JP4725947B2 - Electron beam equipment - Google Patents
Electron beam equipment Download PDFInfo
- Publication number
- JP4725947B2 JP4725947B2 JP2004043869A JP2004043869A JP4725947B2 JP 4725947 B2 JP4725947 B2 JP 4725947B2 JP 2004043869 A JP2004043869 A JP 2004043869A JP 2004043869 A JP2004043869 A JP 2004043869A JP 4725947 B2 JP4725947 B2 JP 4725947B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- signal
- fluctuation
- pressure
- beam apparatus
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 title claims description 156
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 3
- 241000257465 Echinoidea Species 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
本発明は、電子ビーム描画装置や走査電子顕微鏡などの電子ビーム装置に関する。 The present invention relates to an electron beam apparatus such as an electron beam drawing apparatus or a scanning electron microscope.
従来の電子ビーム描画装置や走査電子顕微鏡などの電子ビーム装置を図1に示す。図1において、試料チャンバ1と鏡筒2とからなる電子ビーム装置本体は、内部が真空雰囲気にされている。鏡筒2の上部には、電子源3が設けられ、電子源3から発生し加速された電子ビーム4は、図示していないコンデンサレンズと鏡筒下部に配置された対物レンズ5によって、試料チャンバ1内に導入されている試料6上に細く集束される。 FIG. 1 shows a conventional electron beam apparatus such as an electron beam drawing apparatus or a scanning electron microscope. In FIG. 1, an electron beam apparatus main body composed of a sample chamber 1 and a lens barrel 2 has a vacuum atmosphere inside. An electron source 3 is provided in the upper part of the lens barrel 2, and an electron beam 4 generated from the electron source 3 and accelerated is supplied to a sample chamber by a condenser lens (not shown) and an objective lens 5 arranged at the lower part of the lens barrel. 1 is finely focused on the sample 6 introduced into the inside.
図1の電子ビーム装置が走査電子顕微鏡の場合、試料6上の電子ビーム4の照射位置7は、偏向コイル8による偏向により移動し、試料6上の任意の領域が電子ビーム4によって走査されることになる。この電子ビーム4によって試料上を走査することに伴って、試料6から発生した2次電子や反射電子は、図示していない検出器によって検出される。その検出信号は、電子ビーム4の走査に同期した陰極線管などのディスプレイに供給される。その結果ディスプレイ画面には試料の所望領域の走査像が表示されることとになる。 When the electron beam apparatus of FIG. 1 is a scanning electron microscope, the irradiation position 7 of the electron beam 4 on the sample 6 is moved by deflection by the deflection coil 8, and an arbitrary region on the sample 6 is scanned by the electron beam 4. It will be. As the electron beam 4 scans the sample, secondary electrons and reflected electrons generated from the sample 6 are detected by a detector (not shown). The detection signal is supplied to a display such as a cathode ray tube synchronized with the scanning of the electron beam 4. As a result, a scanning image of a desired region of the sample is displayed on the display screen.
図1の電子ビーム装置が電子ビーム描画装置の場合、電子ビーム4の照射位置7を偏向コイル8によって制御することにより、試料上に任意のパターンを描画することができる。なお、試料6は、試料ステージ9上に取り付けられ、図示していない移動機構により、少なくともX、Yの2方向に移動できるように構成されている。 When the electron beam apparatus of FIG. 1 is an electron beam drawing apparatus, an arbitrary pattern can be drawn on the sample by controlling the irradiation position 7 of the electron beam 4 by the deflection coil 8. The sample 6 is mounted on the sample stage 9 and is configured to be movable in at least two directions of X and Y by a moving mechanism (not shown).
上記した鏡筒2や試料チャンバ1内部は、電子ビーム4が大気中では直ぐに減衰するため、電子ビームの軌道内の全ては真空状態に保たれており、鏡筒2や試料チャンバ1は、常に外側から内側に大気圧によって押されている状態にある。この大気圧と電子ビーム装置との関係については、大気圧変動に起因した悪影響を除去する例が知られている(例えば特許文献1参照)。
先に説明したように、鏡筒2や試料チャンバ1は、常に外側から内側に大気圧によって押されている状態にあり、例えば、周囲の大気圧が増加した場合には、図2の2点鎖線の変形線Cで示すように、試料チャンバ1はより大きく内側に変形させられることになる。なお、図2の2点鎖線の変形線Cで示した変形量は、発明の理解を容易にするために誇張して描かれており、実際にマクロ的に見ると、何らの変形も確認できない微量なものである。 As described above, the lens barrel 2 and the sample chamber 1 are always pushed from the outside to the inside by the atmospheric pressure. For example, when the ambient atmospheric pressure increases, the two points in FIG. As shown by the chain line deformation line C, the sample chamber 1 is deformed more inwardly. Note that the amount of deformation indicated by the two-dot chain line deformation line C in FIG. 2 is exaggerated for easy understanding of the invention, and no actual deformation can be confirmed when viewed macroscopically. Trace amount.
上記した変形線Cのように試料チャンバ1の上面が変形することに伴い、鏡筒2がある角度傾く。また、試料ステージ9の取り付けられている試料チャンバ1の側面が変形することにより、試料6の位置が移動する。このような鏡筒2の傾斜や、試料6の位置の移動により、結果として、電子ビーム7の試料6上の照射位置が変化してしまう。このような現象は、大気圧が減少する場合にも同様に発生する。 As the upper surface of the sample chamber 1 is deformed as indicated by the deformation line C described above, the lens barrel 2 is inclined at an angle. Moreover, the position of the sample 6 moves when the side surface of the sample chamber 1 to which the sample stage 9 is attached is deformed. As a result of the inclination of the lens barrel 2 and the movement of the position of the sample 6, the irradiation position of the electron beam 7 on the sample 6 changes. Such a phenomenon occurs similarly when the atmospheric pressure decreases.
また、走査電子顕微鏡の装置サイズに対して、波長が十分長いと見なされる低周波音が、装置設置環境内に十分に大きなレベルで存在している場合にも、同じ現象が生じる。上記した鏡筒2の傾斜や試料6の位置変動による電子ビームの照射位置の変動は、走査電子顕微鏡においては像ノイズとして観察される。また、電子ビーム描画装置でこのような電子ビームの試料上の照射位置変動は、パターンの描画精度の悪化につながる。 In addition, the same phenomenon occurs when low-frequency sound whose wavelength is considered to be sufficiently long with respect to the size of the scanning electron microscope device is present at a sufficiently large level in the device installation environment. The fluctuation of the irradiation position of the electron beam due to the inclination of the lens barrel 2 and the position fluctuation of the sample 6 is observed as image noise in the scanning electron microscope. In addition, in the electron beam drawing apparatus, such a variation in the irradiation position of the electron beam on the sample leads to deterioration of pattern drawing accuracy.
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、大気圧の変動、低周波音による影響を除去した走査電子顕微鏡や電子ビーム描画装置等の電子ビーム装置を実現する。 The present invention has been made in view of the above problems, and realizes an electron beam apparatus such as a scanning electron microscope and an electron beam drawing apparatus that eliminates the influence of fluctuations in atmospheric pressure and low-frequency sound.
請求項1の発明に基づく電子ビーム装置は、電子銃から発生した電子ビームを、電子光学系を介して試料に照射する電子ビーム装置において、真空にされた電子ビーム装置の電子光学系外側に近接する大気中に配置され、大気圧や低周波音を含む圧力に比例した信号を発生する圧力検出器と、該圧力検出器によって検出された圧力変動信号の内、前記電子ビーム装置内の真空にされた容器の代表長さに基づいて設定された周波数より高い周波数の信号を除去するローパスフィルタとを設け、前記圧力検出器からの検出信号を前記ローパスフィルタに送り、該ローパスフィルタからの信号に基づいて、前記電子光学系に含まれる電子ビームの偏向器に供給する偏向信号を変化させ、該外側圧力の変動に伴う電子ビームの照射位置変動を補正するように構成したことを特徴としている。 An electron beam apparatus according to a first aspect of the present invention is an electron beam apparatus that irradiates a sample with an electron beam generated from an electron gun via an electron optical system, and is close to the outside of the electron optical system of the evacuated electron beam apparatus. A pressure detector that generates a signal proportional to the pressure including atmospheric pressure and low-frequency sound, and a pressure fluctuation signal detected by the pressure detector in a vacuum in the electron beam device. A low-pass filter that removes a signal having a frequency higher than a frequency set based on the representative length of the container, and sends a detection signal from the pressure detector to the low-pass filter. Based on this, the deflection signal supplied to the deflector of the electron beam included in the electron optical system is changed to correct the irradiation position fluctuation of the electron beam accompanying the fluctuation of the outer pressure. It is characterized in that the sea urchin configuration.
請求項2の発明に基づく電子ビーム装置は、電子ビーム装置は、電子ビームを偏向させ試料上の所望の照射位置に移動させるためのX方向偏器とY方向偏向器を有しており、圧力検出器によって検出された外側圧力に対応した信号に基づきあらかじめ定めた割合を持つX方向補正信号とY方向補正信号を作成し、それぞれの補正信号を前記電子ビームを偏向するためのX方向偏向器とY方向偏向器以外に設けられた、補正用X方向偏向器とY方向偏向器に供給するように構成したことを特徴としている。 The electron beam apparatus according to the invention of claim 2 has an X-direction deflector and a Y-direction deflector for deflecting the electron beam and moving the electron beam to a desired irradiation position on the sample. An X-direction deflector for generating an X-direction correction signal and a Y-direction correction signal having a predetermined ratio based on a signal corresponding to the external pressure detected by the detector, and deflecting the electron beam with the respective correction signals In addition to the Y-direction deflector, the correction X-direction deflector and the Y-direction deflector are provided so as to be supplied.
請求項3の発明に基づく電子ビーム装置は、電子ビーム装置は、電子ビームを偏向させ試料上の所望の照射位置に移動させるためのX方向偏器とY方向偏向器を有しており、圧力検出器によって検出された外側圧力に対応した信号に基づきあらかじめ定めた割合を持つX方向補正信号とY方向補正信号を作成し、それぞれの補正信号を前記電子ビームを偏向するためのX方向偏向器とY方向偏向器以外に設けられた、補正用X方向偏向器とY方向偏向器に供給するように構成したことを特徴としている。
The electron beam apparatus according to the invention of claim 3 has an X-direction deflector and a Y-direction deflector for deflecting the electron beam and moving the electron beam to a desired irradiation position on the sample. An X-direction deflector for generating an X-direction correction signal and a Y-direction correction signal having a predetermined ratio based on a signal corresponding to the external pressure detected by the detector, and deflecting the electron beam with the respective correction signals In addition to the Y-direction deflector, the correction X-direction deflector and the Y-direction deflector are provided so as to be supplied.
請求項4の発明に基づく電子ビーム装置は、電子ビーム装置の外側圧力の変動による電子ビームの照射位置の変動量δをあらかじめ測定し、変動量δのX方向成分δxとY方向成分δyを求め、外側圧力に対応した信号を増幅する第1の増幅器によって増幅し、増幅された信号をX方向の補正信号とし、第1の増幅器によって増幅された信号を、ゲインがδy/δxの第2の増幅器に供給し、第2の増幅器の出力信号をY方向の補正信号としたことを特徴としている。 The electron beam apparatus according to the invention of claim 4 previously measures the fluctuation amount δ of the irradiation position of the electron beam due to the fluctuation of the outside pressure of the electron beam apparatus, and obtains the X direction component δx and the Y direction component δy of the fluctuation quantity δ. The signal corresponding to the outside pressure is amplified by a first amplifier that amplifies the signal, the amplified signal is used as a correction signal in the X direction, and the signal amplified by the first amplifier is converted into a second gain of δy / δx. It is characterized in that it is supplied to an amplifier and the output signal of the second amplifier is used as a correction signal in the Y direction .
請求項5の発明に基づく電子ビーム装置は、電子ビーム装置の外側圧力の変動による電子ビームの照射位置の変動量δをあらかじめ測定し、変動量δのX方向成分δxとY方向成分δyを求め、外側圧力に対応した信号を第1と第2の増幅器に供給し、ゲインK1の第1の増幅器によって増幅された信号をX方向の補正信号とし、ゲインK2[=K1・(δx/δy)]の第2の増幅器に供給し、第2の増幅器の出力信号をY方向の補正信号としたことを特徴としている。 The electron beam apparatus according to the invention of claim 5 measures in advance the amount of fluctuation δ of the irradiation position of the electron beam due to the fluctuation of the outside pressure of the electron beam apparatus, and obtains the X direction component δx and the Y direction component δy of the fluctuation amount δ. The signal corresponding to the outside pressure is supplied to the first and second amplifiers, the signal amplified by the first amplifier having the gain K1 is used as a correction signal in the X direction, and the gain K2 [= K1 · (δx / δy) The output signal of the second amplifier is used as a correction signal in the Y direction .
請求項1の発明に基づく電子ビーム装置は、電子銃から発生した電子ビームを、電子光学系を介して試料に照射する電子ビーム装置において、真空にされた電子ビーム装置の外側の大気中に配置され、大気圧や低周波音を含む圧力に比例した信号を発生する圧力検出器と、該圧力検出器によって検出された圧力変動信号の所定の周波数より高い周波数の信号を除去するローパスフィルタとを設け、前記圧力検出器からの検出信号を前記ローパスフィルタに送り、該ローパスフィルタからの信号に基づいて、前記電子光学系に含まれる電子ビームの偏向器に供給する偏向信号を変化させ、該外側圧力の変動に伴う電子ビームの照射位置変動を補正するように構成したことを特徴としている。その結果、気圧が変化しても、低周波音が発生しても、それに基づく電子ビームの照射位置の変動を常に補正することができ、電子ビーム描画装置に本発明を適用すれば、パターン描画の精度を向上させることができる。また、走査電子顕微鏡に本発明を適用すれば、走査ノイズの低減の効果がある。更に、高い周波数の圧力変動による不適切な電子ビームの照射位置補正を防止することができる。 An electron beam apparatus according to a first aspect of the present invention is an electron beam apparatus that irradiates a sample with an electron beam generated from an electron gun via an electron optical system, and is disposed in an atmosphere outside the evacuated electron beam apparatus. is, a pressure detector for generating a signal proportional to the pressure containing atmospheric pressure or low-frequency sound, and a low pass filter for removing high frequency signals from the predetermined frequency of the detected pressure fluctuation signal by the pressure detector Providing a detection signal from the pressure detector to the low-pass filter, and changing a deflection signal supplied to an electron beam deflector included in the electron optical system based on the signal from the low-pass filter; The present invention is characterized in that it is configured to correct the irradiation position fluctuation of the electron beam accompanying the pressure fluctuation. As a result, even if the atmospheric pressure changes or low frequency sound is generated, it is possible to always correct the fluctuation of the irradiation position of the electron beam based thereon, and if the present invention is applied to an electron beam drawing apparatus, pattern drawing Ru can be improved in accuracy. Further, if the present invention is applied to a scanning electron microscope, there is an effect of reducing scanning noise. Further, inappropriate correction of the irradiation position of the electron beam due to high frequency pressure fluctuations can be prevented.
請求項2及び3の発明に基づく電子ビーム装置は、電子ビームの照射位置の補正信号を電子ビームの偏向器に供給する具体的構成を特徴としており、請求項1の発明と同様な効果を有する。
請求項4の発明に基づく電子ビーム装置は、電子ビーム装置の外側圧力の変動による電子ビームの照射位置の変動量δをあらかじめ測定し、変動量δのX方向成分δxとY方向成分δyを求め、外側圧力に対応した信号を増幅する第1の増幅器によって増幅し、増幅された信号をX方向の補正信号とし、第1の増幅器によって増幅された信号を、ゲインがδy/δxの第2の増幅器に供給し、第2の増幅器の出力信号をY方向の補正信号としたことを特徴としている。この結果、個々の電子ビーム装置固有の変形に対応した電子ビームの照射位置変動の補正を行うことができる。
The electron beam apparatus according to the second and third aspects of the invention is characterized by a specific configuration for supplying an electron beam irradiation position correction signal to an electron beam deflector, and has the same effect as that of the first aspect of the invention. .
The electron beam apparatus according to the invention of claim 4 previously measures the fluctuation amount δ of the irradiation position of the electron beam due to the fluctuation of the outside pressure of the electron beam apparatus, and obtains the X direction component δx and the Y direction component δy of the fluctuation quantity δ. The signal corresponding to the outside pressure is amplified by a first amplifier that amplifies the signal, the amplified signal is used as a correction signal in the X direction, and the signal amplified by the first amplifier is converted into a second gain of δy / δx. It is characterized in that it is supplied to an amplifier and the output signal of the second amplifier is used as a correction signal in the Y direction . As a result, it is possible to correct the irradiation position fluctuation of the electron beam corresponding to the deformation unique to each electron beam apparatus.
請求項5の発明に基づく電子ビーム装置は、電子ビーム装置外側の圧力の変動による電子ビームの照射位置の変動量δをあらかじめ測定し、変動量δのX方向成分δxとY方向成分δyを求め、外側圧力に対応した信号を第1と第2の増幅器に供給し、ゲインK1の第1の増幅器によって増幅された信号をX方向の補正信号とし、ゲインK2[=K1・(δx/δy)]の第2の増幅器に供給し、第2の増幅器の出力信号をY方向の補正信号としたことを特徴としており、請求項4の発明と同様な効果を有する。 The electron beam apparatus according to the invention of claim 5 measures in advance the amount of fluctuation δ of the irradiation position of the electron beam due to the pressure fluctuation outside the electron beam apparatus, and obtains the X-direction component δx and the Y-direction component δy of the fluctuation amount δ. The signal corresponding to the outside pressure is supplied to the first and second amplifiers, the signal amplified by the first amplifier having the gain K1 is used as a correction signal in the X direction, and the gain K2 [= K1 · (δx / δy) The output signal of the second amplifier is used as a correction signal in the Y direction, and has the same effect as that of the invention of claim 4.
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。図3は本発明に基づく電子ビーム装置における電子ビームの偏向補正系のブロック図を示している。この図3に示した電子ビームの偏向補正系は、例えば、図1に示した従来装置の偏向コイル8に接続される。なお、図3において、偏向コイル8は、X方向の偏向コイル8x、Y方向の偏向コイル8yとによって構成されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 3 shows a block diagram of an electron beam deflection correction system in the electron beam apparatus according to the present invention. The electron beam deflection correction system shown in FIG. 3 is connected to, for example, the deflection coil 8 of the conventional apparatus shown in FIG. In FIG. 3, the deflection coil 8 is composed of an X-direction deflection coil 8x and a Y-direction deflection coil 8y.
図3の電子ビーム偏向補正系が走査電子顕微鏡に用いられる場合、試料上の電子ビームの照射位置は、偏向コイル8x、8yによる偏向により移動し、試料上の任意の領域が電子ビームによって2次元走査されることになる。この電子ビームによって試料上を走査することに伴って、試料から発生した2次電子や反射電子は、検出器によって検出される。その検出信号は、偏向コイル8に供給される電子ビームの走査信号に同期した陰極線管などのディスプレイに供給される。その結果ディスプレイ画面には試料の所望領域の走査像が表示される。 When the electron beam deflection correction system of FIG. 3 is used in a scanning electron microscope, the irradiation position of the electron beam on the sample is moved by deflection by the deflection coils 8x and 8y, and an arbitrary region on the sample is two-dimensionally moved by the electron beam. Will be scanned. As the electron beam is scanned on the sample, secondary electrons and reflected electrons generated from the sample are detected by a detector. The detection signal is supplied to a display such as a cathode ray tube synchronized with the scanning signal of the electron beam supplied to the deflection coil 8. As a result, a scanning image of a desired region of the sample is displayed on the display screen.
図3の電子ビーム偏向補正系が電子ビーム描画装置に用いられる場合、パターンデータに基づいて電子ビーム4の照射位置7を偏向コイル8x、8yによって制御することにより、試料上に任意のパターンを描画することができる。 When the electron beam deflection correction system of FIG. 3 is used in an electron beam drawing apparatus, an arbitrary pattern is drawn on the sample by controlling the irradiation position 7 of the electron beam 4 by the deflection coils 8x and 8y based on the pattern data. can do.
図3の電子ビーム偏向補正系は、X走査電圧発生回路10xからX偏向コイル8xに印加される偏向電圧と、Y走査電圧発生回路10yからY偏向コイル8yに印加される偏向電圧とを補正するために設けられる。偏向補正系は、圧力変動量測定装置11と、圧力変動量測定装置11で測定された圧力変動量に比例した電圧信号が供給されるローパスフィルタ12と、ローパスフィルタ12を通過した信号を増幅する増幅器13xと13yと、増幅器13xの出力信号電圧とX走査電圧発生回路10xからの偏向電圧とを加算する加算器14xと、増幅器13yの出力信号電圧とY走査電圧発生回路10yからの偏向電圧とを加算する加算器14yとから構成されている。
The electron beam deflection correction system of FIG. 3 corrects the deflection voltage applied from the X scanning
圧力変動量測定装置11内には、気圧計や低周波音レベル系などが含まれており、圧力変動量測定装置11は、電子ビームの照射位置を補正する対象の電子ビーム装置が設置された部屋内であって、できる限り電子ビーム装置の鏡筒に接近した位置に配置される。このような構成の動作を次に説明する。
The pressure
図3の電子ビーム偏向補正系が走査電子顕微鏡に用いられる場合、図示していない倍率制御つまみで所望の倍率を指定すると、X走査電圧発生回路10xとY走査電圧発生回路10yからは、倍率に応じた電圧が発生され、それぞれX偏向コイル8x、Y偏向コイル8yに供給され、試料上の電子ビームの照射位置は、偏向コイル8x、8yによる偏向により移動し、試料上の任意の領域が電子ビームによって2次元走査されることになる。
When the electron beam deflection correction system shown in FIG. 3 is used in a scanning electron microscope, if a desired magnification is designated with a magnification control knob (not shown), the X scanning
この電子ビームによって試料上を走査することに伴って、試料から発生した2次電子や反射電子は、検出器によって検出される。その検出信号は、偏向コイル8に供給される電子ビームの走査信号に同期した陰極線管などのディスプレイに供給される。その結果ディスプレイ画面には、指定した倍率で試料の所望領域の走査像が表示される。 As the electron beam is scanned on the sample, secondary electrons and reflected electrons generated from the sample are detected by a detector. The detection signal is supplied to a display such as a cathode ray tube synchronized with the scanning signal of the electron beam supplied to the deflection coil 8. As a result, a scanning image of a desired region of the sample is displayed on the display screen at a specified magnification.
図3の電子ビーム偏向補正系が電子ビーム描画装置に用いられる場合、パターンデータに基づいて電子ビーム4の照射位置7を、X走査電圧発生回路10xとY走査電圧発生回路10yから発生する電圧を制御することにより、偏向コイル8x、8yによる電子ビームの偏向量を変化させることにより、試料上に任意のパターンを描画することができる。
When the electron beam deflection correction system of FIG. 3 is used in an electron beam drawing apparatus, the voltage generated from the X scanning
さて、走査電子顕微鏡や電子ビーム描画装置では、構造上弱い部分と強い部分とがある。そのため、電子ビーム装置の周囲の大気圧が変動すると、電子ビーム装置の構造上弱い部分にその影響が及び、その部分が変形することになる。そのため、電子ビーム装置の特定部分の変形、例えば、試料チャンバ1の上面の変形にともない、鏡筒2が傾斜したり、試料ステージ9が取り付けられている試料チャンバ1の側面が変形することにより、試料6の位置が移動する。この結果、大気圧の変化にともなって電子ビームの試料上の照射位置が変動し、したがって、ディスプレイ上に表示された像も移動することになる。 Now, in a scanning electron microscope and an electron beam drawing apparatus, there are a weak part and a strong part in structure. Therefore, when the atmospheric pressure around the electron beam apparatus fluctuates, the influence is exerted on a weak part of the structure of the electron beam apparatus, and the part is deformed. Therefore, in accordance with the deformation of a specific part of the electron beam apparatus, for example, the deformation of the upper surface of the sample chamber 1, the lens barrel 2 is inclined or the side surface of the sample chamber 1 to which the sample stage 9 is attached is deformed. The position of the sample 6 moves. As a result, the irradiation position of the electron beam on the sample varies with the change in atmospheric pressure, and thus the image displayed on the display also moves.
ところで、大気圧の変動量と電子ビーム装置の特定構造部分の変形量は、それぞれの電子ビーム装置においては、リニアーな関係を有し、大気圧の変動量に対する像の移動量(電子ビームの照射位置の変動量)は、図4に示すようにベクトルδとして表すことができる。この像移動量δは、X成分δxとY成分δyに分けられるが、このX成分δxとY成分δyの比(像の移動方向に対応)は、個々の電子ビーム装置に固有のものである。 By the way, the variation amount of the atmospheric pressure and the deformation amount of the specific structure portion of the electron beam apparatus have a linear relationship in each electron beam apparatus, and the image movement amount (electron beam irradiation) with respect to the variation amount of the atmospheric pressure. The position fluctuation amount can be expressed as a vector δ as shown in FIG. The image movement amount δ is divided into an X component δx and a Y component δy. The ratio of the X component δx and the Y component δy (corresponding to the moving direction of the image) is unique to each electron beam apparatus. .
したがって、大気圧の変動があれば、大気圧の変動量に応じて電子ビームの偏向量を像の変動を打ち消すように変化させれば、大気圧変動による電子ビームの試料上の照射位置の補正を行うことができる。この際、大気圧変動にともなう像の移動方向は、それぞれの電子ビーム装置においては常に一定であるため、X方向の電子ビーム偏向量補正量に対し、Y方向の電子ビーム偏向補正量を、像移動量δのX成分δxとY成分δyとの比δy/δxとすればよい。 Therefore, if there is a change in atmospheric pressure, the electron beam deflection position on the specimen can be corrected by the atmospheric pressure fluctuation if the deflection of the electron beam is changed so as to cancel the image fluctuation according to the amount of atmospheric pressure fluctuation. It can be performed. At this time, since the moving direction of the image due to the atmospheric pressure fluctuation is always constant in each electron beam apparatus, the electron beam deflection correction amount in the Y direction is set to the electron beam deflection correction amount in the X direction. The ratio δy / δx between the X component δx and the Y component δy of the movement amount δ may be set.
このような点に鑑み、図3の偏向補正系では、気圧計11で大気圧7や低周波音に対応した信号が発生され、その信号は、ローパスフィルタ12を介してゲインがK1の第1の増幅器13xにより、電子ビームの偏向補正が可能な値にまで増幅される。第1の増幅器13xにより増幅された信号(X方向補正信号)は、加算器14yによって、X走査電圧と加算され、X偏向コイル8xに供給される。
In view of such a point, in the deflection correction system of FIG. 3, a signal corresponding to the atmospheric pressure 7 and the low frequency sound is generated by the
第1の増幅器13xにより増幅された信号は、第2の増幅器13yにも供給される。この増幅器13yのゲインは、像移動量δのX成分δxとY成分δyとの比δy/δxとされている。第2の増幅器13yの出力は、Y走査電圧発生回路10yからのY走査電圧と加算器14yにおいて加算され、Y方向偏向コイル8yに供給される。このようにして、大気圧の変化に応じて電子ビームの偏向量は補正され、大気圧の変動により、電子ビームの試料上の照射位置が変化し、観察している像が移動することは防止される。
The signal amplified by the
なお、上記した像移動量δのX成分δxとY成分δyとの比δy/δxは、個々の装置固有の値であり、電子ビーム装置が製造された段階であらかじめ実験的に求めて増幅器13yの調整を行う必要がある。このためには、あらかじめ圧力をコントロールできる設置室内に電子ビーム装置を導入し、設置室内の圧力を変動させたときに、試料上の電子ビーム照射位置の変動量δをベクトルとして測定を行う。そして、電子ビーム照射位置の変動量δのXY成分をそれぞれ求め、増幅器13yのゲイン、すなわち、像移動量δのX成分δxとY成分δyとの比δy/δxを求める。
Note that the ratio δy / δx between the X component δx and the Y component δy of the image movement amount δ described above is a value unique to each device, and is experimentally obtained in advance when the electron beam device is manufactured, and the
また、気圧計10で測定された大気圧や低周波音の変動量と、電子ビームの試料上の移動量とは比例することは既に述べた。そして、大気圧や低周波音変動と、電子ビーム照射位置の移動量との関係は、大気圧や低周波音変動の程度が小さい範囲内では、線形と見なすことができる。そこで、設置室内の圧力を変動させた場合に、試料上の電子ビームの照射位置が変動しないように、増幅器13xの増幅率を調整することにより、圧力変動の大きさに応じて、電子ビームの照射位置の変動を常に補正することができる。
As described above, the amount of fluctuation of atmospheric pressure or low frequency sound measured by the barometer 10 is proportional to the amount of movement of the electron beam on the sample. The relationship between the atmospheric pressure and low frequency sound fluctuation and the movement amount of the electron beam irradiation position can be regarded as linear within a range where the atmospheric pressure and low frequency sound fluctuation are small. Therefore, by adjusting the amplification factor of the
ところで、図3の偏向補正系では、気圧計11で検出された大気圧に対応した電圧信号がローパスフィルタ12に供給され、所定の周波数以上の周波数を有した信号をカットするように構成している。このような構成とすることで、低周波音の周波数が直流に近い場合には、波長が試料チャンバ11の代表長さに対して充分長いことから、単純な圧力変動と見なすことができる。しかしある程度以上に周波数が高くなると、例えば、試料チャンバ1の対向する面において位相のずれが大きくなり、単純な圧力変動とは見なすことができなくなる。
By the way, in the deflection correction system of FIG. 3, a voltage signal corresponding to the atmospheric pressure detected by the
そのため、高い周波数成分の圧力変動に相当する電圧が、電子ビームの照射位置の変動の補正に用いられる電圧に含まれていると、かえって不適切な補正を行ってしまい都合が悪い。例えば、試料チャンバ1の代表長さが2mであった場合、この長さを1/2波長とする低周波音の周波数は、常温1気圧では、約85Hzとなる。このとき、試料チャンバ1の対向面において音の位相が逆になり、この周波数成分を有した低周波音の影響は、試料チャンバ1を押しつぶす力より、むしろ試料チャンバ1を剛体的に揺するような力として働くことになる。 For this reason, if the voltage corresponding to the pressure fluctuation of the high frequency component is included in the voltage used for correcting the fluctuation of the irradiation position of the electron beam, inappropriate correction is performed, which is not convenient. For example, when the representative length of the sample chamber 1 is 2 m, the frequency of the low frequency sound whose length is ½ wavelength is about 85 Hz at room temperature and 1 atmosphere. At this time, the phase of the sound is reversed on the opposite surface of the sample chamber 1, and the influence of the low frequency sound having this frequency component is that the sample chamber 1 is rocked rigidly rather than the force of crushing the sample chamber 1. Will work as a force.
この際電子ビームの照射位置補正に用いられる低周波音の周波数の上限を、仮に試料チャンバ1の代表長さが、位相として15°程度の位相差になるように設定する場合は、上限周波数は約7Hzということになる。これ以上の周波数を有した電圧信号をローパスフィルタ12でカットすることになる。実際の応用としては、ローパスフィルタ12の設定周波数を可変とし、装置の大きさ、設置室の音圧レベルの周波数分布に応じて、調整できるようにしておくことが望ましい。
In this case, if the upper limit of the frequency of the low frequency sound used for correcting the irradiation position of the electron beam is set so that the representative length of the sample chamber 1 has a phase difference of about 15 ° as the phase, the upper limit frequency is That is about 7 Hz. A voltage signal having a frequency higher than this is cut by the low-
以上、本発明の一実施の形態を説明したが、本発明は上記した実施の形態に限定されず、幾多の変形が可能である。例えば、図5に示すように、ローパスフィルタ12の出力電圧を増幅器13xと13yの両者に供給し、増幅器13yの増幅率K2を、増幅器13xの増幅率をK1とした場合、次に示す式により求められた値とし、それぞれの増幅器13xと13yの出力電圧を加算器14x、14yに供給するように構成しても良い。
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made. For example, as shown in FIG. 5, when the output voltage of the low-
K2=(δy/δx)・K1
また、電子ビームを走査するためのX偏向コイル8x、Y偏向コイル8yに電子ビームの照射位置補正電圧を加算して供給するように構成したが、電子ビームを走査するためのX偏向コイル8x、Y偏向コイル8yとは別に、電子ビーム照射位置補正用の偏向コイルを新たに設け、増幅器13xと13yの出力電圧を補正用偏向コイルに供給するようにしても良い。更に、電子ビームを偏向するために電磁型の偏向コイルを用いたが、静電型の偏向器を用いても良い。
K2 = (δy / δx) · K1
Further, the X deflection coil 8x for scanning the electron beam and the Y deflection coil 8y are configured to add and supply the electron beam irradiation position correction voltage, but the X deflection coil 8x for scanning the electron beam, In addition to the Y deflection coil 8y, a deflection coil for correcting the electron beam irradiation position may be newly provided, and the output voltages of the
更にまた、上記した実施の形態では、大気圧の変動にともなう電子ビームの試料上の照射位置の変動を補正する例について詳説したが、電子ビーム装置の周囲の電磁場の変化に対しても同様に本発明を適用することができる。その場合、電磁場を検出する検出器を設け、検出された電磁場の強度と方向に応じて補正信号を作成し、この補正信号を電子ビームの偏向器に供給することにより、外部電磁場の変動による電子ビームの不正な偏向がキャンセルされる。 Further, in the above-described embodiment, the example of correcting the variation of the irradiation position of the electron beam on the sample due to the variation of the atmospheric pressure has been described in detail, but the same applies to the change of the electromagnetic field around the electron beam apparatus. The present invention can be applied. In that case, a detector for detecting the electromagnetic field is provided, a correction signal is generated according to the detected intensity and direction of the electromagnetic field, and this correction signal is supplied to the deflector of the electron beam, so that electrons due to fluctuations in the external electromagnetic field are generated. Incorrect deflection of the beam is cancelled.
本発明は、半導体デバイスの検査用の走査電子顕微鏡な透過電子顕微鏡、更にはマスク生産の分野で主として用いることができる。 The present invention can be mainly used in the field of scanning electron microscopes such as scanning electron microscopes for inspecting semiconductor devices, and further in the field of mask production.
1 試料チャンバ
2 鏡筒
3 電子源
4 電子ビーム
5 対物レンズ
6 試料
7 ビーム照射位置
8 偏向コイル
9 試料ステージ
10 走査電圧発生回路
11 気圧計/低周波音レベル計
12 ローパスフィルタ
13 増幅器
14 加算器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sample chamber 2 Lens tube 3 Electron source 4 Electron beam 5 Objective lens 6 Sample 7 Beam irradiation position 8 Deflection coil 9 Sample stage 10 Scanning
Claims (5)
圧力に対応した信号を第1と第2の増幅器に供給し、ゲインK1の第1の増幅器によって増幅された信号をX方向の補正信号とし、ゲインK2[=K1・(δx/δy)]の第2の増幅器に供給し、第2の増幅器の出力信号をY方向の補正信号とした請求項2記載の電子ビーム装置。The amount of fluctuation δ of the irradiation position of the electron beam due to the fluctuation of the outside pressure of the electron beam apparatus is measured in advance to obtain the X-direction component δx and the Y-direction component δy of the fluctuation amount δ, and the signals corresponding to the outside pressure are the first and first signals. 2, the signal amplified by the first amplifier having the gain K1 is used as a correction signal in the X direction, and is supplied to the second amplifier having the gain K2 [= K1 · (δx / δy)]. 3. An electron beam apparatus according to claim 2, wherein the output signal of the amplifier is a correction signal in the Y direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004043869A JP4725947B2 (en) | 2004-02-20 | 2004-02-20 | Electron beam equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004043869A JP4725947B2 (en) | 2004-02-20 | 2004-02-20 | Electron beam equipment |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005235603A JP2005235603A (en) | 2005-09-02 |
JP4725947B2 true JP4725947B2 (en) | 2011-07-13 |
Family
ID=35018330
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004043869A Expired - Fee Related JP4725947B2 (en) | 2004-02-20 | 2004-02-20 | Electron beam equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4725947B2 (en) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007150380A (en) * | 2005-11-24 | 2007-06-14 | Hitachi High-Technologies Corp | Operational amplifier and scanning electron microscope using the same |
US7589335B2 (en) | 2006-07-14 | 2009-09-15 | Nuflare Technology, Inc. | Charged-particle beam pattern writing method and apparatus and software program for use therein |
JP5315100B2 (en) * | 2009-03-18 | 2013-10-16 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Drawing device |
KR101369670B1 (en) * | 2012-06-01 | 2014-03-06 | (주)오로스 테크놀로지 | Scanning electron microscope |
EP3021347A1 (en) * | 2014-11-12 | 2016-05-18 | Fei Company | Charged Particle Microscope with barometric pressure correction |
JP2017123320A (en) * | 2016-01-08 | 2017-07-13 | エフ イー アイ カンパニFei Company | Charged particle microscope with atmospheric pressure correction |
JP7070033B2 (en) * | 2018-04-25 | 2022-05-18 | 株式会社ニューフレアテクノロジー | Charged particle beam drawing device and charged particle beam drawing method |
-
2004
- 2004-02-20 JP JP2004043869A patent/JP4725947B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005235603A (en) | 2005-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7598497B2 (en) | Charged particle beam scanning method and charged particle beam apparatus | |
US7372047B2 (en) | Charged particle system and a method for measuring image magnification | |
US10424459B2 (en) | Charged particle beam device | |
US8405045B2 (en) | Particle beam device with deflection system | |
US7518383B2 (en) | Inspection apparatus and inspection method using electron beam | |
WO2015050201A1 (en) | Charged particle beam inclination correction method and charged particle beam device | |
WO2017130363A1 (en) | Charged particle beam device and optical axis adjustment method therefor | |
JP4725947B2 (en) | Electron beam equipment | |
US4990778A (en) | Scanning electron microscope | |
WO2011016182A1 (en) | Charged-particle microscope | |
US20030071231A1 (en) | Electron beam exposing method and exposure apparatus | |
US11687008B2 (en) | Method for automated critical dimension measurement on a substrate for display manufacturing, method of inspecting a large area substrate for display manufacturing, apparatus for inspecting a large area substrate for display manufacturing and method of operating thereof | |
US8124940B2 (en) | Charged particle beam apparatus | |
JP7431136B2 (en) | Charged particle beam device and control method | |
JP2012015227A (en) | Method and apparatus for positioning electron beam device | |
JP4980829B2 (en) | Beam position correcting method and apparatus for electron beam drawing apparatus | |
JP2010206126A (en) | Charged particle beam lithography system and method for correcting misalignment of optical axis of charged particle beam | |
JP6563576B2 (en) | Charged particle beam equipment | |
US6933512B2 (en) | Charged particle beam instrument | |
JP6994972B2 (en) | electronic microscope | |
JP2023021705A (en) | Charged particle beam scanning module, charged particle beam device, and computer | |
JP2020074294A (en) | Charged particle beam device | |
JP5244003B2 (en) | Method and apparatus for correcting beam irradiation position in SEM-FIB composite apparatus | |
JP2006080201A (en) | Focus/astigmatism correcting adjusting method in electron-beam exposure system | |
JPS614146A (en) | Electron beam device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061130 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090212 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090310 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20090508 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090508 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090602 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090821 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20091027 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20091211 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110209 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110405 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4725947 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |