JPH03280340A - 荷電粒子線のビーム径測定装置 - Google Patents
荷電粒子線のビーム径測定装置Info
- Publication number
- JPH03280340A JPH03280340A JP2079618A JP7961890A JPH03280340A JP H03280340 A JPH03280340 A JP H03280340A JP 2079618 A JP2079618 A JP 2079618A JP 7961890 A JP7961890 A JP 7961890A JP H03280340 A JPH03280340 A JP H03280340A
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- Japan
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- amplitude
- circular oscillation
- straight line
- noise
- beam diameter
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- Pending
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- Electron Sources, Ion Sources (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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、例えばＩＣマスクパターンを露光する電子
ビーム露光装置における電子ビーム等の荷電粒子線のビ
ーム径を測定する測定装置の改良に関するものである。
ビーム露光装置における電子ビーム等の荷電粒子線のビ
ーム径を測定する測定装置の改良に関するものである。
第３図は例えば特開昭６２−１３３６５５号公報に示さ
れた従来の電子ビームのプローブ径を測定する測定装置
の構成を示す概略図である。この図にお（旭て（１）は
電子鏡筒部であり、電子ビーム（２）を発生する装Ｎ（
図示せず）と、上記電子ビームの集束部を一次元または
二次元的に偏向走査する偏向器Ｂ）を有する。（４）は
電子鏡筒部の下部に設けられた試料室、（四は試料室内
に設けられ動き得るようにされた試料台で、試料（６）
を載置する載置部（７）と、その側方に設けられた上下
微動装置（５）に装着され、図において上下方向に動き
得るようにされたナイフェツジ（９）と、ナイフェツジ
の下方に設けられたファラデーカップ叫とを有する。
（１１）は上述した各装置を制御する制御器、（１２）
は制御器からの指令信号にもとづいて試料台（５）の位
置を制御する試料台制御器、（１３）は上下微動装置の
上下方向の位置を制御する上下微動制御装置、（１４）
はファラデーカップで検出した信号を増幅する信号増幅
器、（１５）は信号増幅器の出力を微分する微分器で、
微分出力を制御器（１１）経由でＸＹレコーダ（１６）
のＹに入力する。Ｘには後述する偏向信号が入力される
。（１７）は制御器からの指令にもとづいて偏向器（３
）に偏向信号を与える偏向増幅器である。
れた従来の電子ビームのプローブ径を測定する測定装置
の構成を示す概略図である。この図にお（旭て（１）は
電子鏡筒部であり、電子ビーム（２）を発生する装Ｎ（
図示せず）と、上記電子ビームの集束部を一次元または
二次元的に偏向走査する偏向器Ｂ）を有する。（４）は
電子鏡筒部の下部に設けられた試料室、（四は試料室内
に設けられ動き得るようにされた試料台で、試料（６）
を載置する載置部（７）と、その側方に設けられた上下
微動装置（５）に装着され、図において上下方向に動き
得るようにされたナイフェツジ（９）と、ナイフェツジ
の下方に設けられたファラデーカップ叫とを有する。
（１１）は上述した各装置を制御する制御器、（１２）
は制御器からの指令信号にもとづいて試料台（５）の位
置を制御する試料台制御器、（１３）は上下微動装置の
上下方向の位置を制御する上下微動制御装置、（１４）
はファラデーカップで検出した信号を増幅する信号増幅
器、（１５）は信号増幅器の出力を微分する微分器で、
微分出力を制御器（１１）経由でＸＹレコーダ（１６）
のＹに入力する。Ｘには後述する偏向信号が入力される
。（１７）は制御器からの指令にもとづいて偏向器（３
）に偏向信号を与える偏向増幅器である。
このような構成において、試料（６）の面に集束される
電子ビームのビーム径の測定の仕方について説明する。
電子ビームのビーム径の測定の仕方について説明する。
先ず、ナイフェツジ（９）の先端部が電子ビーム（２）
の集束位置に来るように試料台（５１を制御器（１１）
及び試料台制御器（１２）によって移動させる。
の集束位置に来るように試料台（５１を制御器（１１）
及び試料台制御器（１２）によって移動させる。
次に偏向増幅器（１７）からの偏向信号を調整してナイ
フェツジ（９）を横切るように電子ビーム（２）を走査
し、透過ビーム電流を偏向信号と同期させてファラデー
カップ（ｌＯ）で検出する。この信号は第４図（Ａ）に
実線で示すようになる。
フェツジ（９）を横切るように電子ビーム（２）を走査
し、透過ビーム電流を偏向信号と同期させてファラデー
カップ（ｌＯ）で検出する。この信号は第４図（Ａ）に
実線で示すようになる。
ファラデーカップで検出さけた信号は、信号増幅器（１
４）及び微分器（１５）を介してＸＹレコーダ（Ｉ６）
のＹに入力され、他方ＸＹレコーダのＸには偏向信号が
入力されるためｘＹレコーダの出力は第４図（Ｂ）に実
線で示すようになる。なお、第４図（Ａ） （Ｂ）にお
いて横軸は電子ビーム集束部の走査位置、（Ａ）の縦軸
はファラデーカップの検出信号の強度、（Ｂ）の縦軸は
微分した検出信号の強度を夫々示す。ビーム径は微分検
出信号と、そのピーク値の１／ｅの直線との２つの交点
間の寸法、即ち第４図（Ｂ）におけるｄとして求めるこ
とができる。
４）及び微分器（１５）を介してＸＹレコーダ（Ｉ６）
のＹに入力され、他方ＸＹレコーダのＸには偏向信号が
入力されるためｘＹレコーダの出力は第４図（Ｂ）に実
線で示すようになる。なお、第４図（Ａ） （Ｂ）にお
いて横軸は電子ビーム集束部の走査位置、（Ａ）の縦軸
はファラデーカップの検出信号の強度、（Ｂ）の縦軸は
微分した検出信号の強度を夫々示す。ビーム径は微分検
出信号と、そのピーク値の１／ｅの直線との２つの交点
間の寸法、即ち第４図（Ｂ）におけるｄとして求めるこ
とができる。
しかし、このようにして求めたビーム径は、ノイズによ
る誤差を含んでいるため、ノイズの影響を少なくする手
段としてナイフェツジの上下方向の位置をいくつか選択
し、夫々について上述と同様の操作を行って夫々のビー
ム径ｄを求め、複数のデータから正しいビーム径を導（
ようにしている、即ち、第５図に示すように、縦軸にビ
ーム径、横軸にナイフェツジの上下方向の位置Ｚ（試料
の面を基準にして電子ビーム軸の下方に向う寸法）を設
定した図表に上述の各データ（ｄＬ、ｄｚ・・・・）を
表示し、これらのデータから最小二乗法等により図示の
ような最適直線を求め、この直線とＺ＝Ｏの直線との交
点であるｄＯを正しいビーム径として認識する。
る誤差を含んでいるため、ノイズの影響を少なくする手
段としてナイフェツジの上下方向の位置をいくつか選択
し、夫々について上述と同様の操作を行って夫々のビー
ム径ｄを求め、複数のデータから正しいビーム径を導（
ようにしている、即ち、第５図に示すように、縦軸にビ
ーム径、横軸にナイフェツジの上下方向の位置Ｚ（試料
の面を基準にして電子ビーム軸の下方に向う寸法）を設
定した図表に上述の各データ（ｄＬ、ｄｚ・・・・）を
表示し、これらのデータから最小二乗法等により図示の
ような最適直線を求め、この直線とＺ＝Ｏの直線との交
点であるｄＯを正しいビーム径として認識する。
従来の電子ビーム径測定装置は以上のように構成されて
いるため、偏向器の制御系統のノイズの影響により信号
増幅器（１４）の出力が第４図（Ａ）に点線で示すよう
に、ノイズがない場合（実線）に比してなだらかに変化
し、従って微分器（１５）の出力も第４図（［１）に点
線で示すように、ノイズがない場合（実線）に比して拡
がる傾向があるため、計測されたビーム径が実際のビー
ム径より大きくなるという問題点があった。
いるため、偏向器の制御系統のノイズの影響により信号
増幅器（１４）の出力が第４図（Ａ）に点線で示すよう
に、ノイズがない場合（実線）に比してなだらかに変化
し、従って微分器（１５）の出力も第４図（［１）に点
線で示すように、ノイズがない場合（実線）に比して拡
がる傾向があるため、計測されたビーム径が実際のビー
ム径より大きくなるという問題点があった。
この発明はこのような問題点を解消するためになされた
もので、ノイズの影響を除去して精度の高いビーム径測
定装置を提供しようとするものである。
もので、ノイズの影響を除去して精度の高いビーム径測
定装置を提供しようとするものである。
この発明に係るビーム径測定装置は、ビームに小振幅（
例えば１０μ脆）円オシレーションを重畳させると共に
、複数の円オシレーション振幅に対するビーム径を夫々
測定し、各測定結果から精度の高いビーム径を求めるよ
うにしたものである。
例えば１０μ脆）円オシレーションを重畳させると共に
、複数の円オシレーション振幅に対するビーム径を夫々
測定し、各測定結果から精度の高いビーム径を求めるよ
うにしたものである。
この発明によれば、ノイズに対して円オシレーション振
幅を大きくしていき、夫々の測定結果を上述の図表に表
すと直線に近くなるため、この直線と円オシレーション
振幅が０の直線との交点により正確なビーム径を求める
ことができる。
幅を大きくしていき、夫々の測定結果を上述の図表に表
すと直線に近くなるため、この直線と円オシレーション
振幅が０の直線との交点により正確なビーム径を求める
ことができる。
以下、この発明の一実施例を第１図について説明する。
この図において（１８）は電子鏡筒部に設けられた第２
の偏向器で、制御器（１１）に接続された第２の偏向増
幅器（１９）によって駆動され、電子ビーム（２１に高
速（例えば５ＭＨｚ）かつ小振幅（例えば１０μｍ）の
円オシレーションを重畳させるためのものである。
の偏向器で、制御器（１１）に接続された第２の偏向増
幅器（１９）によって駆動され、電子ビーム（２１に高
速（例えば５ＭＨｚ）かつ小振幅（例えば１０μｍ）の
円オシレーションを重畳させるためのものである。
その他の構成は従来の装置と同様であるため、相当部分
に同一符号を付して説明を省略する。
に同一符号を付して説明を省略する。
ビーム径の測定に際しては第２の偏向増幅器（１９）に
よって第２の偏向器（１８）を駆動し、電子ビーム（２
）に高速、小振幅の円オシレーションを重畳させた状態
で従来の装置と同様な手順で進める。
よって第２の偏向器（１８）を駆動し、電子ビーム（２
）に高速、小振幅の円オシレーションを重畳させた状態
で従来の装置と同様な手順で進める。
第２図は第５図と同様な図表であるが、横軸を円オシレ
ーション振幅としている。即ち、円オシレーションの振
幅を調整しながら、夫々に対応するビーム径の実測値（
図中の黒丸）を表したものである。
ーション振幅としている。即ち、円オシレーションの振
幅を調整しながら、夫々に対応するビーム径の実測値（
図中の黒丸）を表したものである。
今、１μｍの高周波ノイズがあるとすると、円オシレー
ションを重畳させずに計測した値は、１１μｍとなる。
ションを重畳させずに計測した値は、１１μｍとなる。
ここで高周波（例えば５ＭＨｚ）の円オシレーションを
電子ピームロに重畳させると、ノイズとオシレーション
とは、同期していないので、（計測値）＝（真のビーム
径）十 ノ ＋ オシレージ〒”？１Ｆｔ
Ｋ７となり、計測値は第２図中の黒丸のようになる。
電子ピームロに重畳させると、ノイズとオシレーション
とは、同期していないので、（計測値）＝（真のビーム
径）十 ノ ＋ オシレージ〒”？１Ｆｔ
Ｋ７となり、計測値は第２図中の黒丸のようになる。
ノイズに対して円オシレーション振幅が大きくなると、
黒丸の配列が直線的になることが上式からも理解し得る
。その近似した直線と円オシレーション振幅Ｏの直線と
の交点であるｄＯを真のビーム径として認識することが
できる。
黒丸の配列が直線的になることが上式からも理解し得る
。その近似した直線と円オシレーション振幅Ｏの直線と
の交点であるｄＯを真のビーム径として認識することが
できる。
以上の説明では第２の偏向Ｈ（１８）及び第２の偏向増
幅器（１９）を用いて電子ビーム（２）に高速小振幅内
オシレーションを重畳させる実施例を示したが、第２の
偏向器（１８）及び第２の偏向増幅器（１９）を用いる
ことなく、偏向増幅器（１７）の入力信号に高速小振幅
内オシレーション信号を重畳させて、偏向器（３）によ
って電子ビームを走査するようにしてもよい。
幅器（１９）を用いて電子ビーム（２）に高速小振幅内
オシレーションを重畳させる実施例を示したが、第２の
偏向器（１８）及び第２の偏向増幅器（１９）を用いる
ことなく、偏向増幅器（１７）の入力信号に高速小振幅
内オシレーション信号を重畳させて、偏向器（３）によ
って電子ビームを走査するようにしてもよい。
また、電子ビームに代えてイオンビームを発生させるよ
うにしても同様な効果を期待することができる。更に、
偏向器（３１及び第２の偏向器（１８）はコイル状のも
のとして示したが、偏向機能が得られるものであればど
のようなタイプのものでもよく、例えば平行平板電極で
あってもよい。
うにしても同様な効果を期待することができる。更に、
偏向器（３１及び第２の偏向器（１８）はコイル状のも
のとして示したが、偏向機能が得られるものであればど
のようなタイプのものでもよく、例えば平行平板電極で
あってもよい。
なお、以上の実施例ではビーム径が１０μｍの場合につ
いて例示したが、この発明は顕微鏡レベルのものから溶
接機レベルのもの、即ちサブミクロンレベルから１００
μｍを越えるレベルのものにまで適用し得るものである
や 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、小振幅内オシレーショ
ンをビームに重畳させると共に、複数の円オシレーショ
ン振幅に対するビーム径を夫々測定し、各測定結果から
ビーム径を求めるようにしたため、ノイズの影響を受け
ることなく正確なビーム径を求めることができる。
いて例示したが、この発明は顕微鏡レベルのものから溶
接機レベルのもの、即ちサブミクロンレベルから１００
μｍを越えるレベルのものにまで適用し得るものである
や 〔発明の効果〕 以上のようにこの発明によれば、小振幅内オシレーショ
ンをビームに重畳させると共に、複数の円オシレーショ
ン振幅に対するビーム径を夫々測定し、各測定結果から
ビーム径を求めるようにしたため、ノイズの影響を受け
ることなく正確なビーム径を求めることができる。
第１図はこの発明の一実施例を示す概略図、第２図は円
オシレーション振幅とビーム径との関係を示す図表、第
３図は従来の電子ビーム径測定装置を示す概略図、第４
図は走査位置に対する検出信号と微分検出信号との関係
を定性的に示す特性図、第５図はナイフェツジの高さと
ビーム径との関係を示す図表である。 図において口は電子ビーム、（３）は偏向器、（（５）
は試Ｕ台、（６）は試料、（９）はナイフェツジ、（！
ｌ）は制御器、（１４）は信号増幅器、（１５）は微分
器、（１７）は偏向増幅器、（１８）は第２の偏向器、
（１９）は第２の偏向増幅器である。 なお、図中同一符号は夫々相当部分を示す。 代 理 人 弁理士 大暑 増雄 第１図 第２図 ０ ２ ４ ｋ ８ Ｈ。 −ｍ−円大シレーシ１シを情υ（す −−（嚇５← ヨー 驚駁菅牟 餐や笥錠睦ヤ
オシレーション振幅とビーム径との関係を示す図表、第
３図は従来の電子ビーム径測定装置を示す概略図、第４
図は走査位置に対する検出信号と微分検出信号との関係
を定性的に示す特性図、第５図はナイフェツジの高さと
ビーム径との関係を示す図表である。 図において口は電子ビーム、（３）は偏向器、（（５）
は試Ｕ台、（６）は試料、（９）はナイフェツジ、（！
ｌ）は制御器、（１４）は信号増幅器、（１５）は微分
器、（１７）は偏向増幅器、（１８）は第２の偏向器、
（１９）は第２の偏向増幅器である。 なお、図中同一符号は夫々相当部分を示す。 代 理 人 弁理士 大暑 増雄 第１図 第２図 ０ ２ ４ ｋ ８ Ｈ。 −ｍ−円大シレーシ１シを情υ（す −−（嚇５← ヨー 驚駁菅牟 餐や笥錠睦ヤ
Claims (1)
- 荷電粒子線のビームを試料上に集束すると共に、上記ビ
ームの集束部を走査しながら複数の走査位置におけるビ
ームの径を夫々測定し、各測定結果からビーム径を求め
るようにしたものにおいて、上記ビームに小振幅内オシ
レーションを重畳させ、複数の円オシレーション振幅に
対するビーム径を夫々測定し、各測定結果からビーム径
を求めるようにしたことを特徴とする荷電粒子線のビー
ム径測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079618A JPH03280340A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 荷電粒子線のビーム径測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079618A JPH03280340A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 荷電粒子線のビーム径測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03280340A true JPH03280340A (ja) | 1991-12-11 |
Family
ID=13695049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2079618A Pending JPH03280340A (ja) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | 荷電粒子線のビーム径測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03280340A (ja) |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2079618A patent/JPH03280340A/ja active Pending
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