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JPH09166698A - Measurement method of charged particle beam - Google Patents

Measurement method of charged particle beam

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Publication number
JPH09166698A
JPH09166698A JP32863295A JP32863295A JPH09166698A JP H09166698 A JPH09166698 A JP H09166698A JP 32863295 A JP32863295 A JP 32863295A JP 32863295 A JP32863295 A JP 32863295A JP H09166698 A JPH09166698 A JP H09166698A
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JP
Japan
Prior art keywords
signal
electron beam
charged particle
particle beam
size
Prior art date
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Application number
JP32863295A
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Japanese (ja)
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JP3351671B2 (en
Inventor
Tadashi Komagata
正 駒形
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
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  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ノイズ成分に影響されず、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
る荷電粒子ビームの測定方法を実現する。 【解決手段】 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。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、検出信号はモデル化された信号との
フィッティング処理が行われる。
(57) Abstract: A charged particle beam measuring method capable of accurately measuring a beam size, a beam position, and a focus state without being influenced by a noise component is realized. When measuring the size, position, and focus state of an electron beam 1, a control CPU 9 controls a deflection circuit 10 to apply a sawtooth deflection signal to an electrostatic deflector 3.
With the application of this deflection signal, the rectangular electron beam 1
It is deflected in the X direction. Due to the deflection of the electron beam, the electron beam is gradually shielded by the knife edge member 4,
The amount of electron beam incident on the Faraday cup 6 decreases. When the electron beam 1 is completely shielded by the knife edge member 4, the detection current of the Faraday cup 6 becomes zero. This detection signal is stored in the waveform memory 8. The detection signal stored in the waveform memory 8 is read by the control CPU 9, and the detection signal is subjected to fitting processing with the modeled signal.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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の測定方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for measuring a charged particle beam in an apparatus using a charged particle beam such as an electron beam drawing apparatus and an ion beam apparatus.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art For example, in an electron beam drawing apparatus, the size and position of the electron beam used for drawing or the focus state of the electron beam is measured before the actual drawing operation, and the electron beam is drawn based on the measurement result. Is being adjusted. FIG. 1 shows an example of an apparatus used for measuring such an electron beam, and 1 is the electron beam to be measured. Although not shown, the electron beam 1 has a rectangular cross section formed by two rectangular slits and a deflector provided between the two rectangular slits.

【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。
The electron beam 1 is focused by the final stage lens 2 and further deflected by the electrostatic deflector 3.
A knife edge member 4 is arranged below the deflector 3, and the knife edge member 4 is provided with a rectangular opening, and each inner side thereof is formed thin and linear. An aperture 5 that cuts the scattered electron beam is provided below the knife edge member 4, and further below that,
A Faraday cup 6 for detecting the amount of electron beam current is arranged.

【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。
When the saw-toothed deflection signal shown in FIG. 2 (a) is applied to the deflector 3 with the above configuration, the rectangular electron beam 1
Is deflected in the X direction. By deflecting the electron beam,
The electron beam is gradually shielded by the knife edge member 4, and the amount of the electron beam incident on the Faraday cup 6 decreases. When the electron beam 1 is completely shielded by the knife edge member 4, the detection current of the Faraday cup 6 becomes zero.
Becomes

【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。
FIG. 2B shows the detected current of the Faraday cup 6. When the detected current signal is differentiated once, the signal shown in FIG. 2C is obtained. Further, when the signal of FIG. 2 (c) is differentiated again, the signal of FIG. 2 (d) is obtained.
In FIG. 2D, the horizontal axis is the scanning position of the electron beam,
The size of the electron beam is determined based on the distance between the two peaks of the signal. Further, the position of the electron beam is found based on the intermediate position between the two peak positions. Furthermore, the peak value of the peak indicates the focus state of the electron beam. Various adjustments of the electron beam are performed according to the beam size, beam position, and focus state obtained in this way, and then the regular drawing operation is executed.

【0006】[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。
In the above measurement of the size of the electron beam and the like, the detection signal shown in FIG. 2 (b) usually contains a noise component. FIG. 3A shows a detection signal waveform of a Faraday cup containing a noise component. When the signal containing such a noise component is differentiated once, the signal of FIG. 3B is obtained. The signal resulting from the second differentiation is as shown in FIG. This figure 3
In the signal of (c), two peaks are buried in the noise peak, and accurate measurement of the beam size, position and focus state becomes impossible.

【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。
Therefore, signal smoothing processing has been carried out. FIG. 4A shows a detection signal containing a noise component, and the signal of FIG. 4B is obtained by differentiating this signal. At this time, the first-order differential signal has been subjected to noise removal smoothing processing. When this process is executed and then the differentiation is performed again, the signal of FIG. 4C is obtained. With this signal, the peak position can be obtained correctly, but the peak becomes dull due to the smoothing process, so the peak value of the peak that reflects the focus state of the beam will not be correct, and the focus state will not be correct. It cannot be measured.

【0008】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、ノイズ成分に影響されず、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
ことができる荷電粒子ビームの測定方法を実現するにあ
る。
The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to measure a charged particle beam capable of accurately measuring a beam size, a beam position and a focus state without being influenced by a noise component. There is a way to realize.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に基づく
荷電粒子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ことを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method for measuring a charged particle beam, wherein the charged particle beam is scanned across a member having a straight edge, and the charged particle beam is detected along with the scanning. It is characterized in that curve fitting is applied to a change in the signal of the charged particle beam, and at least one of the beam size, the beam position, and the focus information of the charged particle beam is measured.

【0010】請求項1の発明では、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て、ノイズの影響なく、各情
報を正確に測定する。
According to the first aspect of the present invention, the charged particle beam is scanned across a member having a linear edge, and curve fitting is applied to a change in the signal of the charged particle beam detected in association with the scanning. By measuring at least one of the beam size, the beam position, and the focus information of the charged particle beam, each information is accurately measured without the influence of noise.

【0011】請求項2の発明に基づく荷電粒子ビームの
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、
σがフォーカス情報である次の評価関数 Fi(a,b,σ)=Tanh{(i−a−b)/σ}
−Tanh{(i+a−b)/σ} 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,σを決定するよ
うにしたことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a charged particle beam measuring method, wherein the charged particle beam is scanned across a member having straight edges, and the signal of the charged particle beam detected by the scanning is detected. First-order differentiation is performed, and n pieces of data Ai (i is a scanning position, i = 1, 2, ...
n), a is half the beam size, b is the beam position,
Next evaluation function where σ is focus information Fi (a, b, σ) = Tanh {(i−a−b) / σ}
It is characterized in that the parameters a, b, and σ are determined so that the sum of squares of the difference between the data Ai and the evaluation function Fi is minimized by using −Tanh {(i + a−b) / σ}. There is.

【0012】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),σ(フォーカス情報)を決定する。
According to the second aspect of the invention, the parameters a (1/2 of the beam size) and b are set so that the sum of squares of the difference between the n pieces of data Ai of the primary differential signal and the evaluation function Fi is minimized.
(Beam position) and σ (focus information) are determined.

【0013】請求項3の発明に基づく荷電粒子ビームの
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n個のデータBi(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、σがフォーカス情報である次の評価関
数 Fi(a,b,σ)=Log[Cosh{(i+a−
b)/σ}]−Log[Cosh{(−i+a+b)/
σ}] とを用い、データBi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,σを決定するよ
うにしたことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a charged particle beam measuring method, wherein the charged particle beam is scanned across a member having a straight edge, and n of the charged particle beams detected by the scanning are scanned. Data Bi (i is the scanning position, i =
1, 2, ........., n) and a is half the beam size,
The following evaluation function Fi (a, b, σ) = Log [Cosh {(i + a- where b is the beam position and σ is the focus information)
b) / σ}]-Log [Cosh {(-i + a + b) /
σ}] is used to determine the parameters a, b, σ so that the sum of squares of the difference between the data Bi and the evaluation function Fi is minimized.

【0014】請求項3の発明では、検出信号の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),σ(フォーカス情報)を決定する。
According to the third aspect of the invention, the parameters a (1/2 of the beam size) and b (beam position) are set so that the sum of squares of the difference between the n pieces of data Ai of the detection signal and the evaluation function Fi is minimized. ), Σ (focus information) are determined.

【0015】[0015]

【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5は本発明の一例を示し
ており、図1の従来装置と同一番号は同一構成要素を示
す。この実施の形態で、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CP
U9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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 5 shows an example of the present invention, in which the same numbers as in the conventional device of FIG. 1 indicate the same components. In this embodiment, the current signal detected by the Faraday cup 6 is converted into a digital signal by the AD converter 7 and then supplied to the waveform memory 8. The signal supplied to and stored in the waveform memory 8 is the control CP.
It is read out by U9 and subjected to curve fitting processing. The control CPU 9 controls a deflection circuit 10 for supplying a scanning signal of the electron beam 1 to the electrostatic deflector 3. The operation of such a configuration will now be described.

【0016】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。
When measuring the size, position and focus state of the electron beam 1, the control CPU 9 controls the deflection circuit 10 to apply a sawtooth deflection signal to the electrostatic deflector 3. With the application of this deflection signal, the rectangular electron beam 1 becomes X
It is deflected in the direction. Due to the deflection of the electron beam, the electron beam is gradually shielded by the knife edge member 4, and the amount of the electron beam incident on the Faraday cup 6 decreases. When the electron beam 1 is completely shielded by the knife edge member 4, the detection current of the Faraday cup 6 becomes zero.

【0017】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。
FIG. 6A shows the detection signal waveform of the Faraday cup 6 obtained by the deflection of the electron beam 1, and this detection signal is stored in the waveform memory 8. The detection signal stored in the waveform memory 8 is read by the control CPU 9 and the primary differentiation is performed. Here, the first-order differential waveform is modeled in advance as shown in FIG. In FIG. 7, a is half the beam size and b is the beam position.

【0018】本発明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。
The basic idea in the present invention is to perform fitting processing on a waveform obtained by modeling the detected signal waveform. The signal waveform shown in FIG. 6A is first-order differentiated to obtain a waveform shown in FIG. By performing fitting with the modeled signal waveform shown, the signal of FIG. 6B is obtained. A noise component is removed from the fitting-processed signal, and the signal of FIG. 6B is further differentiated to obtain the signal of FIG. 6C.

【0019】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。
Since the signal of FIG. 6 (c) has been subjected to fitting processing, noise components have been removed,
Furthermore, since the smoothing process is not performed, the signal component based on the end of the knife edge remains unblunted, and therefore the size, position, and focus state of the electron beam 1 can be accurately measured. .

【0020】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、σ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。
Next, a more specific fitting process will be described. First, the detection signal of the Faraday cup 6 stored in the waveform memory 8 is read out by the control CPU 9,
First-order differentiation processing is performed. The control CPU 9 performs fitting processing on the first-order differential signal. This fitting process is performed using an appropriate evaluation function. For example, when a is 1/2 of the beam size, b is the beam position, and σ is the focus information, the following evaluation function can be used.

【0021】Fi(a,b,σ)=Tanh{(i−a
−b)/σ}−Tanh{(i+a−b)/σ} 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,σ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。
Fi (a, b, σ) = Tanh {(ia
-B) / [sigma]}-Tanh {(i + a-b) / [sigma]} where i is the beam scanning position (i = 1, 2, ...).
, N) are shown. The fitting determines the parameters a, b, and σ so that the sum of squares of the differences between the n pieces of data Ai of the primary differential signal and the evaluation function is minimized.
That is, the parameters are determined using the following equation.

【0022】[0022]

【数1】 [Equation 1]

【0023】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
In the above-mentioned example, the detection signal of the Faraday cup 6 is first differentiated, and then the fitting process is performed. However, in this case, it can be applied when the SN ratio of the detection signal is relatively excellent. it can. When the SN ratio of the detection signal of the Faraday cup 6 is relatively poor, the sum of squares of the difference between the n pieces of data Bi (i = 1, 2, ..., N) in the waveform memory 8 and the evaluation function Fi.

【0024】[0024]

【数2】 (Equation 2)

【0025】が最小となるようにパラメータa,b,σ
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。
Parameters a, b, σ such that
Can be determined. In this case, as the evaluation function, for example, the following function using the nonlinear least squares method can be used.

【0026】Fi(a,b,σ)=Log[Cosh
{(i+a−b)/σ}]−Log[Cosh{(−i
+a+b)/σ}] 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。
Fi (a, b, σ) = Log [Cosh
{(I + a-b) / [sigma]}]-Log [Cosh {(-i
+ A + b) / σ}] Although the above is the measurement of the beam in the X direction, the measurement of the beam in the Y direction is performed in the same manner. After measuring the beam size, the beam position, and the focus information of the electron beam in this way, the beam size adjustment, the beam position correction, and the focus adjustment are performed, and then the regular drawing operation is started.

【0027】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、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。ま
た、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。更に、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。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the fitting calculation process may be performed by the control CPU instead of the control CPU in order to improve the speed. The evaluation function is not limited to the above formula as long as it can represent the beam size, the beam position, and the focus information. Furthermore, if the evaluation function is changed, the present invention can be applied not only to the rectangular beam but also to the spot beam.

【0028】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。
Although the above embodiment has been described by using the electron beam, the present invention can be applied to an ion beam apparatus. Further, although the amount of the electron beam which is shielded by the knife edge member 4 and is incident on the Faraday cup 6 is detected, a material having a high emission coefficient of secondary electrons or reflected electrons having a linear edge is used, and the material is The charged particle beam may be traversed to detect secondary electrons and reflected electrons from the material.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
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
ので、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。
As described above, according to the first aspect of the invention, the charged particle beam is scanned across a member having a linear edge, and the signal of the charged particle beam detected in association with this scanning is detected. Since curve fitting is applied to the change and at least one of the beam size, beam position, and focus information of the charged particle beam is measured, each information can be accurately measured without the influence of noise. Further, since the detection signal is not smoothed, focus information can be measured more accurately.

【0030】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),σ(フォーカス情報)を決定するよう
にしたので、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。
According to the second aspect of the invention, the parameters a (1/2 of the beam size) and b are set so that the sum of squares of the difference between the n pieces of data Ai of the primary differential signal and the evaluation function Fi is minimized.
Since (beam position) and σ (focus information) are determined, each information can be accurately measured without the influence of noise. Further, since the detection signal is not smoothed, focus information can be measured more accurately.

【0031】請求項3の発明では、検出信号の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),σ(フォーカス情報)を決定するようにし
たので、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。
According to the third aspect of the invention, the parameters a (1/2 of the beam size) and b (beam position) are set so that the sum of squares of the difference between the n pieces of data Ai of the detection signal and the evaluation function Fi is minimized. ) And σ (focus information) are determined, each information can be accurately measured without the influence of noise. Further, since the detection signal is not smoothed, focus information can be measured more accurately.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a diagram showing an example of an apparatus used for conventional electron beam measurement.

【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。
FIG. 2 is a waveform diagram for explaining basic signal processing for electron beam measurement.

【図3】従来の信号処理による各種波形を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing various waveforms obtained by conventional signal processing.

【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。
FIG. 4 is a diagram showing various waveforms by conventional signal processing accompanied by smoothing processing.

【図5】本発明を実施するための装置の一例を示す図で
ある。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an apparatus for carrying out the present invention.

【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。
FIG. 6 is a diagram showing various waveforms obtained by signal processing accompanied by fitting processing.

【図7】モデル化された一次微分信号を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a modeled first derivative signal.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 1 Electron Beam 2 Final Stage Lens 3 Electrostatic Deflector 4 Knife Edge Member 5 Aperture 6 Faraday Cup 7 AD Converter 8 Waveform Memory 9 Control CPU 10 Deflection Circuit

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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
うにした荷電粒子ビームの測定方法。
1. A charged particle beam is scanned across a member having a linear edge, and curve fitting is performed on a change in the signal of the charged particle beam detected in association with the scanning to obtain a charged particle beam A charged particle beam measuring method for measuring at least one of beam size, beam position, and focus information.
【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、
σがフォーカス情報である次の評価関数 Fi(a,b,σ)=Tanh{(i−a−b)/σ}
−Tanh{(i+a−b)/σ} 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,σを決定するよ
うにした荷電粒子ビームの測定方法。
2. A charged particle beam is scanned across a member having a straight edge, and the signal of the charged particle beam detected in association with this scanning is first differentiated to obtain a first derivative signal n.
Data Ai (i is the scanning position, i = 1, 2, ...
n), a is half the beam size, b is the beam position,
Next evaluation function where σ is focus information Fi (a, b, σ) = Tanh {(i−a−b) / σ}
-Tanh {(i + a-b) / σ} is used to determine the parameters a, b, σ so that the sum of squares of the difference between the data Ai and the evaluation function Fi is minimized. Measuring method.
【請求項3】 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n個のデータBi(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、σがフォーカス情報である次の評
価関数 Fi(a,b,σ)=Log[Cosh{(i+a−
b)/σ}]−Log[Cosh{(−i+a+b)/
σ}] とを用い、データBi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,σを決定するよ
うにした荷電粒子ビームの測定方法。
3. A charged particle beam is scanned across a member having linear edges, and n pieces of data Bi (i is a scanning position, i) of the charged particle beam detected in association with the scanning.
= 1, 2, ..., N), and a is 1 / the beam size.
2 and b are beam positions, and σ is focus information. Next evaluation function Fi (a, b, σ) = Log [Cosh {(i + a-
b) / σ}]-Log [Cosh {(-i + a + b) /
σ}] is used to determine the parameters a, b and σ so that the sum of squares of the difference between the data Bi and the evaluation function Fi is minimized.
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JP2006194618A (en) * 2005-01-11 2006-07-27 Jeol Ltd Charged particle beam evaluation method, scanning method, and charged particle beam apparatus
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CN110221339A (en) * 2018-10-26 2019-09-10 新瑞阳光粒子医疗装备(无锡)有限公司 A kind of beam intensity detection device and particle accelerator

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