -1 １ １）（１ -1 -1），（ -1 １ -1 ）
面の中から交差関係にある２面を適宜選択し、選択した
面に沿った方向と平行な方向に長手方向を有する溝を形
成しても良い。
１）面に沿った方向に溝を形成したが、Ｓｉ（１１
０）面に対して垂直な｛１１１｝面は、他にも、（１ -
1 -1），（ -1 １ -1 ）面があるので、（１ -1
１），（ -1 １ １）（１ -1 -1），（ -1 １ -1 ）
面の中から交差関係にある２面を適宜選択し、選択した
面に沿った方向と平行な方向に長手方向を有する溝を形
成しても良い。
【００５３】また、基板両面に１本ずつ溝パターンを形
成したが、基板両面に複数本の溝パターンを形成しても
良い。この場合、基板両面の溝パターンの交差部におい
て、複数の貫通孔マークを形成することができる。ま
た、溝パターン幅を変えることにより、種々の大きさの
マークを形成することができる。
成したが、基板両面に複数本の溝パターンを形成しても
良い。この場合、基板両面の溝パターンの交差部におい
て、複数の貫通孔マークを形成することができる。ま
た、溝パターン幅を変えることにより、種々の大きさの
マークを形成することができる。
【００５４】［第２実施形態］図３は、本発明の第２実
施形態に係わる電子ビーム描画装置の要部構成を示す模
式図である。また、図４はこの電子ビーム描画装置の基
板が配置される部位の要部構成を示す平面図である。
施形態に係わる電子ビーム描画装置の要部構成を示す模
式図である。また、図４はこの電子ビーム描画装置の基
板が配置される部位の要部構成を示す平面図である。
【００５５】マーク基板２１が、それぞれ独立に高さを
調節可能な３本の高さ調節機構２２（２２ａ〜ｃ）上に
載置されている。それぞれの高さ調節機構２２を調節す
ることによって、基板２１の面内の傾きが調整可能とな
っている。
調節可能な３本の高さ調節機構２２（２２ａ〜ｃ）上に
載置されている。それぞれの高さ調節機構２２を調節す
ることによって、基板２１の面内の傾きが調整可能とな
っている。
【００５６】マーク基板２１の上方に、基板２１に対し
てレーザを照射するレーザ照射部３１（３１ａ〜ｃ）
と、このレーザ照射部３１に対向して配置され基板２１
からの反射光を受光する受光部３２（３２ａ〜ｃ）とか
ら構成され、レーザ照射位置Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃでのマー
ク基板２１の高さを測定する基板高さ測定部３０が３組
配置されている。３組の基板高さ測定部３０は、それぞ
れ異なる位置Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃの基板高さを測定するよ
う配置されている。
てレーザを照射するレーザ照射部３１（３１ａ〜ｃ）
と、このレーザ照射部３１に対向して配置され基板２１
からの反射光を受光する受光部３２（３２ａ〜ｃ）とか
ら構成され、レーザ照射位置Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃでのマー
ク基板２１の高さを測定する基板高さ測定部３０が３組
配置されている。３組の基板高さ測定部３０は、それぞ
れ異なる位置Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃの基板高さを測定するよ
う配置されている。
【００５７】基板２１の下方に、電子ビームを遮蔽する
遮蔽板２３が配置され、さらにその下方に電子ビーム電
流を測定するファラデーカップ２４が配置されている。
遮蔽板２３が配置され、さらにその下方に電子ビーム電
流を測定するファラデーカップ２４が配置されている。
【００５８】この装置での実際の光学系の調整について
説明する。ここでは、図５に示すマーク基板を用いて調
整を行った。このマーク基板２１は、両面にそれぞれ、
０．１μｍ幅の溝４１，１μｍの幅の溝４２が交差する
よう配置されている。そして、２本の０．１μｍ幅の溝
４１の交差部に貫通孔４３、０．１μｍ幅の溝４１と１
μｍ幅の溝４２の交差部に貫通孔４４、２本の１μｍの
溝４２の交差部に貫通孔４５が形成されている。
説明する。ここでは、図５に示すマーク基板を用いて調
整を行った。このマーク基板２１は、両面にそれぞれ、
０．１μｍ幅の溝４１，１μｍの幅の溝４２が交差する
よう配置されている。そして、２本の０．１μｍ幅の溝
４１の交差部に貫通孔４３、０．１μｍ幅の溝４１と１
μｍ幅の溝４２の交差部に貫通孔４４、２本の１μｍの
溝４２の交差部に貫通孔４５が形成されている。
【００５９】先ず、マーク基板２１の傾き及び高さ調節
を行う。それぞれのレーザ照射部３１からマーク基板２
１表面にレーザ光を照射し、対向して設けられた受光部
３２によりマーク基板２１からの反射光を受光する。そ
して、受光部３２が反射光を受光した位置から、マーク
基板板２１の３点Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃでの高さを測定す
る。
を行う。それぞれのレーザ照射部３１からマーク基板２
１表面にレーザ光を照射し、対向して設けられた受光部
３２によりマーク基板２１からの反射光を受光する。そ
して、受光部３２が反射光を受光した位置から、マーク
基板板２１の３点Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃでの高さを測定す
る。
【００６０】次いで、基板高さ測定部３０で得られた３
点の高さ情報から、それぞれの高さ調節機構２２を調節
し、電子ビームがマーク基板２１に対して垂直に入射す
るよう調節する。また、マーク基板２１の高さが実際の
描画時の基板高さと同じになるよう基準値に調整する。
なお、基板高さの測定手段は、記載した方法に限らず、
他の測定法法を用いることが可能である。
点の高さ情報から、それぞれの高さ調節機構２２を調節
し、電子ビームがマーク基板２１に対して垂直に入射す
るよう調節する。また、マーク基板２１の高さが実際の
描画時の基板高さと同じになるよう基準値に調整する。
なお、基板高さの測定手段は、記載した方法に限らず、
他の測定法法を用いることが可能である。
【００６１】基板２１の高さ調整後、マーク基板２１の
回転角度の調整を行う。先ず、０．１μｍ幅のマーク４
３を用いて、電子ビームの焦点調整を行う。ここでは、
０．５μｍ角のビームを用いて０．０２μｍピッチでマ
ーク基板上を走査し、貫通孔を通過したビーム電流をフ
ァラデーカップ２４で測定して、ビーム分解能が最小と
なるように光学系の対物レンズを調整する。
回転角度の調整を行う。先ず、０．１μｍ幅のマーク４
３を用いて、電子ビームの焦点調整を行う。ここでは、
０．５μｍ角のビームを用いて０．０２μｍピッチでマ
ーク基板上を走査し、貫通孔を通過したビーム電流をフ
ァラデーカップ２４で測定して、ビーム分解能が最小と
なるように光学系の対物レンズを調整する。
【００６２】次いで、貫通孔４４に対して電子ビームを
走査し、回転機構２５でマーク基板２１を少しずつ回転
させながらビーム分解能を測定し、ビーム分解能が最小
となるようにマーク基板２１を回転させる。
走査し、回転機構２５でマーク基板２１を少しずつ回転
させながらビーム分解能を測定し、ビーム分解能が最小
となるようにマーク基板２１を回転させる。
【００６３】本実施形態によれば、高さ調整機構をそれ
ぞれ独立に調整することによって、ビームのマーク基板
に対する入射角を補正でき、高精度なビーム分解能の測
定を行うことが可能となる。また、マーク基板の高さを
調整することによってマーク基板と実際の基板との高さ
を合わせることが可能となり、焦点がずれることがな
い。
ぞれ独立に調整することによって、ビームのマーク基板
に対する入射角を補正でき、高精度なビーム分解能の測
定を行うことが可能となる。また、マーク基板の高さを
調整することによってマーク基板と実際の基板との高さ
を合わせることが可能となり、焦点がずれることがな
い。
【００６４】また、マーク基板を回転調整することによ
って、ライン状マークの長手方向と、電子ビームの走査
方向とが直交させ、正確なビーム分解能が得られるの
で、光学系の調整を精度の高く行うことができる。
って、ライン状マークの長手方向と、電子ビームの走査
方向とが直交させ、正確なビーム分解能が得られるの
で、光学系の調整を精度の高く行うことができる。
【００６５】なお、点状マークのみで光学系の調整を行
う場合、マーク基板の回転調整の工程を行わなくても良
いので、特に点状マークを用いて光学系の調整を行う電
子ビーム装置には回転機構が不要である。
う場合、マーク基板の回転調整の工程を行わなくても良
いので、特に点状マークを用いて光学系の調整を行う電
子ビーム装置には回転機構が不要である。
【００６６】［第３実施形態］本実施形態では、電子ビ
ーム描画装置の光学系の焦点・非点調整について説明す
る。装置構成は第２実施形態と同様なので、図３の符号
を用いて説明を行う。
ーム描画装置の光学系の焦点・非点調整について説明す
る。装置構成は第２実施形態と同様なので、図３の符号
を用いて説明を行う。
【００６７】先ず、第２実施形態に記載したように、マ
ーク基板の高さ及び回転調整を行い、最適な位置にマー
ク基板２１をセットする。
ーク基板の高さ及び回転調整を行い、最適な位置にマー
ク基板２１をセットする。
【００６８】次いで、焦点・非点調整を行う。焦点・非
点調整に際して、先ず対物レンズとｘ方向の非点調整コ
イルの値を固定し、ｙ方向の非点を調整する。非点調整
は、第２実施形態と同様にマーク基板２１に対して電子
ビームを走査し、貫通孔を通過したビーム電流をファラ
デーカップ２４で測定し、ビーム分解能が最小となるよ
うにｙ方向の非点調整コイルを調整する。
点調整に際して、先ず対物レンズとｘ方向の非点調整コ
イルの値を固定し、ｙ方向の非点を調整する。非点調整
は、第２実施形態と同様にマーク基板２１に対して電子
ビームを走査し、貫通孔を通過したビーム電流をファラ
デーカップ２４で測定し、ビーム分解能が最小となるよ
うにｙ方向の非点調整コイルを調整する。
【００６９】次いで、対物レンズとｙ方向の非点調整コ
イルの値を固定し、ｙ方向の非点調整と同様に、ｘ方向
の非点調整コイルの値を調整する。そして、ｘ，ｙ方向
の非点コイルの調整後、ビーム分解能が最小となるよう
に対物レンズを調整し、焦点を最適化する。
イルの値を固定し、ｙ方向の非点調整と同様に、ｘ方向
の非点調整コイルの値を調整する。そして、ｘ，ｙ方向
の非点コイルの調整後、ビーム分解能が最小となるよう
に対物レンズを調整し、焦点を最適化する。
【００７０】本実施形態の焦点・非点調整においては、
高精度な調整を行うことができ、０．１μｍ以下のパタ
ーンを描画する際でも、非点誤差によるＸ，Ｙ方向の寸
法ばらつきが低減され、描画精度を向上させることがで
きる。
高精度な調整を行うことができ、０．１μｍ以下のパタ
ーンを描画する際でも、非点誤差によるＸ，Ｙ方向の寸
法ばらつきが低減され、描画精度を向上させることがで
きる。
【００７１】また、微細な貫通孔を有するマーク基板を
ビーム調整に用いることによって、本実施形態の焦点・
非点調整の結果、図６（ａ）に示す従来の調整結果に比
べて、図６（ｂ）に示すように高精度な調整を行うこと
ができる。
ビーム調整に用いることによって、本実施形態の焦点・
非点調整の結果、図６（ａ）に示す従来の調整結果に比
べて、図６（ｂ）に示すように高精度な調整を行うこと
ができる。
【００７２】なお、本実施形態に記載の装置には、マー
ク基板の下方に遮蔽板が設けられているが、実施形態に
用いたマーク基板の貫通孔のアスペクト比が十分に高
く、且つ基板に対する電子ビームの入射角度も直角に調
整されているので、マーク基板の貫通孔を通過してくる
電子の入射角度はほぼ垂直であり、遮蔽板を設けなくと
もＳＮ比が劣化することはない。
ク基板の下方に遮蔽板が設けられているが、実施形態に
用いたマーク基板の貫通孔のアスペクト比が十分に高
く、且つ基板に対する電子ビームの入射角度も直角に調
整されているので、マーク基板の貫通孔を通過してくる
電子の入射角度はほぼ垂直であり、遮蔽板を設けなくと
もＳＮ比が劣化することはない。
【００７３】［第４実施形態］上記第１〜第３実施形態
では、ビーム分解能測定にファラデーカップを用いた
が、他の方法を用いても良い。例えば、電流が数十ｐＡ
程度の微少電流を測定する場合、電流測定をビーム走査
に同期して、高速に行うことは難しい。このような場合
には、分解能測定に、半導体検出器を用いても良い。
では、ビーム分解能測定にファラデーカップを用いた
が、他の方法を用いても良い。例えば、電流が数十ｐＡ
程度の微少電流を測定する場合、電流測定をビーム走査
に同期して、高速に行うことは難しい。このような場合
には、分解能測定に、半導体検出器を用いても良い。
【００７４】図７は、本発明の第４実施形態に係わる電
子ビーム描画装置の要部構成を示す模式図である。
子ビーム描画装置の要部構成を示す模式図である。
【００７５】試料７１が載置されるステージ７２に半導
体検出器７３が設置されている。半導体検出器７３の上
方には、遮蔽板７４及びマーク基板２１が設置されてお
り、電子ビーム７８はマーク基板２１及び遮蔽板７４に
設けられた貫通孔を経由して、半導体検出器７３に入射
する。半導体検出器７３の検出した信号は、アンプ７５
を介してビーム波形７６として出力される。ステージ７
２の下方にはファラデーカップ２４が設けられている。
ステージ７２を移動することによってファラデーカップ
２４によって電子ビーム７８を検出することが可能とな
り、ファラデーカップ２４の検出した電子ビーム７８は
電流計７７によって電流出力が測定される。
体検出器７３が設置されている。半導体検出器７３の上
方には、遮蔽板７４及びマーク基板２１が設置されてお
り、電子ビーム７８はマーク基板２１及び遮蔽板７４に
設けられた貫通孔を経由して、半導体検出器７３に入射
する。半導体検出器７３の検出した信号は、アンプ７５
を介してビーム波形７６として出力される。ステージ７
２の下方にはファラデーカップ２４が設けられている。
ステージ７２を移動することによってファラデーカップ
２４によって電子ビーム７８を検出することが可能とな
り、ファラデーカップ２４の検出した電子ビーム７８は
電流計７７によって電流出力が測定される。
【００７６】本実施形態の様に、ステージ７２上にマー
ク基板２１と半導体検出器７３を配置すれば、マーク基
板２１を貫通した電子ビーム７８の電流出力を得ること
ができる。半導体検出器７３は、電子顕微鏡や電子ビー
ム露光装置等の反射電子検出に用いられており、ビーム
分解能の測定に必要な高速応答が可能である。
ク基板２１と半導体検出器７３を配置すれば、マーク基
板２１を貫通した電子ビーム７８の電流出力を得ること
ができる。半導体検出器７３は、電子顕微鏡や電子ビー
ム露光装置等の反射電子検出に用いられており、ビーム
分解能の測定に必要な高速応答が可能である。
【００７７】また、半導体検出器７３に電子ビーム７８
が入射すると、図８に示すように、半導体検出器７３内
部に入射エネルギーに応じて電子−正孔対８１が発生す
るため、半導体検出器７３から出力される信号は入射し
た電子ビーム７８に対して増幅された信号である。この
結果、微少貫通孔を有するマーク基板２１を用いた場合
でも、高精度にビーム分解能を測定することが可能とな
る。
が入射すると、図８に示すように、半導体検出器７３内
部に入射エネルギーに応じて電子−正孔対８１が発生す
るため、半導体検出器７３から出力される信号は入射し
た電子ビーム７８に対して増幅された信号である。この
結果、微少貫通孔を有するマーク基板２１を用いた場合
でも、高精度にビーム分解能を測定することが可能とな
る。
【００７８】半導体検出器をビーム分解能測定に用いる
場合には、半導体検出器７３表面から反射電子・２次電
子８２が放出されるため、正確な電子ビーム７８の強度
を測定することはできない。このため、ファラデーカッ
プ２４を用いて正確なビーム電流の強度を測定し、感光
材の種類に応じて露光時間（量）の校正を行う。
場合には、半導体検出器７３表面から反射電子・２次電
子８２が放出されるため、正確な電子ビーム７８の強度
を測定することはできない。このため、ファラデーカッ
プ２４を用いて正確なビーム電流の強度を測定し、感光
材の種類に応じて露光時間（量）の校正を行う。
【００７９】なお、半導体検出器の代わりに、シンチレ
ータを用いて同様の測定を行うことが可能である。
ータを用いて同様の測定を行うことが可能である。
【００８０】本発明は、上記実施形態に限定されるもの
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して
実施することが可能である。
ではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して
実施することが可能である。
【００８１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電子ビーム
描画装置及び電子ビーム描画装置の光学系の調整方法に
よれば、基板の複数の位置での高さを測定した結果から
基板の傾きを求め、該基板の傾きを水平に戻すことによ
り、正確なビーム分解能を得ることができる。そのた
め、光学系の校正を精度高く行うことができる。
描画装置及び電子ビーム描画装置の光学系の調整方法に
よれば、基板の複数の位置での高さを測定した結果から
基板の傾きを求め、該基板の傾きを水平に戻すことによ
り、正確なビーム分解能を得ることができる。そのた
め、光学系の校正を精度高く行うことができる。
【００８２】また、本発明のマーク基板及びその製造方
法によれば、基板両面のそれぞれ交差する位置に、垂直
な側壁を有する溝を形成することによって、交差部に微
少な径の貫通孔を形成することができる。
法によれば、基板両面のそれぞれ交差する位置に、垂直
な側壁を有する溝を形成することによって、交差部に微
少な径の貫通孔を形成することができる。
【図１】第１実施形態に係わるマーク基板の製造工程を
示す工程断面図。
示す工程断面図。
【図２】第１実施形態に係わるマーク基板の構成を示す
平面図。
平面図。
【図３】第２実施形態に係わる電子ビーム描画装置の要
部構成を示す模式図。
部構成を示す模式図。
【図４】第２実施形態に係わる電子ビーム描画装置の要
部構成を示す平面図。
部構成を示す平面図。
【図５】調整に用いたマーク基板の構成を示す平面図。
【図６】非点を示す特性図。
【図７】第４実施形態に係わる電子ビーム描画装置の要
部構成を示す模式図。
部構成を示す模式図。
【図８】半導体検出器に電子ビームが照射された場合を
説明するための図。
説明するための図。
【図９】従来の光学系の校正について説明する模式図
【図１０】一括露光方式のキャラクタービームの校正を
説明する図。
説明する図。
【図１１】従来のマーク基板の製造工程を示す工程断面
図。
図。
【図１２】従来の光学系の問題について説明する図。
【図１３】マークの傾きとビーム分解能の関係について
説明する図。
説明する図。
１０…Ｓｉ（１１０）基板 １１…シリコン窒化膜（第１の保護膜） １２…レジスト １３…シリコン窒化膜１１に形成された溝 １４…シリコン窒化膜（第２の保護膜） １５…シリコン窒化膜１４に形成された溝 １６…貫通孔 １７…Ｓｉ（１１０）基板表面側から形成された溝 １８…Ｓｉ（１１０）基板裏面側から形成された溝 ２１…マーク基板 ２２…高さ調節機構 ２３…遮蔽板 ２４…ファラデーカップ ２５…回転機構 ３０…基板高さ測定部 ３１…レーザ照射部 ３２…受光部 ４１…溝（０．１μｍ幅） ４２…溝（１μｍ幅） ４３…貫通孔（０．１×０．１μｍ） ４４…貫通孔（０．１×１μｍ） ４５…貫通孔（１×１μｍ） ７１…試料 ７２…ステージ ７３…半導体検出器 ７４…遮蔽板 ７５…アンプ ７６…ビーム波形 ７７…電流計 ７８…電子ビーム ８１…電子−正孔対 ８２…２次電子・反射電子
Claims (10)
- 【請求項１】電子ビーム描画装置の光学系の調整に適用
されるマーク基板であって、 基板の第１の面に形成され、前記第１の面に垂直な側壁
を有する第１の溝と、 前記基板の第２の面に形成され、前記第２の面に垂直な
側壁を有する第２の溝とを具備し、 前記第１の溝と第２の溝を通して前記基板を貫通する孔
が形成されていることを特徴とするマーク基板。 - 【請求項２】前記基板はシリコン（１１０）基板であ
り、 前記第１の溝の長手方向は、前記基板の（１１０）面に
垂直な｛１１１｝面に平行な方向に形成され、 前記第２の溝の長手方向は、（１１０）面に垂直な｛１
１１｝面に平行、且つ前記第１の溝の長手方向と異なる
方向に形成されていることを特徴とする請求項１に記載
のマーク基板。 - 【請求項３】基板の第１の面に、開口部を有する第１の
保護膜を形成する工程と、 前記基板の第２の面に、前記第１の保護膜に形成された
開口部と交差する位置関係に開口部を有する第２の保護
膜を形成する工程と、 前記第１及び第２の保護膜をマスクとして、前記基板に
対して異方性エッチングを行い、該基板の第１及び第２
の面に側壁が垂直な第１及び第２の溝を形成し、該第１
の溝と第２の溝を通して前記基板を貫通する孔を形成す
る工程と、 前記保護膜を除去する工程とを含むことを特徴とするマ
ーク基板の製造方法。 - 【請求項４】前記基板はシリコン（１１０）基板であ
り、 前記第１の保護膜の開口部は、前記基板の（１１０）面
に垂直な｛１１１｝面に沿った方向に形成され、 前記第２の保護膜の開口部は、（１１０）面に垂直な
｛１１１｝面に沿った方向で、且つ前記第１の溝の長手
方向と異なる方向に形成され、 前記基板の異方性エッチングに際し、ＫＯＨ水溶液を用
いることを特徴とする請求項３に記載のマーク基板の製
造方法。 - 【請求項５】マーク基板に対して電子ビームを走査して
ビーム分解能を測定する手段を備えた電子ビーム描画装
置において、 前記マーク基板の高さを３点以上の位置で測定する高さ
測定手段と、 前記高さ測定手段の測定結果に基づいて、前記マーク基
板への電子ビームの入射角度及び該基板の高さを変化さ
せる手段を具備してなることを特徴とする電子ビーム描
画装置。 - 【請求項６】前記測定手段の測定結果に基づいて、それ
ぞれの高さ調整手段を制御し、前記マーク基板の傾き及
び高さを調節する手段を具備してなることを特徴とする
請求項５記載の電子ビーム描画装置。 - 【請求項７】貫通孔が設けられたマーク基板に対して電
子ビームを走査してビーム分解能を測定する手段を備え
た電子ビーム描画装置において、 前記マーク基板の高さ３点以上の位置で測定する高さ測
定手段と、 前記高さ測定手段の測定結果に基づいて、前記マーク基
板への電子ビームの入射角度及び該基板の高さを変化さ
せる高さ調整手段と、 ビーム分解能の測定結果からマーク基板の回転角度を調
節する回転手段とを具備してなることを特徴とする電子
ビーム描画装置。 - 【請求項８】前記高さ測定手段の測定結果に基づいて、
それぞれの高さ調整手段を調整し、前記マーク基板への
電子ビームの入射角度及び該基板の高さを調節する手段
と、 ビーム分解能の測定結果からマーク基板の回転角度を調
節する回転手段とを具備してなることを特徴とする請求
項７記載の電子ビーム描画装置。 - 【請求項９】マーク基板を用いて電子ビーム描画装置の
光学系の調整を行うに際し、 前記マーク基板表面の高さを３点以上の位置で測定する
工程と、 測定された基板高さから前記マーク基板に対する電子ビ
ームの入射角度及び該基板の高さを調節する工程と、 前記マーク基板に対して電子ビームを走査してビーム分
解能を測定し、光学系の調整を行う工程とを含むことを
特徴とする電子ビーム描画装置の光学系の調整方法。 - 【請求項１０】マーク基板を用いて電子ビーム描画装置
の光学系の調整を行うに際し、 前記マーク基板の高さを３点以上の位置で測定する工程
と、 測定された基板高さから前記マーク基板に対する電子ビ
ームの入射角度及び該基板の高さを調節する工程と、 前記マーク基板に対して電子ビームを走査してビーム分
解能を測定し、該基板の回転角度を調整する工程と、 前記マーク基板に対して電子ビームを走査してビーム分
解能を測定し、光学系の調整を行う工程とを含むことを
特徴とする電子ビーム描画装置の光学系の調整方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9329219A JP3051099B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-11-28 | マーク基板，マーク基板の製造方法，電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の光学系の調整方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-124117 | 1997-05-14 | ||
| JP12411797 | 1997-05-14 | ||
| JP9329219A JP3051099B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-11-28 | マーク基板，マーク基板の製造方法，電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の光学系の調整方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1131655A true JPH1131655A (ja) | 1999-02-02 |
| JP3051099B2 JP3051099B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=26460857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9329219A Expired - Fee Related JP3051099B2 (ja) | 1997-05-14 | 1997-11-28 | マーク基板，マーク基板の製造方法，電子ビーム描画装置及び電子ビーム描画装置の光学系の調整方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3051099B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343710A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Sony Corp | マスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法 |
| JP2007201064A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Dainippon Printing Co Ltd | 荷電粒子線露光用マスクおよび製造方法 |
| JP2014529082A (ja) * | 2011-09-28 | 2014-10-30 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 単一分子を処理するための装置 |
| JP2016178231A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビームのビーム分解能測定方法 |
| JP2018082120A (ja) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ荷電粒子ビーム描画装置 |
-
1997
- 1997-11-28 JP JP9329219A patent/JP3051099B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343710A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Sony Corp | マスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法 |
| JP4655411B2 (ja) * | 2001-05-21 | 2011-03-23 | ソニー株式会社 | マスクおよびその製造方法と半導体装置の製造方法 |
| JP2007201064A (ja) * | 2006-01-25 | 2007-08-09 | Dainippon Printing Co Ltd | 荷電粒子線露光用マスクおよび製造方法 |
| JP2014529082A (ja) * | 2011-09-28 | 2014-10-30 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 単一分子を処理するための装置 |
| US10281453B2 (en) | 2011-09-28 | 2019-05-07 | Koninklijke Philips N.V. | Apparatus for the processing of single molecules |
| JP2016178231A (ja) * | 2015-03-20 | 2016-10-06 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビームのビーム分解能測定方法 |
| JP2018082120A (ja) * | 2016-11-18 | 2018-05-24 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | マルチ荷電粒子ビーム描画装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3051099B2 (ja) | 2000-06-12 |
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