JPH0661126A - Electron beams device and orifice forming method - Google Patents

Electron beams device and orifice forming method

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JPH0661126A
JPH0661126A JP4209072A JP20907292A JPH0661126A JP H0661126 A JPH0661126 A JP H0661126A JP 4209072 A JP4209072 A JP 4209072A JP 20907292 A JP20907292 A JP 20907292A JP H0661126 A JPH0661126 A JP H0661126A
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JP
Japan
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electron
orifice
electron beam
emitted
chamber
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JP4209072A
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Japanese (ja)
Inventor
Ichiro Honjo
一郎 本荘
Takao Taguchi
考雄 田口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0661126A publication Critical patent/JPH0661126A/en
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Abstract

PURPOSE:To enable the electron beams to be stably emitted while constantly substaining electron emitters at high vacuum degree in relation to the electron beam device capable of performing the steps such as exposure, lithography, inspection, etc., using electron beams. CONSTITUTION:The first orifice plate 54a wherein an orifice 63a is formed is provided in the paths of electron beams 62 beneath at electron emitter 56. This orifice perforated by the electron beams 62 in the same diameter as that of the electron beams 62 is to be formed in the specific number in the aligned state with the electron beams 62.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電子ビームを用いて露
光、描画、検査等を行う電子ビーム装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam apparatus for performing exposure, drawing, inspection, etc. using an electron beam.

【0002】近年、電子ビーム装置は、検査すべき情報
量の増大や描画すべきパターンの迅速性に応じて多数の
電子ビームを配列して並列に処理させるマルチ電子ビー
ム方式のものの開発が進められている。
In recent years, as an electron beam apparatus, development of a multi-electron beam type apparatus in which a large number of electron beams are arranged and processed in parallel in accordance with an increase in the amount of information to be inspected and the speed of a pattern to be drawn is being advanced. ing.

【0003】そのためには、電子ビームの安定放出を行
う必要があり、電子ビーム放出用の多数のオリフィスが
形成され、ビーム放出の電子エミッタを常に高真空に保
持しておく必要がある。
For that purpose, it is necessary to perform stable electron beam emission, a large number of orifices for electron beam emission are formed, and it is necessary to keep the electron emitter for beam emission always in a high vacuum.

【0004】[0004]

【従来の技術】従来、半導体装置における検査技術は、
回路パターンの微細化に伴い、微小な欠陥検出に電子ビ
ームが使用されてきている。この場合、検査すべき情報
量の急速な増大に対して単一の電子ビームの順次動作で
は、信号が時系列で逐一検出されて信号処理系への画像
情報の伝達に時間を要し、ひいては検査に長時間を要す
る。このため、多数の電子ビームを配して並列に信号取
得及び信号処理を進めるというマルチ電子ビーム方式の
電子ビーム装置が提案されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, the inspection technology for semiconductor devices is
With the miniaturization of circuit patterns, electron beams have been used for detecting minute defects. In this case, in the sequential operation of a single electron beam against the rapid increase in the amount of information to be inspected, it takes time to transmit the image information to the signal processing system because signals are detected one by one in time series, and The inspection takes a long time. For this reason, a multi-electron beam type electron beam apparatus has been proposed in which a large number of electron beams are arranged and signal acquisition and signal processing are carried out in parallel.

【0005】また、このマルチ電子ビーム方式で描画を
行う場合、大容量のパターンデータを多数同時に照射す
ることにより、迅速に描画を行うことができ、スループ
ットを向上させることができる。
Further, in the case of drawing by the multi-electron beam method, it is possible to perform drawing rapidly by irradiating a large amount of pattern data of a large amount at the same time, and it is possible to improve the throughput.

【0006】ここで、図7に、従来の多数ビーム方式の
電子ビーム装置の構成図を示す。
FIG. 7 shows a block diagram of a conventional multi-beam type electron beam apparatus.

【0007】図7(A)の電子ビーム装置11は、電子
ビーム発生部12、試料部13、信号処理部14、及び
電源15より構成される。電子ビーム発生部12は、複
数の電子エミッタ及びこの電子エミッタより放出される
電子ビームの集束、偏向を行う電子光学部21と、2次
電子(又は反射電子)を検出する検出部22とを有し
(図7(B)において説明する)、電子ビームの集束、
偏向の調整を行う微調整回路23を有する。この場合、
検出部22による検出信号は信号処理部14に送られ
る。
The electron beam apparatus 11 shown in FIG. 7A is composed of an electron beam generating section 12, a sample section 13, a signal processing section 14, and a power supply 15. The electron beam generator 12 includes a plurality of electron emitters, an electron optical unit 21 that focuses and deflects an electron beam emitted from the electron emitters, and a detector 22 that detects secondary electrons (or reflected electrons). Focusing on the electron beam (described in FIG. 7B),
It has a fine adjustment circuit 23 for adjusting the deflection. in this case,
The detection signal from the detection unit 22 is sent to the signal processing unit 14.

【0008】また、電子光学部21からの複数の電子ビ
ームが試料室13の試料上に照射される。
Further, a plurality of electron beams from the electron optical section 21 irradiate the sample in the sample chamber 13.

【0009】ここで、電子光学部21及び検出部22
は、図7(B)に示すように、2次元的に複数配列され
た微小冷陰極(マイクロエミッタアレイ)を電子エミッ
タ31として、ここから放出される電子ビームが、静電
レンズ集束電極32により集束され、偏向電極33より
偏向されて試料面(34)上で走査される。そして、試
料面からの2次電子又は反射電子を検出部22により検
出するものである。
Here, the electron optical section 21 and the detection section 22
As shown in FIG. 7B, the two-dimensionally arrayed micro cold cathodes (micro emitter arrays) serve as electron emitters 31, and the electron beams emitted from the electron emitters 31 are caused by the electrostatic lens focusing electrodes 32. It is focused, deflected by the deflection electrode 33, and scanned on the sample surface (34). Then, the detection unit 22 detects secondary electrons or reflected electrons from the sample surface.

【0010】ところで、上述の電子エミッタ31として
用いる微小冷陰極は電界放射型電子銃として動作するも
ので、熱陰極型と異なり、高密度の空間電荷を期待でき
ず、陰極表面の吸着原子や分子による仕事関数の微妙な
変化や、陰極近傍で電離されたイオンが陰極を衝撃する
ことによる表面形状の変化等によって、放射電流が不安
定であるという欠点を持っている。従って、通常の電界
放射型電子銃は、イオン衝撃を軽減する為に高真空(1
-9〜10-10 Torr)に保持されている。
By the way, the micro cold cathode used as the electron emitter 31 operates as a field emission type electron gun, and unlike the hot cathode type, a high-density space charge cannot be expected, and adsorbed atoms or molecules on the cathode surface are not expected. Has a drawback that the emission current is unstable due to a delicate change in the work function due to, a change in the surface shape due to the impact of ions ionized in the vicinity of the cathode on the cathode, and the like. Therefore, a normal field emission electron gun has a high vacuum (1
It is held at 0 -9 to 10 -10 Torr).

【0011】通常、走査電子顕微鏡や電子ビーム描画装
置の試料室の真空度は約10-6Torr台であり、電子銃室
の高真空度を保持するために差動排気システムを構成し
ている。
Usually, the vacuum degree of the sample chamber of a scanning electron microscope or an electron beam drawing apparatus is on the order of 10 -6 Torr, and a differential evacuation system is configured to maintain a high vacuum degree of the electron gun chamber. .

【0012】ここで、図8に、従来の差動排気システム
を説明するための図を示す。
FIG. 8 shows a diagram for explaining a conventional differential pumping system.

【0013】図8は一本の電子ビームを放出する場合を
示したもので多数ビームに対しても同様の原理である。
図8において、電子銃室41と試料室42とが連通され
ており、電子銃室41をイオンポンプ43が真空状態と
し、試料室42をターボポンプ44が真空状態とする。
FIG. 8 shows the case where a single electron beam is emitted, and the same principle applies to multiple beams.
In FIG. 8, the electron gun chamber 41 and the sample chamber 42 are communicated with each other, the electron gun chamber 41 is in the vacuum state by the ion pump 43, and the sample chamber 42 is in the vacuum state by the turbo pump 44.

【0014】電子銃室41の電子エミッタ45から放出
される電子ビームは、陽極(アノード)の孔46a、レ
ンズ47a、コンデンサ絞りの孔46b、レンズ47
b、対物絞りの孔46c、及び偏向器47cを通って試
料室42まで導かれる。すなわち、ビーム通路(47
a,〜47c)と孔(46a〜46c)が「導管」と
「オリフィス」という排気コンダクタンスを形成しして
差動排気システムが構成されることにより、電子銃室4
1より試料室42内の真空度が低くても、電子銃室41
内の高真空度を保持することができるものである。
The electron beam emitted from the electron emitter 45 of the electron gun chamber 41 has an anode hole 46a, a lens 47a, a condenser diaphragm hole 46b, and a lens 47.
It is guided to the sample chamber 42 through b, the aperture 46c of the objective diaphragm, and the deflector 47c. That is, the beam passage (47
a) -47c) and the holes (46a-46c) form exhaust conductances of "conduit" and "orifice" to form a differential exhaust system, and thus the electron gun chamber 4
1, the electron gun chamber 41
The high vacuum inside can be maintained.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかし、図7に示すよ
うなマルチ電子ビーム方式の電子ビーム装置11では、
ビーム通路が短かく、静電レンズ集束電極32を配した
場合であってもビーム集束特性を向上させるために、位
置決め等の問題でレンズ口径をビーム径よりもある程度
大きなものを用いる必要があり、オリフィスとしての機
能に限度がある。また、薄膜でレンズを構成する場合
は、各電極の機械的保持用に絶縁物をレンズ開口径と同
程度にする必要も生じ、オリフィスとしての機能ではな
く、導管の機能となってコンダクタンスが大きくなり圧
力比(真空度比)を大きくできないという問題がある。
However, in the multi-electron beam type electron beam apparatus 11 as shown in FIG.
Even if the electrostatic lens focusing electrode 32 is arranged because the beam path is short, in order to improve the beam focusing characteristics, it is necessary to use a lens aperture that is somewhat larger than the beam diameter due to problems such as positioning. There is a limit to the function as an orifice. Also, when a lens is made of a thin film, it is necessary to make the insulator approximately the same as the lens aperture diameter for mechanical holding of each electrode, and it becomes a conduit function rather than an orifice function, resulting in a large conductance. There is a problem that the pressure ratio (vacuum degree ratio) cannot be increased.

【0016】そこで、本発明は上記課題に鑑みなされた
もので、電子エミッタを常に高真空に保持し、電子ビー
ムの安定放出を行う電子ビーム装置を提供することを目
的とする。
Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an electron beam apparatus which always holds an electron emitter in a high vacuum and stably emits an electron beam.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記課題は、試料室に連
通する電子銃室に、所定数の電子放出部が設けられ、該
電子放出部よりビームを該試料室の試料に照射する電子
ビーム装置において、前記ビームの通路中の所定位置
に、該ビームの照射により穿孔されて、該ビームと同径
であって、該ビームに対して位置決めされたオリフィス
が所定数形成された所定数のオリフィス板を設けること
により解決される。
The above object is to provide an electron beam for irradiating a sample in the sample chamber with a predetermined number of electron emitting parts provided in an electron gun chamber communicating with the sample chamber. In the device, a predetermined number of orifices formed by irradiating the beam at a predetermined position in the passage of the beam, having the same diameter as the beam, and forming a predetermined number of orifices positioned with respect to the beam. It is solved by providing a plate.

【0018】また、オリフィス形成方法として、該ビー
ムの通路中の所定位置に、該ビームにより穿孔される所
定材料のオリフィス板を所定数位置させ、該オリフィス
板に該ビームを照射して穿孔することにより、該ビーム
と同径であって該ビームに対して位置決めされたオリフ
ィスを形成する。
As a method of forming an orifice, a predetermined number of orifice plates of a predetermined material to be perforated by the beam are positioned at a predetermined position in the path of the beam, and the orifice plate is irradiated with the beam to perforate. Thereby forming an orifice having the same diameter as the beam and positioned with respect to the beam.

【0019】[0019]

【作用】上述のように、電子銃室より放出されるビーム
の通路中の所定位置に、該ビームを通過させるオリフィ
スが形成された所定数のオリフィス板が設けられる。オ
リフィスは、位置させたオリフィス板にビームを照射し
て穿孔させたものである。
As described above, at a predetermined position in the passage of the beam emitted from the electron gun chamber, a predetermined number of orifice plates having orifices for passing the beam are provided. The orifice is obtained by irradiating the positioned orifice plate with a beam to perforate it.

【0020】従って、オリフィスは、ビームと同径であ
って、該ビームに対して既に位置決めされた状態で形成
されることになる。
Therefore, the orifice has the same diameter as the beam and is formed in a state where it is already positioned with respect to the beam.

【0021】これにより、多数ビームを用いる場合に、
オリフィスが多数形成されても、電子放出部と試料室と
の真空度の差を設けることが可能となる。すなわち、電
子放出部を常に高真空に保持し、ビームの安定放出を図
ることが可能となる。
As a result, when a large number of beams are used,
Even if a large number of orifices are formed, it is possible to provide a difference in vacuum degree between the electron emitting portion and the sample chamber. That is, it is possible to always maintain the electron emitting portion in a high vacuum and to stably emit the beam.

【0022】[0022]

【実施例】図1に、本発明の一実施例の構成図を示す。
図1の電子ビーム装置51において、電子銃室52と、
試料室53とが連通する。電子銃室52内には第1のオ
リフィス板54aが設けられ、電子銃室52と試料室5
3との境界部分に第2のオリフィス板54bが設けられ
る。電子銃室52及び試料室には、それぞれイオンポン
プやターボポンプ等の真空排気ポンプ55a,55bが
連通して各室内を真空状態とする。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows a block diagram of an embodiment of the present invention.
In the electron beam device 51 of FIG. 1, an electron gun chamber 52,
It communicates with the sample chamber 53. A first orifice plate 54a is provided in the electron gun chamber 52, and the electron gun chamber 52 and the sample chamber 5 are provided.
The second orifice plate 54b is provided at the boundary with the third orifice plate 54b. Vacuum exhaust pumps 55a and 55b such as ion pumps and turbo pumps are connected to the electron gun chamber 52 and the sample chamber, respectively, so that the chambers are evacuated.

【0023】電子銃室52には、電子放出部である微小
冷陰極(エミッタアレイ)を電子エミッタ56として、
2次元的に複数配列(1個でもよい)される。電子エミ
ッタ56の下方には、ビーム引き出し用の電極として陽
極(アノード)57が配置され、アノード57の下方
に、第1のオリフィス板54a、静電レンズ集束電極5
8、偏向電極59、及び検出器60が順次設けられる。
なお、第1のオリフィス板54a、とアノード57との
間には、加速電極61が設けられる。
In the electron gun chamber 52, a minute cold cathode (emitter array) which is an electron emitting portion is used as an electron emitter 56.
A plurality of two-dimensionally arranged (may be one). An anode (anode) 57 is arranged below the electron emitter 56 as an electrode for extracting a beam, and below the anode 57, the first orifice plate 54a and the electrostatic lens focusing electrode 5 are arranged.
8, the deflection electrode 59, and the detector 60 are sequentially provided.
An acceleration electrode 61 is provided between the first orifice plate 54a and the anode 57.

【0024】ここで、図2に、図1のオリフィス板を説
明するための図を示す。図2において、電子エミッタ5
6から放出される電子はある広がりを有していることか
ら、アノード57と加速電極61とで2枚の平行平板レ
ンズを構成させることで、第1のオリフィス板54a上
で電子ビーム62を細く絞ったクロスオーバーを形成す
ることが可能となる。
Here, FIG. 2 shows a diagram for explaining the orifice plate of FIG. In FIG. 2, the electron emitter 5
Since the electrons emitted from 6 have a certain spread, the anode 57 and the accelerating electrode 61 constitute two parallel plate lenses, so that the electron beam 62 is narrowed on the first orifice plate 54a. It is possible to form a narrowed crossover.

【0025】この場合、後述するが、第1のオリフィス
板54aに電子ビーム62により形成されるオリフィス
63aは、例えば1μm径の大きさに穿孔することがで
きる。
In this case, as will be described later, the orifice 63a formed by the electron beam 62 in the first orifice plate 54a can be perforated to have a diameter of 1 μm, for example.

【0026】このように、オリフィス63aを、電子ビ
ーム56(アノード57)の下方に配置することによ
り、その前後領域の真空度の差によるコンダクタンスを
小さくすることができ、大きな圧力差(真空度の差)を
確保することができる。
By arranging the orifice 63a below the electron beam 56 (anode 57) as described above, the conductance due to the difference in vacuum degree in the front and rear regions can be reduced, and a large pressure difference (vacuum degree Difference) can be secured.

【0027】例えば、従来のように電子ビームとの位置
決めを考慮してオリフィスの径を大きく形成し、これを
1000個形成するとコンダクタンスは1000倍とな
って圧力比が〜4×10-2となり、電子エミッタ部分の
真空度が10-8Torr台となる。そこで、第1のオリフィ
ス板54aに、1μm径のオリフィス63aを1000
個形成する場合、前後領域の圧力比が〜4×10-4とな
り、電子エミッタ56部分の真空度を〜10-10 Torr台
とすることができる。
For example, if the diameter of the orifice is made large in consideration of the positioning with the electron beam as in the conventional case, and 1000 of these are formed, the conductance becomes 1000 times and the pressure ratio becomes to 4 × 10 -2 . The degree of vacuum of the electron emitter is on the order of 10 -8 Torr. Therefore, the first orifice plate 54a is provided with 1000 μm of orifices 63a having a diameter of 1 μm.
In the case of individual formation, the pressure ratio in the front and rear regions is up to 4 × 10 −4 , and the degree of vacuum in the electron emitter 56 portion can be in the order of −10 −10 Torr.

【0028】また、図1における第2のオリフィス板5
4bにおいても第1のオリフィス板54aと同様に、各
電子エミッタ56から放出される電子ビーム62に対応
して複数のオリフィス63bが形成される。
Further, the second orifice plate 5 in FIG.
Also in 4b, a plurality of orifices 63b are formed corresponding to the electron beams 62 emitted from each electron emitter 56, similarly to the first orifice plate 54a.

【0029】この場合、電子ビーム62は、試料室53
の試料に合焦されることから、第2のオリフィス板54
b上に形成されるオリフィス63bは、電子ビーム62
と同径で広がりを有しており、例えば数μm〜数十μm
に形成される。
In this case, the electron beam 62 is emitted from the sample chamber 53.
Since the sample is focused on, the second orifice plate 54
An orifice 63b formed on the
It has the same diameter and a spread, for example, several μm to several tens of μm
Is formed.

【0030】このように、第2のオリフィス板54b
を、電子銃室52と試料室53との境界部分に設けるこ
とにより、電子エミッタ56のみならず、静電レンズ集
束電極58等の電子光学系をも高真空に保持することが
でき、各電極への電子ビーム照射による炭化物等の汚染
を防止することができる。
Thus, the second orifice plate 54b
Is provided at the boundary between the electron gun chamber 52 and the sample chamber 53, it is possible to maintain not only the electron emitter 56 but also the electron optical system such as the electrostatic lens focusing electrode 58 in a high vacuum. It is possible to prevent the contamination of carbides and the like due to the irradiation of the electron beam on the surface.

【0031】なお、図1の電子ビーム装置51では、第
1及び第2のオリフィス板54a,54bの両方を設け
た場合を示しているが、一方のみを設けてもよい。
Although the electron beam apparatus 51 of FIG. 1 shows a case where both the first and second orifice plates 54a and 54b are provided, only one of them may be provided.

【0032】そこで、図3に、図1のオリフィス作用を
説明するための図を示す。図3(A),(B)におい
て、いま、オリフィス63a(63b)の面積をA〔m
2 〕とすると、排気コンダクタンス(C)は116×1
5 ・A〔l/s〕となり、排気速度S〔l/s〕の場
合に圧力比P1 /P0 がC/(C+S)となる。例え
ば、10μm径のオリフィス63a(64b)として排
気速度を1〔l/s〕とすると、圧力比P1 /P0 が〜
4×10-5となり、試料室53側が約10-6Torr台の真
空度であっても電子エミッタ56部分を〜10-11 Torr
台の真空度を保つことができる。
Therefore, FIG. 3 shows a diagram for explaining the orifice action of FIG. 3A and 3B, the area of the orifice 63a (63b) is now A [m
2 ], the exhaust conductance (C) is 116 × 1
0 5 · A [l / s], and the pressure ratio P 1 / P 0 in the case of pumping speed S [l / s] becomes C / (C + S). For example, when the exhaust rate is 1 [l / s] for the orifice 63a (64b) having a diameter of 10 μm, the pressure ratio P 1 / P 0 is
It becomes 4 × 10 −5 , and even if the sample chamber 53 side has a degree of vacuum of about 10 −6 Torr, the electron emitter 56 portion is about 10 −11 Torr.
The vacuum degree of the table can be maintained.

【0033】ところで、図1における真空排気ポンプ5
5a,55bは小さなものでも数十〔l/s〕の排気速
度(S0 )を有するが、電子エミッタ56の構造自体が
排気コンダクタンスを形成し、これをC1 とする場合の
有効排気速度が、1/S1 =(1/C1 )+(1/
0 )と小さくなる。
By the way, the vacuum exhaust pump 5 in FIG.
Although 5a and 55b have a small pumping speed (S 0 ) of several tens [l / s], the structure of the electron emitter 56 itself forms a pumping conductance, and the effective pumping speed when this is C 1 is , 1 / S 1 = (1 / C 1 ) + (1 /
It becomes as small as S 0 ).

【0034】ここで、図4に、多数オリフィスの作用を
説明するための図を示す。図4のようにオリフィス64
を多数形成するとC1 が各オリフィスのCの和となって
排気し易く有効排気速度の減少を防止することができ
る。この結果として、上述の場合の排気速度を1〔l/
s〕としたものである。
Here, FIG. 4 shows a diagram for explaining the operation of the multiple orifices. Orifice 64 as shown in FIG.
When a large number of C is formed, C 1 becomes the sum of C of each orifice, and it is easy to exhaust the gas, and it is possible to prevent the effective exhaust speed from decreasing. As a result, the pumping speed in the above case is 1 [l / l
[s].

【0035】このように、各電子エミッタ56を常に高
真空に保持することができ、電子ビーム62の安定放出
を行うことができる。
In this way, each electron emitter 56 can always be maintained in a high vacuum, and the electron beam 62 can be stably emitted.

【0036】次に、図5に、オリフィス形成を説明する
ための図を示す。なお、ここでは第1のオリフィス板5
4aについてのオリフィス形成を示すが、第2のオリフ
ィス板54bについても同様である。
Next, FIG. 5 shows a diagram for explaining the orifice formation. In addition, here, the first orifice plate 5
Although the orifice formation for 4a is shown, the same applies to the second orifice plate 54b.

【0037】まず、図5(A)において、本来第1のオ
リフィス板54aを設ける位置に、未だオリフィスが形
成されていない状態で位置させる。第1のオリフィス板
54aは、例えば薄膜化したシリコン等のオリフィス板
54a1 上にレジスト54a 2 が塗布されたものであ
る。そこで、電子エミッタ56より電子ビーム62を第
1のオリフィス板54aに照射して露光を行う。この後
の処理は、通常プロセスと同様にレジストマスクにシリ
コンのオリフィス板をエッチングして穿孔する。また、
図5(B)に示すように、第1のオリフィス54a上に
塩素系のエッチング性ガスを封入することにより、露光
部分を電子ビームアシストエッチングにより穿孔してオ
リフィス63aを形成するものである。
First, in FIG. 5A, originally, the first
The orifice is still formed at the position where the refill plate 54a is provided.
Position it in the unmade state. First orifice plate
54a is an orifice plate made of, for example, thin film silicon
54a1Resist 54a on top 2Is applied
It Therefore, the electron beam 62 is first emitted from the electron emitter 56.
Exposure is performed by irradiating the first orifice plate 54a. After this
The resist mask is processed in the same way as the normal process.
Etch and punch the orifice plate of Con. Also,
As shown in FIG. 5B, on the first orifice 54a,
Exposure by enclosing a chlorine-based etching gas
The part is punched by electron beam assisted etching.
The refill 63a is formed.

【0038】これにより、第1のオリフィス板54aに
は、各電子ビーム62(電子エミッタ56)の間隔で、
電子ビーム62と同径のオリフィス63aを形成するこ
とができる。また、この場合、オリフィス63aの位置
は、当該電子ビーム62で形成されることから必然的に
位置決めされた状態で形成されるものである。
As a result, at the first orifice plate 54a, at intervals of the respective electron beams 62 (electron emitters 56),
An orifice 63a having the same diameter as the electron beam 62 can be formed. Further, in this case, since the orifice 63a is formed by the electron beam 62, it is inevitably positioned.

【0039】次に、図6に、図5の他のオリフィス形成
を説明するための図を示す。図6では、電子エミッタ5
6とアノード57に印加する電圧の極性を逆転させて、
アノード57側を負電位として電子エミッタ56近傍に
ヘリウム(He)、アルゴン(Ar)等の不活性ガスを
封入させるものである。
Next, FIG. 6 shows a diagram for explaining another orifice formation in FIG. In FIG. 6, the electron emitter 5
6 and the polarity of the voltage applied to the anode 57 are reversed,
The anode 57 side is set to a negative potential and an inert gas such as helium (He) or argon (Ar) is sealed near the electron emitter 56.

【0040】例えば、Arガスを封入すると、ヘリウム
原子は、電子エミッタ56の先端付近の逆電界で電離さ
れて正に帯電し、アノード57の負電位に感じてイオン
ビームとして放出される。すなわち、電子ビームの代り
にヘリウムイオンビーム64が放出される状態となる。
For example, when Ar gas is filled, the helium atoms are ionized by the reverse electric field in the vicinity of the tip of the electron emitter 56 to be positively charged, and are sensed at the negative potential of the anode 57 to be emitted as an ion beam. That is, the helium ion beam 64 is emitted instead of the electron beam.

【0041】このアルゴンイオンビーム64は、電子ビ
ームと異なり質量が大きく、運動量を有するもので、こ
れを照射することにより、オリフィス板を物理的に削り
取ってオリフィス63aを形成するものである。この方
法によってもオリフィス63aの位置と電子ビーム62
位置、及びオリフィス63aの径と電子ビーム62の径
の整合を同時に取ることができるものである。
Unlike the electron beam, the argon ion beam 64 has a large mass and momentum, and by irradiating the argon ion beam 64, the orifice plate is physically scraped off to form the orifice 63a. Also by this method, the position of the orifice 63a and the electron beam 62
The position and the diameter of the orifice 63a and the diameter of the electron beam 62 can be matched at the same time.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ビームの
通路中の所定位置に、該ビームの照射により穿孔された
オリフィスを所定数形成したオリフィス板を設けること
により、電子放出部を常に高真空に保持することがで
き、ビームの安定放出を行うことができ、ひいては高速
度のパターン検査又は高分解能の描画を高速に行うこと
ができる。
As described above, according to the present invention, by providing an orifice plate in which a predetermined number of orifices perforated by irradiation of the beam are formed at a predetermined position in the path of the beam, the electron emitting portion is always maintained. It can be kept in a high vacuum, stable emission of the beam can be performed, and thus high-speed pattern inspection or high-resolution writing can be performed at high speed.

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

【図1】本発明の一実施例の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

【図2】図1のオリフィス板を説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining the orifice plate of FIG.

【図3】図1のオリフィス作用を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining an orifice action of FIG.

【図4】多数のオリフィスの作用を説明するための図で
ある。
FIG. 4 is a diagram for explaining the action of multiple orifices.

【図5】図1のオリフィス形成を説明するための図であ
る。
FIG. 5 is a diagram for explaining formation of the orifice in FIG.

【図6】図5の他のオリフィス形成を説明するための図
である。
FIG. 6 is a view for explaining another orifice formation of FIG.

【図7】従来の多数ビーム方式の電子ビーム装置の構成
図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional multi-beam electron beam apparatus.

【図8】従来の差動排気システムを説明するための図で
ある。
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional differential pumping system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

51 電子ビーム装置 52 電子銃室 53 試料室 54a,54b 第1及び第2のオリフィス板 55a,55b 真空排気ポンプ 56 電子エミッタ 57 アノード 58 静電レンズ集束電極 59 偏向器 60 検出器 61 加速電極 62 電子ビーム 63a,63b,64 オリフィス 51 electron beam device 52 electron gun chamber 53 sample chamber 54a, 54b first and second orifice plates 55a, 55b vacuum exhaust pump 56 electron emitter 57 anode 58 electrostatic lens focusing electrode 59 deflector 60 detector 61 acceleration electrode 62 electron Beam 63a, 63b, 64 Orifice

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 37/18 37/305 9172−5E ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display location H01J 37/18 37/305 9172-5E

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 試料室(53)に連通する電子銃室(5
2)に、所定数の電子放出部(56)が設けられ、該電
子放出部(56)よりビーム(62)を該試料室(5
3)の試料に照射する電子ビーム装置において、 前記ビーム(62)の通路中の所定位置に、該ビーム
(62,64)の照射により穿孔されて、該ビーム(6
2,64)と同径であって、該ビーム(62,64)に
対して位置決めされたオリフィス(63)が所定数形成
された所定数のオリフィス板(54a,54b)を設け
ることを特徴とする電子ビーム装置。
1. An electron gun chamber (5) communicating with the sample chamber (53)
2) is provided with a predetermined number of electron emitting portions (56), and a beam (62) is emitted from the electron emitting portions (56) into the sample chamber (5).
In the electron beam device for irradiating the sample of 3), the beam (6) is pierced at a predetermined position in the passage of the beam (62) by irradiation of the beam (62, 64).
2, 64) and a predetermined number of orifice plates (54a, 54b) having a predetermined number of orifices (63) positioned with respect to the beams (62, 64). Electron beam device.
【請求項2】 前記オリフィス板(54a)を、前記電
子放出部の下方に設けることを特徴とする請求項1記載
の電子ビーム装置。
2. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the orifice plate (54a) is provided below the electron emitting portion.
【請求項3】 前記オリフィス板(54b)を、前記電
子銃室(52)と前記試料室(53)との境界部分に設
けることを特徴とする請求項1又は2記載の電子ビーム
装置。
3. The electron beam apparatus according to claim 1, wherein the orifice plate (54b) is provided at a boundary portion between the electron gun chamber (52) and the sample chamber (53).
【請求項4】 試料室(53)に連通する電子銃室(5
2)に、所定数の電子放出部(56)が設けられ、該電
子放出部(56)よりビーム(62)を該試料室(5
3)の試料に照射する電子ビーム装置(51)の該電子
銃室(52)に、オリフィス(63a,63b)を形成
するオリフィス形成方法において、 前記ビーム(62)の通路中の所定位置に、該ビーム
(62,64)により穿孔される所定材料の所定数のオ
リフィス板(54a,54b)を位置させる工程と、 該オリフィス板(54a,54b)に該ビーム(62,
64)を照射して穿孔することにより、該ビーム(6
2,64)と同径であって、該ビーム(62,64)に
対して位置決めされたオリフィス(63a,63b)を
形成する工程と、 を含むことを特徴とするオリフィス形成方法。
4. An electron gun chamber (5) communicating with the sample chamber (53)
2) is provided with a predetermined number of electron emitting portions (56), and a beam (62) is emitted from the electron emitting portions (56) into the sample chamber (5).
3) An orifice forming method of forming orifices (63a, 63b) in the electron gun chamber (52) of an electron beam device (51) for irradiating a sample, comprising: a predetermined position in a passage of the beam (62); Positioning a predetermined number of orifice plates (54a, 54b) of a predetermined material to be perforated by the beams (62, 64), and the beam (62, 54b) on the orifice plates (54a, 54b).
64) by irradiating and puncturing the beam (6
2, 64), and forming an orifice (63a, 63b) having the same diameter as that of the beam (62, 64) and positioned with respect to the beam (62, 64).
【請求項5】 前記電子放出部(56)に活性ガスを導
入させて電子ビーム(62)を放出して前記オリフィス
板(54a,54b)に照射し、電子ビームアシストエ
ッチングにより該オリフィス(63a,63b)を形成
することを特徴とする請求項4記載のオリフィス形成方
法。
5. An electron beam (62) is emitted by introducing an active gas into the electron emitting portion (56) to irradiate the orifice plate (54a, 54b), and the orifice (63a, 54a, 54b) is subjected to electron beam assisted etching. 63b) is formed, The orifice formation method of Claim 4 characterized by the above-mentioned.
【請求項6】 前記電子放出部(56)に不活性ガスを
導入させて電界電離イオンビーム(64)を放出させ、
該電界電離イオンビーム(64)を前記オリフィス板
(54a,54b)に照射して前記オリフィス(63
a,63b)を形成することを特徴とする請求項4記載
のオリフィス形成方法。
6. A field ionization ion beam (64) is emitted by introducing an inert gas into the electron emission portion (56),
The electric field ionization ion beam (64) is applied to the orifice plates (54a, 54b) so that the orifice (63
5. The method for forming an orifice according to claim 4, wherein a, 63b) are formed.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09304040A (en) * 1996-05-13 1997-11-28 Hitachi Ltd Pattern inspection method and apparatus by elector beam
WO2002041354A1 (en) * 2000-11-16 2002-05-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Multi-beam lithography apparatus provided with a differential vacuum system
NL1034588C2 (en) * 2006-10-30 2010-09-21 Ims Nanofabrication Gmbh DEVICE FOR ILLUMINATING WITH LOADED PARTICLES.

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