JPH0533496B2 - - Google Patents
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- JPH0533496B2 JPH0533496B2 JP60200651A JP20065185A JPH0533496B2 JP H0533496 B2 JPH0533496 B2 JP H0533496B2 JP 60200651 A JP60200651 A JP 60200651A JP 20065185 A JP20065185 A JP 20065185A JP H0533496 B2 JPH0533496 B2 JP H0533496B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion beam
- deflection
- distortion
- detection element
- striped
- 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
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- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
この発明は、マスクレス注入装置等に使用され
るイオンビームの偏向歪修正方法とこの方法に使
用する偏向歪検出素子に関する。 （従来の技術） 近年半導体装置製作のために、マスクレスイオ
ン注入装置が開発され、使用されているが、この
マスクレスイオン注入装置においてはイオンビー
ムを偏向させることによつて半導体基板上にイオ
ンビーム描画することが行なわれている。 このイオンビーム描画を高精度に行なうには、
イオンビーム径を微細にすると共に、イオンビー
ムの偏向歪をなくす必要がある。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、通常イオンビームの偏向には静
電偏向系が用いられており、この静電偏向系の電
界歪のために偏向フイールドに糸巻き状歪等の偏
向歪が不可避的に発生し、したがつて従来のイオ
ン注入装置によるイオンビーム描画には精度上の
限界があつた。 この発明の目的は高精度のイオンビーム描画を
可能にするイオンビームにおける偏向歪の修正方
法に提案することにある。 この発明の他の目的はイオンビームの偏向歪を
正確に検出できる上記方法に使用する偏向歪検出
素子を提案することにある。 （問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するために、この発明では
イオンビームの照射により放出される二次電子の
放出レベルが異なるストライプ状領域をAlAsと
GaAsとにより周期的に形成し、この劈開断面を
表面とする偏向歪検出素子をＸ−Ｙ軸に対して傾
斜配置し、イオンビームを走査して検出される二
次電子信号の振幅、周期及び非対称性からイオン
ビーム偏向歪を測定し、該測定値に基いてイオン
ビームの走査用掃引信号を補正してイオンビーム
の偏向歪を修正するようにしたものである。 ここで、偏向歪検出素子としては、イオンビー
ムの照射により放出される二次電子の放出レベル
が異なる物質の膜を交互に積層した積層体を劈開
し、ストライプ状領域を周期的に設けた、例えば
ストライプ状領域がGaAs／AlAsのヘテロ周期構
造であつて、その領域幅が0.1μｍ以下のものが使
用される。 （作用） 即ち、この発明のようにイオンビームの照射に
より放出される二次電子の放出レベルが異なる領
域を周期的に設けた偏向歪検出素子表面に、マス
クレスイオン注入装置等に使用されるイオンビー
ムを走査させると、シオンビームが偏向歪検出表
面の上記領域を横切るたびに異なるレベルの二次
電子信号が得られる。この時、偏向歪検出素子の
表面が、AlAsとGaAsとにより周期的に形成さ
れ、この劈開断面を表面としているため、偏向歪
検出素子の表面は完全な平坦となり、二次電子の
放出特性は、表面状態に左右されず、正確な特性
が得られる。 そして、この二次電子信号はイオンビームに偏
向歪がある場合には偏向歪に応じて振幅、周期等
が変化し、また非対称性等が検出される。 そこで、この発明では二次電子信号の振幅、周
期等の変化、または非対称性等を検出することに
よりイオンビームの偏向歪を測定し、この測定値
に基いて前記イオンビームの走査用掃引信号等を
補正してイオンビームの偏向歪を修正する。 マスクレスイオン注入装置に使用されるイオン
ビームの偏向歪修正のための偏向歪検出素子とし
てはイオンビームの照射により放出される二次電
子の放出レベルが異なるストライプ状領域を周期
的に設けた、例えばストライプ状領域がGaAs／
AlAsのヘテロ周期構造であつて、その領域幅が
0.1μｍ以下のものが好ましいが、このように狭い
領域幅のストライプ状GaAs／AlAsのヘテロ周期
構造をイオンビームの偏向フイールド全面に形成
することは極めて困難である。 そこで、このような場合にはストライプ領域幅
が0.1μｍ以下のGaAs／Alsのヘテロ周期構造の偏
向歪検出素子をイオンビームの走査されるＸ−Ｙ
軸に対して45°の傾斜角で配置し、この領域角を
維持しながら偏向歪検出素子をイオンビームの偏
向フイールド全面に移動させて必要な箇所でこの
偏向歪検出素子表面にイオンビームを走査させて
二次電子信号を得るようにすればよい。 （実施例） 以下、この発明を図示の実施例に基いて説明す
ると、１はこの発明に係る偏向歪検出素子であ
る。偏向歪検出素子１は、この実施例では厚さ
300ÅのAlAsとGaAs半導体を３〜５層積層した
長さ約２mmの積層体を劈開して形成したものであ
り、その劈開断面にはストライプ状のAlAs半導
体領域２とストライプ状のGaAs半導体領域３と
が周期的に形成されており、この劈開断面を偏向
歪検出素子１の表面とする。 一方４はその表面に偏向歪検出素子１を固定す
るための精密ステージで、精密ステージ４はその
側部にこの精密ステージ４をＸ軸方向に移動させ
るためのパルスモータ５ａとＹ軸方向に移動させ
るためのパルスモータ５ｂを有しており、偏向歪
検出素子１は精密ステージ４の表面中央にＸ−Ｙ
軸に対して45°の傾斜角で配置される。 以上のように構成される偏向歪検出素子１を使
用したイオンビームの偏向歪の修正方法を次に説
明する。 第２図に示すように、通常偏向フイールドの形
状は静電偏向系の電界歪のため、理想的形状（正
方形PQRS）よりずれてP′Q′R′S′のような所謂糸
巻き歪等を生ずる。したがつてイオンビーム描画
のような高精度の描画を行うと、当初意図した位
置と異つた座標に描画が行なわれ、不正確な描画
となり、したがつてイオンビームの偏向歪を修正
する必要がある。 そこで、この実施例では先ず偏向歪検出素子１
を理想的な偏向フイールドPQRSの対角線QS上
に位置させ、偏向歪のない偏向フイールドPQRS
の中心Ｏを、集束イオンビームａが偏向歪検出素
子１を45°の角度で横切つて通過するように集束
イオンビームａを走査する。この場合、集束イオ
ンビームａは偏向歪検出素子１の表面Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄを通過して走査され、この際ストライプ状
のAlAs半導体領域２とストライプ状のGaAs半導
体領域２とストライプ状のGaAs半導体領域３か
らは二次電子が放出されるが、AlAsとGaAsの二
次電子放出率が異なり、AlAsの二次電子放出率
＞GaAsの二次電子放出率であるため、第４図の
信号のような二次電子信号が得られる。この場
合信号は振幅ｈ、周期ｗで、AB＝CDの対称
性信号となる。これを偏向歪のないときの二次電
子信号とする。 次に、パルスモータ５ａ，５ｂにより精密ステ
ージ４をＡ方向に例えば1μｍ程度の精度にて移
動させ、偏向歪検出素子１を第３図に示すような
位置に移動させる。ここで、集束イオンビームａ
を偏向フイールドPQRSのPS線に沿つて走査さ
せ、偏向歪検出素子１を横切るようにさせる。 この場合、集束イオンビームａに偏向歪がない
とすると、集束イオンビームａは偏向歪検出素子
１を45°の角度で横切り、信号と同一の二次電
子信号が得られる。しかし、実際の集束イオンビ
ームａによる走査形状には偏向歪があり、この場
合には集束イオンビームａは偏向歪検出素子１を
横切らず、PS線に対してθの角度歪をもつた
A′B′C′D′線で偏向歪検出素子１を横切ることに
なる。 この結果、得られる信号は第４図に示すよう
に振幅h′、周期ω′で、A′B′≠C′D′の非対称な二
次電子信号となる。 信号の振幅、周期、対称性等を、偏向歪のな
い信号のそれと比較することにより集束イオン
ビームａの偏向歪度合を測定することができる。 例えば、周期ω′、ωと角度歪（θ）との関係
は下表に示される。
るイオンビームの偏向歪修正方法とこの方法に使
用する偏向歪検出素子に関する。 （従来の技術） 近年半導体装置製作のために、マスクレスイオ
ン注入装置が開発され、使用されているが、この
マスクレスイオン注入装置においてはイオンビー
ムを偏向させることによつて半導体基板上にイオ
ンビーム描画することが行なわれている。 このイオンビーム描画を高精度に行なうには、
イオンビーム径を微細にすると共に、イオンビー
ムの偏向歪をなくす必要がある。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、通常イオンビームの偏向には静
電偏向系が用いられており、この静電偏向系の電
界歪のために偏向フイールドに糸巻き状歪等の偏
向歪が不可避的に発生し、したがつて従来のイオ
ン注入装置によるイオンビーム描画には精度上の
限界があつた。 この発明の目的は高精度のイオンビーム描画を
可能にするイオンビームにおける偏向歪の修正方
法に提案することにある。 この発明の他の目的はイオンビームの偏向歪を
正確に検出できる上記方法に使用する偏向歪検出
素子を提案することにある。 （問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するために、この発明では
イオンビームの照射により放出される二次電子の
放出レベルが異なるストライプ状領域をAlAsと
GaAsとにより周期的に形成し、この劈開断面を
表面とする偏向歪検出素子をＸ−Ｙ軸に対して傾
斜配置し、イオンビームを走査して検出される二
次電子信号の振幅、周期及び非対称性からイオン
ビーム偏向歪を測定し、該測定値に基いてイオン
ビームの走査用掃引信号を補正してイオンビーム
の偏向歪を修正するようにしたものである。 ここで、偏向歪検出素子としては、イオンビー
ムの照射により放出される二次電子の放出レベル
が異なる物質の膜を交互に積層した積層体を劈開
し、ストライプ状領域を周期的に設けた、例えば
ストライプ状領域がGaAs／AlAsのヘテロ周期構
造であつて、その領域幅が0.1μｍ以下のものが使
用される。 （作用） 即ち、この発明のようにイオンビームの照射に
より放出される二次電子の放出レベルが異なる領
域を周期的に設けた偏向歪検出素子表面に、マス
クレスイオン注入装置等に使用されるイオンビー
ムを走査させると、シオンビームが偏向歪検出表
面の上記領域を横切るたびに異なるレベルの二次
電子信号が得られる。この時、偏向歪検出素子の
表面が、AlAsとGaAsとにより周期的に形成さ
れ、この劈開断面を表面としているため、偏向歪
検出素子の表面は完全な平坦となり、二次電子の
放出特性は、表面状態に左右されず、正確な特性
が得られる。 そして、この二次電子信号はイオンビームに偏
向歪がある場合には偏向歪に応じて振幅、周期等
が変化し、また非対称性等が検出される。 そこで、この発明では二次電子信号の振幅、周
期等の変化、または非対称性等を検出することに
よりイオンビームの偏向歪を測定し、この測定値
に基いて前記イオンビームの走査用掃引信号等を
補正してイオンビームの偏向歪を修正する。 マスクレスイオン注入装置に使用されるイオン
ビームの偏向歪修正のための偏向歪検出素子とし
てはイオンビームの照射により放出される二次電
子の放出レベルが異なるストライプ状領域を周期
的に設けた、例えばストライプ状領域がGaAs／
AlAsのヘテロ周期構造であつて、その領域幅が
0.1μｍ以下のものが好ましいが、このように狭い
領域幅のストライプ状GaAs／AlAsのヘテロ周期
構造をイオンビームの偏向フイールド全面に形成
することは極めて困難である。 そこで、このような場合にはストライプ領域幅
が0.1μｍ以下のGaAs／Alsのヘテロ周期構造の偏
向歪検出素子をイオンビームの走査されるＸ−Ｙ
軸に対して45°の傾斜角で配置し、この領域角を
維持しながら偏向歪検出素子をイオンビームの偏
向フイールド全面に移動させて必要な箇所でこの
偏向歪検出素子表面にイオンビームを走査させて
二次電子信号を得るようにすればよい。 （実施例） 以下、この発明を図示の実施例に基いて説明す
ると、１はこの発明に係る偏向歪検出素子であ
る。偏向歪検出素子１は、この実施例では厚さ
300ÅのAlAsとGaAs半導体を３〜５層積層した
長さ約２mmの積層体を劈開して形成したものであ
り、その劈開断面にはストライプ状のAlAs半導
体領域２とストライプ状のGaAs半導体領域３と
が周期的に形成されており、この劈開断面を偏向
歪検出素子１の表面とする。 一方４はその表面に偏向歪検出素子１を固定す
るための精密ステージで、精密ステージ４はその
側部にこの精密ステージ４をＸ軸方向に移動させ
るためのパルスモータ５ａとＹ軸方向に移動させ
るためのパルスモータ５ｂを有しており、偏向歪
検出素子１は精密ステージ４の表面中央にＸ−Ｙ
軸に対して45°の傾斜角で配置される。 以上のように構成される偏向歪検出素子１を使
用したイオンビームの偏向歪の修正方法を次に説
明する。 第２図に示すように、通常偏向フイールドの形
状は静電偏向系の電界歪のため、理想的形状（正
方形PQRS）よりずれてP′Q′R′S′のような所謂糸
巻き歪等を生ずる。したがつてイオンビーム描画
のような高精度の描画を行うと、当初意図した位
置と異つた座標に描画が行なわれ、不正確な描画
となり、したがつてイオンビームの偏向歪を修正
する必要がある。 そこで、この実施例では先ず偏向歪検出素子１
を理想的な偏向フイールドPQRSの対角線QS上
に位置させ、偏向歪のない偏向フイールドPQRS
の中心Ｏを、集束イオンビームａが偏向歪検出素
子１を45°の角度で横切つて通過するように集束
イオンビームａを走査する。この場合、集束イオ
ンビームａは偏向歪検出素子１の表面Ａ、Ｂ、
Ｃ、Ｄを通過して走査され、この際ストライプ状
のAlAs半導体領域２とストライプ状のGaAs半導
体領域２とストライプ状のGaAs半導体領域３か
らは二次電子が放出されるが、AlAsとGaAsの二
次電子放出率が異なり、AlAsの二次電子放出率
＞GaAsの二次電子放出率であるため、第４図の
信号のような二次電子信号が得られる。この場
合信号は振幅ｈ、周期ｗで、AB＝CDの対称
性信号となる。これを偏向歪のないときの二次電
子信号とする。 次に、パルスモータ５ａ，５ｂにより精密ステ
ージ４をＡ方向に例えば1μｍ程度の精度にて移
動させ、偏向歪検出素子１を第３図に示すような
位置に移動させる。ここで、集束イオンビームａ
を偏向フイールドPQRSのPS線に沿つて走査さ
せ、偏向歪検出素子１を横切るようにさせる。 この場合、集束イオンビームａに偏向歪がない
とすると、集束イオンビームａは偏向歪検出素子
１を45°の角度で横切り、信号と同一の二次電
子信号が得られる。しかし、実際の集束イオンビ
ームａによる走査形状には偏向歪があり、この場
合には集束イオンビームａは偏向歪検出素子１を
横切らず、PS線に対してθの角度歪をもつた
A′B′C′D′線で偏向歪検出素子１を横切ることに
なる。 この結果、得られる信号は第４図に示すよう
に振幅h′、周期ω′で、A′B′≠C′D′の非対称な二
次電子信号となる。 信号の振幅、周期、対称性等を、偏向歪のな
い信号のそれと比較することにより集束イオン
ビームａの偏向歪度合を測定することができる。 例えば、周期ω′、ωと角度歪（θ）との関係
は下表に示される。
【表】
したがつて周期ω′、ωより角度歪（θ）が測
定され、更に角度歪（θ）とAB、A′B′よりＸ、
Ｙ座標のずれ△X′、△Y′が下式より求められる。 △X′＝AB−A′B′cosθ △Y′＝A′B′sinθ 具体的には、第１図に示すように集束イオンビ
ームａを偏向歪検出素子１上に走査して発生する
二次電子を二次電子増倍管６で受け、更にＡ／Ｄ
コンバータ７に通して得られた信号をコンピユー
タ８に導いて上述の測定値を算出させる。 更に、算出された偏向歪は前記イオンビームの
走査用掃引信号の補正器９に導いて集束イオンビ
ームａの偏向歪を修正する。 以上のような操作を偏向歪検出素子１をＡ方向
に、次にＢ方向に例えば1μｍずつ移動させ、偏
向フイールド全周についてPQRSとP′Q′R′S′との
ずれを測定し、修正して行くのである。 （発明の効果） 以上要するに、この発明によればマスクレスイ
オンビーム装置等集束イオンビームを使用する装
置において問題となるイオンビーム偏向の歪並び
にそれに伴なうイオンビーム径の位置的な変化を
精度良く測定し、これに基いてイオンビームの偏
向歪を修正することができるため、イオンビーム
による高精度、高品質描画を行なわせることがで
きる。
定され、更に角度歪（θ）とAB、A′B′よりＸ、
Ｙ座標のずれ△X′、△Y′が下式より求められる。 △X′＝AB−A′B′cosθ △Y′＝A′B′sinθ 具体的には、第１図に示すように集束イオンビ
ームａを偏向歪検出素子１上に走査して発生する
二次電子を二次電子増倍管６で受け、更にＡ／Ｄ
コンバータ７に通して得られた信号をコンピユー
タ８に導いて上述の測定値を算出させる。 更に、算出された偏向歪は前記イオンビームの
走査用掃引信号の補正器９に導いて集束イオンビ
ームａの偏向歪を修正する。 以上のような操作を偏向歪検出素子１をＡ方向
に、次にＢ方向に例えば1μｍずつ移動させ、偏
向フイールド全周についてPQRSとP′Q′R′S′との
ずれを測定し、修正して行くのである。 （発明の効果） 以上要するに、この発明によればマスクレスイ
オンビーム装置等集束イオンビームを使用する装
置において問題となるイオンビーム偏向の歪並び
にそれに伴なうイオンビーム径の位置的な変化を
精度良く測定し、これに基いてイオンビームの偏
向歪を修正することができるため、イオンビーム
による高精度、高品質描画を行なわせることがで
きる。
第１図は、この発明の一実施例を示す概略図、
第２図は同上の実施例において偏向歪検出素子の
移動範囲を示す平面図、第３図は同上の一部拡大
図、第４図は二次電子信号強度とイオンビーム走
査距離との関係曲線図で、第４図ａは歪のない場
合、第４図ｂは歪のある場合を示す。 図中、１は偏向歪検出素子、２はストライプ状
のAlAs半導体領域、３はストライプ状のGaAs半
導体領域。
第２図は同上の実施例において偏向歪検出素子の
移動範囲を示す平面図、第３図は同上の一部拡大
図、第４図は二次電子信号強度とイオンビーム走
査距離との関係曲線図で、第４図ａは歪のない場
合、第４図ｂは歪のある場合を示す。 図中、１は偏向歪検出素子、２はストライプ状
のAlAs半導体領域、３はストライプ状のGaAs半
導体領域。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ イオンビームの照射により放出される二次電
子の放出レベルが異なるストライプ状領域を
AlAsとGaAsとにより周期的に形成し、この劈開
断面を表面とする偏向歪検出素子をＸ−Ｙ軸に対
して傾斜配置し、イオンビームを走査して検出さ
れる二次電子信号の振幅、周期及び非対称性から
イオンビーム偏向歪を測定し、該測定値に基いて
イオンビームの走査用掃引信号を補正してイオン
ビームの偏向歪を修正することを特徴とするイオ
ンビームにおける偏向歪の修正方法。 ２ イオンビームの照射により放出される二次電
子の放出レベルが異なる物質の膜を交互に積層し
た積層体を劈開し、ストライプ状領域を周期的に
設けたことを特徴とするイオンビームにおける偏
向歪の修正方法に使用する偏向歪検出素子。 ３ 前記ストライプ状領域がGaAs／AlAsのヘテ
ロ周期構造である特許請求の範囲第２項記載の偏
向歪検出素子。 ４ 前記ストライプ状領域の幅が0.1μｍ以下であ
る特許請求の範囲第２項記載の偏向歪検出素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60200651A JPS6261256A (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | イオンビ−ムにおける偏向歪の修正方法とこの方法に使用する偏向歪検出素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60200651A JPS6261256A (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | イオンビ−ムにおける偏向歪の修正方法とこの方法に使用する偏向歪検出素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6261256A JPS6261256A (ja) | 1987-03-17 |
| JPH0533496B2 true JPH0533496B2 (ja) | 1993-05-19 |
Family
ID=16427945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60200651A Granted JPS6261256A (ja) | 1985-09-12 | 1985-09-12 | イオンビ−ムにおける偏向歪の修正方法とこの方法に使用する偏向歪検出素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6261256A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4818873A (en) * | 1987-10-30 | 1989-04-04 | Vickers Instruments (Canada) Inc. | Apparatus for automatically controlling the magnification factor of a scanning electron microscope |
| JP5302048B2 (ja) * | 2009-02-27 | 2013-10-02 | 株式会社神戸製鋼所 | イオン源におけるビーム照射電極の被膜除去装置、これを備えたイオン源、及びビーム照射電極の被膜除去用部材 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55112059A (en) * | 1979-02-22 | 1980-08-29 | Nec Corp | Clock extracting circuit |
| JPS56112059A (en) * | 1980-02-08 | 1981-09-04 | Jeol Ltd | Electron beam device |
| JPS56124234A (en) * | 1980-03-05 | 1981-09-29 | Hitachi Ltd | Correcting method for electron beam deflection |
-
1985
- 1985-09-12 JP JP60200651A patent/JPS6261256A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6261256A (ja) | 1987-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |