JPH0353439A

JPH0353439A - 電子光学鏡筒

Info

Publication number: JPH0353439A
Application number: JP1188166A
Authority: JP
Inventors: Mamoru Nakasuji; 護中筋; Shohei Suzuki; 正平鈴木; Hiroyasu Shimizu; 弘泰清水; Kenji Morita; 憲司守田
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1989-07-20
Filing date: 1989-07-20
Publication date: 1991-03-07
Anticipated expiration: 2014-09-06
Also published as: JP2946537B2

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）この発明は、電子線の非点収差あるいは、焦点を高速で
自動調整することのできる電子光学鏡筒に関するもので
ある。

（従来の技術）従来の電子光学鏡筒に用いられている非点収差補正装置
としては、例えば、特公昭６１−３４２２ｌ号公報に開
示されているものがある。このものは、試料上に照射さ
れる電子ビームを細く集束するための集束レンズと、電
子ビームを試料上でＸ方向及びＹ方向へ二次元的に走査
するための偏向装置と、電子ビーム通路に配置されたｘ
ｙ方式非点収差袖正装置とを備えた装置において、電子
ビームに照射される試料より発生ずる情報から試料上に
おける電子ビーム径に対応する信号を発生する装置と、
電子ビームをＸ方向へ走査したときに得られる電子ビー
ム径に対応する信号が最大となる状態における前記集東
レンズの励（Ｂ強度Ｉを求める装置と、電子ビームをＹ
方向へ走査したときに得られる電子ビーム径に対応する
信号が最大となる状態における前記集束レンズの励るＲ
強度１２を求める装置と、励磁強度１，とＩ２の平均励
磁強度に前記集束レンズのＭｌ１磁強度を設定する装置
と、前記集東レンズを平均励（ｆｆ強度に設定した状態
で電子ビームを走査したときに得られる電子ビーム径に
対応した信号が最大となるような曲記非点収差補正装置
に供給される非点捕正信号の値を求める装置とを設けて
なる非点補正装置である。

（発明が解決しようとする課題）上記の如き従来の技術に於いては、正イ，仁点を求める
ため、集束磁界を与える集束レンズの電流値を何ステソ
プも変化させる必要がある。集束レンズのコイルは大き
いインダクタンス（Ｌ）を持っていること、強磁性体の
磁気回路を持っていること、金属製の真空璧を持ってい
ること等のため、電流値を変えてから磁界が変化するま
での応答速度が遅く、電流を変えた後数１　０　０ｍＲ
ｅｃの待時間を各ステンプで必要とし、自動調整しても
数秒〜数１０秒の所要時間を要していた。

また従来の装置では、「電子ビーム径に対応する信号が
最大となる状態」をＸ方向及びＹ方向において求める必
要があった。そして、この場合、最大値近傍では信号の
励！Ｒ電流の変化に対する傾斜が零になっているため、
測定誤差が大きいこと及び最大値の両側で測定を行う必
要があるため、多くの測定回数を要する問題点があった
。

本発明はこの様な従来の問題点に鑑みなされたもので、
非点収差あるいは惧点を高速で自動調整することのでき
る電子光学鏡筒を提供することを目的とする。

（課題を解決する為の手段）上記問題点の解央のために本発明では、電子銃から射出
された電子線をＣｉｌ界型集東レンズ（６）によって試
料上に集束すると共に、前記電子線の通路の周りに配設
された複数の電極を有する静電偏向装置四ａ，ｌｂ、２
ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ）によって試料上の
位置４：移動させるようになした電子光学鏡筒において
、前記電子線の通路中にほぼ２回回転対称な静電場を４５
度方向にずらせで作るように前記複数の電極の各ｈに印
加する電圧を調整することのできる電圧調整手段（８、
９、１０、Ｉ１）を有する非点調整装置、を設けた電子
光学＆ｌ１ｔ４１であり、さらに、また、電子銃から射
出された電子線を磁界型集束レンズ（６）によって試料
上に集束すると共に、偏向装置（　１　ａ、１ｂ、２ａ
、２ｂ、３・１、３ｂ、４ａ、４ｂ）によって二式車Ｊ
−ヒの位置をｆ多｛リＪさせるようになした電子光学鏡
筒において、ほぼ軸対称な静電場を作ることのできる電
極群（Ｉａ，　　Ｉｂ、２ａ，２ｂ，３ａ、３ｂ、４ａ
、，ｌｌｂ）と、該雷極群の各電極に印加する電圧をス
テノブ可変ずる電ｔａ装置（１０）と、前記試料−ヒの
電子線がスボノト状の場合には、任意の一方１１の寸法
とそれに直角な方向の寸ｌ去とがほぼ等しくなる電圧を
、また、前記試ｒＩ上の電子線が可変成形されたパター
ン形状の場合には、任意の一方向の工，ジ分解能とそれ
に直角な方向のエンジ分解能とがほぼ等しくなる電圧を
、前記電ｔｘ装置が前記各電極に印加するように前記電
源装置を制ｆｆｆＵする制御手段（１ｌ）と、を有する
電子光学鏡筒である。

（作用）本発明によれば、静電的に非点調整を行７４　’５ため
、電極に与える電圧を変えた後の待時間が短かくなるの
で、従来の電磁的に非点調整を行なうものに比し、非常
に短時間で非点補正を行なうことができる。

また、非点補正のための電極群として静電偏向装置を共
用することにより、鏡筒の措戚を節単なものにすること
ができる。

さらに、電極に印加する電圧をステップ状に変えていき
、２つの直交する方向での電子線の寸法もしくはエノジ
分解能がほぼ等しくなる電圧によって、正焦点を求める
ので、電磁レンズのみを用いた場合に比し、非常に短時
間で正座点を求めることができるばかりでなく、変化す
る信号の交点位置を正焦点とするので、精度もよく、検
出時間も短くなる。

（実施例）第１図は、本発明の非点補正及び焦点調整を実施するた
めの電子光学鏡筒における対物レンズ近辺の概略図であ
る。幻物レンズ６の内部で、電子光学系の光軸５を中心
にして８本の電極１ａ，１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ
、４ａ、４ｂがほぼ等間隔に配置され、これら電極群に
て偏向器が形威されている。そして、これらの８木の電
極１ａから４ｂには電子線を偏向させるために、偏向器
が印加されている。第２図は、光軸方向から見たこれら
８本の電Ｆｉ　ｌ　ａから４ｂとこれら電極１ａから４
ｂに電圧を印加する非補正電ａ８、９と焦点調整電ａ１
０とそれらの電源の制御装置ｌ１とを示した図である。

すなわち、第２図に示したように、電′ａ１０は、不図
示の偏向電圧に重畳させて、８木の電極１ａから４ｂ合
体に同し直流電圧を印加し、対物レンズ６の焦点距創を
変えるための電源である。即ち、８本の電極１ａから４
ｂに同し正の電圧を印加すると、光軸５上のポテンシャ
ルが高くなり、電子線は高速になり、対物レンズ６で曲
げ難くなるので、対物レンズ６の色点距離は長くなり、
逆に８本の電極１ａから４ｂに同し負の電圧を与えると
、電子線は低速になり、レンズで曲げ易くなり、対物レ
ンズ６の焦点距離は短くなる。従って、電［１０の出力
電圧を変えることにより焦点距離が変化する。

次に、電極１ａ，ｌｂに正電圧、２ａ、２ｂに負電圧を
与えると、第２図で水平方向（Ｘ方向）の焦点距離は短
く、垂直方向（ｙ方向）の熊点距離は長くなるので、非
点を発生させることができる。従って、電極１ａ，ｌｂ
、２ａ、２ｂへ印加する電圧を調整することにより、非
点を補正することができる。４５゜回転した方向の非点
を補正するには電極３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに同様な電
圧を重畳すればよい。

第３図は、本装置Ｃこよって非点補正を行なう場合の手
順を示した説明図である。試料ステージの特定の場所に
Ｘ方向及びｙ方向のナイフエッジ状のパターンを形成し
、ステージを移動することによって、電子光学鏡筒のほ
ぼ光軸位置にこのパターンを移動し、８つの電極１ａか
ら４ｂに焦点合わ巴のために印加する電圧を制御装置１
１があらかしめ定めたプログラムに従って少しずつステ
ソブ的に変化させ（第３図の横軸）、他方、制御装置１
１は各ステソブで電子線をＸ方向及びｙ方向のナイフエ
ノジを直角方向に走査するように制御し、ｙ方向及びＸ
方向における電子線の寸法を測定する。この測定は走査
速度に同期させてナイフエノジからの２次電子を検出す
ることにより自動的に求められる。勿論、電Ｐ綿の寸法
が自動的に求める手段であればどのような構成のもので
もよい。ステップ数をある程度行うことによって、Ｘ方
向とｙ方向における電子線の寸法が等しくなる電圧Ｖｏ
が得られる。従って、制御装置１ｌは、このようにして
求まった８つの電極１ａから４ｂに電圧Ｖｏを与え、さ
らに第４図（ａ）に示したように、電極１ａ，ｌｂ，２
ａ、２ｂに重畳する非点補正のためのＸ電圧をステノブ
的に変え前述のように、電８ｉｉｌａ、１ｂとＭＺＦｊ
２ａ、２ｂとに印加する電圧の符号は逆である、各ステ
ップでＸ方向あるいはｙ方向のビーム寸法を同上の如く
測定すると、第４図（ａ）に示したように電子線の寸法
が最小になる電圧Ｘ。（正・負）が得られるので、制御
装１１１は、その電圧Ｘ。（正・負）を電極１ａ，ｌｂ
　（＋ｘｏ　）、電Ｉ！ＴＩ２ａ，２ｂ（−ｘ．）に重
畳する。

その状態でさらに、電極３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂに重畳
する非点補正のためのｙ電圧も第４図（ｂ）に示したよ
うに、同様に決められる。

以上で焦点合せ、非点調整が完了したことになる。

なお、プローブ電流が可変戒形電子線（スボノト状に絞
られているのではなく、矩形等の形状を有しているの場
合は、電子線寸法の代りに電子線のエッヂ分解能を評価
項目として同様の操作を行えばよい．以」二は非点隔差があまり大きくない場合について述べ
た。大きい非点収差があり、非点隔差が大きい場合には
、非点調整の間に正焦点の値がｖＯＯ値と多少ずれるこ
とがある。さらに、上述の調整操作を繰り返すことによ
って、非点は完全には補正されないが、残留非点はかな
り小さくなる。

従ってその場合は■。の値はほぼ正焦点と等しくなり、
ほぼ完全に非点が補正できる。

（発明の効果）以上述べたように、非点補正を行なう本発明によれば、
非点補正を非常に短時間で行なうことができる。

また、非点補正を静電偏向装置を共用して行なうことに
より、鏡筒の構成を簡単なものとすることができる。

また、正焦点を求める本発明によれば、非常に短時間で
求めることができるばかりでなく、得られる精度も良い
ものである。

そして、いずれの場合にも静電的に行なうことによりヒ
ステリシスが生しないので、調整精度が向上するばかり
でなく、ヒステリシスの影響を避けたプログラムを作る
手間が省けるので、自動調整プログラムの簡略化が行な
える。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は、本発明の一実施例として用いられる電子光学
鏡筒の対物レンズ部の溝造を示す断面図、第２図は、第
１図の電極に焦点・非点収差調整のために印加する電気
回路を示すブロノク図、第３図は焦点調整の場合の検出
動作を説明するためのグラフ、第４図は非点収差調整の
場合の検出動作を説明するためのグラフである。（主要部分の符号の説明）１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、４ａ、４ｂ・・
・・・・電極、８、９・・・・・・非点補正、電源、ｌ０・・・・・・・・焦点調整電源、１１・・・・・・・・制御装置。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電子銃から射出された電子線を磁界型集束レンズ
によって試料上に集束すると共に、前記電子線の通路の
周りに配設された複数の電極を有する静電偏向装置によ
って試料上の位置を移動させるようになした電子光学鏡
筒において、前記電子線の通路中にほぼ２回回転対称な静電場を４５
度方向にずらせて作るように前記複数の電極の各々に印
加する電圧を調整することのできる電圧調整手段を有す
る非点調整装置、を設けたことを特徴とする電子光学鏡
筒。
（２）電子銃から射出された電子線を磁界型集束レンズ
によって試料上に集束すると共に、偏向装置によって試
料上の位置を移動させるようになした電子光学鏡筒にお
いて、ほぼ軸対象な静電場を作ることのできる電極群と、該電
極群の各電極に印加する電圧をステップ可変する電源装
置と、前記試料上の電子線がスポット状の場合には、任
意の一方向の寸法とそれに直角な方向の寸法とがほぼ等
しくなる電圧を、また、前記試料上の電子線が可変成形
されたパターン形状の場合には、任意の一方向のエッジ
分解能とそれに直角な方向のエッジ分解能とがほぼ等し
くなる電圧を、前記電源装置が前記各電極に印加するよ
うに前記電源装置を制御する制御手段と、を有すること
を特徴とする電子光学鏡筒。