JPS60154441A - 複数荷電ビ−ム用光学鏡体 - Google Patents
複数荷電ビ−ム用光学鏡体Info
- Publication number
- JPS60154441A JPS60154441A JP861584A JP861584A JPS60154441A JP S60154441 A JPS60154441 A JP S60154441A JP 861584 A JP861584 A JP 861584A JP 861584 A JP861584 A JP 861584A JP S60154441 A JPS60154441 A JP S60154441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- objective
- lens
- electrode
- electrostatic
- charged
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/12—Lenses electrostatic
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は荷電ビーム制御装置に係り、特に、加速電圧を
印加されて荷電ビームを発生する荷電ビーム源と、発生
した荷電ビームを偏向させる対物偏向系とを少なくとも
含む光学鏡筒を複数組合わせて加速電圧の異なる異種類
の荷電ビームを一つの試料面上に集束させる複数荷電ビ
ーム用光学鏡体に関するもので、例えば、半導体装置製
造の際のイオン注入時、バタン描画時及び半導体素子検
査時などに使用される。
印加されて荷電ビームを発生する荷電ビーム源と、発生
した荷電ビームを偏向させる対物偏向系とを少なくとも
含む光学鏡筒を複数組合わせて加速電圧の異なる異種類
の荷電ビームを一つの試料面上に集束させる複数荷電ビ
ーム用光学鏡体に関するもので、例えば、半導体装置製
造の際のイオン注入時、バタン描画時及び半導体素子検
査時などに使用される。
従来、複数の異なる加速電圧を持つ荷電ビームを試料面
上に収束させるためには複数の光学鏡筒を単に組合わせ
て用いてきた。そのため、対物偏向系部分の設置および
鏡体間の電磁界分布の干渉防止における際の寸法上の問
題を解決するために長いワーキングディスタンスの光学
系を用いざるを得す、その結果収差が大となってビーム
のボケが低減できずにいた。まだ、ビームのうちのある
ものは試料面への入射角が数１０度と大きくなり、その
結果ビーム偏向にともなう試料面上の焦点合わせが困難
となって、ビーム偏向量は大きな制限を受けていた。さ
らに、加速電圧を変化さぜだ場合、各鏡筒ごζにレンズ
、アライナ電流値（静電形の場合は電圧値）のそれぞれ
を再設定する必要があって操作上すこぶる不便であると
いう問題点もあった。
上に収束させるためには複数の光学鏡筒を単に組合わせ
て用いてきた。そのため、対物偏向系部分の設置および
鏡体間の電磁界分布の干渉防止における際の寸法上の問
題を解決するために長いワーキングディスタンスの光学
系を用いざるを得す、その結果収差が大となってビーム
のボケが低減できずにいた。まだ、ビームのうちのある
ものは試料面への入射角が数１０度と大きくなり、その
結果ビーム偏向にともなう試料面上の焦点合わせが困難
となって、ビーム偏向量は大きな制限を受けていた。さ
らに、加速電圧を変化さぜだ場合、各鏡筒ごζにレンズ
、アライナ電流値（静電形の場合は電圧値）のそれぞれ
を再設定する必要があって操作上すこぶる不便であると
いう問題点もあった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、従来技術での上記した問題点を解決し
、複数の荷電ビームをより小さな角度で入射可能とする
とともに、加速電圧を変化させた場合の各レンズの再調
整を不要とする複数荷電ビーム用光学鏡体を提供するこ
とにある。
、複数の荷電ビームをより小さな角度で入射可能とする
とともに、加速電圧を変化させた場合の各レンズの再調
整を不要とする複数荷電ビーム用光学鏡体を提供するこ
とにある。
本発明の特徴は、上記目的を達成するために、各光学鏡
筒の対物偏向系はそれぞれ偏向器と対物レンズとで形成
され、上記対物レンズとして少なくとも１枚の電極がア
ース電位に保持される静電レンズを用い、このアース電
位となる電極を円錐台形状に形成するとともに、上記各
光学鏡筒の対物偏向系が上記アース電位となる電極部分
において隣接するように配置されている構成とするにあ
る。
筒の対物偏向系はそれぞれ偏向器と対物レンズとで形成
され、上記対物レンズとして少なくとも１枚の電極がア
ース電位に保持される静電レンズを用い、このアース電
位となる電極を円錐台形状に形成するとともに、上記各
光学鏡筒の対物偏向系が上記アース電位となる電極部分
において隣接するように配置されている構成とするにあ
る。
以下、図面により本発明の詳細な説明する。
実施例は荷電ビームとして電子ビームを用いる場、アあ
、、□’、＠１１１によ、□□、０□ヶ ｉ内蔵する電
子光学系の全体構成と、レンズ等への電圧印加方法につ
いて説明する。第１図で１−１は電子光学鏡筒であシ、
１−２も１−１と全く同形の電子光学鏡筒である。、そ
こで、以下１−１の内部についてのみ説明をする。２の
破線で囲まれた部分は電界効果形の電子銃部であシ、２
−１は陰極チップ、２−２は引出し電極（第１陽極）、
２−６は第２陽極であり図示のごとくこれは静電レンズ
としての機能を果たす。２−４はこの第２陽極２−６へ
の電源であるが、以下に述べる静電レンズのレンズ電源
と同一と考えて良い。２−５は第１陽極２−２と陰極と
の間に与える高圧用電源、すなわちビーム加速電源であ
る。３−１はブランカであり図示の如くビームのクロス
オーバ位置にブランキング（偏向）中心を設定しており
、ブランキング動作時に試料面上でビーム位置の変化を
生じさせない。３−２はブランキング電圧発生回路であ
る。４−１は静電レンズであり、これはビームの第２ク
ロスオーバ位置をブランキングアパーチャ上に設定して
ブランキング動作の高速化と動作の完全性を期すために
用いている。なお、電子銃をクロスオーバ径の大きい熱
陰極形とする場合には必要に応じてこのレンズを縮小レ
ンズとして用いても良い。４−２は４−１のためのレン
ズ電源である。５はブランキングアパーチャである。６
−１は静電形のビーム偏向器であり、これは後述するが
ほぼ対物レンズ内にある。６−２はビーム偏向用アンプ
である。７−１は３枚の電極よりなるアインツエル・レ
ンズを用いた対物レンズであり、その詳細は後述する。
、、□’、＠１１１によ、□□、０□ヶ ｉ内蔵する電
子光学系の全体構成と、レンズ等への電圧印加方法につ
いて説明する。第１図で１−１は電子光学鏡筒であシ、
１−２も１−１と全く同形の電子光学鏡筒である。、そ
こで、以下１−１の内部についてのみ説明をする。２の
破線で囲まれた部分は電界効果形の電子銃部であシ、２
−１は陰極チップ、２−２は引出し電極（第１陽極）、
２−６は第２陽極であり図示のごとくこれは静電レンズ
としての機能を果たす。２−４はこの第２陽極２−６へ
の電源であるが、以下に述べる静電レンズのレンズ電源
と同一と考えて良い。２−５は第１陽極２−２と陰極と
の間に与える高圧用電源、すなわちビーム加速電源であ
る。３−１はブランカであり図示の如くビームのクロス
オーバ位置にブランキング（偏向）中心を設定しており
、ブランキング動作時に試料面上でビーム位置の変化を
生じさせない。３−２はブランキング電圧発生回路であ
る。４−１は静電レンズであり、これはビームの第２ク
ロスオーバ位置をブランキングアパーチャ上に設定して
ブランキング動作の高速化と動作の完全性を期すために
用いている。なお、電子銃をクロスオーバ径の大きい熱
陰極形とする場合には必要に応じてこのレンズを縮小レ
ンズとして用いても良い。４−２は４−１のためのレン
ズ電源である。５はブランキングアパーチャである。６
−１は静電形のビーム偏向器であり、これは後述するが
ほぼ対物レンズ内にある。６−２はビーム偏向用アンプ
である。７−１は３枚の電極よりなるアインツエル・レ
ンズを用いた対物レンズであり、その詳細は後述する。
７−２は対物レンズ用電源である。８は反射電子や２次
電子の検出器である。
電子の検出器である。
９は各電源への信号線である。
以上のように、第１図実施例では２本の電子光学鏡筒を
用いているため加速電圧の異なる２本の電子ビームを一
つの試料１１０面上に照射することが可能である。さら
に、加速電圧に比例して第２陽極電源２−４、レンズ電
源４−２、対物レンズ用電源７−２の電圧値を信号線９
を経由して変化させているだめ、焦点位置等の電子光学
系の諸定数は一定に保たれ、その結果加速電圧の変化に
かかわらずビームは試料面上に常に収束する。同様にし
て、信号線９により加速電圧に比例して静電偏向器６−
１用の偏向アンプ６−２のゲインも変化させているため
加速電圧の変化にかかからずビーム照射位置も一定であ
る。
用いているため加速電圧の異なる２本の電子ビームを一
つの試料１１０面上に照射することが可能である。さら
に、加速電圧に比例して第２陽極電源２−４、レンズ電
源４−２、対物レンズ用電源７−２の電圧値を信号線９
を経由して変化させているだめ、焦点位置等の電子光学
系の諸定数は一定に保たれ、その結果加速電圧の変化に
かかわらずビームは試料面上に常に収束する。同様にし
て、信号線９により加速電圧に比例して静電偏向器６−
１用の偏向アンプ６−２のゲインも変化させているため
加速電圧の変化にかかからずビーム照射位置も一定であ
る。
さて、このように複数の電子光学鏡筒を組合わぜる場合
には、寸法上の制約および鏡筒間の電磁界分布の干渉の
防止の２点において、特に対物偏向系に工夫が必要とな
るが、この点に関する本発明の説明を第２図を用いて説
明する。第２図は対物偏向系の断面図を示しており、こ
こでは２つの対物偏向系を組合わせた構成例である。こ
こで、６１．６２は静電形のビーム偏向器であり、第１
図ではまとめてろ−１とされているものである。これは
図の如く２段で構成して、ビームは後述の静電レンズの
レンズ中心を常に通過させて収差面で有利となるように
している。４０−１．４０−２は偏向器への偏向電圧の
印加のだめの配線を示している。印加電圧の極性は互い
に異なる。６６は静電レンズの第１アース電極、６４は
絶縁体、６５は静電レンズの中心電極であり、３６−１
は静電レンズの第２アース電極、６６−２も隣接する対
物偏向系の第２アース電極である。第１アース電極３６
、中心電極６５及び第２アース電極３６−１で第１図の
対物レンズ７−１を構成している。６７はビームを偏向
した時の軌道を示しており、常にレンズ中心を通過する
ように偏向制御される。６８は隣接する対物偏向系の内
部領域を示しており、この部分は第２図においてこれま
での説明した部分と全く同じように構成されている。６
９は中心電極６５へ印加するだめの配線を示している。
には、寸法上の制約および鏡筒間の電磁界分布の干渉の
防止の２点において、特に対物偏向系に工夫が必要とな
るが、この点に関する本発明の説明を第２図を用いて説
明する。第２図は対物偏向系の断面図を示しており、こ
こでは２つの対物偏向系を組合わせた構成例である。こ
こで、６１．６２は静電形のビーム偏向器であり、第１
図ではまとめてろ−１とされているものである。これは
図の如く２段で構成して、ビームは後述の静電レンズの
レンズ中心を常に通過させて収差面で有利となるように
している。４０−１．４０−２は偏向器への偏向電圧の
印加のだめの配線を示している。印加電圧の極性は互い
に異なる。６６は静電レンズの第１アース電極、６４は
絶縁体、６５は静電レンズの中心電極であり、３６−１
は静電レンズの第２アース電極、６６−２も隣接する対
物偏向系の第２アース電極である。第１アース電極３６
、中心電極６５及び第２アース電極３６−１で第１図の
対物レンズ７−１を構成している。６７はビームを偏向
した時の軌道を示しており、常にレンズ中心を通過する
ように偏向制御される。６８は隣接する対物偏向系の内
部領域を示しており、この部分は第２図においてこれま
での説明した部分と全く同じように構成されている。６
９は中心電極６５へ印加するだめの配線を示している。
本実施例では、対物偏向系の偏向器に静電形のビーム偏
向器６１．６２を用い、対物レンズに６枚の電極よりな
る静電レンズを用い、かつ第２アース電極の形状を図の
如く、小形かつ円錐台状としたため複数の対物偏向系を
近接して組合わせることか１丁能となったことが図より
分かる。実際、この部分が電磁レンズであったとした場
合、磁界発生用のコイルおよびポールピース用の大きな
空間’ｖｇあ１−ｆ７．）Ｏ’ｌえ、４カ□、ユ、よゎ
、７，１ズ相互の電磁界分布の影響が少ないことも図よ
り容易に分かる。さらに、どのような対物偏向系を用い
た場合にも、加速電圧を変化させた際にはレンズ条件を
変えることが必要となるが、づその際にも互いの電磁界
分布が干渉することが考えられる。
向器６１．６２を用い、対物レンズに６枚の電極よりな
る静電レンズを用い、かつ第２アース電極の形状を図の
如く、小形かつ円錐台状としたため複数の対物偏向系を
近接して組合わせることか１丁能となったことが図より
分かる。実際、この部分が電磁レンズであったとした場
合、磁界発生用のコイルおよびポールピース用の大きな
空間’ｖｇあ１−ｆ７．）Ｏ’ｌえ、４カ□、ユ、よゎ
、７，１ズ相互の電磁界分布の影響が少ないことも図よ
り容易に分かる。さらに、どのような対物偏向系を用い
た場合にも、加速電圧を変化させた際にはレンズ条件を
変えることが必要となるが、づその際にも互いの電磁界
分布が干渉することが考えられる。
しかし、本実施例では図より明らかなように隣接してい
る部分はアース電極どうしであシ、レンズ条件の変化に
おいてもこの部分の電格は接地電位に保たれている。す
なわち、レンズ相互の電磁界の干渉の問題が解決されて
いる。次に、ビームを偏向するために形成される電磁界
の相互の干渉の問題については、本実施例では第２図に
示したように偏向器はレンズ前段に位置させるとともに
第１および第２アース電極で囲む構造を採っているため
、ビーム偏向場相互の干渉は一切無い。
る部分はアース電極どうしであシ、レンズ条件の変化に
おいてもこの部分の電格は接地電位に保たれている。す
なわち、レンズ相互の電磁界の干渉の問題が解決されて
いる。次に、ビームを偏向するために形成される電磁界
の相互の干渉の問題については、本実施例では第２図に
示したように偏向器はレンズ前段に位置させるとともに
第１および第２アース電極で囲む構造を採っているため
、ビーム偏向場相互の干渉は一切無い。
以上説明したように、本実施例によれば、対物レンズを
静電レンズとし、この静電レンズ内の第２アース電極形
状を円錐台形状とした結果、複数光学鏡筒組合わせ時に
おける寸法上の問題を解決できると共に異なる鏡筒間相
互の電磁界分布の干渉を除去でき、まだ、実施態様項第
２項記載の対物偏向系偏向器を静電レンズの前段に配置
してアース電極で囲む構造とすることで、偏向場相互の
一干渉も皆無にでき、さ′らに、実施態様項第６項記載
の静電−レンズ電圧及び偏向アンプゲインを荷電ビーム
発生用加速電圧に比例して変化さぜる構成とすることで
、加速電圧を各鏡筒ごとに変化させた場合にも静電レン
ズ電源及び偏向アンプゲインの再設定が不要となって操
作性が向上し、稼働時のむだ時間の低減に大きな効果を
発揮する。
静電レンズとし、この静電レンズ内の第２アース電極形
状を円錐台形状とした結果、複数光学鏡筒組合わせ時に
おける寸法上の問題を解決できると共に異なる鏡筒間相
互の電磁界分布の干渉を除去でき、まだ、実施態様項第
２項記載の対物偏向系偏向器を静電レンズの前段に配置
してアース電極で囲む構造とすることで、偏向場相互の
一干渉も皆無にでき、さ′らに、実施態様項第６項記載
の静電−レンズ電圧及び偏向アンプゲインを荷電ビーム
発生用加速電圧に比例して変化さぜる構成とすることで
、加速電圧を各鏡筒ごとに変化させた場合にも静電レン
ズ電源及び偏向アンプゲインの再設定が不要となって操
作性が向上し、稼働時のむだ時間の低減に大きな効果を
発揮する。
以上のように、本発明によれば、対物偏向系に・静電レ
ンズを用い、かつ静電レンズ内の第２アース電極の形状
を円錐台形状としたため、複数の対物偏向系を近接して
組合わせることが可能となり複数光学鏡筒を単に組合わ
せて構成される従来構造の場合に比較して、より小さな
角度でビームを試料面上に入射させることができると共
に、異なる鏡筒間相互の電磁界分布の干渉を除去でき、
試料面上への焦点合わせが容易となる。さらに、対物偏
向系の偏向器及び対物レンズを実施態様項第２項、第３
項記載の構成とすれば、上述の効果に加えて、さらに、
偏向場相互の干渉を皆無にした−９、加速電圧を各鏡筒
ごとに変化させた場合にも静電レンズ電源及び偏向アン
プゲインの再設定を不要にしたりする効果を生じる。
ンズを用い、かつ静電レンズ内の第２アース電極の形状
を円錐台形状としたため、複数の対物偏向系を近接して
組合わせることが可能となり複数光学鏡筒を単に組合わ
せて構成される従来構造の場合に比較して、より小さな
角度でビームを試料面上に入射させることができると共
に、異なる鏡筒間相互の電磁界分布の干渉を除去でき、
試料面上への焦点合わせが容易となる。さらに、対物偏
向系の偏向器及び対物レンズを実施態様項第２項、第３
項記載の構成とすれば、上述の効果に加えて、さらに、
偏向場相互の干渉を皆無にした−９、加速電圧を各鏡筒
ごとに変化させた場合にも静電レンズ電源及び偏向アン
プゲインの再設定を不要にしたりする効果を生じる。
第１図は本発明の詳細な説明用の全体構成図、第２図は
その一部詳細断面図である。 〔符号の説明〕 １−１．１−２・・・電子光学鏡筒 ２−１・・・陰極チップ ２−２・・・引出し電極（第１陽極） ２−６・・・第２陽極 ２−４・・・第２陽極電源２−
５・・・ビーム加速電圧 ６−１・・・ブランカ ６−２・・・ブランキング電圧発生回路４−１・・・静
電レンズ ４−２・・・静電レンズ電源５・・・ブラン
キングアパーチャ ６−１・・・ビーム偏向器 ６−２・・・ビーム偏向用アンプ ７−１・・・対物レンズ ７−２・・・対物レンズ用電源 −８・・・検出器 ９・・・信号線 １０・・・試料室 １１・・・試料 １２・・・ＸＹテーブル ３Ｌ３２・・・ビーム偏向器
６６・・・第１アース電極 ６４・・・絶縁体６５・・
・中心電極 ６６−１．６６−２・・・第２アース電極６７・・・ビ
ームの軌道 ６８・・・隣接対物偏向系６９・・・配線 ４０−１．４０−２・・・偏向電圧印加配線特許出願人
日本電信電話公社 代理人弁理士 中村純之助
その一部詳細断面図である。 〔符号の説明〕 １−１．１−２・・・電子光学鏡筒 ２−１・・・陰極チップ ２−２・・・引出し電極（第１陽極） ２−６・・・第２陽極 ２−４・・・第２陽極電源２−
５・・・ビーム加速電圧 ６−１・・・ブランカ ６−２・・・ブランキング電圧発生回路４−１・・・静
電レンズ ４−２・・・静電レンズ電源５・・・ブラン
キングアパーチャ ６−１・・・ビーム偏向器 ６−２・・・ビーム偏向用アンプ ７−１・・・対物レンズ ７−２・・・対物レンズ用電源 −８・・・検出器 ９・・・信号線 １０・・・試料室 １１・・・試料 １２・・・ＸＹテーブル ３Ｌ３２・・・ビーム偏向器
６６・・・第１アース電極 ６４・・・絶縁体６５・・
・中心電極 ６６−１．６６−２・・・第２アース電極６７・・・ビ
ームの軌道 ６８・・・隣接対物偏向系６９・・・配線 ４０−１．４０−２・・・偏向電圧印加配線特許出願人
日本電信電話公社 代理人弁理士 中村純之助
Claims (3)
- （１）加速電圧を印加されて荷電ビームを発生する荷電
ビーム源と、発生した荷電ビームを偏向させる対物偏向
系とを少なくとも含む光学鏡筒な複数組合わせて加速電
圧の異なる異種類の荷電ビームを一つの試料面上に集束
させる複数荷電ビーム用光学鏡簡において、上記各対物
偏向系はそれぞれ偏向器と対物レンズとからなシ、上記
対物レンズとして少なくとも１枚の電極がアース電位に
保たれる静電レンズを用い、このアース電位となる電極
を円錐台形状に形成するとともに、上記各光学鏡筒の対
物偏向系が上記アース電位となる電極部分において隣接
して配置されていることを特徴とする複数荷電ビーム用
光学鏡体。 - （２）前記対物偏向系が、荷電ビーム進行方向にまず偏
向器が位置し次に静電レンズが位置するように配置され
た偏向器と静電レンズとからなる対物偏向系であること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の複数荷電ビー
ム用光学鏡体。 - （３）前記対物偏向系の偏向器及び対物レンズを全て静
電形レンズ及び静電形レンズで形成するとともに、上記
静電形偏向器用の偏向アンプのゲイン及び上記静電形レ
ンズへの印加電圧が荷電ビーム源への加速電圧に比例し
て設定されていることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の複数荷電ビーム用光学鏡体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP861584A JPS60154441A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 複数荷電ビ−ム用光学鏡体 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP861584A JPS60154441A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 複数荷電ビ−ム用光学鏡体 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60154441A true JPS60154441A (ja) | 1985-08-14 |
Family
ID=11697852
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP861584A Pending JPS60154441A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 複数荷電ビ−ム用光学鏡体 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60154441A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0451441A (ja) * | 1990-06-20 | 1992-02-19 | Hitachi Ltd | パターン検査方法及びその装置 |
| JP2007258064A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Topcon Corp | 検査装置 |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP861584A patent/JPS60154441A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0451441A (ja) * | 1990-06-20 | 1992-02-19 | Hitachi Ltd | パターン検査方法及びその装置 |
| JP2007258064A (ja) * | 2006-03-24 | 2007-10-04 | Topcon Corp | 検査装置 |
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