JPS5853466B2 - 荷電粒子ビ−ム集束偏向装置 - Google Patents
荷電粒子ビ−ム集束偏向装置Info
- Publication number
- JPS5853466B2 JPS5853466B2 JP15114477A JP15114477A JPS5853466B2 JP S5853466 B2 JPS5853466 B2 JP S5853466B2 JP 15114477 A JP15114477 A JP 15114477A JP 15114477 A JP15114477 A JP 15114477A JP S5853466 B2 JPS5853466 B2 JP S5853466B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deflection
- electrodes
- electrode
- focusing
- charged particle
- 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
Links
Landscapes
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電磁レンズ系と静電偏向系とを有する荷電粒
子ビーム集束偏向装置に関するものである。
子ビーム集束偏向装置に関するものである。
一般に、荷電粒子ビームC以下、単に「ビーム」という
)の集束偏向装置は、ブラウン管、テレビ撮像管をはじ
め、電子ビーム加工機、電子ビーム露光装置、走査型電
子顕微鏡、イオン注入装置などに広く利用されている。
)の集束偏向装置は、ブラウン管、テレビ撮像管をはじ
め、電子ビーム加工機、電子ビーム露光装置、走査型電
子顕微鏡、イオン注入装置などに広く利用されている。
本発明の目的はこれらの分野に用いられているビーム集
束偏向装置で問題となるビームのターゲツト面への斜入
射の回避と偏向に伴う収差(すなわち色収差、歪曲収差
、非点収差、コマ収差、像面湾曲収差)の排除とを動的
補正(Dynamiccorrect 1on)によら
ず静的に行うビーム集束偏向装置を提供することである
。
束偏向装置で問題となるビームのターゲツト面への斜入
射の回避と偏向に伴う収差(すなわち色収差、歪曲収差
、非点収差、コマ収差、像面湾曲収差)の排除とを動的
補正(Dynamiccorrect 1on)によら
ず静的に行うビーム集束偏向装置を提供することである
。
従来、ビームの斜入射は、例えば第1図に示すように、
偏向手段DMとは逆方向へビームを偏向させる偏向手段
DSを設けこの偏向手段DSヘビームをターゲットSに
垂直に入射せしめるに必要な補正信号を加えることによ
り解決していた。
偏向手段DMとは逆方向へビームを偏向させる偏向手段
DSを設けこの偏向手段DSヘビームをターゲットSに
垂直に入射せしめるに必要な補正信号を加えることによ
り解決していた。
又偏向に伴って生じる収差については、すべての収差成
分を減少するように偏向の程度に応じて変化する補正信
号を集束レンズ系、偏向系又は補正コイルに加えること
により収差を減少せしめるようにしてきた。
分を減少するように偏向の程度に応じて変化する補正信
号を集束レンズ系、偏向系又は補正コイルに加えること
により収差を減少せしめるようにしてきた。
又、第2図に示す如く、移動可能な電子光学的レンズM
OLを別に配置し、このレンズをビーム偏向に同期して
動かし、偏向したビームBO’をこの電子光学的レンズ
の中心軸に平行に入射せしめてレンズの焦点位置にビー
ムを集束せしめることにより、斜め入射の回避と前述の
収差のうちの色収差、歪曲収差及びコマ収差を減少させ
てしる。
OLを別に配置し、このレンズをビーム偏向に同期して
動かし、偏向したビームBO’をこの電子光学的レンズ
の中心軸に平行に入射せしめてレンズの焦点位置にビー
ムを集束せしめることにより、斜め入射の回避と前述の
収差のうちの色収差、歪曲収差及びコマ収差を減少させ
てしる。
この方法は本発明者によって開発されたもの(特開昭5
2−124873号)であるが、非点収差と像面湾曲収
差については、偏向に応じて変化する補正信号をつくり
これを偏向系に加える、いわゆる動的焦点補正(Dyn
amic Foc−us ing)と動的非点収差補正
(Dynam ic S tigm−ation)を併
用しなければならない。
2−124873号)であるが、非点収差と像面湾曲収
差については、偏向に応じて変化する補正信号をつくり
これを偏向系に加える、いわゆる動的焦点補正(Dyn
amic Foc−us ing)と動的非点収差補正
(Dynam ic S tigm−ation)を併
用しなければならない。
このように従来のビーム集束偏向装置におしては、ビー
ムの斜入射を回避し偏向に伴う各収差を排除するにはど
うしても動的補正を行わなければならない。
ムの斜入射を回避し偏向に伴う各収差を排除するにはど
うしても動的補正を行わなければならない。
ところが、この動的補正を行うには、偏向に応じて変化
する補正信号をつくる装置が複雑、高価であり、又高速
化の妨げともなり、更には安定性を悪くするなど種々の
問題があった。
する補正信号をつくる装置が複雑、高価であり、又高速
化の妨げともなり、更には安定性を悪くするなど種々の
問題があった。
本発明者等は電磁集束レンズ系と静電偏向系とを有する
ビーム集束偏向装置について、動的補正手段を講じない
でビームの斜入射の回避とビーム偏向に伴う各収差の排
除という問題を解決すべく鋭意開発研究を重ねた結果ビ
ーム集束磁界とビーム偏向電界とを同時に取り扱う場合
には、少なくとも3個の静電偏向電極をビーム投射路に
沿って電磁レンズ系の集束磁界とこれらの静電偏向電極
の偏向電界とが重なり合うように配置し、静電偏向電極
のパラメータ(電界の強さ、位置1幅、径。
ビーム集束偏向装置について、動的補正手段を講じない
でビームの斜入射の回避とビーム偏向に伴う各収差の排
除という問題を解決すべく鋭意開発研究を重ねた結果ビ
ーム集束磁界とビーム偏向電界とを同時に取り扱う場合
には、少なくとも3個の静電偏向電極をビーム投射路に
沿って電磁レンズ系の集束磁界とこれらの静電偏向電極
の偏向電界とが重なり合うように配置し、静電偏向電極
のパラメータ(電界の強さ、位置1幅、径。
回転角など)を適宜選択することにより、動的補正なし
にビームの斜入射を回避1.そしてすべての偏向収差を
排除しうろことを見出し、本発明を完成するに至った。
にビームの斜入射を回避1.そしてすべての偏向収差を
排除しうろことを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、ビームの斜入射の回避と各偏向収差の排除に
ついて収差係数の個数を考察すると系の対称性から、斜
入射、色収挙、コマ収差、非点収差、歪曲収差がそれぞ
れ2.像面湾曲収差が1゜計11の独立した収差係数を
考慮に入れる必要がある。
ついて収差係数の個数を考察すると系の対称性から、斜
入射、色収挙、コマ収差、非点収差、歪曲収差がそれぞ
れ2.像面湾曲収差が1゜計11の独立した収差係数を
考慮に入れる必要がある。
この11個の収差係数を消去するには、静電偏向系が少
なくとも11個の自由度をもち、そしてそれらを適当な
値にする必要がある。
なくとも11個の自由度をもち、そしてそれらを適当な
値にする必要がある。
一つの静電偏向電極によってコントロールできるパラメ
ータが静電界の強さA、偏向電極の幅り。
ータが静電界の強さA、偏向電極の幅り。
偏向電極の位置S、偏向電極の内径R1及び偏向電極の
基準軸の回転角θの計5とすれば、3個の静電偏向電極
を用いれば合計15の自由度が得られる。
基準軸の回転角θの計5とすれば、3個の静電偏向電極
を用いれば合計15の自由度が得られる。
そのうち1個の偏向電極における電界の強さと回転角を
基準に1.て他の偏向電極のパラメータが決定されるの
で、結局13の自由度となる。
基準に1.て他の偏向電極のパラメータが決定されるの
で、結局13の自由度となる。
したがって、少なくとも3個の静電偏向電極を用いる場
合には11個の自由度をもつことが理解される。
合には11個の自由度をもつことが理解される。
なお、製作の容易性を考慮に入れ例えば静電偏向電極の
内径を同一にする場合には、一つの静電偏向電極のパラ
メータは4となるので、上述したような必要な自由度を
得るためには4個の静電偏向電極を用いる必要がある。
内径を同一にする場合には、一つの静電偏向電極のパラ
メータは4となるので、上述したような必要な自由度を
得るためには4個の静電偏向電極を用いる必要がある。
次に、第4図に本発明の実施例を示す。
第3−1図に示すような8極の静電偏向電極を第4図に
示すようにビーム投射路に沿って電磁レンズ系(コイル
)Fの近傍(すなわち集束磁界と偏向電界が重なり合う
領域)に4〜5個配置する。
示すようにビーム投射路に沿って電磁レンズ系(コイル
)Fの近傍(すなわち集束磁界と偏向電界が重なり合う
領域)に4〜5個配置する。
Mは磁気シールド、Wは真空器壁、Bは集束磁界密度を
示す。
示す。
ビーム源GからターゲットS1での距離りを100 v
trn、ターゲツト面上でのビームの開口角(Aper
turs semi angle) 5 / 100
rad、投射像の大きさ25μm口、ビームの偏向最大
ふれ量5間、加速電圧の変動率(JV/V)10−4の
条件の下に、偏向電極のパラメータをA、S。
trn、ターゲツト面上でのビームの開口角(Aper
turs semi angle) 5 / 100
rad、投射像の大きさ25μm口、ビームの偏向最大
ふれ量5間、加速電圧の変動率(JV/V)10−4の
条件の下に、偏向電極のパラメータをA、S。
D、R,θの5つの場合と、A、S、D、θの4つの場
合について、電子計算機によるシュミレーションにより
求めた。
合について、電子計算機によるシュミレーションにより
求めた。
その結果、第1−3表を得た。
いずれもビームの斜入射と各偏向収差が著しく減少して
いる。
いる。
4個の偏向電極を用い偏向電極のパラメータが5つであ
る実施例を示す第1表については、偏向電極1の回転角
は3.14rad(1800)であり偏向電極20回転
角は−0,15rad (約00)である。
る実施例を示す第1表については、偏向電極1の回転角
は3.14rad(1800)であり偏向電極20回転
角は−0,15rad (約00)である。
従って、偏向電極1,2の基準軸を相互に正反対に配置
する代りにこれらの電極に逆向きの電圧を加えてもよい
。
する代りにこれらの電極に逆向きの電圧を加えてもよい
。
その場合には回転角を変えて配置する電極の数は3個と
なり、更に詳しくいえば特定の電極(電極1,2)に対
して他の2個の電極(電極3,4)を基準軸がそれぞれ
異なるように配置すればよい。
なり、更に詳しくいえば特定の電極(電極1,2)に対
して他の2個の電極(電極3,4)を基準軸がそれぞれ
異なるように配置すればよい。
第2表は電極個数が4個でパラメータが4つである実施
例について示し、第3表は電極個数が5個でパラメータ
が4つである実施例を示す。
例について示し、第3表は電極個数が5個でパラメータ
が4つである実施例を示す。
偏向電極の基準軸の回転角θについてみれば、第2表の
実施例では電極1と電極4とがほぼ同じであり、従って
回転角θの異なる電極の個数は3個である。
実施例では電極1と電極4とがほぼ同じであり、従って
回転角θの異なる電極の個数は3個である。
第3表の実施例では電極1と電極2とが同じであリ、従
って回転角θの異なる電極の個数は4個である。
って回転角θの異なる電極の個数は4個である。
第1ないし3表の実施例から少なくとも3個の電極につ
いては特定の電極の基準軸に対して他の2個の電極の基
準軸がそれぞれ異なる角度になるように配置される必要
があることが判る。
いては特定の電極の基準軸に対して他の2個の電極の基
準軸がそれぞれ異なる角度になるように配置される必要
があることが判る。
なお、このことは前述した本発明者の開発に係る移動レ
ンズ(Moving 0bjecion Lens)の
技術思想(すなわち集束レンズを移動させるための偏向
、移動したレンズの中心にビームを入射させるための予
備偏向、移動するレンズとの中心にビームが垂直に入射
するようにビームを偏向させるための偏向の三つの偏向
作用)からも理解されることである。
ンズ(Moving 0bjecion Lens)の
技術思想(すなわち集束レンズを移動させるための偏向
、移動したレンズの中心にビームを入射させるための予
備偏向、移動するレンズとの中心にビームが垂直に入射
するようにビームを偏向させるための偏向の三つの偏向
作用)からも理解されることである。
以上詳述し、たように、本発明にち・いては少なくとも
3個の静電偏向電極をビーム投射路に沿ってそれぞれ偏
向電界が集束磁界と重なるように配置し、しかも各偏向
電極のパラメータを適宜選択することによう、簡単な構
造の静電偏向電極を組合せることによって、動的補正手
段を構しなくても斜め入射の回避と各偏向収差の実質的
排除を達成することができ、前述した動的補正に伴う種
々の欠点を完全に回避できる。
3個の静電偏向電極をビーム投射路に沿ってそれぞれ偏
向電界が集束磁界と重なるように配置し、しかも各偏向
電極のパラメータを適宜選択することによう、簡単な構
造の静電偏向電極を組合せることによって、動的補正手
段を構しなくても斜め入射の回避と各偏向収差の実質的
排除を達成することができ、前述した動的補正に伴う種
々の欠点を完全に回避できる。
なお、静電偏向電極の基準軸は第3−2図に示しである
が、各偏向電極の基準軸の角度θをかえるには単に機械
的配置を変えるのみならず、電気的な操作によっても行
える(例えばすべての電極の基準軸の角度θを一致する
ように配置して、これら電極の各々の電極片に異なる直
流電圧を加えて基準軸を電気的に回転する)ことは明ら
かである。
が、各偏向電極の基準軸の角度θをかえるには単に機械
的配置を変えるのみならず、電気的な操作によっても行
える(例えばすべての電極の基準軸の角度θを一致する
ように配置して、これら電極の各々の電極片に異なる直
流電圧を加えて基準軸を電気的に回転する)ことは明ら
かである。
また、静電偏向電極については8極の静電偏向電極を例
にとって説明したが、4極、などその他の偏向電極を用
いる場合にも同様な効果が得られることはいう筐でもな
い。
にとって説明したが、4極、などその他の偏向電極を用
いる場合にも同様な効果が得られることはいう筐でもな
い。
更に本発明におけるビーム源Gの位置に、特開昭52−
51871号「荷電粒子ビーム投射方法」における第2
スリツトまたはその縮小投影像を配置することによシ、
同方式にも利用できる。
51871号「荷電粒子ビーム投射方法」における第2
スリツトまたはその縮小投影像を配置することによシ、
同方式にも利用できる。
第1図と第2図は従来の荷電粒子ビームの集束偏向装置
のビーム光学系を示す図、第3−1図及び第3−2図は
本発明に用いる静電偏向電極の一例を示す平面図、第4
図は本発明の荷電粒子ビーム集束偏向装置の光学系の一
例とその説明図。 図中の符号、G・・・・・・ビーム源、F・・・・・・
電磁レンズ系、S・・・・・・ターゲット、DM1〜D
M、・・・・・・静電偏向系。
のビーム光学系を示す図、第3−1図及び第3−2図は
本発明に用いる静電偏向電極の一例を示す平面図、第4
図は本発明の荷電粒子ビーム集束偏向装置の光学系の一
例とその説明図。 図中の符号、G・・・・・・ビーム源、F・・・・・・
電磁レンズ系、S・・・・・・ターゲット、DM1〜D
M、・・・・・・静電偏向系。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 荷電粒子ビーム源とビームを集束させる電磁レンズ
系とビームをターゲット上の所望位置に偏向させる静電
偏向系とを有する荷電粒子ビーム集束偏向装置において
、 前記の静電偏向系は少なぐとも3個の静電偏向電極から
成り、これらの電極はビームの投射路に沿って前記の電
磁レンズ系の集束磁界と前記の電極の電界とが重なり合
うように配置されており、前記の電極のパラメータはタ
ーゲツト面におけるビームの斜め入射とビームの収差を
減少せしめるよう選択されていることを特徴とした荷電
粒子ビーム集束偏向装置。 2 前記のパラメータが偏向電界強さ、電極の位置、電
極の幅、電極の内径及び電極の基準軸の回転角のすべて
又はいずれかであることを特徴とする特許請求の範囲第
1項に記載の荷電粒子ビーム集束偏向装置。 3 前記の静電偏向電極のうち少なくとも3個について
特定の静電偏向電極の基準軸に対し他の2個の静電偏向
電極の基準軸がそれぞれ異なる角度になるように配置さ
れていることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載
の荷電粒子ビーム集束偏向装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15114477A JPS5853466B2 (ja) | 1977-12-15 | 1977-12-15 | 荷電粒子ビ−ム集束偏向装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15114477A JPS5853466B2 (ja) | 1977-12-15 | 1977-12-15 | 荷電粒子ビ−ム集束偏向装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5482962A JPS5482962A (en) | 1979-07-02 |
JPS5853466B2 true JPS5853466B2 (ja) | 1983-11-29 |
Family
ID=15512322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15114477A Expired JPS5853466B2 (ja) | 1977-12-15 | 1977-12-15 | 荷電粒子ビ−ム集束偏向装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5853466B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL8403613A (nl) * | 1984-11-28 | 1986-06-16 | Philips Nv | Elektronenbundelinrichting en halfgeleiderinrichting voor een dergelijke inrichting. |
EP1577926A1 (en) * | 2004-03-19 | 2005-09-21 | ICT, Integrated Circuit Testing Gesellschaft für Halbleiterprüftechnik Mbh | High current density particle beam system |
JP4922747B2 (ja) * | 2006-12-19 | 2012-04-25 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビーム装置 |
-
1977
- 1977-12-15 JP JP15114477A patent/JPS5853466B2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5482962A (en) | 1979-07-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3269575B2 (ja) | 鏡補正器を有する、荷電素粒子ビーム用結像系 | |
US6191423B1 (en) | Correction device for correcting the spherical aberration in particle-optical apparatus | |
JP6490772B2 (ja) | 荷電粒子ビーム装置 | |
TWI677896B (zh) | 掃描式電子顯微鏡裝置電子束偏轉器總成 | |
US3930181A (en) | Lens and deflection unit arrangement for electron beam columns | |
JPS5871545A (ja) | 可変成形ビ−ム電子光学系 | |
US6184975B1 (en) | Electrostatic device for correcting chromatic aberration in a particle-optical apparatus | |
JP3471039B2 (ja) | 電子ビーム装置 | |
JPS61101944A (ja) | 荷電粒子ビ−ム用集束装置 | |
JPS5853466B2 (ja) | 荷電粒子ビ−ム集束偏向装置 | |
JP3400284B2 (ja) | オメガ型エネルギーフィルタ及び該フィルタを組み込んだ電子顕微鏡 | |
US4710672A (en) | Picture display device | |
JP3455006B2 (ja) | 荷電粒子ビーム装置 | |
US4798953A (en) | Electronic beam device for projecting an image of an object on a sample | |
JPS5851384B2 (ja) | 荷電粒子ビ−ムの偏向方法 | |
JPS5854784Y2 (ja) | 立体走査電子顕微鏡 | |
US4443737A (en) | Device for displaying pictures by means of a cathode-ray tube | |
JP3400285B2 (ja) | 走査型荷電粒子ビーム装置 | |
JPH0234426B2 (ja) | ||
JPS585952A (ja) | 荷電粒子集束偏向装置 | |
JPS63141247A (ja) | イオンビ−ム装置 | |
JPH0378951A (ja) | 写像型イオンマイクロアナライザ | |
JPS6269455A (ja) | 静電形集束偏向装置 | |
SU693478A1 (ru) | Электронно-оптическа система | |
JPS5923440A (ja) | 荷電粒子ビ−ム用集束偏向装置 |