JP5972663B2 - 電子ビーム応用装置および電子ビーム調整方法 - Google Patents
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Description
《電子ビーム応用装置(主要部)の概要》
前述した課題に対して、本実施の形態1では、EXB偏向器で一方向の電子ビームに影響を与えずに、逆方向の電子ビームを対象にその形状等を調整可能な電子ビーム応用装置、電子ビーム調整方法を提供する。具体的には、一方向の電子ビームに対しては双極子電場の作用と双極子磁場の作用を相殺させると共に4極子電場の作用と4極子磁場の作用も相殺させ、逆方向の電子ビームに対しては双極子電場の作用と双極子磁場の作用を顕在化されると共に4極子電場の作用と4極子磁場の作用も顕在化される。
《電子ビーム応用装置(全体)の構成および動作》
図2は、本発明の実施の形態2による電子ビーム応用装置において、その構成の一例を示す概略図である。なお、実施の形態1に記載の内容は特段の事情がない限り、本実施の形態2にも適用できる。図2の電子ビーム応用装置は、例えば、電子ビーム検査(又は計測)SEM等に該当するものである。当該電子ビーム応用装置は、真空筐体201内に、電子ビーム発生手段202と、当該電子ビームを収束し試料210上に照射する各種光学系部品と、試料210が搭載されるステージ211と、試料210から生じた電子を検出する電子ビーム検出器213などを備える。また、これらの各ブロックに対する制御又は処理を担う各種制御部・処理部と、当該各種制御部・処理部を含めて装置全体を管理するSEM制御部218を備える。
《電子ビーム応用装置(全体)の構成および動作(変形例[1])》
図7は、本発明の実施の形態3による電子ビーム応用装置において、その構成の一例を示す概略図である。なお、実施の形態1および2に記載の内容は特段の事情がない限り、本実施の形態3にも適用できる。図7の電子ビーム応用装置は、例えばプロジェクション型の電子ビーム応用装置として、マルチ電子ビーム検査(又は計測)SEM等に該当するものである。当該電子ビーム応用装置700は、電子ビーム発生手段701と、当該電子ビームを複数の電子ビームに分割し、それらを個別に収束して試料710上に照射する各種光学系部品と、試料710が搭載されるステージ711と、試料710から生じた電子を検出する電子ビーム検出用部品などを備える。また、これらの各ブロックに対する制御又は処理を担う各種制御部・処理部と、当該各種制御部・処理部を含めて装置全体を管理するSEM制御部730を備える。
《電子ビーム応用装置(全体)の構成および動作(変形例[2])》
図11は、本発明の実施の形態4による電子ビーム応用装置において、その構成の一例を示す概略図である。なお、実施の形態1および2に記載の内容は特段の事情がない限り、本実施の形態4にも適用できる。図11の電子ビーム応用装置は、前述した実施の形態2の図2の構成例に対して、6極子場を印加するための第3の比率と強度を決定するための6極子場制御部1109と、6極子磁場演算部1105と、6極子電場演算部1106とが追加された構成例となっている。また、電磁場重畳型(EXB)偏向器1112は、例えば特許文献1に示されるような12極の構造を持つ。
《電子ビーム応用装置(全体)の構成および動作(変形例[3])》
図12は、本発明の実施の形態5による電子ビーム応用装置において、その構成の一例を示す概略図である。図12に示す電子ビーム応用装置は、前述した実施の形態2の図2の構成例と比較して双極子場制御部1201の機能が異なっており、これ以外は図2と同様の構成例となっている。双極子場制御部1201は、図2で述べた第1の比率と強度の調整機能に加えて第4の比率を調整する機能を有する。第4の比率は、第1の強度との間の比率であり、第1の強度で決まる双極子場に対して90度回転した方向の双極子場を第4の比率をもって調整するものである。
《電子ビーム応用装置(全体)の構成および動作(変形例[4])》
本実施の形態6では、1次電子ビームの非点なしフォーカスを実現しつつ、その条件を保ったまま、2次電子ビームのプロファイルを調整する方式について説明する。例えば特許文献1等にあるように、非点なしフォーカスを実現するためには、双極子場と4極子場の比率が式(7)を満たせばよいことが知られている。ここで、E1およびB1は双極子電場および双極子磁場、E2およびB2は4極子電場および4極子磁場、Rは磁場が存在する場合の荷電粒子の回転半径(サイクロトロン半径)である。
Claims (10)
- 電場型偏向器および磁場型偏向器をそれぞれ8極以上持つ一つの電磁重畳型偏向器と、
前記電磁重畳型偏向器で生成する双極子電場と双極子磁場の第1の比率と第1の強度を調整する第1調整部と、
前記電磁重畳型偏向器で生成する4極子電場と4極子磁場の第2の比率と第2の強度を調整する第2調整部と、
を有する電子ビーム応用装置。 - 請求項1記載の電子ビーム応用装置において、
前記第1調整部は、第1方向の電子ビームに対して、前記双極子電場の作用と前記双極子磁場の作用が打ち消し合うように前記第1の比率を調整し、
前記第2調整部は、前記第1方向の電子ビームに対して、前記4極子電場の作用と前記4極子磁場の作用が打ち消し合うように前記第2の比率を調整し、
前記第1調整部は、前記第1方向の逆方向となる第2方向の電子ビームが所望の状態となるように前記第1の強度を調整し、
前記第2調整部は、前記第2方向の電子ビームが所望の状態となるように前記第2の強度を調整する、
電子ビーム応用装置。 - 請求項1記載の電子ビーム応用装置において、さらに、
試料上で1次電子ビームを走査する走査部と、
前記1次電子ビームのプロファイルと位置を測定する第1測定部と、
前記試料から発生した2次電子ビームを検出する検出部と、
を備え、
前記第1調整部は、
前記第1の比率と前記第1の強度に基づいて第1電圧電源の電圧値と第1電流電源の電流値を設定する双極子場制御部と、
前記第1電圧電源から前記電磁重畳型偏向器の各極毎に印加する電圧を生成する双極子電場演算部と、
前記第1電流電源から前記電磁重畳型偏向器の各極毎に印加する電流を生成する双極子磁場演算部とを有し、
前記第2調整部は、
前記第2の比率と前記第2の強度に基づいて第2電圧電源の電圧値と第2電流電源の電流値を設定する4極子場制御部と、
前記第2電圧電源から前記電磁重畳型偏向器の各極毎に印加する電圧を生成する4極子電場演算部と、
前記第2電流電源から前記電磁重畳型偏向器の各極毎に印加する電流を生成する4極子磁場演算部とを有し、
前記1次電子ビームを走査する走査部は、前記2次電子ビームが前記検出部の検出窓より大きな範囲に到達するように前記1次電子ビームを偏向する、
電子ビーム応用装置。 - 請求項3記載の電子ビーム応用装置において、
前記第2調整部は、前記2次電子ビームの非点収差を発生させるように前記第2の強度を調整する、
電子ビーム応用装置。 - 請求項1記載の電子ビーム応用装置において、
前記電子ビーム応用装置は、プロジェクション型の電子ビーム応用装置である、
電子ビーム応用装置。 - 請求項5記載の電子ビーム応用装置において、さらに、
試料上で複数の1次電子ビームを走査する走査部と、
前記複数の1次電子ビームのプロファイルと位置を測定する第1測定部と、
前記試料から発生した複数の2次電子ビームを検出する検出部と、
前記複数の2次電子ビームのプロファイルと位置を測定する第2測定部と、
を備え、
前記第1調整部は、
前記第1の比率と前記第1の強度に基づいて第1電圧電源の電圧値と第1電流電源の電流値を設定する双極子場制御部と、
前記第1電圧電源から前記電磁重畳型偏向器の各極毎に印加する電圧を生成する双極子電場演算部と、
前記第1電流電源から前記電磁重畳型偏向器の各極毎に印加する電流を生成する双極子磁場演算部と、
を有し、
前記第2調整部は、
前記第2の比率と前記第2の強度に基づいて第2電圧電源の電圧値と第2電流電源の電流値を設定する4極子場制御部と、
前記第2電圧電源から前記電磁重畳型偏向器の各極毎に印加する電圧を生成する4極子電場演算部と、
前記第2電流電源から前記電磁重畳型偏向器の各極毎に印加する電流を生成する4極子磁場演算部と、
を有する電子ビーム応用装置。 - 請求項6記載の電子ビーム応用装置において、
前記第2調整部は、前記複数の2次電子ビームのXY倍率を決定するために前記第2の強度を調整する、
電子ビーム応用装置。 - 第1方向から来る第1電子ビームのプロファイルまたは位置の変化量が予め定めた規定値以下となるように、双極子電場と双極子磁場の第1比率と4極子電場と4極子磁場の第2比率をそれぞれ決定する第1ステップと、
前記第1方向の逆方向となる第2方向から来る第2電子ビームの偏向量が予め定めた規定範囲に収まるように、前記第1比率を保持しつつ前記双極子電場と前記双極子磁場の第1強度を決定する第2ステップと、
前記第2電子ビームのプロファイルが予め定めたプロファイルに近づくように、前記第2比率を保持しつつ前記4極子電場と前記4極子磁場の第2強度を決定する第3ステップと、
を有する電子ビーム調整方法。 - 請求項8記載の電子ビーム調整方法において、さらに、
前記第1ステップの後に、前記双極子電場および前記双極子磁場に起因して生じる前記第1電子ビームの非点収差が予め定めた規定値以下となるように前記4極子電場又は前記4極子磁場に重畳させるオフセット用4極子電場又はオフセット用4極子磁場を決定する第4ステップを有し、
前記第3ステップでは、前記オフセット用4極子電場又は前記オフセット用4極子磁場を印加した状態で、前記第2電子ビームのプロファイルが予め定めたプロファイルに近づくように、前記第2比率を保持しつつ前記4極子電場と前記4極子磁場の第2強度を決定する、
電子ビーム調整方法。 - 第1方向から来る複数本の電子ビームのプロファイルまたは位置の変化量が予め定めた規定値以下となるように、双極子電場と双極子磁場の第1比率と4極子電場と4極子磁場の第2比率をそれぞれ決定し、
前記第1方向の逆方向となる第2方向から来る複数本の電子ビームの偏向量が予め定めた規定範囲に収まるように、前記第1比率を保持しつつ前記双極子電場と前記双極子磁場の第1強度を決定し、
前記第2方向から来る複数本の電子ビームの相対位置が予め定めた相対位置に近づくように、前記第2比率を保持しつつ前記4極子電場と前記4極子磁場の第2強度を決定する、
電子ビーム調整方法。
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