JP3280369B2 - Method for collimating the particle beam - Google Patents

Method for collimating the particle beam

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JP3280369B2 JP2000251954A JP2000251954A JP3280369B2 JP 3280369 B2 JP3280369 B2 JP 3280369B2 JP 2000251954 A JP2000251954 A JP 2000251954A JP 2000251954 A JP2000251954 A JP 2000251954A JP 3280369 B2 JP3280369 B2 JP 3280369B2
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【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】本発明の分野は、粒子ビーム・システム、例えば電子顕微鏡、電子ビーム投影リソグラフィ・システム、電子ビーム直接書込みリソグラフィ・システムの分野である。 The field of this invention relates to the particle beam system, for example in the field of electron microscopy, electron beam projection lithography systems, electron beam direct write lithography system.

【0002】 [0002]

【従来の技術】過去において、当技術分野では粒子ビームのコリメーションを検証するために力任せ技法が使用されており、ビーム断面が一定のままであることを確認するためにビーム断面をいくつかの距離のところで測定する必要があった。 In the past, the art has brute force techniques are used to verify collimation of the particle beam, some distance beam cross-section to ensure that it remains beam cross-section is constant there was a need to be measured at the.

【0003】 [0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実時間評価および調整により適した技法が必要である。 [SUMMARY OF THE INVENTION However, there is a need for techniques suitable for real-time evaluation and adjustment.

【0004】 [0004]

【課題を解決するための手段】本発明は、1組のアパーチャの1つの縁部に沿ってビームを案内し、選択された下部アパーチャの対応する縁部上でビームを掃引し、アパーチャ・セットの反対側の縁部においてその手順を繰り返すことによって粒子ビームをコリメートする方法に関する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention guides the beam along one edge of the pair of apertures, sweeps the beam on the corresponding edges of the lower aperture is selected, the aperture set in the opposite edge to a method for collimating the particle beam by repeating the procedure. 下部アパーチャを含んでいるプレート上で遮断される粒子ビーム電流のオシロスコープ・トレースが所与の基準を満足するまで、コリメート電磁レンズ中の電流(あるいはコリメート電磁レンズ中の電圧。電流も電圧も一般にレンズ制御として参照される)を調整する。 Until oscilloscope trace of the particle beam current is interrupted on a plate containing the lower aperture satisfies the given criteria, the current in the collimating magnetic lens (or voltage in the collimating magnetic lens. Current or voltages typically lens referred to as control are) adjusted.

【0005】本発明の特徴は、オペレータが、調整の効果を直ちに表示する直接のオシロスコープ・トレースを見ながらコリメート・レンズを調整することができることである。 [0005] Features of the present invention, the operator is to be able to adjust the collimating lens while looking directly oscilloscope trace immediately view the effect of the adjustment.

【0006】本発明の他の特徴は、スコープ・トレースをデジタル化することによってこの手順を自動化することができることである。 [0006] Another feature of the present invention is the ability to automate the procedure by digitizing the scope trace.

【0007】 [0007]

【発明の実施の形態】次に図1を参照すると、半導体ウエハ上に回路パターンを投影するための電子ビーム・システムの簡略化した概要が示されており、光源110は柱軸101に沿って案内される電子ビームを生成する。 Referring now to Figure 1 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION, simplified summary of the electron beam system for projecting a circuit pattern on a semiconductor wafer are the indicated, light source 110 along the cylindrical axis 101 to produce an electron beam is guided.
光源結像光線トレースは図1の点線190で示されている。 Source imaging ray tracing is shown by the dotted line 190 in FIG. 第1の集光レンズ120は電子源(クロスオーバ) First condenser lens 120 is an electron source (cross-over)
110の焦点を照明レンズ130の背面焦点面アパーチャ135に合わせる。 The focus of the 110 fit on the back focal plane the aperture 135 of the illumination lens 130. 照明レンズ130は最後にレチクル145の平行かつ一様な照明を保証する。 Illumination lens 130 finally guarantee parallel and uniform illumination of the reticle 145. レチクルの平面を中心とする第2の集光レンズ140は、光源をさらにコントラスト・アパーチャ150に結像させる。 Second focusing lens 140 centered on the plane of the reticle, further focusing the contrast aperture 150 of the light source. コントラスト・アパーチャ150は投影レンズ160の背面焦点面のところにあるので、ターゲット平面170における照明は同様に平行かつ一様になることが保証される。 The contrast aperture 150 is at the back focal plane of the projection lens 160, the illumination at the target plane 170 is guaranteed to be likewise parallel and uniformly. 次に図1の破線180を参照して、照明レンズ13 Referring now to the dashed line 180 in FIG. 1, the illumination lens 13
0によるレチクル平面への照明アパーチャ115の結像、および投影レンズ160によるターゲット平面17 0 target plane 17 by the imaging and projection lens 160, the illumination aperture 115 to the reticle plane by
0へのレチクル145の結像に注目する。 Attention is paid to the imaging of the reticle 145 to 0. 投影レンズ1 Projection lens 1
60の背面焦点面150(コントラスト・アパーチャ) 60 back focal plane 150 of the (contrast aperture)
への光源110の結像とターゲット平面170へのレチクル145の結像が同時に行われることがKholer Kholer that imaging of the reticle 145 to the image and the target plane 170 of the light source 110 to occur simultaneously
照明の特徴である。 Which is a feature of the lighting.

【0008】本発明の方法は、限定はしないが、電子プローブ形成カラムやイオン・ビーム・カラムを含めて、 The method of the present invention include, but are not limited to, including electron probe formation column and an ion beam column,
他の多数のシステム中で実施することができ、この特定のバージョンは説明の便宜のために選択したものである。 Can be carried out in many other systems, this particular version are those selected for convenience of explanation. コリメーション・セットアップ中、レチクル145 During collimation setup, reticle 145
は取り除かれ、そのようなレンズからの磁界が(図2に示す)アパーチャ平面230内の診断アパーチャ235 Is removed, the magnetic field from such a lens (2) Diagnosis aperture 235 of the aperture plane 230
およびアパーチャ平面240内のアパーチャ245の近傍で調整されるレンズの磁界に重なる場合、近くの下流レンズ(例えば第2の集光レンズ140)をオフにする必要があることもある。 And when overlapping the magnetic field of the lens to be adjusted in the vicinity of the aperture 245 of the aperture plane 240, it may be necessary to turn off near the downstream lens (for example, the second condenser lens 140).

【0009】次に図2を参照すると、調整すべきレンズ130が図面の上部の近くにあるシステムの詳細が示されている。 [0009] Referring now to FIG. 2, the lens 130 to be adjusted are shown details of the system near the top of the drawing. 前のセットアップ・ステップでは、光源の像はアパーチャ135の平面に形成されていた。 In the previous setup step, the image of the light source had been formed on the plane of the aperture 135. ビーム偏向器210は、照明レンズ130の背面焦点面にあるアパーチャ135内でビームを旋回させるように配置される。 Beam deflector 210 is arranged to pivot the beam in the aperture 135 on the back focal plane of the illumination lens 130. 請求用語の便宜のために、上側ビーム偏向器210 For convenience of claim terms, the upper beam deflector 210
中の電圧(静電プレート)または電流(磁気コイル)をオフセットまたはトグル偏向または走査と呼ぶことにし、下側偏向器220中の電圧(静電プレート)または電流(磁気コイル)を「掃引偏向」と呼ぶことにする。 During voltage (electrostatic plates) or current (magnetic coil) to be referred to as offset or toggle deflection or scanning, the voltage in the lower deflector 220 (electrostatic plates) or current (magnetic coil) "sweep deflection" It will be referred to as.
あるいは、ビーム偏向器210が柱軸101に沿って分離された2つの偏向器から構成される場合、ビーム偏向器210の位置をより広くすることもできる。 Alternatively, the beam deflector 210 be composed of two deflectors which are separated along the cylindrical axis 101, it can also be wider position of the beam deflector 210. その場合、ビームが照明レンズ背面焦点面アパーチャ135を中心として旋回する(すなわち偏向器を作動させたときにこのアパーチャのところでビームの動きが検出されなくなる)まで、それら2つの偏向器の出力の比を調整することになる。 The ratio in this case, the beam pivots about the illumination lens back focal plane aperture 135 to (i.e. movement of the beam is not detected at this aperture when operated deflector), the output of the two deflectors It will be adjusted.

【0010】電子ビーム205は偏向器210によって偏向され、その結果レンズ130を通過し、一部がアパーチャ235の左側縁部に当たる。 [0010] electron beam 205 is deflected by the deflector 210, pass through the resulting lens 130, partially hits the left side edge portion of the aperture 235. ビームの阻止部分は、本発明のその最も広い意味での実施にとっては不要であるが、透過された部分ビームがアパーチャ235の縁部と整合されることを保証する。 Blocking portion of the beam, for the implementation of in its broadest sense of the present invention but is not required, the transmitted partial beam to ensure that it is aligned with the edge of the aperture 235. ビーム205はレンズ130の背面焦点面内で旋回するので、ビームレット251と呼ばれる遮られないビームは軸101に平行にアパーチャ245に向かって進行する。 Since the beam 205 pivots in the back focal plane of the lens 130, the beam can not shield called beamlets 251 traveling toward the parallel apertures 245 to shaft 101. アパーチャ24 Aperture 24
5は診断アパーチャとして使用される。 5 is used as a diagnostic aperture. アパーチャ23 Aperture 23
5および245は紙面内で同じサイズおよび配向を有し、どちらもシステム軸に対して整合される。 5 and 245 have the same size and orientation in the paper, both are aligned with respect to the system axis. 場合によっては、便宜のために中間アパーチャが使用されることもある。 In some cases, sometimes an intermediate aperture for convenience is used.

【0011】粒子ビーム柱は、レンズ130の所望の焦点距離に対応するこのレンズからの距離のところにアパーチャ135があるように設計される。 [0011] particle beam column is designed to be an aperture 135 at a distance from the lens that corresponds to the desired focal length of the lens 130. したがって、レンズ130を適切にセットアップすればレンズの焦点距離はこの距離に一致するようにセットされることになる。 Therefore, the focal length of up properly by if the lens of the lens 130 will be set to match the distance. その場合、レンズ130は光源像と偏向器210の「像」の両方をコリメートする。 In that case, the lens 130 collimates both "image" of the deflector 210 and the light source image. 偏向器210の旋回点がレンズ130の背面焦点面内にあるとき、コリメートされた偏向が生じることによりビームは柱軸101に平行な経路上に案内される。 When the pivot point of the deflector 210 is in the back focal plane of the lens 130, the beam is guided on a path parallel to Hashirajiku 101 by deflecting a collimated occurs. 平行な経路の確度はレンズの焦点距離の調整に依存する。 Accuracy of parallel paths is dependent on the adjustment of the focal length of the lens. ビームレット251はアパーチャ245中に進み、ちょうどアパーチャ・プレート240の左側をかすめる。 Beamlet 251 proceeds in the aperture 245, just grazes the left of the aperture plate 240. これを検証するために、偏向器220を使用して、ビームレットをアパーチャ245 To verify this, using the deflector 220, the beamlet aperture 245
の左側縁部上で掃引すると、以下で説明するオシロスコープ・トレースが生じる。 When sweeping with the left side edge portion on, it occurs oscilloscope trace described below.

【0012】この手順は、ビーム206の一部がアパーチャ235の右側縁部に当たるように、付勢された偏向器210によって繰り返される。 [0012] This procedure is part of the beam 206 to strike the right side edge portion of the aperture 235, are repeated by biased deflector 210. ビームレット252と呼ばれる遮られないビームは柱軸101に平行にアパーチャ245に向かって進行する。 Beam not shield called beamlets 252 traveling toward the parallel apertures 245 Hashirajiku 101. この場合もアパーチャ245は診断アパーチャである。 Aperture 245 is also in this case is the diagnosis aperture. 前のように、レンズ1 As before, the lens 1
30を適切にセットアップすればビームはちょうどアパーチャ・プレート240の右側をかすめることになる。 If properly set up the 30 beam just would glancing the right aperture plate 240.
適切な大きさをもち、偏向器210へのサブヘルツ周波数入力を有する方形波信号を使用すれば、アパーチャ2 Has the appropriate size, the use of square-wave signal having the sub-Hertz frequency input to the deflector 210, the aperture 2
35の左側縁部と右側縁部の間を切り換えることができ、はるかに小さい振幅および数ヘルツの周波数をもつ三角波信号を使用すればビームはアパーチャ245の縁部上で掃引される。 It can be switched between the left edge and right edge of the 35, using the triangular wave signal having a frequency much smaller amplitude and a few Hertz beam is swept over the edge of the aperture 245.

【0013】アパーチャ235および245は、単にコリメーション調整を行うためのみでなく、システムの正常動作を助けるべき場合に配置することが好ましい。 [0013] aperture 235 and 245, not only for simply performing collimation adjustment is preferably disposed in the case to help normal operation of the system. ビームがコリメートされる距離が大きい場合、ビーム軸に沿って3つ以上のアパーチャを設けることが望ましいことがある。 If the distance the beam is collimated is large, it may be desirable to provide three or more apertures along the beam axis. アパーチャ間隔が増大した場合、このセットアップ技法の感度は向上する。 If the aperture spacing is increased, the sensitivity of the setup technique is improved.

【0014】以下で適切なオシロスコープ信号トレースおよび関連のある調整基準について説明する。 [0014] described suitable oscilloscope signal traces and relevant adjustment criteria below. 図3および図4を参照すると、ビームがアパーチャ245の両側縁部において左側から右側に掃引されたときにアパーチャ・プレート240に当たるビーム電流のオシロスコープ・トレースが示されている。 3 and 4, beam oscilloscope trace of the beam current impinging on the aperture plate 240 is shown when it is swept from left to right in both side edges of the aperture 245. オシロスコープを使用すると効果的で比較的迅速なセットアップ手順が得られるが、他の方法も考えられる。 Using an oscilloscope effective and relatively fast set-up procedure is obtained, it is believed other methods. 余分の準備作業が増えるが操作に専門技術をあまり必要としない代替手順は、アパーチャ・プレート遮断電流および偏向駆動信号をデジタル化して、信号分析を行うコンピュータにデータを供給することである。 More extra preparation is not much needed expertise to operate alternative procedure, the aperture plate breaking current and the deflection driving signal, digitizes, it is to supply the data to a computer for performing signal analysis. 以下の説明は、オシロスコープ・トレースの代わりにトレースを表す番号列を使用するようなシナリオにも当てはまる。 The following description also applies to scenarios such as using a string of numbers representing the trace in place of the oscilloscope trace. スコープ・トレースも番号列も電流の表現である。 Scope trace even number column is also a representation of the current. ビーム電流のヒストグラムがコンピュータ・モニタ上に表示されたものと同様に、スコープ・トレースは人間に見える表現である。 Similar to that histogram beam current is displayed on a computer monitor, scope trace is an expression that is visible to the human.

【0015】最初、ビームは、アパーチャ235の左側にくるように偏向器210によってオフセットされ、図2のビームレット251を生じる。 [0015] First, the beam is offset by the deflector 210 so that the left side of the aperture 235, resulting in beamlets 251 of FIG. ビームレット251 Beamlet 251
は、偏向器220によってアパーチャ245の左縁部上で(図の左側251'から右側251”に)掃引される。アパーチャ・プレート240によって遮断されたビーム電流は、ビームレット251'が完全にアパーチャ・プレート240上にあるときの全ビーム電流(図3の直線302)から、ビームレット251”が完全にアパーチャ245上にあるときのゼロ電流(図3の直線30 Is by the deflector 220 on the left edge of the aperture 245 (the left side 251 of FIG 'to the right 251 "from) is swept. Beam current is cut off by the aperture plate 240, the beamlets 251' is completely the aperture from plate full beam current when in over 240 (line 302 in FIG. 3), the zero current (linear 30 in Figure 3 when the beamlet 251 "is on full aperture 245
3)まで変化する。 3) to change to. ビームの縁部がちょうどアパーチャ・プレートをかすめるときの遷移点を「ニー(knee)」 The transition point at which the edge of the beam just grazes the aperture plate "knee (knee)"
という用語を用いて表す。 It expressed using the term.

【0016】傾斜した中間領域(図3の310)は、ビームがアパーチャの縁部上を通過し、一部がアパーチャ・プレート240によって遮断されたときの遷移領域を表す。 The inclined intermediate area (310 in FIG. 3), the beam passes through the upper edge of the aperture, representing a transition region when a part of which is blocked by the aperture plate 240. 310によって表される遷移領域中にビームを偏向させるために必要な掃引量は、ビームレット幅のサイズの尺度である。 Swept volume required to deflect the beam in the transition area represented by 310 is a measure of the size of the beamlet width. ビームがアパーチャ235の右縁部にオフセットされる(また左から右に掃引される)ときの対応するトレース311が図4に示されている。 Corresponding trace 311 when the beam is offset to the right edge of the aperture 235 (also being swept from left to right) is shown in FIG. アパーチャ遮断電流が303および305のところでゼロに等しくなるように、ビームのサイズをアパーチャ245のサイズよりも小さくしなければならないことに留意されたい。 As the aperture cutoff current is equal to zero at 303 and 305, it is noted the size of the beam that must be smaller than the size of the aperture 245. この手順は、オフセット偏向210がどのくらいよくセットアップされているかに大きく依存することはない。 This procedure does not depend heavily on is well set up how much offset deflection 210. ほぼ正しいサイズのビームレットが生成される限り、信号が接地レベルに近づく臨界「ニー」領域内で、 As long as substantially correct size beamlets are generated by the signal critical "knee" region approaching the ground level,
信号は図3および図4に似たものになる。 Signal will appear similar to FIGS.

【0017】図5、図6および図7では、偏向器210 FIG. 5, 6 and 7, the deflector 210
を駆動するために使用されるトグル走査信号を用いてスコープ表示をトリガすることによって一対の代表的な記憶オシロスコープ・トレースを1つの表示上に重ねている。 And superimposed on one display on a pair of typical storage oscilloscope trace by triggering the scope display using a toggle scanning signal used to drive the. 点線450は各掃引走査の中心であり、公称位置からのゼロ偏向に対応する。 Dotted line 450 is the center of each sweep scan, corresponding to the zero deviation from the nominal position. 部分ビームの経路がシステム軸に平行な場合、左側のビームレット251は、掃引が線450のところにきたときにちょうどアパーチャ24 If the path of the partial beam parallel to the system axis, the left side of beamlets 251, just aperture 24 when the sweep is came to the line 450
5内に完全に入り、右側のビームレット252は、掃引が線450のところにきたときにちょうどアパーチャ2 Completely fall within the 5, the right side of the beamlets 252, just aperture 2 when the sweep came at the line 450
45内に完全に入る。 It falls completely within the 45. 柱形状のために、ビームレット2 For pillar shape, beamlet 2
51および252がアパーチャ235からアパーチャ2 51 and 252 apertures 2 from the aperture 235
45への軸方向距離にわたってシステム軸101に平行な経路に従う場合、ビームはこの領域内でコリメートされる。 When following parallel paths across the axial distance to the system axis 101 to 45, the beam is collimated in this region.

【0018】図6に、ビームがアパーチャ235から2 [0018] FIG. 6, the beam from the aperture 235 2
45まで通過するときにビームがシステム軸に接近する(すなわち収束する)場合を示す。 Beam as it passes through to 45 show the case of approaching to the system axis (i.e. converge). トレース・セグメント423および424は、番号414で示される量だけ水平方向に重なる。 Trace segments 423 and 424 by an amount indicated by numeral 414 overlaps the horizontal direction. 物理的には、これは、ビームレットがアパーチャ245の縁部に到達するために距離414 Physically, this is the distance for beamlets reaches the edge of the aperture 245 414
の1/2に対応する余分の偏向を必要とすること、すなわちプレート240によって遮断される電流が増大し始める前にトレース423が線450を通り過ぎることを意味する。 1/2 the need for extra deflection corresponding to the, or traces 423 before the current is interrupted starts to increase by the plate 240 which means that the pass line 450. 収束するビームのスポット・サイズは遠いアパーチャのところでより小さくなるので、ビームレットがアパーチャ・プレート240で遮断した後でビームを十分にアパーチャ・プレート240上に持ってくるために必要な追加の掃引は少なくて済む。 Since the spot size of the beam convergence is smaller at the distant aperture, beamlets additional sweep needed to bring in enough aperture plate 240 on the beam after it was blocked by the aperture plate 240 less need. したがって遷移領域の傾斜は、コリメートされたビームの場合よりも急峻になる。 Thus the slope of the transition region becomes steeper than in the collimated beam.

【0019】反対に、発散する偏向はより大きくなり、 [0019] On the contrary, the deflection of divergence becomes larger,
ビームレットをアパーチャ・プレート240上に持ってくるために必要な掃引は少なくて済む。 Fewer sweep needed to bring the beamlets on the aperture plate 240. すなわちゼロ偏向の場合には、すでにプレート240に当たる有限の電流が存在する。 That is, when the zero deflection, already finite current is present which corresponds to the plate 240. トレースの対応する分離を図7に番号4 Number corresponding separation trace in FIG 4
16で示す。 It is shown at 16. それに応じて、トレースの傾斜はコリメートされたビームの場合よりも小さくなる。 Accordingly, the slope of the trace is smaller than the collimated beam.

【0020】正確な偏向器コリメーションの場合を図5 [0020] Figure 5 in the case of correct deflector collimation
に示す。 To show. 図5では、421と422の間の狭い間隙41 In Figure 5, narrow between 421 and 422 gap 41
2で示されるように、接地からの信号トレースの遷移が分離されることはまれである。 As shown by 2, it is rare that the transition of the signal trace from the ground are separated. 図5に示される信号の小さい間隔を維持することにより、オシロスコープ・トレース方法を使用するときにコリメーションを決定することができる再現性が増大することが分かっている。 By maintaining a small spacing of the signal shown in FIG. 5, it has been found that reproducibility can determine collimation when using an oscilloscope trace method increases. したがって、好ましい実施例では、コリメートされたビームの基準は、2つのトレースのニーがほとんど接触すること、すなわちほぼトレース幅だけ分離されることである。 Thus, in the preferred embodiment, reference collimated beam, the two traces knee is almost in contact, that is, to be separated by approximately trace width. 自動化実施例では、傾斜と水平方向の切片を計算するが、その場合の基準は、両方の切片が同じ(公称上ゼロの)偏向電流または電圧になることである。 Automated embodiment, to calculate the intercept of the slope and the horizontal direction, the reference in that case, both sections is that the same (nominally zero) deflection current or voltage.

【0021】2つのトレースを使用することは視覚的観察を容易にするが、一般にはその必要はない。 [0021] The use of two traces for facilitating visual observation, but generally it is not the need. トレースの上部のニーがゼロ偏向になるまでレンズ電流を調整することにより(より多くの努力で)等価な結果が得られる。 By the top of the knee traces to adjust the lens current until the zero deflection (with more effort) equivalent results are obtained. アパーチャが整合されていない特定の場合、例示的な手順は適切なコリメーションを見込んでおり、したがって好ましい。 If the particular the aperture is not aligned, exemplary procedures are expected to appropriate collimation, therefore preferred. この場合、図8に示すように、プレート240が左にシフトされている単一トレース調整では、 In this case, as shown in FIG. 8, a single trace adjustment plate 240 is shifted to the left,
レンズのセットアップが不適切になることがある。 Lens setup may become inadequate. ここでは、ビームレット551のみを使用することで発散ビームが得られる。 Here, divergent beam can be obtained by using only beamlet 551. (ビームレット551がちょうどアパーチャ内にあるとき、ビームレット552は十分にプレート240上にくることに留意されたい。)図9に示すようにビームレット553および554を適切に整合させるために偏向の公称中心に対して偏向器220上の若干のオフセットが必要となる。 (When in the beamlets 551 exactly aperture, beamlet 552 is noted that fully come on the plate 240.) Of the deflection in order to properly align the beamlets 553 and 554 as shown in FIG. 9 some offset on the deflector 220 is required with respect to the nominal center.

【0022】図10および図11に示すように、システム軸に沿って追加のアパーチャに対して手順を繰り返すことによって、アパーチャ間のサイズの差による誤差を平均化することができる。 As shown in FIGS. 10 and 11, by repeating the procedure for additional apertures along the system axis, it is possible to average the error due to the difference in size between the aperture. 図10はより大きい下部アパーチャ645から生じる誤差を示す。 Figure 10 shows the errors resulting from the larger lower aperture 645. ビームレット65 Beamlet 65
1および652の「正確な」位置は発散ビームをもたらす。 "Exact" position of 1 and 652 results in a divergent beam. 図11では、645でのより大きいアパーチャおよび小さいアパーチャ655による誤差が平均化される。 In Figure 11, errors due to larger aperture and a small aperture 655 at 645 is averaged.
この図では、アパーチャ655のところで決定されたビームレット651および652の正確な位置、およびアパーチャ655のところで決定されたビームレット65 In this figure, the exact location of the beamlet 651 and 652 determined at the aperture 655, and beamlet 65 determined at the aperture 655
3および654の正確な位置に関する妥協を行って、両方のアパーチャ上のビームレット657および658のよりよい全体的位置を得ている。 3 and performs a compromise on the exact position of 654, to obtain a better overall position of the beamlet 657 and 658 on both the aperture. 上側アパーチャと下側アパーチャの分離はアパーチャの作成および整合時に達成できる公差(約0.05mm)と比較して大きい(一般に約250mm)ので、コリメーションの誤差は小さい(約0.1ミリラジアン)。 The separation of the upper aperture and lower aperture large compared to the tolerance that can be achieved when the apertures of the creation and the matching (about 0.05 mm) (generally about 250 mm), so the error of collimation is less (about 0.1 milliradians).

【0023】トレースは、アパーチャに当たるビームからのトレースとして示されているが、この方法は、検出器とともに使用することもできる。 [0023] trace is shown as a trace of the beam impinging on the aperture, the method can also be used with the detector. 検出器は、アパーチャ245の下流にあり、アパーチャを通過してその検出器に当たる電流を表示する。 Detector is downstream of the aperture 245, and displays the current impinging on the detector through the aperture. トレースは図5、図6および図7に示されたトレースの逆になる。 Trace 5 is reversed trace shown in FIGS. 首記の請求の範囲の「検出電流」という句は両方の代替物を包含するものである。 The phrase "detection current" in the claims below are intended to encompass both alternatives.

【0024】まとめとして、本発明の構成に関して以下の事項を開示する。 [0024] In summary, disclosed the following items with respect to configuration of the present invention.

【0025】(1)診断アパーチャ・プレート中に診断アパーチャを有する粒子ビーム・システム中で磁気レンズを使用して粒子ビームをコリメートする方法であって、前記磁気レンズと前記診断アパーチャの両方がシステム軸に沿って配置され、その中を粒子ビームが進行し、 a)前記システム軸に対して第1の方向に前記システム軸から第1のオフセット距離のところで前記ビームが前記レンズを通過するように前記ビームを前記レンズの上側焦点面において案内するステップと、 b)掃引偏向によって前記診断アパーチャの第1の縁部上で前記ビームを掃引し、第1のニーを有する、前記ビームからの第1の電流トレースを観測するステップと、 c)前記システム軸に対して第2の方向に前記システム軸から前記第1のオフセット距 [0025] (1) A method for collimating particle beam using a magnetic lens in a particle beam system having a diagnostic aperture during the diagnostic aperture plate, both the diagnosis aperture and said magnetic lens system axis disposed along, through the proceeds and the particle beam, a) wherein the said system axis in a first direction relative to the system axis as the beam at a first offset distance passes through the lens a step of guiding the beam in the upper focal plane of the lens, b) the sweep deflection sweeps the beam on a first edge of said diagnostic aperture, having a first knee, first from the beam a step of observing the current traces, c) said from the system axis in a second direction relative to the system axis first offset distance のところで前記ビームが前記レンズを通過するように、前記第1の方向とは反対に、前記システム軸に対して前記第2の方向に前記ビームを前記レンズの前記上側焦点面において案内するステップと、 d)前記第1の縁部とは異なる前記診断アパーチャの第2の縁部上で前記掃引偏向によって前記ビームを掃引し、第2のニーを有する、前記ビームからの第2の電流トレースを観測し、前記掃引偏向がゼロのときに前記第1のニーと前記第2のニーが一致するまで前記レンズ中のレンズ制御装置を調整するステップとを含む方法。 As the beam passes through the lens at the, as opposed to the first direction, the steps of guiding the beam in the second direction relative to the system axis at the upper focal plane of the lens , d) the beam is swept by the sweep deflection on a second edge of said different diagnostic aperture from the first edge, a second knee, the second current traces from said beam observed, method comprising the step of adjusting the lens control device in the lens to the first knee and the second knee is coincident when the sweep deflection is zero. (2)前記観測ステップが、前記第1および第2のトレースの人間に見える表現を表示するステップを含む、上記(1)に記載の方法。 (2) the observation step comprises displaying a representation visible to the human of the first and second traces, the method described in the above (1). (3)前記システム軸からの前記オフセット距離が、前記システム軸のまわりに配置された上流アパーチャによって前記ビームが部分的に遮断され、それにより前記ビームの一部が前記上流アパーチャを通過するような距離である、上記(1)に記載の方法。 (3) the offset distance from the system axis, wherein the upstream apertures disposed about the system axis beam is partially blocked, thereby as part of the beam passes through the upstream aperture is the distance, the method described in the above (1). (4)前記システム軸からの前記オフセット距離が、前記システム軸のまわりに配置された上流アパーチャによって前記ビームが部分的に遮断され、それにより前記ビームの一部が前記上流アパーチャを通過するような距離である、上記(2)に記載の方法。 (4) the offset distance from the system axis, wherein the upstream apertures disposed about the system axis beam is partially blocked, thereby as part of the beam passes through the upstream aperture is the distance, the method described in the above (2). (5)前記ビームが第1の方向に前記診断アパーチャの前記第1の縁部上で掃引され、前記ビームが前記第1の方向とは反対の第2の方向に前記診断アパーチャの前記第2の縁部の上で掃引される、上記(1)に記載の方法。 (5) the beam is swept over the first edge of the diagnosis aperture in a first direction, said beam said of the diagnosis aperture in a second direction opposite to the said first direction a second is swept over the edge, the method described in the above (1). (6)前記ビームが第1の方向に前記診断アパーチャの前記第1の縁部上で掃引され、前記ビームが前記第1の方向とは反対の第2の方向に前記診断アパーチャの前記第2の縁部の上で掃引される、上記(2)に記載の方法。 (6) the beam is swept over the first edge of the diagnosis aperture in a first direction, said beam said of the diagnosis aperture in a second direction opposite to the said first direction a second is swept over the edge, the method described in the above (2). (7)前記ビームが第1の方向に前記診断アパーチャの前記第1の縁部上で掃引され、前記ビームが前記第1の方向とは反対の第2の方向に前記診断アパーチャの前記第2の縁部の上で掃引される、上記(3)に記載の方法。 (7) the beam is swept over the first edge of the diagnosis aperture in a first direction, said beam said of the diagnosis aperture in a second direction opposite to the said first direction a second is swept over the edge, the method described in the above (3). (8)前記ビームが第1の方向に前記診断アパーチャの前記第1の縁部上で掃引され、前記ビームが前記第1の方向とは反対の第2の方向に前記診断アパーチャの前記第2の縁部の上で掃引される、上記(4)に記載の方法。 (8) the beam is swept over the first edge of the diagnosis aperture in a first direction, said beam said of the diagnosis aperture in a second direction opposite to the said first direction a second is swept over the edge, the method described in the above (4). (9)診断アパーチャ・プレート中に診断アパーチャを有する粒子ビーム・システム中で磁気レンズを使用して粒子ビームをコリメートする方法であって、前記磁気レンズと前記診断アパーチャの両方がシステム軸に沿って配置され、その中を粒子ビームが進行し、 a)前記システム軸に対して第1の方向に前記システム軸から第1のオフセット距離のところで前記ビームが前記レンズを通過するように前記ビームを前記レンズの上側焦点面において案内するステップと、 b)掃引偏向によって前記診断アパーチャの第1の縁部上で前記ビームを掃引し、前記ビームからの電流を検出し、第1のニーを有する、前記電流の第1の表現を形成するステップと、 c)前記システム軸に対して第2の方向に前記システム軸から前記第1のオフセッ (9) A method for collimating particle beam using a magnetic lens in a particle beam system having a diagnostic aperture during the diagnostic aperture plate, both of the magnetic lens and the diagnosis aperture along the system axis is arranged, through its advanced particle beam, a) wherein said beam such that said beam at a first offset distance from the system axis in a first direction relative to the system axis passes through the lens a step of guiding the upper side focal plane of the lens, b) sweeps the beam on a first edge of said diagnostic aperture by sweeping deflection detects a current from the beam, with a first knee, the forming a first representation of the current, c) the from the system axis in a second direction relative to the system axis first offset 距離のところで前記ビームが前記レンズを通過するように、前記第1の方向とは反対に前記システム軸に対して前記第2の方向に前記ビームを前記レンズの前記上側焦点面において案内するステップと、 d)前記第1の縁部とは異なる前記診断アパーチャの第2の縁部上で前記掃引偏向によって前記ビームを掃引し、前記ビームからの電流を検出し、第2のニーを有する、前記電流の第2の表現を形成し、前記掃引偏向がゼロのときに前記第1のニーと前記第2のニーが一致するまで前記レンズ中のレンズ制御装置を調整するステップとを含む方法。 Wherein such beam passes through the lens at a distance at the, wherein the first direction and the step of guiding in the upper focal plane of the beam the lens in the second direction relative to the system axis in the opposite , d) the beam is swept by the sweep deflection on a second edge of said different diagnostic aperture from the first edge, detects the current from the beam, having a second knee, the forming a second representation of the current, the method comprising the step of adjusting the lens control device in the lens to the first knee and the second knee is coincident when the sweep deflection is zero. (10)前記電流の表現を形成する前記ステップが、前記電流の値をデジタル化して、デジタル化された電流値を形成するステップと、前記デジタル化された電流値を記憶するステップと、そこから前記第1および第2のニーにおける前記掃引偏向の値を計算するステップとを含む、上記(9)に記載の方法。 (10) the step of forming a representation of the current, the value of said current digitized, forming a digitized current values, and storing the digitized current values, from which and calculating the value of the sweep deflection in the first and second knee method according to (9). (11)表現を形成する前記ステップが、前記電流の人間に見える第1および第2の表現を表示するステップを含む、上記(9)に記載の方法。 (11) the step of forming a representation comprises displaying the first and second representations visible to the human of the current, the method described in the above (9). (12)表現を形成する前記ステップが、前記電流の人間に見える第1および第2の表現を表示するステップを含む、上記(10)に記載の方法。 (12) the step of forming a representation comprises displaying the first and second representations visible to the human of the current, the method described in the above (10). (13)前記システム軸からの前記オフセット距離が、 (13) the offset distance from the system axis,
前記システム軸のまわりに配置された上流アパーチャによって前記ビームが部分的に遮断され、それにより前記ビームの一部が前記上流アパーチャを通過するような距離である、上記(9)に記載の方法。 Wherein the upstream apertures disposed about the system axis beam is partially blocked, thereby a distance as a portion of the beam passes through the upstream aperture, the method described in the above (9). (14)前記システム軸からの前記オフセット距離が、 (14) the offset distance from the system axis,
前記システム軸のまわりに配置された上流アパーチャによって前記ビームが部分的に遮断され、それにより前記ビームの一部が前記上流アパーチャを通過するような距離である、上記(10)に記載の方法。 Wherein the upstream apertures disposed about the system axis beam is partially blocked, thereby a distance as a portion of the beam passes through the upstream aperture, the method described in the above (10).

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】本発明を実施するために使用される粒子ビーム・システムの簡略化したバージョンを示す図である。 1 is a diagram showing a simplified version of the particle beam system used to implement the present invention.

【図2】図1の詳細を示す図である。 Is a diagram showing details of FIG. 1;

【図3】図2の下部アパーチャ上での粒子ビーム掃引からの代表的なオシロスコープ・トレースを示す図である。 3 is a diagram showing a typical oscilloscope trace from the particle beam sweeps over the bottom aperture of FIG.

【図4】図2の下部アパーチャ上での粒子ビーム掃引からの代表的なオシロスコープ・トレースを示す図である。 4 is a diagram showing a typical oscilloscope trace from the particle beam sweeps over the bottom aperture of FIG.

【図5】粒子ビームのコリメーションの基準を示す図である。 5 is a diagram showing the criteria for collimation of the particle beam.

【図6】粒子ビームのコリメーションの基準を示す図である。 6 is a diagram showing the criteria for collimation of the particle beam.

【図7】粒子ビームのコリメーションの基準を示す図である。 7 is a diagram showing the criteria for collimation of the particle beam.

【図8】整合不良のアパーチャの補正を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a correction of misalignment of the aperture.

【図9】整合不良のアパーチャの補正を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing a correction of misalignment of the aperture.

【図10】不正確に寸法決定されたアパーチャの補正を示す図である。 10 is a diagram showing an inaccurately dimensioned determined aperture correction.

【図11】不正確に寸法決定されたアパーチャの補正を示す図である。 11 is a diagram showing an inaccurately dimensioned determined aperture correction.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

101 柱軸 110 光源 115 照明アパーチャ 120 第1の集光レンズ 130 照明レンズ 135 背面焦点面アパーチャ 140 第2の集光レンズ 145 レチクル 150 コントラスト・アパーチャ 160 投影レンズ 170 ターゲット平面 190 光源結像光線トレース 101 Column shaft 110 light source 115 illuminating the aperture 120 first condenser lens 130 illuminating lens 135 back focal plane the aperture 140 and the second condenser lens 145 reticle 150 contrast aperture 160 a projection lens 170 target plane 190 light imaging ray tracing

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・エフ・ペトリック アメリカ合衆国94588 カリフォルニア 州プレザントン アパートメント 206 アンドリューズ・ドライブ 3440 (72)発明者 クリストファー・エフ・ロビンソン アメリカ合衆国12538−3117 ニューヨ ーク州ハイド・パーク シェイカー・レ ーン 15 (56)参考文献 特開 昭60−10720(JP,A) 特開 昭54−68149(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) H01L 21/027 G03F 7/20 504 G03F 7/20 521 ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (72) inventor Paul F. Petorikku United States 94588 Hyde Pleasanton, California apartment 206 Andrews drive 3440 (72) inventor Christopher F. Robinson, United States 12538-3117 the New York State - Park shaker lanes 15 (56) reference Patent Sho 60-10720 (JP, a) JP Akira 54-68149 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) H01L 21/027 G03F 7/20 504 G03F 7/20 521

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】診断アパーチャ・プレート中に診断アパーチャを有する粒子ビーム・システム中で磁気レンズを使用して粒子ビームをコリメートする方法であって、前記磁気レンズと前記診断アパーチャの両方がシステム軸に沿って配置され、その中を粒子ビームが進行し、 a)前記システム軸に対して第1の方向に前記システム軸から第1のオフセット距離のところで前記ビームが前記レンズを通過するように前記ビームを前記レンズの上側焦点面において案内するステップと、 b)掃引偏向によって前記診断アパーチャの第1の縁部上で前記ビームを掃引し、第1のニーを有する、前記ビームからの第1の電流トレースを観測するステップと、 c)前記システム軸に対して第2の方向に前記システム軸から前記第1のオフセット距離のと 1. A method for collimating particle beam using a magnetic lens in a particle beam system having a diagnostic aperture during the diagnostic aperture plate, both the diagnosis aperture and said magnetic lens system axis disposed along, through the proceeds and the particle beam, a) wherein the said system axis in a first direction relative to the system axis as the beam at a first offset distance passes through the lens beam a step of guiding the upper side focal plane of the lens, b) the sweep deflection sweeps the beam on a first edge of said diagnostic aperture, having a first knee, a first current from the beam a step of observing the trace, c) retrieved from the system axis in a second direction relative to the system axis of the first offset distance ろで前記ビームが前記レンズを通過するように、前記第1の方向とは反対に、前記システム軸に対して前記第2の方向に前記ビームを前記レンズの前記上側焦点面において案内するステップと、 d)前記第1の縁部とは異なる前記診断アパーチャの第2の縁部上で前記掃引偏向によって前記ビームを掃引し、第2のニーを有する、前記ビームからの第2の電流トレースを観測し、前記掃引偏向がゼロのときに前記第1のニーと前記第2のニーが一致するまで前記レンズ中のレンズ制御装置を調整するステップとを含む方法。 As the beam filtrate passes through the lens, as opposed to the first direction, the steps of guiding the beam in the second direction relative to the system axis at the upper focal plane of the lens , d) the beam is swept by the sweep deflection on a second edge of said different diagnostic aperture from the first edge, a second knee, the second current traces from said beam observed, method comprising the step of adjusting the lens control device in the lens to the first knee and the second knee is coincident when the sweep deflection is zero.
  2. 【請求項2】前記観測ステップが、前記第1および第2 Wherein said observation step, the first and second
    のトレースの人間に見える表現を表示するステップを含む、請求項1に記載の方法。 Comprising the step of displaying a representation of visible traces of human The method of claim 1.
  3. 【請求項3】前記システム軸からの前記オフセット距離が、前記システム軸のまわりに配置された上流アパーチャによって前記ビームが部分的に遮断され、それにより前記ビームの一部が前記上流アパーチャを通過するような距離である、請求項1に記載の方法。 Wherein the offset distance from the system axis, the beam by arranged upstream apertures around the system axis is partially blocked, whereby a portion of the beam passes through the upstream aperture a distance such as, the method of claim 1.
  4. 【請求項4】前記システム軸からの前記オフセット距離が、前記システム軸のまわりに配置された上流アパーチャによって前記ビームが部分的に遮断され、それにより前記ビームの一部が前記上流アパーチャを通過するような距離である、請求項2に記載の方法。 Wherein said offset distance from the system axis, the beam by arranged upstream apertures around the system axis is partially blocked, whereby a portion of the beam passes through the upstream aperture a distance such as, the method of claim 2.
  5. 【請求項5】前記ビームが第1の方向に前記診断アパーチャの前記第1の縁部上で掃引され、前記ビームが前記第1の方向とは反対の第2の方向に前記診断アパーチャの前記第2の縁部の上で掃引される、請求項1に記載の方法。 Wherein said beam is swept over the first edge of the diagnosis aperture in a first direction, the said diagnostic aperture in a second direction opposite to the beam in the first direction It is swept over a second edge, the method according to claim 1.
  6. 【請求項6】前記ビームが第1の方向に前記診断アパーチャの前記第1の縁部上で掃引され、前記ビームが前記第1の方向とは反対の第2の方向に前記診断アパーチャの前記第2の縁部の上で掃引される、請求項2に記載の方法。 Wherein said beam is swept over the first edge of the diagnosis aperture in a first direction, the said diagnostic aperture in a second direction opposite to the beam in the first direction It is swept over a second edge, the method according to claim 2.
  7. 【請求項7】前記ビームが第1の方向に前記診断アパーチャの前記第1の縁部上で掃引され、前記ビームが前記第1の方向とは反対の第2の方向に前記診断アパーチャの前記第2の縁部の上で掃引される、請求項3に記載の方法。 Wherein said beam is swept over the first edge of the diagnosis aperture in a first direction, the said diagnostic aperture in a second direction opposite to the beam in the first direction It is swept over a second edge, the method according to claim 3.
  8. 【請求項8】前記ビームが第1の方向に前記診断アパーチャの前記第1の縁部上で掃引され、前記ビームが前記第1の方向とは反対の第2の方向に前記診断アパーチャの前記第2の縁部の上で掃引される、請求項4に記載の方法。 Wherein said beam is swept over the first edge of the diagnosis aperture in a first direction, the said diagnostic aperture in a second direction opposite to the beam in the first direction It is swept over a second edge, the method according to claim 4.
  9. 【請求項9】診断アパーチャ・プレート中に診断アパーチャを有する粒子ビーム・システム中で磁気レンズを使用して粒子ビームをコリメートする方法であって、前記磁気レンズと前記診断アパーチャの両方がシステム軸に沿って配置され、その中を粒子ビームが進行し、 a)前記システム軸に対して第1の方向に前記システム軸から第1のオフセット距離のところで前記ビームが前記レンズを通過するように前記ビームを前記レンズの上側焦点面において案内するステップと、 b)掃引偏向によって前記診断アパーチャの第1の縁部上で前記ビームを掃引し、前記ビームからの電流を検出し、第1のニーを有する、前記電流の第1の表現を形成するステップと、 c)前記システム軸に対して第2の方向に前記システム軸から前記第1のオ 9. A method for collimating particle beam using a magnetic lens in a particle beam system having a diagnostic aperture during the diagnostic aperture plate, both the diagnosis aperture and said magnetic lens system axis disposed along, through the proceeds and the particle beam, a) wherein the said system axis in a first direction relative to the system axis as the beam at a first offset distance passes through the lens beam a step of guiding the upper side focal plane of the lens, b) sweeps the beam on a first edge of said diagnostic aperture by sweeping deflection detects a current from the beam, with a first knee , forming a first representation of the current, c) the first O from the system axis in a second direction relative to the system axis セット距離のところで前記ビームが前記レンズを通過するように、前記第1の方向とは反対に前記システム軸に対して前記第2の方向に前記ビームを前記レンズの前記上側焦点面において案内するステップと、 d)前記第1の縁部とは異なる前記診断アパーチャの第2の縁部上で前記掃引偏向によって前記ビームを掃引し、前記ビームからの電流を検出し、第2のニーを有する、前記電流の第2の表現を形成し、前記掃引偏向がゼロのときに前記第1のニーと前記第2のニーが一致するまで前記レンズ中のレンズ制御装置を調整するステップとを含む方法。 As the beam passes through the lens at a set distance, steps wherein the first direction for guiding in the upper focal plane of the beam the lens in the second direction relative to the system axis in the opposite When, d) the beam is swept by the sweep deflection on a second edge of said different diagnostic aperture from the first edge, detects the current from the beam, a second knee, method comprising the steps of forming a second representation of the current, to adjust the lens control device in said lens to said sweep deflecting said second knee and the first knee at zero matches.
  10. 【請求項10】前記電流の表現を形成する前記ステップが、前記電流の値をデジタル化して、デジタル化された電流値を形成するステップと、前記デジタル化された電流値を記憶するステップと、そこから前記第1および第2のニーにおける前記掃引偏向の値を計算するステップとを含む、請求項9に記載の方法。 Wherein said step of forming a representation of the current, the value of said current digitized, forming a digitized current values, and storing the digitized current values, from there and calculating the value of the sweep deflection in the first and second knee method of claim 9.
  11. 【請求項11】表現を形成する前記ステップが、前記電流の人間に見える第1および第2の表現を表示するステップを含む、請求項9に記載の方法。 Wherein said step of forming a representation comprises displaying the first and second representations visible to the human of the current method of claim 9.
  12. 【請求項12】表現を形成する前記ステップが、前記電流の人間に見える第1および第2の表現を表示するステップを含む、請求項10に記載の方法。 12. The method of claim 11, wherein the step of forming a representation comprises displaying the first and second representations visible to the human of the current method of claim 10.
  13. 【請求項13】前記システム軸からの前記オフセット距離が、前記システム軸のまわりに配置された上流アパーチャによって前記ビームが部分的に遮断され、それにより前記ビームの一部が前記上流アパーチャを通過するような距離である、請求項9に記載の方法。 Wherein said offset distance from the system axis, the beam by arranged upstream apertures around the system axis is partially blocked, whereby a portion of the beam passes through the upstream aperture a distance such as, the method of claim 9.
  14. 【請求項14】前記システム軸からの前記オフセット距離が、前記システム軸のまわりに配置された上流アパーチャによって前記ビームが部分的に遮断され、それにより前記ビームの一部が前記上流アパーチャを通過するような距離である、請求項10に記載の方法。 14. The method of claim 13, wherein the offset distance from the system axis, the beam by arranged upstream apertures around the system axis is partially blocked, whereby a portion of the beam passes through the upstream aperture a distance such as, the method of claim 10.
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