JPH0391228A - 荷電粒子ビーム径測定方法 - Google Patents
荷電粒子ビーム径測定方法Info
- Publication number
- JPH0391228A JPH0391228A JP1227017A JP22701789A JPH0391228A JP H0391228 A JPH0391228 A JP H0391228A JP 1227017 A JP1227017 A JP 1227017A JP 22701789 A JP22701789 A JP 22701789A JP H0391228 A JPH0391228 A JP H0391228A
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- mark
- stage
- electron
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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）
本発明は、高精度にビーム径が測定出来る荷電粒子ビー
ム径測定方法に関する。
ム径測定方法に関する。
（従来の技術）
走査電子顕微鏡や電子ビーム描画装置などの電子ビーム
装置では電子ビームが使用されており、又、イオン注入
装置やイオンビーム描画装置などのイオンビーム装置で
はイオンビームが使用されているが、いずれの装置にお
いても、電子ビームやイオンビームの径が正確に測定さ
れねばならない。
装置では電子ビームが使用されており、又、イオン注入
装置やイオンビーム描画装置などのイオンビーム装置で
はイオンビームが使用されているが、いずれの装置にお
いても、電子ビームやイオンビームの径が正確に測定さ
れねばならない。
さて、この様なビーム径の測定は、例えば電子ビームを
例にあげると、次のように行われている。
例にあげると、次のように行われている。
第３図は電子ビームの径を測定するための装置の概略を
示したもので、１は電子銃、２は集束レンズ、３は偏向
器、４は制御装置、５はＤＡ変換器、６はアンプ、７は
ステージ、８は材料、９はステージ移動駆動機構、１０
は反射電子検出器、１１はアンプ、１２はＡＤ変換器で
ある。前記材料上には該材料の材質（例えば、シリコン
）と異なった材質（例えば、金）の十字状若しくはＬ字
状マーク１３が蒸着等により形成されている。
示したもので、１は電子銃、２は集束レンズ、３は偏向
器、４は制御装置、５はＤＡ変換器、６はアンプ、７は
ステージ、８は材料、９はステージ移動駆動機構、１０
は反射電子検出器、１１はアンプ、１２はＡＤ変換器で
ある。前記材料上には該材料の材質（例えば、シリコン
）と異なった材質（例えば、金）の十字状若しくはＬ字
状マーク１３が蒸着等により形成されている。
この装置において、先ずマーク１３が光軸上に来る様に
ステージ７を移動させる。そして、電子銃１からの電子
ビームを集束レンズ２によってマーク１３上に集束させ
る。そして、制御装置４からＤＡ変換器５、アンプ６を
介して偏向器３にライン状走査信号を送ると、前記電子
ビームは前記マーク１３上から該マークの直線部を直角
に横切るように該マーク上を走査する。この走査により
、該マーク１３及び材料８から反射電子が発生され、反
射電子検出器１０に検出される。該反射電子検出器によ
り検出された反射電子に基づく信号は、アンプ１１、Ａ
Ｄ変換器１２を介して制御装置４に送られる。この反射
電子に基づく信号の変化は第４図に示すようになる。核
間において、横軸はビームの走査位置に対応し、縦軸は
反射電子信号強度に対応する。前記制御装置４は、反射
電子信号の強度が変化する走査位置のＳＡとＳＢの間の
距離に基づいて電子ビームの径を測定している。
ステージ７を移動させる。そして、電子銃１からの電子
ビームを集束レンズ２によってマーク１３上に集束させ
る。そして、制御装置４からＤＡ変換器５、アンプ６を
介して偏向器３にライン状走査信号を送ると、前記電子
ビームは前記マーク１３上から該マークの直線部を直角
に横切るように該マーク上を走査する。この走査により
、該マーク１３及び材料８から反射電子が発生され、反
射電子検出器１０に検出される。該反射電子検出器によ
り検出された反射電子に基づく信号は、アンプ１１、Ａ
Ｄ変換器１２を介して制御装置４に送られる。この反射
電子に基づく信号の変化は第４図に示すようになる。核
間において、横軸はビームの走査位置に対応し、縦軸は
反射電子信号強度に対応する。前記制御装置４は、反射
電子信号の強度が変化する走査位置のＳＡとＳＢの間の
距離に基づいて電子ビームの径を測定している。
（尚、実際には反射電子信号強度の９０％に対応する１
９０と１０％に対応する１１０の間の走査位置Ｓ＾−と
ＳＢ′間の距離に基づいて電子ビームの径を測定してい
る）。
９０と１０％に対応する１１０の間の走査位置Ｓ＾−と
ＳＢ′間の距離に基づいて電子ビームの径を測定してい
る）。
（発明が解決しようとする課題）
さて、この様なビーム径測定方法において、ビームでマ
ーク上を走査する場合、前記したように、制御装置４か
らの走査信号をＤＡ変換器５でアナログ信号に変換する
ことにより、第５図に示すようなステップ状の走査信号
を偏向器３に送っている。従って、ビームは該ＤＡ変換
器５の変換精度に基づいたステップ幅でマーク上を走査
する。通常、この様なりＡ変換器として１６ビツト程度
の変換精度のＤＡ変換器が使用されており、該１６ビツ
トのＤＡ変換器では、１ビツトの変化に対するビームの
ステップ幅は０．０２５μｍなので、０．０２５μｍ以
下のビーム径は測定できない。
ーク上を走査する場合、前記したように、制御装置４か
らの走査信号をＤＡ変換器５でアナログ信号に変換する
ことにより、第５図に示すようなステップ状の走査信号
を偏向器３に送っている。従って、ビームは該ＤＡ変換
器５の変換精度に基づいたステップ幅でマーク上を走査
する。通常、この様なりＡ変換器として１６ビツト程度
の変換精度のＤＡ変換器が使用されており、該１６ビツ
トのＤＡ変換器では、１ビツトの変化に対するビームの
ステップ幅は０．０２５μｍなので、０．０２５μｍ以
下のビーム径は測定できない。
この際、更に、高ビットのＤＡ変換器を使用することも
考えられるが、極めて高価である。
考えられるが、極めて高価である。
又、この様なビーム径の測定方法において、マークを含
む材料の光軸方向の高さが基準の高さから変化した場合
、マークを含む材料面上の走査幅が変化してしまう。即
ち、第６図に示すように、材料８がＨ８の高さにある時
を基準とし、所定の偏向角θてビームを振ったとき、材
料８上での走査幅をり、とすると、高さがＨｌの時の走
査幅はＬｌ、高さがＨ２の時の走査幅はＬ２となる。こ
の様に材料の高さが基準の高さから変化すると、ビーム
のステップ幅は変わらないのに、走査幅が変化するので
、ビームのステップ幅が異なり、ビーム径の測定に誤差
が発生する。この様な誤差が発生しないように、ビーム
径測定に入る前に、マーク検出を行って走査幅の補正を
行っている。即ち、先ず、マークが光軸上にくるように
、ステシフを移動させ、次に、ステージを基準走査幅に
対応した量だけ移動させ、次に、偏向器３に偏向信号を
送ってビームを逆方向に偏向させ、マークを検出する。
む材料の光軸方向の高さが基準の高さから変化した場合
、マークを含む材料面上の走査幅が変化してしまう。即
ち、第６図に示すように、材料８がＨ８の高さにある時
を基準とし、所定の偏向角θてビームを振ったとき、材
料８上での走査幅をり、とすると、高さがＨｌの時の走
査幅はＬｌ、高さがＨ２の時の走査幅はＬ２となる。こ
の様に材料の高さが基準の高さから変化すると、ビーム
のステップ幅は変わらないのに、走査幅が変化するので
、ビームのステップ幅が異なり、ビーム径の測定に誤差
が発生する。この様な誤差が発生しないように、ビーム
径測定に入る前に、マーク検出を行って走査幅の補正を
行っている。即ち、先ず、マークが光軸上にくるように
、ステシフを移動させ、次に、ステージを基準走査幅に
対応した量だけ移動させ、次に、偏向器３に偏向信号を
送ってビームを逆方向に偏向させ、マークを検出する。
この時に、この偏向量が基準走査幅と等しくなるように
偏向器３のアンプ６のゲインを調整することにより走査
幅の補正を行っている。
偏向器３のアンプ６のゲインを調整することにより走査
幅の補正を行っている。
しかし、この様な操作は厄介であり、時間が掛かってし
まう。
まう。
尚、別のビーム径の測定方法として、ステージ７上の端
部に材料８と同じ高さになるように、ナイフェツジを設
け、更に、該ナイフェツジの直下にファラデーカップを
設け、ビームでナイフェツジ上を走査し、該走査により
、ファラデーカップに補集されたビーム強度に基づく信
号から上記のようにビーム径を測定する方法などにも当
然のことなから同じ問題が発生する。又、同じような測
定方法を使ったイオンビームの径を測定する場合にも同
じような問題が発生する。
部に材料８と同じ高さになるように、ナイフェツジを設
け、更に、該ナイフェツジの直下にファラデーカップを
設け、ビームでナイフェツジ上を走査し、該走査により
、ファラデーカップに補集されたビーム強度に基づく信
号から上記のようにビーム径を測定する方法などにも当
然のことなから同じ問題が発生する。又、同じような測
定方法を使ったイオンビームの径を測定する場合にも同
じような問題が発生する。
本発明はこのような問題を解決することを目的としたも
のである。
のである。
（課題を解決するための手段）
その為に、本発明の荷電粒子ビーム径の測定方法は、荷
電粒子ビームの照射位置を固定した状態で、直線部を持
つマーク物体を、該マーク物体の直線部が該ビームを横
切るように移動させ、その移動量をレーザ測長系で測定
すると同時に、該移動によるマーク物体からの荷電粒子
に基づく信号を順次検出する際、前記レーザ測長系が測
定する移動量をアドレスとして前記マーク物体からの荷
電粒子に基づく信号を順次記憶装置に記憶させ、該記憶
した信号の内、信号強度が変化する部分のアドレスの情
報に基づいて荷電粒子ビーム径を測定する様にした。
電粒子ビームの照射位置を固定した状態で、直線部を持
つマーク物体を、該マーク物体の直線部が該ビームを横
切るように移動させ、その移動量をレーザ測長系で測定
すると同時に、該移動によるマーク物体からの荷電粒子
に基づく信号を順次検出する際、前記レーザ測長系が測
定する移動量をアドレスとして前記マーク物体からの荷
電粒子に基づく信号を順次記憶装置に記憶させ、該記憶
した信号の内、信号強度が変化する部分のアドレスの情
報に基づいて荷電粒子ビーム径を測定する様にした。
（実施例）
第１図は本発明の一実施例を示した電子ビーム径測定装
置の概略図である。図中前記第３図と同じ番号の付され
たものは同一構成要素である。
置の概略図である。図中前記第３図と同じ番号の付され
たものは同一構成要素である。
図中１４はレーザ測長器、１５は波形メモリである。
この様な装置において、先ずマーク１３が光軸上に来る
様にステージ移動駆動機構９によりステージ７を移動さ
せる。そして、電子銃１からの電子ビームを、集束レン
ズ２により該マーク１３上に集束させる。そして、この
状態で該電子ビームを固定したまま、制御装置４からス
テージ移動駆動機構９に、前記マーク１３の直線部分が
該電子ビームを直角に横切るような移動信号を与える。
様にステージ移動駆動機構９によりステージ７を移動さ
せる。そして、電子銃１からの電子ビームを、集束レン
ズ２により該マーク１３上に集束させる。そして、この
状態で該電子ビームを固定したまま、制御装置４からス
テージ移動駆動機構９に、前記マーク１３の直線部分が
該電子ビームを直角に横切るような移動信号を与える。
該ステージの移動により、該電子ビームはマーク１３及
び材料８上を照射するので該マーク及び材料８から反射
電子が発生され、反射電子検出器１０に検出される。該
ステージ７の移動量はレーザ測長器１４により常に監視
されており、該レーザ測長器は内蔵したカウンタ（図示
せず）により該ステージ７の移動量に対応して発生され
たパルスをカウントしている。前記波形メモリ１５は該
カウンタ（図示せず）がカウントアツプする毎、即ち、
該カウントするタイミングでアンプ１１及びＡＤ変換器
１２を介して送られて来る前記反射電子検出器１０から
の反射電子に基づく信号を記憶する。従って、前記レー
ザ測長器１４は前記ステージ７が、例えば、レーザ光の
波長λの１２０分の１ （０，００５７２μｍ）移動す
る毎に１個のパルスを発生しているので、前記波形メモ
リ１５は前記ステージ７が０．００５７２μｍ移動する
毎に、該移動量をアドレスとして前記反射電子検出器１
０からの信号を記憶している。この反射電子に基づく信
号は第２図に示すようになる。核間において、横軸はス
テージの移動量に対応し、縦軸は反射電子信号強度に対
応する。前記制御装置４は反射電子信号の強度が変化す
るステージ移動量の値ＴＡとＴＢの間の距離に基づいて
電子ビームの径を測定している。（尚、実際には反射電
子信号強度の９０％に対応するＩ９０と１０％に対応す
る１１゜の値のステージ移動量の値Ｔ八−とＴＢ′間の
距離に基づいて電子ビームの径を測定している）。核間
において、該横軸のステージ移動量のステップ幅は０．
００５７２μｍであり、このステップ幅まで高精度にビ
ーム径を測定できる。
び材料８上を照射するので該マーク及び材料８から反射
電子が発生され、反射電子検出器１０に検出される。該
ステージ７の移動量はレーザ測長器１４により常に監視
されており、該レーザ測長器は内蔵したカウンタ（図示
せず）により該ステージ７の移動量に対応して発生され
たパルスをカウントしている。前記波形メモリ１５は該
カウンタ（図示せず）がカウントアツプする毎、即ち、
該カウントするタイミングでアンプ１１及びＡＤ変換器
１２を介して送られて来る前記反射電子検出器１０から
の反射電子に基づく信号を記憶する。従って、前記レー
ザ測長器１４は前記ステージ７が、例えば、レーザ光の
波長λの１２０分の１ （０，００５７２μｍ）移動す
る毎に１個のパルスを発生しているので、前記波形メモ
リ１５は前記ステージ７が０．００５７２μｍ移動する
毎に、該移動量をアドレスとして前記反射電子検出器１
０からの信号を記憶している。この反射電子に基づく信
号は第２図に示すようになる。核間において、横軸はス
テージの移動量に対応し、縦軸は反射電子信号強度に対
応する。前記制御装置４は反射電子信号の強度が変化す
るステージ移動量の値ＴＡとＴＢの間の距離に基づいて
電子ビームの径を測定している。（尚、実際には反射電
子信号強度の９０％に対応するＩ９０と１０％に対応す
る１１゜の値のステージ移動量の値Ｔ八−とＴＢ′間の
距離に基づいて電子ビームの径を測定している）。核間
において、該横軸のステージ移動量のステップ幅は０．
００５７２μｍであり、このステップ幅まで高精度にビ
ーム径を測定できる。
尚、この様なビーム径測定方法はイオンビームの径を測
定する場合にも当然応用可能である。
定する場合にも当然応用可能である。
（発明の効果）
本発明は、荷電粒子ビームの照射位置を固定した状態で
、直線部を持つマーク物体を、該マーク物体の直線部が
該ビームを横切るように移動させ、その移動量をレーザ
測長系で測定すると同時に、該移動によるマーク物体か
らの荷電粒子に基づく信号を順次検出する際、前記レー
ザ測長系が測定する移動量をアドレスとして前記マーク
物体からの荷電粒子に基づく信号を順次記憶装置に記憶
させ、該記憶した信号の内、信号強度が変化する部分の
アドレスの情報に基づいて荷電粒子ビーム径を測定する
様にしているので、高価な高精度ＤＡ変換器を使わずに
、レーザ測長系で使用されているレーザ光波長の１００
数十分の１の精度まで安価にビームを測定できる。又、
径が測定される荷電粒子ビームを移動させずに、マーク
物体が形成された材料を移動させるようにしたので、材
料面の高さに関係なく正確にビーム径が測定できるので
、高さ変化による厄介な補正操作が不要となる。
、直線部を持つマーク物体を、該マーク物体の直線部が
該ビームを横切るように移動させ、その移動量をレーザ
測長系で測定すると同時に、該移動によるマーク物体か
らの荷電粒子に基づく信号を順次検出する際、前記レー
ザ測長系が測定する移動量をアドレスとして前記マーク
物体からの荷電粒子に基づく信号を順次記憶装置に記憶
させ、該記憶した信号の内、信号強度が変化する部分の
アドレスの情報に基づいて荷電粒子ビーム径を測定する
様にしているので、高価な高精度ＤＡ変換器を使わずに
、レーザ測長系で使用されているレーザ光波長の１００
数十分の１の精度まで安価にビームを測定できる。又、
径が測定される荷電粒子ビームを移動させずに、マーク
物体が形成された材料を移動させるようにしたので、材
料面の高さに関係なく正確にビーム径が測定できるので
、高さ変化による厄介な補正操作が不要となる。
第１図は本発明の一実施例を示した電子ビームの径測定
装置の概略図、第２図は反射電子信号のステージの移動
量に対する変化量を表した図、第３図は従来のビーム径
測定方法を説明するために使用した電子ビーム径測定装
置の概略図、第４図は反射電子信号のビーム走査位置に
対する変化量を表した図、第５図は制御装置から偏向器
に送られるステップ状の走査信号を表わした図、第６図
は材料の高さに対応したビームの偏向幅を表した図であ
る。 ０ １・・・・・・・・・電子銃 ２・・・・・・・・・集束レンズ ３・・・・・・・・・偏向器 ４・・・・・・・・・制御装置 ５・・・・・・・・・ＤＡ変換器 ６・・・・・・・・・アンプ ７・・・・・・・・・ステージ ８・・・・・・・・・材料 ９・・・・・・・・・ステージ移動駆動機構０・・・・
・・・・・反射電子検出器 １・・・・・・・・・アンプ ２・・・・・・・・・ＡＤ変換器 ３・・・・・・・・・マーク ４・・・・・・・・・レーザ測長器 ５・・・・・・・・・波形メモリ
装置の概略図、第２図は反射電子信号のステージの移動
量に対する変化量を表した図、第３図は従来のビーム径
測定方法を説明するために使用した電子ビーム径測定装
置の概略図、第４図は反射電子信号のビーム走査位置に
対する変化量を表した図、第５図は制御装置から偏向器
に送られるステップ状の走査信号を表わした図、第６図
は材料の高さに対応したビームの偏向幅を表した図であ
る。 ０ １・・・・・・・・・電子銃 ２・・・・・・・・・集束レンズ ３・・・・・・・・・偏向器 ４・・・・・・・・・制御装置 ５・・・・・・・・・ＤＡ変換器 ６・・・・・・・・・アンプ ７・・・・・・・・・ステージ ８・・・・・・・・・材料 ９・・・・・・・・・ステージ移動駆動機構０・・・・
・・・・・反射電子検出器 １・・・・・・・・・アンプ ２・・・・・・・・・ＡＤ変換器 ３・・・・・・・・・マーク ４・・・・・・・・・レーザ測長器 ５・・・・・・・・・波形メモリ
Claims (1)
- 荷電粒子ビームの照射位置を固定した状態で、直線部を
持つマーク物体を、該マーク物体の直線部が該ビームを
横切るように移動させ、その移動量をレーザ測長系で測
定すると同時に、該移動によるマーク物体からの荷電粒
子に基づく信号を順次検出する際、前記レーザ測長系が
測定する移動量をアドレスとして前記マーク物体からの
荷電粒子に基づく信号を順次記憶装置に記憶させ、該記
憶した信号の内、信号強度が変化する部分のアドレスの
情報に基づいて荷電粒子ビーム径を測定する様にした荷
電粒子ビーム径の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1227017A JPH0391228A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 荷電粒子ビーム径測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1227017A JPH0391228A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 荷電粒子ビーム径測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0391228A true JPH0391228A (ja) | 1991-04-16 |
Family
ID=16854213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1227017A Pending JPH0391228A (ja) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | 荷電粒子ビーム径測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0391228A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008004597A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Canon Inc | 荷電粒子線描画方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| JP2008004596A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Canon Inc | 荷電粒子線描画方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
-
1989
- 1989-09-01 JP JP1227017A patent/JPH0391228A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008004597A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Canon Inc | 荷電粒子線描画方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| JP2008004596A (ja) * | 2006-06-20 | 2008-01-10 | Canon Inc | 荷電粒子線描画方法、露光装置、及びデバイス製造方法 |
| US8692218B2 (en) | 2006-06-20 | 2014-04-08 | Canon Kabushiki Kaisha | Charged particle beam exposure apparatus |
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