JPS6338827B2 - - Google Patents
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- JPS6338827B2 JPS6338827B2 JP56103286A JP10328681A JPS6338827B2 JP S6338827 B2 JPS6338827 B2 JP S6338827B2 JP 56103286 A JP56103286 A JP 56103286A JP 10328681 A JP10328681 A JP 10328681A JP S6338827 B2 JPS6338827 B2 JP S6338827B2
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- JP
- Japan
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- signal
- charged particle
- deflector
- lens
- deflection
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Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 25
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 15
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 7
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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
- H01J37/21—Means for adjusting the focus
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、荷電粒子応用装置における動的焦点
補正装置に関する。
補正装置に関する。
一般に、走査型の荷電粒子線応用装置（CRT、
SEM、電子線描画装置等）において、荷電粒子
線を偏向させると偏向位置に応じた焦点ずれが生
じる。
SEM、電子線描画装置等）において、荷電粒子
線を偏向させると偏向位置に応じた焦点ずれが生
じる。
一般に焦点ずれが生じた場合、結像用レンズの
焦点距離を変化させて行つている。しかし、この
場合、荷電粒子線を高速で偏向させると静電型の
レンズでは問題にならないが、磁界型レンズでは
一般に磁路に導電性磁性体を用いているため時間
遅れが生じ問題となる。このため、磁界型レンズ
では補助レンズ（コイル）を用いて、これに対処
している。この構成を示したのが第１図である。
結像用レンズ３により荷電粒子線２は結像面５に
結像されている。この結像用レンズ３の焦点距離
を変化させるために、補助レンズ４が結像用レン
ズ３の内部に配置されている。
焦点距離を変化させて行つている。しかし、この
場合、荷電粒子線を高速で偏向させると静電型の
レンズでは問題にならないが、磁界型レンズでは
一般に磁路に導電性磁性体を用いているため時間
遅れが生じ問題となる。このため、磁界型レンズ
では補助レンズ（コイル）を用いて、これに対処
している。この構成を示したのが第１図である。
結像用レンズ３により荷電粒子線２は結像面５に
結像されている。この結像用レンズ３の焦点距離
を変化させるために、補助レンズ４が結像用レン
ズ３の内部に配置されている。
このような装置において、さらに設けられた偏
向器により偏向された荷電粒子線の焦点ずれ量
ΔZは、荷電粒子光学軸１と直交する面（試料面）
上に、この交点を原点として直交軸を描き、一方
を水平偏向（ｘ偏向）、他方を垂直偏向（ｙ偏向）
としたとき、この水平、垂直偏向量をｘ、ｙとす
ると、偏向座標点（ｘ、ｙ）に対して ΔZ＝ａ（x2＋y2） ……(1) で与えられることが知られている。この式は、収
差論から導かれる。すなわち、湾曲収差係数を
KF（＝ａ：実数部のみ存在）とし、偏向点をＣ
（＝ｘ＋iy：複素表示）とすると、焦点ずれ量ΔZ
は、ΔZ＝KFＣで表わされ、(1)式のように表現
できる。したがつて、(1)式に従つた量だけ焦点補
正を行なえばよい、ただし、(1)式で表現できるの
は電子光学系が理想系の場合のみである。一般
に、電子光学系は、製作誤差や荷電粒子線の軸ず
れ等により、理想系からずれていると考えるべき
である。したがつて、この場合に、(1)式に従つた
焦点補正を行なつたのでは補正残りが大きく、用
をなさない。
向器により偏向された荷電粒子線の焦点ずれ量
ΔZは、荷電粒子光学軸１と直交する面（試料面）
上に、この交点を原点として直交軸を描き、一方
を水平偏向（ｘ偏向）、他方を垂直偏向（ｙ偏向）
としたとき、この水平、垂直偏向量をｘ、ｙとす
ると、偏向座標点（ｘ、ｙ）に対して ΔZ＝ａ（x2＋y2） ……(1) で与えられることが知られている。この式は、収
差論から導かれる。すなわち、湾曲収差係数を
KF（＝ａ：実数部のみ存在）とし、偏向点をＣ
（＝ｘ＋iy：複素表示）とすると、焦点ずれ量ΔZ
は、ΔZ＝KFＣで表わされ、(1)式のように表現
できる。したがつて、(1)式に従つた量だけ焦点補
正を行なえばよい、ただし、(1)式で表現できるの
は電子光学系が理想系の場合のみである。一般
に、電子光学系は、製作誤差や荷電粒子線の軸ず
れ等により、理想系からずれていると考えるべき
である。したがつて、この場合に、(1)式に従つた
焦点補正を行なつたのでは補正残りが大きく、用
をなさない。
本発明は、かかる点に着目してなされたもので
あり、一般の荷電粒子光学系に即した動的焦点の
補正が可能な装置を提供するものである。
あり、一般の荷電粒子光学系に即した動的焦点の
補正が可能な装置を提供するものである。
上記目的を達成するために、本発明では、荷電
粒子源より放出される荷電粒子線を試料面上に結
像するレンズの内部若しくはその近傍に補助レン
ズを配設し、かつ荷電粒子光学軸と直交する上記
試料面上に、この交点を原点とする直交軸を描
き、そのうち一方の軸を偏向器による上記荷電粒
子線の水平偏向方向、他方の軸を垂直偏向方向と
したときに、上記補助レンズを上記偏向器による
水平偏向と垂直偏向の大きさに応じて動作せしめ
て、上記試料面上に常に上記荷電粒子線を結像す
る如く構成したものであり、さらに詳細に述べれ
ば、上記補助レンズを、上記偏向器に供給される
水平偏向信号および垂直偏向信号のそれぞれの自
乗に比例した信号と、上記水平偏向信号および上
記垂直偏向信号のそれぞれに比例した信号とを少
なくとも含む信号を以て動作せしめる如く構成し
たものである。
粒子源より放出される荷電粒子線を試料面上に結
像するレンズの内部若しくはその近傍に補助レン
ズを配設し、かつ荷電粒子光学軸と直交する上記
試料面上に、この交点を原点とする直交軸を描
き、そのうち一方の軸を偏向器による上記荷電粒
子線の水平偏向方向、他方の軸を垂直偏向方向と
したときに、上記補助レンズを上記偏向器による
水平偏向と垂直偏向の大きさに応じて動作せしめ
て、上記試料面上に常に上記荷電粒子線を結像す
る如く構成したものであり、さらに詳細に述べれ
ば、上記補助レンズを、上記偏向器に供給される
水平偏向信号および垂直偏向信号のそれぞれの自
乗に比例した信号と、上記水平偏向信号および上
記垂直偏向信号のそれぞれに比例した信号とを少
なくとも含む信号を以て動作せしめる如く構成し
たものである。
以下、本発明を実施例を参照して詳述する。
最初に、本発明における基本的原理について説
明する。本発明者らは、以下に示すように上記目
的を達成し得る必要最小限の補正式を導出した。
簡単のため、電子光学系の理想系からのずれを電
子線の軸ずれの観点から考える。電子線の軸ずれ
量は通常平行ずれと傾きのずれに分けることがで
きるが、いま平行ずれとしてｇ（＝δx＋iδy）傾き
のずれをｔ（＝βx＋iβy）とする。このとき焦点
ずれΔZは、理論的に複素表示して次式で与えら
れる。
明する。本発明者らは、以下に示すように上記目
的を達成し得る必要最小限の補正式を導出した。
簡単のため、電子光学系の理想系からのずれを電
子線の軸ずれの観点から考える。電子線の軸ずれ
量は通常平行ずれと傾きのずれに分けることがで
きるが、いま平行ずれとしてｇ（＝δx＋iδy）傾き
のずれをｔ（＝βx＋iβy）とする。このとき焦点
ずれΔZは、理論的に複素表示して次式で与えら
れる。
ΔZ＝KFＣ＋Lｔ＋KLＣ＋κFｇ＋κFＣ
……(2) ここで、 Ｃ：偏向点（＝ｘ＋iy） KL：コマ収差係数 κF：軸外湾曲収差係数 （収差の分類は、Ｅ・Goto and T.Soma；
OPTIK、46（1977）255を参照） (2)式を(1)式のように表現しなおすと ΔZ＝ａ（x2＋y2）＋bx＋cy ……(3) で表わされる。(3)式は簡単のため電子線の軸ずれ
より導いたが、レンズ、偏向器の理想状態からの
ずれに対しても同様に導出できる。もちろんこれ
らにおいてはすべてずれ量が量的にわずかな場合
のみであり、(2)式で実用上何ら問題はない。しか
し、このずれ量が大きくなつたときや、偏向量が
光学部品のサイズ（レンズのポールピースの内径
や偏向器の内径等）に近くなつてくると高次収差
による影響が生じ、x2、y2の係数が異なつたり、
xy項や高次項が(2)式に付加されてくる。
……(2) ここで、 Ｃ：偏向点（＝ｘ＋iy） KL：コマ収差係数 κF：軸外湾曲収差係数 （収差の分類は、Ｅ・Goto and T.Soma；
OPTIK、46（1977）255を参照） (2)式を(1)式のように表現しなおすと ΔZ＝ａ（x2＋y2）＋bx＋cy ……(3) で表わされる。(3)式は簡単のため電子線の軸ずれ
より導いたが、レンズ、偏向器の理想状態からの
ずれに対しても同様に導出できる。もちろんこれ
らにおいてはすべてずれ量が量的にわずかな場合
のみであり、(2)式で実用上何ら問題はない。しか
し、このずれ量が大きくなつたときや、偏向量が
光学部品のサイズ（レンズのポールピースの内径
や偏向器の内径等）に近くなつてくると高次収差
による影響が生じ、x2、y2の係数が異なつたり、
xy項や高次項が(2)式に付加されてくる。
このように、(2)式を用いて動的焦点の補正を行
えば、前述した従来の補正即ち理想系で固有の焦
点補正だけでなく、荷電粒子線の軸ずれ等によつ
て生起する動的焦点の補正も可能となり、従来の
ような補正残りの問題が解消される。
えば、前述した従来の補正即ち理想系で固有の焦
点補正だけでなく、荷電粒子線の軸ずれ等によつ
て生起する動的焦点の補正も可能となり、従来の
ような補正残りの問題が解消される。
第２図に、この(2)式で動的焦点補正を行なう具
体的構成の一例を示す。図に示すように、荷電粒
子源７より出た荷電粒子線２を偏向器６により所
望の偏向点（ｘ、ｙ）に偏向させるための偏向信
号発生器８が設けられている。もちろんこの場
合、偏向器６と偏向信号発生器８の間には増幅器
等（図示省略）があることは言うまでもない。こ
の発生器８により発生された偏向信号ｘ、ｙはそ
れぞれ二乗回路９，９′によりx2、y2の信号とな
り、さらに加算器１０によりx2＋y2の信号がつく
られる。これらと、ｘ、ｙの信号と、レジスタ１
１にあらかじめ求めておかれた係数ａ、ｂ、ｃと
により、乗算器１２，１２′，１２″および加算器
１３を介して(2)式相当の信号がつくられる。この
信号を補助レンズ４′に与えれば任意偏向点（ｘ、
ｙ）での動的焦点の補正が可能となる。すなわち
この(2)式相当の信号により補助レンズ４′で発生
させられた磁場と結像用レンズ３の磁場とで焦点
距離を偏向点に応じて変化させ、常に結像面５上
に荷電粒子は結像されることになる。なお、加算
器１３と補助レンズ４′の間に増幅器等（図示省
略）が存在することは言うまでもない。
体的構成の一例を示す。図に示すように、荷電粒
子源７より出た荷電粒子線２を偏向器６により所
望の偏向点（ｘ、ｙ）に偏向させるための偏向信
号発生器８が設けられている。もちろんこの場
合、偏向器６と偏向信号発生器８の間には増幅器
等（図示省略）があることは言うまでもない。こ
の発生器８により発生された偏向信号ｘ、ｙはそ
れぞれ二乗回路９，９′によりx2、y2の信号とな
り、さらに加算器１０によりx2＋y2の信号がつく
られる。これらと、ｘ、ｙの信号と、レジスタ１
１にあらかじめ求めておかれた係数ａ、ｂ、ｃと
により、乗算器１２，１２′，１２″および加算器
１３を介して(2)式相当の信号がつくられる。この
信号を補助レンズ４′に与えれば任意偏向点（ｘ、
ｙ）での動的焦点の補正が可能となる。すなわち
この(2)式相当の信号により補助レンズ４′で発生
させられた磁場と結像用レンズ３の磁場とで焦点
距離を偏向点に応じて変化させ、常に結像面５上
に荷電粒子は結像されることになる。なお、加算
器１３と補助レンズ４′の間に増幅器等（図示省
略）が存在することは言うまでもない。
偏向器６は、図示のように結像用レンズ３の内
部に限らず、レンズ３の結像面５側にあつても、
またその反対側にあつてもよいことは言うまでも
ない。また、補助レンズ４′は、図示のようにか
ならずしも結像用レンズ３の内部に必要なもので
はなく、結像用レンズ３の磁場と補助レンズ４の
磁場が重なる関係にあればよい。なお、補助レン
ズ４は一個に限るものではないが、多数ある場
合、たとえば補助レンズを動作させたときに荷電
粒子線は回転するが、この回転を補正するために
さらに他の補助レンズを配置するような場合に
は、少なくとも１個は結像レンズ３の内部に必要
である。また、補助レンズ４′の近傍のレンズ磁
路を非導電性で構成してもよい。また一方、結像
用レンズ３は一つに限るものではなく、たとえば
二つのレンズの磁場を逆符号にして一つの結像用
レンズを構成したものでもよい。なお、本発明で
は、図示のような磁界型レンズに限るものではな
く、静電型であつても同様に適用可能であること
はいうまでもない。また、上記レジスタ１１にあ
らかじめ記憶される係数ａ、ｂ、ｃは、前もつて
測定された動的焦点の大きさにより求められたも
のである。
部に限らず、レンズ３の結像面５側にあつても、
またその反対側にあつてもよいことは言うまでも
ない。また、補助レンズ４′は、図示のようにか
ならずしも結像用レンズ３の内部に必要なもので
はなく、結像用レンズ３の磁場と補助レンズ４の
磁場が重なる関係にあればよい。なお、補助レン
ズ４は一個に限るものではないが、多数ある場
合、たとえば補助レンズを動作させたときに荷電
粒子線は回転するが、この回転を補正するために
さらに他の補助レンズを配置するような場合に
は、少なくとも１個は結像レンズ３の内部に必要
である。また、補助レンズ４′の近傍のレンズ磁
路を非導電性で構成してもよい。また一方、結像
用レンズ３は一つに限るものではなく、たとえば
二つのレンズの磁場を逆符号にして一つの結像用
レンズを構成したものでもよい。なお、本発明で
は、図示のような磁界型レンズに限るものではな
く、静電型であつても同様に適用可能であること
はいうまでもない。また、上記レジスタ１１にあ
らかじめ記憶される係数ａ、ｂ、ｃは、前もつて
測定された動的焦点の大きさにより求められたも
のである。
さらにまた、これらの補正用の回路はマイクロ
コンピユータやその他の汎用計算機等で本発明回
路相当のことを行なうことも可能である。また、
レジスタ１１にさらに定数項を入れておき、乗算
器１２，１２′，１２″を介して加算器１３でさら
に加えたものでもよい。これはたとえば試料面全
体が一定量変化したときに用いることができる。
コンピユータやその他の汎用計算機等で本発明回
路相当のことを行なうことも可能である。また、
レジスタ１１にさらに定数項を入れておき、乗算
器１２，１２′，１２″を介して加算器１３でさら
に加えたものでもよい。これはたとえば試料面全
体が一定量変化したときに用いることができる。
そして、本発明で高次収差が問題になるとき
は、x2とy2の係数を別係数にしたり、さらにx3、
x2y等の高次項を加えればよい。したがつて、少
なくとも(2)式相当の多項式を含むものはすべて本
発明に含まれるものである。
は、x2とy2の係数を別係数にしたり、さらにx3、
x2y等の高次項を加えればよい。したがつて、少
なくとも(2)式相当の多項式を含むものはすべて本
発明に含まれるものである。
以上詳述したように、本発明によれば、一般の
荷電粒子光学系に即した動的焦点の補正を可能な
らしめるものであり、特に走査型の荷電粒子応用
装置に適用してその効果は大きいものである。
荷電粒子光学系に即した動的焦点の補正を可能な
らしめるものであり、特に走査型の荷電粒子応用
装置に適用してその効果は大きいものである。
第１図は、通常の焦点補正手段を説明するため
の概略図、および第２図は、本発明の一実施例を
示すブロツク図である。 ３……結像用レンズ、４，４′……補助レンズ、
６……偏向器、８……偏向信号発生器、９，９′
……二乗回路、１０，１３……加算器、１１……
レジスタ、１２，１２′，１２″……乗算器。
の概略図、および第２図は、本発明の一実施例を
示すブロツク図である。 ３……結像用レンズ、４，４′……補助レンズ、
６……偏向器、８……偏向信号発生器、９，９′
……二乗回路、１０，１３……加算器、１１……
レジスタ、１２，１２′，１２″……乗算器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 荷電粒子源より放出される荷電粒子線を試料
面上に結像するレンズと、上記荷電粒子線を２次
元に偏向する偏向器とを有する荷電粒子光学系に
使用する動的焦点補正装置において、該動的焦点
補正装置は上記レンズの内部若しくはその近傍に
配設された補助レンズを有し、かつ荷電粒子光学
軸と直交する上記試料面上に、この交点を原点と
する直交軸を描き、そのうち一方の軸を上記偏向
器による上記荷電子粒子線の水平偏向方向、他方
の軸を垂直偏向方向としたときに、上記補助レン
ズを動作させるための信号は、上記偏向器に供給
される水平偏向信号の自乗に比例した信号と、上
記偏向器に供給される垂直偏向信号の自乗に比例
した信号と、上記偏向器に供給される水平偏向信
号に比例した信号と、上記偏向器に供給される垂
直偏向信号に比例した信号を少なくとも含むこと
を特徴とする動的焦点補正装置。 ２ 上記補助レンズを動作させるための信号は上
記水平偏向信号および垂直偏向信号のそれぞれの
自乗の和に比例した信号と、上記水平偏向信号に
比例した信号と、上記垂直偏向信号に比例した信
号を少なくとも含むことを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の動的焦点補正装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10328681A JPS585954A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 動的焦点補正装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10328681A JPS585954A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 動的焦点補正装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS585954A JPS585954A (ja) | 1983-01-13 |
| JPS6338827B2 true JPS6338827B2 (ja) | 1988-08-02 |
Family
ID=14350067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10328681A Granted JPS585954A (ja) | 1981-07-03 | 1981-07-03 | 動的焦点補正装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS585954A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61126753A (ja) * | 1984-11-22 | 1986-06-14 | Agency Of Ind Science & Technol | 高エネルギ−線束照射装置 |
| JPH01124948A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-17 | Jeol Ltd | 集束イオンビーム注入装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52124873A (en) * | 1976-04-13 | 1977-10-20 | Rikagaku Kenkyusho | Method of deflecting charged particle beam |
| JPS57105953A (en) * | 1980-11-06 | 1982-07-01 | Ibm | Electron beam projecting device |
-
1981
- 1981-07-03 JP JP10328681A patent/JPS585954A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52124873A (en) * | 1976-04-13 | 1977-10-20 | Rikagaku Kenkyusho | Method of deflecting charged particle beam |
| JPS57105953A (en) * | 1980-11-06 | 1982-07-01 | Ibm | Electron beam projecting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS585954A (ja) | 1983-01-13 |
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