JPH0527834B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0527834B2 JPH0527834B2 JP20091984A JP20091984A JPH0527834B2 JP H0527834 B2 JPH0527834 B2 JP H0527834B2 JP 20091984 A JP20091984 A JP 20091984A JP 20091984 A JP20091984 A JP 20091984A JP H0527834 B2 JPH0527834 B2 JP H0527834B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion beam
- beam diameter
- current
- detector
- pattern
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 claims description 50
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
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- 238000004033 diameter control Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は集束イオンビーム装置のイオンビーム
径測定方法に関するものである。
径測定方法に関するものである。
最近、高輝度で微細なビーム径のイオン源をも
つ集束イオンビーム装置が作られ、微細デバイス
への応用に向け盛んに開発研究が進められてい
る。
つ集束イオンビーム装置が作られ、微細デバイス
への応用に向け盛んに開発研究が進められてい
る。
集束イオンビーム装置においてはビーム径の正
確な測定と制御とが必要とされる。イオンビーム
径の測定は従来イオンビームの走査照射位置に設
けたナイフエツジや細線あるいは結晶境界等のビ
ーム径測定パターンとビーム照射位置近傍に置い
た電流検出器とを用い、イオンビーム走査による
検出器電流変化からビーム径を測定することが主
に行なわれていた。
確な測定と制御とが必要とされる。イオンビーム
径の測定は従来イオンビームの走査照射位置に設
けたナイフエツジや細線あるいは結晶境界等のビ
ーム径測定パターンとビーム照射位置近傍に置い
た電流検出器とを用い、イオンビーム走査による
検出器電流変化からビーム径を測定することが主
に行なわれていた。
しかしながら、集束イオンビーム強度が強いた
め、ビーム径測定パターンの鋭利な境界端部のイ
オン照射エツチング損傷が大きく、そのため、ビ
ーム径測定誤差が入ることやデータの再現性が悪
いことが大きな問題点となつている。
め、ビーム径測定パターンの鋭利な境界端部のイ
オン照射エツチング損傷が大きく、そのため、ビ
ーム径測定誤差が入ることやデータの再現性が悪
いことが大きな問題点となつている。
第３図は集束イオンビーム装置のイオンビーム
径測定系の例を示す概略図である。イオン銃１１
から引出電極１２により引出されたイオンビーム
１３はレンズ１４，１５と質量分離器１６とで所
望の集束イオンビーム制御され、偏向器１７で走
査しながら試料ステージ１８に照射される。また
試料ステージ１８へのビーム照射の中断はブラン
キング電極１０で行なわれる。このときのイオン
ビーム径は試料ステージ１８上の一部に設けた、
例えばナイフエツジパターン１９とその下側に設
けた電流検出器２０とを用いビーム走査により、
電流検出器２０に得られた電流変化から見積るこ
とができる。あるいは、パターン１９の近傍に設
けた検出器２１を用い、検出器２１に得られた２
次電子電流変化からも同様にビーム径の見積りが
可能である。
径測定系の例を示す概略図である。イオン銃１１
から引出電極１２により引出されたイオンビーム
１３はレンズ１４，１５と質量分離器１６とで所
望の集束イオンビーム制御され、偏向器１７で走
査しながら試料ステージ１８に照射される。また
試料ステージ１８へのビーム照射の中断はブラン
キング電極１０で行なわれる。このときのイオン
ビーム径は試料ステージ１８上の一部に設けた、
例えばナイフエツジパターン１９とその下側に設
けた電流検出器２０とを用いビーム走査により、
電流検出器２０に得られた電流変化から見積るこ
とができる。あるいは、パターン１９の近傍に設
けた検出器２１を用い、検出器２１に得られた２
次電子電流変化からも同様にビーム径の見積りが
可能である。
第４図は、イオンビーム形状２２と得られる電
流検出器２０に得られる検出電流曲線２３とを模
式的に示したものである。イオンビームによるパ
ターン１９の損傷がないものとし、ビーム形状を
ガウシヤンと仮定すると、全電流Itotalの所定倍
（約12％と約88％）の電流値I1，I2に対応するビ
ーム走査位置変化２５がビームの半値幅２４に一
致する。しかしながら、実際上はパターン１９が
模式的に点線部２６迄エツチングされ、検出電流
曲線は２７の様にビーム走査方向に依存して曲線
２３からずれる。すなわち、走査方向が２８では
ビーム径を小さく、逆方向では大きく見積る方向
にずれる。この様なずれが生ずるときには、ビー
ム径の測定誤差を増すばかりでなく、パターン１
９端が破損されるため測定の再現性も得られな
い。
流検出器２０に得られる検出電流曲線２３とを模
式的に示したものである。イオンビームによるパ
ターン１９の損傷がないものとし、ビーム形状を
ガウシヤンと仮定すると、全電流Itotalの所定倍
（約12％と約88％）の電流値I1，I2に対応するビ
ーム走査位置変化２５がビームの半値幅２４に一
致する。しかしながら、実際上はパターン１９が
模式的に点線部２６迄エツチングされ、検出電流
曲線は２７の様にビーム走査方向に依存して曲線
２３からずれる。すなわち、走査方向が２８では
ビーム径を小さく、逆方向では大きく見積る方向
にずれる。この様なずれが生ずるときには、ビー
ム径の測定誤差を増すばかりでなく、パターン１
９端が破損されるため測定の再現性も得られな
い。
本発明の目的はイオンビーム電流値が所定範囲
内でパターン１９をイオンビームから遮蔽するこ
とによりパターン１９のエツチング損傷の問題を
改善することにある。
内でパターン１９をイオンビームから遮蔽するこ
とによりパターン１９のエツチング損傷の問題を
改善することにある。
本発明は、イオンビーム走査照射位置に設けた
鋭利な境界をもつビーム径測定パターンとビーム
照射位置近傍に置いた電流検出器とを用いてイオ
ンビーム走査による検出器電流の変化からビーム
径を見積るイオンビーム径測定方法において、前
記検出器電流値の一定の閾値範囲内でイオンビー
ムのブランキングを行うことを特徴とするイオン
ビーム径測定方法である。
鋭利な境界をもつビーム径測定パターンとビーム
照射位置近傍に置いた電流検出器とを用いてイオ
ンビーム走査による検出器電流の変化からビーム
径を見積るイオンビーム径測定方法において、前
記検出器電流値の一定の閾値範囲内でイオンビー
ムのブランキングを行うことを特徴とするイオン
ビーム径測定方法である。
以下に本発明の実施例を図によつて説明する。
第１図は本発明の方法によるイオンビーム測定系
の一例を示す概略図である。本実施例では集束イ
オンビーム系は第３図と同じであるが、その他に
検出器電流の閾値セツト用レジスタ３１と電流比
較器３２及び比較器からブランキングゲートへの
帰還回路３３とを設けている。
第１図は本発明の方法によるイオンビーム測定系
の一例を示す概略図である。本実施例では集束イ
オンビーム系は第３図と同じであるが、その他に
検出器電流の閾値セツト用レジスタ３１と電流比
較器３２及び比較器からブランキングゲートへの
帰還回路３３とを設けている。
本実施例におけるイオンビーム径測定方法を第
２図ａ，ｂに示す。すなわち、イオンビーム径測
定パターン１９端部を十分遠ざけた位置で、イオ
ンビーム検出電流値の零レベルと全電流値Itotal
とを予め調べておき、第２図ａの様に検出器電流
の零レベル側からイオンビームを走査してゆき、
検出器電流が所定の閾値４１を越えた時点でイオ
ンビームのブランキングを行ない走査を続ける。
全電流に対する閾値４１の比率はビーム形状に依
存するが、通常のイオンビーム径測定方法の様に
ガウシヤン半値幅を与える約12％にとればよい。
次いでイオンビームがパターン１９端から十分遠
ざかつた時点でブランキングをはずし、第２図ｂ
の様に逆方向２９にビーム走査をはじめる。その
際検出器電流値が第２の閾値４２まで減少した時
点で第２図ａと同様にイオンビームのブランキン
グを行なえば、第２図ｂ４３の様な検出器電流曲
線が得られ、２つの閾値４１，４２の間の走査距
離２５からビーム径の測定ができる。
２図ａ，ｂに示す。すなわち、イオンビーム径測
定パターン１９端部を十分遠ざけた位置で、イオ
ンビーム検出電流値の零レベルと全電流値Itotal
とを予め調べておき、第２図ａの様に検出器電流
の零レベル側からイオンビームを走査してゆき、
検出器電流が所定の閾値４１を越えた時点でイオ
ンビームのブランキングを行ない走査を続ける。
全電流に対する閾値４１の比率はビーム形状に依
存するが、通常のイオンビーム径測定方法の様に
ガウシヤン半値幅を与える約12％にとればよい。
次いでイオンビームがパターン１９端から十分遠
ざかつた時点でブランキングをはずし、第２図ｂ
の様に逆方向２９にビーム走査をはじめる。その
際検出器電流値が第２の閾値４２まで減少した時
点で第２図ａと同様にイオンビームのブランキン
グを行なえば、第２図ｂ４３の様な検出器電流曲
線が得られ、２つの閾値４１，４２の間の走査距
離２５からビーム径の測定ができる。
本実施例の場合、パターン１９の端部のイオン
ビームエツチング損傷の程度はブランキングを行
なわない場合に比べ第２図ａ，ｂの斜線部４４，
４５に示す積分強度比（約24％）程度に減少でき
る。また、イオンビーム径の概数が知れている場
合は、イオンビーム走査の最初からブランキング
を行ない、所定の閾値の直前直後でブランキング
をはずすことで原理的にイオンビームエツチング
損傷を十分小さくすることが可能である。従つ
て、本実施例によりエツチング損傷によるイオン
ビーム径測定の誤差や再現特性を大幅に改善で
き、所望のイオンビーム径の制御が可能になる。
ビームエツチング損傷の程度はブランキングを行
なわない場合に比べ第２図ａ，ｂの斜線部４４，
４５に示す積分強度比（約24％）程度に減少でき
る。また、イオンビーム径の概数が知れている場
合は、イオンビーム走査の最初からブランキング
を行ない、所定の閾値の直前直後でブランキング
をはずすことで原理的にイオンビームエツチング
損傷を十分小さくすることが可能である。従つ
て、本実施例によりエツチング損傷によるイオン
ビーム径測定の誤差や再現特性を大幅に改善で
き、所望のイオンビーム径の制御が可能になる。
なお、本実施例ではビーム径測定パターン１９
としてナイフエツジパターンを用いたが、代わり
に細線や種々の材料の劈開パターン、あるいは
種々の材料層の境界パターン等を用いた場合でも
同様な測定ができる。
としてナイフエツジパターンを用いたが、代わり
に細線や種々の材料の劈開パターン、あるいは
種々の材料層の境界パターン等を用いた場合でも
同様な測定ができる。
また本実施例では電流検出器としていわゆるフ
アラデーカツプ型の検出器２０を用いたが、代わ
りに２次電子検出器２１を用いた場合も同様な測
定ができる。
アラデーカツプ型の検出器２０を用いたが、代わ
りに２次電子検出器２１を用いた場合も同様な測
定ができる。
以上説明したように本発明によるイオンビーム
径測定方法によればビーム径測定パターンのエツ
チング損傷の問題を改善し、所望のイオンビーム
径の制御を実現する上で有用であり、集束イオン
ビーム装置による微細デバイスパターンの描画や
加工の目的を達成できる効果を有するものであ
る。
径測定方法によればビーム径測定パターンのエツ
チング損傷の問題を改善し、所望のイオンビーム
径の制御を実現する上で有用であり、集束イオン
ビーム装置による微細デバイスパターンの描画や
加工の目的を達成できる効果を有するものであ
る。
第１図は本発明の実施例の測定系を示す概略
図、第２図ａ，ｂは本発明の実施例を説明するた
めのイオンビーム形状と検出電流との関係を示す
図、第３図は集束イオンビーム装置のビーム径測
定系の従来例を示す概略図、第４図は従来のイオ
ンビーム径測定法によるイオンビーム形状と検出
電流との関係を示す図である。 １０……ブランキング電極、１１……イオン
銃、１２……引出電極、１３……イオンビーム、
１４，１５……レンズ、１６……質量分離器、１
７……偏向器、１８……試料ステージ、１９……
ビーム径測定パターン、２０……イオンビーム電
流検出器、２１……２次電子検出器、２４……半
値幅ビーム径、２５……検出ビーム径、２８，２
９……ビーム走査方向、３１……レジスタ、３２
……比較器、３３……ブランキングゲート帰還回
路、４１……第１の閾値電流、４２……第２の閾
値電流、４３……ブランキングを行つたときの検
出電流曲線、４４，４５……ビーム半値幅外側の
ビーム面積。
図、第２図ａ，ｂは本発明の実施例を説明するた
めのイオンビーム形状と検出電流との関係を示す
図、第３図は集束イオンビーム装置のビーム径測
定系の従来例を示す概略図、第４図は従来のイオ
ンビーム径測定法によるイオンビーム形状と検出
電流との関係を示す図である。 １０……ブランキング電極、１１……イオン
銃、１２……引出電極、１３……イオンビーム、
１４，１５……レンズ、１６……質量分離器、１
７……偏向器、１８……試料ステージ、１９……
ビーム径測定パターン、２０……イオンビーム電
流検出器、２１……２次電子検出器、２４……半
値幅ビーム径、２５……検出ビーム径、２８，２
９……ビーム走査方向、３１……レジスタ、３２
……比較器、３３……ブランキングゲート帰還回
路、４１……第１の閾値電流、４２……第２の閾
値電流、４３……ブランキングを行つたときの検
出電流曲線、４４，４５……ビーム半値幅外側の
ビーム面積。
Claims (1)
- １ イオンビームの走査照射位置に設けた鋭利な
境界をもつビーム径測定パターンとビーム照射位
置近傍に置いた電流検出器とを用いてイオンビー
ム走査による検出器電流の変化からビーム径を見
積るイオンビーム径測定方法において、前記検出
器電流値の一定の閾値範囲内においてイオンビー
ムのブランキングを行うことを特徴とするイオン
ビーム径測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20091984A JPS6177784A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | イオンビ−ム径測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20091984A JPS6177784A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | イオンビ−ム径測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6177784A JPS6177784A (ja) | 1986-04-21 |
| JPH0527834B2 true JPH0527834B2 (ja) | 1993-04-22 |
Family
ID=16432452
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20091984A Granted JPS6177784A (ja) | 1984-09-26 | 1984-09-26 | イオンビ−ム径測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6177784A (ja) |
-
1984
- 1984-09-26 JP JP20091984A patent/JPS6177784A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6177784A (ja) | 1986-04-21 |
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