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JPH11271459A - Beam measurement method - Google Patents

Beam measurement method

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Publication number
JPH11271459A
JPH11271459A JP10079076A JP7907698A JPH11271459A JP H11271459 A JPH11271459 A JP H11271459A JP 10079076 A JP10079076 A JP 10079076A JP 7907698 A JP7907698 A JP 7907698A JP H11271459 A JPH11271459 A JP H11271459A
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JP
Japan
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signal
measured
electron beam
size
curve fitting
Prior art date
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Application number
JP10079076A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3472127B2 (en
Inventor
Tadashi Komagata
正 駒形
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Jeol Ltd
Original Assignee
Jeol Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Jeol Ltd filed Critical Jeol Ltd
Priority to JP7907698A priority Critical patent/JP3472127B2/en
Publication of JPH11271459A publication Critical patent/JPH11271459A/en
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 短時間にカーブフィッティング法によってビ
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
することができるビームの測定方法を実現する。 【解決手段】 カーブフィッティング処理は、波形メモ
リー8に記憶されたファラデーカップ6の検出信号が制
御CPU9によって読み出され、制御CPU9により、
検出信号と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。この時、事前に測定されたビーム位置が初
期値として用いられる。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To realize a beam measurement method capable of correctly measuring a beam size, a beam position, and a focus state by a curve fitting method in a short time. SOLUTION: In a curve fitting process, a detection signal of a Faraday cup 6 stored in a waveform memory 8 is read out by a control CPU 9, and the control CPU 9
A fitting process between the detection signal and the modeled signal is performed. At this time, a beam position measured in advance is used as an initial value.

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や、レーザービーム装置における
レーザービーム等の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, and a laser beam in a laser 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 writing apparatus, prior to an actual writing operation, the size and position of an electron beam used for writing or the focus state of the electron beam are measured, and based on the measurement result, the electron beam is drawn. Has been adjusted. FIG. 1 shows an example of an apparatus used for measuring such an electron beam, and 1 is an 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。
An electron beam 1 is focused by a final lens 2 and further deflected by an 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 the inside thereof is formed thin and linearly. At the lower part of the knife edge member 4, an aperture 5 for cutting the scattered electron beam is provided.
A Faraday cup 6 for detecting a current amount of the electron beam is provided.

【0004】上記の構成で、偏向器2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。
In the above configuration, when a sawtooth-shaped deflection signal shown in FIG.
Are deflected in the X direction. By electron beam deflection,
The electron beam is gradually blocked 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 a detection current of the Faraday cup 6. When the detection current signal is differentiated once, a signal shown in FIG. 2C is obtained. Further, when the signal of FIG. 2C is differentiated again, the signal of FIG. 2D is obtained.
In FIG. 2D, the horizontal axis represents 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 determined based on the intermediate position between the two peak positions. Further, the peak value of the peak indicates the focus state of the electron beam. Various adjustments of the electron beam are performed based on the beam size, the beam position, and the focus state obtained as described above, and then a normal drawing operation is performed.

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

【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。
[0007] Therefore, a signal smoothing process is performed. FIG. 4A shows a detection signal containing a noise component, and when this signal is differentiated, a signal shown in FIG. 4B is obtained. At this time, the primary differential signal has been subjected to noise removal smoothing processing. After performing this processing, when differentiation is performed again, a signal shown in FIG. 4C is obtained. In this signal, although the peak position can be obtained correctly, the peak becomes dull due to the smoothing process, so that the peak value of the peak that reflects the focus state of the beam is not correct, and the focus state is substantially correct. It cannot be measured.

【0008】このため、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、この走査にともなって検出さ
れた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、ビームサイズや位置等の測定を行なうことが考
えられている。
For this purpose, a beam is scanned across a member having a linear edge, and a curve fitting is performed on a change in the signal of the beam detected in accordance with the scanning to measure a beam size and a position. It is considered to perform.

【0009】図5はこのカーブフィッティングを行うた
めの構成の一例を示しており、図1の装置と同一番号は
同一構成要素を示す。この構成で、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CPU9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。
FIG. 5 shows an example of a configuration for performing this curve fitting. The same reference numerals as those in the apparatus shown in FIG. 1 denote the same components. With this configuration, 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 read out by the control CPU 9 and subjected to a curve fitting process. 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.

【0010】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-shaped deflection signal to the electrostatic deflector 3. With the application of this deflection signal, the rectangular electron beam 1
To be 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.

【0011】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 a detection signal waveform of the Faraday cup 6 obtained by deflecting 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 out by the control CPU 9, and the first differentiation is performed. Here, the primary differential waveform is modeled in advance as shown in FIG. In FIG. 7, a is a half of the beam size, and b is a beam position.

【0012】カーブフィッティング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 curve fitting is to perform fitting processing on a waveform obtained by modeling a detection signal waveform. The signal waveform shown in FIG. 6A is first-order differentiated and is shown in FIG. By performing fitting with the modeled signal waveform shown, the signal in FIG. 6B is obtained. The noise component is removed from the signal subjected to the fitting processing, and the signal of FIG. 6C is obtained by further differentiating the signal of FIG. 6B.

【0013】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。
The signal shown in FIG. 6C has been subjected to fitting processing, so that noise components have been removed.
Furthermore, since the smoothing processing is not performed, the signal component based on the edge of the knife edge remains clearly without dulling, so that the size, position, and focus state of the electron beam 1 can be accurately measured. .

【0014】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、c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 derivative processing is performed. The control CPU 9 performs fitting processing on the primary differential signal. This fitting process is performed using an appropriate evaluation function. For example, if a is 1 / of the beam size, b is the beam position, and c is the focus information, the following evaluation function can be used.

【0015】Fi(a,b,c)=Tanh{(i−a
−b)/c}−Tanh{(i+a−b)/c} 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,c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, c) = Tanh {(ia
−b) / c} −Tanh {(i + ab) / c} where i is the beam scanning position (i = 1, 2,...)
.., N). In the fitting, the parameters a, b, and c are determined such that the sum of squares of the difference between the n data Ai of the primary differential signal and the evaluation function is minimized.
That is, the parameters are determined using the following equation.

【0016】[0016]

【数1】 (Equation 1)

【0017】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-described example, the detection signal of the Faraday cup 6 is first-order differentiated, and then fitting processing is performed. In this case, the present invention can be applied to a case where 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 square sum of the difference between the n data Bi (i = 1, 2,..., N) of the waveform memory 8 and the evaluation function Fi

【0018】[0018]

【数2】 (Equation 2)

【0019】が最小となるようにパラメータa,b,c
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, c so 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.

【0020】Fi(a,b,c)=Log[Cosh
{(i+a−b)/c}]−Log[Cosh{(−i
+a+b)/c}] 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, c) = Log [Cosh
{(I + ab) / c}]-Log [Cosh} (-i
+ A + b) / c}] The above is the measurement of the beam in the X direction, but 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 adjustment of the beam size, the correction of the beam position, and the adjustment of the focus are performed, and then the normal drawing operation is started.

【0021】さて、上記したカーブフィッティング法で
は、非線形最小2乗法を用いている。すなわち、信号波
形モデルと測定データとの残差の2乗和が最小となるよ
うに、信号波形モデルのパラメータを追い込んでいく。
したがって、パラメータの初期値が真値とずれた場合に
計算に時間が掛かっていた。特にビーム位置に関して
は、偏向歪みやビームドリフトによってその位置が変化
しやすく問題となっていた。
In the above-described curve fitting method, a non-linear least squares method is used. That is, the parameters of the signal waveform model are adjusted so that the sum of squares of the residual between the signal waveform model and the measurement data is minimized.
Therefore, when the initial value of the parameter deviates from the true value, it takes a long time to calculate. Particularly, regarding the beam position, the position tends to change due to deflection distortion and beam drift, which has been a problem.

【0022】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、短時間にカーブフィッティング法
によって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 such a point, and an object of the present invention is to provide a beam measuring method capable of correctly measuring a beam size, a beam position, and a focus state by a curve fitting method in a short time. To be realized.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明に基づく
ビームの測定方法は、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、この走査に伴って検出されたビ
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
ビームの測定方法において、あらかじめビームの位置を
測定し、測定されたビーム位置を初期値としてカーブフ
ィッティング処理を施すようにしたことを特徴としてい
る。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a beam measuring method for scanning a beam across a member having a linear edge, and detecting a signal of the beam detected along with the scanning. In a beam measurement method in which a curve fitting is performed for the change to measure at least one of the beam size, the beam position, and the focus information of the charged particle beam, the beam position is measured in advance, and the measured beam position is measured. Is set as an initial value to perform a curve fitting process.

【0024】請求項1の発明では、あらかじめビームの
位置を測定し、測定されたビーム位置を初期値としてカ
ーブフィッティング処理を施し、短時間にノイズの影響
なく、各情報を正確に測定する。
According to the first aspect of the present invention, the position of the beam is measured in advance, and a curve fitting process is performed using the measured beam position as an initial value, and each information is accurately measured in a short time without the influence of noise.

【0025】請求項2の発明に基づくビームの測定方法
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、cがフォー
カス情報である次の評価関数 Fi(a,b,c)=Tanh{(i−a−b)/c}
−Tanh{(i+a−b)/c} 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,cを決定するよ
うにしたビームの測定方法において、あらかじめビーム
の位置を測定し、測定されたビーム位置を初期値として
パラメータa,b,c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, a charged particle beam is scanned across a member having a linear edge, and a signal of the charged particle beam detected in accordance with the scanning is first differentiated. Then, n pieces of data Ai (i is a scanning position, i = 1, 2,..., N) of the primary differential signal and a
Is the beam size, b is the beam position, and c is the focus information. The following evaluation function Fi (a, b, c) = Tanh {(iab) / c}
−Tanh {(i + ab) / c}, and a beam measurement method in which parameters a, b, and c are determined such that the sum of squares of the difference between the data Ai and the evaluation function Fi is minimized. Is characterized in that the beam position is measured in advance, and the parameters a, b, and c are determined using the measured beam position as an initial value.

【0026】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),c(フォーカス情報)を決定するに際
し、あらかじめビームの位置を測定し、測定されたビー
ム位置を初期値としてパラメータa,b,cを決定す
る。
According to the second aspect of the present 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 data Ai of the primary differential signal and the evaluation function Fi is minimized.
In determining (beam position) and c (focus information), the beam position is measured in advance, and parameters a, b, and c are determined using the measured beam position as an initial value.

【0027】[0027]

【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。本発明によるビームの測定
は、例えば、図8に示した構成で行われるが、図5の構
成と同一部分には同一番号が付されている。すなわち、
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。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The beam measurement according to the present invention is performed, for example, by the configuration shown in FIG. 8, and the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals. That is,
When measuring the size, position, and focus state of the electron beam 1, the control CPU 9 controls the deflection circuit 10 and applies a sawtooth-shaped deflection signal to the electrostatic deflector 3.

【0028】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。
With the application of the deflection signal, the rectangular electron beam 1 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, 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.

【0029】ファラデーカップ6の検出信号は、AD変
換器7にてデジタル信号に変換された後、波形メモリー
8に記録される。その後、制御CPU9は波形メモリー
8から波形メモリーデータを読みだし、カーブフィッテ
ィングの前処理として概略ビーム位置を求めたり、カー
ブフィッティング処理を行う。なお、求められた概略ビ
ーム位置は、メモリー15に記憶される。
The detection signal of the Faraday cup 6 is converted into a digital signal by an AD converter 7 and then recorded in a waveform memory 8. After that, the control CPU 9 reads out the waveform memory data from the waveform memory 8, obtains the approximate beam position as a pre-process of the curve fitting, and performs the curve fitting process. The obtained approximate beam position is stored in the memory 15.

【0030】求めたビーム位置、および初期パラメータ
として指定したビームサイズ、エッジシャープネスの値
を初期値としてカーブフィッティング(非線形最小2乗
法による曲線適合)を行う。このフィッティングの結果
から、ビームサイズ、ビーム位置、フォーカス情報(エ
ッジシャープネス)を短時間に正確に求めることができ
る。
Curve fitting (curve fitting by the nonlinear least squares method) is performed using the obtained beam position, the beam size specified as the initial parameter, and the value of the edge sharpness as initial values. From the result of this fitting, the beam size, beam position, and focus information (edge sharpness) can be accurately obtained in a short time.

【0031】ここで、カーブフィッティングの前処理と
してのビーム位置の測定と、その後のカーブフィッティ
ング処理についてより詳細に説明する。ビーム位置の測
定は、1回ビームをナイフエッジ4の特定のエッジを横
切って走査する。この走査によってファラデーカップ6
によって検出された信号Ai(i=1,2,3,・・・
n)を波形メモリー8に記憶する。
Here, the measurement of the beam position as a pre-process of the curve fitting and the subsequent curve fitting process will be described in more detail. To measure the beam position, the beam is scanned once across a specific edge of the knife edge 4. By this scanning, the Faraday cup 6
Ai (i = 1, 2, 3,...)
n) is stored in the waveform memory 8.

【0032】波形メモリー8に記憶されたn個のデータ
Aiに基づき、制御CPU9はデータの最大値(あるい
は初期値)と最小値(あるいは最終値)との中間値とな
る位置bmid を求め、メモリー15に記憶する。図
9は信号Aiを示しているが、図9(a)はビーム位置
がほぼセンターにある場合、図9(b)はビーム位置が
ずれている場合を示している。
Based on the n pieces of data Ai stored in the waveform memory 8, the control CPU 9 obtains a position bmid which is an intermediate value between the maximum value (or initial value) and the minimum value (or final value) of the data. 15 is stored. FIG. 9 shows the signal Ai. FIG. 9A shows the case where the beam position is almost at the center, and FIG. 9B shows the case where the beam position is shifted.

【0033】この中間位置bmid を求めるための計
算量はわずかであるため、ビームの概略位置を高速に求
めることができる。カーブフィッティング処理は、非線
形最小2乗法を使って、波形メモリーのn個のデータ、 Ai i=1,2,3,・・・,n と、信号波形モデル式 Fi(a,b,c)=Log[Cosh{(i+a−
b)/c}]−Log[Cosh{(−i+a+b)/
c}] i=1,2,3,・・・,n との差分の2乗和が最小となるようにパラメータa,
b,c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。
Since the amount of calculation for obtaining the intermediate position bmid is small, the approximate position of the beam can be obtained at high speed. The curve fitting process uses the nonlinear least-squares method to obtain n data in the waveform memory, Ai = 1, 2, 3,..., N, and the signal waveform model formula Fi (a, b, c) = Log [Cosh {(i + a-
b) / c}]-Log [Cosh {(-i + a + b) /
c}] i = 1,2,3,..., n
b and c are determined. That is, the parameters are determined using the following equation.

【0034】[0034]

【数3】 (Equation 3)

【0035】なお、上記で、aがビームサイズの1/
2、bがビーム位置、cがフォーカス情報(エッジシャ
ープネス)を表している。また、パラメータの初期値と
して、bはbmid を用い、aとcは指定した値を用
いる。
In the above description, a is 1/1 of the beam size.
2, b represents the beam position, and c represents the focus information (edge sharpness). Also, bmid uses bmid, and a and c use specified values as initial values of parameters.

【0036】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、入力信号のS
/Nが優れている場合には、微分処理後にフィッティン
グを行っても良い。その場合の信号波形モデルの一例と
して、次の式を用いることができる。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, the input signal S
If / N is excellent, fitting may be performed after the differentiation processing. The following equation can be used as an example of the signal waveform model in that case.

【0037】Fi(a,b,c)=Tanh{(x−a
−b)/c}−Tanh{(x+a−b)/c} x=1,2,3,・・・,n また、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。更に、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。そして、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。
Fi (a, b, c) = Tanh {(x−a
−b) / c} −Tanh {(x + ab) / c} x = 1, 2, 3,..., N Further, the fitting calculation processing is not performed by the control CPU to improve the speed, but is performed separately. May be used. Further, the evaluation function is not limited to the above equation as long as it can represent the beam size, the beam position, and the focus information. If the evaluation function is changed, the present invention can be applied to not only a rectangular beam but also a spot beam.

【0038】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7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。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 using an electron beam, the present invention can be applied to a laser beam device of the ion beam device 7. Further, the amount of the electron beam which is shielded by the knife edge member 4 and enters the Faraday cup 6 is detected. A material having a linear edge and a high emission coefficient of secondary electrons and reflected electrons is used. A configuration may be employed in which a charged particle beam is scanned across the material to detect secondary electrons and reflected electrons from the material.

【0039】[0039]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明で
は、あらかじめビームの位置を測定し、測定されたビー
ム位置を初期値としてカーブフィッティング処理を施す
ようにしたので、短時間に、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 present invention, the position of the beam is measured in advance, and the curve fitting process is performed using the measured beam position as an initial value. Each information can be measured accurately without the influence of. In addition, since the detection signal is not smoothed, focus information can be measured more accurately.

【0040】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),c(フォーカス情報)を決定するに際
し、あらかじめビームの位置を測定し、測定されたビー
ム位置を初期値としてパラメータa,b,cを決定する
ようにしたので、短時間に、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 present 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 data Ai of the primary differential signal and the evaluation function Fi is minimized.
In determining (beam position) and c (focus information), the position of the beam is measured in advance, and parameters a, b, and c are determined using the measured beam position as an initial value. Each information can be measured accurately without the influence of noise. In addition, 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 chart 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】カーブフィッティング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 performing curve fitting.

【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.

【図8】本発明を実施するための装置の一例を示す図で
ある。
FIG. 8 is a diagram showing an example of an apparatus for implementing the present invention.

【図9】ビーム位置の測定のためのビーム走査による検
出信号波形を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a detection signal waveform by beam scanning for measuring a beam position.

【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 15 メモリー Reference Signs List 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 15 memory

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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、この走査に伴って検出されたビームの
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ビームの
測定方法において、あらかじめビームの位置を測定し、
測定されたビーム位置を初期値としてカーブフィッティ
ング処理を施すようにしたことを特徴とするビーム測定
方法。
A beam is scanned across a member having a linear edge, and a curve change is applied to a change in a signal of the beam detected in accordance with the scanning, and a beam size and a beam size of the charged particle beam are adjusted. Position, in the beam measurement method to measure at least one of the focus information, the position of the beam is measured in advance,
A beam measurement method, wherein a curve fitting process is performed using a measured beam position as an initial value.
【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、
cがフォーカス情報である次の評価関数 Fi(a,b,c)=Tanh{(i−a−b)/c}
−Tanh{(i+a−b)/c} 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,cを決定するよ
うにしたビームの測定方法において、あらかじめビーム
の位置を測定し、測定されたビーム位置を初期値として
パラメータa,b,cを決定するようにしたビームの測
定方法。
2. A charged particle beam is scanned across a member having a linear edge, and a signal of the charged particle beam detected in accordance with the scanning is first-differentiated.
Data Ai (i is a scanning position, i = 1, 2,...,
n), a is 1 / of the beam size, b is the beam position,
The next evaluation function where c is focus information Fi (a, b, c) = Tanh {(iab) / c}
−Tanh {(i + ab) / c}, and a beam measurement method in which parameters a, b, and c are determined such that the sum of squares of the difference between the data Ai and the evaluation function Fi is minimized. 3. The beam measuring method according to 2, wherein the beam position is measured in advance, and parameters a, b, and c are determined using the measured beam position as an initial value.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002237444A (en) * 2001-02-09 2002-08-23 Nikon Corp Method of evaluating image-forming capability of charged-particle-beam aligner and charged-particle- beam aligner
JP2002246298A (en) * 2001-02-20 2002-08-30 Nikon Corp Method for evaluating imaging performance of charged particle beam exposure apparatus and charged particle beam exposure apparatus
JP2003014583A (en) * 2001-07-04 2003-01-15 Ricoh Co Ltd Beam profile verification method
JP2006194618A (en) * 2005-01-11 2006-07-27 Jeol Ltd Charged particle beam evaluation method, scanning method, and charged particle beam apparatus
JP2015509200A (en) * 2012-01-31 2015-03-26 ユーティー−バッテル・エルエルシー Neutron camera using row and column addition

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54107677A (en) * 1978-02-10 1979-08-23 Jeol Ltd Rotation error detection method of apperture in electronic ray exposure and its unit
JPS5569076A (en) * 1978-11-21 1980-05-24 Fujitsu Ltd Measurement system for charge beam shape
JPS56107185A (en) * 1980-01-31 1981-08-25 Jeol Ltd Beam measurement
JPS56107184A (en) * 1980-01-31 1981-08-25 Jeol Ltd Beam measurement
JPS63237526A (en) * 1987-03-26 1988-10-04 Toshiba Corp Charged particle beam lithography
JPH0395478A (en) * 1989-09-07 1991-04-19 Nec Corp Parameter calculation apparatus in calculation of dose of electron beam
JPH04270985A (en) * 1991-02-27 1992-09-28 Hitachi Medical Corp High-energy electron beam measuring device
JPH05312962A (en) * 1992-05-15 1993-11-26 Hitachi Ltd Charged particle beam diameter measuring method
JPH0882632A (en) * 1994-09-12 1996-03-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for measuring structural dimensions of fine structure
JPH08117212A (en) * 1994-10-28 1996-05-14 Shimadzu Corp Radiation imaging device
JPH08262145A (en) * 1995-03-20 1996-10-11 Mitsubishi Electric Corp Method for discriminating locus of charged particles
JPH09166698A (en) * 1995-12-18 1997-06-24 Jeol Ltd Measurement method of charged particle beam
JPH09190792A (en) * 1996-01-11 1997-07-22 Jeol Ltd Focused beam focus adjustment method
JPH11258185A (en) * 1998-03-10 1999-09-24 Asahi Chem Ind Co Ltd Analytical method for thin film by x-rays
JPH11271458A (en) * 1998-03-26 1999-10-08 Jeol Ltd Beam measurement method

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54107677A (en) * 1978-02-10 1979-08-23 Jeol Ltd Rotation error detection method of apperture in electronic ray exposure and its unit
JPS5569076A (en) * 1978-11-21 1980-05-24 Fujitsu Ltd Measurement system for charge beam shape
JPS56107185A (en) * 1980-01-31 1981-08-25 Jeol Ltd Beam measurement
JPS56107184A (en) * 1980-01-31 1981-08-25 Jeol Ltd Beam measurement
JPS63237526A (en) * 1987-03-26 1988-10-04 Toshiba Corp Charged particle beam lithography
JPH0395478A (en) * 1989-09-07 1991-04-19 Nec Corp Parameter calculation apparatus in calculation of dose of electron beam
JPH04270985A (en) * 1991-02-27 1992-09-28 Hitachi Medical Corp High-energy electron beam measuring device
JPH05312962A (en) * 1992-05-15 1993-11-26 Hitachi Ltd Charged particle beam diameter measuring method
JPH0882632A (en) * 1994-09-12 1996-03-26 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for measuring structural dimensions of fine structure
JPH08117212A (en) * 1994-10-28 1996-05-14 Shimadzu Corp Radiation imaging device
JPH08262145A (en) * 1995-03-20 1996-10-11 Mitsubishi Electric Corp Method for discriminating locus of charged particles
JPH09166698A (en) * 1995-12-18 1997-06-24 Jeol Ltd Measurement method of charged particle beam
JPH09190792A (en) * 1996-01-11 1997-07-22 Jeol Ltd Focused beam focus adjustment method
JPH11258185A (en) * 1998-03-10 1999-09-24 Asahi Chem Ind Co Ltd Analytical method for thin film by x-rays
JPH11271458A (en) * 1998-03-26 1999-10-08 Jeol Ltd Beam measurement method

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002237444A (en) * 2001-02-09 2002-08-23 Nikon Corp Method of evaluating image-forming capability of charged-particle-beam aligner and charged-particle- beam aligner
JP2002246298A (en) * 2001-02-20 2002-08-30 Nikon Corp Method for evaluating imaging performance of charged particle beam exposure apparatus and charged particle beam exposure apparatus
JP2003014583A (en) * 2001-07-04 2003-01-15 Ricoh Co Ltd Beam profile verification method
JP2006194618A (en) * 2005-01-11 2006-07-27 Jeol Ltd Charged particle beam evaluation method, scanning method, and charged particle beam apparatus
JP2015509200A (en) * 2012-01-31 2015-03-26 ユーティー−バッテル・エルエルシー Neutron camera using row and column addition

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