JPS5818853A - 荷電粒子応用装置 - Google Patents

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】 本発明は、荷電粒子応用装置、特に矩形状断面を持つ次
荷電粒子ビームをディジタル的に偏向し試料に所望する
パターンを形成する荷電粒子応用装置に関する。

従来、走査型電子顕微鏡、電子線描画装置等の荷電粒子
応用装置等においてはアナログ偏向が用いられてきた。

しかし、最近開発されて！！友、矩形ビームを用いた電
子線描画装置ではディジタル的ビーム偏向により矩形ビ
ームを継ぎ合わせて所望の描画パターンを得ている。こ
の場合のディジタル偏向での必要な分解能は、例えば描
画しようとする厳小パターンの約１７１０である。偏向
に用いるＤＡコンバータは、上述の分解能、偏向の大き
さ一偏向速度等の条件を考慮して決定されるが、特に高
速偏向が要求される電子線描画装置においては、描画に
必要とする分解能以上のものを持つ九ＤＡコ／バータは
応答性が充分でなりため用いることは出来ない。

一方、矩形ビームの寸法、端部のだれは微細なバター／
を描画する電子線では重要であシ、描画実施に先立って
矩形ビームの寸法、だれの計測を行ない、電子光学系の
ＰＪ４ｉを行なう必要がめる。

従来用いられてＩ！た計測方法を第１図を用いて説明す
る。偏向信号発生器１０よシ発生させたディジタルの偏
向信号をＤＡコンバータ（又はＤ−Ａ変換器）１１でア
ナログ偏向信号に変換し、偏向板１２に印加して矩形ビ
ーム１３ｔ−７アラデイカツプ１４上に設けｆｃ細い金
属線１５上を走査させる。この時の電流変化を増幅器１
６により増幅すると、同図に示す波形１７が得られる。

これを処理装置１８にょシ倣分処理をすると１波形１９
が得られる。波形１９は、走査させた矩形ビームの形状
に対応しておハこれにより走形ビームの寸法、エツジ部
のだれを求める仁とが出来る。

しかし、実際には上記の方法でのビーム寸法の計測には
困鐘な場合があることがわかった。即ち描画時に必要と
される分解ｈａをもったＤＡコンバータによ）ビーム寸
法計測を実施すると、描画時には問題になら４いＤＡコ
ンバータの非直線性および他の外乱によって、ビーム位
置誤差を生じるために、７アラデイカツプからの信号波
形１７の傾斜部が滑らかな直線ではなく、第２図２０の
ごとく階段状に凹凸したものになる。この波形を微分す
ると同図２１のごとく非常に雑音が多い信号となり、こ
の信号からはビーム寸法の計測が不可能である。微分波
形管良好なものにするには、微分処理において信号の離
散的抽出を行なうと効果かめるが、その場合、ＤＡコン
バータの分解能が充分小さくないと、抽出し次データの
精度が劣化するため誤差の大きい計測値しか得られない
。

従って、ビーム寸法の計測を行なうには、描画時に必要
とされる分解能以上の分解能を持ったＤＡコンバータが
必要となる。しかしながら、先述したように描画時に必
要とされる分解能以上の分解能を持ったＤＡコ／バータ
を用いることは、応答時間の点から現実的ではない。こ
の九め１従来のビーム寸法計側においては、信号検出、
信号処理に改良を加えることにより、ビーム寸法値を求
めてい九が、その場合の検出装置は複雑なものとなノて
いた。

本発明は、か＼る点に着目してなされたものでめシ、簡
単な構成で、ビーム寸法計測およびパターン形成時′の
何れにおいても、各々最適条件でビーム偏向（ｉ−ｃｉ
Ｊ能ならしめる荷電粒子応用装置を提供するものでるる
。

上記目的ｔ−達成するために、本発明においては、ビー
ム偏向用１）−Ａコンノ（−夕回路に出力を変イヒし得
る機能を設け、使用条件の異なるビーム寸法計測、およ
びパターン形成時において、各々の出力を変化させて液
適条件でビーム偏向を行ない得る如く構成し九ものでお
る。

以下、本発８Ａを実施例を参照して説明する。

第３図１本発明の一実施例金示すプロシフ図である。図
において、偏向信号発生器１０よシ発生させ九ディジタ
ルの偏向信号をＤＡコンノ（−タ１１でアナログ偏向信
号に゛変換し、偏向出力可変装置２２を介して偏向板１
２に印加する。これにより、描画時には、矩形ビーム１
３で試料（図示省略）に所望するノくターンを形成し、
一方、ビーム寸法計測時には、矩形ビーム１３を７アラ
デイカツプ１４上に設けためる一定の巾を持つ７を線条
片、例えば細い金属線１５等上を走査させるようにする
。

偏向出力を変化させ得る手段として、偏向出力可変装置
２２が設けられ、ＤＡコ／バータ１１の出力の振ｌｌ＠
をパターン形成時、ビーム寸法計測時の各場合に応じて
アナログ的に変化させる。偏向出力可変装置２２は、例
えば、増幅器と可変抵抗で構成されている。一方、信号
処理装置１８’は、ビーム寸法計測時に、ファラデイカ
ツブ１４等の検知器からの信号′を増幅器１６を介して
微分処理するとと−に１偏向出力可変装置２２の可変抵
抗等を制御してディジタル偏向出力を減少させる（例え
ば、偏向出力を描画時のｘ”、ｙｌｏまで減少させる）
、機能を有している。

か＼る構成によシ、ビーム寸法計測時においては、ファ
ラデイｈツブ１４から得られ良信号にＤＡコンバータ１
１の非直線性による雑音１めろいは他め回路よυ偏向信
号に雑音かめっても、偏向板１２へ供給する偏向積分の
出力の振幅を減少させているので、その影Ｉｌｌはごく
僅かとなり、微分処理における信号雑音の増加をおさえ
ることが可能である。

ざらに、ディジタル偏向における分解化が充分細カくナ
ッテいるので、信号処理において離ｉｋ的に１ｇ号の収
集を行なっても、ビーム寸法計測時での分解能は必要な
精度を満足することができ、第１図の１９で示したよ５
な良好な微分波形を得ることができる。そして、これに
よシ矩形ビームの寸法やエツジ部のだれ等の計測を光分
な精度で行なうことが可能である。

なお、上記実施例において、信号処理装［１８’によっ
て、偏向信号発生器１０に偏向信号の発生をスタートさ
せる機能を与えてもよい。まま１本発明は上記実施例に
示した偏向出力可変方式に限定されるものではなく、こ
れ以外にも例えば、ＤＡコンバータ内の基準電圧を変化
させる方式、あるいは外部よりＤＡコンバータに与える
基準電圧を変化させる方式等も適用可能であシ、これに
よって本発明による精度が影響されるものではない。

パターン形成時とビーム寸法針側時における偏向出力の
振巾の変換係数が既知（例えば、１１５〜１／１０）で
あれば、一定の変換係数においてパターン形成時とビー
ム寸法計測時の変換前後でのビーム位置の対厄は容易で
ろる。ま九描画時には、偏向出力の振巾を描−条件に合
致させることが可能でめるので、支障なく描画＋ｆ＆能
を行なうことが可能である。

以上説明したように、本発明によ些は、簡単な構成で、
ビーム寸法計測およびパターン形成時の何れにおいても
各々最適条件でビーム偏向を可能ならしめるものでおり
、実用に供してその効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来のビーム寸法計側の一例を説明するブロ
ック図、第２図は、従来のビーム寸法針側で得られる信
号波形図、および第３図は、本発明の一実施例を示すブ
ロック図である。 １０・・・信号発生器、１１・・・ＤＡコンバータ、１
４・・・ファラデイカツブ、１５・・・金域線、１８′
・・・信号処理装置、２２・・・偏向出力可変装置。 ｖＪＩｔＺ） 第　２　図 第　３　口 ／６　　　　　　／ｌｊ′ 第１頁の続き ０発　明　者　松田維人 武蔵野市緑町３丁目９番１１号日 本電信電話公社武蔵野電気通信 研究所内 ■出　願　人　日本電信電話公社 −，−２５８−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、矩形状断面を持った荷電粒子ビームを、Ｄ　−Ａ変
   換器を含むディジタル偏向手段によシ偏向せしめて、試
   料に所望するパターンを形成する荷電粒子応用装置にお
   いて、上記ビーム偏向用Ｄ−Ａ変換器に、該ビームの寸
   法計測および該ビームによるパターン形成のも々の場合
   に乙じて出力を変化し得る手段′ｆ：設は友ことを特徴
   とする荷電粒子応用装置。 ２、上記ビームの寸法計測を行なう手段が、上記ビーム
   ｔ−ｉる一定の巾を持つ次線条片上を偏向走査せしめ、
   これよシ検出される信号に微分処理を施す如く構成され
   てなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の荷
   電粒子応用装置。