JPH0348190A - 電子線径及び電流密度測定装置 - Google Patents

電子線径及び電流密度測定装置

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JPH0348190A
JPH0348190A JP18270289A JP18270289A JPH0348190A JP H0348190 A JPH0348190 A JP H0348190A JP 18270289 A JP18270289 A JP 18270289A JP 18270289 A JP18270289 A JP 18270289A JP H0348190 A JPH0348190 A JP H0348190A
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JP
Japan
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electron beam
current density
film
hole
beam diameter
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JP18270289A
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English (en)
Inventor
Kenichi Yamamoto
健一 山本
Katsuhiro Kuroda
勝広 黒田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
本発明は電子線の応用装置に係わり、特に微小な電子線
径及び電流密度を高精度に測定するのに好適な電子線径
及び電流密度測定装置に関する。
【従来の技術1 電子線径及び電流密度は、特開昭56−4080号に記
載のように、ナイフェツジ法を用いて測定することが一
般に行なわれている。 ナイフェツジ法とは第3図に示すように、ファラデーケ
ージ16上に電子線径より大きい径の導線(ナイフェツ
ジ)15を配置し、導線15と直交する方向に位置Nか
らN″まで電子Mlを走査2し、ファラデーケージ16
で透過電子線17を検出するものである。 その結果、ファラデーケージ16の出力信号は第4図(
A)に示すように、走査位置での導線15による電子線
の遮蔽の割合に応じて変化する。 この出力信号を微分すると、第4図(B)に示す電子線
の電流密度分布に対応した信号が得られる。 電子線径は1例えばこの信号の強度0から最大値までの
50%の強度に対応する2点Q1.Q2の差Wから求め
る。 ところが、Au線等の導線15は現在の技術では10μ
m程度より細くすることは困難である。 この導1IA15をナイフェツジとして用いる場合、導
線15が丸く太いためエツジ部で反射散乱される電子が
多い、従って入射電子の他に、上記のようにして反射散
乱された電子がファラデーケージ16内に入射するため
、第4図に示すように測定された電子線の出力信号18
及び電流密度分布20はナイフェツジが理想的な場合の
出力信号19及び電流密度分布21よりも拡がフでしま
う。このため電子線径も実際より大きく評価され、測定
可能な電子線径の最小値はせいぜい0.2μm程度であ
った。 【発明が解決しようとする課題】 上記従来技術の問題点は、ナイフェツジのエツジ部で反
射散乱される電子が多いことにある。本発明の目的は、
エツジ部で反射散乱される電子ができるだけ少ないナイ
フェツジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
上記課題はナイフェツジとして用いる導線のエツジ部が
丸く、薄くできないことから生じている。 従ってこれを解決するためには、エツジ部ができるだけ
薄くシャープな構造のナイフェツジを用いればよい。 この目的は第5図に示すように、半導体プロセス技術を
用いてSLあるいはGaAs等の半導体基板23上に基
板からせりだした薄膜22を形成し、この端部をナイフ
ェツジ24として用いることにより達成される。
【作用】
現在の半導体プロセス技術では上記薄rlA22を厚さ
0.1μm程度以下に薄く形成することは容易である。 さらにこの薄II@22の端部はシャープに形成できる
ので、エツジ部ができるだけ薄くシャープな構造のナイ
フェツジ24を提供することが可能である。
【実施例】
以下1本発明の詳細な説明する。 第1図(A)は本発明の一実施例の電子線径及び電流密
度測定装置のナイフェツジ部の構成を示す断面図、第1
図(B)は第1図(A)の四角く囲んだ部分の拡大図で
ある。 本実施例の構成は、第1図(A)に示すように、81基
板9の両面に四角い穴13,14が開いた絶縁膜10.
11が形成され、上面の絶縁膜10のみ金(Au)6コ
ーテイングされている。さらに絶縁膜10の穴より広い
範囲のSiに凹部(穴)3があり、Si基板9の下面の
絶縁膜11にある穴14を通じてSi基板9に電流計・
12を接続したものである。絶縁膜10.11はSi基
板9との間にはたらく応力除去のため0.1μm厚の窒
化膜(SI3N4) 7と0.35pm厚の酸化膜(S
iO□)8の2層で形成されている。 上面の絶縁膜10には0.5μm角程度の穴13が開い
ており、窒化膜7の穴より酸化膜8の穴の方が少し広く
なっている。この窒化膜7表面には0.01μm程度の
厚さの金6がコーティングされている。81基板9上面
に形成された凹部3は5μm角程度の範囲で深さ5μm
程度である。 一方、Si基板9上面の絶縁膜11には2mm角程度の
穴14が開いていおり、Siがあられになっている。コ
ーティングされた金6とSi基板9とは中間の絶縁膜1
oによって絶縁されており。 Si基板9は電気的に浮いている。 このナイフェツジとしてはたらく金6コーテイングされ
た窒化膜7の穴13の端部を横切るように点P1から点
P2まで電子線1を走査2すると、Si基板9の凹部3
がファラデーカップの役割を果たし、電子線1が窒化膜
7の穴13を通過したときだけ電流計12に電流が流れ
る。 その結果、第2図(A)のような電子線走査位置に対応
した電流曲線が得られる。この曲線において、例えば電
流の大きさが10%と90%に相当する走査幅Δを電子
線径と定義することにより、電子線径が求まる。また、
電子線の電流密度は第2図(A)の曲線を微分すること
により、第2図(B)の曲線のように求まり、この曲線
から電子線径を定義(例えば半値幅)して求めることも
できる。                  ・また
、Si基板9の代わりに電気的に浮かせた絶縁膜10上
の金6に電流計12を接続してtよい。 検出信号としては、電流の代わりにナイフェツジ上方に
反射電子検出器を設置して反射電子を用いても良い。さ
らに二次電子検出器を設置して二次電子を用いても可能
であり、X線検出器を設置してX線を用いても同様にで
きる。 ここで、このナイフェツジの製作方法を以下lこ説明す
る。 まず厚さQ、5mmのSi基板9の両面に絶縁膜10.
11をサブミクロンオーダーつける。絶縁膜10.11
はSi基板9との間に生ずる応力除去のため、厚さ0.
12μmの酸化膜8と厚さ0.35μmの窒化膜7の二
層で形成する。この両面にレジストを塗布してそれぞれ
所望の穴の形、大きさにパターンを露光する。レジスト
現像後ドライエツチングで酸化膜8を貫通する深さまで
エツチングしレジストを除去すると、Si基板9上に穴
をもつ絶縁膜10が形成される。 このようにパターニングされた#@縁膜/Si基板をフ
ッ硝酸(HF/HNO,)溶液中に浸すと、Si基板9
のみエツチングされ、微小な四角い穴13の開いた絶縁
[10の下部Si基板9にその穴よりもずっと広い範囲
の凹部3(穴ぼこ)ができる。この後、Si基板9上面
の絶縁膜10の表面のみを金6コーテイングすると所望
のナイフェツジが得られる。この金6コーテイングは、
酸化rI4sにはコーティングされないので、金6とS
i基板9とは絶縁されたものができる。 なお以上に示した数値は本発明の一例であり、例えば酸
化膜8と窒化膜7の厚みは応力除去のため約1:3であ
れば上記の数値に限るものではない。薄膜は酸化膜と窒
化膜の二層で形成したが、例えばSin、、PSGの一
層やS 10 t / S ia N 4/Sin、の
三層等でも同様にできる。 また、本実施例では上面絶縁膜の穴13を四角い穴とし
たが1円状のものでも可能である。また、本実施例では
下面絶縁膜の穴14も四角い穴としたが、Si基板と導
通がとれさえすればどのような形でもよいことはいうま
でもない。また、金6のコーティングは金に限ることな
く導電性のものであればよく、要は絶縁物の帯電を防止
できるものであればよい。 本実施例によれば、0.01μm厚に金6コーテイング
された0、1μm厚の窒化膜(Si、N、)7がナイフ
ェツジとして働き、エツジ部での電子の反射散乱がきわ
めて少ない。また、エツジの直線性は数nm程度に加工
できる。従って、従来測定できなかった0、1μm径以
下の微小な電子線径及び電流密度まで測定することがで
きる。 本発明の第2の実施例を第6図により説明する。 この場合、ナイフェツジ24の下部Siの凹部3はSi
基板9の逆面から開けられた穴25と貫通している。こ
のナイフェツジの下部にファラデーケージ16を配置し
、電子線1を走査したときファラデーケージ16に流れ
る電流から電子線径及び電流密度を測定する。 また、第6図に示したファラデーケージ16の代わりに
、他の電子線検呂器を配置して同様のことを行なっても
よいことはいうまでもない。 また、第3の実施例は、第6図のファラデーケージ16
の代わりに第7図に示すように導電板26と二次電子検
出器27を配置する。ナイフェツジを通過してきた電子
がこの導電板26に照射され発生した二次電子を二次電
子検出器27で検出し、この信号より電子線径あるいは
電流密度を測定する。なお二次電子検出器270代わり
に反射電子検出器を配置し反射電子信号を用いてもよい
ことは言うまでもない。 (発明の効果1 本発明によれば、ナイフェツジの厚さが薄くシャープな
ためエツジ部での電子の反射散乱がきわめて少ないので
、従来測定できなかった0、1μmμm下の微小な電子
線径及び電流密度まで精度よく測定できるという効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は本発
明の電子線径及び電流密度測定の説明図、第3図は従来
のナイフェツジによる電子線径及び電流密度測定の構成
図、第4図はナイフェツジ法による電子線径及び電流密
度測定の説明図、第5図は本発明のナイフェツジの基本
断面図、第6図は本発明の第2の実施例を示す構成図、
第7図は本発明の第3の実施例を示す構成図である。 符号の説明 l・・・電子線、2・・・走査、3・・・凹部、4・・
・上面、5・・・下面、6− A u、7 ’= S 
t、 N、、 8 ・= 5in2.9・・・Si基板
、10・・・絶縁膜、11・・絶縁膜、12・・・電流
計、13・・・四角い穴、14・・・四角い穴、15・
・・導線、16・・・ファラデーケージ、17・・・透
過電子線、18・・・測定された出力信号、19・・・
ナイフェツジが理想的な場合の出力信号、20・・・測
定された電流密度分布、21・・・ナイフェツジが理想
的な場合の電流密度分布、22・・・薄膜、23・・半
導体基板、24・・・ナイフェツジ、25・・・逆面か
らの穴、26・・・導電板、27・・・二次電子検出器
等7図(7り 第2図 (14) (B) 〃3団 キ≠図 〉乏−4辷イカニJr 之査佳I 第す図 第7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、電子線をナイフエッジ上に走査して得られる信号か
    ら電子線径及び電流密度を測定する装置において、Si
    あるいはGaAs等の半導体基板表面に形成した凹部に
    該凹部より小さい穴を有する薄膜を形成し、上記薄膜の
    穴の端部をナイフエッジとして用いることを特徴とする
    電子線径及び電流密度測定装置。 2、請求項第1項記載の薄膜は、絶縁膜表面に導電性物
    質が形成された構造であることを特徴とする電子線径及
    び電流密度測定装置。 3、請求項第2項記載の導電性物質と半導体基板とは絶
    縁して、電子線電流量を上記導電性物質もしくは半導体
    基板により検出できるように構成せしめ、電子線を走査
    したとき得られる電流量から電子線径及び電流密度を測
    定することを特徴とする電子線径及び電流密度測定装置
    。 4、上記半導体基板に形成した凹部は、該半導体基板の
    該凹部とは逆の面から開けられた穴で貫通した構造であ
    ることを特徴とする請求項第1項から第3項までのいず
    れかに記載の電子線径及び電流密度測定装置。 5、上記ナイフエッジの下に、ファラデーケージあるい
    は他の電子線検出器を配置したことを特徴とする請求項
    第4項記載の電子線径及び電流密度測定装置。 6、上記ナイフエッジの下に、導電板を配置し、ナイフ
    エッジを通過してきた電子が該導電板に照射され発生し
    て得られる反射電子または二次電子信号から電子線径及
    び電流密度を測定することを特徴とする請求項第4項に
    記載の電子線径及び電流密度測定装置。 7、請求項第1項から第6項までのいずれかに記載の電
    子線径及び電流密度測定装置を搭載したことを特徴とす
    る電子線装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6768118B2 (en) 2002-08-08 2004-07-27 Hitachi, Ltd. Electron beam monitoring sensor and electron beam monitoring method
JP2006194618A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Jeol Ltd 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
JP2006341093A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Bridgestone Sports Co Ltd ゴルフボール
CN112817030A (zh) * 2020-12-29 2021-05-18 中国原子能科学研究院 测量装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6768118B2 (en) 2002-08-08 2004-07-27 Hitachi, Ltd. Electron beam monitoring sensor and electron beam monitoring method
JP2006194618A (ja) * 2005-01-11 2006-07-27 Jeol Ltd 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
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
JP2006341093A (ja) * 2005-06-09 2006-12-21 Bridgestone Sports Co Ltd ゴルフボール
CN112817030A (zh) * 2020-12-29 2021-05-18 中国原子能科学研究院 测量装置
CN112817030B (zh) * 2020-12-29 2024-05-14 中国原子能科学研究院 测量装置

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