JPS584993B2 - 電子ビ−ム電流密度分布測定方法 - Google Patents
電子ビ−ム電流密度分布測定方法Info
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- JPS584993B2 JPS584993B2 JP53086699A JP8669978A JPS584993B2 JP S584993 B2 JPS584993 B2 JP S584993B2 JP 53086699 A JP53086699 A JP 53086699A JP 8669978 A JP8669978 A JP 8669978A JP S584993 B2 JPS584993 B2 JP S584993B2
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- density distribution
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- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子ビーム露光装置における電子ビーム電流
密度分布の測定方法に関するものである。
密度分布の測定方法に関するものである。
電子ビーム露光により半導体集積回路のマスク基板やウ
ェハ基板に微細パターンを描画する場合、描画速度を上
げるために、所定寸法に成形された、いわゆる成形ビー
ムを用いる方法がある。
ェハ基板に微細パターンを描画する場合、描画速度を上
げるために、所定寸法に成形された、いわゆる成形ビー
ムを用いる方法がある。
この種の成形ビームを用いる電子ビーム露光においては
、ビーム電流密度分布が均一でなくてはならないが、こ
れを実現するためにはビーム電流密度分布を精度よく測
定する方法が必要である。
、ビーム電流密度分布が均一でなくてはならないが、こ
れを実現するためにはビーム電流密度分布を精度よく測
定する方法が必要である。
従来、電子ビーム電流密度分布の測定には、一般にナイ
フェツジ法とよばれる方法が用いられていた。
フェツジ法とよばれる方法が用いられていた。
第１図〜第３図はこの方法を説明するための図である。
すなわち、第１図に示すように鋭い縁を持つ電子ビーム
しや蔽体（マスク）１４を電子ビーム検出器１３の上に
配置し、測定しようとする電子ビームを連続的に照射し
ながら、マスクの縁に直角な第１図のＸ方向にビームを
移動させる。
しや蔽体（マスク）１４を電子ビーム検出器１３の上に
配置し、測定しようとする電子ビームを連続的に照射し
ながら、マスクの縁に直角な第１図のＸ方向にビームを
移動させる。
第１図の斜線を付した部分１５は電子ビーム照射領域で
あり、これがＸ方向に移動するに従って、検出器１３に
対するビーム照射面積が増大し、検出器出力は第２図の
ように変化する。
あり、これがＸ方向に移動するに従って、検出器１３に
対するビーム照射面積が増大し、検出器出力は第２図の
ように変化する。
これを微分するか、あるいは階差をとるかすれば、第３
図に示すような曲線が得られる。
図に示すような曲線が得られる。
従来は、これをもってビーム電流密度分布を表わす情報
としていたが、これでは、本来２次元的に分布している
ビーム電流密度の実態を知ることは不可能であり、実際
上は、せいぜいビーム径の測定ぐらいにしか役立たない
。
としていたが、これでは、本来２次元的に分布している
ビーム電流密度の実態を知ることは不可能であり、実際
上は、せいぜいビーム径の測定ぐらいにしか役立たない
。
しかも、その測定値は、ノイズの影響を大きく受け、分
解能のきわめて低いものであった。
解能のきわめて低いものであった。
この場合、影響するノイズには種々のものがあるが、中
でも電子ビーム発生源（電子銃）から生ずるショットノ
イズは、照射ビーム量自体が不規則に変動することによ
るもので、その量も多く、従来の測定方法ではどうして
も避けることができなかった。
でも電子ビーム発生源（電子銃）から生ずるショットノ
イズは、照射ビーム量自体が不規則に変動することによ
るもので、その量も多く、従来の測定方法ではどうして
も避けることができなかった。
本発明の目的は、これらの問題点を解決し、２次元的な
電子ビーム電流密度分布を、ノイズの影響を受けること
なしに精度よく測定できる方法を提供することにある。
電子ビーム電流密度分布を、ノイズの影響を受けること
なしに精度よく測定できる方法を提供することにある。
この目的を達成するため、本発明では、電子ビームをブ
ランキング信号により変調して断続的に照射し、周波数
分析装置を用いて電子ビーム検出器の出力から前記ブラ
ンキング信号と同じ周波数成分の振幅値のみを取り出す
ことによって検出信号のＳ／Ｎ比を向上させるとともに
、該電子ビームと電子ビーム検出器およびこの上に配置
したＸＹ２方向の縁を持つ電子ビームしや献体とを、電
子ビーム検出器に対する電子ビーム照射領域がＸＹ２方
向に細分化された単位区画づつ拡大または縮小するよう
に相対変位させ、それぞれの位置で前記周波数分析装置
により取り出された検出信号中の特定周波数成分の振幅
値を情報処理して、電子ビーム照射領域の単位区画ごと
のビーム電流の変化分をとり２次元的な電子ビーム電流
密度分布を求めるようにしたものである。
ランキング信号により変調して断続的に照射し、周波数
分析装置を用いて電子ビーム検出器の出力から前記ブラ
ンキング信号と同じ周波数成分の振幅値のみを取り出す
ことによって検出信号のＳ／Ｎ比を向上させるとともに
、該電子ビームと電子ビーム検出器およびこの上に配置
したＸＹ２方向の縁を持つ電子ビームしや献体とを、電
子ビーム検出器に対する電子ビーム照射領域がＸＹ２方
向に細分化された単位区画づつ拡大または縮小するよう
に相対変位させ、それぞれの位置で前記周波数分析装置
により取り出された検出信号中の特定周波数成分の振幅
値を情報処理して、電子ビーム照射領域の単位区画ごと
のビーム電流の変化分をとり２次元的な電子ビーム電流
密度分布を求めるようにしたものである。
以下、本発明の実施例を図に従って説明する。
第４図は、本発明を実施するための装置の概要を示す。
図中、１は電子ビーム鏡体、２は電子銃、３は電子ビー
ムを断続照射するためのブランキング装置、４は偏向装
置、５は後述の電子ビーム検出器および電子ビームしや
献体を含む検出部、６はこの検出部が載置された移動台
、７は制御装置、８はブランキング駆動装置、９はブラ
ンキング信号発生装置、１０は周波数分析装置、１１は
情報処理装置、１２は測定対象の電子ビームで電子レン
ズ系（図示省略）により所定寸法に成形されたものであ
る。
ムを断続照射するためのブランキング装置、４は偏向装
置、５は後述の電子ビーム検出器および電子ビームしや
献体を含む検出部、６はこの検出部が載置された移動台
、７は制御装置、８はブランキング駆動装置、９はブラ
ンキング信号発生装置、１０は周波数分析装置、１１は
情報処理装置、１２は測定対象の電子ビームで電子レン
ズ系（図示省略）により所定寸法に成形されたものであ
る。
周波数分析装置１０は、ブランキング信号発生装置９か
ら与えられるブランキング信号を参照信号として、検出
器出力中のブランキング信号と同じ周波数成分の振幅値
のみを取り出すもので、たとえばロックイン・アップと
よばれる市販品を用いる。
ら与えられるブランキング信号を参照信号として、検出
器出力中のブランキング信号と同じ周波数成分の振幅値
のみを取り出すもので、たとえばロックイン・アップと
よばれる市販品を用いる。
第５図は、検出部５の詳細図で、１３は、たとえばＰＮ
ジャンクション形の電子ビーム検出器、１４はＸＹ２方
向の鋭い縁を持つ電子ビームしや献体（マスク）、１５
は電子ビーム照射領域で、マスクでじゃ蔽されている部
分は１重斜線を付し、しや蔽されない部分は２重斜線を
付して示す。
ジャンクション形の電子ビーム検出器、１４はＸＹ２方
向の鋭い縁を持つ電子ビームしや献体（マスク）、１５
は電子ビーム照射領域で、マスクでじゃ蔽されている部
分は１重斜線を付し、しや蔽されない部分は２重斜線を
付して示す。
次に、本装置を用いて約１０μｍ角に成形された電子ビ
ームの電流密度分布を測定する場合につき説明する。
ームの電流密度分布を測定する場合につき説明する。
情報処理装置１１のプログラムに従い制御装置７は、ま
ず移動台６を駆動して検出部５を電子ビーム１２の照射
領域まで移動させ、その後、偏向装置４を用いてビーム
照射領域１５をＸＹ２方向に、たとえば０．１μｍづつ
１６０段階にわたり変位させる。
ず移動台６を駆動して検出部５を電子ビーム１２の照射
領域まで移動させ、その後、偏向装置４を用いてビーム
照射領域１５をＸＹ２方向に、たとえば０．１μｍづつ
１６０段階にわたり変位させる。
ビーム照射領域１５の変位の順序は、たとえばＹ方向に
０．１μｍ変位させるたびに、Ｘ方向に１６０段階変位
させるようにする。
０．１μｍ変位させるたびに、Ｘ方向に１６０段階変位
させるようにする。
結局、ビーム照射領域１５上に任意の一点Ｐについてみ
れば、ＸＹ２方向に、１６μｍ角全域にわたって、一定
の順序で変位することになる。
れば、ＸＹ２方向に、１６μｍ角全域にわたって、一定
の順序で変位することになる。
第５図の１５′はビーム照射領域の初期位置、１５〃は
終期位置を示し、この間で、ビーム検出器１３に対する
ビーム照射領域（第５図の２重斜線を付した部分）は、
ビーム照射領域１５の全域をＸＹ２方向に細分化した０
、１μｍ角の単位区画づつ順次拡大していくことになる
。
終期位置を示し、この間で、ビーム検出器１３に対する
ビーム照射領域（第５図の２重斜線を付した部分）は、
ビーム照射領域１５の全域をＸＹ２方向に細分化した０
、１μｍ角の単位区画づつ順次拡大していくことになる
。
このようにビーム検出器１３のビーム照射面積が変化す
るにつれて、検出器出力、すなわち周波数分析装置１０
０入力が変化する。
るにつれて、検出器出力、すなわち周波数分析装置１０
０入力が変化する。
電子ビーム１２は、ブランキング装置３で周期的に断続
されているので、検出器出力もこのブランキング信号に
より変調されたビーム電流に対応する信号に不特定周波
数のノイズが加わったものになるが、周波数分析装置１
０は、この中のブランキング信号と同じ周波数成分の振
幅値しか取り出さないから、不特定周波数のノイズをほ
とんど含まず、ビーム電流の振幅値に忠実に比例した出
力が得られる。
されているので、検出器出力もこのブランキング信号に
より変調されたビーム電流に対応する信号に不特定周波
数のノイズが加わったものになるが、周波数分析装置１
０は、この中のブランキング信号と同じ周波数成分の振
幅値しか取り出さないから、不特定周波数のノイズをほ
とんど含まず、ビーム電流の振幅値に忠実に比例した出
力が得られる。
第６図のａは、電子ビームを断続照射しながら、ビーム
照射領域１５をＸ方向に一定の速度で変位させた場合の
周波数分析装置１０の出力波形の実測例、ｂは、出力の
時間的変化を曲線で表示させたものである。
照射領域１５をＸ方向に一定の速度で変位させた場合の
周波数分析装置１０の出力波形の実測例、ｂは、出力の
時間的変化を曲線で表示させたものである。
これに対し、第７図は、電子ビームを断続させることな
しに、ビーム照射領域１５をＸ方向に一定速度で変位さ
せた場合のビーム検出器出力波形の実測例である。
しに、ビーム照射領域１５をＸ方向に一定速度で変位さ
せた場合のビーム検出器出力波形の実測例である。
第６図と第７図を比較すれば、ビーム電流をブランキン
グ信号で変調し、周波数分析装置１０を用いてビーム検
出器出力の信号処理を行なうことにより、このような手
段によらない場合に比べて出力信号のＳ／Ｎ比が格段に
向上し、高精度、高分解能の信号検出を実現できること
がわかる。
グ信号で変調し、周波数分析装置１０を用いてビーム検
出器出力の信号処理を行なうことにより、このような手
段によらない場合に比べて出力信号のＳ／Ｎ比が格段に
向上し、高精度、高分解能の信号検出を実現できること
がわかる。
周波数分析装置１０の出力信号の情報処理は次のように
行なう。
行なう。
第８図は、ビーム照射領域１５がＸＹ２方向に変位した
場合、周波数分析装置１０の出力値■が変化する様子を
３次元的に表わしたものである。
場合、周波数分析装置１０の出力値■が変化する様子を
３次元的に表わしたものである。
第８図で、ビーム照射領域１５内の点Ｐが、たとえばＹ
方向において＋５．０μｍに位置しているとき、Ｘ方向
に０．０μｍから±１６．０μｍまで０．１μｍづつ変
位するたびに情報処理装置１１に記憶される周波数分析
装置１０の出力値■を、■ｏ、■１、・・・・・・、Ｉ
ｊ、・・・・・・、１１６０としよう。
方向において＋５．０μｍに位置しているとき、Ｘ方向
に０．０μｍから±１６．０μｍまで０．１μｍづつ変
位するたびに情報処理装置１１に記憶される周波数分析
装置１０の出力値■を、■ｏ、■１、・・・・・・、Ｉ
ｊ、・・・・・・、１１６０としよう。
次に、ビーム照射領域１５がＹ方向にΔＹ−十０．１μ
ｍ変位すると、点ＰのＹ方向の位置は＋５．１μｍとな
り、ここで再びＸ方向に０．０μｍから１６．０μｍま
で０．１μｍづつ変位する。
ｍ変位すると、点ＰのＹ方向の位置は＋５．１μｍとな
り、ここで再びＸ方向に０．０μｍから１６．０μｍま
で０．１μｍづつ変位する。
このとき、情報処理装置１１が記憶する■の値をＩ′。
■１１、・・・・・・、Ｉ／ｉ、・・・・・・、Ｉ’１
６０で表わす。
６０で表わす。
次に、情報処理装置１１は演算を行ない、Δ■′・−Ｉ
／１−Ｉｊを求める。
／１−Ｉｊを求める。
点ＰのＸ座標値とΔ■′ｊの関係は第９図のグラフのよ
うになり、Δ■′ｊは、第８図の帯状の領域１６におけ
るビーム照射量に対応している。
うになり、Δ■′ｊは、第８図の帯状の領域１６におけ
るビーム照射量に対応している。
情報処理装置１１は、さらにΔ■・−Δ工′ｊ十１−Δ
■′・の演算を行なう。
■′・の演算を行なう。
点ＰのＸ座標値とΔ■・の関係は第１０図のグラフのよ
うになり、これは第８図の帯状の領域１６における電子
ビーム電流密度分布を表わす。
うになり、これは第８図の帯状の領域１６における電子
ビーム電流密度分布を表わす。
ビーム照射領域１５をＹ方向に、さらに０．１μｍ変位
させ、点ＰのＹ座標値＋５．１μｍと＋５．２μｍとに
おいて上記と同様のビーム電流の検出と情報処理を行な
えば、第８図の帯状の領域１７における電子ビーム電流
密度分布が得られる。
させ、点ＰのＹ座標値＋５．１μｍと＋５．２μｍとに
おいて上記と同様のビーム電流の検出と情報処理を行な
えば、第８図の帯状の領域１７における電子ビーム電流
密度分布が得られる。
以下同様に、点ＰのＹ座標値を順次変化させて、ビーム
電流の検出と情報処理をくり返すことにより、第１１図
に例示したように、１６μｍ角全域にわたる電子ビーム
電流密度分布が求まる。
電流の検出と情報処理をくり返すことにより、第１１図
に例示したように、１６μｍ角全域にわたる電子ビーム
電流密度分布が求まる。
本例では、情報処理装置１１の演算結果Δ■・を、ＸＹ
プロッタを用いて、立体視できる形で出力表示している
。
プロッタを用いて、立体視できる形で出力表示している
。
この情報は、電子レンズ系の調整により成形ビームの電
流密度分布を均一化を計るのに有効に利用できる。
流密度分布を均一化を計るのに有効に利用できる。
上記説明では、ビーム検出器１３に対するビーム照射領
域が順次拡大する方向にビームを移動させる場合につい
て述べたが、ビーム照射領域が縮小する方向にビームを
移動させても同様の結果が得られることは明らかである
。
域が順次拡大する方向にビームを移動させる場合につい
て述べたが、ビーム照射領域が縮小する方向にビームを
移動させても同様の結果が得られることは明らかである
。
以上説明したように、本発明は、成形ビームの２次元的
なビーム電流密度分布を高精度で測定することを可能と
したもので、成形ビームを用いる電子ビーム露光技術の
進歩に寄与するところが大きいものである。
なビーム電流密度分布を高精度で測定することを可能と
したもので、成形ビームを用いる電子ビーム露光技術の
進歩に寄与するところが大きいものである。
第１図は従来用いられていたこの種測定方法の説明図、
第２図は第１図の方法におけるビーム検出器出力信号の
変化を示す図、第３図は同じくビーム電流密度分布の測
定結果を示す図、第４図は本発明を実施するための装置
の概要図、第５図は検出部の詳細図、第６図は本発明に
おける周波数分析装置出力信号の実測例を示す図、第７
図は従来方法におけるビーム検出器出力信号の実測例を
示す図、第８図は本発明による測定方法の説明図、第９
図は情報処理により得られたＸ方向のΔＩｌｊの分布を
示す図、第１０図は同じくＸ方向のΔＩｊの分布を示す
図、第１１図は同じくビーム電流密度分布の測定結果を
例示した図である。 符号の説明、１：電子ビーム鏡体、２：電子銃、３ニブ
ランキング装置、４：偏向装置、５：検出部、６：移動
台、７：制御装置、８ニブランキング駆動装置、９ニブ
ランキング信号発生装置、１０：周波数分析装置、１１
：情報処理装置、１２：電子ビーム、１３：電子ビーム
検出器、１４：電子ビームしや献体、１５，１６，１７
：電子ビーム照射領域。
第２図は第１図の方法におけるビーム検出器出力信号の
変化を示す図、第３図は同じくビーム電流密度分布の測
定結果を示す図、第４図は本発明を実施するための装置
の概要図、第５図は検出部の詳細図、第６図は本発明に
おける周波数分析装置出力信号の実測例を示す図、第７
図は従来方法におけるビーム検出器出力信号の実測例を
示す図、第８図は本発明による測定方法の説明図、第９
図は情報処理により得られたＸ方向のΔＩｌｊの分布を
示す図、第１０図は同じくＸ方向のΔＩｊの分布を示す
図、第１１図は同じくビーム電流密度分布の測定結果を
例示した図である。 符号の説明、１：電子ビーム鏡体、２：電子銃、３ニブ
ランキング装置、４：偏向装置、５：検出部、６：移動
台、７：制御装置、８ニブランキング駆動装置、９ニブ
ランキング信号発生装置、１０：周波数分析装置、１１
：情報処理装置、１２：電子ビーム、１３：電子ビーム
検出器、１４：電子ビームしや献体、１５，１６，１７
：電子ビーム照射領域。
Claims (1)
- １ 電子ビーム検出器とこの上に配置したＸＹ２方向の
縁を持つ電子ビームしや蔽体とに電子ビームをブランキ
ング信号により変調して断続的に照射し、該電子ビーム
と電子ビーム検出器および電子ビームしや蔽体とを、電
子ビーム検出器に対する電子ビーム照射領域がＸＹ２方
向に細分化された単位区画づつ拡大または縮小するよう
に相対変位させ、それぞれの位置での前記電子ビーム検
出器の出力を周波数分析装置により処理して前記ブラン
キング信号と同じ周波数成分の振幅値のみを取り出し、
これを情報処理して電子ビーム照射領域の単位区画ごと
のビーム電流の変化分をとり２次元的な電子ビーム電流
密度分布を求めることを特徴とする電子ビーム電流密度
分布測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53086699A JPS584993B2 (ja) | 1978-07-18 | 1978-07-18 | 電子ビ−ム電流密度分布測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53086699A JPS584993B2 (ja) | 1978-07-18 | 1978-07-18 | 電子ビ−ム電流密度分布測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5513874A JPS5513874A (en) | 1980-01-31 |
| JPS584993B2 true JPS584993B2 (ja) | 1983-01-28 |
Family
ID=13894185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53086699A Expired JPS584993B2 (ja) | 1978-07-18 | 1978-07-18 | 電子ビ−ム電流密度分布測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS584993B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4685349A (en) * | 1985-12-20 | 1987-08-11 | Agency Of Industrial Science And Technology | Flexibly foldable arm |
| JPS62234323A (ja) * | 1986-04-04 | 1987-10-14 | Jeol Ltd | 荷電ビ−ム電流密度分布測定方法 |
| CN103376349A (zh) * | 2012-04-28 | 2013-10-30 | 中国科学院电子学研究所 | 一种横向设置的强流电子注截面三坐标扫描测量系统 |
| CN103376460B (zh) * | 2012-04-28 | 2015-07-29 | 中国科学院电子学研究所 | 一种强流电子注分析仪的电子注截面测量系统 |
| JP6294758B2 (ja) * | 2014-05-12 | 2018-03-14 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビームのドーズ量異常検出方法 |
-
1978
- 1978-07-18 JP JP53086699A patent/JPS584993B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5513874A (en) | 1980-01-31 |
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