JP3472127B2 - ビームの測定方法 - Google Patents
ビームの測定方法Info
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- JP3472127B2 JP3472127B2 JP7907698A JP7907698A JP3472127B2 JP 3472127 B2 JP3472127 B2 JP 3472127B2 JP 7907698 A JP7907698 A JP 7907698A JP 7907698 A JP7907698 A JP 7907698A JP 3472127 B2 JP3472127 B2 JP 3472127B2
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Description
【０００１】
【発明の属する分野】本発明は、電子ビーム描画装置や
イオンビーム装置などの荷電粒子ビームを用いた装置に
おける荷電粒子ビームや、レーザービーム装置における
レーザービーム等のビームの測定方法に関する。
イオンビーム装置などの荷電粒子ビームを用いた装置に
おける荷電粒子ビームや、レーザービーム装置における
レーザービーム等のビームの測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、電子ビーム描画装置では、実際
の描画動作に先だって、描画に用いる電子ビームのサイ
ズや位置、あるいは、電子ビームのフォーカスの状態を
測定し、その測定結果に基づいて電子ビームの調整を行
っている。図１はこのような電子ビームの測定に用いら
れる装置の一例を示しており、１は測定される電子ビー
ムである。電子ビーム１は図示していないが、２枚の矩
形スリットと、２枚の矩形スリットの間に設けられた偏
向器によって断面が矩形に形成されている。
の描画動作に先だって、描画に用いる電子ビームのサイ
ズや位置、あるいは、電子ビームのフォーカスの状態を
測定し、その測定結果に基づいて電子ビームの調整を行
っている。図１はこのような電子ビームの測定に用いら
れる装置の一例を示しており、１は測定される電子ビー
ムである。電子ビーム１は図示していないが、２枚の矩
形スリットと、２枚の矩形スリットの間に設けられた偏
向器によって断面が矩形に形成されている。
【０００３】電子ビーム１は、最終段レンズ２によって
集束され、更に、静電偏向器３によって偏向を受ける。
偏向器３の下部には、ナイフエッジ部材４が配置されて
いるが、ナイフエッジ部材４は矩形の開口が設けられて
おり、その各内側は薄く直線状に形成されている。ナイ
フエッジ部材４の下部には、散乱された電子ビームをカ
ットするアパーチャ５が設けられ、更にその下部には、
電子ビームの電流量を検出するファラデーカップ６が配
置されている。
集束され、更に、静電偏向器３によって偏向を受ける。
偏向器３の下部には、ナイフエッジ部材４が配置されて
いるが、ナイフエッジ部材４は矩形の開口が設けられて
おり、その各内側は薄く直線状に形成されている。ナイ
フエッジ部材４の下部には、散乱された電子ビームをカ
ットするアパーチャ５が設けられ、更にその下部には、
電子ビームの電流量を検出するファラデーカップ６が配
置されている。
【０００４】上記の構成で、偏向器３に図２（ａ）に示
す鋸歯状の偏向信号を印加すると、矩形の電子ビーム１
は、Ｘ方向に偏向を受ける。電子ビームの偏向により、
電子ビームは徐々にナイフエッジ部材４によって遮蔽さ
れ、ファラデーカップ６に入射する電子ビームの量は減
少する。電子ビーム１がナイフエッジ部材４によって完
全に遮蔽されると、ファラデーカップ６の検出電流は０
となる。
す鋸歯状の偏向信号を印加すると、矩形の電子ビーム１
は、Ｘ方向に偏向を受ける。電子ビームの偏向により、
電子ビームは徐々にナイフエッジ部材４によって遮蔽さ
れ、ファラデーカップ６に入射する電子ビームの量は減
少する。電子ビーム１がナイフエッジ部材４によって完
全に遮蔽されると、ファラデーカップ６の検出電流は０
となる。
【０００５】図２（ｂ）は、ファラデーカップ６の検出
電流を示しており、この検出電流信号を１回微分する
と、図２（ｃ）の信号が得られる。更に、図２（ｃ）の
信号を再度微分すると、図２（ｄ）の信号が得られる。
この図２（ｄ）で横軸は電子ビームの走査位置であり、
信号の２つのピーク間の距離に基づいて電子ビームのサ
イズが求められる。また、２つのピーク位置の中間位置
に基づいて、電子ビームの位置が判明する。更に、ピー
クの波高値は、電子ビームのフォーカスの状態を示して
いる。このようにして得られたビームサイズ、ビーム位
置、フォーカス状態により、電子ビームの各種調整が行
われ、その後に正規の描画動作が実行される。
電流を示しており、この検出電流信号を１回微分する
と、図２（ｃ）の信号が得られる。更に、図２（ｃ）の
信号を再度微分すると、図２（ｄ）の信号が得られる。
この図２（ｄ）で横軸は電子ビームの走査位置であり、
信号の２つのピーク間の距離に基づいて電子ビームのサ
イズが求められる。また、２つのピーク位置の中間位置
に基づいて、電子ビームの位置が判明する。更に、ピー
クの波高値は、電子ビームのフォーカスの状態を示して
いる。このようにして得られたビームサイズ、ビーム位
置、フォーカス状態により、電子ビームの各種調整が行
われ、その後に正規の描画動作が実行される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記した電子ビームの
サイズ等の測定において、図２（ｂ）に示した検出信号
は、通常ノイズ成分が含まれている。図３（ａ）はノイ
ズ成分を含んだファラデーカップの検出信号波形を示し
ており、このようなノイズ成分を含んだ信号を１回微分
すると、図３（ｂ）の信号が得られ、更に、２回微分し
た結果の信号は、図３（ｃ）のようになる。この図３
（ｃ）の信号は、２つのピークがノイズピークの中に埋
もれてしまい、正確なビームサイズ，位置，フォーカス
状態の測定が不可能となる。
サイズ等の測定において、図２（ｂ）に示した検出信号
は、通常ノイズ成分が含まれている。図３（ａ）はノイ
ズ成分を含んだファラデーカップの検出信号波形を示し
ており、このようなノイズ成分を含んだ信号を１回微分
すると、図３（ｂ）の信号が得られ、更に、２回微分し
た結果の信号は、図３（ｃ）のようになる。この図３
（ｃ）の信号は、２つのピークがノイズピークの中に埋
もれてしまい、正確なビームサイズ，位置，フォーカス
状態の測定が不可能となる。
【０００７】そのため、信号の平滑化処理を行うことが
実施されている。図４（ａ）はノイズ成分を含んだ検出
信号であり、この信号を微分すると図４（ｂ）の信号が
得られる。この時、１次微分信号はノイズ除去の平滑化
処理が施されている。この処理を実行した後、再度微分
を行うと、図４（ｃ）の信号が得られる。この信号で
は、ピーク位置は正しく得られるものの、平滑化処理に
よってピークが鈍ってしまうため、ビームのフォーカス
状態を反映するピークの波高値は、正しいものとはなら
なくなり、実質的にフォーカス状態を正しく測定するこ
とはできない。
実施されている。図４（ａ）はノイズ成分を含んだ検出
信号であり、この信号を微分すると図４（ｂ）の信号が
得られる。この時、１次微分信号はノイズ除去の平滑化
処理が施されている。この処理を実行した後、再度微分
を行うと、図４（ｃ）の信号が得られる。この信号で
は、ピーク位置は正しく得られるものの、平滑化処理に
よってピークが鈍ってしまうため、ビームのフォーカス
状態を反映するピークの波高値は、正しいものとはなら
なくなり、実質的にフォーカス状態を正しく測定するこ
とはできない。
【０００８】このため、ビームを直線状のエッジを有し
た部材を横切って走査し、この走査にともなって検出さ
れたビームの信号の変化に対してカーブフィッティング
を施し、ビームサイズや位置等の測定を行なうことが考
えられている。
た部材を横切って走査し、この走査にともなって検出さ
れたビームの信号の変化に対してカーブフィッティング
を施し、ビームサイズや位置等の測定を行なうことが考
えられている。
【０００９】図５はこのカーブフィッティングを行うた
めの構成の一例を示しており、図１の装置と同一番号は
同一構成要素を示す。この構成で、ファラデーカップ６
によって検出された電流信号は、ＡＤ変換器７によって
ディジタル信号に変換された後、波形メモリー８に供給
される。波形メモリー８に供給されて記憶された信号
は、制御ＣＰＵ９によって読み出され、カーブフィッテ
ィング処理が施される。なお、制御ＣＰＵ９は静電偏向
器３に電子ビーム１の走査信号を供給するための偏向回
路１０を制御している。このような構成の動作を次に説
明する。
めの構成の一例を示しており、図１の装置と同一番号は
同一構成要素を示す。この構成で、ファラデーカップ６
によって検出された電流信号は、ＡＤ変換器７によって
ディジタル信号に変換された後、波形メモリー８に供給
される。波形メモリー８に供給されて記憶された信号
は、制御ＣＰＵ９によって読み出され、カーブフィッテ
ィング処理が施される。なお、制御ＣＰＵ９は静電偏向
器３に電子ビーム１の走査信号を供給するための偏向回
路１０を制御している。このような構成の動作を次に説
明する。
【００１０】電子ビーム１のサイズ，位置，フォーカス
状態を測定する場合、制御ＣＰＵ９は偏向回路１０を制
御し、静電偏向器３に鋸歯状の偏向信号を印加する。こ
の偏向信号の印加に伴って、矩形の電子ビーム１は、Ｘ
方向に偏向を受ける。電子ビームの偏向により、電子ビ
ームは徐々にナイフエッジ部材４によって遮蔽され、フ
ァラデーカップ６に入射する電子ビームの量は減少す
る。電子ビーム１がナイフエッジ部材４によって完全に
遮蔽されると、ファラデーカップ６の検出電流は０とな
る。
状態を測定する場合、制御ＣＰＵ９は偏向回路１０を制
御し、静電偏向器３に鋸歯状の偏向信号を印加する。こ
の偏向信号の印加に伴って、矩形の電子ビーム１は、Ｘ
方向に偏向を受ける。電子ビームの偏向により、電子ビ
ームは徐々にナイフエッジ部材４によって遮蔽され、フ
ァラデーカップ６に入射する電子ビームの量は減少す
る。電子ビーム１がナイフエッジ部材４によって完全に
遮蔽されると、ファラデーカップ６の検出電流は０とな
る。
【００１１】図６（ａ）は電子ビーム１の偏向によって
得られたファラデーカップ６の検出信号波形を示してお
り、この検出信号は波形メモリー８に記憶される。この
波形メモリー８に記憶された検出信号は制御ＣＰＵ９に
よって読み出され、一次微分が行われる。ここで、一次
微分波形は予め図７に示すようにモデル化してある。図
７においてａはビームサイズの２分の１、ｂはビーム位
置である。
得られたファラデーカップ６の検出信号波形を示してお
り、この検出信号は波形メモリー８に記憶される。この
波形メモリー８に記憶された検出信号は制御ＣＰＵ９に
よって読み出され、一次微分が行われる。ここで、一次
微分波形は予め図７に示すようにモデル化してある。図
７においてａはビームサイズの２分の１、ｂはビーム位
置である。
【００１２】カーブフィッティングにおける基本的な考
え方は、検出信号波形をモデル化した波形に対してフィ
ティング処理を行うことであり、図６（ａ）に示した信
号波形は、一次微分され図７に示すモデル化された信号
波形とフィッティングを行うことにより、図６（ｂ）の
信号が得られる。フィッティング処理された信号はノイ
ズ成分が除去され、図６（ｂ）の信号を更に微分するこ
とにより、図６（ｃ）の信号が得られる。
え方は、検出信号波形をモデル化した波形に対してフィ
ティング処理を行うことであり、図６（ａ）に示した信
号波形は、一次微分され図７に示すモデル化された信号
波形とフィッティングを行うことにより、図６（ｂ）の
信号が得られる。フィッティング処理された信号はノイ
ズ成分が除去され、図６（ｂ）の信号を更に微分するこ
とにより、図６（ｃ）の信号が得られる。
【００１３】この図６（ｃ）の信号は、フィッティング
処理が施されているのでノイズ成分が除去されており、
更に、平滑化処理がされていないので、ナイフエッジの
端部に基づく信号成分が鈍らずに明瞭に残っており、従
って、電子ビーム１のサイズ，位置，フォーカス状態を
正確に測定することができる。
処理が施されているのでノイズ成分が除去されており、
更に、平滑化処理がされていないので、ナイフエッジの
端部に基づく信号成分が鈍らずに明瞭に残っており、従
って、電子ビーム１のサイズ，位置，フォーカス状態を
正確に測定することができる。
【００１４】次により具体的なフィッティング処理につ
いて述べる。まず、波形メモリー８に記憶されたファラ
デーカップ６の検出信号は制御ＣＰＵ９に読み出され、
一次微分処理が施される。一次微分信号に対して、制御
ＣＰＵ９はフィッティグ処理を行う。このフィッティン
グ処理は、適宜な評価関数を用いて行う。例えば、ａが
ビームサイズの１／２、ｂがビーム位置、ｃがフォーカ
ス情報とすると、次の評価関数を用いることができる。
いて述べる。まず、波形メモリー８に記憶されたファラ
デーカップ６の検出信号は制御ＣＰＵ９に読み出され、
一次微分処理が施される。一次微分信号に対して、制御
ＣＰＵ９はフィッティグ処理を行う。このフィッティン
グ処理は、適宜な評価関数を用いて行う。例えば、ａが
ビームサイズの１／２、ｂがビーム位置、ｃがフォーカ
ス情報とすると、次の評価関数を用いることができる。
【００１５】Ｆｉ（ａ，ｂ，ｃ）＝Ｔａｎｈ｛（ｉ−ａ
−ｂ）／ｃ｝−Ｔａｎｈ｛（ｉ＋ａ−ｂ）／ｃ｝ なお、上式でｉはビームの走査位置（ｉ＝１，２，……
…，ｎ）を示している。フィッティングは、一次微分信
号のｎ個のデータＡｉと上記評価関数との差分の２乗和
が最小となるようにパラメータａ，ｂ，ｃを決定する。
すなわち、次式を用いてパラメータが決定される。
−ｂ）／ｃ｝−Ｔａｎｈ｛（ｉ＋ａ−ｂ）／ｃ｝ なお、上式でｉはビームの走査位置（ｉ＝１，２，……
…，ｎ）を示している。フィッティングは、一次微分信
号のｎ個のデータＡｉと上記評価関数との差分の２乗和
が最小となるようにパラメータａ，ｂ，ｃを決定する。
すなわち、次式を用いてパラメータが決定される。
【００１６】
【数１】
【００１７】前記した例では、ファラデーカップ６の検
出信号を一次微分し、その後にフィッティング処理を行
ったが、この場合には、検出信号のＳＮ比が比較的優れ
ている場合に適用することができる。ファラデーカップ
６の検出信号のＳＮ比が比較的悪い場合には、波形メモ
リー８のｎ個のデータＢｉ（ｉ＝１，２，……，ｎ）と
評価関数Ｆｉとの差分の２乗和
出信号を一次微分し、その後にフィッティング処理を行
ったが、この場合には、検出信号のＳＮ比が比較的優れ
ている場合に適用することができる。ファラデーカップ
６の検出信号のＳＮ比が比較的悪い場合には、波形メモ
リー８のｎ個のデータＢｉ（ｉ＝１，２，……，ｎ）と
評価関数Ｆｉとの差分の２乗和
【００１８】
【数２】
【００１９】が最小となるようにパラメータａ，ｂ，ｃ
を決定することができる。この場合、評価関数として
は、例えば、非線形最小２乗法を用いた次の関数を用い
ることができる。
を決定することができる。この場合、評価関数として
は、例えば、非線形最小２乗法を用いた次の関数を用い
ることができる。
【００２０】Ｆｉ（ａ，ｂ，ｃ）＝−Ｌｏｇ［Ｃｏｓｈ
｛（ｉ＋ａ−ｂ）／ｃ｝］＋Ｌｏｇ［Ｃｏｓｈ｛（−ｉ
＋ａ＋ｂ）／ｃ｝］ 上記はＸ方向のビームの測定であるが、同様にしてＹ方
向のビームの測定が行われる。このようにして、電子ビ
ームのビームサイズ、ビーム位置、フォーカス情報を測
定した後、ビームサイズの調整、ビーム位置の補正、フ
ォーカスの調整が実施され、その後、正規の描画動作が
開始される。
｛（ｉ＋ａ−ｂ）／ｃ｝］＋Ｌｏｇ［Ｃｏｓｈ｛（−ｉ
＋ａ＋ｂ）／ｃ｝］ 上記はＸ方向のビームの測定であるが、同様にしてＹ方
向のビームの測定が行われる。このようにして、電子ビ
ームのビームサイズ、ビーム位置、フォーカス情報を測
定した後、ビームサイズの調整、ビーム位置の補正、フ
ォーカスの調整が実施され、その後、正規の描画動作が
開始される。
【００２１】さて、上記したカーブフィッティング法で
は、非線形最小２乗法を用いている。すなわち、信号波
形モデルと測定データとの残差の２乗和が最小となるよ
うに、信号波形モデルのパラメータを追い込んでいく。
したがって、パラメータの初期値が真値とずれた場合に
計算に時間が掛かっていた。特にビーム位置に関して
は、偏向歪みやビームドリフトによってその位置が変化
しやすく問題となっていた。
は、非線形最小２乗法を用いている。すなわち、信号波
形モデルと測定データとの残差の２乗和が最小となるよ
うに、信号波形モデルのパラメータを追い込んでいく。
したがって、パラメータの初期値が真値とずれた場合に
計算に時間が掛かっていた。特にビーム位置に関して
は、偏向歪みやビームドリフトによってその位置が変化
しやすく問題となっていた。
【００２２】本発明は、このような点に鑑みてなされた
もので、その目的は、短時間にカーブフィッティング法
によってビームサイズやビーム位置やフォーカス状態を
正しく測定することができるビームの測定方法を実現す
るにある。
もので、その目的は、短時間にカーブフィッティング法
によってビームサイズやビーム位置やフォーカス状態を
正しく測定することができるビームの測定方法を実現す
るにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に基づく
ビームの測定方法は、ビームを直線状のエッジを有した
部材を横切って走査し、この走査に伴って検出されたビ
ームの信号の変化に対してカーブフィッティングを施
し、荷電粒子ビームのビームサイズ、ビーム位置、フォ
ーカス情報の少なくともいずれかを測定するようにした
ビームの測定方法において、ビームの信号の最大値と最
小値の中間値に基づいてあらかじめビームの位置を測定
し、測定されたビーム位置を初期値としてカーブフィッ
ティング処理を施すようにしたことを特徴としている。
ビームの測定方法は、ビームを直線状のエッジを有した
部材を横切って走査し、この走査に伴って検出されたビ
ームの信号の変化に対してカーブフィッティングを施
し、荷電粒子ビームのビームサイズ、ビーム位置、フォ
ーカス情報の少なくともいずれかを測定するようにした
ビームの測定方法において、ビームの信号の最大値と最
小値の中間値に基づいてあらかじめビームの位置を測定
し、測定されたビーム位置を初期値としてカーブフィッ
ティング処理を施すようにしたことを特徴としている。
【００２４】請求項１の発明では、ビームの信号の最大
値と最小値の中間値に基づいてあらかじめビームの位置
を測定し、測定されたビーム位置を初期値としてカーブ
フィッティング処理を施し、短時間にノイズの影響な
く、各情報を正確に測定する。
値と最小値の中間値に基づいてあらかじめビームの位置
を測定し、測定されたビーム位置を初期値としてカーブ
フィッティング処理を施し、短時間にノイズの影響な
く、各情報を正確に測定する。
【００２５】請求項２の発明に基づくビームの測定方法
は、荷電粒子ビームを直線状のエッジを有した部材を横
切って走査し、この走査に伴って検出された荷電粒子ビ
ームの信号を一次微分し、一次微分信号のｎ個のデータ
Ａｉ（ｉは走査位置，ｉ＝１，２，………，ｎ）と、ａ
がビームサイズの１／２、ｂがビーム位置、ｃがフォー
カス情報である次の評価関数 Ｆｉ（ａ，ｂ，ｃ）＝Ｔａｎｈ｛（ｉ−ａ−ｂ）／ｃ｝
−Ｔａｎｈ｛（ｉ＋ａ−ｂ）／ｃ｝ とを用い、データＡｉと評価関数Ｆｉとの差分の２乗和
が最小となるようにパラメータａ，ｂ，ｃを決定するよ
うにしたビームの測定方法において、荷電粒子ビームの
信号の最大値と最小値の中間値に基づいてあらかじめビ
ームの位置を測定し、測定されたビーム位置を初期値と
してパラメータａ，ｂ，ｃを決定するようにしたことを
特徴としている。
は、荷電粒子ビームを直線状のエッジを有した部材を横
切って走査し、この走査に伴って検出された荷電粒子ビ
ームの信号を一次微分し、一次微分信号のｎ個のデータ
Ａｉ（ｉは走査位置，ｉ＝１，２，………，ｎ）と、ａ
がビームサイズの１／２、ｂがビーム位置、ｃがフォー
カス情報である次の評価関数 Ｆｉ（ａ，ｂ，ｃ）＝Ｔａｎｈ｛（ｉ−ａ−ｂ）／ｃ｝
−Ｔａｎｈ｛（ｉ＋ａ−ｂ）／ｃ｝ とを用い、データＡｉと評価関数Ｆｉとの差分の２乗和
が最小となるようにパラメータａ，ｂ，ｃを決定するよ
うにしたビームの測定方法において、荷電粒子ビームの
信号の最大値と最小値の中間値に基づいてあらかじめビ
ームの位置を測定し、測定されたビーム位置を初期値と
してパラメータａ，ｂ，ｃを決定するようにしたことを
特徴としている。
【００２６】請求項２の発明では、一次微分信号のｎ個
のデータＡｉと評価関数Ｆｉとの差分の２乗和が最小と
なるようにパラメータａ（ビームサイズの１／２），ｂ
（ビーム位置），ｃ（フォーカス情報）を決定するに際
し、荷電粒子ビームの信号の最大値と最小値の中間値に
基づいてあらかじめビームの位置を測定し、測定された
ビーム位置を初期値としてパラメータａ，ｂ，ｃを決定
する。
のデータＡｉと評価関数Ｆｉとの差分の２乗和が最小と
なるようにパラメータａ（ビームサイズの１／２），ｂ
（ビーム位置），ｃ（フォーカス情報）を決定するに際
し、荷電粒子ビームの信号の最大値と最小値の中間値に
基づいてあらかじめビームの位置を測定し、測定された
ビーム位置を初期値としてパラメータａ，ｂ，ｃを決定
する。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。本発明によるビームの測定
は、例えば、図８に示した構成で行われるが、図５の構
成と同一部分には同一番号が付されている。すなわち、
電子ビーム１のサイズ，位置，フォーカス状態を測定す
る場合、制御ＣＰＵ９は偏向回路１０を制御し、静電偏
向器３に鋸歯状の偏向信号を印加する。
施の形態を詳細に説明する。本発明によるビームの測定
は、例えば、図８に示した構成で行われるが、図５の構
成と同一部分には同一番号が付されている。すなわち、
電子ビーム１のサイズ，位置，フォーカス状態を測定す
る場合、制御ＣＰＵ９は偏向回路１０を制御し、静電偏
向器３に鋸歯状の偏向信号を印加する。
【００２８】この偏向信号の印加に伴って、矩形の電子
ビーム１は、Ｘ方向に偏向を受ける。電子ビームの偏向
により、電子ビームは徐々にナイフエッジ部材４によっ
て遮蔽され、ファラデーカップ６に入射する電子ビーム
の量は減少する。電子ビーム１がナイフエッジ部材４に
よって完全に遮蔽されると、ファラデーカップ６の検出
電流は０となる。
ビーム１は、Ｘ方向に偏向を受ける。電子ビームの偏向
により、電子ビームは徐々にナイフエッジ部材４によっ
て遮蔽され、ファラデーカップ６に入射する電子ビーム
の量は減少する。電子ビーム１がナイフエッジ部材４に
よって完全に遮蔽されると、ファラデーカップ６の検出
電流は０となる。
【００２９】ファラデーカップ６の検出信号は、ＡＤ変
換器７にてデジタル信号に変換された後、波形メモリー
８に記録される。その後、制御ＣＰＵ９は波形メモリー
８から波形メモリーデータを読みだし、カーブフィッテ
ィングの前処理として概略ビーム位置を求めたり、カー
ブフィッティング処理を行う。なお、求められた概略ビ
ーム位置は、メモリー１５に記憶される。
換器７にてデジタル信号に変換された後、波形メモリー
８に記録される。その後、制御ＣＰＵ９は波形メモリー
８から波形メモリーデータを読みだし、カーブフィッテ
ィングの前処理として概略ビーム位置を求めたり、カー
ブフィッティング処理を行う。なお、求められた概略ビ
ーム位置は、メモリー１５に記憶される。
【００３０】求めたビーム位置、および初期パラメータ
として指定したビームサイズ、エッジシャープネスの値
を初期値としてカーブフィッティング（非線形最小２乗
法による曲線適合）を行う。このフィッティングの結果
から、ビームサイズ、ビーム位置、フォーカス情報（エ
ッジシャープネス）を短時間に正確に求めることができ
る。
として指定したビームサイズ、エッジシャープネスの値
を初期値としてカーブフィッティング（非線形最小２乗
法による曲線適合）を行う。このフィッティングの結果
から、ビームサイズ、ビーム位置、フォーカス情報（エ
ッジシャープネス）を短時間に正確に求めることができ
る。
【００３１】ここで、カーブフィッティングの前処理と
してのビーム位置の測定と、その後のカーブフィッティ
ング処理についてより詳細に説明する。ビーム位置の測
定は、１回ビームをナイフエッジ４の特定のエッジを横
切って走査する。この走査によってファラデーカップ６
によって検出された信号Ａｉ（ｉ＝１，２，３，・・・
ｎ）を波形メモリー８に記憶する。
してのビーム位置の測定と、その後のカーブフィッティ
ング処理についてより詳細に説明する。ビーム位置の測
定は、１回ビームをナイフエッジ４の特定のエッジを横
切って走査する。この走査によってファラデーカップ６
によって検出された信号Ａｉ（ｉ＝１，２，３，・・・
ｎ）を波形メモリー８に記憶する。
【００３２】波形メモリー８に記憶されたｎ個のデータ
Ａｉに基づき、制御ＣＰＵ９はデータの最大値（あるい
は初期値）と最小値（あるいは最終値）との中間値とな
る位置ｂｍｉｄ を求め、メモリー１５に記憶する。図
９は信号Ａｉを示しているが、図９（ａ）はビーム位置
がほぼセンターにある場合、図９（ｂ）はビーム位置が
ずれている場合を示している。
Ａｉに基づき、制御ＣＰＵ９はデータの最大値（あるい
は初期値）と最小値（あるいは最終値）との中間値とな
る位置ｂｍｉｄ を求め、メモリー１５に記憶する。図
９は信号Ａｉを示しているが、図９（ａ）はビーム位置
がほぼセンターにある場合、図９（ｂ）はビーム位置が
ずれている場合を示している。
【００３３】この中間位置ｂｍｉｄ を求めるための計
算量はわずかであるため、ビームの概略位置を高速に求
めることができる。カーブフィッティング処理は、非線
形最小２乗法を使って、波形メモリーのｎ個のデータ、 Ａｉ ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ と、信号波形モデル式 Ｆｉ（ａ，ｂ，ｃ）＝−Ｌｏｇ［Ｃｏｓｈ｛（ｉ＋ａ−
ｂ）／ｃ｝］＋Ｌｏｇ［Ｃｏｓｈ｛（−ｉ＋ａ＋ｂ）／
ｃ｝］ ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ との差分の２乗和が最小となるようにパラメータａ，
ｂ，ｃを決定する。すなわち、次式を用いてパラメータ
が決定される。
算量はわずかであるため、ビームの概略位置を高速に求
めることができる。カーブフィッティング処理は、非線
形最小２乗法を使って、波形メモリーのｎ個のデータ、 Ａｉ ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ と、信号波形モデル式 Ｆｉ（ａ，ｂ，ｃ）＝−Ｌｏｇ［Ｃｏｓｈ｛（ｉ＋ａ−
ｂ）／ｃ｝］＋Ｌｏｇ［Ｃｏｓｈ｛（−ｉ＋ａ＋ｂ）／
ｃ｝］ ｉ＝１，２，３，・・・，ｎ との差分の２乗和が最小となるようにパラメータａ，
ｂ，ｃを決定する。すなわち、次式を用いてパラメータ
が決定される。
【００３４】
【数３】
【００３５】なお、上記で、ａがビームサイズの１／
２、ｂがビーム位置、ｃがフォーカス情報（エッジシャ
ープネス）を表している。また、パラメータの初期値と
して、ｂはｂｍｉｄ を用い、ａとｃは指定した値を用
いる。
２、ｂがビーム位置、ｃがフォーカス情報（エッジシャ
ープネス）を表している。また、パラメータの初期値と
して、ｂはｂｍｉｄ を用い、ａとｃは指定した値を用
いる。
【００３６】以上本発明の実施の形態を説明したが、本
発明は上記形態に限定されない。例えば、入力信号のＳ
／Ｎが優れている場合には、微分処理後にフィッティン
グを行っても良い。その場合の信号波形モデルの一例と
して、次の式を用いることができる。
発明は上記形態に限定されない。例えば、入力信号のＳ
／Ｎが優れている場合には、微分処理後にフィッティン
グを行っても良い。その場合の信号波形モデルの一例と
して、次の式を用いることができる。
【００３７】Ｆｉ（ａ，ｂ，ｃ）＝Ｔａｎｈ｛（ｉ−ａ
−ｂ）／ｃ｝−Ｔａｎｈ｛（ｉ＋ａ−ｂ）／ｃ｝ｉ ＝１，２，３，・・・，ｎ また、フィッティングの計算処理は、スピード向上のた
め、制御ＣＰＵで行わず、別個のマイクロプロセッサー
を用いても良い。更に、評価関数は、ビームサイズ、ビ
ーム位置、フォーカス情報を表せるものであれば、上式
に限定されるものではない。そして、評価関数を変更す
れば、矩形ビームのみならず、スポットビームにも本発
明を適用することができる。
−ｂ）／ｃ｝−Ｔａｎｈ｛（ｉ＋ａ−ｂ）／ｃ｝ｉ ＝１，２，３，・・・，ｎ また、フィッティングの計算処理は、スピード向上のた
め、制御ＣＰＵで行わず、別個のマイクロプロセッサー
を用いても良い。更に、評価関数は、ビームサイズ、ビ
ーム位置、フォーカス情報を表せるものであれば、上式
に限定されるものではない。そして、評価関数を変更す
れば、矩形ビームのみならず、スポットビームにも本発
明を適用することができる。
【００３８】また、上記実施の形態では電子ビームを用
いて説明したが、イオンビーム装置７レーザービーム装
置にも本発明を適用することができる。更に、ナイフエ
ッジ部材４によって遮蔽され、ファラデーカップ６に入
射する電子ビームの量を検出したが、直線状のエッジを
有した２次電子や反射電子の放出係数の高い材料を用
い、その材料を横切って荷電粒子ビームを走査し、材料
からの２次電子や反射電子を検出するように構成しても
良い。
いて説明したが、イオンビーム装置７レーザービーム装
置にも本発明を適用することができる。更に、ナイフエ
ッジ部材４によって遮蔽され、ファラデーカップ６に入
射する電子ビームの量を検出したが、直線状のエッジを
有した２次電子や反射電子の放出係数の高い材料を用
い、その材料を横切って荷電粒子ビームを走査し、材料
からの２次電子や反射電子を検出するように構成しても
良い。
【００３９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明で
は、ビームの信号の最大値と最小値の中間値に基づいて
あらかじめビームの位置を測定し、測定されたビーム位
置を初期値としてカーブフィッティング処理を施すよう
にしたので、短時間に、ノイズの影響なく、各情報を正
確に測定することができる。また、検出信号の平滑化処
理を行わないので、フォーカス情報をより正確に測定で
きる。
は、ビームの信号の最大値と最小値の中間値に基づいて
あらかじめビームの位置を測定し、測定されたビーム位
置を初期値としてカーブフィッティング処理を施すよう
にしたので、短時間に、ノイズの影響なく、各情報を正
確に測定することができる。また、検出信号の平滑化処
理を行わないので、フォーカス情報をより正確に測定で
きる。
【００４０】請求項２の発明では、一次微分信号のｎ個
のデータＡｉと評価関数Ｆｉとの差分の２乗和が最小と
なるようにパラメータａ（ビームサイズの１／２），ｂ
（ビーム位置），ｃ（フォーカス情報）を決定するに際
し、荷電粒子ビームの信号の最大値と最小値の中間値に
基づいてあらかじめビームの位置を測定し、測定された
ビーム位置を初期値としてパラメータａ，ｂ，ｃを決定
するようにしたので、短時間に、ノイズの影響なく、各
情報を正確に測定することができる。また、検出信号の
平滑化処理を行わないので、フォーカス情報をより正確
に測定できる。
のデータＡｉと評価関数Ｆｉとの差分の２乗和が最小と
なるようにパラメータａ（ビームサイズの１／２），ｂ
（ビーム位置），ｃ（フォーカス情報）を決定するに際
し、荷電粒子ビームの信号の最大値と最小値の中間値に
基づいてあらかじめビームの位置を測定し、測定された
ビーム位置を初期値としてパラメータａ，ｂ，ｃを決定
するようにしたので、短時間に、ノイズの影響なく、各
情報を正確に測定することができる。また、検出信号の
平滑化処理を行わないので、フォーカス情報をより正確
に測定できる。
【図１】従来の電子ビーム測定に用いられる装置の一例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】電子ビーム測定のための基本的な信号処理を説
明するための波形図である。
明するための波形図である。
【図３】従来の信号処理による各種波形を示す図であ
る。
る。
【図４】平滑化処理を伴った従来の信号処理による各種
波形を示す図である。
波形を示す図である。
【図５】カーブフィッティングを実施するための装置の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図６】フィッティング処理を伴った信号処理による各
種波形を示す図である。
種波形を示す図である。
【図７】モデル化された一次微分信号を示す図である。
【図８】本発明を実施するための装置の一例を示す図で
ある。
ある。
【図９】ビーム位置の測定のためのビーム走査による検
出信号波形を示す図である。
出信号波形を示す図である。
１ 電子ビーム
２ 最終段レンズ
３ 静電偏向器
４ ナイフエッジ部材
５ アパーチャ
６ ファラデーカップ
７ ＡＤ変換器
８ 波形メモリー
９ 制御ＣＰＵ
１０ 偏向回路
１５ メモリー
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平９−166698（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−271459（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−258185（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−262145（ＪＰ，Ａ)
特開 平11−271458（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−190792（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−312962（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−270985（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−95478（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−82632（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−117212（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−69076（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−107185（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−107184（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−237526（ＪＰ，Ａ)
特開 昭54−107677（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01T 1/00
H01L 21/027
Claims (2)
- 【請求項１】 ビームを直線状のエッジを有した部材を
横切って走査し、この走査に伴って検出されたビームの
信号の変化に対してカーブフィッティングを施し、荷電
粒子ビームのビームサイズ、ビーム位置、フォーカス情
報の少なくともいずれかを測定するようにしたビームの
測定方法において、ビームの信号の最大値と最小値の中
間値に基づいてあらかじめビームの位置を測定し、測定
されたビーム位置を初期値としてカーブフィッティング
処理を施すようにしたことを特徴とするビーム測定方
法。 - 【請求項２】 荷電粒子ビームを直線状のエッジを有し
た部材を横切って走査し、この走査に伴って検出された
荷電粒子ビームの信号を一次微分し、一次微分信号のｎ
個のデータＡｉ（ｉは走査位置，ｉ＝１，２，………，
ｎ）と、ａがビームサイズの１／２、ｂがビーム位置、
ｃがフォーカス情報である次の評価関数 Ｆｉ（ａ，ｂ，ｃ）＝Ｔａｎｈ｛（ｉ−ａ−ｂ）／ｃ｝ −Ｔａｎｈ｛（ｉ＋ａ−ｂ）／ｃ｝ とを用い、データＡｉと評価関数Ｆｉとの差分の２乗和
が最小となるようにパラメータａ，ｂ，ｃを決定するよ
うにしたビームの測定方法において、荷電粒子ビームの
信号の最大値と最小値の中間値に基づいてあらかじめビ
ームの位置を測定し、測定されたビーム位置を初期値と
してパラメータａ，ｂ，ｃを決定するようにしたビーム
の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7907698A JP3472127B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | ビームの測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7907698A JP3472127B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | ビームの測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11271459A JPH11271459A (ja) | 1999-10-08 |
| JP3472127B2 true JP3472127B2 (ja) | 2003-12-02 |
Family
ID=13679809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7907698A Expired - Fee Related JP3472127B2 (ja) | 1998-03-26 | 1998-03-26 | ビームの測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3472127B2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2002246298A (ja) * | 2001-02-20 | 2002-08-30 | Nikon Corp | 荷電粒子線露光装置の結像性能の評価方法及び荷電粒子線露光装置 |
| JP2002237444A (ja) * | 2001-02-09 | 2002-08-23 | Nikon Corp | 荷電粒子線露光装置の結像性能の評価方法及び荷電粒子線露光装置 |
| JP4397549B2 (ja) * | 2001-07-04 | 2010-01-13 | 株式会社リコー | ビームプロファイル検証方法 |
| JP4522267B2 (ja) * | 2005-01-11 | 2010-08-11 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビームの評価方法及び走査方法並びに荷電粒子ビーム装置 |
| DE112013000778T5 (de) * | 2012-01-31 | 2015-02-26 | Ut-Battelle, Llc | Neutronenkamera, die Zeilen- und Spaltensummationen einsetzt |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS54107677A (en) * | 1978-02-10 | 1979-08-23 | Jeol Ltd | Rotation error detection method of apperture in electronic ray exposure and its unit |
| JPS5569076A (en) * | 1978-11-21 | 1980-05-24 | Fujitsu Ltd | Measurement system for charge beam shape |
| JPS56107185A (en) * | 1980-01-31 | 1981-08-25 | Jeol Ltd | Beam measurement |
| JPS56107184A (en) * | 1980-01-31 | 1981-08-25 | Jeol Ltd | Beam measurement |
| JPH07107893B2 (ja) * | 1987-03-26 | 1995-11-15 | 株式会社東芝 | 荷電ビ−ム描画方法 |
| JPH0395478A (ja) * | 1989-09-07 | 1991-04-19 | Nec Corp | 電子線線量計算におけるパラメータ算出システム |
| JPH04270985A (ja) * | 1991-02-27 | 1992-09-28 | Hitachi Medical Corp | 高エネルギー電子ビーム測定装置 |
| JPH05312962A (ja) * | 1992-05-15 | 1993-11-26 | Hitachi Ltd | 荷電粒子線径計測方法 |
| JP3280525B2 (ja) * | 1994-09-12 | 2002-05-13 | 日本電信電話株式会社 | 微細構造の構造寸法計測方法 |
| JP2778487B2 (ja) * | 1994-10-28 | 1998-07-23 | 株式会社島津製作所 | 放射線撮像装置 |
| JP3375778B2 (ja) * | 1995-03-20 | 2003-02-10 | 三菱電機株式会社 | 荷電粒子の軌跡判別方法 |
| JP3351671B2 (ja) * | 1995-12-18 | 2002-12-03 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビームの測定方法 |
| JPH09190792A (ja) * | 1996-01-11 | 1997-07-22 | Jeol Ltd | 集束ビームのフォーカス調整方法 |
| JPH11258185A (ja) * | 1998-03-10 | 1999-09-24 | Asahi Chem Ind Co Ltd | Ｘ線による薄膜の解析方法 |
| JPH11271458A (ja) * | 1998-03-26 | 1999-10-08 | Jeol Ltd | ビームの測定方法 |
-
1998
- 1998-03-26 JP JP7907698A patent/JP3472127B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11271459A (ja) | 1999-10-08 |
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