JPS6312347B2 - - Google Patents
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- JPS6312347B2 JPS6312347B2 JP56031333A JP3133381A JPS6312347B2 JP S6312347 B2 JPS6312347 B2 JP S6312347B2 JP 56031333 A JP56031333 A JP 56031333A JP 3133381 A JP3133381 A JP 3133381A JP S6312347 B2 JPS6312347 B2 JP S6312347B2
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- 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 or ion-optical arrangement
- H01J37/153—Electron-optical or ion-optical arrangements for the correction of image defects, e.g. stigmators
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は細く集束した荷電ビームを試料面上
で偏向させると同時に、偏向によつて生じる収差
と焦点のずれを自動的に補償する収差自動補償偏
向装置の改良に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an improvement in an automatic aberration compensation deflection device that deflects a narrowly focused charged beam onto a sample surface and at the same time automatically compensates for aberrations and focal shifts caused by the deflection. It is.
一般に、荷電ビーム(以下、単にビームと云
う。)を磁界型または静電型レンズで試料面上に
集束させ、さらに偏向器で偏向させると、前記レ
ンズのもつ球面収差と、偏向させたことによつて
生じる偏向収差と、焦点のずれとによつて、ビー
ムを一点に集束させることができない。このため
電子ビーム露光装置や走査型電子顕微鏡のよう
に、細く集束したビームによつて試料面上の所定
の範囲を走査する装置においては、前述の収差を
補償するために、集束レンズと試料面との距離を
短くして球面収差量を少なくし、偏向によつて生
じる2次、3次の非点収差をステイグマトール
(非点収差補償器)で除去し、かつ、ビームの偏
向量に応じた焦点補償電流をレンズ電流から減じ
て焦点ずれを補償する方法が提案されている。 In general, when a charged beam (hereinafter simply referred to as a beam) is focused onto a sample surface using a magnetic field type or electrostatic type lens and then deflected using a deflector, the spherical aberration of the lens and the deflected beam are Due to the resulting deflection aberration and focal shift, the beam cannot be focused on one point. For this reason, in devices such as electron beam exposure devices and scanning electron microscopes that scan a predetermined range on the sample surface with a narrowly focused beam, in order to compensate for the aforementioned aberrations, a focusing lens and a The amount of spherical aberration is reduced by shortening the distance between the A method has been proposed to compensate for defocus by subtracting a focus compensation current from the lens current.
しかし、前記電子ビーム露光装置の偏向器は、
2次元的にビームを偏向させるために、X方向の
偏光器とY方向の偏光器の2つの偏光器が集束レ
ンズと試料面との間に配置される結果、集束レン
ズと試料面との距離を短くすることができず、球
面収差量の低減に限度がある。さらにステイグマ
トールが集束レンズの偏光器と反対側に配置され
るため、集束レンズ内をビームが通過することに
よるビームの回転角を考慮して非点収差補償電流
または電圧を、ステイグマトールに供給し制御す
る必要があり、操作がきわめて面倒であつた。 However, the deflector of the electron beam exposure apparatus is
In order to deflect the beam two-dimensionally, two polarizers, an X-direction polarizer and a Y-direction polarizer, are placed between the focusing lens and the sample surface. As a result, the distance between the focusing lens and the sample surface is cannot be made shorter, and there is a limit to the reduction of the amount of spherical aberration. Furthermore, since the stigmator is placed on the opposite side of the focusing lens from the polarizer, an astigmatism compensation current or voltage is supplied to the stigmator, taking into account the rotation angle of the beam due to the beam passing through the focusing lens. It required control, and operation was extremely troublesome.
また、上記方法とは別の方法として、特公昭44
−21136号公報に開示されるように、1つの偏向
器によつて、X方向とY方向に同時に偏向を加え
る方法もあるが、この方法では3次の非点収差の
補償が考慮されていないために、偏向によつて生
じる収差が、前述のようなX方向とY方向のビー
ム偏向を別々の偏向器で行う方法に比べて大きく
なり、分解能の向上が図れず、実用的でなかつ
た。 In addition, as a method different from the above method,
As disclosed in Publication No. 21136, there is also a method of simultaneously applying deflection in the X and Y directions using one deflector, but this method does not take into account compensation for third-order astigmatism. Therefore, the aberration caused by the deflection is larger than the method described above in which the beam deflection in the X direction and the Y direction is performed using separate deflectors, making it impossible to improve the resolution and making it impractical.
この発明は、上述の問題点を解決するためにな
されたものであつて、偏向器として、光軸に対し
て夫々対称に配置した、少なくとも8個の電極ま
たは磁極でX方向およびY方向へのビーム偏向を
同時に行い得るものを採用し、これにより、集束
レンズと試料面との距離の短縮化を図つて、集束
レンズの球面収差量を減少せしめ、また、偏向に
よつて生じる歪み収差と2次および3次の非点収
差は、ステイグマトールを用いずに、偏向器に供
給する偏向電圧または電流に、前記歪み収差と2
次および3次の非点収差を補償するための補償電
圧または電流を重畳し、これを前記偏向器の各電
極または磁極に供給することによつて補償し、か
くして、前記ビームの回転角を考慮する必要がな
く、また、従来考慮されていなかつた歪み収差の
補償を可能とし、さらに偏向によつて生じる集点
のずれは、集束レンズにビームの偏向量の2乗に
比例した補償電流または電圧を供給することによ
つて補償するようにしたことに特徴を有する。 This invention was made to solve the above-mentioned problems, and is a deflector that uses at least eight electrodes or magnetic poles arranged symmetrically with respect to the optical axis in the X direction and the Y direction. A lens that can simultaneously deflect the beam is used, thereby shortening the distance between the focusing lens and the sample surface, reducing the amount of spherical aberration of the focusing lens, and reducing the distortion caused by deflection. The second-order and third-order astigmatism can be calculated by adding the distortion aberration and the deflection voltage or current supplied to the deflector without using a stigmator.
compensation by superimposing a compensation voltage or current for compensating for second- and third-order astigmatism and supplying it to each electrode or magnetic pole of the deflector, thus taking into account the rotation angle of the beam. In addition, it is possible to compensate for distortion aberrations that have not been considered in the past.Furthermore, the shift of the focal point caused by deflection can be corrected by applying a compensation current or voltage to the focusing lens proportional to the square of the amount of beam deflection. It is characterized in that it compensates by supplying
この発明を実施例により図面を参照しながら説
明する。 The present invention will be described by way of examples with reference to the drawings.
第1図は、電子ビーム偏向装置の概略図、第2
図は、偏向器として静電型偏向器を用いた場合の
この発明の実施例のブロツク図、第3図は、偏向
器として磁界型偏向器を用いた場合のこの発明の
実施例のブロツク図である。 Figure 1 is a schematic diagram of the electron beam deflection device, Figure 2 is a schematic diagram of the electron beam deflection device;
The figure is a block diagram of an embodiment of the invention in which an electrostatic deflector is used as the deflector, and FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the invention in which a magnetic field deflector is used as the deflector. It is.
第1図において、1はビーム集束用の磁界型電
子レンズ、2は光軸4′に対して対称に配置した、
8個の電極または磁極から構成される、ビーム4
を2次元的に偏向させる偏向器、そして、3は試
料面である。 In FIG. 1, 1 is a magnetic field type electron lens for beam focusing, and 2 is arranged symmetrically with respect to the optical axis 4'.
Beam 4, consisting of 8 electrodes or magnetic poles
a deflector that two-dimensionally deflects the sample, and 3 is a sample surface.
電子レンズ1には、ビーム4が、未偏向時に試
料面3上で球面収差によつて生じる最少錯乱円と
なるような一定の電流がレンズ電源(図示せず)
から供給されている。尚、前記最小錯乱円の半径
は、1/4Cs・ω3で与えられる。但し、Csはレンズ
の球面収差係数、ωはビームの開き角である。実
際には、電子レンズ1には第2図または第3図に
示す焦点補償回路7または13から供給される焦
点補償電流によつて焦点ずれ(ΔZ)を補償する
補償用電子レンズが別に付加されている。 The electron lens 1 is supplied with a constant current from a lens power supply (not shown) so that the beam 4 becomes the least circle of confusion caused by spherical aberration on the sample surface 3 when it is not deflected.
Supplied from. Note that the radius of the circle of least confusion is given by 1/4C s ·ω 3 . However, C s is the spherical aberration coefficient of the lens, and ω is the beam aperture angle. Actually, a compensating electronic lens is separately added to the electronic lens 1 to compensate for the focal shift (ΔZ) using a focal compensation current supplied from the focal compensation circuit 7 or 13 shown in FIG. 2 or 3. ing.
偏向器2は光軸4′にそつた長さ(l)を有す
る8個の電極または磁極が光軸4′から距離(r0)
だけ離れて対称に配置されたもので構成されてい
て、第2図に示す静電型偏向器11の場合には、
各電極A〜Hに偏向電圧電源6からの±ΔΦx、±
ΔΦyに、ビームの偏向量(Xs、Ys)に応じて変
化する収差補償電圧を重畳した電圧ψ1、ψ2、ψ3
……ψ8が夫々印加される。これらの電圧は、第
2図における収差補償回路8,9,10から発生
する。 The deflector 2 has eight electrodes or magnetic poles having a length (l) along the optical axis 4' and a distance (r 0 ) from the optical axis 4'.
In the case of the electrostatic deflector 11 shown in FIG.
±ΔΦ x , ± from the deflection voltage power supply 6 to each electrode A to H
Voltages ψ 1 , ψ 2 , ψ 3 that are obtained by superimposing an aberration compensation voltage that changes depending on the amount of beam deflection (X s , Y s ) on ΔΦ y
...ψ 8 is applied respectively. These voltages are generated from aberration compensation circuits 8, 9, and 10 in FIG.
一方、第3図に示す磁界型偏向器17の場合に
は、各磁極A〜Hに偏向電流電源12からの±
Ix、±Iyに、収差補償回路14,15,16から
発生する収差補償電流を重畳した電流I1、I2、I3
が夫々供給される。 On the other hand, in the case of the magnetic field type deflector 17 shown in FIG.
Currents I 1 , I 2 , I 3 are obtained by superimposing aberration compensation currents generated from the aberration compensation circuits 14, 15, and 16 on I x and ± I y .
are supplied respectively.
次に、上述した装置による偏向ビームの収差の
補償原理について説明する。 Next, the principle of compensating the aberration of the deflected beam by the above-mentioned apparatus will be explained.
まず、偏向ビームの収差について述べると、上
記装置において、焦点補償回路7または13、お
よび収差補償回路8,9,10または14,1
5,16を作動させなかつた場合、単に偏向され
たビーム5は収差のために試料面3上で1点に焦
束されず、次式で表わされるΔuの大きさのビー
ムスポツトとなる。 First, regarding the aberration of the deflected beam, in the above device, the focus compensation circuit 7 or 13 and the aberration compensation circuit 8, 9, 10 or 14, 1
5 and 16 are not activated, the simply deflected beam 5 is not focused to a single point on the sample surface 3 due to aberrations, and becomes a beam spot with a size Δu expressed by the following equation.
Δu=D−Mωeix+Nei2〓2・ωeix+Aω2+Bω2e2ix
+Cei3〓3・ω2e-i2x−Csω3eix……(1)
以下に、上記収差の各成分について、(1)式と第
4図を参照しながら更に詳しく説明する。尚、(1)
式において、ωeixはビームの開き角を表わす。 Δu=D−Mωe ix +Ne i2 〓 2・ωe ix +Aω 2 +Bω 2 e 2ix
+Ce i3 〓 3 ·ω 2 e -i2x −C s ω 3 e ix (1) Each component of the above-mentioned aberration will be explained in more detail below with reference to equation (1) and FIG. 4. Furthermore, (1)
In the formula, ωe ix represents the beam aperture angle.
(1)式第1項のDは、偏向ビームの歪み収差を表
わし、偏向角α(第1図参照)の3乗に比例して
ビームの偏向位置がずれてしまう収差である。従
つて、第4図aに示すような正方形のパターンに
すべくビームを試料面上で走査させても、第4図
bに示すように、糸巻型または樽型に歪んでしま
う。 D in the first term of equation (1) represents a distortion aberration of the deflected beam, and is an aberration that causes the deflection position of the beam to shift in proportion to the cube of the deflection angle α (see FIG. 1). Therefore, even if the beam is scanned over the sample surface to form a square pattern as shown in FIG. 4a, the pattern will be distorted into a pincushion or barrel shape as shown in FIG. 4b.
(1)式第2項のMは、偏向角αの2重に比例して
偏向ビームの焦点がずれる収差を表わしている。
従つて、集束レンズの強さを調整して取り除くこ
とのできる性質の収差である。 M in the second term of equation (1) represents an aberration in which the focus of the deflected beam shifts in proportion to the doubling of the deflection angle α.
Therefore, it is an aberration that can be removed by adjusting the strength of the focusing lens.
(1)式第3項のNei2〓2・ωe-ixは、2次非点収差で
あり、例えば、第4図cに示すように、偏向ビー
ム断面のパターンが楕円形状になる性質の収差で
ある。 Ne i2 〓 2・ωe -ix in the third term of equation (1) is second-order astigmatism, and for example, as shown in Figure 4c, it is an aberration in which the pattern of the deflected beam cross section becomes elliptical. It is.
(1)式第4項および第5項のAω2+Bω2e2ixは、
コマ収差を表わすもので、ビームを1点に収束で
きない原因の1つである。しかし、偏向角αは
0.05rad(ラジアン)程度までで十分であるので、
これが原因となるぼけの量は最大でも0.02μm程
度と小さく、実際にはほとんど問題とならない。 Aω 2 +Bω 2 e 2ix in the fourth and fifth terms of equation (1) are:
This represents comatic aberration, and is one of the reasons why the beam cannot be converged to one point. However, the deflection angle α is
Up to about 0.05 rad (radian) is sufficient, so
The amount of blur caused by this is small, about 0.02 μm at most, and is hardly a problem in practice.
(1)式第6項のCei3〓3・ω2e-i2xは、3次の非点収
差で、例えば第4図dに示すように、偏向ビーム
断面のパターンが三角形状になる性質の収差であ
る。 Ce i3 〓 3・ω 2 e -i2x in the sixth term of equation (1) is third-order astigmatism, which is caused by the fact that the cross-sectional pattern of the deflected beam is triangular, as shown in Figure 4d, for example. This is an aberration.
(1)式第7項のCsω3eixは、集束レンズによつて
引き起される球面収差を表わし、その係数Csは集
束レンズと集束面(試料面)との距離を短くする
ほど小さくできる。しかし、完全にこの収差を取
り除くのは原理的に不可能である。この球面収差
によつてぼける偏向ビーム断面の一例を第4図e
に示す。 C s ω 3 e ix in the seventh term of equation (1) represents the spherical aberration caused by the focusing lens, and its coefficient C s shortens the distance between the focusing lens and the focusing surface (sample surface). It can be made as small as possible. However, it is impossible in principle to completely eliminate this aberration. Figure 4e shows an example of the cross section of the deflected beam blurred by this spherical aberration.
Shown below.
以上、偏向ビームが1点に集束しない原因とな
る収差の各成分について説明したが、前述したよ
うに、実際にはコマ収差を除いた歪み収差、2次
および3次の非点収差、球面収差、焦点のずれが
問題となつており、特に、これらが電子ビーム露
光装置におけるサブミクロン精度の加工を阻む主
原因となつている。 Above, we have explained each component of aberration that causes the deflected beam not to focus on one point, but as mentioned above, in reality, distortion aberration excluding coma, secondary and tertiary astigmatism, and spherical aberration , focus shift has become a problem, and in particular, these are the main causes that hinder processing with submicron precision in electron beam exposure equipment.
この発明は、上記各種収差を補償するものであ
り、歪み収差Dは、前述したようにビームの試料
面上での偏向位置(Xs、Ys)が理想の偏向位置
よりずれてしまう収差であるので、この偏向位置
のずれを引き起す偏向電圧分または電流分をもと
の偏向電圧±ΔΦx、±ΔΦyまたは偏向電流±Ix、±
Iyから減じ、または加えて偏向器に供給すればこ
の歪み収差が補償できる。この歪み収差補償偏向
電圧±ΔΦxc、±ΔΦycまたは補償偏向電流±Ixc、±
Iycは、各々第2図の歪み収差補償回路8または
第3図の補償回路14から発生し、次式で与えら
れる。 This invention compensates for the various aberrations mentioned above, and the distortion aberration D is an aberration in which the deflection position (X s , Y s ) of the beam on the sample surface deviates from the ideal deflection position, as described above. Therefore, the deflection voltage or current that causes this deflection position shift is the original deflection voltage ±ΔΦ x , ±ΔΦ y or deflection current ±I x , ±
This distortion aberration can be compensated by subtracting it from I y or supplying it to the deflector in addition to it. This distortion aberration compensation deflection voltage ±ΔΦ xc , ±ΔΦ yc or compensation deflection current ±I xc , ±
I yc is generated from the distortion aberration compensation circuit 8 of FIG. 2 or the compensation circuit 14 of FIG. 3, respectively, and is given by the following equation.
±ΔΦxc=±〔ΔΦx+bΔΦx√2 x+2 y+c
(ΔΦ2 x+ΔΦ2 y)ΔΦx+dΔΦx〕
±ΔΦyc=±〔ΔΦy+bΔΦy√2 x+2 y+c
(ΔΦ2 x+ΔΦ2 y)ΔΦy+dΔΦy〕……(2)
±Ixc=±〔Ix+bnIy√2 x+2 y+cn(I2 x+I2 y)I
x+dnIx〕
±Iyc=±〔Iy−bnIx√2 x+2 y+cn(I2 x+I2 y)I
y+dnIy〕……(3)
上記(2)および(3)式において、b、c、dは歪み
収差補償偏向電圧の係数であり、bn、cn、dnは
歪み収差補償偏向電流の係数である。 ±ΔΦ xc = ±[ΔΦ x +bΔΦ x √ 2 x + 2 y +c
(ΔΦ 2 x + ΔΦ 2 y ) ΔΦ x + dΔΦ x ] ±ΔΦ yc = ± [ΔΦ y +bΔΦ y √ 2 x + 2 y +c
(ΔΦ 2 x + ΔΦ 2 y ) ΔΦ y + dΔΦ y 〕……(2) ±I xc = ± [I x +b n I y √ 2 x + 2 y +c n (I 2 x + I 2 y ) I
x + d n I x ] ±I yc = ± [I y −b n I x √ 2 x + 2 y +c n (I 2 x + I 2 y )I
y + d n I y ]...(3) In equations (2) and (3) above, b, c, and d are coefficients of the distortion aberration compensation deflection voltage, and b n , c n , and d n are distortion aberration compensation coefficients. is the coefficient of deflection current.
尚、+ΔΦxcは、第2図の静電型偏向器11にお
ける電極A、Bに、同様に−ΔΦxcはE、Fに、+
ΦycはC、Dに、−ΔΦycはG、Hに夫々印加され
ることによつて、ビームが任意の方向に歪み収差
なしに偏向される。一方、第3図の磁界型偏向器
17においても同様に、+Ixcは電極A、Bに、同
様に−IxcはE、Fに、+IycはC、Dに、−IycはG、
Hに夫々供給されて歪み収差を補償する。 Note that +ΔΦ xc is applied to electrodes A and B in the electrostatic deflector 11 in FIG. 2, and -ΔΦ xc is applied to E and F, +
By applying Φ yc to C and D, and -ΔΦ yc to G and H, respectively, the beam is deflected in any direction without distortion. Similarly, in the magnetic field deflector 17 in FIG .
H to compensate for distortion aberrations.
偏向によつて生じる集点ずれMは、集束補償用
電子レンズに、その集点ずれを補う集点補償電流
を供給することによつて補償する。この集点補償
電流は、第2図中7または第3図中13の集点補
償回路から発生し、補償される集点ずれ(ΔZ)
は次式で示される。 The focus shift M caused by the deflection is compensated for by supplying a focus compensation current to the focus compensation electron lens to compensate for the focus shift. This focal point compensation current is generated from the focal point compensation circuit 7 in Figure 2 or 13 in Figure 3, and the focal point shift (ΔZ) to be compensated for is
is expressed by the following equation.
ΔZ=−α(ΔΦ2 x+ΔΦ2 y)(静電型偏向器の場合)
……(4)
ΔZ=−αn(I2 x+I2 y)(磁界型偏向器の場合)
……(5)
上記(4)および(5)式において、α、αnは集点補
償電流の比例定数である。尚、集束用電子レンズ
のレンズ電流は、未偏向時において集束電子ビー
ムが試料面上で最小錯乱円となるように調整され
ている。ΔZ=−α(ΔΦ 2 x +ΔΦ 2 y ) (for electrostatic deflector)
...(4) ΔZ=-α n (I 2 x + I 2 y ) (for magnetic field deflector)
...(5) In the above equations (4) and (5), α and α n are proportionality constants of the focal point compensation current. The lens current of the focusing electron lens is adjusted so that the focused electron beam forms a circle of least confusion on the sample surface when not being deflected.
次に、偏向によつて生じる2次の非点収差
Nei2〓2・ωe-ixと3次の非点収差Cei3〓3・ω2e-i2xの
補償原理について説明する。 Next, second-order astigmatism caused by deflection
The compensation principle for Ne i2 〓 2・ωe -ix and third-order astigmatism Ce i3 〓 3・ω 2 e -i2x will be explained.
偏向器2が第2図に示される静電型の場合8個
の各電極A〜Hに各電圧ψ1、ψ2、ψ3……ψ8が、
ψ1=φ1、ψ2=φ2、ψ3=−φ1、ψ4=−φ2
、ψ5=φ1、
ψ6=φ2、ψ7=−φ1、ψ8=−φ2 ……(6)
となるように2組の正電位(φ1、φ2)と2組の
負電位(−φ1、−φ2)を印加すると、
Δu2=N2ωe-i(X-2〓2) ……(7)
なる2次の非点収差Δu2を生じる。ここでN2は、
√2 1+2 2に比例する収差係数で、その方向は、
tan2λ2=φ2/φ1により定まる。また、ωはビー
ムの開き角、eは指数関数、i=√−1は複素数
表示の虚数単位、Xはωの位相、2λ2はN2の位相
である。この2次の非点収差は方向がλ2であり、
φ1とφ2を任意に変えることにより、λ2の方向に
N2ωの量とすることができる。 When the deflector 2 is an electrostatic type shown in FIG. 2, each voltage ψ 1 , ψ 2 , ψ 3 ... ψ 8 is applied to each of the eight electrodes A to H, ψ 1 = φ 1 , ψ 2 = φ 2 , ψ 3 = −φ 1 , ψ 4 = −φ 2
, ψ 5 = φ 1 , ψ 6 = φ 2 , ψ 7 = −φ 1 , ψ 8 = −φ 2 ...(6) Two sets of positive potentials (φ 1 , φ 2 ) and two sets of positive potentials (φ 1 , φ 2 ) When a negative potential (-φ 1 , -φ 2 ) is applied, a second-order astigmatism Δu 2 is generated as follows: Δu 2 =N 2 ωe -i(X-2 〓 2) (7). Here N2 is
The aberration coefficient is proportional to √ 2 1 + 2 2 , and its direction is
It is determined by tan2λ 2 =φ 2 /φ 1 . Further, ω is the beam aperture angle, e is an exponential function, i=√−1 is an imaginary unit expressed as a complex number, X is the phase of ω, and 2λ 2 is the phase of N 2 . This second-order astigmatism has a direction of λ 2 ,
In the direction of λ 2 by arbitrarily changing φ 1 and φ 2
The amount can be N 2 ω.
同様に、偏向器2の各電極A〜Hに、各電圧
ψ1、ψ2、ψ3……ψ8が、
となるように、φ1′とφ3′の電位を印加すると、
120度の方向に非対称なる次の非点収差
Δu3=N3ω2e-i(2x-3x3)、tan3λ3=φ3′/φ1′……(
9)
が生じる。ここで、N3は収差係数、3λ3はその位
相である。この3次の非点収差は、φ1′とφ3′の変
化によつてその方向λ3と大きさN3ω2を変えるこ
とができる。(N3は√1′2+2′2に比例する。)
このように、上述した電位φ1、φ2、φ1′、φ3′を
偏向器の各電極に、次のような関係、
ψ1=φ1+φ1′ψ4=−φ2+φ′4ψ7=−φ1
−φ3′
ψ1=φ1+φ1′ψ4=−φ2+φ′4ψ7=−φ1
−φ3′
ψ2=φ2+φ2′ψ5=φ1−φ1′ψ8=−φ2−
φ4′
ψ3=φ1+φ3′ψ6=φ2−φ2′ ……(10)
で予じめ印加することにより、2次と3次の非点
収差が同時に発生し、その非点収差で、(1)式に示
した偏向ビームが補償以前にもつている非点収差
を相殺することができる。このために、2次の非
点収差補償のための電位φ1、φ2によつて生じる
非点収差量N2ω(7式)が、(1)式で示される補償
以前にもつている非点収差量Nωと等しく、その
方向が互いに逆、つまりδ2=λ2+π/2となるよ
うに非点収差補償回路9で調整される。同様に3
次の非点収差補償に関しても補償条件N3=C、
δ3=λ3+π/3が成り立つように非点収差補償回
路10で調整される。 Similarly, each voltage ψ 1 , ψ 2 , ψ 3 ... ψ 8 is applied to each electrode A to H of the deflector 2, Applying the potentials of φ 1 ′ and φ 3 ′ so that
The following astigmatism Δu 3 = N 3 ω 2 e -i(2x-3x3) , tan3λ 3 = φ 3 ′/φ 1 ′……(
9) occurs. Here, N 3 is the aberration coefficient and 3λ 3 is its phase. The direction λ 3 and magnitude N 3 ω 2 of this third-order astigmatism can be changed by changing φ 1 ' and φ 3 '. (N 3 is proportional to √ 1 ′ 2 + 2 ′ 2. ) In this way, the above-mentioned potentials φ 1 , φ 2 , φ 1 ′, and φ 3 ′ are applied to each electrode of the deflector, and the following relationship is established. , ψ 1 =φ 1 +φ 1 ′ψ 4 = −φ 2 +φ′ 4 ψ 7 = −φ 1
−φ 3 ′ ψ 1 = φ 1 +φ 1 ′ψ 4 = −φ 2 +φ′ 4 ψ 7 = −φ 1
−φ 3 ′ψ 2 =φ 2 +φ 2 ′ψ 5 =φ 1 −φ 1 ′ψ 8 =−φ 2 −
φ 4 ′ ψ 3 = φ 1 + φ 3 ′ψ 6 = φ 2 −φ 2 ′ ...(10) By applying in advance, second-order and third-order astigmatism occur simultaneously, and the astigmatism is The point aberration can cancel out the astigmatism that the deflected beam shown in equation (1) has before compensation. For this reason, the amount of astigmatism N 2 ω (Equation 7) caused by the potentials φ 1 and φ 2 for second-order astigmatism compensation is the same as that before the compensation shown in Equation (1). It is adjusted by the astigmatism compensation circuit 9 so that it is equal to the astigmatism amount Nω and its directions are opposite to each other, that is, δ 2 =λ 2 +π/2. Similarly 3
Regarding the next astigmatism compensation, the compensation condition N 3 =C,
The astigmatism compensation circuit 10 adjusts so that δ 3 =λ 3 +π/3 holds.
従つて、以上の2次と3次の非点収差補償条件
からφ1、φ2、φ1′、φ3′を求め、前述の歪み収差補
償偏向電圧を与える(2)式と合わせて(10)式に代入し
て得られる次の各電圧ψ1、ψ2、ψ3……ψ8
ψ1=ΔΦxc+g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)−2gΔΦxΔΦy
−j(ΔΦxcos3/8π+ΔΦysin3/8π)
ψ2=ΔΦxc+g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)+2gΔΦxΔΦy
+j(ΔΦxcosπ/8+ΔΦysinπ/8)
ψ3=ΔΦyc−g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)+2gΔΦxΔΦy
−j(ΔΦxsin3/8π+ΔΦycos3/8π)
ψ4=ΔΦyc−g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)−2gΔΦxΔΦy
−j(ΔΦxcos5/8π+ΔΦysin5/8π)
ψ5=−ΔΦxc+g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)−2gΔΦxΔΦ
y+j(ΔΦxcos3/8π+ΔΦysin3/8π)
ψ6=−ΔΦxc+g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)+2gΔΦxΔΦ
y−j(ΔΦxcosπ/8+ΔΦysinπ/8)
ψ7=−ΔΦyc−g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)+2gΔΦxΔΦ
y+j(ΔΦxsin3/8π−ΔΦycos3/8π)
ψ8=−ΔΦyc−g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)−2gΔΦxΔΦ
y+j(ΔΦxcos5/8π+ΔΦysin5/8π)…(11)
を偏向器2の8個の電極A〜Hに夫々印加すれ
ば、偏向収差を補償することができる。 Therefore, φ 1 , φ 2 , φ 1 ′, φ 3 ′ are determined from the above-mentioned second-order and third-order astigmatism compensation conditions, and combined with equation (2) that gives the distortion aberration compensation deflection voltage described above, ( 10) The following voltages ψ 1 , ψ 2 , ψ 3 ...ψ 8 ψ 1 = ΔΦ xc + g (ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y ) −2gΔΦ x ΔΦ y
−j(ΔΦ x cos3/8π+ΔΦ y sin3/8π) ψ 2 =ΔΦ xc +g(ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y )+2gΔΦ x ΔΦ y
+j (ΔΦ x cosπ/8+ΔΦ y sinπ/8) ψ 3 =ΔΦ yc −g (ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y ) +2gΔΦ x ΔΦ y
−j (ΔΦ x sin3/8π+ΔΦ y cos3/8π) ψ 4 =ΔΦ yc −g (ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y ) −2gΔΦ x ΔΦ y
−j (ΔΦ x cos5/8π+ΔΦ y sin5/8π) ψ 5 = −ΔΦ xc +g (ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y ) −2gΔΦ x ΔΦ
y + j (ΔΦ x cos3/8π + ΔΦ y sin3/8π) ψ 6 = −ΔΦ xc + g (ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y ) + 2gΔΦ x ΔΦ
y −j (ΔΦ x cosπ/8+ΔΦ y sinπ/8) ψ 7 = −ΔΦ yc −g (ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y ) + 2gΔΦ x ΔΦ
y + j (ΔΦ x sin3/8π−ΔΦ y cos3/8π) ψ 8 = −ΔΦ yc −g (ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y ) −2gΔΦ x ΔΦ
By applying y + j (ΔΦ x cos5/8π+ΔΦ y sin5/8π) (11) to each of the eight electrodes A to H of the deflector 2, the deflection aberration can be compensated.
上記非点収差補償の原理は、偏向器が磁界型の
偏向器の場合も全く同様である。すなわち、第2
図に示される静電型偏向器11の場合の偏向電圧
±ΔΦx、±ΔΦyを偏向電流±Ix、±Iyに置き換えて、
偏向収差を補償するためには、磁界型偏向器17
の各磁極A〜Hに供給する電流I1、I2、I3……I8
を次のように与えれば良い。すなわち、
I1=Ixc−gn(I2 x−ΔI2 y)+2gnIxIy−jn(Ixcos
3/8π+Iysin3/8π)
I2=Ixc−gn(I2 x−I2 y)−2gnIxIy+jn(Ixcosπ
/8+Iysinπ/8)
I3=Iyc+gn(I2 x−I2 y)−2gnIxIy−jn(Ixsin3
/8π−Iycos3/8π)
I4=Iyc+gn(I2 x−I2 y)+2gnIxIy−jn(Ixcos5
/8π+Iysin5/8π)
I5=−Ixc−gn(I2 x−I2 y)+2gnIxIy+jn(Ixcos
3/8π+Iysin3/8π)
I6=−Ixc−gn(I2 x−I2 y)−2gnIxIy−jn(Ixcos
π/8+Iysinπ/8)
I7=−Iyc+gn(I2 x−I2 y)−2gnIxIy+jn(Ixsin
3/8π−Iycos3/8π)
I8=−Iyc+gn(I2 x−I2 y)+2gnIxIy+jn(Ixcos
5/8π+Iysin5/8π)
以上述べた歪み収差、2次と3次の非点収差お
よび焦点ずれΔZの補償によつて、偏向収差Δu
は、
Δu=Aω2+Bω2e2ix−1/4Csω3eix ……(12)
と小さくなる。ここで、(13)式の第1項、第2
項のコマ収差量は、走査範囲が一辺2cmの正方形
の広いものであつても最大0.1μm以下と小さく、
また(13)式の第3項の最小錯乱円の直径も、こ
の発明の装置によりX方向およびY方向の偏向が
1つの偏向器によつて行えるため、集束レンズと
試料面との距離を短かく設計することができ、球
面収差量が減少する結果、0.1μm以下となる。こ
れによつて、走査ビームスポツトの大きさをサブ
ミクロン以下にすることが可能となる。 The principle of astigmatism compensation described above is exactly the same when the deflector is a magnetic field type deflector. That is, the second
In the case of the electrostatic deflector 11 shown in the figure, the deflection voltages ±ΔΦ x and ±ΔΦ y are replaced by the deflection currents ±I x and ±I y ,
In order to compensate for deflection aberration, a magnetic field type deflector 17 is used.
Currents I 1 , I 2 , I 3 ... I 8 supplied to each magnetic pole A to H of
can be given as follows. That is, I 1 = I xc −g n (I 2 x −ΔI 2 y ) + 2g n I x I y −j n (I x cos
3/8π+I y sin 3/8π) I 2 =I xc −g n (I 2 x −I 2 y )−2g n I x I y +j n (I x cosπ
/8+I y sinπ/8) I 3 = I yc +g n (I 2 x −I 2 y )−2g n I x I y −j n (I x sin3
/8π−I y cos3/8π) I 4 =I yc +g n (I 2 x −I 2 y )+2g n I x I y −j n (I x cos5
/8π+I y sin5/8π) I 5 = −I xc −g n (I 2 x −I 2 y ) + 2g n I x I y +j n (I x cos
3/8π + I y sin 3/8π) I 6 = −I xc −g n (I 2 x −I 2 y )−2g n I x I y −j n (I x cos
π/8+I y sin π/8) I 7 =−I yc +g n (I 2 x −I 2 y )−2g n I x I y +j n (I x sin
3/8π−I y cos3/8π) I 8 =−I yc +g n (I 2 x −I 2 y ) + 2g n I x I y +j n (I x cos
5/8π+I y sin5/8π) By compensating for the distortion aberration, second- and third-order astigmatism, and focal shift ΔZ described above, the deflection aberration Δu
becomes small as Δu=Aω 2 +Bω 2 e 2ix −1/4C s ω 3 e ix (12). Here, the first term and the second term of equation (13) are
The amount of comatic aberration in the term is as small as 0.1 μm or less even when the scanning range is a wide square with a side of 2 cm.
In addition, the diameter of the circle of least confusion in the third term of equation (13) can also be determined by shortening the distance between the focusing lens and the sample surface because the device of this invention allows deflection in the X and Y directions with one deflector. As a result of this design, the amount of spherical aberration is reduced to 0.1 μm or less. This makes it possible to reduce the size of the scanning beam spot to submicron or less.
次に、第2図を参照しながら、静電型偏向器に
おける焦点補償用レンズ18に上述した(4)式の電
流を供給する方法と、静電型偏向器11の各電極
A〜Hに上述した(11)式の電圧を印加する方法につ
いて説明する。 Next, referring to FIG. 2, we will explain how to supply the current of equation (4) above to the focus compensation lens 18 in the electrostatic deflector, and to each electrode A to H of the electrostatic deflector 11. A method of applying the voltage expressed by equation (11) above will be explained.
第2図において、前述したように、6は偏向電
圧電源、7は焦点補償回路、そして8,9,10
は偏向収差補償回路を示す。 In FIG. 2, as mentioned above, 6 is a deflection voltage power supply, 7 is a focus compensation circuit, and 8, 9, 10
indicates a deflection aberration compensation circuit.
焦点補償回路7は、偏向電圧電源6からの±
ΔΦx、±ΔΦyの偏向電圧を用いて(4)式の演算を行
つて焦点補償電圧を焦点補償用レンズ18に印加
する。歪み収差補償回路8は、±ΔΦx、±ΔΦyを用
いて(2)式の演算を行い、歪み収差を補償する偏向
電圧±ΔΦxc、±ΔΦycを発生し、±ΔΦxcを偏向器1
1の電極A、Bに、−ΔΦxcを電極E、Fに、+
ΔΦycを電極C、Dに、−ΔΦycを電極G、Hに夫々
印加する。2次と3次の非点収差補償回路9と1
0は、±ΔΦx、±ΔΦyを用いて、第2図9,10に
示される演算を行つて非点収差補償電圧を発生
し、この電圧を前述の±ΔΦxc、±ΔΦycに重畳させ
て、偏向器11の各電極A〜Hに夫々印加する。 The focus compensation circuit 7 receives ± from the deflection voltage power supply 6.
Using the deflection voltages ΔΦ x and ±ΔΦ y , the equation (4) is calculated and a focus compensation voltage is applied to the focus compensation lens 18. The distortion aberration compensation circuit 8 calculates equation (2) using ±ΔΦ x and ±ΔΦ y , generates deflection voltages ±ΔΦ xc and ± ΔΦ yc that compensate for distortion aberrations, and applies ±ΔΦ 1
-ΔΦ xc to electrodes A and B of 1, +
ΔΦ yc is applied to electrodes C and D, and -ΔΦ yc is applied to electrodes G and H, respectively. 2nd and 3rd order astigmatism compensation circuits 9 and 1
0 uses ±ΔΦ x and ±ΔΦ y to perform the calculations shown in Figure 2 9 and 10 to generate an astigmatism compensation voltage, and then superimposes this voltage on the aforementioned ± ΔΦ Then, the voltage is applied to each electrode A to H of the deflector 11, respectively.
次に、第3図を参照しながら、磁界型偏向器に
おいて、焦点補償用レンズ18に上述した(5)式の
電流を供給する方法と、磁界型偏向器17の各磁
極A〜Hに、上述した(12)式の電流を供給する方法
について説明する。 Next, referring to FIG. 3, we will explain how to supply the current of formula (5) above to the focus compensation lens 18 in the magnetic field deflector, and to each of the magnetic poles A to H of the magnetic field deflector 17. A method of supplying the current expressed by equation (12) above will be explained.
第2図において、前述したように、12は偏向
電流電源、13は焦点補償回路、そして、14,
15,16は偏向収差補償回路を示す。 In FIG. 2, as mentioned above, 12 is a deflection current power supply, 13 is a focus compensation circuit, and 14,
15 and 16 indicate deflection aberration compensation circuits.
焦点補償回路13は、偏向電流電源12からの
±Ix、±Iyの偏向電流を用いて(5)式の演算を行い、
焦点補償用電流を焦点補償用レンズ18に供給す
る。歪み収差補償回路14は、±Ix、±Iyを用いて
(3)式を演算を行い、歪み収差を補償する偏向電流
±Ixc、±Iycを発生し、+Ixcを偏向器17の電極A、
Bに、−Ixcを電極E、Fに、+Iycを電極C、Dに、
−Iycを電極G、Hに夫々供給する。2次と3次
の非点収差補償回路15と16は、±Ixc、±Iycを
用いて、第3図15,16に示される演算を行つ
て非点収差補償電流を発生し、この電流を前述の
±Ixc、±Iycに重畳させて、偏向器17の各電極A
〜Hに夫々供給する。 The focus compensation circuit 13 uses the deflection currents of ±I x and ±I y from the deflection current power source 12 to calculate equation (5),
A focus compensation current is supplied to the focus compensation lens 18. The distortion aberration compensation circuit 14 uses ±I x and ±I y.
Equation (3) is calculated to generate deflection currents ±I xc and ±I yc that compensate for distortion aberrations, and +I xc is applied to the electrode A of the deflector 17,
B, -I xc to electrodes E and F, +I yc to electrodes C and D,
-I yc is supplied to electrodes G and H, respectively. The secondary and tertiary astigmatism compensation circuits 15 and 16 use ±I xc and ±I yc to perform the calculations shown in FIG. 3 15 and 16 to generate astigmatism compensation currents, and By superimposing the current on the above-mentioned ±I xc and ±I yc , each electrode A of the deflector 17
~H, respectively.
上述した第2図、第3図における各演算はコン
ピユーターとA/Dコンバーター等による制御で
行うことができる。このようにした場合は、任意
の走査位置にビームを偏向させる場合にも上記
(4)、(5)、(11)、(12)式の各演算が任意の偏向電圧また
は電流について行えるので、フライングスポツト
モードによるビームの無収差での走査が可能とな
る。 Each calculation in FIGS. 2 and 3 described above can be performed under the control of a computer, an A/D converter, and the like. In this case, the above method can also be used when deflecting the beam to an arbitrary scanning position.
Since each calculation of equations (4), (5), (11), and (12) can be performed for any deflection voltage or current, it is possible to scan the beam without aberration in the flying spot mode.
この発明は、上記実施例以外に、例えば静電型
レンズで集束されたイオンビームを走査、偏向さ
せる場合にも適用できることは云うまでもない。 It goes without saying that the present invention can be applied in addition to the above-described embodiments to, for example, scanning and deflecting an ion beam focused by an electrostatic lens.
以上説明したように、この発明によれば、ビー
ムを偏向するための偏向用電圧または電流に比例
した集束補償電圧または電流を焦点補償用レンズ
に供給して集点ずれを補償し、これと同時に偏向
用の電圧または電流に応じた歪み収差補償、2
次、3次の非点収差補償用の電圧または電流を偏
向器の各電極または磁極に供給することによつ
て、試料面上におけるビームの直径の、偏向によ
る増大を防止できる結果、電子ビーム露光装置や
走査型電子顕微鏡のように、ビーム照射面積を常
に微少に保つことが要求される装置に顕著な効果
をもたらすことは明らかである。 As explained above, according to the present invention, a focus compensation voltage or current proportional to a deflection voltage or current for deflecting a beam is supplied to a focus compensation lens to compensate for a focus shift, and at the same time Distortion aberration compensation according to voltage or current for deflection, 2
By supplying voltage or current for second- and third-order astigmatism compensation to each electrode or magnetic pole of the deflector, it is possible to prevent the beam diameter on the sample surface from increasing due to deflection, resulting in electron beam exposure. It is clear that this method has a significant effect on devices that require the beam irradiation area to be kept small at all times, such as scanning electron microscopes and scanning electron microscopes.
第1図は、電子ビーム偏向装置の概略図、第2
図は、静電型偏向器を用いたこの発明の実施例の
ブロツク図、第3図は、磁界型偏向器を用いたこ
の発明の実施例のブロツク図、第4図a〜eは、
偏向ビームのパターンを示す図である。図面にお
いて、
1……磁界型電子レンズ、2……偏向器、3…
…試料面、4,5……ビーム、4′……光軸、6
……偏向電圧電源、7……焦点補償回路、8,
9,10……収差補償回路、11……静電型偏向
器、12……偏向電流電源、13……焦点補償回
路、14,15,16……収差補償回路、17…
…磁界型偏向器、18……焦点補償用レンズ。
Figure 1 is a schematic diagram of the electron beam deflection device, Figure 2 is a schematic diagram of the electron beam deflection device;
The figure is a block diagram of an embodiment of the invention using an electrostatic deflector, FIG. 3 is a block diagram of an embodiment of the invention using a magnetic field deflector, and FIGS.
FIG. 3 is a diagram showing a pattern of a deflected beam. In the drawings, 1... Magnetic field type electron lens, 2... Deflector, 3...
...sample surface, 4, 5...beam, 4'...optical axis, 6
... Deflection voltage power supply, 7 ... Focus compensation circuit, 8,
9, 10... Aberration compensation circuit, 11... Electrostatic deflector, 12... Deflection current power supply, 13... Focus compensation circuit, 14, 15, 16... Aberration compensation circuit, 17...
...Magnetic field type deflector, 18... Focus compensation lens.
Claims (1)
ンズと、前記荷電ビームを試料面上において2次
元的に偏向するための、光軸に対して夫々対称に
配置した、少なくとも8個の電極または磁極から
なる偏向器とを備えた収差自動補償偏向装置にお
いて、 前記偏向器に供給する偏向電圧または電流の2
乗に比例した焦点補償電圧または電流を、焦点補
償用レンズに供給する焦点補償回路と、 偏向によつて生じる2次と3次の非点収差およ
び歪み収差を前記偏向器自らによつて補償するた
めの、前記偏向電圧または電流に応じた少なくと
も8種類の収差補償電圧または電流を、前記偏向
電圧または電流に重畳させて前記偏向器の各電極
または磁極に供給する収差補償回路と を設けたことを特徴とする収差自動補償偏向装
置。 2 前記偏向電圧をΔΦx、ΔΦyとし、aを前記焦
点補償電圧または電流を発生させるための比例定
数とし、b、c、dをビームの偏向によつて生じ
る歪み収差補償のために前記偏向器の各電極に印
加する電圧の係数、g、jを各々偏向に生じる2
次と3次の非点収差補償のために前記偏向器の各
電極に印加する電圧の比例定数とした場合、前記
焦点補償電圧または電流による焦点ずれの量ΔZ
と、前記収差補償回路によつて発生する前記偏向
器の8個の電極に印加する電圧ψ1、ψ2、ψ3…ψ8
が、下式、 ΔZ=−a(ΔΦ2 x+ΔΦ2 y)、 ψ1=ΔΦx+bΔΦx√2 x+2 y+c(ΔΦ2 x+Δ
Φ2 y)ΔΦx+dΔΦx +g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)−2gΔΦxΔΦy−j(ΔΦxc
os3/8π+ΔΦysin3/8π)、 ψ2=ΔΦx+bΔΦx√2 x+2 y+c(ΔΦ2 x+Δ
Φ2 y)ΔΦx+dΔΦx +g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)+2gΔΦxΔΦy+j(ΔΦxc
osπ/8+ΔΦysinπ/8)、 ψ3=ΔΦy+bΔΦy√2 x+2 y+c(ΔΦ2 x+Δ
Φ2 y)ΔΦy+dΔΦy −g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)+2gΔΦxΔΦy−j(ΔΦxs
in3/8π−ΔΦycos3/8π)、 ψ4=ΔΦy+bΔΦy√2 x+2 y+c(ΔΦ2 x+Δ
Φ2 y)ΔΦy+dΔΦy −g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)−2gΔΦxΔΦy−j(ΔΦxc
os5/8π+ΔΦysin5/8π)、 ψ5=−ΔΦx−bΔΦx√2 x+2 y−c(ΔΦ2 x+
ΔΦ2 y)ΔΦx−dΔΦx +g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)−2gΔΦxΔΦy+j(ΔΦxc
os3/8π+ΔΦysin3/8π)、 ψ6=−ΔΦx−bΔΦx√2 x+2 y−c(ΔΦ2 x+
ΔΦ2 y)ΔΦx−dΔΦx +g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)+2gΔΦxΔΦy−j(ΔΦxc
osπ/8+ΔΦysinπ/8)、 ψ7=−ΔΦy−bΔΦy√2 x+2 y−c(ΔΦ2 x+
ΔΦ2 y)ΔΦy−dΔΦy −g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)+2gΔΦxΔΦy+j(ΔΦxs
in3/8π−ΔΦycos3/8π)、 ψ8=−ΔΦy−bΔΦy√2 x+2 y−c(ΔΦ2 x+
ΔΦ2 y)ΔΦy−dΔΦy −g(ΔΦ2 x−ΔΦ2 y)−2gΔΦxΔΦy+j(ΔΦxc
os5/8π+ΔΦysin5/8π) を満足するようにすることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の収差自動補償偏向装置。 3 前記偏向電流をIx、Iyとし、anを前記焦点補
償電圧または電流を発生させるための比例定数と
し、bn、cn、dnをビームの偏向によつて生じる
歪み収差補償のために前記偏向器の各磁極に供給
する電流の係数とし、gn、jnを各々偏向によつて
生ずる2次と3次の非点収差補償のために前記偏
向器の各磁極に供給する電流の比例定数とした場
合、前記焦点補償電圧または電流による焦点ずれ
の量ΔZと、前記収差補償回路によつて発生する
前記偏向器の8個の磁極に供給する電流I1、I2、
I3……I8が、下式、 ΔZ=−an(I2 x+I2 y)、 I1=Ix+bnIy√2 x+2 y+cn(I2 x+I2 y)Ix+dnIx −gn(I2 x−I2 y)+2gnIxIy−jn(Ixcos3/8π+ly
sin3/8π)、 I2=Ix+bnIy√2 x+2 y+cn(I2 x+I2 y)Ix+dnIx −gn(I2 x−I2 y)−2gnIxIy+jn(Ixcosπ/8+lysi
nπ/8)、 I3=Iy−bnIx√2 x+2 y+cn(I2 x+I2 y)Iy+dnIy +gn(I2 x−I2 y)−2gnIxIy−jn(Ixsin3/8π−Iy
cos3/8π)、 I4=Iy−bnIx√2 x+2 y+cn(I2 x+I2 y)Iy+dnIy +gn(I2 x−I2 y)+gnIxIy−jn(Ixcos5/8π+Iys
in5/8π)、 I5=−Ix−bnIy√2 x+2 y−cn(I2 x+I2 y)Ix−dnIx −gn(I2 x−I2 y)+gnIxIy+jn(Ixcos3/8π+Iys
in3/8π)、 I6=−Ix−bnIy√2 x+2 y−cn(I2 x+I2 y)Ix−dnIx −gn(I2 x−I2 y)−gnIxIy−jn(Ixcosπ/8+Iysin
π/8)、 I7=−Iy+bnIx√2 x+2 y−cn(I2 x+I2 y)Iy−dnIy +gn(I2 x−I2 y)−2gnIxIy+jn(Ixsin3/8π−Iy
cos3/8π)、 I8=−Iy+bnIx√2 x+2 y−cn(I2 x+I2 y)Iy−dnIy +gn(I2 x−I2 y)+2gnIxIy+jn(Ixcos5/8π+Iy
sin5/8π) を満足するようにすることを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の収差自動補償偏向装置。[Scope of Claims] 1. At least an electrostatic or magnetic field type lens for focusing a charged beam, and at least one lens arranged symmetrically with respect to an optical axis for two-dimensionally deflecting the charged beam on a sample surface. In an automatic aberration compensation deflection device comprising a deflector consisting of eight electrodes or magnetic poles, two of the deflection voltages or currents supplied to the deflector are provided.
a focus compensation circuit that supplies a focus compensation voltage or current proportional to an aberration compensation circuit that superimposes at least eight types of aberration compensation voltages or currents corresponding to the deflection voltages or currents on the deflection voltages or currents and supplies them to each electrode or magnetic pole of the deflector. An aberration automatic compensation deflection device featuring: 2. The deflection voltages are ΔΦ x and ΔΦ y , a is a proportionality constant for generating the focus compensation voltage or current, and b, c, and d are the deflection voltages for compensating for distortion and aberration caused by beam deflection. The coefficients of the voltage applied to each electrode of the device, g and j, are respectively 2
When the proportionality constant of the voltage applied to each electrode of the deflector is used to compensate for next- and third-order astigmatism, the amount of defocus due to the focus compensation voltage or current ΔZ
and the voltages ψ 1 , ψ 2 , ψ 3 ...ψ 8 generated by the aberration compensation circuit and applied to the eight electrodes of the deflector.
However, the following formula, ΔZ=−a(ΔΦ 2 x +ΔΦ 2 y ), ψ 1 =ΔΦ x +bΔΦ x √ 2 x + 2 y +c(ΔΦ 2 x +Δ
Φ 2 y ) ΔΦ x +dΔΦ x +g(ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y )−2gΔΦ x ΔΦ y −j(ΔΦ x c
os3/8π+ΔΦ y sin3/8π), ψ 2 =ΔΦ x +bΔΦ x √ 2 x + 2 y +c (ΔΦ 2 x +Δ
Φ 2 y ) ΔΦ x +dΔΦ x +g(ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y )+2gΔΦ x ΔΦ y +j(ΔΦ x c
osπ/8+ΔΦ y sinπ/8), ψ 3 =ΔΦ y +bΔΦ y √ 2 x + 2 y +c(ΔΦ 2 x +Δ
Φ 2 y ) ΔΦ y +dΔΦ y −g(ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y )+2gΔΦ x ΔΦ y −j(ΔΦ x s
in3/8π−ΔΦ y cos3/8π), ψ 4 =ΔΦ y +bΔΦ y √ 2 x + 2 y +c (ΔΦ 2 x + Δ
Φ 2 y ) ΔΦ y +dΔΦ y −g(ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y )−2gΔΦ x ΔΦ y −j(ΔΦ x c
os5/8π+ΔΦ y sin5/8π), ψ 5 = −ΔΦ x −bΔΦ x √ 2 x + 2 y −c (ΔΦ 2 x +
ΔΦ 2 y ) ΔΦ x −dΔΦ x +g(ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y )−2gΔΦ x ΔΦ y +j(ΔΦ x c
os3/8π+ΔΦ y sin3/8π), ψ 6 = −ΔΦ x −bΔΦ x √ 2 x + 2 y −c (ΔΦ 2 x +
ΔΦ 2 y ) ΔΦ x −dΔΦ x +g(ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y )+2gΔΦ x ΔΦ y −j(ΔΦ x c
osπ/8+ΔΦ y sinπ/8), ψ 7 =−ΔΦ y −bΔΦ y √ 2 x + 2 y −c(ΔΦ 2 x +
ΔΦ 2 y ) ΔΦ y −dΔΦ y −g(ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y )+2gΔΦ x ΔΦ y +j(ΔΦ x s
in3/8π−ΔΦ y cos3/8π), ψ 8 =−ΔΦ y −bΔΦ y √ 2 x + 2 y −c(ΔΦ 2 x +
ΔΦ 2 y ) ΔΦ y −dΔΦ y −g(ΔΦ 2 x −ΔΦ 2 y )−2gΔΦ x ΔΦ y +j(ΔΦ x c
The aberration automatic compensation deflection device according to claim 1, wherein the aberration automatic compensation deflection device satisfies the following: os5/8π+ΔΦ y sin5/8π). 3 The deflection currents are I x and I y , a n is a proportionality constant for generating the focus compensation voltage or current, and b n , c n , and d n are the compensation for distortion aberration caused by beam deflection. In order to compensate for the second-order and third-order astigmatism caused by deflection, g n and j n are respectively supplied to each magnetic pole of the deflector in order to compensate for the second-order and third-order astigmatism caused by deflection. When taken as a proportional constant of the current, the amount of focus shift ΔZ due to the focus compensation voltage or current, and the currents I 1 , I 2 , generated by the aberration compensation circuit and supplied to the eight magnetic poles of the deflector.
I 3 ... I 8 is the following formula, ΔZ = -a n (I 2 x + I 2 y ), I 1 = I x + b n I y √ 2 x + 2 y + c n (I 2 x + I 2 y ) I x +d n I x −g n (I 2 x −I 2 y ) + 2g n I x I y −j n (I x cos3/8π+l y
sin3/8π), I 2 = I x + b n I y √ 2 x + 2 y + c n (I 2 x + I 2 y ) I x + d n I x −g n (I 2 x −I 2 y ) − 2g n I x I y +j n (I x cosπ/8+l y si
nπ/8), I 3 = I y −b n I x √ 2 x + 2 y + c n (I 2 x + I 2 y ) I y + d n I y + g n (I 2 x − I 2 y ) − 2g n I x I y −j n (I x sin3/8π−I y
cos3/8π), I 4 = I y −b n I x √ 2 x + 2 y + c n (I 2 x + I 2 y ) I y + d n I y + g n (I 2 x − I 2 y ) + g n I x I y −j n (I x cos5/8π+I y s
in5/8π), I 5 = −I x −b n I y √ 2 x + 2 y −c n (I 2 x + I 2 y ) I x −d n I x −g n (I 2 x −I 2 y )+g n I x I y +j n (I x cos3/8π+I y s
in3/8π), I 6 = −I x −b n I y √ 2 x + 2 y −c n (I 2 x + I 2 y ) I x −d n I x −g n (I 2 x −I 2 y ) −g n I x I y −j n (I x cosπ/8+I y sin
π/8), I 7 = −I y + b n I x √ 2 x + 2 y −c n (I 2 x + I 2 y ) I y −d n I y + g n (I 2 x −I 2 y ) −2g n I x I y +j n (I x sin3/8π−I y
cos3/8π), I 8 = −I y + b n I x √ 2 x + 2 y −c n (I 2 x + I 2 y ) I y −d n I y + g n (I 2 x −I 2 y ) +2g n I x I y +j n (I x cos5/8π+I y
The automatic aberration compensation deflection device according to claim 1, characterized in that the deflection device satisfies the following: sin5/8π).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3133381A JPS57147856A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Deflecting device of automatic astigmation compensation type |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3133381A JPS57147856A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Deflecting device of automatic astigmation compensation type |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS57147856A JPS57147856A (en) | 1982-09-11 |
JPS6312347B2 true JPS6312347B2 (en) | 1988-03-18 |
Family
ID=12328322
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3133381A Granted JPS57147856A (en) | 1981-03-06 | 1981-03-06 | Deflecting device of automatic astigmation compensation type |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS57147856A (en) |
Families Citing this family (7)
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1981
- 1981-03-06 JP JP3133381A patent/JPS57147856A/en active Granted
Non-Patent Citations (1)
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JOURRAL.OF.PHYSICS.E.SCIENTIFIC.LNSTRUNENTS.VOL.13=1980 * |
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