JPH09306400A - 電子ビ―ム計測用ナイフエッジ及びその製法並びに電子ビ―ム計測用ナイフエッジを用いた電子ビ―ム計測法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電子ビ―ム計測用ナイフエッジを、それを用
いて電子ビームの第１及び第２の走査方向の径及びエッ
ジだれを、ともに高精度に測定できるものとして得る。 【解決手段】 平らな主面と、その主面に対して垂直な
第１及び第２の面を少なくとも有する基板を有し、その
基板の第１及び第２の面のそれぞれ上に、互いに異なる
電子ビーム透過率または反射率もしくは２次電子放出率
を有する２つの層が積層されている積層体が、それを構
成している２つの層の間の界面をナイフエッジとするよ
うに形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路を
製造したり、評価したりするのに用い得る電子ビ―ム装
置における電子ビ―ムの径またはエッジだれを測定する
のに用いる電子ビ―ム計測用ナイフエッジ、及びその製
法、並びに電子ビ―ム計測用ナイフエッジを用いた電子
ビ―ム計測法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図６及び図７を伴って、次に述べ
る電子ビ―ム計測法が特願平０５−２７３０４０号にお
いて提案されている。

【０００３】まず、従来提案されている電子ビ―ム計測
法にいられている従来の電子ビ―ム計測用ナイフエッジ
を述べるに、図６において符号１で示され、互に平行に
相対する平らな主面３ａ及び３ｂと、それら主面３ａ及
び３ｂに対して垂直な面４を有する基板２を有し、そし
て、その基板２の面４上に、互に異なる電子ビーム透過
率または反射率もしくは２次電子放出率を有する第１及
び第２の層６及び７がそれらの順に積層されている積層
体５が、第１及び第２の層６及び７間の界面をナイフエ
ッジ８とするように形成されている、という構成を有す
る。

【０００４】この場合、積層体５を構成している第１の
層６は、原子番号の比較的小さなＢ、Ｃ、Ｂｅ、Ａｌ、
Ｓｉなどの元素、またはそれらの元素を含むＢ₄ Ｃ、Ｂ
Ｎ、ＳｉＣ、ＳｉＮなどの化合物でなる軽元素を主成分
とする層でなる。また、積層体５を構成している第２の
層７は、原子番号の比較的大きなＷ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐ
ｔ、Ｒｕ、Ｒｈなどの元素、またはそれら元素を含む化
合物などでなる、重元素を主成分とする層でなる。な
お、第１の層６が軽元素を主成分とする層でなる場合、
その第１の層６は電子ビームに対して比較的高い透過率
を有し且つ電子ビームに対して比較的低い反射率を有
し、また、第２の層７が重元素を主成分とする層でなる
場合、その第２の層７は電子ビームに対して比較的低い
透過率を有し且つ電子ビームに対して比較的高い反射率
を有する。なお、第１の層６が軽元素を主成分とする層
でなり、また第２の層７が重元素を主成分とする層でな
る場合、第１及び第２の層６及び７は、互に異なる２次
電子放出率を有する。

【０００５】以上が、従来提案されている電子ビ―ム計
測法に用いられている電子ビ―ム計測用ナイフエッジで
ある。

【０００６】次に、図６に示す上述した従来の電子ビ―
ム計測用ナイフエッジ１を用いた、従来の電子ビ―ム計
測法を述べるに、その１つは、上述した電子ビ―ム計測
用ナイフエッジ１の基板２の主面３ａを、電子銃（図示
せず）から走査系（図示せず）を通して得られる電子ビ
ームＢによって、図６及び図７Ａに示すように、積層体
５の第１及び第２の層６及び７間の界面でなるナイフエ
ッジ８を例えば垂直に横切るようにｘ方向に走査し、そ
れによって基板２の主面３ｂ側に透過して得られる電子
Ｂ′の強度を、電子検出器（図示せず）によって検出
し、その電子検出器から出力される図７Ｂに示すような
検出信号Ｓの、ナイフエッジ８に対応して立ち下ってい
る部の幅が、電子ビームＢの基板２の主面３ａ上を走査
する方向にみた径に対応することから、その検出信号Ｓ
の、ナイフエッジ８に対応して立ち下っている部の最大
レベルの例えば１０％の位置と９０％の位置との間で定
義される幅ｄを、電子ビームＢの基板２の主面３ａ上を
走査するｘ方向の径として、信号処理回路（図示せず）
での処理によって測定する。

【０００７】また、図６に示す従来の電子ビ―ム計測用
ナイフエッジ１を用いた、従来の電子ビ―ム計測法の他
の１つは、電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１の基板２の
主面３ａを、上述したのと同様に得られる電子ビームＢ
によって走査し、それによって基板２の主面３ｂ側に透
過して得られる電子Ｂ′の強度を、電子検出器によって
検出し、その電子検出器から出力される図７Ｂに示すよ
うな検出信号Ｓを、信号処理回路（図示せず）で２次微
分し、その信号処理回路で得られる図７Ｃに示すような
２次微分信号Ｓ′の、ナイフエッジ８に対応して立ち下
っている部の幅が、電子ビームＢの基板２の主面３ａ上
を走査するｘ方向にみたエッジだれに対応することか
ら、その部の幅ｄ′を、電子ビームＢの基板２の主面３
ａ上を走査する方向にみたエッジだれとして、信号処理
回路での処理によって測定する。

【０００８】以上が、図６に示す従来の電子ビ―ム計測
用ナイフエッジを用いた、従来の電子ビ―ム計測法であ
る。

【０００９】上述した従来の電子ビ―ム計測法によれ
ば、用いる図６に示す従来の電子ビ―ム計測用ナイフエ
ッジ１のナイフエッジ８が、基板２の面４上に形成され
た積層体５を構成している第１及び第２の層６及び７間
の界面によって形成されているので、そのナイフエッジ
８が、電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１の基板２の主面
３ａに対して高い垂直性を有し且つ高い平坦性を有し、
このため、上述した従来の電子ビ―ム計測法の１つの場
合、電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１の基板２の主面３
ａ上を走査する電子ビームＢが、基板２の主面３ａ上で
みて、ナノオーダのような微細な径を有していても、そ
の電子ビームＢのｘ方向の径を高精度に測定することが
でき、また、上述した従来の電子ビ―ム計測法の他の１
つの場合、同様に走査する電子ビームＢが、同様に、基
板２の主面３ａ上でみて、ナノオーダのような微細なエ
ッジだれを有していても、その電子ビームＢのｘ方向の
エッジだれを高精度に測定することができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図６及び図７を伴って
上述した従来の電子ビ―ム計測法の場合、用いる電子ビ
―ム計測用ナイフエッジ１が、基板２の主面３ａに対し
て垂直な１つの面４上に形成されている積層体５を構成
している第１及び第２の層６及び７の界面による１つの
ナイフエッジ８しか有しないため、電子ビームＢのｘ方
向という１つの方向の径及びエッジだれしか測定するこ
とができず、また、このため、電子ビームＢを得る電子
銃及び走査系において非点収差が生じていても、それを
高精度に補正することができない、という欠点を有して
いた。

【００１１】よって、本発明は、上述した欠点のない、
新規な電子ビ―ム計測用ナイフエッジ、及びその製法、
並びに電子ビ―ム計測用ナイフエッジを用いた電子ビ―
ム計測法を提案せんとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願第１番目の発明によ
る電子ビ―ム計測用ナイフエッジは、平らな主面と、
その主面に対して垂直な第１及び第２の面を少なくとも
有する基板を有し、そして、その基板の第１の面上
に、互いに異なる電子ビーム透過率または反射率もしく
は２次電子放出率を有する第１及び第２の層がそれらの
順に積層されている第１の積層体が上記第１及び第２の
層間の界面を第１のナイフエッジとするように形成され
ているとともに、上記基板の第２の面上に、互いに異
なる電子ビーム透過率または反射率もしくは２次電子放
出率を有する第３及び第４の層が積層されている第２の
積層体が上記第３及び第４の層間の界面を第２のナイフ
エッジとするように形成されている。

【００１３】この場合、上記第１の積層体の第１の層と
上記第２の積層体の第３の層とが同じ電子ビーム透過率
または反射率もしくは２次電子放出率を有し、また、上
記第１の積層体の第２の層と上記第２の積層体の第４の
層とが同じ電子ビーム透過率または反射率もしくは２次
電子放出率を有するのを可とする。また、上記第１の積
層体の第１の層と上記第２の積層体の第３の層とが軽元
素を主成分とする層でなり、また、上記第２の積層体の
第２の層と上記第２の積層体の第４の層とが重元素を主
成分とする層でなるのを可とする。さらに、上記第１の
面と上記第２の面とが連接し、上記第１の積層体の第１
の層と上記第２の積層体の第３の層とが、上記第１及び
第２の面上に連続して延長している第１の電子ビーム透
過率または反射率もしくは２次電子放出率を有する層
の、上記第１の面上の部及び上記第３の層の上記第２の
面上の部でそれぞれなり、上記第１の積層体の第２の層
と上記第３の積層体の第３の層とが、上記第１の電子ビ
ーム透過率または反射率もしくは２次電子放出率を有す
る層上に延長している第２の電子ビーム透過率または反
射率もしくは２次電子放出率を有する層の、上記第１の
層上の部及び上記第４の層の上記第３の層上の部でそれ
ぞれなるのを可とする。

【００１４】本願第２番目の発明による電子ビ―ム計測
用ナイフエッジの製法は、平らな第１の主面を有する
第１の基板を用意する工程と、上記第１の基板に対す
るその第１の主面側からのエッチンク処理によって、上
記第１の基板から、その第１の主面の一部でなる第１の
面と、その第１の面の一端から上記第１の面に対して垂
直に延長している第２の面と、その第２の面の延長端か
らその第２の面に対して垂直に延長している第３の面と
を少なくとも有する第２の基板を形成する工程と、上
記第２の基板の第１の面上に互に異なる電子ビーム透過
率または反射率もしくは２次電子放出率を有する第１及
び第２の層がそれらの順に積層されている第１の積層体
を形成し、上記第２の基板の第２の面上に互に異なる電
子ビーム透過率または反射率もしくは２次電子放出率を
有する第３及び第４の層がそれらの順に積層されている
第２の積層体を形成し、上記第２の基板の第３の面に互
に異なる電子ビーム透過率または反射率もしくは２次電
子放出率を有する第５及び第６の層がそれらの順に積層
されている第３の積層体を形成することによって、上記
第２の基板から、その第１、第２及び第３の面でなる第
４、第５及び第６の面上にそれぞれ上記第１、第２及び
第３の積層体が形成されている第３の基板を形成する工
程と、上記第３の基板から、その第４、第５及び第６
の面に対して垂直な相対向する第２及び第３の主面を有
するとともに、上記第３の基板の第４の面の一部でなる
第７の面上に上記第１の積層体の一部でなる第４の積層
体が形成され、上記第３の基板の第５の面の一部でなる
第８の面上に上記第２の積層体の一部でなる第５の積層
体が形成され、上記第３の基板の第６の面の一部でなる
第９の面上に上記第３の積層体の一部でなる第６の積層
体が形成されている第４の基板を形成する工程とを有す
る。

【００１５】この場合、上記第１の積層体の第１の層と
上記第２の積層体の第３の層と上記第３の積層体の第５
の層とが同じ電子ビーム透過率または反射率もしくは２
次電子放出率を有し、また、上記第１の積層体の第２の
層と上記第２の積層体の第４の層と上記第４の積層体の
第６の層とが同じ電子ビーム透過率または反射率もしく
は２次電子放出率を有するのを可とする。また、上記第
１の積層体の第１の層と上記第２の積層体の第３の層と
上記第３の積層体の第５の層とが軽元素を主成分とする
層でなり、また、上記第１の積層体の第２の層と上記第
２の積層体の第４の層と上記第３の積層体の第６の層と
が重元素を主成分とする層でなるのを可とする。さら
に、上記第２の基板を形成する工程において、上記第２
の基板を、第１の面と第２の面と第３の面とがそれらの
順に連接するように形成し、上記第３の基板を形成する
工程において、上記第３の基板を、上記第２の基板の第
１、第２及び第３の面上に連続延長している第１の電子
ビーム透過率または反射率もしくは２次電子放出率を有
する第７の層を形成し、その第７の層上に第２の電子ビ
ーム透過率または反射率もしくは２次電子放出率を有す
る第８の層を形成することによって、上記第１の積層体
の第１の層と上記第２の積層体の第３の層と上記第３の
積層体の第５の層とが上記第７の層の上記第１、第２及
び第３の面上の部でそれぞれなるものとし、上記第１の
積層体の第２の層と上記第２の積層体の第４の層と上記
第３の積層体の第６の層とが上記第８の層の上記第１、
第２及び第３の層上の部でそれぞれなるものとして形成
するのを可とする。

【００１６】本願第３番目の発明による電子ビ―ム計測
用ナイフエッジを用いた電子ビ―ム計測法は、本願第
１番目の発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジを用
い、そして、その電子ビ―ム計測用ナイフエッジの上
記基板の上記主面上に、電子ビ―ムを上記第１及び第２
のナイフエッジをそれぞれ横切るようにそれぞれ第１及
び第２の方向に順次走査させ、それら電子ビームの第１
及び第２の方向の走査によって上記基板をそれぞれ透過
または反射して得られる第１及び第２の電子または上記
基板からそれぞれ放出されて得られる第１及び第２の２
次電子をそれぞれ第１及び第２の検出信号として強度検
出し、上記第１の検出信号の、上記第１のナイフエッ
ジに対応して得られる立上っているまたは立下っている
部の幅を、及び上記第２の検出信号の上記第２のナイフ
エッジに対応して得られる立ち上っているまたは立ち下
っている部の幅を、上記電子ビ―ムの上記第１の方向、
及び上記第２の方向のそれぞれの径としてそれぞれ測定
する。

【００１７】本願第４番目の発明による電子ビ―ム計測
用ナイフエッジを用いた電子ビ―ム計測法は、本願第
１番目の発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジを用
い、そして、その電子ビ―ム計測用ナイフエッジの上
記基板の上記主面上に、電子ビ―ムを上記第１及び第２
のナイフエッジをそれぞれ横切るようにそれぞれ第１及
び第２の方向に順次走査させ、それら電子ビームの第１
及び第２の方向の走査によって上記基板をそれぞれ透過
または反射して得られる第１及び第２の電子または上記
基板からそれぞれ放出されて得られる第１及び第２の２
次電子をそれぞれ第１及び第２の検出信号として強度検
出し、上記第１及び第２の検出信号をそれぞれ２次微
分して得られる第１及び第２の微分信号の上記第１及び
第２のナイフエッジにそれぞれ対応して得られる部の幅
を、上記電子ビ―ムの上記第１及び第２の方向のそれぞ
れのエッジだれとして測定する。

【００１８】

【発明の実施の形態１】次に、図１〜図５を伴って、本
発明による電子ビ―ム計測法の第１の実施の形態例を、
それに用いる本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッ
ジの実施の形態例及びその製法の実施の形態例とともに
述べよう。

【００１９】まず、本発明による電子ビ―ム計測法の実
施の形態例に用いる本発明による電子ビ―ム計測用ナイ
フエッジの実施の形態例を述べるに、図１において、符
号１１で示され、互に相対向する平らな主面１３ａ及び
１３ｂと、それら主面１３ａ及び１３ｂに対して垂直な
第１の面１４と、主面１３ａ及び１３ｂ及び第１の面１
４に対して垂直な第１の面１４に連接している第２の面
２４と、主面１３ａ及び１３ｂ及び第２の面２４に対し
て垂直な第２の面２４に第１の面１４側とは反対側で連
接している第３の面３４と、主面１３ａ及び１３ｂ及び
第１の面１４に対して垂直な第１の面１４に第２の面２
４側とは反対側で連接している第４の面４４と、主面１
３ａ及び１３ｂ及び第４の面４４に対して垂直な第４の
面４４に第１の面１４側とは反対側で連接している第５
の面５４とを有する基板１２を有し、そして、その基板
１２の第１の面１４上に、互に異なる電子ビーム透過率
または反射率もしくは２次電子放出率を有する第１及び
第２の層１６及び１７がそれらの順に積層されている第
１の積層体１５が第１及び第２の層１６及び１７間の界
面を第１のナイフエッジ１８とするように形成され、ま
た、基板１２の第２の面２４上に、互に異なる電子ビー
ム透過率または反射率もしくは２次電子放出率を有する
第３及び第４の層２６及び２７がそれらの順に積層され
ている第２の積層体２５が第３及び第４の層２６及び２
７間の界面を第２のナイフエッジ２８とするように形成
され、さらに、基板１２の第３の面３４上に、互に異な
る電子ビーム透過率または反射率もしくは２次電子放出
率を有する第５及び第６の層３６及び３７がそれらの順
に積層されている第３の積層体３５が第５及び第６の層
３６及び３７間の界面を第３のナイフエッジ３８とする
ように形成されている、という構成を有する。

【００２０】この場合、第１の積層体１５の第１の層１
６と第２の積層体２５の第３の層２６と第３の積層体３
５の第５の層３６とが、原子番号の比較的小さなＢ、
Ｃ、Ｂｅ、Ａｌ、Ｓｉなどの元素、またはそれらの元素
を含むＢ₄ Ｃ、ＢＮ、ＳｉＣ、ＳｉＮなどの化合物でな
る、同じ軽元素を主成分とする層でなり、同じ電子ビー
ム透過率または反射率もしくは２次電子放出率を有す
る。また、第１の積層体１５の第２の層１７と第２の積
層体２５の第４の層２７と第３の積層体３５の第６の層
３７とが、原子番号の比較的大きなＷ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐ
ｔ、Ｒｕ、Ｒｈなどの元素、またはそれら元素を含む化
合物などでなる、同じ重元素を主成分とする層でなり、
同じ電子ビーム透過率または反射率もしくは２次電子放
出率を有する。なお、第１、第３及び第５の層１６、２
６及び３６が軽元素を主成分とする層でなる場合、それ
ら第１、第３及び第５の層１６、２６及び３６は、電子
ビームに対して比較的高い透過率を有し且つ電子ビーム
に対して比較的低い反射率を有し、第２、第４及び第６
の層１７、２７及び３７が重元素を主成分とする層でな
る場合、それら第２、第４及び第６の層１７、２７及び
３７は、電子ビームに対して比較的低い透過率を有し且
つ電子ビームに対して比較的高い反射率を有する。な
お、第１、第３及び第５の層１６、２６及び３６が軽元
素を主成分とする層でなり、第２、第４及び第６の層１
７、２７及び３７が重元素を主成分とする層でなる場
合、第１、第３及び第５の層１６、２６及び３６と、第
２、第４及び第６の層１７、２７及び３７とは互に異な
る２次電子放出率を有する。

【００２１】また、上述した第１の積層体１５の層１
６、第２の積層体２５の第３の層２６及び第３の積層体
３５の第５の層３６は、基板１２の第１、第２及び第３
の面１４、２４及び３４上に連続して延長している上述
した軽元素を主成分とする層４６の、第１の面１４上の
部、第２の面２４上の部及び第３の面３４上の部でそれ
ぞれなり、また、上述した第１の積層体１５の第２の層
１７、第２の積層体２５の第４の層２７及び第３の積層
体３５の第６の層３７が、上述した軽元素を主成分とす
る層４６上に延長している上述した重元素を主成分とす
る層５７の、第１の層１６上の部、第３の層２６上の部
及び第５の層３６上の部でそれぞれなる。なお、軽元素
を主成分とする層４６と重元素を主成分とする層４７と
は積層体４５を構成しているところから、上述した第
１、第２及び第３の積層体１５、２５及び３５は、基板
１２の第１、第２及び第３の面１４、２４及び３４上に
連続して延長しているいま述べた積層体４５の、第１、
第２及び第３の面１４、２４及び３４上の部でそれぞれ
なる。

【００２２】以上が、本発明による電子ビ―ム計測法の
実施の形態例に用いる電子ビ―ム計測用ナイフエッジの
実施の形態例の構成である。

【００２３】次に、このような構成を有する本発明によ
る電子ビ―ム計測用ナイフエッジを製造するための、本
発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジの製法の実施
の形態例を、図３及び図４を伴って述べるに、予め、爾
後、図１に示す本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエ
ッジ１１の基板１２になる、平らな主面６４を有する板
６２を用意する（図２Ａ）。この場合、基板６２はＳｉ
でなり、またその基板６２の主面６４はＳｉの（１１
０）面でなる。

【００２４】次に、基板６２の主面６４上に、例えばＳ
ｉＯ₂ でなるマスク用層７１を例えばスパッタリングに
よって形成する（図２Ｂ）。

【００２５】次に、マスク用層７１上に、フォトレジス
ト層７２を、図１に示す本発明による電子ビ―ム計測用
ナイフエッジ１１の基板１２の第１の面１４の主面１３
ａ及び１３ｂに沿って方向の長さを以って、基板６２を
構成しているＳｉの＜１１２＞軸方向に延長しているも
のとして形成する（図２Ｃ）。

【００２６】次に、マスク用層７１に対するフォトレジ
スト層７２をマスクとするエッチング処理により、マス
ク用層７１から、そのフォトレジスト層７２下の部でな
るマスク層７１′を形成する（図３Ｄ）。

【００２７】次に、マスク層７１′上から、フォトレジ
スト層７２を除去する（図３Ｅ）。

【００２８】次に、基板６２に対するマスク層７１′を
マスクとする、ＫＯＨ溶液をエッチャントとする深さ１
μｍのエッチング処理によって、基板６２の主面６４
の一部でなる、爾後、図１に示す本発明による電子ビ―
ム計測用ナイフエッジ１１の基板１２の第１の面１４に
なる面１４′と、その面１４′の一端から面１４′に
対して垂直に延長している、爾後、図１に示す本発明に
よる電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１の基板１２の第
２の面２４になる面２４′と、その面２４′の延長端
からその面２４′に対して垂直に延長している、爾後、
図１に示す本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジ
１１の基板１２の第３の面３４になる面３４′と、面
１４′の他端（面２４′側とは反対側の）から面１４′
に対して垂直に延長している、爾後、図１に示す本発明
による電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１の基板１２の
第４の面３４になる面３４′と、面４４′の延長端か
らその面４４′に対して垂直に延長している、爾後、図
１に示す本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１
１の基板１２の第５の面５４になる面５４′とを有する
基板６２′を形成する（図３Ｆ）。この場合、面１
４′、３４′及び５４′は、Ｓｉの（１００）面でなる
ものとして得られ、また、面２４′及び４４′はＳｉの
（１１１）面でなるものとして得られる。

【００２９】次に、基板６２′の面１４′上から、マス
ク層７１′を除去する（図４Ｇ）。

【００３０】次に、基板６２′に対する、基板６２′の
面２４′に対して例えば４５゜だけ傾斜した面に沿った
斜め上方からの軽元素を主成分とする材料（例えばＣ）
のＲＦマグネトロンスパッタリングによって、基板６
２′の面１４′、２４′及び３４′上に連続延長してい
る、爾後、図１に示す本発明による電子ビ―ム計測用ナ
イフエッジ１１で述べた軽元素を主成分とする層４６に
なる層４６′を形成し、次で、その層４６′に対する、
同様の斜め上方からの重元素を主成分とする材料（例え
ばＷ）のＲＦマグネトロンスパッタリングによって、そ
の層４６′上に、爾後、図１に示す本発明による電子ビ
―ム計測用ナイフエッジ１１で述べた重元素を主成分と
する層４７になる層４７′を形成することによって、そ
れら層４６′及び４７′による、爾後、図１に示す本発
明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１で述べた積
層体４５になる積層体４５′を形成し、よって、基板７
２′から、その面１４′、２４′及び３４′でそれぞれ
なる面１４″、２４″及び３４″上に連続延長している
層４６′及び４７′の積層体４５′を形成されている基
板７２″を形成する（図４Ｈ）。

【００３１】この場合、基板６２′の面４４′上には、
積層体４５′のような積層体は形成されず、従って、基
板６２″の、基板６２′の面４４′でなる面４４″上に
は、そのような積層体が形成されていないが、基板６
２′の面５４′上には、積層体４５′と同様の積層体が
面４４′から離れた位置から面４４′側とは反対側に延
長して形成され、従って、基板７２″の、基板７２′の
面５４″でなる面５４″には、そのような積層体がその
ように形成されている。

【００３２】次に、基板７２″に対する集束イオンビー
ムを用いたスパッタリングエッチング処理によって、基
板７２″から、その面１４″、２４″及び３４″に対し
て垂直な相対向する面をそれぞれ図１に示す本発明によ
る電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１の相対向する主面
１３ａ及び１３ｂとして有するとともに、基板７２″の
面１４″の一部でなる面、面２４″の一部でなる面及び
面３４″の一部でなる面をそれぞれ図１に示す本発明に
よる電子ビ―ム計測用ナイフエッジの第１、第２及び第
３の面１４、２４及び３４として、それら第１、第２及
び第３の面１４、２４及び３４上に連続して延長してい
る層及びその層上に延長している層とを図１に示す本発
明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１で述べた積
層体４５を構成している層４６及び４７として有する基
板を、図１に示す本発明による電子ビ―ム計測用ナイフ
エッジ１１の基板１２として形成する（図３Ｉ）。

【００３３】以上で、本発明による電子ビ―ム計測法の
実施の形態例に用いる本発明による電子ビ―ム計測用ナ
イフエッジの実施の形態例、及びその製法の実施の形態
例が明らかとなった。

【００３４】次に、図１に示す本発明による電子ビ―ム
計測用ナイフエッジの実施の形態例を用いた、本発明に
よる電子ビ―ム計測法の第１の実施の形態例を述べよ
う。

【００３５】本発明による電子ビ―ム計測法の第１の実
施の形態例においては、図１に示す本発明による電子ビ
―ム計測用ナイフエッジ１１を用い、図６及び図７で前
述した従来の電子ビ―ム計測法の場合に準じて、電子ビ
―ム計測用ナイフエッジ１１の基板１２の主面１３ａ
を、電子銃（図示せず）から走査系（図示せず）を通し
て得られる電子ビ―ムＢによって、図１及び図５Ａに示
すように、積層体１５の層１６及び１７間の界面でな
る第１のナイフエッジ１８を横切る（例えば垂直に）よ
うにｘ方向に走査させ、それによって基板１２の主面３
ｂ側に透過して得られる電子Ｂ′（図示せず）を、電子
検出器（図示せず）によって図５Ｂに示すような検出信
号Ｓ１として検出し、続いて、またはその前に、第２
の積層体２５の層２６及び２７間の界面でなる第２のナ
イフエッジ２８または積層体３５の層３６及び３７間の
界面でなる第３のナイフエッジ３８を横切る（例えば垂
直）ようにｙ方向に走査させ、それによって基板１２の
主面３ｂ側に透過して得られる電子Ｂ′の強度を、同じ
電子検出器によって図５Ｂに示すように検出信号Ｓ２と
して検出し、そして、検出信号Ｓ１の、第１のナイフエ
ッジ１８に対応して得られる立ち下っている部の幅が、
電子ビ―ムＢの基板１２の主面１３ａ上を走査するｘ方
向の径に対応することから、その検出信号Ｓ１の、第１
のナイフエッジ１８に対応して立ち下っている部の最大
レベルの例えば１０％の位置と９０％の位置との間で定
義される幅ｄ１を、電子ビ―ムＢの基板１２の主面１３
ａ上を走査するｘ方向の径として、信号処理回路（図示
せず）によって測定し、また、検出信号Ｓ２の第２また
は第３のナイフエッジ２８または３８に対応して得られ
る立ち下っている部の幅が、電子ビームＢの基板１２の
主面１３ａ上を走査するｙ方向の径に対応することか
ら、検出信号Ｓ２の、第２または第３のナイフエッジ２
８または３８に対応して立ち下っている部の最大レベル
の例えば１０％の位置と９０％の位置との間で定義され
る幅ｄ２を、電子ビ―ムＢの基板１２の主面１３ａ上を
走査するｙ方向の径として、信号処理回路（図示せず）
によって測定する。

【００３６】以上が、本発明による電子ビ―ム計測法の
第１の実施の形態例である。

【００３７】このような本発明による電子ビ―ム計測法
の実施の形態例によれば、用いる本発明による電子ビ―
ム計測用ナイフエッジ１１の第１のナイフエッジ１８
が、基板１２の第１の面１４上に形成されている第１の
積層体１５を構成している第１及び第２の層１６及び１
７間の界面によって形成され、また、第２のナイフエッ
ジ２８が、基板１２の第２の面２４上に形成されている
第２の積層体２５を構成している第３及び第４の層２６
及び２７間の界面によって形成され、さらに、第３のナ
イフエッジ３８が、基板１２の第３の面３４上に形成さ
れている第３の積層体３５を構成している第６及び第７
の層３６及び３７間の界面によって形成されているの
で、それら第１、第２及び第３のナイフエッジ１８、２
８及び３８が、ともに基板１２の主面１３ａに対して高
い垂直性を有し且つ１ｎｍ以下の高い平坦性を有し、こ
のため、電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１の基板１２
の主面１３ａ上を走査する電子ビ―ムＢが、基板１２の
主面１３ａ上でみて、ナノオ―ダのような微細な径を有
していても、電子ビームＢの基板１２の主面１３ａ上を
走査するｘ方向及びｙ方向の径をともに高精度に測定す
ることができる。

【００３８】また、上述したところから明らかなよう
に、用いる本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジ
１１が、基板１２の主面１３ａに対して垂直な第１の面
１４上に形成されている第１の積層体１５を構成してい
る第１及び第２の層１６及び１７の界面による第１のナ
イフエッジ１８と、基板１２の主面１３ａに対して垂直
な第２の面２４上に形成されている第２の積層体２５を
構成している第３及び第４の層２６及び２７の界面によ
る第２のナイフエッジ２８と、基板１２の主面１３ａに
対して垂直な第３の面３４上に形成されている第３の積
層体３５を構成している第５及び第６の層３６及び３７
の界面による第３のナイフエッジ３８とを有するので、
電子ビームＢを、電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１の
基板１２の主面１３ａ上に、第１のナイフエッジ１８を
横切るｘ方向に走査させ、次にまたはその前に第２また
は第３のナイフエッジ２８または３８を横切るｙ方向に
走査させることができ、それによって、電子ビームＢの
ｘ方向及びｙ方向の径をともに測定することができ、こ
のため、電子ビームＢを得る電子銃及び走査系において
非点収差が生じていても、これを高精度に補正すること
ができる。

【００３９】また、図１に示す本発明による電子ビ―ム
計測用ナイフエッジ１１によれば、上述した、本発明に
よる電子ビ―ム計測法の第１の実施の形態例から明らか
なように、本発明による電子ビ―ム計測法の第１の実施
の形態例に用いて、電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１
の基板１２の主面１３ａ上をｘ方向及びｙ方向に走査す
る電子ビ―ムＢのｘ方向及びｙ方向の径を、高精度に測
定することができ、また、このため、電子ビームＢを得
る電子銃及び走査系に非点収差が生じていても、これ
を、高精度に補正することができる。

【００４０】なお、図１に示す本発明による電子ビ―ム
計測用ナイフエッジ１１は、それを、上述したように、
電子ビ―ム計測法に用いることができるばかりでなく、
イオンビームやＸ線ビームなどの径を測定するのに、上
述したのと同様に用いて、同様の作用・効果を得ること
ができるものである。

【００４１】さらに、図３及び図４に示す本発明による
電子ビ―ム計測用ナイフエッジの製法によれば、図１に
示す優れた作用・効果を有する電子ビ―ム計測用ナイフ
エッジ１を、容易に製造することができる。

【００４２】

【実施の形態例２】次に、本発明による電子ビ―ム計測
法の第２の実施の形態例を述べよう。

【００４３】本発明による電子ビ―ム計測法の第２の実
施の形態例においては、図１に示す本発明による電子ビ
―ム計測用ナイフエッジ１を用い、そして、その電子ビ
―ム計測用ナイフエッジ１１の基板１２の主面１３ａ
を、実施の形態例１で述べた本発明による電子ビ―ム計
測法の場合と同様に、電子銃から走査系を通して得られ
る電子ビ―ムＢによって、第１のナイフエッジ１８を横
切る方向にｘ方向に走査させ、それによって基板１２の
主面１３ｂ側に透過して得られる電子ビームＢを、電子
検出器によって図５Ｂに示すような検出信号Ｓ１として
強度検出し、次でまたはその前に、電子ビームＢを、第
２または第３のナイフエッジ２８または３８を横切る方
向にｙ方向に走査させ、それによって基板１２の主面１
３ｂ側に透過して得られる電子Ｂ′を、同じ電子検出器
によって図５Ｂに示すような検出信号Ｓ２として強度検
出し、そして、検出信号Ｓ１及びＳ２の信号処理回路で
それぞれ２次微分してそれぞれ得られる図５Ｃに示すよ
うな微分信号Ｓ１′及びＳ２′の、電子ビ―ム計測用ナ
イフエッジ１の第１、及び第２または第３のナイフエッ
ジ１８、及び２８または３８にそれぞれ対応して得られ
る部の幅が、電子ビ―ムＢの基板１２の主面１３ａ上を
走査するｘ方向、及びｙ方向のエッジだれにそれぞれ対
応することから、それらの部の幅ｄ１′、及びｄ２′
を、電子ビ―ムＢのｘ、及びｙ方向のエッジだれとし
て、信号処理回路によって測定する。

【００４４】以上が、本発明による電子ビ―ム計測法の
第２の実施の形態例である。

【００４５】このような本発明による電子ビ―ム計測法
の第２の実施の形態例によれば、用いる電子ビ―ム計測
用ナイフエッジ１１の第１、第２及び第３のナイフエッ
ジ１８、２８及び３８が、ともに、本発明による電子ビ
―ム計測法の第１の実施の形態例で述べたように、電子
ビ―ム計測用ナイフエッジ１１の基板１２の主面１３ａ
に対する高い垂直性を有し且つ高い平坦性を有している
ので、電子ビ―ムＢがナノオ―ダのような微細な径を有
していても、その電子ビームのｘ及びｙ方向のエッジだ
れを、ともに、高精度に測定することができる。

【００４６】なお、上述した本発明による電子ビ―ム計
測法においては、電子ビームＢが、電子ビ―ム計測用ナ
イフエッジ１１のナイフエッジを、それを形成している
積層体の軽元素を主成分とする層側から重元素を主成分
とする層側に向って横切って走査するとして、基板１２
の主面１３ｂ側に透過して得られる電子の検出信号のナ
イフエッジに対応して立ち下っている部に着目して、電
子ビームＢの径を測定する場合につき述べたが、電子ビ
ームＢによって、電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１の
ナイフエッジを、それを形成している積層体の重元素を
主成分とする層側から軽元素を主成分とする層側に向っ
て横切って走査させ、基板１２の主面１３ｂ側に透過し
て得られる電子の検出信号のナイフエッジに対応して立
ち上っている部に着目して、同様に電子ビームＢの径を
測定するようにすることもできることは明らかであろ
う。

【００４７】また、上述した本発明による電子ビ―ム計
測法においては、それに用いる電子ビ―ム計測用ナイフ
エッジ１１の第１、第２及び第３のナイフエッジをそれ
ぞれ形成する積層体を構成している重元素を主成分とす
る層と軽元素を主成分とする層とに電子ビ―ムに対する
透過率の差があることを利用した電子ビ―ム計測法を述
べたが、電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１の第１、第
２及び第３のナイフエッジをそれぞれ形成する重元素を
主成分とする層と軽元素を主成分とする層とに電子ビ―
ムに対する反射率の差があることを利用して、電子ビ―
ム計測用ナイフエッジ１１の基板１２の主面１３ａ上を
ｘ及びｙ方向に走査する電子ビ―ムＢの反射電子から検
出信号を得るようにすることによって、または電子ビ―
ム計測用ナイフエッジ１１の第１、第２及び第３のナイ
フエッジをそれぞれ形成する重元素を主成分とする層と
軽元素を主成分とする層とに２次電子の放出率の差があ
ることを利用して、電子ビ―ム計測用ナイフエッジ１１
の基板１２の主面１３ａを電子ビ―ムＢによってｘ及び
ｙ方向に走査することによって放出して得られる２次電
子から検出信号を得るようにすることによって、上述し
た本発明による電子ビ―ム計測法で測定したと同様の測
定を行うようにすることもできることは明らかであろ
う。

【００４８】その他、本発明の精神を脱することなし
に、種々の変型、変更をなし得るであろう。

【００４９】

【発明の効果】本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエ
ッジによれば、本発明による電子ビ―ム計測法に用いる
ことによって、電子ビームの径が微細であっても、その
電子ビームの第１及び第２の走査方向の径を、ともに高
精度に測定することができるとともに、電子ビ―ムの第
１及び第２の走査方向のエッジだれを、ともに高精度に
測定することができる。

【００５０】本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッ
ジの製法によれば、本発明による優れた電子ビ―ム計測
用ナイフエッジを、容易に製造することができる。

【００５１】本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッ
ジを用いた電子ビ―ム計測法によれば、電子ビ―ムの径
が微細であっても、その電子ビームの第１及び第２の走
査方向の径を、ともに高精度に測定することができ、ま
た、電子ビームの第１及び第２の走査方向のエッジだれ
を、ともに高精度に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジの
実施の形態例を示す略線的斜視図である。

【図２】本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジの
製法の実施の形態例を示す順次の工程における略線的斜
視図である。

【図３】本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジの
製法の実施の形態例を示す、図２に示す順次の工程に続
く順次の工程における略線的斜視図である

【図４】本発明による電子ビ―ム計測用ナイフエッジの
製法の実施の形態例を示す、図３に示す順次の工程に続
く順次の工程における略線的斜視図である

【図５】図１に示す本発明による電子ビ―ム計測用ナイ
フエッジを用いた、本発明による電子ビ―ム計測法の説
明に供する図である。

【図６】従来の電子ビ―ム計測用ナイフエッジを示す略
線的斜視図である。

【図７】図６に示す従来の電子ビ―ム計測用ナイフエッ
ジを用いた、従来の電子ビ―ム計測法の説明に供する図
である。

【符号の説明】

１、１１ 電子ビ―ム計測
用ナイフエッジ ２、１２、６２ 基板 ３ａ、３ｂ、１３ａ、１３ｂ、６４ 主面 ４、１４、２４、３４、４４、５４ 面 １４′、２４′、３４′、４４′、５４′ 面 ５、１５、２５、３５、４５、４５′ 積層体 ６、１６、２６、３６、４６、４６′ 軽元素を主成分
とする層 ７、１７、２７、３７、４７、４７′ 重元素を主成分
とする層 ８、１８、２８、３８ ナイフエッジ ７１ マスク用層 ７１′ マスク層 ７２ フォトレジスト
層 Ｂ 電子ビ―ム Ｂ′ 電子

フロントページの続き (72)発明者 牧野 孝裕 東京都新宿区西新宿３丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 竹中 久貴 東京都新宿区西新宿３丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 平らな主面と、その主面に対して垂直な
   第１及び第２の面を少なくとも有する基板を有し、 上記基板の第１の面上に、互いに異なる電子ビーム透過
   率または反射率もしくは２次電子放出率を有する第１及
   び第２の層がそれらの順に積層されている第１の積層体
   が上記第１及び第２の層間の界面を第１のナイフエッジ
   とするように形成されているとともに、 上記基板の第２の面上に、互いに異なる電子ビーム透過
   率または反射率もしくは２次電子放出率を有する第３及
   び第４の層が積層されている第２の積層体が上記第３及
   び第４の層間の界面を第２のナイフエッジとするように
   形成されていることを特徴とする電子ビ―ム計測用ナイ
   フエッジ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電子ビ―ム計測用ナイフ
   エッジにおいて、 上記第１の積層体の第１の層と上記第２の積層体の第３
   の層とが同じ電子ビーム透過率または反射率もしくは２
   次電子放出率を有し、 上記第１の積層体の第２の層と上記第２の積層体の第４
   の層とが同じ電子ビーム透過率または反射率もしくは２
   次電子放出率を有することを特徴とする電子ビ―ム計測
   用ナイフエッジ。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２記載の電子ビ―
   ム計測用ナイフエッジにおいて、 上記第１の積層体の第１の層と上記第２の積層体の第３
   の層とが軽元素を主成分とする層でなり、 上記第２の積層体の第２の層と上記第２の積層体の第４
   の層とが重元素を主成分とする層でなることを特徴とす
   る電子ビ―ム計測用ナイフエッジ。
4. 【請求項４】請求項１または請求項２もしくは請求項３
   記載の電子ビ―ム計測用ナイフエッジにおいて、 上記第１の面と上記第２の面とが連接し、 上記第１の積層体の第１の層と上記第２の積層体の第３
   の層とが、上記第１及び第２の面上に連続して延長して
   いる第１の電子ビーム透過率または反射率もしくは２次
   電子放出率を有する層の、上記第１の面上の部及び上記
   第３の層の上記第２の面上の部でそれぞれなり、 上記第１の積層体の第２の層と上記第３の積層体の第３
   の層とが、上記第１の電子ビーム透過率または反射率も
   しくは２次電子放出率を有する層上に延長している第２
   の電子ビーム透過率または反射率もしくは２次電子放出
   率を有する層の、上記第１の層上の部及び上記第４の層
   の上記第３の層上の部でそれぞれなることを特徴とする
   電子ビ―ム計測用ナイフエッジ。
5. 【請求項５】 平らな第１の主面を有する第１の基板を
   用意する工程と、 上記第１の基板に対するその第１の主面側からのエッチ
   ンク処理によって、上記第１の基板から、その第１の主
   面の一部でなる第１の面と、その第１の面の一端から上
   記第１の面に対して垂直に延長している第２の面と、そ
   の第２の面の延長端からその第２の面に対して垂直に延
   長している第３の面とを少なくとも有する第２の基板を
   形成する工程と、 上記第２の基板の第１の面上に互に異なる電子ビーム透
   過率または反射率もしくは２次電子放出率を有する第１
   及び第２の層がそれらの順に積層されている第１の積層
   体を形成し、上記第２の基板の第２の面上に互に異なる
   電子ビーム透過率または反射率もしくは２次電子放出率
   を有する第３及び第４の層がそれらの順に積層されてい
   る第２の積層体を形成し、上記第２の基板の第３の面に
   互に異なる電子ビーム透過率または反射率もしくは２次
   電子放出率を有する第５及び第６の層がそれらの順に積
   層されている第３の積層体を形成することによって、上
   記第２の基板から、その第１、第２及び第３の面でなる
   第４、第５及び第６の面上にそれぞれ上記第１、第２及
   び第３の積層体が形成されている第３の基板を形成する
   工程と、 上記第３の基板から、その第４、第５及び第６の面に対
   して垂直な相対向する第２及び第３の主面を有するとと
   もに、上記第３の基板の第４の面の一部でなる第７の面
   上に上記第１の積層体の一部でなる第４の積層体が形成
   され、上記第３の基板の第５の面の一部でなる第８の面
   上に上記第２の積層体の一部でなる第５の積層体が形成
   され、上記第３の基板の第６の面の一部でなる第９の面
   上に上記第３の積層体の一部でなる第６の積層体が形成
   されている第４の基板を形成する工程とを有することを
   特徴とする電子ビ―ム計測用ナイフエッジの製法。
6. 【請求項６】請求項５記載の電子ビ―ム計測用ナイフエ
   ッジの製法において、 上記第１の積層体の第１の層と上記第２の積層体の第３
   の層と上記第３の積層体の第５の層とが同じ電子ビーム
   透過率または反射率もしくは２次電子放出率を有し、 上記第１の積層体の第２の層と上記第２の積層体の第４
   の層と上記第４の積層体の第６の層とが同じ電子ビーム
   透過率または反射率もしくは２次電子放出率を有するこ
   とを特徴とする電子ビ―ム計測用ナイフエッジの製法。
7. 【請求項７】請求項５記載または請求項６の電子ビ―ム
   計測用ナイフエッジの製法において、 上記第１の積層体の第１の層と上記第２の積層体の第３
   の層と上記第３の積層体の第５の層とが軽元素を主成分
   とする層でなり、 上記第１の積層体の第２の層と上記第２の積層体の第４
   の層と上記第３の積層体の第６の層とが重元素を主成分
   とする層でなることを特徴とする電子ビ―ム計測用ナイ
   フエッジの製法。
8. 【請求項８】請求項５または請求項６もしくは請求項８
   記載の電子ビ―ム計測用ナイフエッジの製法において、 上記第２の基板を形成する工程において、上記第２の基
   板を、第１の面と第２の面と第３の面とがそれらの順に
   連接するように形成し、 上記第３の基板を形成する工程において、上記第３の基
   板を、上記第２の基板の第１、第２及び第３の面上に連
   続延長している第１の電子ビーム透過率または反射率も
   しくは２次電子放出率を有する第７の層を形成し、その
   第７の層上に第２の電子ビーム透過率または反射率もし
   くは２次電子放出率を有する第８の層を形成することに
   よって、上記第１の積層体の第１の層と上記第２の積層
   体の第３の層と上記第３の積層体の第５の層とが上記第
   ７の層の上記第１、第２及び第３の面上の部でそれぞれ
   なるものとし、上記第１の積層体の第２の層と上記第２
   の積層体の第４の層と上記第３の積層体の第６の層とが
   上記第８の層の上記第１、第２及び第３の層上の部でそ
   れぞれなるものとして形成することを特徴とする電子ビ
   ―ム計測用ナイフエッジの製法。
9. 【請求項９】 請求項１、請求項２、請求項３または請
   求項４記載の電子ビ―ム計測用ナイフエッジを用い、 その電子ビ―ム計測用ナイフエッジの上記基板の上記主
   面上に、電子ビ―ムを上記第１及び第２のナイフエッジ
   をそれぞれ横切るようにそれぞれ第１及び第２の方向に
   順次走査させ、それら電子ビームの第１及び第２の方向
   の走査によって上記基板をそれぞれ透過または反射して
   得られる第１及び第２の電子または上記基板からそれぞ
   れ放出されて得られる第１及び第２の２次電子をそれぞ
   れ第１及び第２の検出信号として強度検出し、 上記第１の検出信号の上記第１のナイフエッジに対応し
   て得られる立上っているまたは立下っている部の幅、及
   び上記第２の検出信号の上記第２のナイフエッジに対応
   して得られる立ち上っているまたは立ち下っている部の
   幅を、上記電子ビ―ムの上記第１の方向及び上記第２の
   方向のそれぞれの径としてそれぞれ測定することを特徴
   とする電子ビ―ム計測用ナイフエッジを用いた電子ビ―
   ム計測法。
10. 【請求項１０】 請求項１、請求項２、請求項３または
    請求項４記載の電子ビ―ム計測用ナイフエッジを用い、 その電子ビ―ム計測用ナイフエッジの上記基板の上記主
    面上に、電子ビ―ムを上記第１及び第２のナイフエッジ
    をそれぞれ横切るようにそれぞれ第１及び第２の方向に
    順次走査させ、それら電子ビームの第１及び第２の方向
    の走査によって上記基板をそれぞれ透過または反射して
    得られる第１及び第２の電子または上記基板からそれぞ
    れ放出されて得られる第１及び第２の２次電子をそれぞ
    れ第１及び第２の検出信号として強度検出し、 上記第１及び第２の検出信号をそれぞれ２次微分して得
    られる第１及び第２の微分信号の上記第１及び第２のナ
    イフエッジにそれぞれ対応して得られる部の幅を、上記
    電子ビ―ムの上記第１及び第２の方向のそれぞれのエッ
    ジだれとして測定することを特徴とする電子ビ―ム計測
    用ナイフエッジを用いた電子ビ―ム計測法。