JPH0218847A

JPH0218847A - 荷電粒子ビーム装置

Info

Publication number: JPH0218847A
Application number: JP16962788A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sawaragi; 宏澤良木
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1988-07-06
Publication date: 1990-01-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、減速したイオンビームや電子ビームをターゲ
ットに照射するようにした荷電粒子ビーム装置に関する
。

（従来の技術）荷電粒子ビーム装置では、試料や材ｒ１のターゲットに
荷電粒子ビームを照射し、更に、その照射位置を移動さ
せることによって、所望図形の描画を行ったり、この荷
電粒子ビームの照射に伴って発生した２次電子や２次イ
オンを検出し、ターゲットの表面観察等を行っている。

しかしながら、＾い加速電圧で加速された荷電粒子ビー
ムをターゲットに照射した場合、そのビームの高いエネ
ルギーのために好ましくない場合がある。このため、？
ｉ＋ｊ電粒子ビームの加速電圧を低くし、ターゲットに
照射される荷電粒子ビームのエネルギーを低下させるこ
とも考えられるが、加速電圧を低くすると、集束レンズ
でビームを細く集束することができなくなり、ターゲッ
トのダメージ等は回避されるものの、微細な部分への＾
精度のイオンの照）ｊを行うことができな（なる。

そのため、最終段集束レンズとターゲットどの間に減速
の電界を印加してレンズには高いエネルギーの状態でビ
ームを入射させ、ターゲットには、減速したビームを照
射することによってビームラ精く集束すると共に、該タ
ーゲットのエツチングを防止することが考えられている
。第３図は、このようなイオンビーム装置を示しており
、図中。

１は、イオンエミッタ２．引出し電極３．レンズ電極４
．加速電極５から成るイオン源である。該引出し電極３
．レンズ電極４．加速電極５は、コンデンサレンズを形
成し、このレンズによってエミッタ２から引出されたイ
オンビームは集束される。該イオン源１から発生し加速
されたイオンビームＩＢは、アインツェル型の対物レン
ズ６によってターゲット７上に集束される。ターゲット
７はステージ８上に絶縁碍子９を介して配置されている
。１０は静電偏向器であり、偏向器１０には走査信号が
印加され、その結果、ターゲット上のイオンビームＩＢ
の照射位置は走査される。ターゲット７へのイオンビー
ムの照射に基づいて発生した２次電子は、対物レンズ６
とターゲット７との間に配置されたマイクロチャンネル
プレート（ＭＣＰ）１１によって検出される。該ターゲ
ット７と対物レンズ６の外側電極６ｂとの間には、電源
１２から減速電圧が印加される。又、対物レンズ６の中
心電極６ａには、ｆｆ１ｒＡ１３からレンズ電圧が印加
される。

第４図は、このようなイオンビーム装置のポテンシャル
の状態を示しており、加速電圧Ｖａと電源１２からター
ゲット７に印加される減速電圧Ｖｒとの差がターゲット
に入射するイオンビームｒＢのエネルギーとなる。従っ
て、対物レンズ６までは高い加速電圧でイオンビームが
入射し、その結果、イオンビームを細く集束できると共
に、ターゲット７に入射するイオンビームＩＢのエネル
ギーは低くすることができるので、ターゲットがエツチ
ングされるのが防止される。

（発明が解決しようとする課題）上述したイオンビーム装置においては、集束特性を向上
させるために、最終段集束レンズである対物レンズ６と
ターゲット上する必要がある。そのため、ターゲット７上でイオンビ
ームを走査するための偏向器は、対物レンズ６の前方に
配置される。しかしながら、このような偏向方式では、
減速電圧が変化すれば、偏向の状態が著しく変化する。

すなわち、対物レンズ６とターゲットとの間の光学系は
、等価的に、第５図に示すように、２つのレンズがある
ことになる。図中、凸レンズ１５は対物レンズ６に対応
し、凹レンズ１６は対物レンズとターゲットの間の減速
静電レンズに対応する。このレンズ構成から明らかなよ
うに、減速電圧が変化して、凹レンズの強度が変化する
と、偏向の状態も変化する。

なお、ここまでの説明は、イオンビーム装置を例にして
行ったが、最終段集束レンズとターゲットとの間に減速
電場を印加するようにした電子ビームｔ装置も同様な問
題点を有している。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目
的は、簡単な構成で、減速場による偏向収差の影響をほ
とんどなくして荷電粒子ビームを偏向することができる
荷電粒子ビーム装置を実現することにある。

（課題を解決するための手段）前記した課題を解決する本発明に基づく荷電粒子ビーム
装置は、荷電粒子ビーム発生源と、該発生源から発生し
、加速された荷電粒子ビームを集束するレンズと、該集
束レンズと荷電粒子ビームが照射されるターゲットとの
間に荷電粒子ビームの減速電場を発生させる手段とを備
えた荷電粒子ビーム！装置において、該集束レンズとタ
ーゲットとの間に、その表面が高抵抗材料で形成された
８本の偏向７１＃４を配置し、夫々の偏向電極の一端を
減速電場の高電圧側に接続し、他端を接地側に接続し、
接地側の端部に偏向信号を供給するように構成したこと
を特徴とする。

〈作用）高抵抗材料で形成された８本の偏向電極は、最終段集束
レンズとターゲットとの間を等しい電位傾度とし、減速
場によってレンズ作用を生じさせない。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。第１図は本発明に基づく電子ビーム装画を示しており
、２０は磁界型の対物レンズであり、そのｔａ極は接地
電位となっている。電子ビームＥＢは、この対物レンズ
２０によってステージ２１上に絶Ｆ＆ｐ子２２を介して
配置されたターゲット２３上に細く集束される。このタ
ーゲット２３には、電源２４から減速電圧が印加されて
おり、電子ビームＥＢは減速されて低いエネルギーの状
態でターゲット２３に照射される。対物レンズ２０とタ
ーゲット２３との間には、８本の偏向Ｗ１極２５ａ〜２
５ｈから成る静電偏向器２５が配置されている（図では
２５ａと２５ｅのみ示されている）。

各偏向電極２５ａ〜２５ｈは、第１図における△Ａ断面
図である第２図に示すように、光軸Ｏに軸対称に配置さ
れている。各型１ｆｉ２５８〜２５ｈは、高抵抗材料で
形成されているか、あるいは、絶縁物の基体に高抵抗材
料がコーティングされており、いずれにしても表面は高
抵抗材料となっている。各電極２５ａ〜２５ｈのターゲ
ット２３側は、ターゲット２３と同電位のシールド板２
６に取り付けられており、又、対物レンズ２ｏ側の端部
は接地電位とされている。更に、各電極２５ａ〜２５ｈ
の接地電位側は、偏向増幅器２７に接続されている。

このように構成された電子ビーム装置の動作は次の通り
である。上記各偏向電極２５ａ〜２５ｈの接地電位側に
偏向電圧が印加されていない状態では、偏向電極の両端
部の間は等しい電位傾度となる。

ここで、各々の偏向器１２５ａ〜２５Ｆ）には、偏向増
幅器２７から偏向電圧が印加される。今、Ｘ方向の偏向
電圧をＸＳｙ方向の偏向電圧をＹとすると、各偏向電極
には、次の偏向電圧が印加される。

２５ａ→−Ｘ２５ｂ→−ｘ＋Ｙ／−ｒＹ２５ｃ→Ｙ２５ｄ−＋Ｘ＋Ｙ／ｆｆフ２５ｅ→Ｘ２５ｆ→　（Ｘ−Ｙ）／（７２５ｇ→−Ｙ２５ｈ　→−（Ｘ＋Ｙ）／Ａｒ７このような偏向電圧の印加により、電子ビームＥＢは偏
向され、ターゲット２３上で任意の位置に電子ビームＥ
Ｂが照射されることになる。

上記したように、偏向器を構成する各電極を高抵抗材料
で形成したので、減速場を等しい電位傾度とすることが
でき、減速電圧を変化させても、１子ビームの偏向状態
を変化させるようなレンズ作用が少ないため、電子ビー
ムの偏向収差を少なくすることができる。

以上本発明の詳細な説明したが、本発明は上記実施例に
限定されない。例えば、電子ビーム装置を例に説明した
が、イオンビーム装置にも本発明を適用することができ
る。その場合、ターゲット等に印加される電圧の極性は
逆となる。又、最終段集束レンズとターゲットとの間に
減速電場を形成するために、ターゲットに電圧を印加す
るようにしたが、ターゲットは接地電位とし、最終段集
束レンズ側に減速電圧を印加するように構成しても良い
。

（発明の効果）以上説明したように、最終段集束レンズの下段に偏向器
を配置し、又、この偏向器の電極を高抵抗材料で形成し
たので、集束特性の良い荷電粒子ビームを偏向収差中な
くターゲットに照ｔＡツることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である電子ビーム装置を示
す図、第２図は、第１図のＡＡ断面図、第３図は、ター
ゲットに減速電圧を印加した従来のイオンビーム装置を
示す図、第４図は、第２図の装置のポテンシャルの状態
を示す図、第５図は、第３図装置の対物レンズとターゲ
ットとの間の光学系の等価的構成図である。１・・・イオン源　　　　　２・・・エミッタ３・・・
引出し電１４　　　　４・・・レンズ電極５・・・加速
電極　　　　　６・・・対物レンズ７・・・ターゲット
　　　　８・・・ステージ９・・・絶縁碍子　　　　１
０・・・静電偏向器１１・・・マイクロチャンネルプレ
ート１２・・・電源　　　　　　１３・・・・電源２０
・・・対物レンズ　　　２１・・・ステージ２２・・・
絶縁碍子　　　　２３・・・ターゲット２４・・・電源
　　　　　　２５・・・偏向器２６・・・シールド電極
　　２７・・・偏向増幅器特許出願人　　日　　本　　
電　　子　　株　　式　　会　　礼式　　理　　人　　
　　　弁理士　　　　　井　　島　　藤　　治外１名第５区

Claims

【特許請求の範囲】

　荷電粒子ビーム発生源と、該発生源から発生し、加速
された荷電粒子ビームを集束するレンズと、該集束レン
ズと荷電粒子ビームが照射されるターゲットとの間に荷
電粒子ビームの減速電場を発生させる手段とを備えた荷
電粒子ビーム装置において、該集束レンズとターゲット
との間に、その表面が高抵抗材料で形成された８本の偏
向電極を配置し、夫々の偏向電極の一端を減速電場の高
電圧側に接続し、他端を接地側に接続し、接地側の端部
に偏向信号を供給するように構成したことを特徴とする
荷電粒子ビーム装置。