JPH1050244A - ビーム検出信号の処理回路 - Google Patents

ビーム検出信号の処理回路

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JPH1050244A
JPH1050244A JP8205878A JP20587896A JPH1050244A JP H1050244 A JPH1050244 A JP H1050244A JP 8205878 A JP8205878 A JP 8205878A JP 20587896 A JP20587896 A JP 20587896A JP H1050244 A JPH1050244 A JP H1050244A
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JP
Japan
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signal
scanning
detection signal
scanning signal
electron beam
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Withdrawn
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JP8205878A
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English (en)
Inventor
Tadashi Komagata
正 駒形
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Jeol Ltd
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Jeol Ltd
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Publication date
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Publication of JPH1050244A publication Critical patent/JPH1050244A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査信号のノイズ等に影響されず、正確な検
出信号を得ることができるビーム検出信号の処理回路を
実現する。 【解決手段】 検出信号はAD変換器15によってディ
ジタル信号に変換された後、第1の演算回路16に供給
される。また、走査信号発生回路11からの走査信号
は、AD変換器17によってディジタル信号に変換され
た後、第2の演算回路18に供給される。走査信号のA
D変換データをS(i)とし、検出信号のAD変換デー
タをD(i)とすると、第1の演算回路16は検出信号
の変化量S(i+1)−S(i)を求め、第2の演算回
路18は走査信号の変化量D(i+1)−D(i)を求
める。この2種の変化量はそれぞれ比較回路19に供給
され、両者の比H(i)が求められる。この比H(i)
は、走査信号に含まれるノイズ成分による影響がなくな
り、理想的な走査信号に基づく検出信号を表すことにな
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する分野】本発明は、電子ビーム描画装置や
イオンビーム装置あるいはレーザービーム装置などのビ
ームを用いた装置において、ビームの走査に基づいて検
出された信号の処理回路に関する。
【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。
【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。
【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。
【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。
【0006】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。な
お、上記した説明では、電子ビームをナイフエッジ部材
4を横切って走査し、ナイフエッジ部材4を透過した電
子ビームを検出したが、材料上のマークの直線状のエッ
ジを横切って電子ビームを走査し、マーク部分からの反
射電子等を検出し、この検出信号に基づいて電子ビーム
の各種調整を行っても良い。このマークを横切っての電
子ビームの走査に基づいて検出された信号の例を図2
(e)に示す。
【0007】
【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)や図2(e)に示
した検出信号は、通常ノイズ成分が含まれている。その
原因としては、電子ビームを走査させるための走査信号
にノイズやビットオフエラー等が重畳することが挙げら
れる。
【0008】図3(a)は走査電圧信号の特性を示して
おり、点線のSaがノイズ成分等を含まない理想的な走
査電圧特性であり、実線のSbがノイズやエラーを含ん
だ走査電圧特性である。図3(b)は検出信号特性を示
しており、点線のDaがノイズ成分等を含まない理想的
な走査信号(Sa)に基づいて検出された信号特性であ
り、実線のDbがノイズやエラーを含んだ走査信号(S
b)に基づいて検出された信号特性である。
【0009】このようなノイズ成分を含んだ信号を微分
処理してビームサイズ,位置,フォーカス状態の測定を
行っても正確にそれらの値を得ることはできない。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、走査信号のノイズ等に影響されず、正確な検出信号
を得ることができるビーム検出信号の処理回路を実現す
るにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に基づく
ビーム検出信号の処理回路は、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、この走査に伴って得ら
れた信号を検出し、この検出信号を処理する回路におい
て、検出信号の変化量と走査信号の相関演算を行うよう
にしたことを特徴としている。
【0011】請求項1の発明では、検出信号の変化量と
走査信号の変化量の相関演算を行い、この演算結果に基
づいて信号の処理を行う。請求項2の発明に基づくビー
ム検出信号の処理回路は、検出信号の変化量と走査信号
の変化量の比を求めるようにしたことを特徴としてい
る。
【0012】請求項2の発明では、検出信号の変化量と
走査信号の変化量の比を求め、この比の信号に基づいて
信号の処理を行う。請求項3の発明に基づくビーム検出
信号の処理回路は、検出信号の変化量と走査信号の相関
演算結果に基づいて、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
うにしたことを特徴としている。
【0013】請求項3の発明では、検出信号の変化量と
走査信号の相関演算の結果に基づいて、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。
【0014】請求項4の発明に基づくビーム検出信号の
処理回路は、走査信号を記憶するメモリーを設け、メモ
リー内に走査信号のデータを走査速度を遅くした状態で
供給して格納し、検出信号の変化量と走査信号の変化量
の相関演算を行う際には、走査信号データをこのメモリ
ーから読み出しその変化量を得るようにしたことを特徴
としている。
【0015】請求項4の発明では、メモリー内に走査信
号のデータを走査速度を遅くした状態で供給して格納
し、検出信号の変化量と走査信号の変化量の相関演算を
行う際には、走査信号データをこのメモリーから読み出
しその変化量を得る。
【0016】
【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。図4は本発明に基づく電子
ビーム検出信号の処理回路の一例を示しており、図1の
従来装置と同一番号は同一ないしは類似の構成要素を示
す。この実施の形態で、最終段集束レンズ2によって電
子ビームEBは被描画材料10上に集束され、更に、偏
向器3により被描画材料10上で走査される。この偏向
器3には走査信号発生回路11から走査信号が供給され
る。
【0017】被描画材料10上には、マーク部材12が
設けられており、電子ビームはこのマーク部材12の直
線状のエッジを横切って走査される。電子ビームの被描
画材料10上での走査に伴って発生した反射電子は、反
射電子検出器13によって検出される。
【0018】検出器13によって検出された信号は、増
幅器14によって増幅され、AD変換器15によってデ
ィジタル信号に変換された後、第1の演算回路16に供
給される。また、走査信号発生回路11からの走査信号
はAD変換器17によってディジタル信号に変換された
後、第2の演算回路18に供給される。
【0019】第1の演算回路16と第2の演算回路18
は、それぞれ入力信号の変化量を求め、比較回路19に
供給する。比較回路19は2種の入力信号の比を求め、
その値をコンピュータのごとき制御回路20に供給す
る。制御回路20は入力信号に基づいて、電子ビームの
サイズ,位置,フォーカス状態等を測定する。このよう
な構成の動作を次に説明する。
【0020】さて、電子ビームのサイズ,位置,フォー
カス状態等を測定する場合、まず被描画材料10を移動
させ、マーク部材12を電子ビームEBの光軸上に配置
する。次に制御回路20は走査信号発生回路11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EBは、マ
ーク部材12の直線状のエッジを横切る方向に偏向を受
ける。
【0021】電子ビームの偏向により、電子ビームは徐
々にマーク部材12上に照射され、検出器13によって
検出された反射電子強度は、偏向器3に供給される走査
信号が図3(a)の場合、図3(b)に示すように変化
する。この検出信号は増幅器14によって増幅され、A
D変換器15によってディジタル信号に変換された後、
第1の演算回路16に供給される。また、走査信号発生
回路11からの走査信号は、AD変換器17によってデ
ィジタル信号に変換された後、第2の演算回路18に供
給される。
【0022】ここで、走査信号のAD変換データをS
(i)とし、検出信号のAD変換データをD(i)とす
る。なお、iは走査位置である。第1の演算回路16は
検出信号の変化量S(i+1)−S(i)を求め、第2
の演算回路18は走査信号の変化量D(i+1)−D
(i)を求める。この2種の変化量はそれぞれ比較回路
19に供給され、両者の比H(i)が求められる。この
比H(i)は次のように表される。
【0023】H(i)={S(i+1)−S(i)}/
{D(i+1)−D(i)} この比H(i)は、走査信号に含まれるノイズ成分によ
る影響がなくなり、理想的な走査信号に基づく検出信号
を表すことになる。図5は検出信号の変化量、すなわち
走査信号の微分波形を示したもので、ΔD1 が走査信
号に含まれるノイズ成分が除去された微分波形(比H
(i)の信号波形)を示し、ΔD2 が、比を求めない
従来方法により得られた検出信号の微分波形である。
【0024】この比H(i)の信号は、比較回路19か
ら制御回路20に供給され、更に、微分処理等が施され
て、従来と同様に電子ビームのビームサイズ、ビーム位
置、フォーカスの状態などが測定される。
【0025】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。
【0026】図6は本発明の他の実施の形態を示してお
り、図4の装置と同一部分には同一番号が付されてい
る。この図6の形態では、初期段階において走査信号発
生回路11からの走査信号は、DA変換器17によって
ディジタル信号に変換された後、メモリー21に供給さ
れて記憶される。この時、走査信号発生回路11からの
走査信号の速度は遅くされ、走査信号は正確にメモリー
21に記憶される。
【0027】実際の測定に際しては、走査信号発生回路
11からの走査信号は、測定モード時の比較的速い走査
速度で行われ、メモリー21からは走査信号に同期して
読み出された正確な走査信号が第2の演算回路18に供
給されて走査信号の変化量が求められる。
【0028】この変化量信号が比較回路19に供給さ
れ、第1の演算回路16からの検出信号の変化量との比
が求められる。このように、この実施の形態では、事前
に走査信号を遅い速度で発生させ、正確にメモリーに記
憶させ、走査信号の変化量をメモリーに記憶した走査信
号により得るようにしたので、より正確な演算を実行す
ることができる。なお、走査信号発生回路11からの走
査信号に含まれるノイズは、時間によって変化すること
はほとんどない。
【0029】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、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
置や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。また、反射電子を検出するようにしたが2次電子
を検出するようにしても良い。更に、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た
が、ナイフエッジ部材によって遮蔽され、ファラデーカ
ップに入射する電子ビームの量を検出する場合にも本発
明を適用することができる。
【0030】更にまた、検出信号の変化量と走査信号の
変化量の比を求め、この比の信号に基づいて信号の処理
を行うようにしたが、このような相関演算のみではな
く、他の相関演算処理を行ってノイズの影響を除去して
も良い。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、検出信号の変化量と走査信号の変化量の相関演算を
行い、相関演算の結果に基づいて信号の処理を行うよう
にしたので、検出信号から走査信号に含まれるノイズの
影響を除去することができる。
【0032】請求項2の発明では、検出信号の変化量と
走査信号の変化量の比を求め、この比の信号に基づいて
信号の処理を行うようにしたので、検出信号から走査信
号に含まれるノイズの影響を除去することができる。
【0033】請求項3の発明に基づく荷電粒子ビーム検
出信号の処理回路は、検出信号の変化量と走査信号の変
化量の相関演算結果に基づいて、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ので、各種の測定を正確に行うこ
とができる。
【0034】請求項4の発明では、メモリー内に走査信
号のデータを走査速度を遅くした状態で供給して格納
し、検出信号の変化量と走査信号の変化量の相関演算を
行う際には、走査信号データをこのメモリーから読み出
しその変化量を得るようにしたので、実際の測定時の速
い走査速度であっても、正確な走査信号の変化量を求め
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【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。
【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。
【図3】従来の信号処理による各種波形を示す図であ
る。
【図4】本発明に基づく電子ビーム検出信号の処理回路
の一例を示す図である。
【図5】検出信号の微分波形を示す図である。
【図6】本発明に基づく電子ビーム検出信号の処理回路
の他の例を示す図である。
【符号の説明】
2 集束レンズ 3 静電偏向器 10 被描画材料 11 走査信号発生回路 12 マーク部材 13 反射電子検出器 14 増幅器 15,17 AD変換器 16,18 演算回路 19 比較回路 20 制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/30 551

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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、この走査に伴って得られた信号を検出
    し、この検出信号を処理する回路において、検出信号の
    変化量と走査信号の変化量の相関演算を行うようにした
    ビーム検出信号の処理回路。
  2. 【請求項2】 相関演算は検出信号の変化量と走査信号
    の変化量の比を求めるようにした請求項1記載のビーム
    検出信号の処理回路。
  3. 【請求項3】 検出信号の変化量と走査信号の相関演算
    結果に基づいて、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
    した請求項1記載のビーム検出信号の処理回路。
  4. 【請求項4】 走査信号を記憶するメモリーを設け、メ
    モリー内に走査信号のデータを走査速度を遅くした状態
    で供給して格納し、検出信号の変化量と走査信号の変化
    量の相関演算を行う際には、走査信号データをこのメモ
    リーから読み出しその変化量を得るようにした請求項1
    記載のビーム検出信号の処理回路。
JP8205878A 1996-08-05 1996-08-05 ビーム検出信号の処理回路 Withdrawn JPH1050244A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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

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