JPS62234323A - 荷電ビ−ム電流密度分布測定方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は荷電ビーム装置等において、整形マスクによっ
て形成される可変面積ビームの電流密度分布を測定する
方法に関する。

［従来技術］ 最近、例えば電子ビーム露光装置等では、２枚の整形マ
スクによって整形ビームを形成する所謂可変面積ビーム
露光法が採用されているが、この可変面積ビーム露光法
は描画スピード及び描画精度等の点で優れていることか
ら、超ＬＳＩのマスク／レチクル作成やウェハへの直接
描画に使用されている。

この可変面積ビーム露光法は、例えば第６図（ａ）〜（
Ｃ）に示すように光学系に矩形又は正方形の電子ビーム
通過孔を有する２枚の整形マスクを配置し、上方の整形
マスクの像を下方の整形マスクの上に投影して、この２
つの整形マスクの間に配置される偏向器と適切に制御す
ることにより、形状の異なる種々の整形ビームＡを形成
して試料上にパターン描画等を行なうものである。

このような可変面積ビーム露光法において、特に、１：
１の高精度マスクやウェハへの直接描画を行なう場合に
は、サブミクロンのパターン形成が要求され、このよう
な高精度のパターン形成が要求されるようになると、整
形ビームＡの電流密度分布の僅かなムラによる図形精度
への影響が無視できなくなる。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、このような整形ビームの電流密度の分布のム
ラは、カラム系の調整が不十分の場合に発生するが、従
来装置では、この整形ビームの電流密度分布のムラの測
定は、該整形ビームをクロスワイヤー上でＸ、Ｙ方向に
偏向し、その下に設けられたでファラデーカップでビー
ム電流を検出し、この検出信号を１次微分して第７図（
ａ）。

（ｂ）に示すようなＸ、Ｙ走査信号波形として波形モニ
ターに表示して、アライメントや電子銃の調整を行なっ
ている。しかし、このような測定方法では、整形ビーム
全体の電流密度分布をモニターしていないため、整形ビ
ームの電流密度分布の僅かなムラや変動を測定すること
ができず、電流密度分布の変動に気がつかないで描画し
てしまう欠点があった。

本発明は以上の点を解決して、整形マスクによって形成
される整形ビームを単位区画化し、該区画化さたビーム
の個々のビーム電流を測定することにより、整形ビーム
のビーム電流密度分布を正確に測定する方法を提供する
ことを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本目的を達成するための本発明は、荷電ビーム発生手段
から射出する荷電ビームを、各々矩形（又は正方形）状
の孔を有する２枚の整形マスクと、該整形マスク間に配
置される偏向手段によって、該荷電ビームを種々の整形
ビームに形成して試料上に照射するパターン描画方法に
おいて、該整形ビームを単位区画に１分化し、各単位区
画のビーム電流を測定して該整形ビームのビーム電流密
度分布を測定することを特徴としている。

［実施例１ 以下本発明方法の実施例を図面を用いて詳述する。

第１図は、本発明方法を使用した電子ビーム露光装置の
一実施例である。図中１は電子銃で、該電子銃１から射
出された電子ビームはアライメントコイル２で調整され
た後、照射レンズ３を通過し、整形マスク４を照射する
。５は整形偏向器であり、該整形偏向器５にはＣＰＵ６
よりＤ／Ａ変換器７を介してビームサイズに対応した電
圧が与えられる。該整形マスク４を通過し整形偏向器５
によって偏向された電子ビームは整形レンズ８を通過し
た後、整形マスク９上に投影される。この整形マスク９
を通過した整形ビームは縮小レンズ１０で縮小され、投
影レンズ１１で図示しない被露光材料上にフォーカスさ
れる。この整形ビームのビーム電流を測定するため、フ
ァラデーカップ１２がビーム通路に出入れ可能に配置さ
れて、該ファラデカップ１２によって検出されたビーム
電流は増幅器１３によって増幅されＣＰＵ６に入力され
る６１４はファラデーカップ１２の上方に配設されるク
ロスワイヤーで、１５はビーム位置決め偏向器であり、
該位置決め偏向器１５には、ＣＰＵ６よりＤ／Ａ変換器
１６を介して位置に対応したデータが供給される。ＣＰ
Ｕ６により処理されたビーム電流は、波形モニター１７
に波形信号として表示される共に、グラフィクディスプ
レイ１８にグラフ化されて表示される。又、数値化され
たビーム電流値はプリンター１９に各区画ごとに出され
る。

ところで、このような装置で形成された整形ビームＡを
、例えば第２図に示すようにＸ方向に１・・・・・・ｉ
までｎ個、Ｙ方向に１・・・・・・ｊまでｍ個に区画化
して、この区画化された１区画のＸ方向の幅をＳｘ、Ｙ
方向の幅をＳｙとし、この区画化された各々の区画のビ
ーム電流を測定することにより、整形ビームＡのビーム
電流密度分布を測定する方法について第３図のフローチ
ャートを参考にして説明する。

第３図のフローチャートの■においては、１区画のＸ方
向の幅Ｓｘ、Ｙ方向の幅Ｓｙ及び１・・・・・・ｉまで
の個数ｎ、１・・・・・・ｊまで個数ｍが指定されるが
、本実施例においては、ｉ＝４．３＝４が指定された場
合について説明する。このｉ＝４．ｊ＝４が指定される
とＣＰＵ６にこのデータが入力され、整形ビームの区画
化が行なわれる。■及び■では、初期値としてｉ＝１．
ｊ−１がＣＰＵ６にセットされる。■では、ビームサイ
ズとしてＸ＝　（Ｓｘ）ｘｉ、Ｙ＝　（Ｓｙ）ｘｊがセ
ットされる。従って、ｉ＝１．ｊ＝１では２枚のマスク
４゜９と整形偏向器５によて区画Ａ＋＋の区画に対応し
た面積の矩形ビームが形成されたこととなる。

■では、ビームサイズ（Ｘ、Ｙ）での全ビーム電流ＩＴ
（ｉ、ｊ）が測定される。即ち、２枚のマスクによって
、形成された区画Ａｌｌに対応した矩形ビーム全体がフ
ァラデーカップ１２に入射し、検出される。ここでＴは
ｔｉｌｌ定されたビーム電流のトータルを意味している
。■では、（ｉ、ｊ）区画のビーム電流１　（ｉ、ｊ）
を測定する。

つまり、ｉ＝１．ｊ＝１の場合にはＩＴ（ｉ。

ｊ）＝Ｉ　（ｉ、ｊ）となり、全ビーム電流ＩＴと区画
Ａ１＋のビーム電流Ｉは等しい。

次に、■では、ｉ＝ｉ＋ｌが実行され、■によってｉ≦
「１が判断され、ｉ≦ｎの時ｉ＝２．ｊ−１となり、従
って、■によってビームサイズとしてＸ＝　（ＳＸ）Ｘ
２．Ｙ＝　（ＳＩ　Ｘｌが指定される。このビームサイ
ズの指定によって、■では全ビーム電流ＩＴ（２，１）
が測定される。即ち、第２図の区画Ａ＋＋　と区画Ａ２
１の和の矩形ビーム電流が測定されることとなる。更に
、■では区画Ａ２１のビーム電流１　（ｉ−２，ｊ−１
）の測定が行なわれるが、ここでは、■で示した式１式
％（１ に上記条件を代入すると、 １　（２，１）−１７（２，１＞−１Ｔ（１，１）とな
る。

従って、これは区画Ａ２１＝（区画Ａ＋＋十区画Ａｚ＋
）一区画Ａ＋＋のビーム電流が演算で求められることと
なる。同様にして、■、［相］を含めてｉ≦ｎおよびｊ
≦ｍまで繰り返えす。

ここで、例えば区画Ａ３４のビーム電流Ｉ〈３゜４）を
測定する場合について説明すると、■で示した式より ＋　（３，４）−１Ｔ（３，４）−１７（２，４）一Σ
Ｉ（３，ｊ） ↓４ １　（３，４＞−１７（３，４＞ＩＴ（２，４）ＩＭ 但し、ＩＭ＝１　（３，１＞＋Ｉ　（３，２＞＋Ｉ（３
，３） 従って、区画Ａ３４のビーム電流１　（３，４）は、第
４図（ａ）で示すように、まず、区画Ａ１１〜Ａ３４の
全ビーム電流ＩＴ（３，４）より、第４図（ｂ）に示す
ように区画Ａ＋＋〜Ａ２４の全ビーム電流ＩＴ　（２，
４）を減算し、更に第４図（ｃ）に示すように、区画Ａ
３１＋区画Ａ３２十区画Ａ３３の個々のビーム電流１（
３，１）。

１　（３，２）、Ｉ　（３，３＞＝ＩＭを減算すれば、
第４図＜ｄ）に示すように区画Ａ３４のビーム電流１　
（３，４）を測定することができる。

従って、このような測定方法により測定された各区画の
ビーム電流Ｉを、第５図に示すようにディスプレイ１８
に３次元的に表示することにより、整形ビームＡの電流
密度の分布状態を立体的に知ることができる。

［発明の効果］ 以上詳述したように本発明方法によれば、荷電ビームに
よって形成された整形ビームを単位区画に細分化し、各
区画の電流密度を測定するようにしたため、整形ビーム
の電流密度分布の僅かなムラら測定することができるた
め、図形精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

本発明方法を実施するための一実施例の構成図、第２図
は整形ビームの区画化を説明するための図、第３図は測
定方法を説明するめだのフローチャート、第４図（ａ）
〜（ｄ）は任意区画の区画のビーム電流を測定する方法
を説明するための図、第５図は測定結梁の表示例、第６
図（ａ）〜（Ｃ）は可変面積ビーム露光法を説明するた
めの図、第７図（ａ）、（ｂ）は従来例を説明するため
の図である。 １：電子銃、２ニアライメントコイル、３：照射レンズ
、４．９＝整形マスク、５：整形偏向器、６：ＣＰＵ、
７：Ｄ／Ａ変換器、８：整形レンズ、１０：縮小レンズ
、１１：投影レンズ、１２：ファラデーカップ、１３：
増幅器、１４：クロスワイヤー、１５：ビーム位置決め
偏向器、１６：Ｄ／Ａ変換器、１７：波形モニター、１
８：グラフィクディスプレイ１８．１９ニブリンター。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）荷電ビーム発生手段から射出する荷電ビームを、
   各々矩形（又は正方形）状の孔を有する２枚の整形マス
   クと、該整形マスク間に配置される偏向手段によつて、
   該荷電ビームを種々の整形ビームに形成して試料上に照
   射するパターン描画方法において、該整形ビームを単位
   区画に細分化し、各単位区画のビーム電流を測定して該
   整形ビームのビーム電流密度分布を測定することを特徴
   とする荷電ビーム電流密度分布測定方法。
2. （２）前記各単位区画のビーム電流の測定は、単一の単
   位区画のビーム電流を測定し、次に、単位区画分の和の
   矩形を形成し、そのビーム電流を測定して、該測定値よ
   り直前の測定値を差し引くことによつて、各単位区画の
   ビーム電流を測定する特許請求の範囲第１項記載の荷電
   ビーム電流密度分布測定方法。