JPS6276620A - Charged beam exposure device - Google Patents

Charged beam exposure device

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Publication number
JPS6276620A
JPS6276620A JP21660285A JP21660285A JPS6276620A JP S6276620 A JPS6276620 A JP S6276620A JP 21660285 A JP21660285 A JP 21660285A JP 21660285 A JP21660285 A JP 21660285A JP S6276620 A JPS6276620 A JP S6276620A
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JP
Japan
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sample
mark
reference mark
charged beam
measured
Prior art date
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Application number
JP21660285A
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Japanese (ja)
Inventor
Kanji Wada
和田 寛次
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6276620A publication Critical patent/JPS6276620A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the accuracy of exposure and the exposure throughput by performing the focus adjustment on a sample fast and highly accurately in controlling the excitation current of the electromagnetic lens so that the inclination of the mark on a deflection co-ordinates is at a specified inclination which is determined based on the height position of the measured sample. CONSTITUTION:In a Z-position sensor, it is arranged that a detection output corresponding to the Z-position of the surface to be detected since the position of the light irradiated on a position detector 35 differs with the height position of the surface to be detected. A set angle theta0 is calculated on the basis of the measured Z-position z to an arbitrary wafer 12. Then, a sample stage 11 is transferred to move a reference mark 18 to just under an optical mirror cylinder. Under this condition, the inclination angle theta of the reference mark 18 is measured to compare then angle theta with the set angle theta0. Then, if theta>theta0, the current in an auxiliary coil 24 is increased to measure the inclination angle thetaof the reference mark 18 again. On the other hand, if theta<theta0, the current in the auxiliary coil 24 is decreased to measure the inclination angle theta of the reference mark 18.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野〕 本発明は、荷電ビーム露光装置に係わり、特に電磁レン
ズの焦点合、わせ機構の改良をはかった荷電ビーム露光
装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a charged beam exposure apparatus, and more particularly to a charged beam exposure apparatus in which an electromagnetic lens focusing and alignment mechanism is improved.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

近年、半導体ウェハやマスク基板等の試料上に微細パタ
ーンを形成するものとして、各種の電子ビーム露光装置
が用いられているが、この装置では光学系と試料との焦
点合わせが必要となる。電子ビーム直接描画においては
、焦点合わせに次のような方法が採用されている。即ち
、ウェハの高さく2位置)をZセンサで測定し、基準面
の高さ20との差Δ2に比例した励kN流でレンズ電流
を補正してウェハに対する焦点合わせを行っている。
In recent years, various electron beam exposure devices have been used to form fine patterns on samples such as semiconductor wafers and mask substrates, but these devices require focusing between an optical system and the sample. In electron beam direct writing, the following method is used for focusing. That is, the height of the wafer (2 positions) is measured by a Z sensor, and the lens current is corrected with an excitation kN current proportional to the difference Δ2 from the height 20 of the reference surface to perform focusing on the wafer.

しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。即ち、電子ビームを集束するためのレンズと
しては、一般に電磁レンズが用いられており、このレン
ズの励磁電流と磁場強度との間には、所謂ヒステリシス
がある。このため、一定のシーケンスでレンズ電流を変
化した後電流を再設定しなければならず、この設定に多
くの時間がかかる。さらに、このようにしてもなお、完
全にヒステリシスの影響を避は得たことを最終的に確認
する方法がないと云う問題があった。
However, this type of device has the following problems. That is, an electromagnetic lens is generally used as a lens for focusing an electron beam, and there is so-called hysteresis between the excitation current of this lens and the magnetic field strength. Therefore, the current must be reset after changing the lens current in a certain sequence, and this setting takes a lot of time. Furthermore, even with this method, there is still a problem in that there is no way to finally confirm that the effects of hysteresis have been completely avoided.

なお、上記の問題は電子ビーム露光装置に限らず、イオ
ンビームを用いて試料上に所望のパターンを形成するイ
オンビーム露光装置についても、同様に云えることであ
る。
Note that the above problem is not limited to electron beam exposure apparatuses, but also applies to ion beam exposure apparatuses that use ion beams to form a desired pattern on a sample.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、試料に対する焦点合わせを高速・高精
度に行うことができ、露光精度及び露光スループットの
向上をはかり得る荷電ビーム露光装置を提供することに
ある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its purpose is to provide a charged beam exposure apparatus that can focus on a sample at high speed and with high precision, and that can improve exposure accuracy and exposure throughput. Our goal is to provide the following.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の骨子は、ビーム軌道の回転量を検出して電磁レ
ンズの励磁電流を制御することにある。
The gist of the present invention is to control the excitation current of the electromagnetic lens by detecting the amount of rotation of the beam trajectory.

電磁レンズの励磁電流と磁場強度との間には、前述した
如くヒステリシスがあり、励磁電流を制御して磁場強度
を所定値に設定することは橿めて困難である。ところが
、磁場強度とビームの回転量との間にはヒステリシス等
のない比例関係がある。ビーム回転量は、試料上の基準
マークにビームを照射しその反射ビーム等を検出するこ
とにより容易に測定することができる。従って、ビーム
回転車が所定値となるように励磁電流を制御することに
より、磁場強度を所定値に設定することが可能となる。
As described above, there is hysteresis between the excitation current of the electromagnetic lens and the magnetic field strength, and it is extremely difficult to control the excitation current and set the magnetic field strength to a predetermined value. However, there is a proportional relationship without hysteresis between the magnetic field strength and the amount of rotation of the beam. The amount of beam rotation can be easily measured by irradiating a beam onto a reference mark on a sample and detecting the reflected beam. Therefore, by controlling the excitation current so that the beam rotating wheel reaches a predetermined value, it is possible to set the magnetic field strength to a predetermined value.

本発明はこのよ、うな点に着目し、荷電ビーム源から放
出された荷電ビームを電磁レンズにより集束すると共に
、偏向器により試料上で走査して、該試料上に所望パタ
ーンを露光する荷電ビーム露光装置において、前記試料
表面の高さ位置を測定する手段と、前記偏向器により基
準マーク上を荷電ビームで走査し、該マークからの2次
的など−ムを検出して偏向座標上のマークの傾きを測定
する手段と、上記測定される傾きが前記測定された試料
の高さ位置に基づいて決定される所定の傾きとなるよう
に前記電磁レンズの励磁電流を制御する手段とを設ける
ようにしたものである。
The present invention focuses on such points, and focuses a charged beam emitted from a charged beam source with an electromagnetic lens, and scans the sample with a deflector to expose a desired pattern on the sample. The exposure apparatus includes means for measuring the height position of the sample surface, and a means for scanning a reference mark with a charged beam using the deflector, detecting a secondary image from the mark, and detecting a mark on the deflection coordinates. and means for controlling the excitation current of the electromagnetic lens so that the measured slope becomes a predetermined slope determined based on the measured height position of the sample. This is what I did.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、ヒステリシスの影響を受けることなく
、高速・高精度で試料に対する焦点合わせが可能となり
、しかもビーム分解能ばかりでなく、ビーム位置誤差を
小さくすることができる。
According to the present invention, it is possible to focus on a sample at high speed and with high precision without being affected by hysteresis, and not only the beam resolution but also the beam position error can be reduced.

このため、露光精度及び露光スルーブツトの大幅な向上
をはかり得る。
Therefore, exposure precision and exposure throughput can be significantly improved.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

まず、実施例を説明する前に、本発明の基本原理につい
て説明する。
First, before explaining embodiments, the basic principle of the present invention will be explained.

本発明の原理は、レンズの励磁により発生するビーム軌
道の回転を検出し、レンズ磁場の変化を間接的に測定し
て励磁電流を制御することにある。
The principle of the present invention is to control the excitation current by detecting the rotation of the beam trajectory caused by excitation of the lens and indirectly measuring changes in the lens magnetic field.

一般に、ビームの回転mθは で表わ・される。ここで、eは電子の電荷、mは電子の
質量、■は加温電圧、B (z)はレンズの軸上の磁場
分布、a、bは軸上位置で例えば物点。
Generally, the beam rotation mθ is expressed as: Here, e is the charge of the electron, m is the mass of the electron, ■ is the heating voltage, B (z) is the magnetic field distribution on the axis of the lens, and a and b are the positions on the axis, for example, the object point.

像点に相当する。B(z)の分布形状は、レンズの形状
、通常はボーア径Di 、D2及びギャップ寸法Sで決
まる。つまり、B(Z)は B (Z)−Bo  −E(Z)     ・・・・・
・■で表わされる。ここで、E(Z)は規格化した分布
関数、BaG、tB(Z)の最大値である。E(Z)は
C1,D2 、Sのみの関数である。
Corresponds to the image point. The distribution shape of B(z) is determined by the shape of the lens, usually the Bohr diameters Di, D2 and the gap size S. In other words, B(Z) is B(Z)-Bo-E(Z)...
・Represented by ■. Here, E(Z) is the maximum value of the normalized distribution function, BaG, tB(Z). E(Z) is a function of only C1, D2, and S.

Soはレンズの励磁電流1’Oに略比例して変化するが
、ヒステリシスのためBoとInとは1対1に対応しな
い。しかし、ビームの回転量θはとなるので、Baに1
対1に対応している。ウェハの焦点合わせは、この性質
を利用して次のように行う。
So changes approximately in proportion to the lens excitation current 1'O, but Bo and In do not correspond one-to-one due to hysteresis. However, since the rotation amount θ of the beam is , Ba is 1
It corresponds to 1:1. Focusing of the wafer is performed as follows by utilizing this property.

即ち、予め焦点位置のずれΔ2に対する回転角の変化Δ
θを求めておく。次いで、基準面に焦点合わせしてその
時の回転角θを測定する。ウェハの基準面からのZ方向
位置のずれΔ2を測定し、回転角θ−θ+Δθとなるよ
うに励磁電流を制御することで焦点合わせが終了する。
That is, the rotation angle change Δ with respect to the focal position shift Δ2 is calculated in advance.
Find θ. Next, the rotation angle θ at that time is measured by focusing on the reference plane. Focusing is completed by measuring the deviation Δ2 of the Z-direction position of the wafer from the reference plane and controlling the excitation current so that the rotation angle is θ−θ+Δθ.

θの測定は、基準面上の2点のマーク位置を通常のレジ
ストレーション機能を用いて求めて行う。
The measurement of θ is performed by determining the positions of two marks on the reference plane using a normal registration function.

例えば、ボーア系Dt−40履、D2−10111゜5
=10111IIIのレンズを焦点距離f〜19M程度
で使用した時、ΔZ−50μmに対しΔθ−1.71!
1radである。
For example, Boer Dt-40 shoes, D2-10111゜5
When using a =10111III lens at a focal length of approximately f~19M, Δθ-1.71 for ΔZ-50μm!
It is 1 rad.

2点のマーク位置の間隔がL−250amであれば(偏
向フィールドとしては小さい方である)、Δθによるマ
ーク位置の移動は L−Δθ−250X 1.7 X 10″3−0.42
5 μmとなる。位置検出精度は0.25〜0.05μ
mだから焦点合わせ精度は、この場合 である。一方、ビーム分解能ΔのΔ2依存性は−冨0.
002 △2 なので、この方法を用いた時の焦点合わせ誤差による分
解能低下は 5.9 xO,002−0,01μm にしかならず無視し得る値である。
If the distance between the two mark positions is L-250am (which is the smaller deflection field), the movement of the mark position by Δθ is L-Δθ-250X 1.7 X 10"3-0.42
It becomes 5 μm. Position detection accuracy is 0.25~0.05μ
m, so the focusing accuracy is in this case. On the other hand, the dependence of the beam resolution Δ on Δ2 is −Ten 0.
002 Δ2 Therefore, when this method is used, the resolution reduction due to the focusing error is only 5.9 x O,002 - 0,01 μm, which is a negligible value.

これに対し、通常の方法では、ヒステリシスによりレン
ズの励磁は最大3X 104の誤差を生じる。
In contrast, in conventional methods, excitation of the lens introduces an error of up to 3×10 4 due to hysteresis.

これは、分解能として0.05μmに相当するので、無
視し得ない誤差である。また、この誤差は回転量として
は0.051radに相当し、その縛のビーム位置ずれ
は 250 Xo、5 X10’ −0,125μ7FLで
あって、ヒステリシスを補正しなければこれだけの位置
ずれを描画パターンに生じることになる。
Since this corresponds to a resolution of 0.05 μm, it is an error that cannot be ignored. Also, this error corresponds to 0.051 rad in terms of rotation amount, and the resulting beam position deviation is 250 Xo, 5 will occur.

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム露光−装
置を示す概略構成図である。図中11はX−Y方向に移
動可能な試料ステージ、12は半導体ウェハ、13はウ
ェハ12を収容するウェハカセット、14はステージ1
1上に取付けられウェハカセット13を保持するカセッ
トホルダー、15は基準面台、16は開口周辺にナイフ
ェツジを有するファラデーカップ、18はビーム走査方
向を検出するための基準マークである。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. In the figure, 11 is a sample stage movable in the X-Y direction, 12 is a semiconductor wafer, 13 is a wafer cassette that accommodates the wafer 12, and 14 is the stage 1
1 is a cassette holder attached to the wafer cassette 13 for holding the wafer cassette 13; 15 is a reference surface table; 16 is a Faraday cup having a knife around the opening; and 18 is a reference mark for detecting the beam scanning direction.

21、〜,25は電子光学鏡筒を構成するものであり、
21はビームを大きく偏向する主偏向器、22はビーム
を高速で偏向する副偏向器、23は対物レンズ主コイル
、24は焦点合わせ用補助コイル、25は反射電子検出
器である。なお、これらの上方部には、図示しない電子
銃、ブランキング板及び各種レンズ等が配置されるもの
となっている。
21 to 25 constitute an electron optical lens barrel;
21 is a main deflector that largely deflects the beam; 22 is a sub-deflector that deflects the beam at high speed; 23 is an objective lens main coil; 24 is an auxiliary coil for focusing; and 25 is a backscattered electron detector. Note that an electron gun, a blanking plate, various lenses, etc. (not shown) are arranged above these.

3)、〜,35は2位置センサを構成するものであり、
3)は半導体レーザ、32はスリット、33.34はミ
ラー、35はPSD等の位置検出器である。この2位置
センサでは、被検出而の高さ位置により位置検出器35
に入射する光の位置が異なることから、被検出面の2位
置に対応した検出出力が得られるものとなっている。
3), ~, 35 constitute a two-position sensor,
3) is a semiconductor laser, 32 is a slit, 33 and 34 are mirrors, and 35 is a position detector such as a PSD. In this two-position sensor, the position detector 35
Since the positions of the incident light are different, detection outputs corresponding to two positions on the detection surface can be obtained.

また、40は各種制御、演算等を行うためのCPU、4
1はメモリ、42は位置検出器35の検出出力から2位
置を測定する演算処理回路、43は反射電子検出器のd
カを増幅する増幅器、44は反射電子検出器25の検出
出力からマークの傾き角度を測定する演算処理回路、4
5 (45a。
Further, 40 is a CPU for performing various controls, calculations, etc.;
1 is a memory, 42 is an arithmetic processing circuit that measures two positions from the detection output of the position detector 35, and 43 is a backscattered electron detector d.
44 is an arithmetic processing circuit that measures the inclination angle of the mark from the detection output of the backscattered electron detector 25;
5 (45a.

〜、45d)はD/A変換器、46 (468,〜。~, 45d) is a D/A converter, 46 (468, ~).

46d)は増幅器である。46d) is an amplifier.

なお、この装置では、主偏向器23により電子ビームを
偏向フィールドを小領域に分割したサブフィールドに位
置決めし、副偏向器24によりこの位置でビームを走査
してパターンを描画する。
In this device, the main deflector 23 positions the electron beam in a subfield obtained by dividing the deflection field into small areas, and the sub deflector 24 scans the beam at this position to draw a pattern.

そして、サブフィールドの位置を順次変えることによっ
て、サブフィールド毎にパターン描画を行うものとなっ
ている。
By sequentially changing the positions of the subfields, patterns are drawn for each subfield.

次に、上記構成された本装置を用いた焦点合わせ方法に
ついて説明する。
Next, a focusing method using this apparatus configured as described above will be explained.

まず、ウェハ12のZ位置に基づくマークの設定傾き角
度θを求めるために、次のような前処理を行う。即ち、
試料ステージ11を移動し、基準面台15上のファラデ
ーカップ16が電子光学鏡筒の真下に位置するようにす
る。この状態で、ナイフェツジを電子ビームで走査し、
ざらに補助コイル24の電流を変化してビームをナイフ
ェツジに対して焦点合わせする。即ち、ファラデーカッ
プ16の検出出力が最大となるようにコイル電流を変化
することによって、基準面台15に対する焦点合わせを
行う。なお、ビームが可変成形ビームの場合、ナイフェ
ツジの代りに0.1μm程度のAU粗粒子ファラデーカ
ップ16の開口周辺に散布し、これからの反射電子信号
で焦点合わせすることができる。
First, in order to obtain the set inclination angle θ of the mark based on the Z position of the wafer 12, the following preprocessing is performed. That is,
The sample stage 11 is moved so that the Faraday cup 16 on the reference surface table 15 is positioned directly below the electron optical column. In this state, scan the naifetsuji with an electron beam,
The current in the auxiliary coil 24 is roughly varied to focus the beam onto the knife. That is, focusing with respect to the reference surface table 15 is performed by changing the coil current so that the detection output of the Faraday cup 16 is maximized. If the beam is a variable shaped beam, it can be scattered around the opening of the AU coarse particle Faraday cup 16 of about 0.1 .mu.m instead of the knife, and focused using the reflected electron signal.

次いで、基準マーク18が電子光学鏡筒の真下に位置す
るように試料ステージ11を移動する。
Next, the sample stage 11 is moved so that the reference mark 18 is positioned directly below the electron optical lens barrel.

この状態で、前記2センサ及び演算処理回路42等によ
り、マーク18(基準面台15の表面)の2位IZaを
測定する。次いで、電子ビームでマーり18を走査して
、第2図に示す如く、マーク18の腕18a若しくは1
8bの主偏向フィールド内の傾き角度θ8を求める。
In this state, the second position IZa of the mark 18 (the surface of the reference surface table 15) is measured using the two sensors, the arithmetic processing circuit 42, and the like. Next, the mark 18 is scanned with an electron beam to form the arm 18a or 1 of the mark 18, as shown in FIG.
The tilt angle θ8 in the main deflection field of 8b is determined.

次いで、第3図に示す如くナイフェツジを有する開口5
1及びマーク52を有するウェハ12が電子光学鏡筒の
真下に位置するように、試料ステージ11を移動する。
Next, as shown in FIG. 3, an opening 5 with a knife is opened.
The sample stage 11 is moved so that the wafer 12 having the marks 1 and 52 is located directly below the electron optical column.

この状態でウェハ12の7位+122を測定し、さらに
マーク52の傾き角度θ2を測定する。続いて、開口5
1のナイフェツジに対して先と同様に焦点合わせし、こ
の状態でマーク52の傾き角度θ2′を再度求める。こ
のとき、 ΔZ−22−26 Δθ−θ2′−θ2 とすれば、マーク18の傾き角度θは θ−θB+Δθ となっている。つまり、ウェハ12の7位Nz2に対し
、基準マーク18の測定傾き角度θがθ8+Δθとなる
ように、前記補助コイル24の電流を設定すれば、焦点
はウェハ12の表面に調整されたことになる。従って、
任意のウェハに対して焦点合わせをするには、ウェハの
Z位置2を測定し、 θ−θ8+Δθ □   ・・・・・・■△2 となるように、補助コイル電流を設定すればよい。
In this state, the 7th position +122 of the wafer 12 is measured, and the inclination angle θ2 of the mark 52 is further measured. Next, opening 5
The knife No. 1 is focused in the same manner as before, and in this state, the inclination angle θ2' of the mark 52 is determined again. At this time, if ΔZ-22-26 Δθ-θ2'-θ2, then the inclination angle θ of the mark 18 is θ-θB+Δθ. In other words, if the current of the auxiliary coil 24 is set so that the measured inclination angle θ of the reference mark 18 becomes θ8+Δθ with respect to the 7th position Nz2 of the wafer 12, the focus will be adjusted to the surface of the wafer 12. . Therefore,
In order to focus on an arbitrary wafer, it is sufficient to measure the Z position 2 of the wafer and set the auxiliary coil current so that θ-θ8+Δθ □ ...■△2.

ここで、上記の前処理を行った後の実際の焦点合わせ方
法について、第4図のフローチャートを参照・して、更
に詳しく説明する。
Here, the actual focusing method after performing the above preprocessing will be explained in more detail with reference to the flowchart of FIG.

まず、任意のウェハ12に対し、前記Zセンサ等により
そのZ位置2を測定する。測定されたZ位l!zに基づ
き前記■式から設定角度8口を算出する。次いで、試料
ステージ11を移動し、基準マーク18を光学lt簡の
真下に移動する。この状態で、基準マーク18の傾き角
度θを測定し、この角度θと上記設定角度θDとを比較
する。そして、θ〉θGの場合は補助コイル電流を増大
して再び基準マーク18の傾き角度θを測定する。一方
、θくθaの場合は、補助コイル電流を減少して、再び
基準マーク18の傾き角度θの測定を行う。上記処理を
繰返すことにより、θ=θ口となっだ時点で、焦点合わ
せを終了する。この状態で、試料ステージ11を移動し
、ウェハ12が光学鏡筒の下に位置するようにすれば、
ウェハ12の表面に焦点が合わされることになる。
First, the Z position 2 of an arbitrary wafer 12 is measured using the Z sensor or the like. Measured Z position! Based on z, 8 set angles are calculated from the formula (2) above. Next, the sample stage 11 is moved to move the reference mark 18 directly below the optical table. In this state, the inclination angle θ of the reference mark 18 is measured, and this angle θ is compared with the set angle θD. If θ>θG, the auxiliary coil current is increased and the inclination angle θ of the reference mark 18 is measured again. On the other hand, if θ is less than θa, the auxiliary coil current is decreased and the inclination angle θ of the reference mark 18 is measured again. By repeating the above process, focusing is completed when θ=θ. In this state, if the sample stage 11 is moved so that the wafer 12 is positioned below the optical barrel,
The surface of wafer 12 will be in focus.

このように本実施例によれば、基準マーク18の傾き角
度θがウェハ12の7位Nzから決定される設定角度θ
0となるようにコイル電流を制り11することにより、
ウェハ12に対して確実に焦点合わせすることができる
。そしてこの場合、フィードバックルーズによりビーム
の回転角が所望値になるように制御しているので、レン
ズのヒステリシスに拘りなく、焦点合わせを高量Iαに
行うことができる。また、ウェハ12の7位置2を測定
したのち、基準マーク18の傾き角度Oがθaとなるよ
うにレンズ電流を制御するだけでよいので、焦点合わせ
が比較的短時間で完了する等の利点がある。
As described above, according to this embodiment, the inclination angle θ of the reference mark 18 is determined from the set angle θ determined from the 7th position Nz of the wafer 12.
By controlling the coil current so that it becomes 0,
The wafer 12 can be reliably focused. In this case, since the rotation angle of the beam is controlled to a desired value by feedback looseness, focusing can be performed to a large amount Iα regardless of the hysteresis of the lens. Furthermore, after measuring the seven positions 2 on the wafer 12, it is only necessary to control the lens current so that the inclination angle O of the reference mark 18 becomes θa, which has the advantage that focusing can be completed in a relatively short time. be.

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
い。例えば、前記基準マークの形状は十字型に何等限定
されるものではなく、少なくとも1本の直線があればよ
い。また、主・副の2段偏向を用いるものに限らず、通
常の電子ビーム露光装置に適用できるのは、勿論のこと
である。さらに、Zセンサは第1図の構成に何等限定さ
れるものではなく、電子光学vL筒に対する試料の高さ
位置を測定できるものであれば適宜変更可能である。
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. For example, the shape of the fiducial mark is not limited to a cross shape, but may have at least one straight line. Furthermore, it goes without saying that the present invention can be applied not only to those using two stages of main and sub-deflection, but also to ordinary electron beam exposure apparatuses. Furthermore, the Z sensor is not limited to the configuration shown in FIG. 1, but can be modified as appropriate as long as it can measure the height position of the sample with respect to the electron optical VL tube.

また、電子ビームの代りにイオンビームを用いたイオン
ビーム霞光装置に適用することも可能である。その他、
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。
It is also possible to apply the present invention to an ion beam haze optical device that uses an ion beam instead of an electron beam. others,
Various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム露光装置
を示す概略構成図、第2図は基準マークの傾き角度の測
定原理を示す模式図、第3図は前処理に用いるウェハ上
のマーク及び開口の配置状態を示す平面図、第4図は本
実施例の作用を説明するためのフローチャートである。 11・・・試料ステージ、12・・・ウェハ(試料)、
15・・・基準面台、16・・・ファラデーカップ、1
8・・・基準マーク、21.22・・・偏向器、23・
・・対物レンズ主コイル、24・・・補助コイル、25
・・・反射電子検出器、3).〜,35・・・Zセンサ
、40・・・CPU、41・・・メモリ、42.44・
・・演算処理回路。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第2図 第3図 第4図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the principle of measuring the inclination angle of a reference mark, and FIG. FIG. 4, which is a plan view showing the arrangement of marks and openings, is a flowchart for explaining the operation of this embodiment. 11... Sample stage, 12... Wafer (sample),
15... Reference surface stand, 16... Faraday cup, 1
8... Reference mark, 21.22... Deflector, 23.
...Objective lens main coil, 24...Auxiliary coil, 25
... Backscattered electron detector, 3). ~, 35...Z sensor, 40...CPU, 41...memory, 42.44.
...Arithmetic processing circuit. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)荷電ビーム源から放出された荷電ビームを電磁レ
ンズにより集束すると共に、偏向器により試料上で偏向
して、該試料上に所望パターンを露光する荷電ビーム露
光装置において、前記試料表面の高さ位置を測定する手
段と、前記偏向器により基準マーク上を荷電ビームで走
査し、該マークからの2次的なビームを検出して偏向座
標上のマークの傾きを測定する手段と、上記測定される
傾きが前記測定された試料の高さ位置に基づいて決定さ
れる所定の傾きとなるように前記電磁レンズの励磁電流
を制御する手段とを具備してなることを特徴とする荷電
ビーム露光装置。
(1) In a charged beam exposure apparatus that focuses a charged beam emitted from a charged beam source using an electromagnetic lens and deflects it onto a sample using a deflector to expose a desired pattern on the sample, the height of the sample surface is means for measuring the position of the mark on the deflection coordinate; means for scanning the reference mark with a charged beam using the deflector and detecting a secondary beam from the mark to measure the inclination of the mark on the deflection coordinate; and means for controlling the excitation current of the electromagnetic lens so that the tilt of the electromagnetic lens is a predetermined tilt determined based on the measured height position of the sample. Device.
(2)前記基準マークは、前記試料を載置する試料台上
に設けられたものであることを特徴とする特許請求の範
囲第1項記載の荷電ビーム露光装置。
(2) The charged beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the reference mark is provided on a sample stage on which the sample is placed.
(3)前記励磁電流を制御される電磁レンズは、荷電ビ
ーム光学鏡筒の最下部に配置された対物レンズであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の荷電ビーム
露光装置。
(3) The charged beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the electromagnetic lens whose excitation current is controlled is an objective lens disposed at the bottom of a charged beam optical column.
JP21660285A 1985-09-30 1985-09-30 Charged beam exposure device Pending JPS6276620A (en)

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