JP2002124204A - Method of measuring for beam profile - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of measuring a beam having resolution almost equal to or smaller than the dimension of a sensor element such as a CCD. SOLUTION: A beam profile is measured with a device is equipped with a charged particle beam source 1; primary optical systems 3, 4 electron-optically processing charged particle beams 2 emitted from the charged particle beam source 1 and irradiating to a ample 10 having a knife edged mark 17; secondary optical systems 12, 13 electron-optically processing charged particle beams 11 emitted from the sample 10 and forming am image of the mark 17 on a detector 14. A relative position relation of the sample 10 and the detector 14 is set so that the image of the knife edged mark 17 forms a specified small angle to the arrangement direction of the detector 14, and the beam resolution of an optical system is calculated with an output signal from the detector 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、複数のＣＣＤを配
列したラインセンサ又はエリアセンサを用いて試料のパ
ターン画像をＣＣＤの画素寸法と同程度の分解能で測定
する方法、及び、荷電粒子線源の強度分布を測定する方
法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of measuring a pattern image of a sample at a resolution substantially equal to the pixel size of a CCD using a line sensor or an area sensor in which a plurality of CCDs are arranged, and a charged particle beam source. And a method for measuring the intensity distribution of the particles.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、ラインセンサ或いはエリアセンサ
を用いて光学系の分解能を測定する場合、ラインセンサ
或いはエリアセンサのセンサ要素の寸法が測定対称の光
学系の分解能より充分小さくなければ、こうした測定は
不可能であった。2. Description of the Related Art Conventionally, when measuring the resolution of an optical system using a line sensor or an area sensor, unless the dimensions of the sensor elements of the line sensor or the area sensor are sufficiently smaller than the resolution of the optical system to be measured, such measurement is performed. Was impossible.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした従来
の技術の課題を解決するために提案されたものであり、
本発明は、ＣＣＤ等のセンサ要素の寸法と同程度或いは
それより小さい分解能のビームを測定可能とする装置、
及び、荷電粒子線源の強度分布を極めて簡単に測定する
方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the problems of the prior art,
The present invention provides an apparatus capable of measuring a beam having a resolution approximately equal to or smaller than the size of a sensor element such as a CCD,
It is another object of the present invention to provide a method for measuring the intensity distribution of a charged particle beam source very easily.

【０００４】[0004]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、荷電粒子線源、レンズ系、及び、ライ
ンセンサ或いはエリアセンサを有する装置からの荷電粒
子線でナイフエッジ状のマークを有する試料を照射し、
その試料から放出される荷電粒子線のビームプロファイ
ルをラインセンサ或いはエリアセンサを用いて測定する
とき、試料のナイフエッジ状のマークの像がラインセン
サ或いはエリアセンサのセンサ素子の配列方向に対して
所定の小さい角度をなすように、試料と検出器との相対
的な位置関係を設定し、複数のセンサ要素からの信号か
らビーム分解能を算出する方法を提供する。To achieve the above object, the present invention provides a charged particle beam source, a lens system, and a knife-edge shaped charged particle beam from a device having a line sensor or area sensor. Irradiate the sample with the mark,
When the beam profile of the charged particle beam emitted from the sample is measured using a line sensor or an area sensor, the image of the knife-edge-shaped mark of the sample is determined in a predetermined direction in the arrangement direction of the sensor elements of the line sensor or the area sensor. The present invention provides a method of setting a relative positional relationship between a sample and a detector so as to form an angle smaller than the above, and calculating a beam resolution from signals from a plurality of sensor elements.

【０００５】上記の方法において、ビーム分解能は各セ
ンサ要素からの出力の立ち上がり又は立ち下がりを、ビ
ームボケがゼロである理想的な場合における検出器の出
力の立ち上がり又は立ち下がりと比較して算出すること
が好ましい。In the above method, the beam resolution is calculated by comparing the rising or falling of the output from each sensor element with the rising or falling of the output of the detector in an ideal case where the beam blur is zero. Is preferred.

【０００６】さらに、本発明は、荷電粒子線源、レンズ
系、及び、ラインセンサ或いはエリアセンサを有する装
置において、荷電粒子線源の拡大像をラインセンサ或い
はエリアセンサに結像させることにより、荷電粒子線源
の強度分布をラインセンサ或いはエリアセンサの出力か
ら直接に求める方法を提供する。Further, the present invention relates to a device having a charged particle beam source, a lens system, and a line sensor or an area sensor. A method is provided for directly obtaining the intensity distribution of a particle beam source from the output of a line sensor or an area sensor.

【０００７】[0007]

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るビーム分解
能測定方法を写像投影型電子ビーム検査装置に適用した
実施の形態を示している。同図において、電子銃１から
放出された電子線２を第１のレンズ系３及び第２のレン
ズ系４で電子光学的に処理して矩形の像を作り、これ
を、電極６と磁石７とで直交する電界と磁界を形成する
ウィーンフィルタ５の偏向主面の手前、即ち電子銃側に
結像させる。この結像された電子線はウィーンフィルタ
５で偏向され、第３のレンズ系８及び第４のレンズ系９
を通過して試料１０に垂直に入射する。即ち、一次電子
線が試料１０に垂直に投影される。FIG. 1 shows an embodiment in which a beam resolution measuring method according to the present invention is applied to a projection type electron beam inspection apparatus. Referring to FIG. 1, a first lens system 3 and a second lens system 4 electro-optically process an electron beam 2 emitted from an electron gun 1 to form a rectangular image. The image is formed before the deflection main surface of the Wien filter 5, which forms an electric field and a magnetic field orthogonal to each other, that is, on the electron gun side. The imaged electron beam is deflected by the Wien filter 5, and the third lens system 8 and the fourth lens system 9
, And vertically incident on the sample 10. That is, the primary electron beam is vertically projected on the sample 10.

【０００８】一次電子線の照射により試料１０から放出
された二次電子線１１は第４のレンズ系９、第３のレン
ズ系８を通過した後、ウィーンフィルタ５を通り抜け、
更に、第５のレンズ系１２及び第６のレンズ系１３によ
り電子光学的に処理されて検出器１４に結像される。第
３のレンズ系〜第６のレンズ系８、９、１２、１３は二
次光学系を構成する。The secondary electron beam 11 emitted from the sample 10 by the irradiation of the primary electron beam passes through the fourth lens system 9 and the third lens system 8 and then passes through the Wien filter 5.
Further, the light is electro-optically processed by the fifth lens system 12 and the sixth lens system 13 and formed into an image on the detector 14. The third to sixth lens systems 8, 9, 12, 13 constitute a secondary optical system.

【０００９】検出器１４はＣＣＤを直線状に配列したラ
インセンサ又はＣＣＤを平面状に配列したエリアセンサ
である。検出器１４を構成する多数のＣＣＤから出力さ
れる電気信号は試料１０の像を表しており、画像メモリ
１５に蓄積される。こうして画像メモリ１５に蓄積され
たデータは画像処理装置１６によって処理され、試料１
０の像が視覚表示される。The detector 14 is a line sensor having CCDs arranged linearly or an area sensor having CCDs arranged planarly. Electric signals output from a number of CCDs constituting the detector 14 represent images of the sample 10 and are stored in the image memory 15. The data thus stored in the image memory 15 is processed by the image processing device 16 and the sample 1
An image of 0 is visually displayed.

【００１０】検出器１４により二次光学系の分解能を測
定するため、図１に示すように、試料１０の面に断面が
ナイフエッジ状のマーク１７を設け、そのマーク１７の
拡大像を検出器１４上に形成する。このときの各ＣＣＤ
からの出力信号を画像処理装置１６によって処理して二
次光学系の分解能を求める。この場合、ナイフエッジ状
のマーク１７に関して、マーク１７の領域では出力が１
であるが、マーク１７からはずれた領域では出力が０に
なるよう配置される。In order to measure the resolution of the secondary optical system by the detector 14, a mark 17 having a knife-edge cross section is provided on the surface of the sample 10 as shown in FIG. 14. Each CCD at this time
Is processed by the image processor 16 to determine the resolution of the secondary optical system. In this case, regarding the knife-edge-shaped mark 17, the output is 1 in the area of the mark 17.
However, they are arranged so that the output becomes 0 in the area deviating from the mark 17.

【００１１】検出器１４におけるＣＣＤの配列方向と試
料１０に設けたマーク１７の検出器１４における像との
なす角度を９０度とすると、ＣＣＤの寸法が二次光学系
のビームボケよりも充分小さい場合にしか二次光学系の
分解能を測定することができない。この問題を解決する
ため、本発明にあっては、図２の（ａ）に示すように、
検出器１４におけるＣＣＤの配列方向とマーク１７の検
出器１４における像の方向とが角度θをなすように、試
料１０と検出器１４との向きを相対的にずらすようにす
る。If the angle between the arrangement direction of the CCD in the detector 14 and the image of the mark 17 provided on the sample 10 on the detector 14 is 90 degrees, the size of the CCD is sufficiently smaller than the beam blur of the secondary optical system. Only the resolution of the secondary optical system can be measured. In order to solve this problem, according to the present invention, as shown in FIG.
The directions of the sample 10 and the detector 14 are relatively shifted such that the arrangement direction of the CCD in the detector 14 and the direction of the image of the mark 17 on the detector 14 form an angle θ.

【００１２】図２の（ａ）において、検出器１４におけ
る一列のＣＣＤの配列方向をＸとし、検出器１４上に結
像されたマーク１７の像の境界線をＹとする。即ち、図
２に向かって、境界線Ｙより上側の領域Ａにはマーク１
７の像が結像されていないが、下側の領域Ｂにマーク１
７の像が結像されているとする。換言すると、検出器１
４のＸ方向に配列された一列のＣＣＤのうちＮｏ．１〜
Ｎｏ．１７までの１７個のＣＣＤに着目するならば、領
域Ａはこれら１７個のＣＣＤからの出力が「０」の領域
であり、領域ＢはこれらのＣＣＤからの出力が「１」の
領域であるとする。In FIG. 2A, the arrangement direction of the CCDs in a row in the detector 14 is X, and the boundary of the image of the mark 17 formed on the detector 14 is Y. That is, as shown in FIG.
7 is not formed, but the mark 1
It is assumed that image 7 is formed. In other words, the detector 1
No. 4 among the CCDs in one row arranged in the X direction. 1 to
No. If attention is paid to 17 CCDs up to 17, the area A is an area where the outputs from these 17 CCDs are “0”, and the area B is an area where the outputs from these CCDs are “1”. And

【００１３】このように試料１０と検出器１４とが配置
されたとき、ＣＣＤの配列方向Ｘとマーク１７の像の方
向Ｙとの間の角度θは、検出器１４を構成するＣＣＤ１
個の有効感光領域の一辺の長さをＬｓとし、これらＣＣ
Ｄの配列ピッチをＬｐとすると、When the sample 10 and the detector 14 are arranged as described above, the angle θ between the CCD arrangement direction X and the image direction Y of the mark 17 is determined by the CCD 1 constituting the detector 14.
Ls is the length of one side of the effective photosensitive areas, and these CCs
If the arrangement pitch of D is Lp,

【００１４】[0014]

【数１】θ＝ｓｉｎ^-1（Ｌｓ／Ｌｐ） （１） が成立するように決められる。## EQU1 ## It is determined that θ = sin ^-1 (Ls / Lp) (1) holds.

【００１５】こうした配置関係に試料１０及び検出器１
４が設定されて、ナイフエッジ状のマーク１７の像が図
２の（ａ）に示すように検出器１４上に結像されたと
き、１７個のＣＣＤからの出力は図２の（ｂ）に示すよ
うになる。もし、ビームボケがゼロであるならば、Ｎ
ｏ．１〜Ｎｏ．４のＣＣＤには、マーク１７の像Ｙが結
像されていないので、これらのＣＣＤからの出力はゼロ
であり、逆に、Ｎｏ．１４〜Ｎｏ．１７のＣＣＤからの
出力は最大になり、途中のＮｏ．５〜Ｎｏ．１３のＣＣ
Ｄからの出力は順に大きくなるはずである。したがっ
て、このときには、これら１７個のＣＣＤからの出力
は、図２の（ｂ）に示す、白丸の点を結ぶ曲線２０で表
されることになる。しかし、実際には、マーク１７の像
にビームボケが生じるため、図２の（ｂ）の黒丸を結ん
だ曲線２１で示すように、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４のＣＣＤ
からも出力が出るし、Ｎｏ．１４〜Ｎｏ．１７のＣＣＤ
からの出力は最大にはならない。The sample 10 and the detector 1
When 4 is set and the image of the knife-edge-shaped mark 17 is formed on the detector 14 as shown in FIG. 2A, the output from the 17 CCDs is shown in FIG. It becomes as shown in. If the beam blur is zero, N
o. 1 to No. Since the image Y of the mark 17 is not formed on the CCDs No. 4 and No. 4, the outputs from these CCDs are zero. 14-No. The output from the CCD No. 17 becomes the maximum, 5-No. 13 CC
The output from D should increase in order. Therefore, at this time, the outputs from these 17 CCDs are represented by a curve 20 connecting the white circle points shown in FIG. 2B. However, in practice, beam blur occurs in the image of the mark 17, and as shown by the curve 21 connecting the black circles in FIG. 1 to No. 4 CCDs
Output is also output from 14-No. 17 CCDs
The output from is not maximized.

【００１６】このように、検出器１４におけるＣＣＤの
配列方向と試料１０に設けたナイフエッジ状のマーク１
７の像とが上記の角度θをなすように、試料１０と検出
器１４との位置関係を決めると、検出器１４の出力とし
て、図２の（ｂ）に示す曲線２１を得ることができる。
この性質を利用すると、図１に示す二次光学系のビーム
分解能を、それがＣＣＤの寸法と同程度又はそれより小
さい場合であっても、算出することができる。As described above, the arrangement direction of the CCDs in the detector 14 and the knife-edge-shaped marks 1
When the positional relationship between the sample 10 and the detector 14 is determined so that the image 7 forms the above angle θ, a curve 21 shown in FIG. 2B can be obtained as an output of the detector 14. .
By utilizing this property, the beam resolution of the secondary optical system shown in FIG. 1 can be calculated even when it is about the same as or smaller than the size of the CCD.

【００１７】試料１０に設けたナイフエッジ状のマーク
１７の像の境界線Ｙに直角な方向Ｚにおけるビーム強度
分布は、マーク１７の像のビームボケの程度を表してい
る。そこで、二次光学系のビーム分解能を求めるため、
境界線Ｙに直角でレベル・ゼロを表す線Ｚに平行な方向
におけるビーム強度分布を、図２の（ａ）に示す曲線２
２（実線）、２３（点線）のように種々の形状に仮定
し、それぞれのビーム強度分布毎に、ＣＣＤの受光領域
についてコンボルーションを計算することにより、各Ｃ
ＣＤ画素からの出力を求めてプロットする。例えば、Ｎ
ｏ．１７のＣＣＤ画素については、図２の（ａ）のハッ
チングを施した部分の面積に相当する値が該画素からの
出力としてプロットされる。The beam intensity distribution in the direction Z perpendicular to the boundary line Y of the image of the knife-edge mark 17 provided on the sample 10 indicates the degree of beam blur of the image of the mark 17. Therefore, in order to determine the beam resolution of the secondary optical system,
The beam intensity distribution in a direction perpendicular to the boundary line Y and parallel to the line Z representing level zero is represented by a curve 2 shown in FIG.
Assuming various shapes such as 2 (solid line) and 23 (dotted line) and calculating the convolution for the light receiving area of the CCD for each beam intensity distribution,
The output from the CD pixel is obtained and plotted. For example, N
o. For the 17 CCD pixels, a value corresponding to the area of the hatched portion in FIG. 2A is plotted as an output from the pixel.

【００１８】なお、上記のハッチングを施した部分は、
線Ｚと、Ｎｏ．１７のＣＣＤの上辺の中央の点を通り且
つ境界線Ｙに平行な線と、曲線２２と、曲線２２が８８
％立ち上がった点を通り且つ線Ｚに垂直な線とによって
囲まれた部分である。The hatched parts are as follows:
Line Z and No. A line passing through the center point of the upper side of the CCD 17 and being parallel to the boundary line Y, a curve 22, and a curve 22
% Is a portion that passes through the rising point and is surrounded by a line perpendicular to the line Z.

【００１９】こうした手順により、ビーム強度分布毎
に、図２の（ｂ）に示すような出力曲線が求まる。即
ち、ビーム強度分布２２に対しては曲線２４が得られ、
ビーム強度分布２３に対しては曲線２５が得られる。こ
うして求めた出力曲線のうち、曲線２１に最も近い出力
を与えるビーム強度分布から、二次光学系のビーム分解
能を算出することができる。なお、二次光学系のビーム
分解能は、ビーム強度分布がその最大値に対して１２％
の値から８８％の値まで立ち上がる距離で表される。例
えば、ビーム強度分布２２においては距離２６が、ビー
ム強度分布２３においては距離２７がそれぞれビーム分
解能を表す。By such a procedure, an output curve as shown in FIG. 2B is obtained for each beam intensity distribution. That is, a curve 24 is obtained for the beam intensity distribution 22,
A curve 25 is obtained for the beam intensity distribution 23. The beam resolution of the secondary optical system can be calculated from the beam intensity distribution that gives the output closest to the curve 21 among the output curves thus obtained. The beam resolution of the secondary optical system is such that the beam intensity distribution is 12% of its maximum value.
From the value to the value of 88%. For example, the distance 26 in the beam intensity distribution 22 and the distance 27 in the beam intensity distribution 23 represent the beam resolution, respectively.

【００２０】図３の（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る
測定方法の他の実施の形態を説明するための図である。
この実施の形態においては、図２の（ａ）に示すよう
に、試料１０に設けたナイフエッジ状のマーク１７’は
その断面が一次電子線に向かって立ち上がった形状をし
ていてエッジからのみ出力が得られ、しかも、検出器１
４におけるＣＣＤの配列方向Ｘとマーク１７’の像Ｍと
は上記式（１）で規定される角度θをなす。FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining another embodiment of the measuring method according to the present invention.
In this embodiment, as shown in FIG. 2A, the knife-edge-shaped mark 17 'provided on the sample 10 has a cross section rising toward the primary electron beam, and is formed only from the edge. Output is obtained, and the detector 1
4, the arrangement direction X of the CCD and the image M of the mark 17 'form an angle θ defined by the above equation (1).

【００２１】このようにマーク１７’と検出器１４とが
配置された状態で、試料１０を図１に示す電子ビーム検
査装置で照射し、試料１０から放出された二次電子ビー
ムを二次光学系で検出器１４上に結像させる。このと
き、マーク１７’の像Ｍが図３の（ａ）に示すようにＮ
ｏ．１〜Ｎｏ．１８のＣＣＤに対して形成されたとし
て、各ＣＣＤからの出力をプロットする。このとき、１
次光学系及び二次光学系における収差がゼロである理想
的な状態である場合には、Ｎｏ．５〜Ｎｏ．１４のＣＣ
Ｄからは「１」が出力され、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４及びＮ
ｏ．１５〜Ｎｏ．１８のＣＣＤからは「０」が出力され
る。その結果、検出器１４のＮｏ．１〜Ｎｏ．１８のＣ
ＣＤからの出力は、白丸で示すように、両側のＣＣＤか
らの出力レベルはゼロ、その中間のＣＣＤからの出力レ
ベルは１となる。In the state where the mark 17 'and the detector 14 are arranged as described above, the sample 10 is irradiated with the electron beam inspection apparatus shown in FIG. 1, and the secondary electron beam emitted from the sample 10 is The system forms an image on the detector 14. At this time, the image M of the mark 17 'is changed to N as shown in FIG.
o. 1 to No. The output from each CCD is plotted as if formed for 18 CCDs. At this time, 1
In an ideal state where the aberration in the secondary optical system and the secondary optical system is zero, No. 5-No. 14 CC
D outputs “1”, and No. 1 to No. 4 and N
o. 15-No. “0” is output from the 18 CCDs. As a result, no. 1 to No. 18 C
As shown by white circles, the output from the CD has an output level from the CCDs on both sides of zero, and an output level from the CCD in the middle thereof is one.

【００２２】しかしながら、実際にはビームボケが生じ
るため、各ＣＣＤからの出力のレベルは黒丸で示すとお
りとなり、これらの黒丸をスムーズに接続して得た曲線
３０において、強度が５０％のレベル（０．５）まで低
下する幅３１と、１２％の強度（０．１２）から８８％
の強度（０．８８）まで立ち上がる幅３２とを求める。
幅３１は各ＣＣＤの受光領域の寸法に対応し、幅３２は
二次光学系のビーム分解能に対応する。１個のＣＣＤの
受光領域の寸法が試料面でのそれに換算して例えば１０
０ｎｍであるとすると、二次光学系のビーム分解能はHowever, since the beam blur actually occurs, the output levels from the respective CCDs are as shown by black circles. In the curve 30 obtained by connecting these black circles smoothly, the level (0 .5) and 88% from 12% strength (0.12)
And a width 32 rising up to the intensity (0.88) of.
The width 31 corresponds to the size of the light receiving area of each CCD, and the width 32 corresponds to the beam resolution of the secondary optical system. The size of the light receiving area of one CCD is, for example, 10
Assuming 0 nm, the beam resolution of the secondary optics is

【００２３】[0023]

【数２】 １００ｎｍ×（幅３２の大きさ）／（幅３１の大きさ） として算出される。## EQU00002 ## It is calculated as 100 nm.times. (Size of width 32) / (size of width 31).

【００２４】図４は、電子線源等の強度分布を測定する
ための本発明の実施の形態を示している。同図におい
て、電子銃４０はカソード４１、ウェーネルと４２及び
アノード４３を備える。この電子銃４０から放出される
電子線をレンズ４４によりターゲット４５上に結像させ
る。ターゲット４５はエリアセンサ４６を有する。な
お、図４において、参照数字４７はレンズ４４に対する
軸合わせ偏向器であり、電子銃４０から放出される電子
線のレンズ４４に対する軸合わせを行うために設けられ
る。同じく、参照数字４８はエリアセンサ４６に対する
軸合わせ偏向器を示しており、この偏向器４８はレンズ
４４を通過した電子線がエリアセンサ４６に垂直に入射
させるよう調節する機能を有する。FIG. 4 shows an embodiment of the present invention for measuring the intensity distribution of an electron beam source or the like. In the figure, an electron gun 40 includes a cathode 41, a Wenell and 42, and an anode 43. The electron beam emitted from the electron gun 40 is imaged on a target 45 by a lens 44. The target 45 has an area sensor 46. In FIG. 4, reference numeral 47 denotes an axis aligning deflector for the lens 44, which is provided for aligning the electron beam emitted from the electron gun 40 with the lens 44. Similarly, reference numeral 48 indicates an axis-aligning deflector for the area sensor 46, and the deflector 48 has a function of adjusting the electron beam passing through the lens 44 so as to be perpendicularly incident on the area sensor 46.

【００２５】こうして、軸合わせ偏向器４７、４８によ
って電子線のレンズ４４及びエリアセンサ４６に対する
軸合わせを行った後、充分に時間をかけてエリアセンサ
４６から出力信号を取り出すと、機械的な移動機構や電
気的な走査機構を用いることなく、電子銃４０から放出
される電子線の平面的な強度分布を、必要な精度で、レ
ンズ系の倍率と電子銃の必要な分解能から求めることが
できる。After the axis of the electron beam is aligned with the lens 44 and the area sensor 46 by the axis aligning deflectors 47 and 48, the output signal is taken out from the area sensor 46 with a sufficient time. The planar intensity distribution of the electron beam emitted from the electron gun 40 can be obtained with the required accuracy from the magnification of the lens system and the required resolution of the electron gun without using a mechanism or an electrical scanning mechanism. .

【００２６】なお、エリアセンサに代えてラインセンサ
を用いることにより、電子銃４０から放出される電子線
の強度分布を一次元的に求めることも可能である。By using a line sensor instead of the area sensor, the intensity distribution of the electron beam emitted from the electron gun 40 can be obtained one-dimensionally.

【００２７】[0027]

【発明の効果】以上、本発明の若干の実施の形態につい
ての説明から明らかなとおり、請求項１および２の発明
は、二次光学系の分解能を検出器を構成するセンサ素子
と同程度又はそれより小さい値まで測定することができ
るという効果を奏する。As is apparent from the above description of some embodiments of the present invention, the inventions of the first and second aspects have the same resolution as that of the sensor element constituting the detector in the secondary optical system. This has the effect of measuring up to a smaller value.

【００２８】また、請求項３の発明は、電子銃から放出
される電子線の強度分布を、機械的な移動機構や電気的
な走査機構を用いることなく測定することができ、しか
も、測定時間を長くすることにより、こうした移動機構
や走査機構による影響を受けることなくＳ／Ｎ比を上げ
ることが可能になるので、正確な強度分布測定を行うこ
とができるという効果を奏する。According to the third aspect of the present invention, the intensity distribution of the electron beam emitted from the electron gun can be measured without using a mechanical moving mechanism or an electric scanning mechanism. By increasing the length, it is possible to increase the S / N ratio without being affected by such a moving mechanism or a scanning mechanism, so that there is an effect that accurate intensity distribution measurement can be performed.

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

【図１】本発明に係るビームプロファイル測定方法を実
施するための電子ビーム装置の構成を概略的に示す図で
ある。FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an electron beam apparatus for performing a beam profile measuring method according to the present invention.

【図２】（ａ）は、本発明に係るビームプロファイル測
定方法の一つの実施の形態における試料と検出器との位
置関係を示す図であり、（ｂ）は、検出器の各ＣＣＤか
ら出力される信号の大きさをプロットした出力曲線を示
す。FIG. 2A is a diagram showing a positional relationship between a sample and a detector in one embodiment of a beam profile measuring method according to the present invention, and FIG. 2B is a diagram showing an output from each CCD of the detector. 4 shows an output curve in which the magnitude of a signal to be obtained is plotted.

【図３】（ａ）は、本発明に係るビームプロファイル測
定方法の他の実施の形態における試料と検出器との位置
関係を示す図であり、（ｂ）は、検出器の各ＣＣＤから
出力される信号の大きさをプロットした出力曲線を示
す。FIG. 3A is a diagram showing a positional relationship between a sample and a detector in another embodiment of the beam profile measuring method according to the present invention, and FIG. 3B is a diagram showing an output from each CCD of the detector. 4 shows an output curve in which the magnitude of a signal to be obtained is plotted.

【図４】本発明に係るビーム強度測定方法を説明するた
めの図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a beam intensity measuring method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：電子銃、 ２：電子線、 ３、４：レンズ系、
５：ウィーンフィルタ、６：電極、 ７：磁石、 ８、
９：レンズ系、 １０：試料、１１：二次電子線、 １
２、１３：レンズ系、 １４：検出器、１５：画像メモ
リ、 １６：画像処理装置、 １７、１７’：マーク1: electron gun, 2: electron beam, 3, 4: lens system,
5: Wien filter, 6: electrode, 7: magnet, 8,
9: lens system, 10: sample, 11: secondary electron beam, 1
2, 13: lens system, 14: detector, 15: image memory, 16: image processing device, 17, 17 ': mark

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畠山 雅規 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 (72)発明者 渡辺 賢治 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 2G001 AA03 BA07 CA03 DA01 DA09 FA06 GA01 GA06 GA09 GA13 HA01 HA13 JA02 JA03 JA20 KA03 2G088 EE30 FF12 JJ04 JJ05 JJ27 KK02 KK32 KK35 5C030 AA04 AB02 AB03  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masanori Hatakeyama 11-1 Haneda Asahimachi, Ota-ku, Tokyo Inside Ebara Works Co., Ltd. (72) Inventor Kenji Watanabe 11-1 Asahi-cho Haneda, Ota-ku, Tokyo EBARA F-term (reference) 2G001 AA03 BA07 CA03 DA01 DA09 FA06 GA01 GA06 GA09 GA13 HA01 HA13 JA02 JA03 JA20 KA03 2G088 EE30 FF12 JJ04 JJ05 JJ27 KK02 KK32 KK35 5C030 AA04 AB02 AB03

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 荷電粒子線源と、該荷電粒子線源から放
出された荷電粒子線を電子光学的に処理し、ナイフエッ
ジ状のマークが付された試料を照射させる一次光学系
と、前記試料から放出された荷電粒子線を電子光学的に
処理して前記マークの像を検出器に結像させる二次光学
系とを備える装置を用いてビームプロファイルを測定す
る方法であって、 前記ナイフエッジ状のマークの像が前記検出器の配列方
向と所定の小さい角度をなすように、前記試料と前記検
出器との相対的な位置関係を設定し、前記検出器からの
出力信号を用いて光学系のビーム分解能を算出すること
を特徴とするビームプロファイル測定方法。1. A charged particle beam source, a primary optical system for electro-optically processing a charged particle beam emitted from the charged particle beam source to irradiate a sample with a knife-edge-shaped mark, A secondary optical system for electron-optically processing a charged particle beam emitted from a sample to form an image of the mark on a detector by electro-optically processing the charged particle beam. The relative positional relationship between the sample and the detector is set so that the image of the edge-shaped mark makes a predetermined small angle with the arrangement direction of the detector, and an output signal from the detector is used. A beam profile measuring method comprising calculating a beam resolution of an optical system. 【請求項２】 請求項１記載のビームプロファイル測定
方法であって、 前記検出器が、複数のセンサ素子を有するラインセンサ
又はエリアセンサであり、前記ビーム分解能を、それぞ
れの前記センサ素子からの出力の立ち上がり又は立ち下
がりを、ビームボケが無いと仮定したときの各センサ素
子からの出力の立ち上がり又は立ち下がりと比較して算
出することを特徴とする測定方法。2. The beam profile measuring method according to claim 1, wherein the detector is a line sensor or an area sensor having a plurality of sensor elements, and outputs the beam resolution from each of the sensor elements. And measuring the rise or fall of the output from each sensor element assuming that there is no beam blur. 【請求項３】 荷電粒子線源と、該荷電粒子線源から放
出された荷電粒子線を電子光学的に処理し、ナイフエッ
ジ状のマークが付された試料を照射させる一次光学系
と、前記試料から放出された荷電粒子線を電子光学的に
処理して前記マークの拡大像を検出器に結像させる二次
光学系とを備える装置を用いて、前記荷電粒子線源の強
度分布を、前記検出器の出力を用いて求めることを特徴
とするビーム強度分布測定方法。3. A charged particle beam source, a primary optical system for electro-optically processing a charged particle beam emitted from the charged particle beam source, and irradiating a sample with a knife-edge-shaped mark, Using a device equipped with a secondary optical system for processing the charged particle beam emitted from the sample electronically and optically to form an enlarged image of the mark on a detector, the intensity distribution of the charged particle beam source, A beam intensity distribution measuring method, wherein the beam intensity distribution is obtained by using an output of the detector. 【請求項４】 請求項３記載のビーム強度分布測定方法
であって、前記検出器がラインセンサ又はエリアセンサ
であることを特徴とする測定方法。4. The method according to claim 3, wherein the detector is a line sensor or an area sensor.