JPS61140803A - 試料面高さ測定装置 - Google Patents
試料面高さ測定装置Info
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- JPS61140803A JPS61140803A JP59263312A JP26331284A JPS61140803A JP S61140803 A JPS61140803 A JP S61140803A JP 59263312 A JP59263312 A JP 59263312A JP 26331284 A JP26331284 A JP 26331284A JP S61140803 A JPS61140803 A JP S61140803A
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- JP
- Japan
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- sample
- light
- container
- measuring device
- sample surface
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/70858—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature
- G03F7/70866—Environment aspects, e.g. pressure of beam-path gas, temperature of mask or workpiece
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/06—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness for measuring thickness ; e.g. of sheet material
- G01B11/0608—Height gauges
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
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- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、試料面の高さを光学的に測定する試料面高さ
測定装置に係わり、特に荷電ビーム露光装置の試、料室
内に配置された試料の高さを測定するのに適した試料面
高さ測定装置に関する。
測定装置に係わり、特に荷電ビーム露光装置の試、料室
内に配置された試料の高さを測定するのに適した試料面
高さ測定装置に関する。
LSI製造装置、例えば電子ビーム露光装置においては
、半導体ウェハやマスク基板等の試料にパターンを描画
形成する場合、試料の反りその他の要因により試料表面
の高さく光学系に対する距離)が変動すると、描画パタ
ーンに誤差が生じる。
、半導体ウェハやマスク基板等の試料にパターンを描画
形成する場合、試料の反りその他の要因により試料表面
の高さく光学系に対する距離)が変動すると、描画パタ
ーンに誤差が生じる。
そこで従来、試料の高さ方向の変動量を測定し、該変動
量に応じてその補正を行うと云う方法を採用している。
量に応じてその補正を行うと云う方法を採用している。
試料面高さ測定装置としては、第4図に示す如く光学的
手法を利用したものがある(特開昭56−2632号公
報)。この装置では、レーザ光源りから放射された光を
レンズL1によりスポット状に集束して試料面上に照射
し、その反射光をレンズL2によって検出器り上に結像
させる。そして、この検出器りの検出出力を演算処理す
ることによって、試料表面の高さ位置を測定している。
手法を利用したものがある(特開昭56−2632号公
報)。この装置では、レーザ光源りから放射された光を
レンズL1によりスポット状に集束して試料面上に照射
し、その反射光をレンズL2によって検出器り上に結像
させる。そして、この検出器りの検出出力を演算処理す
ることによって、試料表面の高さ位置を測定している。
しかしながら、この種の測定装置にあっては次のような
問題があった。即ち、レンズL1.L2が電子ビーム光
学鏡筒の真下に配置されており、電子ビーム露光装置の
パターン描画解像度を向上させたワーキングディスタン
ス(対物レンズと試料面との間隔)の短い装置では、レ
ンズ Ll。
問題があった。即ち、レンズL1.L2が電子ビーム光
学鏡筒の真下に配置されており、電子ビーム露光装置の
パターン描画解像度を向上させたワーキングディスタン
ス(対物レンズと試料面との間隔)の短い装置では、レ
ンズ Ll。
L2の配置が難しい。さらに、電子ビーム照射点とレン
ズが近いと、試料面上に塗布されたレジストがビームの
照射によって飛散し、レンズに付着する。このため、レ
ンズの透過率が低下し、測定が困難になる等の問題があ
った。また、電子ビーム露光装置の試料室内は真空に保
持されるため、大気中で上記高さ測定装置の光軸調整を
行ったとしても、試料室内を真空引きすることによって
、各部の変形により光軸の再調整が必要となる。このよ
うな場合、第4図に示す装置ではレンズ1−1゜L2等
の光学系が電子ビーム光学鏡筒の下部まで回り込んだ構
成となっているので、電子ビーム光学鏡筒を分解し、試
料面高さ測定装置の部品を交換するか、光軸の再調整を
行う必要があり非常に面倒であった。
ズが近いと、試料面上に塗布されたレジストがビームの
照射によって飛散し、レンズに付着する。このため、レ
ンズの透過率が低下し、測定が困難になる等の問題があ
った。また、電子ビーム露光装置の試料室内は真空に保
持されるため、大気中で上記高さ測定装置の光軸調整を
行ったとしても、試料室内を真空引きすることによって
、各部の変形により光軸の再調整が必要となる。このよ
うな場合、第4図に示す装置ではレンズ1−1゜L2等
の光学系が電子ビーム光学鏡筒の下部まで回り込んだ構
成となっているので、電子ビーム光学鏡筒を分解し、試
料面高さ測定装置の部品を交換するか、光軸の再調整を
行う必要があり非常に面倒であった。
なお、上述した問題は電子ビーム露光装置に限らず、イ
オンビーム露光装置についても同様であり、また容器内
に配置された試料面の高さ位置を測定する装置にあって
は同様に言えることである。
オンビーム露光装置についても同様であり、また容器内
に配置された試料面の高さ位置を測定する装置にあって
は同様に言えることである。
本発明の目的は、電子ビーム光学鏡筒の分解操作等を要
することなく、レンズ交換及び光軸再調整等を容易に行
い得る試料面高さ測定装置を提供することにある。
することなく、レンズ交換及び光軸再調整等を容易に行
い得る試料面高さ測定装置を提供することにある。
(発明の概要)
本発明の骨子は、試料面の高さを測定するための各部を
、試料が収容された容器と容易に着脱可能に構成するこ
とにある。
、試料が収容された容器と容易に着脱可能に構成するこ
とにある。
即ち本発明は、容器内に配置された試料の表面に対し斜
め方向から集束光を照射する光照射部と、上記光照射に
より試料の表面で反射された反射光を受光する受光部と
、この受光部で検出された検出信号から上記試料の高さ
方向の位置を演算する手段とを具備してなる試料面高さ
測定装置において、前記光照射部及び受光部をそれぞれ
一体的に形成し、且つ前記容器に挿脱可能に構成するよ
うにしたものである。
め方向から集束光を照射する光照射部と、上記光照射に
より試料の表面で反射された反射光を受光する受光部と
、この受光部で検出された検出信号から上記試料の高さ
方向の位置を演算する手段とを具備してなる試料面高さ
測定装置において、前記光照射部及び受光部をそれぞれ
一体的に形成し、且つ前記容器に挿脱可能に構成するよ
うにしたものである。
本発明によれば、光照射部及び受光部がそれぞれ一体的
に形成され且つ容器に挿脱可能に構成されているので、
光軸調整やレンズ交換等が必要となった場合であっても
、伯の部品を分解することなく必要とする光照射部若し
くは受光部を容器から取外すことにより、上記交換や調
整を極めて容易に行うことができる。このため、電子ビ
ーム露光装置等に適用した場合、電子ビーム光学鏡筒を
分解することなく上記レンズ交換や光軸調整を行うこと
が可能とになり、その効果は絶大である。
に形成され且つ容器に挿脱可能に構成されているので、
光軸調整やレンズ交換等が必要となった場合であっても
、伯の部品を分解することなく必要とする光照射部若し
くは受光部を容器から取外すことにより、上記交換や調
整を極めて容易に行うことができる。このため、電子ビ
ーム露光装置等に適用した場合、電子ビーム光学鏡筒を
分解することなく上記レンズ交換や光軸調整を行うこと
が可能とになり、その効果は絶大である。
以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。
第1図は本発明の一実施例に係わる試料面高さ測定装置
の概略構造を示す断面図である。なお、この実施例では
電子ビーム露光装置の試料室に配設され、試料室内の試
料面の高さを測定するものとした。図中10は電子ビー
ム露光装置の試料室を形成する真空容器であり、この容
器10の上壁には電子ビーム光学鏡筒(以下EO8と略
記す、る)20が取付けられている。FO820は電子
銃。
の概略構造を示す断面図である。なお、この実施例では
電子ビーム露光装置の試料室に配設され、試料室内の試
料面の高さを測定するものとした。図中10は電子ビー
ム露光装置の試料室を形成する真空容器であり、この容
器10の上壁には電子ビーム光学鏡筒(以下EO8と略
記す、る)20が取付けられている。FO820は電子
銃。
各種レンズ系及び各種偏向系等からなるもので、このE
O820からの電子ビームは容器10内に配置された試
料30上に照射されるものとなっている。
O820からの電子ビームは容器10内に配置された試
料30上に照射されるものとなっている。
EO820の左右には、本実施例に係わる試料面高さ測
定装置を構成する光照射部40及び受光部旦がそれぞれ
容器10に一部挿入して取付けられている。光照射部4
0は大きく分けると大気側鏡筒41と真空側鏡筒42と
で構成される。大気側鏡筒41の上部には、図示はしな
いが光源を含んだ照明系が設けられている。真空側鏡筒
42は、上部にフランジを有するもので、容器10の上
壁に対し垂直(EO8の光軸と平行)に挿入され、フラ
ンジ部を容器10の上壁にねじ止め等により固定される
。また、上記フランジ部と容器10の上壁との間は0リ
ングシールにより真空シールされている。真空側鏡筒4
2の下端部は図示する如く斜めに切断されており、その
切断面に光の光路を曲げる反射ミラー43が取着されて
いる。
定装置を構成する光照射部40及び受光部旦がそれぞれ
容器10に一部挿入して取付けられている。光照射部4
0は大きく分けると大気側鏡筒41と真空側鏡筒42と
で構成される。大気側鏡筒41の上部には、図示はしな
いが光源を含んだ照明系が設けられている。真空側鏡筒
42は、上部にフランジを有するもので、容器10の上
壁に対し垂直(EO8の光軸と平行)に挿入され、フラ
ンジ部を容器10の上壁にねじ止め等により固定される
。また、上記フランジ部と容器10の上壁との間は0リ
ングシールにより真空シールされている。真空側鏡筒4
2の下端部は図示する如く斜めに切断されており、その
切断面に光の光路を曲げる反射ミラー43が取着されて
いる。
真空側鏡筒42の側部には、光導出孔44及び真空排気
孔45がそれぞれ設けられている。また、真空側鏡筒4
2の下部にはレンズ46が配設されている。そして、前
配光源からの光61はレンズ46により集束され、反射
ミラー43により反射され、その反射光62が光導出孔
44を介して前記試料30の上面に照射されるものとな
っている。
孔45がそれぞれ設けられている。また、真空側鏡筒4
2の下部にはレンズ46が配設されている。そして、前
配光源からの光61はレンズ46により集束され、反射
ミラー43により反射され、その反射光62が光導出孔
44を介して前記試料30の上面に照射されるものとな
っている。
また、真空側M筒42の上部には袋ナツトが設けられて
いる。鏡筒42の上部開口は透明板47により閉塞され
る。この透明板47は、上記袋ナツトに螺合するスペー
サねじ48により鏡筒42に押圧固定される。そして、
透明板47と鏡筒42との間はOリングシールにより真
空シールされるものとなっている。また、前記大気側鏡
筒41はその下端部を真空側鏡筒42の袋ナツトに締結
して固定されている。
いる。鏡筒42の上部開口は透明板47により閉塞され
る。この透明板47は、上記袋ナツトに螺合するスペー
サねじ48により鏡筒42に押圧固定される。そして、
透明板47と鏡筒42との間はOリングシールにより真
空シールされるものとなっている。また、前記大気側鏡
筒41はその下端部を真空側鏡筒42の袋ナツトに締結
して固定されている。
一方、前記受光部1史は光照射系の代りに受光系を有す
るもので、その他の構成は光照射部40と同様である。
るもので、その他の構成は光照射部40と同様である。
即ち、受光部50は大気側鏡筒51、真空側鏡筒521
反射ミラー53.光導入孔54.真空排気孔55.レン
ズ56.透明板57及びスペーサねじ58等から構成さ
れている。
反射ミラー53.光導入孔54.真空排気孔55.レン
ズ56.透明板57及びスペーサねじ58等から構成さ
れている。
なお、大気側鏡筒51の上部には図示はしないが2分割
検出器やPSD (半導体装置検出器)等の受光素子が
設けられている。そして、前記光照射により試料30で
反射した反射光63は、光導入孔549反射ミラー53
及びレンズ56を介して上記受光素子に結像されるもの
となっている。
検出器やPSD (半導体装置検出器)等の受光素子が
設けられている。そして、前記光照射により試料30で
反射した反射光63は、光導入孔549反射ミラー53
及びレンズ56を介して上記受光素子に結像されるもの
となっている。
なお、受光部江の受光素子は、試料面の高さ位置に対応
した信号を出力するものであり、その検出出力は通常の
装置と同様に演算処理回路に供給されている。ここで、
受光素子が2分割検出器の場合、それぞれの検出素子の
差信号を和信号で正規化することによって、前記試料3
00表面高さ位置が演算されることになる。
した信号を出力するものであり、その検出出力は通常の
装置と同様に演算処理回路に供給されている。ここで、
受光素子が2分割検出器の場合、それぞれの検出素子の
差信号を和信号で正規化することによって、前記試料3
00表面高さ位置が演算されることになる。
このような構成であれば、例えば光照射部40の大気側
鏡筒41の調整が必要なときは、真空側鏡筒42を分解
することなく大気側鏡筒41を単独で調整することがで
きる。また、真空側鏡筒42の調整が必要なときは、光
照射部上1が曲った光学系を持たないので、FO820
を分解することなく、光照射部40を容器10から抜出
すことにより該鏡筒42の分解調整を行うことができる
。これは、受光部跋についても同様である。
鏡筒41の調整が必要なときは、真空側鏡筒42を分解
することなく大気側鏡筒41を単独で調整することがで
きる。また、真空側鏡筒42の調整が必要なときは、光
照射部上1が曲った光学系を持たないので、FO820
を分解することなく、光照射部40を容器10から抜出
すことにより該鏡筒42の分解調整を行うことができる
。これは、受光部跋についても同様である。
このため、レンズ46.56の交換及び光軸調整を極め
て容易に行うことができ、その有用性は絶大である。
て容易に行うことができ、その有用性は絶大である。
また、反射ミラー43.53の後段にレンズ46.56
が配置されているので、レンズ46゜56がレジストの
飛散等で汚れる確率はミラー43.53よりも逃かに少
ない。ミラー43゜53の交換は容易であり、レンズ4
6.56を動かすことがないので、光軸調整も必要でな
い。このため、レジストの飛散等による問題に容易に対
処することができる。さらに、EO8の直下部には何も
配設する必要がないので、ワーキングディスタンスの短
い′Si!i@にも何等不都合なく適用することができ
る。
が配置されているので、レンズ46゜56がレジストの
飛散等で汚れる確率はミラー43.53よりも逃かに少
ない。ミラー43゜53の交換は容易であり、レンズ4
6.56を動かすことがないので、光軸調整も必要でな
い。このため、レジストの飛散等による問題に容易に対
処することができる。さらに、EO8の直下部には何も
配設する必要がないので、ワーキングディスタンスの短
い′Si!i@にも何等不都合なく適用することができ
る。
第2図は他の実施例を説明するための断面図である。な
お、第1図と同一部分には同一符号を付して、その詳し
い説明は省略する。この実施例が先に説明した実施例と
異なる点は、光照射部40及び受光部50の配設方向に
あり、仙は全く同様である。即ち、光照射部40は前記
EO820の光軸と直交する方向に光軸が設けられ、該
照射部40はその光軸方向に引扱きが可能となっている
。
お、第1図と同一部分には同一符号を付して、その詳し
い説明は省略する。この実施例が先に説明した実施例と
異なる点は、光照射部40及び受光部50の配設方向に
あり、仙は全く同様である。即ち、光照射部40は前記
EO820の光軸と直交する方向に光軸が設けられ、該
照射部40はその光軸方向に引扱きが可能となっている
。
受光部50についても同様である。
このような構成であっても、先の実施例と同様の効果が
得られるのは勿論のことである。
得られるのは勿論のことである。
なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。例えば、前記光照射部や受光部等を構成する大気
側鏡筒及び真空側鏡筒は、円筒に限るものではなく、四
角筒でもよく、要はEO8と干渉せずに分解できる構造
であればよい。また、光照射部の光照射系として第3図
に示す如くミラー72等を用い光軸を僅かに傾けること
ができる構造としてもよい。この場合、容器を真空引き
することによる鏡筒の変形による光軸のずれを、鏡筒を
分解することなく補正すること□が可能となる。
ない。例えば、前記光照射部や受光部等を構成する大気
側鏡筒及び真空側鏡筒は、円筒に限るものではなく、四
角筒でもよく、要はEO8と干渉せずに分解できる構造
であればよい。また、光照射部の光照射系として第3図
に示す如くミラー72等を用い光軸を僅かに傾けること
ができる構造としてもよい。この場合、容器を真空引き
することによる鏡筒の変形による光軸のずれを、鏡筒を
分解することなく補正すること□が可能となる。
また、電子ビーム露光装置に限らず、イオンビーム露光
装置等の光学鏡筒を備えた装置に適用することができ、
さらには容器内に配置された試料の高さ方向位置を測定
するのに適用することが可能である。その伯、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが
できる。
装置等の光学鏡筒を備えた装置に適用することができ、
さらには容器内に配置された試料の高さ方向位置を測定
するのに適用することが可能である。その伯、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが
できる。
第1図は本発明の一実施例に係わる試ri面高さ測定装
詔の概略構成を示す断面図、第2図は他の実施例を説明
するための断面図、第3図は変形例を説明するための断
面図、第4図は従来装置を示す概略構成図である。 10・・・真空容器(試料室)、20・・・電子ビーム
光学鏡筒、30・・・試料、4.0−・・光照射部、4
1゜51・・・大気側円筒、42.52・・・真空側鏡
筒、43.53・・・反射ミラー、44・・・光導出孔
、45゜55・・・真空排気孔、46.56・・・レン
ズ、47゜57・・・透明板、48.58・・・スペー
サねじ、50・・・受光部、54・・・光導入孔、72
・・・ミラー。
詔の概略構成を示す断面図、第2図は他の実施例を説明
するための断面図、第3図は変形例を説明するための断
面図、第4図は従来装置を示す概略構成図である。 10・・・真空容器(試料室)、20・・・電子ビーム
光学鏡筒、30・・・試料、4.0−・・光照射部、4
1゜51・・・大気側円筒、42.52・・・真空側鏡
筒、43.53・・・反射ミラー、44・・・光導出孔
、45゜55・・・真空排気孔、46.56・・・レン
ズ、47゜57・・・透明板、48.58・・・スペー
サねじ、50・・・受光部、54・・・光導入孔、72
・・・ミラー。
Claims (6)
- (1)容器内に配置された試料の表面に対し斜め方向か
ら集束光を照射する光照射部と、上記光照射により試料
の表面で反射された反射光を受光する受光部と、この受
光部で検出された検出信号から上記試料の高さ方向の位
置を演算する手段とを具備し、前記光照射部及び受光部
はそれぞれ一体に形成され、且つ前記容器に挿脱可能に
構成されていることを特徴とする試料面高さ測定装置。 - (2)前記容器は、真空容器であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の試料面高さ測定装置。 - (3)前記容器は、荷電ビーム露光装置の試料室をなす
真空容器であり、前記光照射部及び受光部は上記装置の
荷電ビーム光学鏡筒とは独立して前記容器に着脱される
ものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
の試料面高さ測定装置。 - (4)前記光照射部及び受光部は、それぞれ大気側鏡筒
と真空側鏡筒とに分割できる構造であることを特徴とす
る特許請求の範囲第2項又は第3項記載の試料面高さ測
定装置。 - (5)前記真空側鏡筒は、少なくとも1個の排気孔を有
するものであることを特徴とする特許請求の範囲第4項
記載の試料面高さ測定装置。 - (6)前記真空側鏡筒の前記試料に最近接する部分は、
光路を曲げる反射ミラーであることを特徴とする特許請
求の範囲第4項記載の試料面高さ測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59263312A JPS61140803A (ja) | 1984-12-13 | 1984-12-13 | 試料面高さ測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59263312A JPS61140803A (ja) | 1984-12-13 | 1984-12-13 | 試料面高さ測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61140803A true JPS61140803A (ja) | 1986-06-27 |
JPH0370164B2 JPH0370164B2 (ja) | 1991-11-06 |
Family
ID=17387726
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59263312A Granted JPS61140803A (ja) | 1984-12-13 | 1984-12-13 | 試料面高さ測定装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61140803A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6356917A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-11 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
-
1984
- 1984-12-13 JP JP59263312A patent/JPS61140803A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6356917A (ja) * | 1986-08-28 | 1988-03-11 | Nikon Corp | 投影露光装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0370164B2 (ja) | 1991-11-06 |
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