JPS584314B2 - Electron beam measuring device - Google Patents
Electron beam measuring deviceInfo
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- JPS584314B2 JPS584314B2 JP52154092A JP15409277A JPS584314B2 JP S584314 B2 JPS584314 B2 JP S584314B2 JP 52154092 A JP52154092 A JP 52154092A JP 15409277 A JP15409277 A JP 15409277A JP S584314 B2 JPS584314 B2 JP S584314B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、例えば電子ビームの直径、非点収差の大きさ
とその方向等を正確に測定することのできる電子線測定
装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electron beam measuring device that can accurately measure, for example, the diameter of an electron beam, the magnitude and direction of astigmatism, and the like.
電子ビームによってICマスクパターンを露光する場合
等、上記電子ビームの直径や焦点位置等を正確に把握す
る必要がある。When exposing an IC mask pattern with an electron beam, it is necessary to accurately grasp the diameter and focal position of the electron beam.
従来この種の測定にはファラデーカップを用いてビーム
電流を測定したり、検出器に照射する電子ビームを偏向
して上記検出器からの反射・2次電子あるいは吸収電流
を測定してその変化の割合から求めていた。Conventionally, for this type of measurement, a Faraday cup is used to measure the beam current, or the electron beam irradiated to the detector is deflected and reflected/secondary electrons or absorbed current from the detector is measured to determine the change in the beam current. I was looking for the percentage.
しかしながら従来装置にあっては後述するように検出器
の断面形状が鋭利でなく、しかも切断面にうねりがある
等の理由によって正確な測定ができない欠点があった。However, as will be described later, the conventional device has the disadvantage that accurate measurements cannot be made because the cross-sectional shape of the detector is not sharp and there are undulations in the cut surface.
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、そ
の目的とするところは、検出器の形状を改良することに
よって電子ビーム強度分布をシャープに正確に検出測定
することができ、焦点合せ等を容易に、且つ精度良く行
うことを可能とする電子線測定装置を提供することにあ
る。The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to improve the shape of the detector so that the electron beam intensity distribution can be detected and measured sharply and accurately. It is an object of the present invention to provide an electron beam measuring device that enables the above to be easily and accurately carried out.
以下、図面を参照して本発明装置の一実施例を説明する
。Hereinafter, one embodiment of the apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は装置の概略構成図で、図中一点鎖線は測定に供
される電子ビームを示している。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the apparatus, and the dashed line in the figure indicates the electron beam used for measurement.
この電子ビームは、例えば電子銃から放出され、アパチ
ャを介して整形され、コンデンサレンズを介して集束さ
れたものである。This electron beam is emitted from, for example, an electron gun, shaped through an aperture, and focused through a condenser lens.
そして、偏向制御装置1によって偏向電圧が印加される
偏向板2間を介し、その電界によって偏向制御されてい
る。The deflection is controlled by the electric field between the deflection plates 2 to which a deflection voltage is applied by the deflection control device 1.
このようにして偏向制御された電子ビームはファラデー
カップ3に照射され、メータ4によって電子ビーム電流
が測定されるようになっている。The electron beam whose deflection has been controlled in this manner is irradiated onto the Faraday cup 3, and the electron beam current is measured by a meter 4.
このファラデーカップ3の上端面は、例えば電子ビーム
露光される被露光物(図示せず)の露光面と同一の高さ
に設定されている。The upper end surface of the Faraday cup 3 is set at the same height as the exposure surface of an object to be exposed (not shown) to be exposed with an electron beam, for example.
またファラデーカップ3の上端面には絶縁層を介して検
出器5が設けられている。Further, a detector 5 is provided on the upper end surface of the Faraday cup 3 via an insulating layer.
この検出器5は従来装置にあっては、細い金属線からな
るものや、メッシュにされたもの等が用いられていた。In conventional devices, this detector 5 is made of a thin metal wire or made into a mesh.
本発明装置、つまりここでは例えばシリコン単結晶を璧
開し、金をコーティングしたものが用いられている。The apparatus of the present invention is used here, for example, a silicon single crystal cracked open and coated with gold.
そしてこの検出器5には電流計6が接続され、照射され
た電子ビームの吸収電流が測定されるようになっている
。An ammeter 6 is connected to this detector 5 to measure the absorbed current of the irradiated electron beam.
またこの検出器5の上方には半導体電子検出器7が配置
されている。Further, above this detector 5, a semiconductor electronic detector 7 is arranged.
この半導体電子検出器7は、照射された電子ビームによ
る前記検出器50反射電子や2次放出電子を捕捉検出す
るものである。This semiconductor electron detector 7 captures and detects the reflected electrons and secondary emitted electrons from the detector 50 caused by the irradiated electron beam.
この検出信号は増幅器8を介して所定のレベルに増幅さ
れ、記録計9に入力されている。This detection signal is amplified to a predetermined level via an amplifier 8 and input to a recorder 9.
この記録計9は例えばX−Yレコーダからなり、前記偏
向制御装置1からの偏向幅情報に対応させて前記検出値
を記録するものである。This recorder 9 is composed of, for example, an X-Y recorder, and records the detected value in correspondence with the deflection width information from the deflection control device 1.
このような装置において電子ビームを偏向し、電子ビー
ムの外周縁部から徐々に検出器5上に照射して行くと、
電子ビームの強度分布に応じて反射・2次電子及び吸収
電流が増加する。In such a device, if the electron beam is deflected and the detector 5 is gradually irradiated from the outer edge of the electron beam,
Reflected secondary electrons and absorbed current increase according to the intensity distribution of the electron beam.
従って半導体電子検出器7によって検出される電子ビー
ム強度(ビーム電流:■)は第2図に示すように変化す
る。Therefore, the electron beam intensity (beam current: ■) detected by the semiconductor electron detector 7 changes as shown in FIG.
ここでその立上り特性Δxは、電子ビーム外縁部でのビ
ーム強度変化の割合いを示すものである。Here, the rise characteristic Δx indicates the rate of change in beam intensity at the outer edge of the electron beam.
つまりこの立上りΔxが短い程電子ビームがシャープで
ある。In other words, the shorter the rise Δx, the sharper the electron beam.
この電子ビームの強度分布が一番シャープな部分がとり
もなおさず焦点位置であり、従って上記強度分布の測定
から電子ビームの焦点位置を観察することができる。The part where the intensity distribution of the electron beam is the sharpest is the focal position, and therefore the focal position of the electron beam can be observed from the measurement of the intensity distribution.
ここで従来装置に用いられた検出器について考察してみ
ると、この検出器は細い金属線を切断した部材等によっ
て形成されていた。If we consider the detector used in the conventional device, this detector is formed of a member made by cutting a thin metal wire.
この為、そのエッジの切断部形状は第3図に示すように
丸味があることが常であった。For this reason, the shape of the cut portion of the edge has always been rounded, as shown in FIG.
またエッジ部分の直線性が悪く、凹凸状をなしていた。Moreover, the straightness of the edge portion was poor and the shape was uneven.
このような形状に起因して検出誤差が多くなり、測定検
出精度が低下していたわけである。Due to this shape, detection errors increased and measurement detection accuracy decreased.
そこで本発明装置は次のような検出器5を用いている。Therefore, the apparatus of the present invention uses the following detector 5.
即ち、シリコン単結晶やゲルマニウム単結晶等を検出部
材として用い、その結晶劈開面をエッジとすることによ
り、直線性の良いシャープな端面形状の検出器5を得て
いる。That is, by using a silicon single crystal, a germanium single crystal, or the like as a detection member and using the crystal cleavage plane as an edge, a detector 5 having a sharp end face shape with good linearity is obtained.
第4図はその例を示すもので、aは(100)面を主面
としてエッジを形成している。FIG. 4 shows an example of this, where "a" forms an edge with the (100) plane as the main surface.
この場合エッジは(100面と直角をなし、直線性の極
めて高いものとなる,また同図bは(111)面を主面
としたものである。In this case, the edge is perpendicular to the (100) plane and has extremely high linearity, and the (111) plane is the principal plane in FIG.
この場合、約60°の角度を有する鋭利なエッジが得ら
れ、また直線性も良い。In this case, a sharp edge with an angle of about 60° is obtained, and the straightness is also good.
更に、シリコンやゲルマニウムの単結晶を使用した場合
、電子ビームによるチャージアップがなく、検出器とし
て極めて好ましい。Furthermore, when a single crystal of silicon or germanium is used, there is no charge-up due to the electron beam, making it extremely preferable as a detector.
本発明装置では更に上記検出器5、つまり単結晶表向に
金、白金、タングステン、モリブデン等の重金属を薄く
コーティングして導電性薄膜層を形成している。In the device of the present invention, the surface of the detector 5, that is, the single crystal, is further thinly coated with a heavy metal such as gold, platinum, tungsten, or molybdenum to form a conductive thin film layer.
この導電性薄膜層によって電子ビームに対する反射電子
効率、2次電子放出効率が増し、S/Nの良い検出を行
い得ることが確認された。It was confirmed that this conductive thin film layer increased the reflected electron efficiency and secondary electron emission efficiency for the electron beam, and that detection with a good S/N ratio could be performed.
このように本発明に係る検出器5を用いれば、そのエッ
ジ面での丸味がなく、つまり鋭利であり、その上エッジ
端部の直線性が非常に良い為に従来装置のような誤差要
因となることがない。As described above, if the detector 5 according to the present invention is used, the edge surface is not rounded, that is, it is sharp, and the linearity of the edge is very good, so there is no error factor like in the conventional device. It never becomes.
従って電子ビームの状態を極めて正確に検出することが
でき、精度の高い測定を行うことができる。Therefore, the state of the electron beam can be detected extremely accurately, and highly accurate measurements can be performed.
また単に従来装置の検出器と交換することによってその
目的を達することができ、その効果は絶大なものである
。Moreover, the purpose can be achieved simply by replacing the detector of the conventional device, and the effect is tremendous.
次に本発明装置の応用例について説明する。Next, an example of application of the device of the present invention will be explained.
第5図はその要部を示すもので、ファラデーカップ3の
上面に3つの検出器5a,5b,5cを互いに60°の
角度をなすように配置している。FIG. 5 shows the main part thereof, in which three detectors 5a, 5b, and 5c are arranged on the upper surface of the Faraday cup 3 so as to form an angle of 60 degrees with each other.
上記検出器5a,5b,5cは(110)面を主面とし
たシリコン単結晶表向、特に劈開面にモリブデンを20
00Å厚に蒸着したものである。The detectors 5a, 5b, and 5c are arranged on the surface of a silicon single crystal with a (110) plane as its main surface, especially on the cleavage plane.
It was deposited to a thickness of 0.00 Å.
そして前記ファラデーカップ3は絶縁体を介してX−Y
テーブル(いずれも図示せず)上に載置され、その上面
は被露光物面と同一高さに設定されている。The Faraday cup 3 is connected to the XY cup via an insulator.
It is placed on a table (none of which is shown), and its upper surface is set at the same height as the surface of the object to be exposed.
このような構造によれば前述した電子ビームの測定によ
ってその焦点度を正確に検出することができ、この検出
結果に基づいてレンズ系を帰還制御することで、容易に
してしかも正確な焦点合せを行うことができる。With such a structure, it is possible to accurately detect the focusing degree of the electron beam by measuring the electron beam mentioned above, and by feedback controlling the lens system based on the detection result, it is possible to easily and accurately achieve focusing. It can be carried out.
また3方向に配置された検出器5a,5b,5cに対し
てそれぞれそのエッジ方向と直角な方向に電子ビームを
偏向させて測定を行うことにより非点収差の大きさとそ
の方向をも容易に検出することができる。In addition, the magnitude and direction of astigmatism can be easily detected by deflecting the electron beam in a direction perpendicular to the edge direction of the detectors 5a, 5b, and 5c arranged in three directions. can do.
この検出結果を帰還することにより非点収差の補正も容
易に行うことができる。By feeding back this detection result, astigmatism can also be easily corrected.
また電子ビーム径をも止確に測定することができ、電子
ビーム径の可変設定時における制御情報として効果的に
用いることができる。Furthermore, the electron beam diameter can be measured accurately and can be effectively used as control information when setting the electron beam diameter to be variable.
従って各種電子線装置の自動制御系として効果を奏し、
例えば電子ビーム露光装置に適用して自動化・省力化を
はかることが可能である。Therefore, it is effective as an automatic control system for various electron beam devices.
For example, it is possible to automate and save labor by applying it to an electron beam exposure device.
このように本発明によれば電子線の状態を簡易にして、
且つ高精度に測定することができ、絶大なる効果を奏す
ることができる。In this way, according to the present invention, the state of the electron beam is simplified,
In addition, it can be measured with high precision and has great effects.
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない。Note that the present invention is not limited to the above embodiments.
例えば単結晶素材として他の半導体単結晶やイオン結晶
等を用いることもできる。For example, other semiconductor single crystals, ionic crystals, etc. can also be used as the single crystal material.
要するに結晶劈開面を利用してエッジ部を形成した検出
器を用いればよい。In short, a detector in which an edge portion is formed using a crystal cleavage plane may be used.
また導電性薄膜は必要に応じて設ければよく、その厚さ
等は仕様に応じて定めればよい。Further, the conductive thin film may be provided as necessary, and its thickness etc. may be determined according to specifications.
その上、特にファラデーカップを併用して測定する必要
もなく、単に検出器5による吸収電流の測定だけを行う
ようにしてもよい。Moreover, there is no need to use a Faraday cup for measurement, and it is also possible to simply measure the absorbed current using the detector 5.
要するに本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形
して実施することができる。In short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof.
第1図は本発明装置の一実施例を示す概略構成図、第2
図は測定検出特性を示す図、第3図は従来検出器のエッ
ジ形状を示す図、第4図は本発明に係る検出器のエッジ
形状を示す図、第5図は本発明装置の応用例を示す図で
ある。
2・・・・・・傾向板、3・・・・・・ファラデーカッ
プ、4、6・・・・・・電流計、5,5a,5b,5c
・・・・・・検出器、7・・・・・・半導体電子検出器
、9・・・・・・記録計。FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of the device of the present invention, and FIG.
Figure 3 shows the measurement detection characteristics, Figure 3 shows the edge shape of a conventional detector, Figure 4 shows the edge shape of the detector according to the present invention, and Figure 5 shows an example of application of the device of the present invention. FIG. 2... Trend board, 3... Faraday cup, 4, 6... Ammeter, 5, 5a, 5b, 5c
...Detector, 7...Semiconductor electronic detector, 9...Recorder.
Claims (1)
ィングした結晶部材からなり、その端面を結晶の壁開面
とした電子線検出器と、この電子線検出器に照射される
電子ビームの該検出器による反射2次電子または吸収電
流から上記電子ビーム強度分布を測定する手段とを具備
したことを特徴とする電子線測定装置。 2 前記単結晶は、シリコンやゲルマニウムからなる半
導体単結晶、またはイオン結晶からなり、前記コーティ
ングされて形成される導電性薄膜は金、モリブデン、タ
ングステンからなる重金属である特許請求の範囲第1項
記載の電子線測定装置。[Scope of Claims] 1. An electron beam detector consisting of a single crystal or a crystal member whose surface is coated with a conductive thin film, the end face of which is a wall opening of the crystal, and an electron beam detector that is irradiated to the electron beam detector. an electron beam measuring device comprising means for measuring the electron beam intensity distribution from reflected secondary electrons or absorption current of the electron beam by the detector. 2. Claim 1, wherein the single crystal is a semiconductor single crystal made of silicon or germanium, or an ionic crystal, and the conductive thin film formed by coating is a heavy metal made of gold, molybdenum, or tungsten. electron beam measuring device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52154092A JPS584314B2 (en) | 1977-12-21 | 1977-12-21 | Electron beam measuring device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52154092A JPS584314B2 (en) | 1977-12-21 | 1977-12-21 | Electron beam measuring device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5486281A JPS5486281A (en) | 1979-07-09 |
| JPS584314B2 true JPS584314B2 (en) | 1983-01-25 |
Family
ID=15576719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP52154092A Expired JPS584314B2 (en) | 1977-12-21 | 1977-12-21 | Electron beam measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS584314B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02110414U (en) * | 1989-02-20 | 1990-09-04 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2716790B2 (en) * | 1989-04-03 | 1998-02-18 | 住友重機械工業株式会社 | Beam direction measuring device |
| US7417242B2 (en) * | 2005-04-01 | 2008-08-26 | Axcelis Technologies, Inc. | Method of measuring ion beam position |
| CN102435128B (en) * | 2011-09-01 | 2013-11-13 | 上海显恒光电科技股份有限公司 | Device and method for measuring beam spot size of electron beam provided with double Faraday cups |
| CN111722263B (en) * | 2020-06-15 | 2022-08-23 | 电子科技大学 | Faraday cup design for high-power electron beam spot measurement |
-
1977
- 1977-12-21 JP JP52154092A patent/JPS584314B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02110414U (en) * | 1989-02-20 | 1990-09-04 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5486281A (en) | 1979-07-09 |
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