JP2952019B2 - Charged beam intensity profile measuring apparatus and measuring method using the same - Google Patents
Charged beam intensity profile measuring apparatus and measuring method using the sameInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、荷電ビーム強度プロファイルの測定装置お
よびこれを用いた測定方法に係り、特に荷電ビーム装置
等におけるビーム強度プロファイルの測定に関する。Description: Object of the Invention (Industrial application field) The present invention relates to a charged beam intensity profile measuring apparatus and a measuring method using the same, and more particularly to a charged beam intensity profile measuring apparatus and the like. Regarding measurement.
(従来の技術) 半導体デバイスにおける高集積化の進展に伴い、回路
パターンの微細化の必要性が高まり、近年益々微細なパ
ターンを高精度に形成する技術が要求されるようになっ
てきている。(Prior Art) With the progress of high integration in semiconductor devices, the necessity of miniaturization of circuit patterns has increased, and in recent years, a technology for forming finer patterns with higher precision has been required.
荷電ビームリソグラフィは、このような微細パターン
を形成するための最も有力な方法の一つとして注目され
ており、中でもスループットの向上を目指した可変成形
ビーム(Variable Shaped Beam:VSB)を用いた方式が
採用されるようになってきた。Charged beam lithography has attracted attention as one of the most prominent methods for forming such fine patterns. Among them, a method using a variable shaped beam (VSB) aiming to improve throughput is used. It has been adopted.
一般にVBS方式の荷電ビーム装置においては、基本性
能としてビーム強度プロファイル、具体的にはビーム寸
法やビームのエッジ分解能を高精度に測定し制御するこ
とが必要である。例えば、最近の先端デバイス開発に必
要な0.2μm以下のパターンを形成するためには、0.1μ
m以下のビームエッジ分解能が要求され、これを高精度
に測定することが重要な課題となっている。Generally, in a charged beam apparatus of the VBS system, it is necessary to measure and control a beam intensity profile as a basic performance, specifically, a beam size and a beam edge resolution with high accuracy. For example, in order to form a pattern of 0.2 μm or less required for recent advanced device development, 0.1 μm
A beam edge resolution of m or less is required, and measuring this with high accuracy is an important issue.
従来、VBS方式の荷電ビーム装置におけるビーム強度
プロファイルの測定には幾つかの方法が用いられてい
る。Conventionally, several methods have been used for measuring a beam intensity profile in a charged beam apparatus of the VBS system.
一つは、ナイフエッジ法である。これは、金属などの
端をナイフエッジのようにシャープに薄くして荷電ビー
ムの焦点位置に挿入し、そのエッジの下方にファラデー
カップを設け、ビームを走査させながらビーム電流の変
化を測定する。このビーム電流変化の微分をとったもの
がビーム強度プロファイルとなる。この方法は原理的に
は優れているが、実際に矩形ビームの測定を行うときに
は、矩形の一辺とエッジの方向との平行度を正確に測定
できないと、その誤差がビームプロファイルの誤差とし
て現われるという問題がある。具体的には矩形ビームと
エッジの方向の平行度調整は次のように行う。ビームを
徐々に回転させながら、その都度ビームプロファイルを
測定し、最もビームエッジ分解能の小さい回転方向の位
置を、両者が平行になっているとするわけである。この
平行度調整方法は極めて煩雑であり、ビームエッジ分解
能が最も小さい回転方向の位置を判定するのは困難であ
るという問題があった。One is the knife edge method. In this method, an edge of a metal or the like is sharply thinned like a knife edge, inserted at the focal position of a charged beam, a Faraday cup is provided below the edge, and a change in beam current is measured while scanning the beam. The beam intensity profile is obtained by differentiating the beam current change. This method is excellent in principle, but when actually measuring a rectangular beam, if the parallelism between one side of the rectangle and the direction of the edge cannot be accurately measured, the error appears as an error in the beam profile. There's a problem. Specifically, the parallelism adjustment between the rectangular beam and the edge direction is performed as follows. While gradually rotating the beam, the beam profile is measured each time, and the positions in the rotation direction where the beam edge resolution is the smallest are assumed to be parallel to each other. This parallelism adjustment method is extremely complicated, and has a problem that it is difficult to determine the position in the rotation direction having the smallest beam edge resolution.
他の方法として金粒子法がある。この方法は、ベリリ
ウムなどの反射電子発生効率の低い基板の上に、微細な
金粒子をのせ、その上をビームで走査したときに発生す
る反射電子や2次電子を検出する。このときの検出信号
がビームのプロファイルである。この方法はビームの二
次元プロファイルを測定することができ、かつビームプ
ロファイル測定だけでなく、矩形などのビームの焦点非
点調整や成形調整にも極めて有効であることはよく知ら
れている。この方法で用いる金粒子は直径0.2〜0.5μm
程度であるが、ビーム寸法がこの粒子と同程度かあるい
は小さい場合には、検出信号が真のビームプロファイル
と異なってくるという問題があった。原理的には、ビー
ム寸法より小さい金粒子を用いればよいが実際には、粒
子が小さくなるにつれて検出信号のSN比が著しく低下
し、測定できなくなるという問題があった。Another method is the gold particle method. According to this method, fine gold particles are placed on a substrate such as beryllium having a low efficiency of generating reflected electrons, and reflected electrons and secondary electrons generated when a beam is scanned over the particles are detected. The detection signal at this time is a beam profile. It is well known that this method can measure a two-dimensional profile of a beam, and is extremely effective not only for beam profile measurement but also for focus adjustment and shaping adjustment of a beam such as a rectangle. Gold particles used in this method have a diameter of 0.2 to 0.5 μm
However, when the beam size is equal to or smaller than this particle, there is a problem that the detection signal differs from the true beam profile. In principle, it is sufficient to use gold particles smaller than the beam size. However, in practice, there is a problem that as the particles become smaller, the SN ratio of the detection signal is remarkably reduced and measurement becomes impossible.
さらに他の方法として重金属マーク法がある。これ
は、粒子の代わりに、ライン状の重金属マークをビーム
で走査して、同時に反射電子あるいは2次電子を検出す
る方法である。この方法は、ライン幅を小さくしても、
粒子の場合と異なり、検出信号のSN比が低下するという
問題はない。しかし、ナイフエッジ法と同様にビームと
ラインの平行度の調整が煩雑であり、高精度の測定が難
しいという問題があった。Still another method is a heavy metal mark method. In this method, instead of particles, a line-shaped heavy metal mark is scanned with a beam, and at the same time, reflected electrons or secondary electrons are detected. With this method, even if the line width is reduced,
Unlike the case of particles, there is no problem that the SN ratio of the detection signal decreases. However, similarly to the knife edge method, the adjustment of the parallelism between the beam and the line is complicated, and there has been a problem that high-precision measurement is difficult.
(発明が解決しようとする課題) このように、従来の荷電ビームの強度プロファイルの
測定方法では、ビーム寸法が微細になるにつれて、高精
度に測定するには限界があった。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional method of measuring the intensity profile of a charged beam, there is a limit to highly accurate measurement as the beam size becomes finer.
また、従来方法で高精度に測定しようとすると、測定
手順が極めて煩雑になり、逆に煩雑な放に高精度の測定
が困難であるという問題があった。In addition, if the measurement is to be performed with high accuracy by the conventional method, the measurement procedure becomes extremely complicated, and conversely, there is a problem that it is difficult to perform high-precision measurement without complicated operations.
本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、ディー
プサブミクロン以下の寸法をもつ成形ビームの強度プロ
ファイルを、簡便かつ高精度に測定しうる荷電ビーム強
度プロファイル測定装置および方法を提供することを目
的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a charged beam intensity profile measuring apparatus and method capable of easily and accurately measuring the intensity profile of a shaped beam having a dimension of not more than deep submicron. Aim.
(課題を解決するための手段) そこで本発明では、線状マーカーと点状マーカーとを
同一平面上に形成して、両者を用いて荷電ビーム強度プ
ロファイルを測定するようにしている。(Means for Solving the Problems) In the present invention, a linear marker and a point marker are formed on the same plane, and the charged beam intensity profile is measured using both.
即ち、本発明の第1では、荷電ビームに対して垂直と
なるように設置され、表面に線状マーカーと点状マーカ
ーとを配置した測定板と、この測定板の荷電ビーム照射
側に配設され、荷電ビームが線状マーカーおよび点状マ
ーカーに照射されて発生する信号を検出する検出手段
と、点状マーカーによる検出信号から荷電ビームの回転
を制御し、荷電ビームを線状マーカーに平行となるよう
にする回転制御手段と、線状マーカーに平行に照射され
た荷電ビームによる検出信号に基づく検出手段の出力か
ら荷電ビームのビーム強度プロファイルを算出する演算
手段とを具備している。That is, in the first aspect of the present invention, a measurement plate which is installed so as to be perpendicular to the charged beam and has linear markers and dot markers disposed on the surface thereof, and which is disposed on the charged beam irradiation side of the measurement plate. Detection means for detecting a signal generated by irradiating the charged marker with the linear marker and the point marker, and controlling the rotation of the charged beam from the detection signal by the point marker to make the charged beam parallel to the linear marker. A rotation control unit configured to calculate a beam intensity profile of the charged beam from an output of the detection unit based on a detection signal of the charged beam irradiated in parallel to the linear marker.
また、本発明の第2では、同一平面上に線状マーカー
と点状マーカーとを配置し、この平面に垂直となるよう
に荷電ビームを照射し、点状マーカー上を荷電ビームで
走査しビームの回転を制御し、線状マーカーと平行とな
るように調整したのち、このビームを線状マーカーの配
置方向に垂直に走査し強度プロファイルを測定するよう
にしている。Further, in the second aspect of the present invention, a linear marker and a point marker are arranged on the same plane, a charged beam is irradiated so as to be perpendicular to this plane, and the point marker is scanned with the charged beam and scanned. After the beam is controlled so as to be parallel to the linear marker, the beam is scanned perpendicular to the direction in which the linear marker is arranged to measure the intensity profile.
例えばこのマーカーのビーム照射面側(以下上方と指
称す)あるいはビーム照射面の対向面側(以下下方と指
称す)に荷電ビームがマーカーに照射された際発生する
信号を検出する検出器を配置し、その検出信号を用いて
強度プロファイルを測定する。For example, a detector for detecting a signal generated when a charged beam is irradiated on the marker is disposed on the beam irradiation surface side (hereinafter referred to as “upper”) of the marker or on the opposite surface side (hereinafter referred to as “lower”) of the beam irradiation surface. Then, an intensity profile is measured using the detection signal.
あるいはファラデーカップを設置し、ナイフエッジ法
を用いて強度プロファイルを測定する。Alternatively, a Faraday cup is placed, and the strength profile is measured using the knife edge method.
(作用) 本発明によれば点状マーカーからの信号を用いて、荷
電ビームと線状マーカーとの平行度を調整し、平行度調
整後、線状マーカーからの信号を用いて、線状マーカー
と直角な方向の荷電ビームの強度プロファイルを高精度
に測定することができるため、高精度の強度プロファイ
ル測定が可能となる。(Operation) According to the present invention, the parallelism between the charged beam and the linear marker is adjusted using the signal from the point marker, and after adjusting the parallelism, the linear marker is used using the signal from the linear marker. Since the intensity profile of the charged beam in a direction perpendicular to the direction can be measured with high accuracy, the intensity profile measurement can be performed with high accuracy.
さらに、点状マーカーとナイフエッジとを同一平面上
に形成しておき、点状マーカーを用いた平行度の調整
後、ナイフエッジ法を用いて強度プロファイルを測定す
るようにすれば、線状マーカーの線幅に依存することな
く、より高精度の強度プロファイル測定が可能となる。Furthermore, if the point marker and the knife edge are formed on the same plane, and the parallelism is adjusted using the point marker, and then the intensity profile is measured using the knife edge method, the linear marker can be obtained. , The intensity profile measurement can be performed with higher accuracy without depending on the line width.
また線状及び点状マーカーが同一平面上にあるため、
両者の設置高さが荷電ビームに対して異なることによる
測定時の集点位置の差異によるビームのボケの影響をな
くすことが可能となる。Also, since the linear and point markers are on the same plane,
It is possible to eliminate the influence of beam blur due to the difference in the focal point position at the time of measurement due to the difference in the installation height between the two for the charged beam.
また本発明の方法によれば、点状マーカーを用いて回
転角の調整を行い、荷電ビームを線状マーカーに平行と
なるように調整した後、線状マーカ上を走査し強度プロ
ファイルを測定するようにしているため、極めて短時間
で容易に高精度の測定を行うことが可能となる。According to the method of the present invention, the rotation angle is adjusted using a point-like marker, the charged beam is adjusted to be parallel to the linear marker, and then the intensity profile is measured by scanning the linear marker. As a result, highly accurate measurement can be easily performed in an extremely short time.
(実施例) 以下、本発明実施例の荷電ビーム強度プロファイルの
測定方法について図面を参照しつつ詳細に説明する。(Example) Hereinafter, a method of measuring a charged beam intensity profile according to an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図(a)は、本発明実施例の荷電ビーム強度プロ
ファイルの測定装置を示す側面図、第1図(b)は同装
置の測定板上の線状マーカー1及び点状マーカー2の配
置例を示す平面図である。第1図(a)および第1図
(b)では、短形ビーム3が線状マーカーおよび点状マ
ーカー近傍に照射されている状態を示している。線状マ
ーカーの線幅は0.03μm、点状マーカーは、1辺が0.3
μmの正方形である。矩形ビームはVSB(variable sha
ped beam)形の電子ビーム描画装置を用いて形成する
もので、短辺の長さは0.3μm、長辺は1.5μm(設定
値)である。FIG. 1 (a) is a side view showing a charged beam intensity profile measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is an arrangement of a linear marker 1 and a dot marker 2 on a measuring plate of the apparatus. It is a top view showing an example. FIGS. 1A and 1B show a state in which the short beam 3 is irradiated near the linear marker and the dot marker. The linear marker has a line width of 0.03 μm, and the dot marker has a side of 0.3
μm square. The rectangular beam is VSB (variable sha
It is formed using a ped beam type electron beam lithography system, and the length of the short side is 0.3 μm and the length of the long side is 1.5 μm (set value).
この装置は、シリコン基板表面にW薄膜パターンで構
成される線状マーカー1及び点状マーカー2を所定の間
隔を隔てて配設してなる測定板10と、荷電ビームをこの
測定板10に垂直な方向に照射し、線状マーカー1または
点状マーカからの反射電子を検出する反射電子検出器12
と、この出力に基づいて画像処理を行う画像処理装置13
と、この画像処理装置の出力に基づいて荷電ビームの回
転を制御する荷電ビーム制御装置14と、画像処理装置の
出力に基づいて荷電ビーム像を表示するCRT表示装置15
とから構成されている。ここでは図示していないが荷電
ビーム制御装置14によって荷電ビーム駆動装置16の縮小
レンズの励磁電流をわずかづつ変化させ、ビームを回転
させるようにしている。This apparatus has a measuring plate 10 in which a linear marker 1 and a dot marker 2 each composed of a W thin film pattern are arranged at a predetermined interval on a silicon substrate surface, and a charged beam is vertically applied to the measuring plate 10. Backscattered electron detector 12 that irradiates in various directions and detects backscattered electrons from linear marker 1 or point-like marker.
And an image processing apparatus 13 that performs image processing based on this output.
A charged beam control device 14 for controlling the rotation of the charged beam based on the output of the image processing device, and a CRT display device 15 for displaying a charged beam image based on the output of the image processing device
It is composed of Although not shown here, the charged beam control device 14 slightly changes the exciting current of the reduction lens of the charged beam driving device 16 to rotate the beam.
次に、第2図に示すフローチャートを参照し、この装
置を用いた荷電ビーム強度プロファイルの測定方法につ
いて説明する。Next, a method of measuring a charged beam intensity profile using this apparatus will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、測定板を荷電ビームの走査方向と線状マーカー
1とが直交するように設置する(ステップ101)。First, the measurement plate is set so that the scanning direction of the charged beam is orthogonal to the linear marker 1 (step 101).
そして荷電ビーム3を線状マーカー1および点状マー
カー2上で走査し、反射電子を反射電子検出器12で検出
し(ステップ102)、この検出信号を画像処理しCRT表示
装置15の出力として表示する(ステップ103)。Then, the charged beam 3 is scanned on the linear marker 1 and the dot marker 2, and the reflected electrons are detected by the reflected electron detector 12 (step 102). This detection signal is image-processed and displayed as an output of the CRT display device 15. (Step 103).
第3図(a)および第3図(b)は、反射電子検出器
12で検出した信号に基づいてCRT上に映し出された線状
及び点状マーカーの像である。3 (a) and 3 (b) show a backscattered electron detector.
12 is an image of a linear or point marker projected on a CRT based on the signal detected in 12.
点状マーカー像4は、短形に観察され、一方線状マー
カー像5は、線状に観察される。ここで、線状マーカー
は、ビームの走査方向に対してあらかじめ直角に設定し
ている。The dot marker image 4 is observed in a rectangular shape, while the linear marker image 5 is observed in a linear shape. Here, the linear markers are set at right angles in advance to the beam scanning direction.
ビームの走査方向に対してビーム自身が回転している
場合、点状マーカー像は線状マーカー像に対して第3図
(b)に示すように平行にみえない。When the beam itself is rotating with respect to the scanning direction of the beam, the dot marker image does not appear parallel to the linear marker image as shown in FIG. 3 (b).
第3図(a)の如く、ビームの回転が走査方向に対し
てなくなれば、自動的にビームは線状マーカーに対して
平行に設定されることになる。As shown in FIG. 3A, when the rotation of the beam stops in the scanning direction, the beam is automatically set parallel to the linear marker.
また、線状ビーム像はビームが線状マーカーに対して
平行でないと第3図(b)中矢印で示すように、CRT上
では線状像が太くなる。If the beam is not parallel to the linear marker, the linear beam image becomes thicker on the CRT as shown by the arrow in FIG. 3B.
この表示結果から、線状マーカー1による線状マーカ
ー像5と、点状マーカー2による点状マーカー像4との
表示画面上での平行度を測定し平行であるか否かを判断
する(ステップ104)。From this display result, the parallelism on the display screen of the linear marker image 5 by the linear marker 1 and the point marker image 4 by the point marker 2 is measured to determine whether or not they are parallel (step). 104).
この表示画面が第3図(a)に示すようになってお
り、判断ステップ104で平行でないと判断されると、画
像処理装置13の出力に基づいて荷電ビーム制御装置14が
ビーム駆動装置16の駆動を制御し荷電ビームを回転する
(ステップ105)。すなわち、レンズの励磁電流を微小
に変化させると点状マーカー像もそれに伴って回転方向
が変化する。手動による調整は、CRT画面の像を用いて
行うことができる。This display screen is as shown in FIG. 3 (a), and if it is determined in the determination step 104 that they are not parallel, the charged beam control device 14 controls the beam drive device 16 based on the output of the image processing device 13. The driving is controlled to rotate the charged beam (step 105). That is, when the exciting current of the lens is minutely changed, the rotation direction of the dot marker image also changes accordingly. Manual adjustment can be performed using an image of the CRT screen.
そして再び荷電ビーム3を線状マーカー1および点状
マーカー2上で走査し、反射電子を反射電子検出器12で
検出するステップ102に戻り、この検出信号を画像処理
しCRT表示装置15の出力として表示し、この表示結果か
ら、線状マーカー1による線状マーカー像5と、点状マ
ーカー2による点状マーカー像4との表示画面上での平
行度を測定し平行であるか否かを判断する工程を繰り返
す。Then, the charged beam 3 is again scanned on the linear marker 1 and the dot marker 2, and the process returns to the step 102 for detecting the reflected electrons by the reflected electron detector 12. This detection signal is image-processed and output as the output of the CRT display device 15. Then, based on the display result, the degree of parallelism of the linear marker image 5 by the linear marker 1 and the point marker image 4 by the point marker 2 on the display screen is measured to determine whether or not they are parallel. Is repeated.
そして判断ステップ104で、第3図(b)に示すよう
に平行であると判断されると、このときの線状マーカー
像5から画像処理装置を介してビーム強度プロファイル
を得て、ビーム幅およびビームエッジ分解能を測定する
(ステップ106)。Then, when it is determined in the determination step 104 that they are parallel as shown in FIG. 3 (b), a beam intensity profile is obtained from the linear marker image 5 at this time via the image processing device, and the beam width and the beam width are obtained. The beam edge resolution is measured (step 106).
このようにして際めて容易にビーム幅とエッジ分解能
を測定することができる。In this way, the beam width and the edge resolution can be easily measured.
このようにして得られたビーム幅は0.3μm、エッジ
分解能は0.05μmであった。The beam width thus obtained was 0.3 μm, and the edge resolution was 0.05 μm.
ここで点状マーカーは0.3μm、線状マーカーは幅0.0
3μmである。線状マーカーはビーム幅に対して小さい
が線状であるため十分な信号を得ることができる。一方
点状マーカーはビーム幅と同程度の大きさであるため、
十分な信号を得ることができる。点状マーカー像はビー
ムプロファイルを示すものでなく平行度を調整するもの
であるため大きいのは何等問題はない。Here, the dot marker is 0.3 μm and the linear marker is 0.0
3 μm. The linear marker is small with respect to the beam width but is linear, so that a sufficient signal can be obtained. On the other hand, the dot marker is about the same size as the beam width,
A sufficient signal can be obtained. Since the point-like marker image does not indicate the beam profile but adjusts the parallelism, there is no problem in that it is large.
なお、前記実施例では、CRT表示画面上での観察によ
り平行度を判断したが、画像処理装置によって第4図
(a)および第4図(b)に示すように点状マーカーの
走査出力プロファイルを作成し、平行度を自動的に判断
するようにしてもよい。自動調整の際は、第4図(a)
および第4図(b)に示す点状マーカーの走査出力プロ
ファイルを用いる。この場合、ビームが線状マーカーと
平行である場合すなわち正常な方位をとっているとき
は、第4図(a)に示すようにフラットな信号となり、
ビームが線状マーカーと平行でない場合すなわち回転し
ているときは、第4図(b)に示すようにピーク値をも
ち、これに対してフラットな部分がなく傾斜した左右非
対称の強度プロファイルをとることになる。この差を読
みとり、差の分だけ回転すればよい。そして強度プロフ
ァイルの測定に対しては前記実施例と同様にして測定す
る。In the above embodiment, the parallelism was determined by observation on the CRT display screen. However, as shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), the scanning output profile of the dot marker was determined by the image processing apparatus. May be created, and the parallelism may be automatically determined. In the case of automatic adjustment, FIG. 4 (a)
And the scanning output profile of the dot marker shown in FIG. 4 (b) is used. In this case, when the beam is parallel to the linear marker, that is, when the beam is in a normal direction, the signal becomes a flat signal as shown in FIG.
When the beam is not parallel to the linear marker, that is, when the beam is rotating, the beam has a peak value as shown in FIG. Will be. What is necessary is just to read this difference and rotate by the difference. The intensity profile is measured in the same manner as in the above embodiment.
この場合、観察者の主観なしに、平行度の測定がなさ
れるため、より高精度の測定が可能となる。In this case, since the parallelism is measured without the subjectivity of the observer, higher-precision measurement is possible.
次に本発明の第2の実施例について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described.
ここでは第5図(a)および第5図(b)に示すよう
に、線状マーカーを用いた測定をナイフエッジ法で行う
ことを特徴とするもので、前記実施例と同様、平行度の
調整については、ナイフエッジ21の先端と点状マーカー
22上の荷電ビームの平行度によって調整する。Here, as shown in FIG. 5 (a) and FIG. 5 (b), the measurement using the linear marker is performed by the knife edge method. For adjustment, refer to the tip of the knife edge 21 and the dot marker.
Adjust by the parallelism of the charged beam on 22.
この装置は、シリコン基板表面に後方散乱係数の小さ
い材料からなるバッファ層Bを介して形成されたW薄膜
パターンで構成されるナイフエッジ21及び点状マーカー
22を所定の間隔を隔てて配設してなる測定板30と、荷電
ビームをこの測定板30に垂直な方向に照射し、点状マー
カーからの反射電子を検出する反射電子検出器32と、こ
の出力に基づいて画像処理を行う画像処理装置33と、こ
の画像処理装置の出力に基づいて荷電ビームの回転を制
御する荷電ビーム制御装置34と、画像処理装置の出力に
基づいて荷電ビーム像を表示するCRT表示装置35と、ナ
イフエッジ21の下方に設置され、ビーム強度に基づいて
電流が出力されるように構成された光電変換面を具備し
たファラデーカップ36と、ファラデーカップ36の出力を
測定する電流測定手段37と、電流測定手段37の出力を処
理する画像処理装置38と、これを表示する表示手段39と
から構成されている。ここでは図示していないが荷電ビ
ーム制御装置34によって荷電ビーム駆動装置40の縮小レ
ンズの励磁電流をわずかづつ変化させ、ビームを回転さ
せるようにしている。This device comprises a knife edge 21 and a dot-like marker formed of a W thin film pattern formed on a silicon substrate surface via a buffer layer B made of a material having a small backscattering coefficient.
A measuring plate 30 in which 22 are arranged at predetermined intervals, a reflected electron detector 32 that irradiates a charged beam in a direction perpendicular to the measuring plate 30 and detects reflected electrons from a point-like marker, An image processing device 33 that performs image processing based on the output, a charged beam control device 34 that controls the rotation of the charged beam based on the output of the image processing device, and a charged beam image based on the output of the image processing device A CRT display device 35 for displaying, a Faraday cup 36 provided below the knife edge 21 and having a photoelectric conversion surface configured to output a current based on the beam intensity, and an output of the Faraday cup 36 is measured. A current measuring means 37, an image processing device 38 for processing the output of the current measuring means 37, and a display means 39 for displaying the same. Although not shown here, the charged beam controller 34 slightly changes the exciting current of the reduction lens of the charged beam driving device 40 to rotate the beam.
ビームの平行度調整については、前記第1の実施例と
まったく同様にしておこなう。The adjustment of the parallelism of the beam is performed in exactly the same manner as in the first embodiment.
そして、平行度調整が終了すると、点状マーカー22上
から荷電ビームを走査し、ファラデーカップ36で検出さ
れた電流を表示手段39に出力する。Then, when the parallelism adjustment is completed, the charged beam is scanned from above the point-like marker 22, and the current detected by the Faraday cup 36 is output to the display means 39.
その結果を第6図(a)に示す。縦軸は電流値、横軸
は移動距離を示す。ここで0点は点状マーカー22上とす
る。この出力の微分値を算出した結果を第6図(b)に
示す。この値がエッジ分解能に相当する。The results are shown in FIG. The vertical axis indicates the current value, and the horizontal axis indicates the moving distance. Here, the zero point is on the point marker 22. FIG. 6 (b) shows the result of calculating the differential value of this output. This value corresponds to the edge resolution.
このようにして容易に高精度の荷電ビーム強度プロフ
ァイルの測定を行うことができる。In this way, a highly accurate measurement of the charged beam intensity profile can be easily performed.
なお、前記実施例では、ナイフエッジを用いて検出を
行うようにしたが、ナイフエッジに代えて測定板上にス
リットを形成するようにしてもよい。In the above embodiment, the detection is performed using the knife edge, but a slit may be formed on the measurement plate instead of the knife edge.
また、点状マーカーによる回転角の調整は反射電子検
出器32を用いておこなったが、測定板表面全体を反射膜
で被覆し、点状マーカーおよびスリット(線状マーカ
ー)を電子ビーム透過性パターンで構成し、両方をファ
ラデーカップで検出するようにしてもよい。The adjustment of the rotation angle by the dot marker was performed using the backscattered electron detector 32. However, the entire surface of the measurement plate was covered with a reflective film, and the dot markers and slits (linear markers) were exposed to the electron beam transmission pattern. And both may be detected by a Faraday cup.
以上説明したように本発明によれば、点状マーカーと
線状マーカーとを同一平面上に配置し、荷電ビームを点
状マーカに照射して得られる信号を用いて、荷電ビーム
と線状マーカーとの平行度調整を行うようにしているた
め、両者が精度良く平行に調整され、線状マーカからの
信号を用いてビーム強度プロファイルを測定する際の誤
差が著しく低減し、高精度のプロファイル測定が可能と
なる。As described above, according to the present invention, a point marker and a linear marker are arranged on the same plane, and a charged beam and a linear marker are used by using a signal obtained by irradiating a point beam with a charged beam. Are adjusted in parallel with high accuracy, so that the error in measuring the beam intensity profile using the signal from the linear marker is significantly reduced, and high-precision profile measurement is performed. Becomes possible.
また線状及び点状マーカが同一平面上にあるため、両
者の設置高さが荷電ビームに対して異なることによる測
定時の集点位置の差異によるビームのボケの影響をなく
すことが可能となり、高精度のプロファイル測定を簡便
に行うことができる。In addition, since the linear and point markers are on the same plane, it is possible to eliminate the influence of beam blur due to the difference in the focal point position at the time of measurement due to the difference in the installation height of the two for the charged beam, High-accuracy profile measurement can be easily performed.
第1図(a)および第1図(b)は、本発明の第1の実
施例荷電ビーム強度プロファイル測定装置を示す図、第
2図は同装置を用いた荷電ビーム強度プロファイル測定
方法を説明するためフローチャート図、第3図(a)お
よび第3図(b)は同装置のCRT画面上の像を示す図、
第4図(a)および第4図(b)は点状マーカの走査出
力プロファイルを示す図、第5図(a)および第5図
(b)は、本発明の第2の実施例荷電ビーム強度プロフ
ァイル測定装置を示す図、第6図(a)および第6図
(b)は同装置のファラデーカップで検出したビーム電
流の変化を示す図および検出信号を一次微分した信号を
示す図である。 1……線状マーカー、2……点状マーカー、 3……矩形ビーム、 4,4′……CRT上の点状マーカー像、 5,5′……CRT上の線状マーカー像、 10……測定板、12……反射電子検出器、 13……画像処理装置、 14……荷電ビーム制御装置、 15……CRT表示装置、 16……荷電ビーム駆動装置、 21……ナイフエッジ、 22……点状マーカー、 30……測定板、32……反射電子検出器、 33……画像処理装置、 34……荷電ビーム制御装置、 35……CRT表示装置、 36……ファラデーカップ、 37……電流測定手段、 38……画像処理装置、 39……表示手段、40……荷電ビーム駆動装置、 B……後方散乱係数の小さい材料からなるバッファ層。FIGS. 1 (a) and 1 (b) show a charged beam intensity profile measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 explains a charged beam intensity profile measuring method using the same apparatus. FIG. 3 (a) and FIG. 3 (b) are views showing an image on a CRT screen of the apparatus,
FIGS. 4 (a) and 4 (b) show the scanning output profile of the dot marker, and FIGS. 5 (a) and 5 (b) show the charged beam of the second embodiment of the present invention. FIGS. 6 (a) and 6 (b) are diagrams showing an intensity profile measuring device, and are diagrams showing a change in a beam current detected by a Faraday cup of the same device and a signal obtained by first-order differentiation of a detection signal. . 1 ... Linear marker, 2 ... Point marker, 3 ... Rectangular beam, 4,4 '... Point marker image on CRT, 5,5' ... Linear marker image on CRT, 10 ... ... Measurement plate, 12 ... Backscattered electron detector, 13 ... Image processing device, 14 ... Charge beam controller, 15 ... CRT display device, 16 ... Charge beam drive device, 21 ... Knife edge, 22 ... ... Point marker, 30 ... Measurement plate, 32 ... Backscattered electron detector, 33 ... Image processing device, 34 ... Charge beam control device, 35 ... CRT display device, 36 ... Faraday cup, 37 ... Current measuring means 38 Image processing device 39 Display means 40 Charge beam driving device B Buffer layer made of a material having a small backscattering coefficient.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/027
Claims (5)
され、表面に線状マーカーと点状マーカーとを配置した
測定板と、 前記測定板の荷電ビーム照射側に配設され、荷電ビーム
が前記線状マーカーおよび前記点状マーカーに照射され
て発生する信号を検出する検出手段と、 前記点状マーカーによる検出信号から前記荷電ビームの
回転を制御し、荷電ビームを前記線状マーカーに平行と
なるように調整する回転制御手段と、 前記線状マーカーに平行に照射された荷電ビームによる
検出信号による前記検出手段の出力から荷電ビームのビ
ーム強度プロファイルを算出する演算手段とを具備した
ことを特徴とする荷電ビーム強度プロファイル測定装
置。1. A measuring plate which is installed so as to be perpendicular to a charged beam and has a linear marker and a dot marker disposed on a surface thereof; and a charged beam disposed on a charged beam irradiation side of the measuring plate. Detecting means for detecting a signal generated by irradiating the linear marker and the point-shaped marker, controlling rotation of the charged beam from a detection signal by the point-shaped marker, and parallelizing the charged beam to the linear marker. Rotation control means for adjusting so as to be, and arithmetic means for calculating a beam intensity profile of the charged beam from an output of the detection means based on a detection signal of the charged beam irradiated in parallel to the linear marker. Characterized charged beam intensity profile measurement device.
構成されており、 前記検出手段は、前記測定板のビーム照射面側に配設さ
れ、荷電ビームが前記点状マーカーまたは前記線状マー
カーに照射されて発生する反射電子あるいは二次電子を
検出する電子検出手段であることを特徴とする請求項
(1)記載の荷電ビーム強度プロファイル測定装置。2. The point-like marker is made of a beam-reflective material, and the detecting means is provided on a beam irradiation surface side of the measurement plate, and a charged beam is applied to the point-like marker or the linear marker. 2. A charged beam intensity profile measuring apparatus according to claim 1, wherein said detecting means is an electron detecting means for detecting reflected electrons or secondary electrons generated by irradiating the charged beam intensity.
構成されると共に前記線状マーカーはビーム透過性材料
から構成されており、 前記検出手段は、 前記測定板のビーム照射面側に配設され、荷電ビームが
前記点状マーカーに照射されて発生する反射電子あるい
は二次電子を検出する第1の電子検出手段と、 前記測定板のビーム照射面に対向する側に配設され、前
記線状マーカーを透過した荷電ビームを検出する第2の
電子検出手段とから構成されていることを特徴とする請
求項(1)記載の荷電ビーム強度プロファイル測定装
置。3. The point-like marker is made of a beam-reflective material and the linear marker is made of a beam-transmissive material, and the detecting means is provided on a beam irradiation surface side of the measurement plate. A first electron detecting means for detecting a reflected electron or a secondary electron generated by irradiating the point marker with a charged beam; and 2. A charged beam intensity profile measuring apparatus according to claim 1, further comprising second electron detecting means for detecting a charged beam transmitted through the marker.
はビーム透過性材料から構成されており、 前記検出手段は、 前記測定板のビーム照射面に対向する側に配設され、前
記点状マーカーまたは前記線状マーカーを透過した荷電
ビームを検出する電子検出手段から構成されていること
を特徴とする請求項(1)記載の荷電ビーム強度プロフ
ァイル測定装置。4. The point marker and the linear marker are made of a beam transmitting material, and the detecting means is provided on a side of the measuring plate facing a beam irradiation surface, and the point marker is provided. The charged beam intensity profile measuring apparatus according to claim 1, further comprising an electron detecting means for detecting a charged beam transmitted through the linear marker.
され、表面に線状マーカーと点状マーカーとを配置した
測定板を用意し、 前記測定板の前記点状マーカーに測定すべき荷電ビーム
を照射し、この荷電ビームを前記線状マーカーに平行と
なるように調整する回転角調整工程と、 前記線状マーカーに平行となるように調整された前記荷
電ビームを、前記線状マーカー上で走査し、この線状マ
ーカーによる検出信号から荷電ビームのビーム強度プロ
ファイルを算出するビーム強度プロファイル演算工程と
を具備したことを特徴とする荷電ビーム強度プロファイ
ルの測定方法。5. A measuring plate which is installed so as to be perpendicular to a charged beam and has a linear marker and a point marker disposed on a surface thereof is provided, and a charge to be measured on the point marker of the measuring plate is provided. A rotation angle adjusting step of irradiating a beam and adjusting the charged beam so as to be parallel to the linear marker; and adjusting the charged beam adjusted to be parallel to the linear marker on the linear marker. A beam intensity profile calculating step of calculating a beam intensity profile of the charged beam from a detection signal by the linear marker.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2261701A JP2952019B2 (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Charged beam intensity profile measuring apparatus and measuring method using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2261701A JP2952019B2 (en) | 1990-09-28 | 1990-09-28 | Charged beam intensity profile measuring apparatus and measuring method using the same |
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|---|---|
| JPH04137720A JPH04137720A (en) | 1992-05-12 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP2003077813A (en) * | 2001-09-05 | 2003-03-14 | Nikon Corp | Method of evaluating imaging performance of charged particle beam exposure apparatus, method of adjusting charged particle beam exposure apparatus, beam blur measuring apparatus, and charged particle beam exposure apparatus |
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