JPH04155737A

JPH04155737A - 荷電粒子ビーム装置

Info

Publication number: JPH04155737A
Application number: JP2279672A
Authority: JP
Inventors: Teruaki Okino; 輝昭沖野
Original assignee: Jeol Ltd
Current assignee: Jeol Ltd
Priority date: 1990-10-18
Filing date: 1990-10-18
Publication date: 1992-05-28

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。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は安価な軸合わせ機構を備えた荷電粒子ビーム装
置に関する。

（従来の技術）電子ビーム描画装置やイオンビーム描画装置等の荷電粒
子ビーム装置では、荷電粒子ビームの光軸と電子光学系
の光軸とを一致させる必要がある。

第２図は光軸合わせ機構を具備した電子ビーム描画装置
の概略図を示したものである。図中１は電子銃、２ａ、
２ｂは二段のアライメントコイルで、共にＸ方向及びＹ
方向アライメントから成る。

３は制御装置、４は電流増幅回路、７Ｘ、７Ｙ。

１２はアンプ、５は集束レンズ、６は走査信号発生回路
、８Ｘ、８Ｙは夫々Ｘ方向走査用偏向器。

Ｙ方向走査用偏向器、９は材料、１０はステージ、１１
は２次電子検出器、１３はブラウン管、１４゜１５は夫
々Ｘ方向走査用偏向器、Ｙ方向走査用偏向器である。前
記材料９上には該材料の材質（例えば、シリコン）と異
なった材質（例えば、金）の十字状マークが蒸着等によ
り形成されている。

この様に構成された電子ビーム描画装置において、光軸
合わせは次の様にして行われる。

先ず、マークが電子ビーム光軸上に来る様にステージ１
０を移動させる。そして、制御装置３の指令に基づき、
電流増幅回路４から集束レンズ５に所定の励磁電流（最
適励磁電流）を流す事により、電子銃１からの電子ビー
ムを材料９上にフォーカスさせる。又、走査信号発生回
路６から、アンプ７Ｘを介して第３図（ａ）に示す様な
走査信号をＸ方向走査用偏向器８Ｘに、又、アンプ７Ｙ
を介して第３図（ｂ）に示す様な走査信号をＹ方向走査
用偏向器８Ｙに供給する。該各走査信号と供給により電
子ビームは前記マークを含む材料−の所定領域を走査す
る。該走査により該材料９メら発生した２次電子は２次
電子検出器１１に検匙され、該２次電子に基づく信号は
アンプ１２をプしてブラウン管１１に供給される。この
際、該：ラウン管のＸ方向走査用偏向器１４．Ｙ方向走
１用偏向器１５各々に、前記走査信号発生回路６ズら前
記Ｘ方向走査信号、Ｙ方向走査信号が同期表で供給され
ているので、該ブラウン管１３の画ｄ上には、第４図に
示す様な十字状マークの像が１示される。

この状態において、前記電流増幅回路４は、官記制御装
置３の指令に基づき、集束レンズ５にａ給する励磁電流
を最適励磁電流から少し増減（くオブラと称し、この増
減電流をウォプラ電流と（う）する。この時、電子ビー
ムの光軸が、電子り学系の光軸から、例えば、Ｘ方向に
ずれているＭ合、前記ブラウン管６の画面上に表示され
るマークの像はＸ軸上で移動し、又、Ｙ方向にずれて（
リ　　　る場合、前記像はＹ軸上で移動する。

ヒ　　　　そこで、オペレーターは前記ブラウン管６に
表＞１　　　示されるマーク像の移動が無くなる様に、
アライｂ　　　メントコイル２ｇ、：２ｂへの電流を調
整する。該ｌ　　調整により、像が移動しなくなれば、
光軸合わせｌ　　　は終了する。

ｋ　　　（発明が解決しようとする課題）１１　　　　
　さて、前記した様に、光軸合わせの為に集束レンズ５
に最適励磁電流の前後で少し増減する励磁ｄ　　電流を
電流増幅回路４から与えているが、この様ン　　　な光
軸合わせの為には周波数特性の良い該電流増幅回路が望
まれる。

ゴ　　　一方、通常、荷電粒子ビーム装置が本来の目的
（（例えば、電子ビーム描画装置をパターン描画）ｒ　
　　に使用される場合、Ｓ／Ｎ比の良い電流増幅回路が
望まれる。しかし、通常の電流増幅回路は、周波数特性
が良ければＳ／Ｎ比は良くなく、逆に８４　　　　／Ｎ
が良ければ周波数特性が悪い。

しかしながら、実際上、光軸合わせの為に、電流増幅回
路４の周波数特性をある程度良くしなければならない。

その為、Ｓ／Ｎ比が悪くなり、例えば、電子ビーム描画
装置では描画精度が低下する。又、若し、周波数特性と
Ｓ／Ｎ比が共に良い電流増幅回路を実現しようとすれば
、極めて複雑な構成となり、且つ極めて高価に付く。

本発明はこの様な問題を解決する事を目的としたもので
ある。

（課題を解決する為の手段）その為に本発明は、レンズヨーク内に励磁用コイルとウ
ォプラ用コイルが別々に巻かれ、該夫々のコイルに別々
の電流増幅手段が繋がれて成る電磁レンズを荷電粒子ビ
ーム装置に備えた。

（実施例）第１図は本発明の要部の一実施例として示した集束レン
ズの概略図を示したものである。図中１６はレンズヨー
クで、該レンズヨーク内には励磁用コイル１７とウォプ
ラ用コイル１８が巻かれている。該ウォプラ用コイルの
巻数は励磁用コイルに比べ極めて少ない。又、１９．２
０は電流増幅回路である。該前者の電流増幅回路１９は
後者の電流増幅回路２０に比べ、周波数特性は可成悪い
が、Ｓ／Ｎ比が可成良いものを用いる。逆に、後者の電
流増幅回路２０は前者の電流増幅回路１９に比べ、Ｓ／
Ｎ比は可成悪いが周波数特性は可成良いものを用いる。

そして、この様に構成された集束レンズを前記第２図に
示す如き電子ビーム描画装置の集束レンズとして用いる
。この場合、光軸合わせを行う時だけ、前記電流増幅回
路２０からウォプラ用コイル１８にウォプラ用電流が流
れる様に、制御装置３は前記電流増幅回路２０を作動さ
せる。

さて、光軸合わせを行う場合、前記した様に、制御装置
３の指令に基づき電流増幅回路１９から励磁コイル１７
に最適励磁電流を流し、電子銃１からの電子ビームを材
料９上にフォーカスさせる。

そして前記した様に、マークを含む材料上の所定領域を
走査して、ブラウン管画面上にマーク像を表示させる。

この状態において、制御装置ｉｆ３の指令により電流増
幅回路２０からウォプラ用コイル１８にウォプラ電流が
供給される。電子ビームの光軸が、電子光学系の光軸か
ら、例えば、Ｘ方向にずれている場合、前記ブラウン管
６の画面上に表示されるマークの像はＸ軸上で移動し、
又、光軸からＹ方向にずれている場合、前記像はＹ軸上
で移動する。

そこで、オペレーターは、前記ブラウン管６に表示され
るマークの像の移動が無くなる様に、アライメントコイ
ル２ａ、　　２ｂへの電流を調整する。

該調整により、該像が移動しなくなれば光軸合わせは終
了する。

該光軸合わせが終了した後、電子ビーム描画装置本来の
使用目的、即ち材料上へのパターン描画の為に装置を作
動させる。この時には、前記電流増幅回路２０は作動さ
せない。

尚、本発明はイオンビームを用いた描画装置や電子顕微
鏡等の光軸合わせにも応用可能である。

（効果）本発明は、電磁レンズヨーク内に励磁用コイルとウォプ
ラ用コイルを別々に巻き、譲与々のコイルに専用の電流
増幅手段から夫々励磁用電流、ウォプラ用電流を供給出
来る様に成した。その為、ウォプラ専用の電流増幅手段
として、Ｓ／Ｎ比が良くなくても周波数特性の良い安価
なものが使用できる。又、励磁用の電流増幅手段として
、周波数特性が良くなくてもＳ／Ｎ比の良い安価なもの
が使用できる。従って、費用がかからずに、正確な光軸
合わせと、荷電粒子ビーム装置の本来の使用目的（例え
ば、描画装置はパターン描画、電子顕微鏡は材料観察等
）を高精度に実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の要部の一実施例として示した集束レン
ズの概略図、第２図は電子ビーム描画装置の概略図、第
３図は走査信号の波形を示したもの、第４図はブラウン
管に表示される像を示したものである。１・・・電子銃、２ａ、２ｂ・・・アライメントコイル
、３・・・制御装置、４，１７．１８・・・電流増幅回
路、５・・・集束レンズ、６・・・走査信号発生回路、
７Ｘ。７Ｙ、１２・・・アンプ、８Ｘ・・・Ｘ方向走査用偏向
器、８Ｙ・・・Ｙ方向走査用偏向器、９・・・材料、１
０・・・ステージ、１１・・・２次電子検出器、１３・
・・ブラウン管、１４・・・Ｘ方向走査用偏向器、１５
・・・Ｙ方向走査用偏向器、１６・・・レンズヨーク、
１７・・・励磁用コイル、１８ウオブラ用コイル、１９
．２０・・・電流増幅回路特許出願人　　日本電子株式会社ｒｌｉ　　げ−刀

Claims

【特許請求の範囲】

レンズヨーク内に励磁用コイルとウォプラ用コイルが別
々に巻かれ、該夫々のコイルに別々の電流増幅手段が繋
がれて成る電磁レンズを備えた荷電粒子ビーム装置。