JPH03111790A - X-ray strength spectrum monitor method - Google Patents
X-ray strength spectrum monitor methodInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
本発明は、Ｘ線強度スペクトルモニター方法に関し、特
に半導体検出器（Ｓ Ｓ Ｄ ： ５ｏｌｉｄ ５ｔａ
ｔｅＤｅｔｅｃｔｏｒ）を用いた場合のＸ線強度スペク
トルモニター方法に係わり、高精度なモニタ一方法を提
供することを目的とし、
半導体検出器によってＸ線強度スペクトルモニターする
方法において、単色Ｘ線で半導体検出器の応答関数を測
定し、その結果を用いて測定スペクトルをデコンボリュ
ーション（たたみ込み逆演算）し、Ｘ線強度スペクトル
を計測する構成とする。[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to an X-ray intensity spectrum monitoring method, and in particular to a method for monitoring an X-ray intensity spectrum, particularly for a semiconductor detector (SSD: 5solid 5ta
The purpose of the present invention is to provide a highly accurate method for monitoring the X-ray intensity spectrum using a semiconductor detector. The X-ray intensity spectrum is measured by measuring the response function of , deconvoluting the measured spectrum using the result (inverse convolution operation), and measuring the X-ray intensity spectrum.
超ＬＳＩと呼ばれるような半導体集積回路の製造におい
ては、サブミクロン加工技術の重要性が近年益々大きく
なってきている。かかる状勢の中で半導体集積回路製造
のりｌグラフィ工程において、強度が桁違いに大きく且
つ平行性が優れているシンクロトロン放射光（Ｓ ＯＲ
： ５ｙｎｃｒｏｔｒｏｎＯｒｂｉｔ Ｒａｄｉａｔｉ
ｏｎ）を転写用光源として利用する方法が盛んに研究さ
れている。In recent years, submicron processing technology has become increasingly important in the manufacture of semiconductor integrated circuits called VLSIs. Under these circumstances, synchrotron radiation (SOR), which has an order of magnitude greater intensity and excellent parallelism, is used in the semiconductor integrated circuit manufacturing process.
: 5syncrotronOrbit Radiati
On) methods of using the light source as a light source for transfer are being actively researched.
しかし、これが将来製造技術として定着するためにはＳ
ＯＲ強度のモニター等、基本的な技術の確立が必要であ
る。However, in order for this to become established as a manufacturing technology in the future, S
It is necessary to establish basic techniques such as monitoring OR strength.
ＳＯＲ露光においては、Ｘ線から可視光にわたる連続ス
ペクトルのなかからＸ線露光に必要なフォトンエネルギ
ー帯（１ｋｅＶ〜３ ｋｅＶ）だけを取り出すためのバ
ンドパスフィルタが必要になる。バンドパスフィルタと
しては全反射ミラーによる高エネルギー成分除去とベリ
リウム（Ｂｅ）窓等による低エネルギー成分除去の組み
合わせが一般的である。In SOR exposure, a bandpass filter is required to extract only the photon energy band (1 keV to 3 keV) required for X-ray exposure from a continuous spectrum ranging from X-rays to visible light. A common bandpass filter is a combination of high energy component removal using a total reflection mirror and low energy component removal using a beryllium (Be) window or the like.
の結果Ｘ線強度スペクトルが変動する可能性がある。As a result, the X-ray intensity spectrum may vary.
一方また電子蓄積リングの電子ビームは時間と共に減衰
していくので、ＳＯＲ強度も減衰していく。On the other hand, since the electron beam of the electron storage ring is attenuated over time, the SOR intensity is also attenuated.
このような理由からＳＯＲ露光を実現するためにはどう
してもＳＯＲ強度スペクトルの変動をモニターすること
が不可欠である。For these reasons, in order to realize SOR exposure, it is essential to monitor fluctuations in the SOR intensity spectrum.
ＳＯＲ強度スペクトルを精度良く検出できる検出器とし
ては半導体検出器（Ｓ Ｓ Ｄ）がある。ＳＳＤの最大
計数率は１０４フオトン／Ｓ程度であり、一方ＳＯＲ強
度は１０Ｉ０フォトン／Ｓ以上にも及ぶので、気体や固
体による散乱Ｘ線スペクトルを測定し、間接的に入射Ｘ
線強度スペクトルを求めている。A semiconductor detector (SSD) is a detector that can accurately detect the SOR intensity spectrum. The maximum count rate of SSD is about 104 photons/S, while the SOR intensity reaches more than 1010 photons/S, so we measure the X-ray spectra scattered by gases and solids, and indirectly calculate the incident
I am looking for a line intensity spectrum.
第４図は従来のＸ線強度スペクトルモニター方法のフロ
ー図を示す。半導体検出器の検出出力パルスを波高分析
器で分析しくＳｌ）、波高分析器から送られたスペクト
ルデータを電子蓄積リングの蓄積電流値、測定時間によ
り規格化しくＳ２）、散乱理論によって散乱Ｘ線強度ス
ペクトルから実際のＳＯＲの強度スペクトルに換算して
（Ｓ３）、出力して（Ｓ４）いる。FIG. 4 shows a flow diagram of a conventional X-ray intensity spectrum monitoring method. The detection output pulse of the semiconductor detector is analyzed with a pulse height analyzer (Sl), the spectrum data sent from the pulse height analyzer is normalized using the accumulated current value of the electron storage ring and the measurement time (S2), and the scattered X-rays are calculated using scattering theory. The intensity spectrum is converted into an actual SOR intensity spectrum (S3) and output (S4).
ＳＳＤに単色のフォトンエネルギーのＸ線が入射した際
、このフォトンエネルギーに比例した電荷がＳＳＤ中に
生じ、電荷量に比例した電圧パルスが出力されるのであ
るが、一部は電荷の不完全な収集が起こり本来のパルス
高よりも低いパルスが発生する。このことが原因でＳＳ
Ｄによる単色のフォトンエネルギーの測定スペクトルは
第５図に示す様に低エネルギー側に裾をひいた形となる
。When X-rays with monochromatic photon energy are incident on the SSD, a charge proportional to the photon energy is generated in the SSD, and a voltage pulse proportional to the amount of charge is output, but some of it is due to incomplete charge. Collection occurs and a pulse is generated that is lower than the original pulse height. This caused SS
The spectrum of monochromatic photon energy measured by D has a tail toward the lower energy side, as shown in FIG.
また、この応答関数は入射フォトンエネルギーに依存し
て変化する。Moreover, this response function changes depending on the incident photon energy.
第５図において（ａ）は単色のフォトンエネルギー１．
５ ｋｅＶをＳＳＤに入射した場合の測定スペクトル結
果を示すグラフであり、横軸はみかけのフォトンエネル
ギーで縦軸はフォトンエネルギーに対応した波高値を有
する出力電圧パルスのカウント数を示すものでスペクト
ル強度に相当する。第５図（ｂ）は単色のフォトンエネ
ルギー３．ＯＫｅＶの場合を示す。In FIG. 5, (a) shows monochromatic photon energy 1.
This is a graph showing the measured spectrum results when 5 keV is incident on the SSD, where the horizontal axis shows the apparent photon energy and the vertical axis shows the count number of output voltage pulses having a peak value corresponding to the photon energy, indicating the spectral intensity. corresponds to Figure 5(b) shows monochromatic photon energy 3. The case of OKeV is shown.
このような応答関数をもつＳＳＤによってスペクトルを
測定すると本来のスペクトルが応答関数でコンボリュー
ション（たたみ込み演算）されたスペクトルが観測され
ることとなり、低エネルギー側に幾分重みがかかり、さ
らに裾をひいたスペクトルとなってしまう。When a spectrum is measured using an SSD with such a response function, a spectrum obtained by convolving the original spectrum with the response function will be observed, with some weight being placed on the low energy side and the tail being further distorted. This results in a subtracted spectrum.
以上の理由により、従来はバンドパスのＳＯＲスペクト
ルを正確に測定することができなかった。For the above reasons, conventionally it has not been possible to accurately measure the bandpass SOR spectrum.
上記問題点は、注目しているエネルギー帯における応答
関数を単色エネルギーのＸ線を用いて測定し、応答関数
のフォトンエネルギー依存性を求め、測定スペクトルに
対してデコンボリューションすることによって解決でき
る。The above problem can be solved by measuring the response function in the energy band of interest using X-rays of monochromatic energy, determining the photon energy dependence of the response function, and deconvolving the measured spectrum.
本発明は単色Ｘ線で半導体検出器の応答関数を測定し、
その結果を用いて測定スペクトルをデコンボリューショ
ンし、Ｘ線強度スペクトルを計測するようにしているの
で、本来のＸ線スペクトルが正しく観測されることとな
りＳＳＤを使用して、より高精度にＸ線スペクトルを測
定できる。The present invention measures the response function of a semiconductor detector with monochromatic X-rays,
The result is used to deconvolve the measured spectrum and measure the X-ray intensity spectrum, so the original X-ray spectrum can be observed correctly. can be measured.
次に図面により本発明の詳細な説明する。 Next, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings.
第１図は本発明の実施例によるＸ線強度スペクトルモニ
ター方法のフロー図、第２図はＳＯＲのＸ線強度スペク
トルの測定系を示す図、第３図は本発明のモニタ一方法
によるＸ線強度スペクトルを示すグラフである。FIG. 1 is a flow diagram of an X-ray intensity spectrum monitoring method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing a measurement system for an SOR X-ray intensity spectrum, and FIG. 3 is a flow diagram of an X-ray intensity spectrum monitoring method according to an embodiment of the present invention. It is a graph showing an intensity spectrum.
第２図において、電子蓄積リングｌから放射されたシン
クロトロン放射光（ＳＯＲ）２が二枚ノミラー３により
反射された後、ベリリウム窓４を透過し測定装置に導か
れる。５ＯＲ２は測定装置中のヘリウムガス５によって
散乱され、その散乱Ｘ線６が半導体検出器（ＳＳＤ）７
によって検出される。５ＳＤ７からの出力パルスは増幅
器８によって増幅された後、波高分析器によってスペク
トルが得られる。さらに、スペクトルのデータは計算機
１０に送られデータ処理がなされる。ヘリウムガスによ
るＸ線の散乱強度は理論により正確に計算できるので実
際のＳＯＲの強度スペクトルに換算することができる。In FIG. 2, synchrotron radiation (SOR) 2 emitted from an electron storage ring 1 is reflected by a two-panel mirror 3, passes through a beryllium window 4, and is guided to a measuring device. 5OR2 is scattered by helium gas 5 in the measurement device, and the scattered X-rays 6 are sent to a semiconductor detector (SSD) 7.
detected by. After the output pulse from 5SD7 is amplified by an amplifier 8, a spectrum is obtained by a pulse height analyzer. Furthermore, the spectral data is sent to the computer 10 for data processing. Since the intensity of X-ray scattering by helium gas can be calculated accurately by theory, it can be converted into an actual SOR intensity spectrum.
本発明のモニタ一方法では第１図に示すように、従来の
モニタ一方法に対し、応答関数逆行列を求め（Ｓｚ＋）
、デコンボリューション（Ｓｚｚ）を行なう処理を追
加している。As shown in FIG. 1, the monitoring method of the present invention, in contrast to the conventional monitoring method, calculates the inverse response matrix (Sz+).
, processing to perform deconvolution (Szz) is added.
ＳＳＤの応答関数は、ＳＯＲを分光した単色のフォトン
をＳＳＤに入射することによって測定できる。分光によ
りフォトンエネルギーを変化させながら応答関数の行列
をあらかじめ求める。The response function of the SSD can be measured by making monochromatic photons separated by SOR incident on the SSD. The response function matrix is determined in advance while changing the photon energy using spectroscopy.
いまフォトンエネルギーをε、測定系のみかけのエネル
ギーをＥとし、Ｅ、≦Ｅ≦Ｅ１１＋ ε１≦８≦ε。Now let the photon energy be ε and the apparent energy of the measurement system be E, E, ≦E≦E11+ ε1≦8≦ε.
＋Ｅｋ−εｍ（ｋ＝１．・・・＋ｎ）で表される範囲で
離散的に応答関数が求まったとする。ただし、この範囲
はモニターすべきバンドパスのエネルギー帯と同じか、
またはこれよりも広くとる必要がある。このとき、応答
関数の行列は以下のように表される。Assume that the response function is found discretely in the range expressed by +Ek-εm (k=1..+n). However, is this range the same as the energy band of the bandpass to be monitored?
Or it needs to be wider than this. At this time, the response function matrix is expressed as follows.
但し、Σ Ｒ（Ｅｉ 、 εｋ） ＝ １
（２）Ｅｉ
ここで、Ｒ（Ｅｉ 、 εｋ）はフォトンエネルギε
よ、みかけのエネルギーＥ、における応答関数の成分で
ある。さらに、真のスペクトルをＱ （Ｅ） 。However, Σ R (Ei, εk) = 1
(2) Ei Here, R(Ei, εk) is the photon energy ε
y is the component of the response function at apparent energy E. Furthermore, we define the true spectrum as Q (E).
測定されたスペクトルをＰ （Ｅ）とすると、以下のよ
うな関係が得られる。If the measured spectrum is P (E), the following relationship is obtained.
したがって、既知のＰ（Ｅ）、 Ｒ（Ｅ、ε）を用い、
（３）式の連立方程式を解くことによって真のスペクト
ルＱ （Ｅ）を求めることができる。すなわち、測定ス
ペクトルの応答関数によるデコンボリューションが可能
になる。あらかじめ応答関数の逆行列を作製しておくこ
とによって高速にスペクトルが計算できる。Therefore, using the known P(E) and R(E, ε),
The true spectrum Q (E) can be obtained by solving the simultaneous equations (3). That is, deconvolution of the measured spectrum using the response function becomes possible. Spectra can be calculated quickly by creating an inverse matrix of the response function in advance.
以上のような処理は実際には、測定によって得られた応
答関数のデータＲ（Ｅ、ε）を数表として計算機の記憶
装置に保存しておくか、または、Ｒ（Ｅ。In practice, the above-mentioned processing is performed by storing the data R(E, ε) of the response function obtained through measurement in the form of a numerical table in the computer's storage device, or by storing R(E, ε) in the storage device of the computer.
ε）を近似的にあたえる数式をあらかじめ求めておき、
モニター装置に計算機によるデータ処理部分を追加する
ことによって、容易にＸ線強度スペクトルモニターとし
ての精度を向上させることができる。Find in advance a mathematical formula that approximately gives ε),
By adding a data processing section using a computer to the monitor device, the accuracy of the X-ray intensity spectrum monitor can be easily improved.
第３図は本発明のモニタ一方法により測定された５ＯＲ
Ｘ線スペクトルの例である。図において一点鎖線は従来
のモニタ一方法によるスペクトル強度、点線は本発明の
モニタ一方法によるスペク電子の加速エネルギー２，５
ＧｅＶの電子蓄積リングからのＳＯＲが視射角８ ｍ
ｒａｄの石英ミラーで２回反射され、厚さ５０μｌのＢ
ｅ窓を透過した後のＳＯＲスペクトルである。応答関数
でデコンボリューションした場合としない場合では、前
者の方が理論計算スペクトルにより一致することがわか
る。Figure 3 shows 5OR measured by the monitoring method of the present invention.
This is an example of an X-ray spectrum. In the figure, the dashed-dotted line is the spectrum intensity obtained by the conventional monitoring method, and the dotted line is the acceleration energy of the spectral electrons 2, 5, obtained by the monitoring method of the present invention.
The SOR from the GeV electron storage ring has a glancing angle of 8 m.
B reflected twice by a rad quartz mirror, with a thickness of 50 μl.
This is the SOR spectrum after passing through the e window. It can be seen that between the case of deconvolution with the response function and the case of not deconvolution, the former matches the theoretically calculated spectrum better.
これは、本発明の効果を示す一例である。ここで、応答
関数は、フォトンエネルギー帯１．５ｋｅＶ〜５ ｋｅ
Ｖの範囲できざみ幅０．１ ｋｅＶ毎に測定し、１．５
ｋｅＶ以下のエネルギーにおいては外挿によって応答
関数の行列を決定している。This is an example showing the effect of the present invention. Here, the response function is the photon energy band 1.5 keV to 5 ke
Measured in increments of 0.1 keV in the V range, 1.5
At energies below keV, the response function matrix is determined by extrapolation.
半導体検出器（Ｓ Ｓ Ｄ）の応答関数を用いて、ＳＳ
Ｄによって測定されたＸ線強度スペクトルをデコンボリ
ューションすることによって、従来よりも高精度にＸ線
強度スペクトルのモニターが可能になった。Using the response function of a semiconductor detector (SSD), SS
By deconvoluting the X-ray intensity spectrum measured by D, it has become possible to monitor the X-ray intensity spectrum with higher precision than before.
第１図は本発明の実施例によるＸ線強度スペクトルモニ
ター方法のフロー図、
第２図はＳＯＲのＸ線強度スペクトルの測定系を示す図
、
第３図は本発明のモニタ一方法によるＸ線強度スペクト
ルを示すグラフ、
第４図は従来のＸ線強度スペクトルのモニター方法のフ
ロー図、
第５図は半導体検出器の応答関数の例を示す図である。
図において、
ｌ ・・・ 電子蓄積リング
２ ・・・ シンクロトロン放射光（ＳＯＲ）３ ・・
・ ミラー
４ ・・・ ベリリウム窓
５ ・・・ ヘリウムガス
６ ・・・ 散乱Ｘ線
７ ・・・ 半導体検出器（Ｓ Ｓ Ｄ）８ ・・・
増幅器
９ ・・・ 波高分析器
１０ ・・・ 計算機
を示す。
第
図
ＳＯＲのＸ蘇慎ズ■クトルの測疋系Σ禾す図Ｅ （ｋｅ
ｙ ）
′：＄完明のモニタ一方シムｆ二より×葦刺洩度Ｘ公り
トルと示Ｔブラフ第３図
従来のＸ蒜巽度Ｘへ
ζフドルのモニター乃私のフロー図
第４１￥］
カウント数
カウント数Fig. 1 is a flow diagram of an X-ray intensity spectrum monitoring method according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a measurement system for an SOR X-ray intensity spectrum, and Fig. 3 is an X-ray intensity spectrum monitoring method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a flowchart of a conventional X-ray intensity spectrum monitoring method, and FIG. 5 is a diagram showing an example of a response function of a semiconductor detector. In the figure, l... Electron storage ring 2... Synchrotron radiation (SOR) 3...
・ Mirror 4 ... Beryllium window 5 ... Helium gas 6 ... Scattered X-rays 7 ... Semiconductor detector (SSD) 8 ...
Amplifier 9... Wave height analyzer 10... Calculator. Figure SOR's
y) ′: $Complete monitor On the other hand, from shim f2 × reed penetration degree ] Count number Count number
Claims (1)
る装置において、単色Ｘ線で半導体検出器の応答関数を
測定し、その結果を用いて測定スペクトルをデコンボリ
ューションし、Ｘ線強度スペクトルを計測することを特
徴とするＸ線強度スペクトルモニター方法。A device that monitors the X-ray intensity spectrum using a semiconductor detector, characterized by measuring the response function of the semiconductor detector using monochromatic X-rays, deconvoluting the measured spectrum using the results, and measuring the X-ray intensity spectrum. X-ray intensity spectrum monitoring method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24966889A JPH03111790A (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | X-ray strength spectrum monitor method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24966889A JPH03111790A (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | X-ray strength spectrum monitor method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03111790A true JPH03111790A (en) | 1991-05-13 |
Family
ID=17196435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24966889A Pending JPH03111790A (en) | 1989-09-26 | 1989-09-26 | X-ray strength spectrum monitor method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03111790A (en) |
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-
1989
- 1989-09-26 JP JP24966889A patent/JPH03111790A/en active Pending
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