JPH01166450A - 荷電粒子光学系 - Google Patents
荷電粒子光学系Info
- Publication number
- JPH01166450A JPH01166450A JP62323997A JP32399787A JPH01166450A JP H01166450 A JPH01166450 A JP H01166450A JP 62323997 A JP62323997 A JP 62323997A JP 32399787 A JP32399787 A JP 32399787A JP H01166450 A JPH01166450 A JP H01166450A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charged particle
- deflection
- optical system
- particle beam
- lens
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- Pending
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、荷電粒子線応用装置に係り、特に細く絞った
荷電粒子線を高速度で大角度に偏向するのに好適な荷電
粒子光学系に関する。
荷電粒子線を高速度で大角度に偏向するのに好適な荷電
粒子光学系に関する。
荷電粒子線を細く絞ったままで大角度に偏向する為に、
特公昭４８−１４４９５号に示すような偏向収差の自己
打ち消し型荷電粒子光学系が考案されている。この荷電
粒子光学系を第４図に示す。この光学系のレンズや偏向
器は磁界型で構成されている。第１偏向器１１の偏向さ
れた荷電粒子線２は。
特公昭４８−１４４９５号に示すような偏向収差の自己
打ち消し型荷電粒子光学系が考案されている。この荷電
粒子光学系を第４図に示す。この光学系のレンズや偏向
器は磁界型で構成されている。第１偏向器１１の偏向さ
れた荷電粒子線２は。
レンズ２０による荷電粒子線のふりもどし作用と第２偏
向器１２の偏向作用とを受ける。このとき、偏向器１１
で生じた偏向収差は、レンズ２０の軸外収差と偏向器１
２の偏向収差とで消去できるように構成されている。
向器１２の偏向作用とを受ける。このとき、偏向器１１
で生じた偏向収差は、レンズ２０の軸外収差と偏向器１
２の偏向収差とで消去できるように構成されている。
しかし、この光学系では少なくしも第２の偏向器１２は
レンズ２０の内部に配置する必要がある。
レンズ２０の内部に配置する必要がある。
そのために偏向器１２を高速度で動作させると、偏向磁
界が高速度で変化し、この交流磁界がレンズ２０のコイ
ルに電流を生じさせる。この電流はレンズ磁場を乱し、
レンズの特性に影響を与える。
界が高速度で変化し、この交流磁界がレンズ２０のコイ
ルに電流を生じさせる。この電流はレンズ磁場を乱し、
レンズの特性に影響を与える。
従って、荷電粒子線を高速度で偏向できないという問題
があった。
があった。
上記従来技術は、偏向収差の自己打ち消しを行うために
偏向器をレンズの内部に配置し、高速度で偏向器を動作
させたために生じたものである。
偏向器をレンズの内部に配置し、高速度で偏向器を動作
させたために生じたものである。
本発明の目的は、この問題を解決する事にある。
上記問題点は、荷電粒子線を大角度に偏向する時に問題
となる偏向収差を自己打ち消しさせるために生じたもの
である。この問題となる偏向収差とは、荷電粒子線を試
料に照射する最終レンズ近傍の偏向器で生じる収差であ
る。従って、大角度の偏向は最終レンズより荷電粒子銃
側で行い、ここで生じた偏向収差は縮小系として用いた
最終レンズの倍率で収差の軽減を図る。この場合、レン
ズの軸外収差を受けないように各偏向位置に中心をもつ
レンズを配置しておく。一方、偏向収差が問題になる偏
向器では偏向収差が問題にならない程度の小角度の偏向
を行う。
となる偏向収差を自己打ち消しさせるために生じたもの
である。この問題となる偏向収差とは、荷電粒子線を試
料に照射する最終レンズ近傍の偏向器で生じる収差であ
る。従って、大角度の偏向は最終レンズより荷電粒子銃
側で行い、ここで生じた偏向収差は縮小系として用いた
最終レンズの倍率で収差の軽減を図る。この場合、レン
ズの軸外収差を受けないように各偏向位置に中心をもつ
レンズを配置しておく。一方、偏向収差が問題になる偏
向器では偏向収差が問題にならない程度の小角度の偏向
を行う。
偏向収差には偏向位置のズレに関する収差と粒子線径に
影響を与える収差がある。前者は偏向歪み収差であり、
後者には像面湾曲、非点、コマ。
影響を与える収差がある。前者は偏向歪み収差であり、
後者には像面湾曲、非点、コマ。
色の各収差がある。これら収差のうち偏向歪み。
像面湾曲、非点収差は通常行われている手法により補正
は可能であるので、問題となる収差はコマ収差と色収差
である。これらの収差は偏向量に比例して増大する性質
がある。一方、上記〔手段〕で述べたような構成におい
ては１粒子線径に関してはレンズの縮小重分だけ収差は
軽減される。従って、レンズの縮小率を１７１０とする
と偏向角度を１０倍大きくできることになる。
は可能であるので、問題となる収差はコマ収差と色収差
である。これらの収差は偏向量に比例して増大する性質
がある。一方、上記〔手段〕で述べたような構成におい
ては１粒子線径に関してはレンズの縮小重分だけ収差は
軽減される。従って、レンズの縮小率を１７１０とする
と偏向角度を１０倍大きくできることになる。
以上の作用により本発明の構成では荷電粒子線を容易に
大角度で偏向できる。また、レンズと偏向器の組み合わ
せにより、偏向収差の打ち消しを行っていないので高速
度で荷電粒子線を偏向できることになる。
大角度で偏向できる。また、レンズと偏向器の組み合わ
せにより、偏向収差の打ち消しを行っていないので高速
度で荷電粒子線を偏向できることになる。
以下１本発明の一実施例を第１図により説明する。
まず１本発明の基本構成とその動作について勲明する。
荷電粒子銃１より放射された荷電粒子線２は、レンズ３
や４により試料５上に細く絞られて照射される。このレ
ンズ３と４との間には偏向器６が配設されており、レン
ズ４と試料５の間には偏向器７が配設されている。偏向
器６は荷電粒子線２を大角度番こ偏向し、偏向器７は小
角度に偏向する。また、偏向器６により大角度で偏向さ
れた荷電粒子線２がレンズ４のレンズ中心を通過するよ
うにするために、偏向器６は偏向器６１と６２で構成し
て荷電粒子線２をふりもどしさせるとともに、レンズ４
はマルチレンズで構成している。
や４により試料５上に細く絞られて照射される。このレ
ンズ３と４との間には偏向器６が配設されており、レン
ズ４と試料５の間には偏向器７が配設されている。偏向
器６は荷電粒子線２を大角度番こ偏向し、偏向器７は小
角度に偏向する。また、偏向器６により大角度で偏向さ
れた荷電粒子線２がレンズ４のレンズ中心を通過するよ
うにするために、偏向器６は偏向器６１と６２で構成し
て荷電粒子線２をふりもどしさせるとともに、レンズ４
はマルチレンズで構成している。
次に本発明を実施して具体例について述べる。
前述したように、大角度偏向で問題になる収差のうち補
正のできない収差はコマ収差と色収差である。一般に、
コマ収差は非常に小さいので問題になることはない。従
って、説明の簡単化のため色収差に着目して述べる６ 第１の実施例では、第１図の構成で荷電粒子銃１は電界
放射型の電子銃を用いた。この電子銃から放出される荷
電粒子線２のエネルギの広がりΔＶは約０．３ ｅＶ
である。加速電圧Ｖを３０ｋＶで行い、レンズ３と４に
より電子、Ｒ２はｄｏ＝０．１μｍに絞られている。一
方、偏向器６１と６２により電子線を１０１１ＩＩ１１
毎に２００ｍ＋ｍＸ ２００＋＋ｕｉ偏向させ、偏向器
７では１０ｍｍＸ １０ＩＤ１１偏向させるようにした
。これら偏向器の試料５面上での電子線の広がりｄｏ、
ｄ７はそれぞれ。
正のできない収差はコマ収差と色収差である。一般に、
コマ収差は非常に小さいので問題になることはない。従
って、説明の簡単化のため色収差に着目して述べる６ 第１の実施例では、第１図の構成で荷電粒子銃１は電界
放射型の電子銃を用いた。この電子銃から放出される荷
電粒子線２のエネルギの広がりΔＶは約０．３ ｅＶ
である。加速電圧Ｖを３０ｋＶで行い、レンズ３と４に
より電子、Ｒ２はｄｏ＝０．１μｍに絞られている。一
方、偏向器６１と６２により電子線を１０１１ＩＩ１１
毎に２００ｍ＋ｍＸ ２００＋＋ｕｉ偏向させ、偏向器
７では１０ｍｍＸ １０ＩＤ１１偏向させるようにした
。これら偏向器の試料５面上での電子線の広がりｄｏ、
ｄ７はそれぞれ。
ｄ６＝Ｍ−ＫＴＢ・ΔＶ／Ｖ ・Ｒｅ −（１
）ｄ７＝ＫＴ７・ΔＶ ／ Ｖ−Ｒ７−（２）ここでＫ
ｔｓ、 ＫＴ７は偏向器６，７のそれぞれの偏向色収差
係数であり、本構成ではいずれも０．５である。また、
Ｒｅ、Ｒｙはそれぞれの最大偏向量。
）ｄ７＝ＫＴ７・ΔＶ ／ Ｖ−Ｒ７−（２）ここでＫ
ｔｓ、 ＫＴ７は偏向器６，７のそれぞれの偏向色収差
係数であり、本構成ではいずれも０．５である。また、
Ｒｅ、Ｒｙはそれぞれの最大偏向量。
Ｍはレンズ４の倍率で、１／１０になるように構成した
。最終的な電子線径はｄｏ、ｄｏ、ｃｌｒの平均自乗和
で表わせるので、最大偏向時で０．１３μｍかえられた
。すなわち電子線を０．１３ μｍに絞って２０ＩＩ１
ｍ×２００１の大角度偏向が可能となった。このことに
より、８インチウェハにＬＳＩのパターンを試料台の移
動なしに電子線で描くことができるようになった。
。最終的な電子線径はｄｏ、ｄｏ、ｃｌｒの平均自乗和
で表わせるので、最大偏向時で０．１３μｍかえられた
。すなわち電子線を０．１３ μｍに絞って２０ＩＩ１
ｍ×２００１の大角度偏向が可能となった。このことに
より、８インチウェハにＬＳＩのパターンを試料台の移
動なしに電子線で描くことができるようになった。
第２の実施例を第２図に示す。荷電粒子銃１はＬａＢｅ
の熱電子銃を用いた。この電子銃から放出される荷電粒
子線２のエネルギの広がりΔＶは約３ｅＶである。加速
電圧Ｖを３０ｋＶで行い、レンズ３と偏向器６１との間
に電子線を成形する穴をもつ絞り８１と８２を配置し、
その絞り間にはレンズ９と偏向器１０を配置した０本構
成において、絞り８１のレンズ９による像を絞り８２上
に作る。また、偏向器１０によりこの像を絞り８２上で
移動させ電子線のサイズを任意に変化させ成形する。こ
の成形された電子線をレンズ４により試料５上に結像す
る６本構成において、偏向器６１と６２で２０ｍｍＸ
２０＋ｗｍ偏向させ、偏向器７では２＋ａ＋ａＸ２＋＊
ｍ偏向させるようにした。上記同様、最大偏向時での成
形された電子線のエツジの広がりは０．１５μｍかえら
れた。
の熱電子銃を用いた。この電子銃から放出される荷電粒
子線２のエネルギの広がりΔＶは約３ｅＶである。加速
電圧Ｖを３０ｋＶで行い、レンズ３と偏向器６１との間
に電子線を成形する穴をもつ絞り８１と８２を配置し、
その絞り間にはレンズ９と偏向器１０を配置した０本構
成において、絞り８１のレンズ９による像を絞り８２上
に作る。また、偏向器１０によりこの像を絞り８２上で
移動させ電子線のサイズを任意に変化させ成形する。こ
の成形された電子線をレンズ４により試料５上に結像す
る６本構成において、偏向器６１と６２で２０ｍｍＸ
２０＋ｗｍ偏向させ、偏向器７では２＋ａ＋ａＸ２＋＊
ｍ偏向させるようにした。上記同様、最大偏向時での成
形された電子線のエツジの広がりは０．１５μｍかえら
れた。
第３の実施例を第３図に示す、用いた荷電粒子銃１はブ
ラウン管や撮像管等で用いられているような酸化物陰極
である。この電子銃から放出される荷電粒子線２のエネ
ルギの広がりΔＶは約１ｅＶであり、加速電圧Ｖを５ｋ
Ｖで行った。偏向器６１と６２で２ｍｍ毎に±１０＋ｍ
偏向させ、偏向器７では±１ｍｍ偏向させた。このとき
、最大偏向時での電子線径は０．１μｍかえられた。こ
のような荷電粒子光学系を荷電粒子線の偏向方向に２０
ｍｍ毎に５個並べ１００ｍｍの偏向をできるようにした
。このとき用いる電子線は常に一個としたいので、電子
線を遮断するためのブランク板６５とブランク絞り６６
を第３図のように設けて所望の電子線のみを取り出せる
ようにした。これを３００ｍｍの記録媒体円盤５１の半
径方向に配置しこの円盤５１は中心を軸としてモータ５
２で回転させ上記電子線により情報の書き込みや読み出
しを行えるようにした。このことにより、従来の磁気デ
ィスクや光ディスク等よりも記録密度を格段に向上させ
、かつヘッドの移動機構を用いる必要がないのできわめ
て高速度で行える情報記録装置が得られる。
ラウン管や撮像管等で用いられているような酸化物陰極
である。この電子銃から放出される荷電粒子線２のエネ
ルギの広がりΔＶは約１ｅＶであり、加速電圧Ｖを５ｋ
Ｖで行った。偏向器６１と６２で２ｍｍ毎に±１０＋ｍ
偏向させ、偏向器７では±１ｍｍ偏向させた。このとき
、最大偏向時での電子線径は０．１μｍかえられた。こ
のような荷電粒子光学系を荷電粒子線の偏向方向に２０
ｍｍ毎に５個並べ１００ｍｍの偏向をできるようにした
。このとき用いる電子線は常に一個としたいので、電子
線を遮断するためのブランク板６５とブランク絞り６６
を第３図のように設けて所望の電子線のみを取り出せる
ようにした。これを３００ｍｍの記録媒体円盤５１の半
径方向に配置しこの円盤５１は中心を軸としてモータ５
２で回転させ上記電子線により情報の書き込みや読み出
しを行えるようにした。このことにより、従来の磁気デ
ィスクや光ディスク等よりも記録密度を格段に向上させ
、かつヘッドの移動機構を用いる必要がないのできわめ
て高速度で行える情報記録装置が得られる。
以上、実施例を示したが、これらの実施例では本発明に
８翠な基本構成のみを示した。従って、レンズや偏向器
の個数はこれに限るものではないし、試料からの反射電
子や二次電子の検出器等は本発明とは無関係なので省略
した。また、本実施例で示したレンズや偏向器は磁界型
、静電型いずれにより構成されても本発明の効果は得ら
れる。
８翠な基本構成のみを示した。従って、レンズや偏向器
の個数はこれに限るものではないし、試料からの反射電
子や二次電子の検出器等は本発明とは無関係なので省略
した。また、本実施例で示したレンズや偏向器は磁界型
、静電型いずれにより構成されても本発明の効果は得ら
れる。
また、本発明の実施例では電子線への適用のみを示した
が、本発明は電子線に限ることなくイオン線のような荷
電粒子線一般に用いることができる。
が、本発明は電子線に限ることなくイオン線のような荷
電粒子線一般に用いることができる。
以上に述べたごとく１本発明によれば、レンズの内部に
偏向器を配置することなく偏向収差を小さくでき、また
荷°電粒子線を試料に垂直に入射させ゛ることかできる
ので、電子線描画装置や電子線メモリ装置のような高速
度で、高精度で、大角度に偏向する必要のある装置の荷
電粒子光学系が提供できる。
偏向器を配置することなく偏向収差を小さくでき、また
荷°電粒子線を試料に垂直に入射させ゛ることかできる
ので、電子線描画装置や電子線メモリ装置のような高速
度で、高精度で、大角度に偏向する必要のある装置の荷
電粒子光学系が提供できる。
第１図は本発明の基本構成、第２図は本発明を電子線描
画装置に応用した一実施例の基本構成をそれぞれ示す縦
断面図、第３図は本発明を電子線メモリ装置に応用した
一実施例の基本構成を示す要部斜視図、第４図は従来の
荷電粒子光学系の縦断面図である。 １・・・荷電粒子銃、２・・・荷電粒子線、３，４，９
゜２ｏ・・・レンズ、５・・・試料、６，７，１０，１
１゜１２．６１．６２・・・偏向器、５１・・・記録媒
体円盤。 ５２・・・モータ、６５・・・ブランク板、６６・・・
ブランク絞り、８１．８２・・・成形絞り。 ぐ 代理人 弁理士 小川勝男り、１ ′、 藁Ｉ国 ’ｚｚ ｍ ２ρ しシス・・
画装置に応用した一実施例の基本構成をそれぞれ示す縦
断面図、第３図は本発明を電子線メモリ装置に応用した
一実施例の基本構成を示す要部斜視図、第４図は従来の
荷電粒子光学系の縦断面図である。 １・・・荷電粒子銃、２・・・荷電粒子線、３，４，９
゜２ｏ・・・レンズ、５・・・試料、６，７，１０，１
１゜１２．６１．６２・・・偏向器、５１・・・記録媒
体円盤。 ５２・・・モータ、６５・・・ブランク板、６６・・・
ブランク絞り、８１．８２・・・成形絞り。 ぐ 代理人 弁理士 小川勝男り、１ ′、 藁Ｉ国 ’ｚｚ ｍ ２ρ しシス・・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、荷電粒子銃から出た荷電粒子線を細く絞つて試料面
上に照射する複数のレンズ手段、上記荷電粒子線を試料
面上で偏向する複数の偏向手段とを具備した装置におい
て、上記偏向手段のうち大角度に偏向する偏向手段と試
料との間に少なくとも一個のレンズ手段を配設し、該レ
ンズ手段と試料間には小角度に偏向する手段を設けたこ
とを特徴とする荷電粒子光学系。 ２、上記大角度に偏向する偏向手段は少なくとも２個か
らなり、偏向した荷電粒子線を偏向前の荷電粒子線軸と
並行になるようにふりもどしを行わしめることを特徴と
する第１項記載の荷電粒子光学系。 ３、上記大角度に偏向する偏向手段と試料間に設けたレ
ンズ手段はマルチレンズで構成され、上記偏向手段で偏
向された荷電粒子線はそれぞれのレンズの中心を通過す
るように動作させたことを特徴とする第１項もしくは第
２項記載の荷電粒子光学系。 ４、荷電粒子線光学系の偏向器と荷電粒子銃の間に荷電
粒子線を成形するための絞りを配設し、この成形された
荷電粒子線を試料面上に結像させたことを特徴とする第
１項から第３項記載のいずれかの荷電粒子光学系。 ５、上記荷電粒子線の偏向方向を一方向とし、この偏向
方向に上記荷電粒子線光学系を複数個並べたことを特徴
とする第１項から第４項記載のいずれかの荷電粒子光学
系。 ６、上記複数個の荷電粒子線のうち一個の荷電粒子線の
みを取り出せるように構成したことを特徴とする第５項
記載の荷電粒子光学系。 ７、試料は回転する円盤であり、該円盤の半径方向に荷
電粒子光学系を配置したことを特徴とする第６項の荷電
粒子光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62323997A JPH01166450A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 荷電粒子光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62323997A JPH01166450A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 荷電粒子光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01166450A true JPH01166450A (ja) | 1989-06-30 |
Family
ID=18160970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62323997A Pending JPH01166450A (ja) | 1987-12-23 | 1987-12-23 | 荷電粒子光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01166450A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8390201B2 (en) | 2008-06-24 | 2013-03-05 | Advantest Corp. | Multi-column electron beam exposure apparatus and magnetic field generation device |
| KR101693536B1 (ko) * | 2015-11-23 | 2017-01-06 | 한국표준과학연구원 | 하전입자선 장치 |
-
1987
- 1987-12-23 JP JP62323997A patent/JPH01166450A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8390201B2 (en) | 2008-06-24 | 2013-03-05 | Advantest Corp. | Multi-column electron beam exposure apparatus and magnetic field generation device |
| JP5363480B2 (ja) * | 2008-06-24 | 2013-12-11 | 株式会社アドバンテスト | マルチコラム電子ビーム露光装置及び磁場発生装置 |
| KR101693536B1 (ko) * | 2015-11-23 | 2017-01-06 | 한국표준과학연구원 | 하전입자선 장치 |
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