JPS5921163B2 - デンシビ−ムロコウソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は電子ビーム露光装置に係わり、特に電子ビー
ムの走査方向の補正が可能な電子ビーム露光装置に関す
る。

電子ビーム露光装置は例えば第１図に示すような構造を
有している。

図において１は電子銃、２はコンデンサレンズ、３１、
３２は２による像、４ｘ、４−ｘ、４ｙ、４−ｙはビー
ム偏向用電極、５はスリット、６は対物レンズ、□は６
による焦点である。従来技術ではビーム電流を変化させ
る場合はコンデンサレンズ２の強度を変化させそれによ
つてスリット５に入る電流値を変化せしめていた。

しかし、その場合結像位置が例えば、３１から３２に変
化する。このため点□で焦点を結ばせるためには対物レ
ンズ６の電流強度を変化させてやらねばならない。とこ
ろがその変化によつてその走査ビームの方向ベクトルが
非常にわずかであるが回転することが本発明者により確
認された。そのため第２図に示すように矢印のベクトル
Ｖ１の如く走査して長方形図形２１を描くように装置を
調節しておいても、電流値をコンデンサレンズ２で変化
させるとベクトルＶ２になり描画図形が２２のように像
の重ね合せつなぎに誤差が出る。本発明はこのような事
情に鑑みてなされたもので、その目的とするところはコ
ンデンサレンズの調節により走査ベクトルが回転しない
ような電子ビーム露光装置を提供することにある。

本発明ではコンデンサレンズ調節に伴う対物レンズ調節
による像の回転を走査系にフィードバックすることによ
り上記目的を達成している。

以下本発明の詳細を図面を参照しながら説明する。先づ
本発明の原理を説明する。第１図に於いて、初めに像は
３１にあつたとする。

このとき、対物レンズ６の焦点距離をｆｌとすると一
＋ −＝−・・・・・・（ハ式が成立する。

ａｌｂｆｌところでビーム電流を増加させるために２の
コイル電流を減少させ焦点を３２に持つていつたとする
と…式でａ、→ａ２（ａ１＞ａ２）となるからｆｌ→ｆ
２として…式を満足するよう対物レンズ６のコイル電流
を強めてやらなければならない。

しかるに６の電流が増すということは３における像が□
で再び結像した時、その回転角θが増大することを意味
する。θｏｃｆ：：Ｂ（Ｚ）ｄＺ（たたし、Ｚは中心軸
上の距離）フ であることが知られている。

ここでＪ■”、３１ｄＺゴ：３２、’すなわち、積分経
路中でレンズ近傍以外の積分がほとんど寄与しないこと
を考察すると、θｏｃＢ閃となる。

Ｂ（Ｚ）はコイ５ ル電流に対してヒステリシス効果な
どのために完全に比例はしないが、実用上の近似の範囲
でコイル電流に比例すると見てよい。すなわち対物レン
ズによる像の回転角θは対物レンズ電流にほぼ比例する
。

このことから、定常状態例えば結像位置３１の時の対物
レンズ電流を１とすれば、電流１を１２に変化させた時
には（２−１１）に比例した量を走査装置４ｘ，−Ｘ，
−ｙにフイールドバツクしてやればよい。走査は定常状
態では、４ｘ，４−ｘのみによつて正しい方向に走査さ
れるよう装置が調整されていると仮定する。その場合に
はθ＝Ｋ（２−１１）としてＫを適当に選ぶと、１具Ｊ
工′）０Ｈ鳳Ｕ Ａは定数とすればよいことが簡単な考察より分る。

ここでθの値は実際には１０−２程度以下の値であるた
め、ｘ←ＸＶｙ＋−ＡＸθ としてやればよい。

すなわち、（補正走査電極にかける電圧）対物レンズの
定常値からのずれとしてやればよい。比例定数はもちろ
ん計算しても求まるが実施例では実験により最も適当な
値を定めることができる。第４図は本発明の一実施例に
於いて使用される演算回路でありレンズ電流の変化分が
直接走査補正電極に加えられるようになつている。この
演算回路が第１図の露光装置に結合される。第４図の演
算回路に於いて、接続点６０には３種類の信号が供給さ
れる。

即ち、電圧源４１，４２の出力を差動入力アンプ４３へ
送り得られる差動出力信号と、初期オフセツト用入力端
子４４から得られるオフセツト信号と、定電圧電源４７
から送られる定電圧信号とが供給される。電圧源４１は
、設計したように焦点を結ぶに必要な基準となる対物レ
ンズ６電流１，に対応した電圧を与える。電圧源４２は
実際に焦点合わせの為に対物レンズ６に供給された電流
１２に対応した電圧を与える。入力端子４４は、走査用
電極４ｘ，４−Ｘ，４ｙ，４−ｙの機械的設定及び上記
基準電流１１による電子ビームの走査方向を所望の走査
方向に補正するための初期設定信号を供給する。定電圧
源４７は、試料台８の前進及び後退による電子ビーム走
査方向のずれを補正する信号を供給するもので、計算機
４５によるスイツチの切換えにより選択的に送出される
。これら供給信号は抵抗群４８を介して接続点６０に与
えられ、更に電力増ノ幅器５０を介して偏向電極４ｙに
、又インバータ４９及び電力増幅器５０を介して偏向電
極４−ｙに印加され対物レンズ６の制御による電子ビー
ムの走査方向のずれを補正する。

従来は第２図の描画図形２２で図形のずれが１μｍ程度
にも及ぶことがあつたが本発明により０。

０５μｍ以下に抑えられた。

発明の他の実施例として、対物レンズ電流の代りにコン
デンサレンズ電流をフイードバツクに用いたり、逆方向
の極性（対物レンズ極性が上下にＮＳであれば上下にＳ
Ｎとする）を持つた補正レンズを対物レンズ６の土又は
下に入れることもできる。

走査偏向用の電極はもちろん電磁コイルでもよいし、コ
ンデンサレンズは２段以上の多段であつてもよい。走査
偏向用の電極はコンデンサレンズの下側でもよい。上述
した実施例ではＸ方向の走査のみを行なつていてｙ方向
に補正を行なつたが、Ｘ，ｙ方向の中間方向に走査を用
いても対物レンズ電流からの値を適当に用いフイードバ
ツクすると走査方向ベクトルの回転を行うことが出来る
。

試料台８を動かしながら走査を行う時には例えば台８が
前進方向の時、第２図の図形２１の如く走査出来たとし
ても後退方向の時は第２図の図形２２の如く見かけ上走
査方向の回転が起つたように見える。

この場合の補性は第４図の計算機４５からの切換スイツ
チ４６により補正電極４ｙ，４−ｙ用電源を変化させて
行う。電子顕微鏡ＳＥＭに於いても、もし回転をくい止
めようとすれば本技術を用いることで解決できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子ビーム露光装置の構成例を示す概略構成図
、第２図は図形のつなぎ方を説明するための説明図、第
３図は本発明の原理を説明するための説明図、第４図は
本発明の一実施例を説明するための回路図である。 図において、１・・・・・・電子銃、２・・・・・・コ
ンデンサレンズ、３１，３２・・・・・・焦点位置、４
ｘ，−Ｘ，ｙ，−ｙ・・・・・・走査用電極、５・・・
・・・スリツト、６・・・・・・対物レンズ、７・・・
・・・試料上の焦点、８・・・・・・試料台、４３・・
・・・・差動入力アンプ、４１，４２・・・・・・電圧
源、４８・・・・・・入力電圧合成抵抗群、４９・・・
・・・インバータ、５０・・・・・・電力幅巾器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電子ビームを放射する電子銃と、この電子銃から放
   射された電子ビームを偏向する偏向手段と、この偏向手
   段により偏向された電子ビームを結像するレンズと、こ
   のレンズによる磁場の強さに略比例した信号により前記
   電子ビームの方向を制御する手段とを具備した電子ビー
   ム露光装置。