JPH0367410A

JPH0367410A - 荷電ビーム位置検出方法

Info

Publication number: JPH0367410A
Application number: JP1202609A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Kunioka; 達也國岡; Tetsuo Morosawa; 両沢　哲男
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 1989-08-04
Filing date: 1989-08-04
Publication date: 1991-03-22

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）本発明はビーム電流値が小さい荷電ビームの位置を、ビ
ームを散乱させることなしに高速に測定することを特徴
とする荷電ビーム位置検出方法に関するものである。

（従来の技術）従来、荷電ビームの位置を検出するには、（ａ）ビーム
の経路に蛍光材料を塗布した板を挿入してその輝点を目
視する。　（ｂｌウェハのような荷電ビームの照射対象
が存在するときには、照射対象上に第２図に一例を示す
ようなビーム位置検出用マークｌを形威し、このマーク
をビーム２により走査し、その反射荷電粒子の信号強度
の変化により検出する。３はＬＳＩチップを示す、（Ｃ
）第３図に一例を示すような一組の電極４ａ、４ｂを荷
電ビーム近傍に設置し、荷電粒子による静電誘導により
それぞれに電極に生じる接地間との電位差を測定し、こ
れらの電位差の比から算出する方法が使われている。

（発明が解決しようとする！１ｒａ）従来の技術（ａ）では荷電ビームの位置検出中に荷電ビ
ームを散乱させてしまう、また、目視であるのでビーム
の位置を定量的に測定することはできない、イ）の検出
法ではビームが位置検出用マーク上にある場合しか検出
できないので位置検出として不完全である。また、（Ｃ
）の検出方法では荷電ビームの電流値が小さいと電極に
生じる電位差が非常に小さくなり、この微小な電位差を
、高速に検出することは熱雑音等の影響により非常に困
難である。また、測定猜度が電極の機械的加工猜度に依
存するのでサブミクロンオーダでのビーム位Ｘの検出に
は不適当である。

本発明は、上記の問題を解決するために提案されたもの
で、ビーム電流値が小さい荷電ビームにおいて、ビーム
の位置をビームを散乱させることなしに高速に検出でき
る荷電ビーム位置検出方法を提供することを目的として
いる。

（課題を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明は荷電ビームにより
生しる磁界を、２ケ所以上において磁束量子干渉計（Ｓ
ＱＵＩＤ磁束計）を用いることにより、ビームの位置を
検出することを特徴とする荷電ビーム位置検出方法を発
明の要旨とするものである。

（作用）荷電ビームの電流がｒ　（Ａ）の時、ビームからの距離
ｒ　（ｍ）とビームによって生じる磁界の磁束密度Ｂ　
（Ｔ）の関係は次式のようになる。

したがって荷電ビーム電流■が既知のとき、磁界の磁束
密度Ｂを高感度な磁束計によって検出すれば、ビームか
らの距離「を算出することが可能である。ビームによっ
て生じる磁界を測定することは非接触であるので、ビー
ムを散乱することはない、また、ジョセフソン接合を利
用している５ＱＵＩＤ［束計を用いれば、検出感度が非
常に高く、かつ応答特性が良く磁界を測定できる。さら
に、磁界の測定を複数の点において行えば、演算により
上式中の変数Ｉを消去できるので荷電ビーム電流値の影
響を受けずにビーム位置を検出することが可能である。

（実施例）次に本発明の実施例について説明する。なお実施例は一
つの例示であって、本発明の精神を逸脱しない範囲で、
種々の変更があるいは改良を行いうることは言うまでも
ない。

第１図は５ＱＵＩＤ磁束計を用いた１次元のビーム位置
測定における本発明の実施例の構成国である０図におい
て、５ａ、５ｂは５ＱＬＩＩＤＩ束計エレクトロニクス
、６ａ、６ｂはジョセフソン接合等が収納されている５
ＱＵＩ　Ｄプローブであり、このエレクトロニクスとプ
ローブの２つで５ＱＵＩＤ磁束計が構成される。７ａ、
７ｂは超伝導線でつくられているピックアップコイルで
あり、この２個のピックアップコイル７ａ、７ｂと荷電
ビーム２は一直線上に位置する。このとき２つのピック
アップコイル７ａ、７ｂの間隔は２ｒ（ｍ）である、８
は演算回路であり、２個の５ＱＵＩＤ磁束計の出力から
荷電ビーム位置を算出する。９はピックアップコイル７
ａ、７ｂとＳ、ＱＵＩＤ１束計プローブ６ａ、６ｂを超
伝導現象が起きる極低温に保つためのデユワ−であり、
デユワ−内部には液体ヘリウム１０が満たされている。

このデユワ−９は磁界に対してトランスペアレントであ
るように非磁性体材料で製作されている。１１は金属箔
製の輻射熱シールドであり、回りからの輻射熱によりデ
ユワ−９の温度が上がるのを防ぐ、　１２はμメタル製
の電磁シールドであり、ピックアップコイル７ａ、フｂ
が荷電ビーム以外から発生した磁界（地磁気、電灯線か
らの磁気雑音等）を検出することを防止する。

以上のように構成された実施例についてその動作を説明
する。

荷電ビーム２により生じる磁界１３はビームを中心に同
心円状であり、この磁界はピックアップコイル７ａ、７
ｂと鎖交する。ピックアップコイル７ａ、７ｂには、そ
れぞれ鎖交した磁界を打ち消す方向に電流が流れる。こ
の電流は５ＱＵＩＤプローブ６ａ、６ｂの中で電圧に変
換され、５ＱＵＩＤ磁束計エレクトロニクス５ａ、５ｂ
でｍ界の磁束密度に換算される０本実施例のようにピッ
クアップコイル７ａ、フｂと荷電ビーム２が一直線上に
位置し、２個のピックアップコイル７ａ、７ｂの間隔が
２ｒ（ｍ）のとき、ピックアップコイル７ａ、７ｂと鎖
交する磁界の磁束密度をそれぞれＢ、、Ｂ！　　（Ｔ）
とすると、図中のＸ＝Ｏの点からのビーム位置の変位量
Δｘ　（ｍ）は、Ｂｌ＋Ｂｌとなる、このようにして荷電ビームにより生じる磁界を
５ＱｔＪＩＤＩ７１１束計により測定すれば荷電ビーム
電流値の変化を受けずにビーム位置を検出することがで
きる。

（発明の効果）本発明によれば、荷電ビームにより生しる磁界を、２ケ
所以上において磁束量子干渉計（ＳＱＬＩＩＤ磁束計）
を用いることにより、ビームの位置を検出することで、
他の非接触計測法では検出が困難な微小電流値の荷電ビ
ームにおいてもビームの位置を高速に検出でき、しかも
ビームに対する影響はほとんど無い、また、荷電ビーム
電流値の影響を受けずに荷電ビーム位置を検出すること
ができる。したがって、本発明は電子ビーム描画装置に
適用することが可能で、その場合ビーム位置を実時間で
計測できるのでショット位置の監視に用いることができ
、これは電子ビーム描画装置の信頼性を向上させる。

本実施例では１次元のビーム位置検出について述べたが
、本装置２組を直交させれば２次元のビーム位置検出が
可能である。また、本実施例ではピックアップコイルと
してＯ次微分型を用いたが、１次以上の高次微分型を用
いても同様な効果を得ることができる。さらに、荷電ビ
ームが比較的高い周波数のパルス列状の場合は、ピック
アンプコイルに超伝導線を使用しなくても同様な効果を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は５ＱＵＩＤ磁束計を用いた本発明の荷電ビーム
位置検出方法の実施例の構成図、第２図は従来の荷電ビ
ーム位置計測に用いられている位置検出マークの一例、
第３図は従来の荷電ビーム位置計測に用いられている静
電誘導用電極の一例を示す。ｌ・・・・・位置検出マーク２・・・・・荷電ビーム３・・・・・ＬＳＩチップ４ａ、４ｂ−電極５ａ、５ｂ−３ＱＵＩＤｉｆｆ束計エレクトロニクス６
ａ、６ｂ−３ＱＵＩＤｉｆｔ束計プローブ？ａ、７ｂ・
ピックアップコイ、ル・演算回路・デユワ− ・液体ヘリウム・輻射熱シールド・を磁シールド・磁界第１図

Claims

【特許請求の範囲】

荷電ビームにより生じる磁界を、２ケ所以上において磁
束量子干渉計（ＳＱＵＩＤ磁束計）を用いることにより
、ビームの位置を検出することを特徴とする荷電ビーム
位置検出方法。