JPS6332221B2 - - Google Patents

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JPS6332221B2
JPS6332221B2 JP56141157A JP14115781A JPS6332221B2 JP S6332221 B2 JPS6332221 B2 JP S6332221B2 JP 56141157 A JP56141157 A JP 56141157A JP 14115781 A JP14115781 A JP 14115781A JP S6332221 B2 JPS6332221 B2 JP S6332221B2
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JP
Japan
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vertical
horizontal
signal
scanning
charged particle
Prior art date
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Application number
JP56141157A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5842152A (en
Inventor
Shigetomo Yamazaki
Masahiro Inoe
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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Filing date
Publication date
Application filed by Akashi Seisakusho KK filed Critical Akashi Seisakusho KK
Priority to JP14115781A priority Critical patent/JPS5842152A/en
Publication of JPS5842152A publication Critical patent/JPS5842152A/en
Publication of JPS6332221B2 publication Critical patent/JPS6332221B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/317Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation

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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、試料を走査荷電粒子線でアニール加
熱するための装置に関し、特にシリコンウエハ等
を走査することによつて、均一にシリコンウエハ
をアニール加熱するための装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus for annealing and heating a sample with a scanning charged particle beam, and more particularly to an apparatus for uniformly annealing a silicon wafer etc. by scanning the silicon wafer. .

従来用いられていたアニール加熱装置として
は、第1図に示したようなものがあり、電子銃a
から放射された電子ビームbを集束レンズcで集
束し、この集束された電子ビームb1,b2,b
3を非点性収差補正レンズdで補正した後、偏向
コイルfに供給される鋸歯状波信号H,Vで偏向
し、第2図および第3図a〜dに示すように、試
料e上を長さlにわたつて走査するようになつて
いる。走査時は第3図aの時間幅tで示される。
Conventionally used annealing heating equipment includes the one shown in Figure 1.
The electron beam b emitted from is focused by a focusing lens c, and the focused electron beams b1, b2, b
3 is corrected by the astigmatism correction lens d, and then deflected by the sawtooth wave signals H and V supplied to the deflection coil f, and as shown in FIGS. is scanned over a length l. The scanning time is indicated by the time width t in FIG. 3a.

このとき、各走査線slの帰線時において、電子
ビームbはブランキングコイルgに供給されるブ
ランキング信号BH,BVによつてブランキング
をかけられ、試料E上を走査しないようになつて
いる。
At this time, during the return of each scanning line sl, the electron beam b is blanked by blanking signals BH and BV supplied to the blanking coil g, so that it does not scan over the sample E. There is.

すなわち、このブランキング時には電子ビーム
bは、アパーチヤーiに照射されるため、アパー
チヤーiで遮られ、アパーチヤーiより下方には
供給されない。
That is, during this blanking, since the electron beam b is irradiated onto the aperture i, it is blocked by the aperture i and is not supplied below the aperture i.

なお、第1図中符号h1とh2は、X線シール
ドを示している。
Note that symbols h1 and h2 in FIG. 1 indicate X-ray shields.

しかし、このような従来のアニール加熱装置で
は、アパーチヤーiが、電子ビームbの照射を受
けて、大電流(数mA〜数10mA)を流すととも
に、この電流を流すことによつて高温になり、熔
解するという問題点があり、さらに、この照射さ
れた電子ビームbによつてX線が生じるので、ア
パーチヤーiを覆うようにX線シールドh1が配
設されなければならないという問題点がある。
However, in such a conventional annealing heating device, the aperture i is irradiated with the electron beam b, and a large current (several mA to several tens of mA) is passed through the aperture i, and this current becomes high temperature. There is a problem that it melts, and furthermore, since X-rays are generated by the irradiated electron beam b, there is a problem that an X-ray shield h1 must be provided to cover the aperture i.

しかも、アパーチヤーiに電子ビームbを照射
することによつて、電子ビームbの通過経路によ
ごれが付着するという問題点も生じる。
Furthermore, by irradiating the aperture i with the electron beam b, a problem arises in that dirt adheres to the passage path of the electron beam b.

そこで、これらの問題点を解決するために、電
子銃aのグリツド(ウエーネルト)に負の高い電
圧をかけて電子ビームbをブランキングすること
も考えられるが、この手段では応答速度が遅いと
いう問題点があり、さらに、電子銃aの電源から
見た負荷変動が大きくなり、電子ビームbの安定
な照射を行なえないという欠点がある。
Therefore, in order to solve these problems, it is possible to blank the electron beam b by applying a high negative voltage to the grid (Wehnelt) of the electron gun a, but this method has the problem of slow response speed. In addition, there is a further drawback that load fluctuations seen from the power source of the electron gun a become large, making it impossible to stably irradiate the electron beam b.

本発明は、これらの問題点を解決しようとする
もので、集束された荷電粒子線で試料上を走査す
ることによつて試料をアニール加熱するととも
に、そのブランキング時においては集束された荷
電粒子線を偏向制御して耐熱面に照射しつつ迂回
させることによつて、試料の安定かつ均一なアニ
ール加熱を行なうことができるようにした走査荷
電粒子線による試料のアニール加熱装置を提供す
ることを目的とする。
The present invention is an attempt to solve these problems.The present invention anneales and heats the sample by scanning the sample with a focused charged particle beam, and during blanking, focuses the focused charged particle beam. An object of the present invention is to provide an annealing heating device for a sample using a scanning charged particle beam, which is capable of performing stable and uniform annealing heating of a sample by controlling the deflection of the beam and irradiating the heat-resistant surface while detouring the beam. purpose.

このため、本発明のアニール加熱装置は、荷電
粒子線で試料上をアニール加熱走査するととも
に、上記荷電粒子線を偏向して帰線させるべく、
荷電粒子線を発生する荷電粒子源と、同荷電粒子
線を集束する集束レンズと、垂直方向走査用鋸歯
状波信号発生器と、上記試料の外側の垂直方向の
座標に対応する垂直帰線信号を発生する垂直帰線
信号発生器と、上記垂直方向走査用鋸歯状波信号
発生器からの垂直方向走査用鋸歯状波信号と上記
垂直帰線信号と水平ブランキング信号とから垂直
方向偏向制御信号を作る垂直方向偏向用信号生成
回路と、同垂直方向偏向制御信号が供給される垂
直方向偏向回路と、同垂直方向偏向回路からの垂
直方向偏向信号を受けて垂直偏向する垂直方向偏
向器と、水平方向走査用鋸歯状波信号発生器と、
同水平方向走査用鋸歯状波信号発生器からの水平
方向走査用鋸歯状波信号が供給される水平方向偏
向回路と、同水平方向偏向回路からの水平方向偏
向信号を受けて水平偏向する水平方向偏向器とが
設けられて、上記加熱走査の帰線時に上記荷電粒
子線の照射を受ける耐熱面が上記試料から離れて
設けられ、上記垂直方向偏向回路と上記水平方向
偏向回路とからの各出力が上記垂直方向偏向器お
よび水平方向偏向器を介して上記荷電粒子線を制
御することを特徴としている。
For this reason, the annealing heating device of the present invention performs annealing heating scanning over a sample with a charged particle beam, and also deflects the charged particle beam to return the sample.
A charged particle source that generates a charged particle beam, a focusing lens that focuses the charged particle beam, a sawtooth signal generator for vertical scanning, and a vertical retrace signal that corresponds to a vertical coordinate outside the sample. a vertical scanning sawtooth wave signal from the vertical scanning sawtooth signal generator, and a vertical deflection control signal from the vertical blanking signal and the horizontal blanking signal. a vertical deflection signal generation circuit for generating a vertical deflection; a vertical deflection circuit to which the vertical deflection control signal is supplied; a vertical deflector for vertical deflection in response to a vertical deflection signal from the vertical deflection circuit; a sawtooth signal generator for horizontal scanning;
A horizontal deflection circuit to which a sawtooth wave signal for horizontal scanning is supplied from the sawtooth wave signal generator for horizontal scanning; and a horizontal deflection circuit that performs horizontal deflection in response to a horizontal deflection signal from the horizontal deflection circuit. a deflector is provided, a heat-resistant surface that is irradiated with the charged particle beam during return of the heating scan is provided away from the sample, and each output from the vertical deflection circuit and the horizontal deflection circuit is characterized in that the charged particle beam is controlled via the vertical deflector and the horizontal deflector.

以下、図面により本発明の一実施例としての走
査荷電粒子線による試料のアニール加熱装置につ
いて説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An apparatus for annealing and heating a sample using a scanning charged particle beam as an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

添付図は、本発明による試料のアニール加熱装
置を示すもので、第4図はその全体構成図、第5
図はその走査要領を説明するための模式図、第6
図a,bはいずれもその作用を説明するための波
形図、第7図はその要部を示す模式図、第8図a
〜fはいずれもその作用を説明するための波形
図、第9図はその要部を示す模式図、第10図a
〜eはいずれもその作用を説明するための波形
図、第11図a,bはいずれもその耐熱面の配設
状態を示す模式図である。
The attached drawings show a sample annealing heating apparatus according to the present invention, and FIG. 4 is an overall configuration diagram thereof, and FIG.
The figure is a schematic diagram for explaining the scanning procedure.
Figures a and b are waveform diagrams for explaining the action, Figure 7 is a schematic diagram showing the main parts, Figure 8 a
~f are waveform diagrams for explaining their effects, Figure 9 is a schematic diagram showing the main parts, and Figure 10 a.
-e are waveform diagrams for explaining their effects, and FIGS. 11a and 11b are schematic diagrams showing the arrangement of the heat-resistant surfaces.

第4図に示すごとく、アニール加熱装置として
の走査型電子顕微鏡の鏡体上部には、荷電粒子源
としての電子銃1が配設されており、この電子銃
1から荷電粒子線としての電子ビーム2が発射さ
れるようになつている。
As shown in FIG. 4, an electron gun 1 as a charged particle source is installed above the mirror body of a scanning electron microscope as an annealing heating device, and an electron beam as a charged particle beam is emitted from the electron gun 1. 2 is about to be fired.

この電子ビーム2は、集束レンズ用直流電源3
によつて集束レンズ4で集束されるとともに、非
点収差補正用電源5によつて非点収差補正コイル
6で非点収差の補正が行なわれる。
This electron beam 2 is supplied to a DC power source 3 for a focusing lens.
The light is focused by the focusing lens 4, and the astigmatism is corrected by the astigmatism correction coil 6 by the astigmatism correction power source 5.

集束および非点収差補正された電子ビーム2
は、垂直方向においては、垂直方向偏向回路7a
からの垂直方向偏向信号を受けて垂直偏向させる
垂直方向偏向器8aによつて偏向制御され、水平
方向においては、水平方向偏向回路7bからの水
平方向偏向信号を受けて水平偏向させる水平方向
偏向器8bによつて偏向制御されるようになつて
いる。
Focused and astigmatism-corrected electron beam 2
In the vertical direction, the vertical deflection circuit 7a
The deflection is controlled in the horizontal direction by a vertical deflector 8a which receives a vertical deflection signal from the horizontal deflection circuit 7b and deflects it vertically, and in the horizontal direction, a horizontal deflector which receives a horizontal deflection signal from the horizontal deflection circuit 7b and deflects it horizontally. The deflection is controlled by 8b.

垂直方向偏向回路7aは、垂直方向偏向用信号
生成回路としての波形発生器9aからの垂直方向
偏向制御信号Vsを受けるようになつており、水
平方向偏向回路7bは、水平方向走査用鋸歯状波
信号発生器としての波形発生器9bからの水平方
向偏向制御信号Hsを受けるようになつている。
The vertical deflection circuit 7a receives a vertical deflection control signal Vs from a waveform generator 9a serving as a vertical deflection signal generation circuit, and the horizontal deflection circuit 7b receives a sawtooth waveform for horizontal scanning. It is adapted to receive a horizontal deflection control signal Hs from a waveform generator 9b serving as a signal generator.

また、これらの偏向回路8a,8bの下方に
は、試料挿入部が形成されており、この試料挿入
部には試料10が載置されるようになつている。
Further, a sample insertion section is formed below these deflection circuits 8a, 8b, and a sample 10 is placed in this sample insertion section.

試料10を囲繞して鉛等をその材質としたX線
シールド11が設けられるとともに、第11図
a,bに示すように、耐熱面12が試料10から
離れて、すなわち焦点Fから離れて、設けられて
いる。このため、耐熱面12の受ける単位面積当
りの熱エネルギーが小さくなり、耐熱面12の一
部分の温度が特に上昇して熔解するということは
ない。
An X-ray shield 11 made of lead or the like is provided to surround the sample 10, and as shown in FIGS. It is provided. Therefore, the heat energy per unit area that the heat-resistant surface 12 receives becomes small, and the temperature of a portion of the heat-resistant surface 12 does not particularly rise and melt.

また、耐熱面12の下方には図示しない冷却装
置が設けられており、耐熱面12は常時冷却され
るようになつている。特に、冷却装置は、第5図
のP点に相当する第11図bに示すP′点の冷却効
率が高くなつている。この耐熱面12の材質は、
タングステン、モリブデン、ニツケル、銅等の金
属である。
Further, a cooling device (not shown) is provided below the heat-resistant surface 12, so that the heat-resistant surface 12 is constantly cooled. In particular, the cooling device has a high cooling efficiency at point P' shown in FIG. 11b, which corresponds to point P in FIG. 5. The material of this heat-resistant surface 12 is
Metals such as tungsten, molybdenum, nickel, and copper.

前述の垂直方向偏向用信号生成回路としての波
形発生器9aは、第7図に示すように、垂直方向
走査用鋸歯状波信号発生器13および垂直帰線信
号発生器14をそなえており、水平ブランキング
信号BHおよび垂直ブランキング信号BVを入力
するようになつている。
As shown in FIG. 7, the waveform generator 9a as the vertical deflection signal generating circuit described above includes a sawtooth wave signal generator 13 for vertical scanning and a vertical retrace signal generator 14. A blanking signal BH and a vertical blanking signal BV are input.

波形発生器9aは、これら各信号発生器13,
14からの電気信号V,S1を受けて、切換スイ
ツチSW1によつて垂直方向偏向制御信号Vs〔第
6図b、第8図f、第10図b参照〕を作るよう
になつている。
The waveform generator 9a includes each of these signal generators 13,
14, a vertical deflection control signal Vs (see FIGS. 6b, 8f, and 10b) is generated by a changeover switch SW1.

すなわち、第7図に示すように、垂直方向走査
用鋸歯状波信号V〔第8図b参照〕および垂直方
向の座標に対応する垂直帰線信号S1〔第8図c
参照〕を切換スイツチSW1の各入力端に供給
し、さらに、これらの信号V,S1を切換制御す
べく、オア(OR)回路15に水平ブランキング
信号BH〔第8図d参照〕および垂直ブランキン
グ信号BV〔第8図e参照〕を入力するようにな
つている。
That is, as shown in FIG. 7, the sawtooth wave signal V for vertical scanning (see FIG. 8b) and the vertical retrace signal S1 corresponding to the vertical coordinates (see FIG. 8c)
] is supplied to each input terminal of the changeover switch SW1, and furthermore, in order to control the switching of these signals V and S1, a horizontal blanking signal BH [see Fig. 8d] and a vertical blanking signal are supplied to the OR circuit 15. A ranking signal BV (see Fig. 8e) is input.

オア回路15からの出力Gは、各ブランキング
信号BH,BVのそれぞれハイレベルのオアをと
つたものとして、切換スイツチSW1に供給さ
れ、この信号Gがハイレベルのとき垂直帰線信号
S1が出力され、ローレベルのとき垂直方向走査
用鋸歯状波信号Vが出力されて、垂直方向偏向制
御信号Vs〔第8図f参照〕が作られるとともに、
この信号Vsは垂直方向偏向回路7aへ供給され
るようになつている。
The output G from the OR circuit 15 is supplied to the changeover switch SW1 as a high-level OR of the blanking signals BH and BV, and when this signal G is high level, the vertical retrace signal S1 is output. When the signal is at low level, the sawtooth wave signal V for vertical scanning is output, and the vertical deflection control signal Vs (see FIG. 8f) is generated.
This signal Vs is supplied to the vertical deflection circuit 7a.

なお、第8図aは、水平方向走査用鋸歯状波信
号発生器17から発生する信号Hの波形を示して
いる。
Note that FIG. 8a shows the waveform of the signal H generated from the sawtooth wave signal generator 17 for horizontal scanning.

垂直帰線信号S1は、帰線時に試料の外側を走
査すべく、第5図に示す試料載置領域16(信号
ではレベル幅A2内)より外側の帰線2a,2b
〔第5図参照〕に相当する垂直レベルV1,V2
より絶対値がそれぞれ大きい所定レベルに設定さ
れている。
The vertical retrace signal S1 is applied to the retrace lines 2a and 2b outside the sample placement area 16 (within the level width A2 in the signal) shown in FIG. 5 in order to scan the outside of the sample during retrace.
Vertical levels V1 and V2 corresponding to [see Figure 5]
The absolute values are set to predetermined levels each having a larger absolute value.

前述の水平方向偏向用信号生成回路としての波
形発生器9bは、第9図に示すように、水平方向
走査用鋸歯状波信号発生器17および上記垂直帰
線信号発生器14と連動して出力信号を出す水平
帰線信号発生器18をそなえており、垂直ブラン
キング信号BVを入力するようになつている。
As shown in FIG. 9, the waveform generator 9b as the horizontal deflection signal generating circuit described above operates in conjunction with the horizontal scanning sawtooth signal generator 17 and the vertical retrace signal generator 14 to output the signal. It is equipped with a horizontal retrace signal generator 18 that outputs a signal, and is adapted to input a vertical blanking signal BV.

波形発生器9bは、これら各信号発生器17,
18からの電気信号H,Vcを受けて、切換スイ
ツチSW2によつて水平方向偏向制御信号Hs〔第
6図a、第10図e参照〕を作るようになつてい
る。
The waveform generator 9b includes each of these signal generators 17,
In response to electric signals H and Vc from 18, a horizontal deflection control signal Hs (see FIGS. 6a and 10e) is generated by a changeover switch SW2.

すなわち、第9図に示すように、水平方向走査
用鋸歯状波信号H〔第10図a参照〕および水平
帰線信号Vc〔第10図c参照〕を切換スイツチ
SW2の各入力端に供給し、さらに、これらの信
号H,Vcを切換制御すべく、垂直ブランキング
信号BV〔第10図d参照〕を入力するようにな
つている。
That is, as shown in FIG. 9, a switch is used to select the horizontal scanning sawtooth signal H (see FIG. 10a) and the horizontal retrace signal Vc (see FIG. 10c).
A vertical blanking signal BV (see FIG. 10d) is supplied to each input terminal of SW2, and furthermore, in order to switch and control these signals H and Vc.

この切換スイツチSW2は、垂直ブランキング
信号BVがハイレベルのとき、すなわち、垂直ブ
ランキング時に、水平帰線信号発生器18からの
水平方向の座標に対応する水平帰線信号Vcを出
力するようになつており、垂直ブランキング信号
BVがローレベルのとき、水平方向走査用鋸歯状
波信号発生器17からの水平方向走査用鋸歯状波
信号Hを出力するようになつている。
This changeover switch SW2 is configured to output a horizontal retrace signal Vc corresponding to the coordinate in the horizontal direction from the horizontal retrace signal generator 18 when the vertical blanking signal BV is at a high level, that is, during vertical blanking. Vertical blanking signal
When BV is at a low level, a sawtooth wave signal H for horizontal scanning is output from the sawtooth wave signal generator 17 for horizontal scanning.

この切換スイツチSW2からの出力信号Hs〔第
10図e参照〕は、水平方向偏向回路7bへ供給
されるようになつている。
The output signal Hs (see FIG. 10e) from the changeover switch SW2 is supplied to the horizontal deflection circuit 7b.

なお、第10図bは、波形発生器9aから出力
される信号Vsの波形を示す。
Note that FIG. 10b shows the waveform of the signal Vs output from the waveform generator 9a.

水平方向偏向制御信号Hsは、電子ビーム2を
水平走査させるとともに、垂直ブランキング時に
おいては、垂直方向偏向制御信号Vsと相俟つて、
電子ビーム2を試料の外側の一定点P〔第5図参
照〕だけを照射させるようになつている。
The horizontal deflection control signal Hs causes the electron beam 2 to scan horizontally, and in combination with the vertical deflection control signal Vs during vertical blanking,
The electron beam 2 is designed to irradiate only a fixed point P (see FIG. 5) on the outside of the sample.

また、水平方向偏向制御信号Hsは、帰線時に
試料の外側を走査すべく、試料載置領域16(信
号ではレベル幅A1内)の外側の帰線2c,2d
〔第5図参照〕に相当する水平レベルH1,H2
により絶対値がそれぞれ大きいとき、垂直方向偏
向制御信号Vsと相俟つて、第5図の長さL1,L3
にあたる領域を走査させるようになつている。
In addition, the horizontal deflection control signal Hs is applied to retrace lines 2c and 2d outside the sample placement area 16 (within the level width A1 in the signal) in order to scan the outside of the sample during retrace.
Horizontal levels H1 and H2 corresponding to [see Figure 5]
When the absolute values are large, together with the vertical deflection control signal Vs, the lengths L 1 and L 3 in FIG.
The area corresponding to the image is scanned.

上述の構成により、電子銃1から発射された電
子ビーム2は、集束レンズ用直流電源3によつて
集束レンズ4で集束されるとともに、非点収差補
正用電源5によつて非点収差補正コイル6で非点
収差の補正が行なわれる。
With the above configuration, the electron beam 2 emitted from the electron gun 1 is focused by the focusing lens 4 by the focusing lens DC power source 3, and is also focused by the astigmatism correction coil by the astigmatism correction power source 5. 6, astigmatism is corrected.

一方、波形発生器9aでは、垂直方向走査用鋸
歯状波信号発生器13からの垂直方向走査用鋸歯
状波信号Vおよび垂直帰線信号発生器14からの
垂直帰線信号S1が、それぞれ切換スイツチSW
1の各入力端へ供給され、同時にオア回路15か
らの出力信号Gが切換スイツチSW1へ入力され
る。これにより、垂直方向偏向制御信号Vsが作
られて、垂直方向偏向回路7aへ供給されるよう
になる。
On the other hand, in the waveform generator 9a, the sawtooth wave signal V for vertical scanning from the sawtooth wave signal generator 13 for vertical scanning and the vertical retrace signal S1 from the vertical retrace signal generator 14 are switched to the respective switching switches. SW
At the same time, the output signal G from the OR circuit 15 is input to the changeover switch SW1. As a result, a vertical deflection control signal Vs is generated and supplied to the vertical deflection circuit 7a.

また、波形発生器9bでは、水平方向走査用鋸
歯状波信号発生器17からの水平方向走査用鋸歯
状波信号Hおよび水平帰線信号発生器18からの
水平帰線信号Vcが、それぞれ切換スイツチSW2
の各入力端へ供給され、同時に垂直ブランキング
信号BVが切換スイツチSW2へ入力されると、
水平方向偏向制御信号Hsが作られて、水平方向
偏向回路7bへ供給される。
In the waveform generator 9b, the horizontal scanning sawtooth signal H from the horizontal scanning sawtooth signal generator 17 and the horizontal retrace signal Vc from the horizontal retrace signal generator 18 are switched to the respective switching switches. SW2
When the vertical blanking signal BV is simultaneously input to the changeover switch SW2,
A horizontal deflection control signal Hs is generated and supplied to the horizontal deflection circuit 7b.

そして、集束および非点収差補正された電子ビ
ーム2は、垂直方向においては、垂直方向偏向回
路7aからの垂直方向偏向信号を受けて垂直偏向
させる垂直方向偏向器8aによつて偏向制御さ
れ、水平方向においては、水平方向偏向回路7b
からの水平方向偏向信号を受けて水平偏向させる
水平方向偏向器8bによつて偏向制御される。
The focused and astigmatically corrected electron beam 2 is deflected in the vertical direction by a vertical deflector 8a which receives a vertical deflection signal from a vertical deflection circuit 7a and vertically deflects it. In the horizontal direction deflection circuit 7b
The deflection is controlled by a horizontal deflector 8b which receives a horizontal deflection signal from the horizontal deflector 8b and deflects it horizontally.

したがつて、試料上10を走査する場合は、第
5図および第6図a,bに示すように、P点から
発した電子ビームが、まず走査線SL1として、試
料載置領域16を走査する。このとき、走査する
長さはLであるが、このうちの長さL2が試料載
置領域16内にあり、この長さL2のうちの試料
10上を走査する電子ビームが試料10をアニー
ル加熱する有効分である。なお、各走査線SL1
SL2,・・を形成する電子ビームは、第5図では
模式的に示されており、実際にはP点を通るもの
である。
Therefore, when scanning the sample 10, as shown in FIGS. 5 and 6 a and b, the electron beam emitted from point P first scans the sample placement area 16 as scanning line SL 1 . scan. At this time, the scanning length is L, of which length L 2 is within the sample placement area 16, and the electron beam scanning over the sample 10 within this length L 2 This is the effective amount of annealing heating. Note that each scanning line SL 1 ,
The electron beam forming SL 2 , . . . is schematically shown in FIG. 5, and actually passes through point P.

走査線SL1を生成する電気信号は、第6図a,
bに示す時間幅T1の区間のものであり、時間幅t1
は長さL1に対応し、時間幅t2は長さL2に対応し、
時間幅t3は長さL3に対応する。
The electrical signals generating the scanning line SL 1 are as shown in FIG. 6a,
It is for the interval of time width T 1 shown in b, and the time width t 1
corresponds to length L 1 , time width t 2 corresponds to length L 2 ,
The time width t 3 corresponds to the length L 3 .

走査線SL1終端からの帰線2d,2aは、試料
10の前半の走査部分(第5図中、点P、帰線2
aを含む半面)に近いため、帰線2aを通りP点
を通つて、次の走査線SL2の始端へ向かう。
The retrace lines 2d and 2a from the end of the scanning line SL 1 are the scanning portion of the first half of the sample 10 (point P in FIG. 5, the retrace line 2
Since it is close to the half plane including a), it passes through the retrace line 2a, passes through point P, and heads to the starting end of the next scanning line SL 2 .

このときの帰線2d,2aを生成する電気信号
は、時間幅T12の区間のものであり、tA部は帰線
2dに対応し、tB部は帰線2aに対応し、tC部は
帰線2cに対応している。
The electrical signals that generate the retrace lines 2d and 2a at this time are those in a period of time width T 12 , the t A part corresponds to the retrace line 2 d, the t B part corresponds to the retrace line 2 a, and the t C The part corresponds to the retrace line 2c.

走査線SL2,SL3,・・・SLi,SLj・・・におい
ても、走査線SL1のときとほぼ同様な同一方向の
走査と帰線が順次行なわれ、これに対応する時間
幅はT2,T3・・・Ti,Tj・・・であつて、時間
幅T1のときと同様である。
In the scanning lines SL 2 , SL 3 , ... SL i , SL j ..., scanning and retrace in the same direction are performed sequentially in almost the same way as in the case of the scanning line SL 1 , and the corresponding time width is are T 2 , T 3 . . . T i , T j . . . and are the same as in the time width T 1 .

ただし、走査線が試料10の後半の走査部分
(第5図中、帰線2bを含む半面)に入ると、帰
線が符号2d′,2b,2c′を通るようになる。
However, when the scanning line enters the latter scanning portion of the sample 10 (the half including the retrace line 2b in FIG. 5), the retrace line passes through symbols 2d', 2b, and 2c'.

なお、この試料10の後半を走査する各走査線
についても、第5図では、前述の試料10の前半
を走査する各走査線の場合と同様に、模式的に示
されており、アニール完了後、最終的に電子ビー
ムは各帰線2d′,2b,2c′を通り、P点へ戻る
ものである。
Note that each scanning line that scans the second half of this sample 10 is also schematically shown in FIG. 5 in the same way as each scanning line that scans the first half of the sample 10 described above. , and finally the electron beam passes through each return line 2d', 2b, 2c' and returns to point P.

このときの各偏向制御信号Vs,Hsは、第6図
a,bに示され、帰線時の垂直方向偏向制御信号
VsはtD部で示されている。
The deflection control signals Vs and Hs at this time are shown in Figure 6a and b, and the vertical deflection control signals at the time of retrace
Vs is shown in the tD section.

なお、第10図b,eに示すように、垂直ブラ
ンキング信号と同じ時間幅にあたる水平方向偏向
制御信号Hsが水平帰線信号Vcと同じレベルにな
つているが、この時間幅の数倍にあたる水平方向
偏向制御信号Hsが水平帰線信号Vcと同じになつ
てもよい。
As shown in Figures 10b and 10e, the horizontal deflection control signal Hs, which has the same time width as the vertical blanking signal, is at the same level as the horizontal retrace signal Vc, but the time width is several times this time width. The horizontal deflection control signal Hs may be the same as the horizontal blanking signal Vc.

また、第5図に示されるような帰線経路をとら
ずに、試料10を迂回する経路が帰線2aのみで
帰線2bは通らないよう構成されても、逆に帰線
2bのみで帰線2aは通らないよう構成されても
よい。
Furthermore, even if the path that detours around the sample 10 is configured so that only the retrace line 2a passes through the retrace line 2b without taking the retrace path shown in FIG. The wire 2a may be configured not to pass through.

これらの場合においては、垂直帰線信号S1が
垂直方向走査用鋸歯状波信号Vの最大値以上の所
定レベルまたは最小値以下の所定レベルのどちら
かに設定されればよい。
In these cases, the vertical retrace signal S1 may be set to either a predetermined level that is greater than or equal to the maximum value of the vertical scanning sawtooth wave signal V or a predetermined level that is less than or equal to the minimum value.

さらに、帰線経路としては、試料10を迂回し
た円弧状の帰線をとつてもよく、この場合は、垂
直帰線信号発生器14と水平帰線信号発生器18
の各水平ブランキング時に、一方に正弦波(サイ
ン波)他方に余弦波(コサイン波)を入れて、そ
の波高値および角周波数ならびに位相を調整し、
おのおの偏向制御信号Vs,Hsに加えれば達成で
きる。
Further, the retrace path may be an arcuate retrace path that detours around the sample 10, and in this case, the retrace path includes the vertical retrace signal generator 14 and the horizontal retrace signal generator 18.
During each horizontal blanking, put a sine wave (sine wave) on one side and a cosine wave (cosine wave) on the other side, adjust the peak value, angular frequency and phase,
This can be achieved by adding them to the respective deflection control signals Vs and Hs.

なお、耐熱面12は、試料10の下方に設けら
れているが、上方に設けてもよい。
Note that although the heat-resistant surface 12 is provided below the sample 10, it may be provided above.

以上詳述したように、本発明の走査荷電粒子線
による試料のアニール加熱装置によれば、集束さ
れた荷電粒子線で試料上を走査することによつて
試料をアニール加熱するとともに、そのブランキ
ング時においては集束された荷電粒子線を偏向制
御して耐熱面に照射しつつ迂回させることによつ
て、試料の安定かつ均一なアニール加熱を行なう
ことができるという利点があり、結晶成長等をア
ニール加熱する際の高温かつ一様な温度分布を達
成できる利点がある。
As described in detail above, according to the sample annealing heating device using a scanning charged particle beam of the present invention, the sample is annealed and heated by scanning the sample with a focused charged particle beam, and the sample is blanked. In some cases, by controlling the deflection of a focused charged particle beam to irradiate it onto a heat-resistant surface while making a detour, it is possible to perform stable and uniform annealing heating of the sample. It has the advantage of achieving high temperature and uniform temperature distribution during heating.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1〜3図は従来のアニール加熱手段を示すも
ので、第1図はその全体構成図、第2図はその走
査要領を説明するための模式図、第3図a〜dは
いずれもその作用を説明するための波形図であ
り、第4〜11図は本発明の一実施例としての走
査荷電粒子線による試料のアニール加熱装置を示
すもので、第4図はその全体構成図、第5図はそ
の走査要領を説明するための模式図、第6図a,
bはいずれもその作用を説明するための波形図、
第7図はその要部を示す模式図、第8図a〜fは
いずれもその作用を説明するための波形図、第9
図はその要部を示す模式図、第10図a〜eはい
ずれもその作用を説明するための波形図、第11
図a,bはいずれもその耐熱面の配設状態を示す
模式図である。 1……荷電粒子源としての電子銃、2……荷電
粒子線としての電子ビーム、2a,2b,2c,
2c′,2d,2d′……帰線時の走査線、3……集
束レンズ用直流電源、4……集束レンズ、5……
非点収差補正用電源、6……非点収差補正コイ
ル、7a……垂直方向偏向回路、7b……水平方
向偏向回路、8a……垂直方向偏光器、8b……
水平方向偏光器、9a,9b……波形発生器、1
0……試料、11……X線シールド、12……耐
熱面、13……垂直方向走査用鋸歯状波信号発生
器、14……垂直帰線信号発生器、15……オア
回路、16……試料載置領域、17……水平方向
走査用鋸歯状波信号発生器、18……水平帰線信
号発生器、SW1,SW2……切換スイツチ、V
……垂直方向走査用鋸歯状波信号、H……水平方
向走査用鋸歯状波信号、S1……垂直帰線信号、
Vc……水平帰線信号、Vs……垂直方向偏向制御
信号、Hs……水平方向偏向制御信号、BV……垂
直ブランキング信号、BH……水平ブランキング
信号。
Figures 1 to 3 show a conventional annealing heating means; Figure 1 is its overall configuration, Figure 2 is a schematic diagram for explaining its scanning procedure, and Figures 3 a to d are its FIGS. 4 to 11 are waveform diagrams for explaining the action, and FIGS. 4 to 11 show a sample annealing heating apparatus using a scanning charged particle beam as an embodiment of the present invention. FIG. Figure 5 is a schematic diagram for explaining the scanning procedure, Figure 6a,
b is a waveform diagram for explaining the action,
Fig. 7 is a schematic diagram showing the main parts, Figs. 8 a to f are waveform diagrams for explaining its operation, and Fig. 9
The figure is a schematic diagram showing the main parts, Figures 10a to 10e are waveform diagrams for explaining the action, and Figure 11 is a schematic diagram showing the main parts.
Figures a and b are both schematic diagrams showing the arrangement of the heat-resistant surfaces. 1... Electron gun as a charged particle source, 2... Electron beam as a charged particle beam, 2a, 2b, 2c,
2c', 2d, 2d'...Scanning line during retrace, 3...DC power supply for focusing lens, 4...Focusing lens, 5...
Astigmatism correction power supply, 6... Astigmatism correction coil, 7a... Vertical deflection circuit, 7b... Horizontal deflection circuit, 8a... Vertical polarizer, 8b...
Horizontal polarizer, 9a, 9b... waveform generator, 1
0...Sample, 11...X-ray shield, 12...Heat-resistant surface, 13...Sawtooth wave signal generator for vertical scanning, 14...Vertical retrace signal generator, 15...OR circuit, 16... ...Sample placement area, 17...Sawtooth wave signal generator for horizontal scanning, 18...Horizontal retrace signal generator, SW1, SW2...Selector switch, V
... Sawtooth wave signal for vertical scanning, H... Sawtooth wave signal for horizontal scanning, S1... Vertical retrace signal,
Vc...Horizontal blanking signal, Vs...Vertical deflection control signal, Hs...Horizontal deflection control signal, BV...Vertical blanking signal, BH...Horizontal blanking signal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 荷電粒子線2で試料10上をアニール加熱走
査するとともに、上記荷電粒子線2を偏向して帰
線させるべく、荷電粒子線2を発生する荷電粒子
源1と、同荷電粒子線2を集束する集束レンズ4
と、垂直方向走査用鋸歯状波信号発生器13と、
上記試料10の外側の垂直方向の座標に対応する
垂直帰線信号S1を発生する垂直帰線信号発生器1
4と、上記垂直方向走査用鋸歯状波信号発生器1
3からの垂直方向走査用鋸歯状波信号Vと上記垂
直帰線信号S1と水平ブランキング信号BHとから
垂直方向偏向制御信号Vsを作る垂直方向偏向用
信号生成回路9aと、同垂直方向偏向制御信号
Vsが供給される垂直方向偏向回路7aと、同垂
直方向偏向回路7aからの垂直方向偏向信号を受
けて垂直偏向する垂直方向偏向器8aと、水平方
向走査用鋸歯状波信号発生器17と、同水平方向
走査用鋸歯状波信号発生器17からの水平方向走
査用鋸歯状波信号Hが供給される水平方向偏向回
路7bと、同水平方向偏向回路7bからの水平方
向偏向信号を受けて水平偏向する水平方向偏向器
8bとが設けられて、上記加熱走査の帰線時に上
記荷電粒子線2の照射を受ける耐熱面12が上記
試料10から離れて設けられ、上記垂直方向偏向
回路7aと上記水平方向偏向回路7bとからの各
出力が上記垂直方向偏向器8aおよび水平方向偏
向器8bを介して上記荷電粒子線2を制御するこ
とを特徴とする、走査荷電粒子線による試料のア
ニール加熱装置。 2 上記垂直帰線信号発生器14が、上記垂直方
向走査用鋸歯状波信号発生器13から出力される
垂直方向走査用鋸歯状波信号Vの最大値以上の所
定レベルと最小値以下の所定レベルとで構成され
る垂直帰線信号S1を発生するよう構成された、特
許請求の範囲第1項に記載の走査荷電粒子線によ
る試料のアニール加熱装置。 3 上記水平方向偏向回路7bが、上記水平方向
走査用鋸歯状波信号Hと垂直ブランキング信号
BVとから水平方向偏向信号を作ることによつて
垂直ブランキング時に一定点を加熱するよう構成
された、特許請求の範囲第1項または第2項に記
載の走査荷電粒子線による試料のアニール加熱装
置。 4 上記水平方向偏向回路7bが、上記試料10
の外側の水平方向の座標に対応する水平帰線信号
Vcを上記垂直帰線信号発生器14と連動して出
力する水平帰線信号発生器18をそなえ、上記水
平方向走査用鋸歯状波信号発生器17からの水平
方向走査用鋸歯状波Hと上記水平帰線信号Vcと
水平ブランキング信号BHと垂直ブランキング信
号BVとから水平方向偏向信号を作るよう構成さ
れた、特許請求の範囲第1項または第2項に記載
の走査荷電粒子線による試料のアニール加熱装
置。 5 上記耐熱面12に冷却装置が付設された、特
許請求の範囲第1〜4項のいずれか1つに記載の
走査荷電粒子線による試料のアニール加熱装置。
[Scope of Claims] 1. A charged particle source 1 that generates a charged particle beam 2, in order to annealing and heating scan a sample 10 with the charged particle beam 2 and deflecting the charged particle beam 2 to return the charged particle beam 2. A focusing lens 4 that focuses the charged particle beam 2
and a vertical scanning sawtooth signal generator 13;
Vertical retrace signal generator 1 that generates a vertical retrace signal S 1 corresponding to the vertical coordinates outside the sample 10
4, and the vertical scanning sawtooth signal generator 1
a vertical deflection signal generation circuit 9a that generates a vertical deflection control signal Vs from the vertical scanning sawtooth wave signal V from 3, the vertical retrace signal S1 , and the horizontal blanking signal BH; Control signal
A vertical deflection circuit 7a to which Vs is supplied, a vertical deflector 8a that receives a vertical deflection signal from the vertical deflection circuit 7a and performs vertical deflection, and a sawtooth wave signal generator 17 for horizontal scanning; A horizontal deflection circuit 7b is supplied with a sawtooth wave signal H for horizontal scanning from the sawtooth wave signal generator 17 for horizontal scanning, and a horizontal deflection circuit 7b receives a horizontal deflection signal from the horizontal deflection circuit 7b and A horizontal deflector 8b for deflection is provided, and a heat-resistant surface 12 that is irradiated with the charged particle beam 2 during return of the heating scan is provided apart from the sample 10, and a An apparatus for annealing and heating a sample using a scanning charged particle beam, characterized in that each output from the horizontal deflection circuit 7b controls the charged particle beam 2 via the vertical deflector 8a and the horizontal deflector 8b. . 2 The vertical retrace signal generator 14 generates a predetermined level of the sawtooth wave signal V for vertical scanning outputted from the sawtooth wave signal generator 13 for vertical scanning at a predetermined level above the maximum value and below the minimum value. An apparatus for annealing and heating a sample using a scanning charged particle beam according to claim 1, which is configured to generate a vertical retrace signal S1 comprising: 3 The horizontal deflection circuit 7b outputs the horizontal scanning sawtooth signal H and the vertical blanking signal.
Annealing heating of a sample with a scanning charged particle beam according to claim 1 or 2, configured to heat a fixed point during vertical blanking by generating a horizontal deflection signal from BV. Device. 4 The horizontal deflection circuit 7b is connected to the sample 10.
horizontal retrace signal corresponding to the outer horizontal coordinate of
A horizontal retrace signal generator 18 is provided which outputs Vc in conjunction with the vertical retrace signal generator 14, and the horizontal retrace signal generator 17 outputs the horizontal retrace wave H from the horizontal retrace signal generator 17. A sample using a scanning charged particle beam according to claim 1 or 2, which is configured to generate a horizontal deflection signal from a horizontal retrace signal Vc, a horizontal blanking signal BH, and a vertical blanking signal BV. annealing heating equipment. 5. A sample annealing heating device using a scanning charged particle beam according to any one of claims 1 to 4, wherein a cooling device is attached to the heat-resistant surface 12.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54158861A (en) * 1978-05-12 1979-12-15 Philips Nv Method of and device for injecting ion
JPS5679438A (en) * 1979-12-04 1981-06-30 Toshiba Corp Working device for charged particle beam

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