JPS59103258A - 走査型荷電粒子線装置における走査方法およびその装置 - Google Patents

走査型荷電粒子線装置における走査方法およびその装置

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JPS59103258A
JPS59103258A JP21219582A JP21219582A JPS59103258A JP S59103258 A JPS59103258 A JP S59103258A JP 21219582 A JP21219582 A JP 21219582A JP 21219582 A JP21219582 A JP 21219582A JP S59103258 A JPS59103258 A JP S59103258A
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JP
Japan
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scanning
particle beam
charged particle
signal
triangular wave
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Pending
Application number
JP21219582A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Nakatsuka
中塚 秀樹
Masahiro Inoue
雅裕 井上
Kazumitsu Saburi
和充 佐分利
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Akashi Seisakusho KK
Original Assignee
Akashi Seisakusho KK
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Publication date
Application filed by Akashi Seisakusho KK filed Critical Akashi Seisakusho KK
Priority to JP21219582A priority Critical patent/JPS59103258A/ja
Publication of JPS59103258A publication Critical patent/JPS59103258A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)

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】 本発明は、走査を電子顕微鏡のごとき走査型荷電粒子線
装置における走査方法およびその装置に関する。
従来の走査型電子顕微鏡では、第1図に示すように、電
子銃1から放射された電子ビーム(荷電粒子線)2を集
束コイル3で集束し、二の集束斜tたZ方向に沿う電子
ビーム2をX方向偏向機構DXを構成する偏向コイル4
でX方向に偏向するとともに、Y方向偏向機構DYを構
成する偏向コイル5で)′方向に偏向して、このように
偏向された電子ビーム2を対物レンズ゛用コイル6で焦
点合わせを施しなから試料(ICパターン等)7」二を
走査させるようになっている。
そして、試料7からの2次電子は、2次電子検出装置り
によって検出され、試料像が表示装置としての7ラウン
管(以下;[CRTJという。)8上に映し出される。
偏向コイル4,5へは、m2図(a)、(b)に示すよ
うに、X方向およびY方向へ電子ビーム2を偏向するた
めの鋸歯状波信号H,Vが供給される。
この鋸歯状波信号H,Vは、鋸歯状波発生部としてのス
イープジェネレータ9からの信号なX方向偏向用増幅器
(AMP)10aおよびY方向偏向用増幅器(AMP)
10bで増幅したものから作られており、信号Hの1サ
イクル分の時間幅(周期)はXt、信号■の1サイクル
分の時間幅(周期)は)′tとなっている。
したがって、従来の走査型電子顕微鏡における走査方向
は、第3図に示すように、常にX方向の正の向き(左か
ら右へ向かう方向)となり、走査線Sρ1がX方向の正
の向きに始端P1から終端P2まで走査されて、この終
端P2において、7ランキングがかけられ、次の走査線
Sρ2かX方向の始端P3(第3図左方)からX方向の
正の向きに走査される。
なお、走査線Sρ2は、信号Vの傾ぎで決まる所定量た
け走査線Sρ1からY方向の正の向き(上から下へ向か
う方向)にずれて走査され、このような各走査は順次行
なわれる。
また、この従来の走査型電子顕微鏡における走査手段で
は、第3図に示すように、その試料7上をX方向に短周
期側の走査を行なっており、Y方向に長周期側の走査を
行なっている。
そして、X方向における走査は、常に、一定方向となっ
ており、ここでは第3図の左から右へ行なわれている。
なお、時間幅Xtか時間幅Ytより十分小さければ、走
査線sQはほばX方向になる。
しかしながら、このような従来の走査手段では、第4図
(a)に示すような試料としてのICパターン7の測長
を行なう場合、そのパターン幅ρをX方向に走査した場
合の2次電子検出信号が、第4図(b)に示すごとく観
測され、パターン幅信号Sのどの範囲L1〜L2を測定
幅として採用してよいのか問題となり、これにより正確
な測長を行なえないという問題点がある。
この波形のみだれは、第5図に示すように、電子ビーム
2が試料7に照射された際に、試料7を構成する絶縁物
の物性によって、絶縁物表面での帯電量が変化すること
により引き起こされる。
すなわち、照射される物質表面で電子ビーム2により発
生する2次電子量(信号量)が時開的に変化するので、
電子ビーム2の走査方向によって、波形のみだれが生じ
るのである。
本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、走査方向および絶縁物の物性によって生しる信号の波
形のみだれを補正しうるようにした、走査型荷電粒子線
装置における走査方法およびその装置で提供することを
目的とする。
このため、本発明の走査方法は、荷電粒子線を試料上で
X方向およびY方向に走査させる走査型荷電粒子線装置
において、同荷電粒子線のX方向における走査の終端で
、X方向における走査の方向を反転することにより、上
記荷電粒子線をX方向に対して往復走査させることを特
徴としている。
また、本発明の走査装置は、荷電粒子線を試料上で2次
元的に走査すべく、同荷電粒子線を発生する荷電粒子線
発生装置と、上記荷電粒子線をX方向に偏向するX方向
偏向機構と、上記荷電粒子線をY方向に偏向するY方向
偏向機構とをそなえた走査型荷電粒子線装置において、
上記荷電粒子線をX方向に対して往復走査させるべく、
上記X方向偏向機構に三角波信号を発生する三角波発生
部か設けられたことを特徴としている。
以下、図面により本発明の走査型荷電粒子線装置におけ
る走査方法および走査装置の大施例について説明すると
、第6〜8図は本発明の第1実施例としての走査方法を
示すもので・、第6図(a)、(b)および第7図(a
)。
(b)はいずれも各部の信号を示すグラフ、第8図はそ
の走査状態を示す走査線の侯弐図であり、第9,10図
は本発明の第1実施例として走査方法の実施に直接使用
する走査装置を示すもので、第9図はその電気回路図、
第10図(a)〜(e)はいずれもその各部の信号を示
すグラフであり、第11.12図は本発明の第2実施例
として走査方法を示すもので、第11図(a)、(b)
はいずれも各部の信号を示すグラフ、第12図はその走
査状態を示す走査線の模式図である。なお、16〜12
図中、第1〜5図と同じ符号はほぼ同様のものを示す。
第6〜8図に示すように、本発明の第1実施例としての
走査型荷電粒子線装置における走査方法は、電子ビーム
2の短周期側の走査方向であるX方向における走査の終
端で、X方向における走査の方向を反転させるようにな
っている。
すなわち、第8図に示すように、その走査方向は、X方
向の正の向ぎ(左から右へ向かう方向)および負の内外
(右から左へ向かう方向)になっていて、走査線SL、
がX方向の正の向きに始端Q1から終端Q24で走査し
た後、ブランキングがかけられ、次の走査線SL2が、
第7図(b)に示す信号EV、の傾きとブランキングの
時間幅とで決まる所要量だけ終端Q2からY方向の正の
向き(上から下へ向かう方向)にずれた位置Q2’ を
始端として、この始端Q2’から位置Q3までX方向の
負の向きに走査される。
そして、同様にしてこの走査線SL2の終端Q3(第8
図の左方)からY方向へずれた位置が、次の走査線SL
:lの始端Q3’ となる。
このようにして、走査線SLのX方向における走査の方
向を、その終端で反転させることにより、電子ビーム2
をX方向に対して往復走査させることができる。
このような往復走査における偏向は、第7図(、)およ
び(b)に示すように、X方向偏向用信号EH,および
Y方向偏向用信号EV、を偏向用部材10a、10bを
介して各偏向コイル4.5に供給することによって行な
うことができる。
第9.10図は、本発明の第1実施例としての走査方法
の実施に直接使用する走査装置を示すもので、鋸歯状波
発生部としてのスイープジェネレータ9からのX方向鋸
歯状波信号Hは、三角波発生部Mを構成する連動スイッ
チ部11のスイッチSWIに供給されるとともに、符号
反転器12に供給されるようになっていて、この符号反
転器12に供給された信号Hは符号反転されて反転信号
H′となり[第10図(a)破線参照1、連動スイッチ
部11のスイッチSW2に供給される。
連動スイッチ部11のスイッチSWI、SW2の各制御
部11n、llbへは、同期信号C[第10図(b)参
照]を1/2分周器13で分周された制御信号C81お
よびこの信号C81をインバータ14で反転した制御信
号C82が選択的に供給される。[第10図(e)、(
cl)参照1 また、スイープジェネレータ9および三角波発生部Mと
、X方向偏向用増幅器10aとの開には、スイープジェ
ネレータ9側または三角波発生部M側のいずれかに切換
えうる切換スイッチ15が介装されている。
すなわち切換スイッチ15は、第9図中の符号B側のと
き、三角波発生部Mからの三角波EH,Ifj&10図
(e)参照]をX方向偏向用信号EHとしてX方向偏向
機構DXを構成するX方向偏向用増幅器10aへ供給し
、同図中の符号A側のとき、スイープジェネレータ9か
らのX方鋸歯状波HをX方向偏向用信号EHとしてX方
向偏向用増幅器10aへ供給するようになっている。
なお、スイープジェネレータ9からのY方向鋸歯状波■
は、Y方向偏向機構DYを構成するY方向偏向用増幅器
10bへ供給される。
このようにして、走査方向がX方向の正の向きであると
き、第6図<a>に実線で示す信号Sが得られ、走査方
向がX方向の負の向きであるときには、第6図(a)に
破線で示す信号S′が得られる。
これらの信号s、s’の各レベルを従来周知の技術によ
って、加え合わせることにより、第6図(b)に示すよ
うな合成信号MSを得ることができる。
すなわち、走査線SLの1本分の信号Sを、図示しない
A/I)変換器を介してメモリー等に記憶させて、さら
に、走査線SLの1本分の信号S′をメモリーに記憶さ
せる。
このとき、位置に対応したアドレスを設定しておけば、
メモリーの内容を第6図(b)に示すように加算して、
合成波形MSを得ることができ、この波形は左右対称に
なる。
そして、この波形か呟その立上がりおよび立下がり時に
おける最大値と最小値との差を100%としたときのE
%(E<100)をスレッショルドとして、波形比較を
行なえば、パターンの幅ρ[第4図(a)参照]を測長
することができ、このEの値は、試料の物性によって、
変更して与えることができるので、より正確な測長な行
なえる。
gii図(a)、(b)および第12図に示すように、
本発明の第2実施例としての走査方法では、荷電粒子線
の短周期側の走査方向であるX方向における走査の終端
で、X方向における走査の方向を反転させるようになっ
ている。なお、第11.12図中、I’S1〜10図と
同じ符号はほぼ同様のものを示す。
第12図に示すように、その走査方向は、X方向の正の
向トおよび負の向きになっていて、走査線SL’ 。
がX方向の正の向きに始端R1から終端R2*で走査し
た後、この終端R2において、ブランキングがかけられ
、次の走査線SL’ 2がこの終端R2を始端としてX
方向の負の向きに同一線上を位置R1まで走査される。
このようにして、この往復走査により、同じ走査箇所に
電子ビーム2が照射される。すなわち、走査線SL’、
と走査線SL’ 2とは試料7の同じ部分を走査するこ
とになる。
次いで、走査線SL′2の終端R1(第12図の左方)
からY方向へずれた位置が、次の走査線SL’ 3の始
QR3となる。このY方向へのずれは、適宜決定された
一定値である。
このようにして、走査線SL’はX方向における走査の
方向を、その終端で反転することにより、電子ビーム2
をX方向に対して往復走査させることができる。
このような往復走査における偏向は、第11図(、)お
よび(b)に示すように、X方向偏向用信号EH2およ
び階段状Y方向偏向用信号E■2を偏向用部材10a。
10bを介して各偏向コイル4,5に供給することによ
りて行なうことがでトる。
この場合も、前述の第1実施例の場合と同様にして、走
査方向がX方向の正の内外であるとき、第6図(a)に
実線で示す信号Sが得られ、走査方向がX方向の負の向
トであるときには、第6図(、)に破線で示す信号S′
が得られる。
そして、これらの信号s、s’の各レベルを従来周知の
技術によって、加え合わせることにより、第1実施例の
走査方法と同様に、第6図(b)に示すような合成信号
MSを得ることができる。
以上詳述したように、本発明の走査型荷電粒子線発生装
置における走査方法によれば、X方向における走査の終
端で、X方向における走査の方向を反転することにより
、荷電粒子線をX方向に対して往復走査させることが行
なわれるので、走査方向および絶縁物の物性によらず左
右対称の信号を得ることができ、これにより信号の波形
みだれを十分に補正できる利点がある。
また、本発明の走査型荷電粒子線発生装置における走査
装置では、荷電粒子線をX方向に対して往復走査させる
べく、X方向偏向機構に三角波信号を発生する三角波発
生部が設けられるという簡素な構成で、本発明の走査方
法を容易にしかも確実に実現することができ、2次電子
放出率の異なった試料においても、その表面に金コーテ
ィングを施すことなく左右対称な信号を得ることができ
る利点がある。
また、本発明の走査装置では、加速電圧を、波形みだれ
に無関係に適切な値に設定でき、これによりこの走査装
置をICパターン等の線幅の測長に用いた場合にも、極
めて精度の高い測長を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1〜5図は従来の走査型電子顕微鏡における走査手段
を示すもので、第1図はその全体構成図、第2図(a)
、仙)はいずれもその作用を示すグラフ、第3図はその
走査方向を示す説明図、第4図(、)はその試料を示す
模式図、第4図(b)はその検出信号を示すグラフ、第
5図はその作用を説明するための模式図であり、第6〜
8図は本発明の第1実施例としての走査方法を示すもの
で、第6図(a)、(b)および第7図(a)、(b)
はいずれも各部の信号を示すグラフ、第8図はその走査
状態を示す走査線の模式図であり、第9,10図は本発
明の第1実施例として走査方法の実施に直接使用する走
査装置を示すもので、第9図はその電気回路図、第10
図(、)〜(e)はいずれもその各部の信号を示すグラ
フであり、第i i、i 2図は本発明の第2実施例と
して走査方法を示すもので、第11図(a)、(b)は
いずれも各部の信号を示すグラフ、第12図はその走査
状態を示す走査線の模式図である。 1・・荷電粒子線発生装置としての電子銃、2・・電子
ビーム(荷電粒子線)、3・・集束コイル、4.5・・
偏向コイル、6・・対物レンズ用コイル、7・・試料(
ICパターン)、8・・CRT(ブラウン管)、9・・
鋸歯状波発生部としてのスイープジェネレータ、10a
・・X方向偏向用増幅器(AMP)、10b−−Y方向
偏向用増幅器(AMP)、11・・連動スイッチ部、1
1a、11b・・制御部、12・・符号反転器、13・
・1/2分周器、14・・インバータ、15・・切換ス
イッチ、D・・2次電子検出装置、DX・・X方向偏向
機構、DY・・Y方向偏向機構、M・・三角波発生部、
Ql、Q2’ 、Q3’  ・・走査線の始端、Q2゜
Q3・・走査線の終端、R1,R2,R3・・走査線の
始端および終端、SL、SL、、SL2.SL、、SL
’ 。 SL’ 、、SL’ 2.SL’ 、・・走査線、SW
I、SW2・・スイッチ。 代理人 弁理士 飯沼義彦 第1図 第2図 時間→ 第 3 図 第4図 菜5図 ( 第6図 位置 → 第7図 第8図 第9区

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  荷電粒子線を試料上でX方向およびX方向に
    走査させる走査型荷電粒子線装置において、同荷電粒子
    線のX方向における走査の終端で、X方向における走査
    の方向を反転することにより、上記荷電粒子線をX方向
    に対して往復走査させることを特徴とする、走査型荷電
    粒子線装置における走査方法。
  2. (2)  荷電粒子線を試料上で2次元的に走査すべく
    、同荷電粒子線を発生する荷電粒子線発生装置と、上記
    荷電粒子線をX方向に偏向するX方向偏向機構と、上記
    荷電粒子線をY方向に偏向するX方向偏向機構とをそな
    えた走査型荷電粒子線装置において、上記荷電粒子線を
    X方向に対して往復走査させるべく、上記X方向偏向機
    構に三角波信号を発生する三角波発生部か設けられたこ
    とを特徴とする、走査型荷電粒子線装置における走査装
    置。
  3. (3)  上記X方向偏向機構が、上記三角波発生部と
    、鋸歯状波信号を発生する鋸歯状波発生部と、上記三角
    波発生部からの三角波信号および上記鋸歯状波発生部か
    らの鋸歯状波信号のうちの一方を受けて上記荷電粒子線
    を偏向しうるX方向偏向コイルと、同X方向偏向コイル
    に上記の三角波信号および鋸歯状波信号のうちの一方を
    選択的に供給しうる切換スイ・ンチとで構成された、特
    許請求の範囲第2項に記載の走査型荷電粒子線装置にお
    ける走査装置。
JP21219582A 1982-12-03 1982-12-03 走査型荷電粒子線装置における走査方法およびその装置 Pending JPS59103258A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63226868A (ja) * 1987-03-16 1988-09-21 Hitachi Ltd 検査方法および装置

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