JPS5858778B2 - 電子光学系の汚染チエツク法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電子線装置において電子線の位置のドリフト具
合（ドリフト速度）を検出することにより、電子光学系
の汚染具合をチェックする方法に関する。

電子顕微鏡や電子線露光装置等の電子線装置において、
対物絞り等いわゆる電子光学系の要部に汚れがあると、
チャージアップ等により電子銃から射出されてきた電子
線がドリフトしてしまう。

斯くの如き電子線のドリフトは、被検試料の観察に支障
を来たしたり、数十ミクロン×数十ミクロンの領域に数
十個の微小図形を描画せんとする電子線露光装置の描画
に多大な悪影響を及ぼす。

従って電子線装置を使用する場合、適時電子光学系の汚
染具合をチェックし、程度によっては電子光学系のクリ
ーニングを行なう必要がある。

さて、従来電子光学系の汚染具合のチェックは数秒乃至
数十秒の間電子線射出をオフにし、汚れにチャージアッ
プしたチャージを消失させてから、再び電子線を射出さ
せ、例えば、電子線スポット像を螢光板上あるいは陰極
線管画面上に写し出して該電子線スポット像のドリフト
具合（ドリフト速度）をオペレータが肉眼にて観察して
行なっていた。

しかし乍ら、この様なチェック法にはオペレータの個人
差が大きいさと、肉眼観察による不正確さが生じること
、長時間に亘るドリフト観察によって心身が疲労するこ
と、陰極線管の走査速度より速いμｓｅｃ程度でドリフ
トする高速ドリフトが測定できないこと等の問題がある
。

本発明はこの様な問題をすべて解決する為になされたも
ので、新規な電子光学系の汚染チェック法を提供するも
のである。

第１図は本発明の一実施例を示した電子線露光装置の該
略図で、図中１は電子銃で該電子銃から射出された電子
線は集束レンズ２によって集束され、矩形孔３Ｈを有す
るマスク板３Ｐ上に投射される。

概マスク板の孔を通過した電子は集束レンズ４により結
像され、該孔の像（縮小偉）を試料（図示せず）上に結
ぶ。

前記マスク後方の電子線通路に沿った適所（試料位置又
はその近傍）にはナイフェツジの如き、ある線を境に異
なった情報を与える部材５が置かれ、このナイフェツジ
の下方にはファラデーケージ等の検出器６が置かれる。

前記ナイフェツジ５の上方には電子線偏向器７が設置さ
れており、ディジタル電子計算機（以後ＣＰＵと称す）
８からの電子線位置移動指令信号をＤＡ変換器９及び増
幅器１０を介して受け、前記孔３Ｈを通過した矩形断面
の電子線を前記ナイフェツジ５が配置された仮想平面１
１上で該ナイフエを横切る様に例えば矢印１２に示す方
向（Ｘ方向）に偏向移動させる。

この偏向時、該ナイフェツジ部分を透過する電子線は、
前記検出器６に検出され、増幅器１３に送られる。

該増幅器によって増幅された信号は、微分回路１４にて
微分され、前記ＣＰＵ８からパルス状電子線位置移動指
令信号が供給されているゲート回路１５へ供給される。

該ゲート回路は前記ＣＰＵ８からパルス状電子線位置移
動信号、前記微分回路１４から一定信号が供給されてい
る間は、オープンの状態になっており、パルス状電子線
位置移動信号をカウンタ１６に供給し、前記微分回路か
らパルス信号の立下り（若しくは立上り）を示す信号が
入ると、ゲ・−トを閉じる。

該カウンタは前記ゲート１５が閉じる迄カウントしたパ
ルス状電子線位置移動信号数を前記ＣＰＵ８に内蔵され
たメモリに送る。

該ＣＰＵは内蔵メモリに該信号数を記憶させると同時に
、前記ゲート回路１５とカウント１６に信号を送り、前
者のゲートをオープンに後者をリセット状態にする。

又該ＣＰＵはその後間歇的に前記カウンタ１６から送ら
れ、メモリに記憶された信号数に基づいて、電子線のド
リフト具合（ドリフト速度）等を演算する。

尚図中１７はブラッキング用偏向器１８と中央部に孔を
有する遮蔽板１９から成るブラッキング器で、前記ＣＰ
Ｕ８の指令により、電子銃１からの電子線をブラッキン
グ用偏向器１８で偏向制御し、遮蔽板１９の孔を通過さ
せたり、通過させないようにしたりする。

さて、試料上へある数のパターンを露光してから、ＣＰ
Ｕ８の指令をブラッキング器１７へ供給して、電子銃１
からの電子線放射を一定時間（例えば１０数秒間）カッ
トし、汚れにチャージアップしたチャージを完全に消失
させてから、再度電子線を放射させる。

該放射と同時に、ＣＰＵ８はＤＡ変換器９及び増幅器１
０を介して電子線偏向器７に電子線位置移動指令信号を
送り、マスク板３Ｐの孔３Ｈを通過した電子線をナイフ
ェツジ５が配置された仮想平面１１上、例えばＡ。

を始点として矢印１２に示す方向に複数回間歇的（例え
ばｔ秒毎）に走査させる。

この走査により、第２図ａに示すようにナイフェツジ部
分５を透過する電子線Ｅは検出器６に検出される。

この検出信号は第２図すに示す様に一定直線からある時
点を境に零に近づく、いわゆる左向勾配を持つ直線に変
化している。

該信号は増幅器１３を介して微分回路１４に送られ、こ
こで微分される。

この微分信号は第２図Ｃに示す様に一定直線から矩形状
に変化している。

該微分された信号は、前期ＣＰＵ８からパルス状電子線
位置移動指令信号が供給されているゲート回路１５へ供
給される。

該ゲート回路は走査開始Ａ。

から微分信号の立下りを示す信号が入る迄すなわち第２
図Ｃに示すＴ１の期間ゲートをオープンするので、その
間ゲートを通過するパルス状電子線位置移動指令値がカ
ウント１６にカウントされ、Ｃ０Ｕ３のメモリに記憶さ
れる。

該記憶と同時に該ＣＰＵはゲート回路１５のゲートをオ
ープンさせ、カウンタ１６をリセットさせる。

以上の過程が複数回間歇的に繰り返される。

この場合、電子線が矢印１２方向（Ｘ方向）にドリフト
していると、二回目の走査が第２図ａ１に示す様に、Ａ
８点ではなくＡ１点を始点として行なわれている。

従って第２図ｂ１及びＣ１に示す様に検出器６に検出さ
れた信号及び微分回路１４で微分された信号は、それぞ
れ、左向き勾配を持つ直線及び微分信号の立下りがＩＡ
ｏ−Ａ１１の距離に相当する時間早く表われる。

而してＣＰＵ８は走査開始点Ａ１から微分信号立下りが
検出される迄の時間Ｔ２の間カウンタ１６でカウントさ
れた電子線位置移動指令信号数をメモリに記憶させる。

この様にして、ＣＰＵのメモリには走査開始点Ａ。

、Ａｏ、Ａ２（図示せず）・・・・・・から微分信号の
立下りが検出される迄の時間Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３（図示せ
ず）・・・・・・にカウンタ１６でカウントされた電子
線位置移動指令信号数がそれぞれ記憶される。

而してＣＰＵは一定時間（を秒）毎にメモリに記憶され
た期間Ｔ１．Ｔ２．Ｔ３・・・・・・相互間におけるパ
ルスカウント数からドリフトの速度を算出する。

すなわち各一定時間（を秒）毎に（期間Ｔ１の信号数）
（Ｔ２の信号数）、（Ｔ１の信号数）（Ｔ３の信号
数）・・・・・・を算出する。

これらの値はそれぞれＩＡｌ−Ａｏｌ 、１Ａ２−Ａｏ
ｌ 、１Ａ３−Ａ。

・・・・・・に対応するのでＡ。

の値を基準（零）にすれば、第３図Ｓに示す様に走査時
間に対するドリフト距離Ａ１．Ａ２．Ａ３・・・・・・
が算出されるので、該Ｓの傾きからドリフト速度が検出
される。

又もし、電子線が矢印１２方向と逆方向（一方向）にド
リフトしていると、二回目の走査が第２図２１に示す様
にＡ。

点ではなくＡ−１点を始点として行なわれ、検出器６、
微分回路１４にそれぞれ検出、微分された信号は第３図
Ｓ−１，ｃ −１の如く、左向き勾配を持つ直線、微分
信号の立下りがＩＡｏ−Ａ−、ｌの距離に相当する時間
遅く表われ、ＣＰＵ８は第３図Ｓ−１に示す様な前述の
場合と逆の傾きを持った信号から単位時間当りのドリフ
ト速度が算出できる。

次にナイフェツジを第１図に示した位置から９０°ずれ
た仮想平面１１上に配置し、前記と同様に電子線を該平
面上Ｙ方向に偏向し、電子線の位置のＹ方向のドリフト
速度を測定する。

そして、前の工程で測定したＸ方向のドリフトの速度と
該Ｙ方向のドリフトの速度を合成することにより、二次
元の電子線の位置のドリフトの方向と、その方向におけ
る速度が求められる。

オペレータあるいはコンピュータは該電子線の位置のド
リフト速度から、クリーニングが必要か否かを判断する
。

尚、ドリフトの方向が常に定まっている様な電子光学系
を有する装置の場合はドリフトの方向を測定する必要が
ないので、その方向に電子ビームを移動させ、ドリフト
速度を測定するだけでよい。

又本実施例では、ナイフェツジを用いたが試料上にマー
クを付は該試料上を複数回間歇的に走査させてマーク検
出して、電子線のドリフト速度を検出するようにしても
よい。

本発明によれば、ドリフト具合（ドリフト速度）をオペ
レータが肉眼にて観察するのではなく、基準物体が配置
されている平面上で電子線を該平面上で少なくとも一方
向に移動させて前記基準物体を横切らせる一連の過程を
複数回行ない、各々の電子線移動過程において、電子線
の移動開始から基準物体に係わる信号が得られる迄の時
間に対応した信号を検出し、該各検出信号に基づいて電
子線の位置のドリフト具合（ドリフト速度）を検出して
いるので、オペレータによる個人差がなく、又、オペレ
ータに疲労を与えることなく、高速なドリフトも検出出
来るので、容易に且つ正確に電子光学系の汚染具合のチ
ェックが出来る様になった。

従って、該チェックに応じて必要な電子光学系のクリー
ニングが出来る様になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示した電子線露光装置、第
２図及び第３図は本発明の詳細な説明に使用した図であ
る。 １・・・・・・電子銃、５・・・・・・ナイフェツジ、
６・・・・・・ファラデイーカップ、７・・・・・・電
子線偏向器、８・・・・・・ＣＰＵ、１４・・・・・・
微分回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基準物体が配置されている平面上で電子線を該平面
   上で少なくとも一方向に移動させて前記基準物体を横切
   らせる一連の過程を複数回行ない、各々の電子線移動過
   程において、電子線の移動開始から基準物体に係わる信
   号が得られる迄の時間に対応した信号を検出し、該検出
   信号の単位時間当りの変化量を求める様にした電子光学
   系の汚染チェック方法。