JPH11260308A - Image drawing device - Google Patents
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- JPH11260308A JPH11260308A JP10057670A JP5767098A JPH11260308A JP H11260308 A JPH11260308 A JP H11260308A JP 10057670 A JP10057670 A JP 10057670A JP 5767098 A JP5767098 A JP 5767098A JP H11260308 A JPH11260308 A JP H11260308A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ビームを描画領域
を走査して描画する描画装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drawing apparatus for drawing a beam by scanning a drawing area.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、走査型電子顕微鏡において、電子
ビームでウェハ上に塗布したレジストに所定の描画パタ
ーンを走査して露光する場合、描画範囲を決めた後、レ
ジストに適した走査速度および描画範囲に対応する電子
ビーム量を決めている。2. Description of the Related Art Conventionally, in a scanning electron microscope, when a predetermined drawing pattern is scanned and exposed on a resist applied on a wafer with an electron beam, after a drawing range is determined, a scanning speed and a drawing suitable for the resist are determined. The amount of electron beam corresponding to the range is determined.
【０００３】この描画する際に、電子ビームを細く絞る
ために、通常、描画サンプルの描画範囲外で試料のキズ
やゴミなどを観察して電子ビーム量を決めながら焦点合
わせと非点補正などを行って細く絞れるように調整した
後、描画領域にサンプルを移動し調整した条件のままで
描画するようにしていた。At the time of drawing, in order to narrow the electron beam finely, usually, focusing and astigmatism correction are performed while observing scratches and dust on the sample outside the drawing range of the drawing sample and determining the amount of the electron beam. After the adjustment is performed so that the sample can be finely squeezed, the sample is moved to the drawing area, and the drawing is performed under the adjusted conditions.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、描画領
域を小さくしていくと、上述した描画サンプルの描画範
囲外で試料のキズなどを観察して焦点合わせと非点補正
を行う際に、電子ビーム量が非常に少なくなり、走査像
のＳ／Ｎ比が悪くなり、更に例えば１μ矩形位の範囲に
もなると電子ビーム量が極めて少なくなり像が見えなく
なってしまい焦点合わせと非点補正を行えなくなってし
まうという問題が発生した。尚、焦点合わせと非点補正
の出来る範囲の電子ビーム量で調整をした後に電子ビー
ム量を調整、例えばコンデンサレンズ電流を調整などし
てしまうと、折角、焦点合わせと非点補正した状態が狂
ってしまい、最良に電子ビームを絞ることができなかっ
た。このため、コンデンサレンズ、対物レンズ、対物絞
り、コンデンサ絞りなどの電子ビームの絞り具合に影響
を与える条件を変えないで上記１μ矩形位の範囲であっ
ても焦点合わせと非点補正を容易に実現しかつサンプル
の微小範囲（例えば１μ矩形位）の描画を実現すること
が望まれている。However, when the drawing area is reduced, the electron beam is not used when focusing and astigmatism correction are performed by observing a flaw or the like of the sample outside the drawing range of the above described drawing sample. When the amount becomes extremely small, the S / N ratio of the scanned image deteriorates, and further, for example, in the range of about 1 micron, the electron beam amount becomes extremely small, so that the image becomes invisible and the focusing and astigmatism correction cannot be performed. A problem occurred. If the electron beam amount is adjusted after adjusting the electron beam amount within the range in which focusing and astigmatism can be corrected, for example, the condenser lens current is adjusted, the angle, focusing and astigmatism corrected state will be lost. As a result, it was not possible to focus the electron beam at the best. For this reason, focusing and astigmatism correction can be easily achieved even in the above-mentioned 1 μ rectangular range without changing the conditions that affect the aperture state of the electron beam, such as the condenser lens, objective lens, objective aperture, and condenser aperture. In addition, it is desired to realize writing of a minute range (for example, about 1 μ rectangle) of a sample.
【０００５】本発明は、これらの問題を解決するため、
描画範囲外で適度の明るさで焦点合わせと非点補正など
を行って細く絞り、描画範囲のときに最適な微小ビーム
にして描画し、電子やイオンなどのビームを容易に細く
絞った状態に調整した後に微小ビーム量で微小描画範囲
などの描画を可能にすることを目的としている。[0005] The present invention solves these problems,
Focusing and astigmatism correction are performed with appropriate brightness outside the drawing range and narrowed down, and the optimal small beam is drawn when the drawing range is reached. Beams such as electrons and ions are easily narrowed down. An object of the present invention is to enable writing of a minute drawing range or the like with a minute beam amount after the adjustment.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】図１を参照して課題を解
決するための手段を説明する。図１において、電子銃１
は、電子ビームを放出するものである。Means for solving the problem will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an electron gun 1
Emits an electron beam.
【０００７】ブランキングコイル３は、電子銃１から放
出されたビームを通過、所定量に調整、あるいは遮断す
るものである。集束レンズ５および対物レンズ７は、ビ
ームを細いビームに結像して描画領域などを照射するも
のである。[0007] The blanking coil 3 passes, adjusts to a predetermined amount, or cuts off the beam emitted from the electron gun 1. The focusing lens 5 and the objective lens 7 form a beam into a thin beam and irradiate a drawing area or the like.
【０００８】試料８は、ビームを照射して描画などする
対象の試料である。次に、動作を説明する。電子銃１な
どからビームを放出し、ブランキングコイル３などによ
って電子銃１から放出されたビームを通過、所定量に調
整、あるいは遮断し、集束レンズ５および対物レンズ７
によって通過あるいは所定量に調整されたビームを細い
ビームで試料８の描画領域あるいは描画領域の範囲外の
部分に照射する。この際、走査コイル６によって試料８
の描画領域の範囲外の部分を走査して焦点合わせと非点
補正などの調整をさせた後、試料８の描画領域に描画す
るようにしている。The sample 8 is a sample to be irradiated with a beam and subjected to drawing or the like. Next, the operation will be described. A beam is emitted from the electron gun 1 or the like, and the beam emitted from the electron gun 1 is passed, adjusted to a predetermined amount, or cut off by the blanking coil 3 or the like.
The beam which has been passed through or adjusted to a predetermined amount is irradiated with a thin beam on the drawing area of the sample 8 or a portion outside the range of the drawing area. At this time, the sample 8 is
After the portion outside the range of the drawing area is scanned and adjusted such as focusing and astigmatism correction, the drawing is performed on the drawing area of the sample 8.
【０００９】また、電子銃１などからビームを放出し、
ブランキングコイル３などによって電子銃１から放出さ
れたビームを通過、あるいは遮断し、集束レンズ５およ
び対物レンズ７によって通過したビームを細いビームで
試料８の描画領域あるいは描画領域の範囲外の部分に照
射する。この際、走査コイル６によって試料８の描画領
域の範囲外の部分を所定量に調整したビームで走査して
焦点合わせと非点補正などの調整をさせた後、試料８の
描画領域にビームで描画するようにしている。A beam is emitted from the electron gun 1 or the like,
The beam emitted from the electron gun 1 is passed or cut off by the blanking coil 3 or the like, and the beam passed by the focusing lens 5 and the objective lens 7 is applied to the drawing area of the sample 8 or a portion outside the drawing area by a thin beam. Irradiate. At this time, after the scanning coil 6 scans a portion outside the drawing area of the sample 8 with a beam adjusted to a predetermined amount to perform adjustment such as focusing and astigmatism correction, the beam is applied to the drawing area of the sample 8 with the beam. I try to draw.
【００１０】この際、ブランキングコイル３などを静電
型の偏向板あるいは電磁型の偏向コイルとするようにし
ている。従って、描画範囲外で適度の明るさで焦点合わ
せと非点補正などを行って細く絞った後、描画範囲のと
きに最適な微小ビームにして描画することにより、電子
やイオンなどのビームを容易に細く絞った状態に調整し
た後に微小ビーム量で微小描画範囲などの描画を行うこ
とが可能となる。At this time, the blanking coil 3 and the like are configured as an electrostatic deflection plate or an electromagnetic deflection coil. Therefore, after focusing and astigmatism correction with appropriate brightness outside the drawing range and narrowing it down, drawing is performed with the optimum minute beam during the drawing range, thereby facilitating the beam of electrons and ions. It is possible to draw a small drawing range or the like with a very small beam amount after adjusting to a state of being narrowed down to a small diameter.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】次に、図１から図６を用いて本発
明の実施の形態および動作を順次詳細に説明する。ここ
では、ビームとして電子ビームを例に以下説明する。ビ
ームは荷電粒子であれば何でもよく、例えばイオンビー
ムなどについて以下に説明する実施例は適用できるもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, an embodiment and operation of the present invention will be sequentially described in detail with reference to FIGS. Here, an electron beam will be described below as an example of the beam. The beam may be any charged particle, and for example, the embodiment described below for an ion beam or the like is applicable.
【００１２】図１は、本発明のシステム構成図を示す。
図１において、電子銃１は、電子を発生させて加速し、
ビームとして放出するものであって、通常、細いタング
ステン線で作成し先端を曲げて通電加熱して熱電子を放
出して加速して放出したり、タングステン線の先端を鋭
利に尖らして高電界を印加して電子を引出し加速して放
出したりするものである。FIG. 1 shows a system configuration diagram of the present invention.
In FIG. 1, an electron gun 1 generates and accelerates electrons,
It is emitted as a beam, and it is usually made of a thin tungsten wire, the tip is bent and heated to emit thermoelectrons, accelerated and emitted, or the tungsten wire tip is sharpened to create a high electric field. It applies electrons to draw out electrons, accelerate them, and release them.
【００１３】上部絞り２は、電子銃１から放出された電
子ビームの軸中心の部分を通過させ、他を遮断する絞り
である。ブランキングコイル３は、上部絞り２を通過し
た電子ビームを遮断、通過、あるいは一部通過させたり
するものである。ここでは、所定偏向させて一部を下部
絞り４を通過させて電子ビーム量を調整するようにして
いる。The upper stop 2 is a stop that allows a portion of the electron beam emitted from the electron gun 1 to pass through the center of the axis and blocks the other portions. The blanking coil 3 blocks, passes, or partially passes the electron beam that has passed through the upper diaphragm 2. Here, the electron beam amount is adjusted by making a predetermined deflection and passing a part through the lower stop 4.
【００１４】下部絞り４は、軸上に設けた絞りであっ
て、ブランキングコイル３で偏向された電子ビームのう
ち軸上の部分のみを通過させ、他を遮断するものであ
る。ここでは、下部絞り４は、ブランキングコイル３が
電子ビームを偏向しないときはほぼ全部の電子ビームを
通過させ、ブランキングコイル３が電子ビームを大幅に
偏向したときは全部の電子ビームを遮断させ、ブランキ
ングコイル３が電子ビームを所定量だけ偏向して所定の
電子ビーム量となるように調整して当該調整した電子ビ
ームを通過させたりするものである。この所定量の電子
ビームを通過させることにより、集束レンズ５、対物レ
ンズ７およびこれらの絞りの穴径、更に電子銃１のバイ
アスを変えて電子ビーム量を変えたりする（これらの場
合には電子ビームの軌道が代わって再度、焦点合わせと
非点補正などを行わないと微細に細く絞った電子ビーム
を試料８の照射できなくなってしまう）ことなく、電子
ビーム量のみを独立に任意の値に調整し、試料８の描画
対象外の領域で電子ビーム量を多くしてＳ／Ｎ比の高い
２次電子像で焦点合わせと非点補正などを行って調整し
た後、試料８の描画対象の領域でブランキングコイル３
によって一部の所定量の電子ビームのみを通過させ、試
料８上の非常に狭い１μ矩形などの描画領域に適切な露
光量を与えるように調整することが、本発明で初めて可
能となった。The lower stop 4 is an on-axis stop, which allows only the on-axis portion of the electron beam deflected by the blanking coil 3 to pass and blocks the others. Here, the lower diaphragm 4 allows almost all electron beams to pass when the blanking coil 3 does not deflect the electron beam, and blocks all electron beams when the blanking coil 3 deflects the electron beam significantly. The blanking coil 3 deflects the electron beam by a predetermined amount, adjusts the electron beam to a predetermined electron beam amount, and passes the adjusted electron beam. By passing this predetermined amount of electron beam, the amount of electron beam can be changed by changing the hole diameter of the converging lens 5, the objective lens 7 and their apertures, and further changing the bias of the electron gun 1 (in these cases, the electron beam amount). If the beam trajectory is changed and the focus and astigmatism correction are not performed again, the electron beam narrowed down finely cannot be irradiated on the sample 8), and only the electron beam amount is independently set to an arbitrary value. After the adjustment, the electron beam amount is increased in a region other than the drawing target of the sample 8 and the focusing and the astigmatism correction are performed with the secondary electron image having a high S / N ratio, and the adjustment is performed. Blanking coil 3 in area
For the first time in the present invention, it is possible to make adjustment so that only a part of a predetermined amount of electron beam is allowed to pass, and an appropriate exposure amount is given to a drawing area such as a very narrow 1 μ rectangle on the sample 8.
【００１５】集束レンズ５は、電子銃１から放出された
電子ビームを集束するものである。走査コイル６は、電
子ビームを偏向し、試料８上に対物レンズ７によって焦
点合わせされて細く絞られた電子ビームを走査（例えば
Ｘ方向およびＹ方向）するものである。The focusing lens 5 focuses the electron beam emitted from the electron gun 1. The scanning coil 6 deflects the electron beam and scans the electron beam focused on the sample 8 by the objective lens 7 and narrowed down (for example, in the X direction and the Y direction).
【００１６】対物レンズ７は、集束レンズ５によって集
束された電子ビームを、試料８上に細く絞って結像させ
るものである。試料８は、電子ビームを照射した状態で
走査し、ここでは微小な領域にパターンを描画する対象
の試料である（基板上にレジストを塗布しこのレジスト
に所定の微細なパターンを描画して露光する対象の試料
８である）。露光した試料８は、周知の現像して所望の
パターンのみを残して他を除去し、このレジストパター
ンをマスクとして周知の薄膜を形成したり、エッチング
したりしてＬＳＩなどを作成するためのものである。The objective lens 7 focuses the electron beam focused by the focusing lens 5 on a sample 8 to form an image. The sample 8 is scanned while being irradiated with an electron beam. Here, the sample 8 is a sample on which a pattern is drawn in a minute area (a resist is applied on a substrate, and a predetermined fine pattern is drawn on the resist to expose the pattern. Sample 8). The exposed sample 8 is used for forming a well-known thin film using this resist pattern as a mask or etching to form an LSI, etc. It is.
【００１７】ＣＰＵ描画システム１１は、プログラムに
従い、試料８上に塗布したレジスト上に所定のパターン
を描画する計算機システムである。表示装置１２は、Ｃ
ＰＵ描画システム１１に各種指示やデータを入力した
り、その結果を表示したりなどするものである。The CPU drawing system 11 is a computer system for drawing a predetermined pattern on a resist applied on the sample 8 according to a program. The display device 12 is C
Various instructions and data are input to the PU drawing system 11, and the results are displayed.
【００１８】走査電顕インタフェース１３は、ＣＰＵ描
画システム１１と、１ないし８などから構成される走査
電顕（走査型電子顕微鏡）との間で信号の授受を行うた
めのインタフェースである。The scanning electron microscope interface 13 is an interface for exchanging signals between the CPU drawing system 11 and a scanning electron microscope (scanning electron microscope) comprising 1 to 8 and the like.
【００１９】ブランキングユニット１４は、ＣＰＵ描画
システム１１からの指示に対応して、ブランキングコイ
ル３に所定電流を供給し、既述した電子ビームを遮断、
電子ビームを通過、あるいは所定電子ビーム量となるよ
うに電子ビームを偏向させたり制御するユニットであ
る。The blanking unit 14 supplies a predetermined current to the blanking coil 3 in response to an instruction from the CPU drawing system 11 to cut off the above-described electron beam.
This unit deflects and controls the electron beam so that it passes through the electron beam or has a predetermined electron beam amount.
【００２０】次に、図２の説明図を参照して図１の本発
明に係る構成の動作を詳細に説明する。図２は、本発明
の説明図を示す。Next, the operation of the configuration according to the present invention of FIG. 1 will be described in detail with reference to the explanatory diagram of FIG. FIG. 2 shows an explanatory diagram of the present invention.
【００２１】図２の（ａ）は、要部構成図を示す。図２
の（ａ）において、電子銃１は、フィラメント２１、陰
極２２、および陽極２３から構成されるものであって、
電子ビームを下方に放出するものである。ここでは、フ
ィラメント２１を加熱して熱電子を放出し、当該フィラ
メント２１、中心に円形の穴のある陰極２２および陽極
２３によって電子を加速かつ集束して放出するようにし
ている。FIG. 2A shows a configuration diagram of a main part. FIG.
In (a), the electron gun 1 is composed of a filament 21, a cathode 22, and an anode 23,
It emits an electron beam downward. Here, the filament 21 is heated to emit thermoelectrons, and the filament 21, the cathode 22 having a circular hole at the center, and the anode 23 accelerate and focus electrons to emit the electrons.
【００２２】上部絞り２は、電子銃１から放出された電
子ビームの軸上の部分のみを通過させる中心に穴のある
板である。ブランキングコイル３は、上部絞り２を通過
した電子ビームを偏向し下部絞り４によって遮断した
り、電子ビームを所定量、偏向して下部絞り５によって
所定量の電子ビームを通過させたり、電子ビームを偏向
しないで下部絞り４を通過させたりするものである。The upper diaphragm 2 is a plate having a hole at the center for passing only an axial portion of the electron beam emitted from the electron gun 1. The blanking coil 3 deflects the electron beam that has passed through the upper diaphragm 2 and blocks it by the lower diaphragm 4, deflects the electron beam by a predetermined amount, passes a predetermined amount of electron beam by the lower diaphragm 5, Is passed through the lower diaphragm 4 without being deflected.
【００２３】図２の（ｂ）は、ブランキングコイル３に
よって下部絞り４を全部通過、一部通過、全部遮断の場
合の偏向の様子を示す図である。図２の（ｂ−１）は、
電子ビームを全部通過（観察時）の場合を示す。この場
合には、ブランキングコイル３には電流を流さず、上部
絞り２を通過した電子ビームは全部、下部絞り４を通過
し、電子ビーム量が最大の場合である。この電子ビーム
量が最大の場合には、図１の走査コイル６によって試料
８上の描画対象の範囲外の部分を走査し、表示装置１２
上あるいは図示外の走査電顕の表示装置上にＳ／Ｎ比の
良好な明るい２次電子像を表示し、焦点合わせと非点補
正などを容易に行うことが可能となる。FIG. 2B is a diagram showing the state of deflection when the blanking coil 3 passes through the lower diaphragm 4 completely, partially passes, or completely blocks. (B-1) of FIG.
This shows a case where all the electron beams pass (at the time of observation). In this case, no current flows through the blanking coil 3 and all the electron beams that have passed through the upper stop 2 pass through the lower stop 4 and the amount of the electron beam is the maximum. When the amount of the electron beam is the maximum, the scanning coil 6 in FIG.
A bright secondary electron image with a good S / N ratio is displayed on a display device of a scanning electron microscope above or on a scanning electron microscope (not shown), and focusing and astigmatism correction can be easily performed.
【００２４】図２の（ｂ−２）は、電子ビームを一部通
過（描画時）の場合を示す。この場合には、ブランキン
グコイル３には電流を所定値だけ（小さな所定領域を描
画するのに必要な電子ビーム量の所定値になるように電
流を所定値だけ）流し、上部絞り２を通過した電子ビー
ムの一部が下部絞り４を通過し、電子ビーム量を描画に
最適な値に調整した場合である。この電子ビーム量を描
画に最適に調整した場合には、図１の走査コイル６によ
って試料８上の描画対象の部分を走査し、所定の電子ビ
ーム量で所定速度でレジストに描画することが可能とな
る。FIG. 2B-2 shows a case where the electron beam partially passes (at the time of drawing). In this case, a current is supplied to the blanking coil 3 by a predetermined value (a current is supplied by a predetermined value so as to be a predetermined value of an electron beam amount necessary for drawing a small predetermined area) and passes through the upper diaphragm 2. In this case, a part of the electron beam passes through the lower diaphragm 4 and the amount of the electron beam is adjusted to an optimum value for writing. When the electron beam amount is optimally adjusted for writing, the portion to be written on the sample 8 is scanned by the scanning coil 6 in FIG. 1 and the resist can be drawn at a predetermined speed with a predetermined electron beam amount. Becomes
【００２５】図２の（ｂ−３）は、電子ビームを全部遮
断（遮断時）の場合を示す。この場合には、ブランキン
グコイル３には大きな電流を流し、上部絞り２を通過し
た電子ビームは全部、下部絞り４で遮断され、電子ビー
ム量が零の場合である。FIG. 2B-3 shows a case where the entire electron beam is cut off (at the time of cutting off). In this case, a large current flows through the blanking coil 3, and all the electron beams passing through the upper stop 2 are cut off by the lower stop 4, and the amount of the electron beam is zero.
【００２６】以上のように、集束レンズ５、対物レンズ
７、電子銃１の図示外のバイアス電圧などを調整して電
子ビームを試料８上でＳ／Ｎ比良好な明るい２次電子像
上などで焦点合わせと非点補正などを行った状態でこれ
らの状態を変えることなく、本実施例ではブランキング
コイル３によって電子ビーム量のみを調整（上記実施例
で描画時に減らす場合を説明したが、逆に図２の（ｂ−
１）のときを描画時、（ｂ−２）を観察時とすれば描画
時に増大することもできる）し、試料８上に電子ビーム
を細く絞る条件を変えることなく、電子ビーム量のみを
調整でき、これにより、観察時に焦点合わせと非点補正
などのし易い明るい２次電子像で行い、描画時に最適な
電子ビーム量で最適な走査速度で描画するように切り替
えることが可能となった。As described above, the converging lens 5, the objective lens 7, and the bias voltage (not shown) of the electron gun 1 are adjusted so that the electron beam is focused on the sample 8 on a bright secondary electron image with a good S / N ratio. In this embodiment, only the amount of the electron beam is adjusted by the blanking coil 3 without changing these states after the focusing and the astigmatism correction are performed. Conversely, (b-
(If (1) is the drawing time and (b-2) is the observation time, it can be increased during the drawing time), and only the amount of the electron beam is adjusted without changing the conditions for narrowing the electron beam on the sample 8. As a result, it is possible to perform switching with a bright secondary electron image that is easy to perform focusing and astigmatism correction during observation, and to perform drawing at an optimum scanning speed with an optimum amount of electron beam during drawing.
【００２７】図３は、本発明の具体回路例を示す。これ
は、図１のブランキングユニット１４の具体回路例であ
る。図３において、ブランキングユニット１４は、点線
で囲んだ回路で構成され、ビーム量調整用スイッチ３１
をオン（閉）にしてビーム量調整用ボリューム３２を調
整して所定電流を流し描画時の電子ビーム量を調整する
モード（図２の（ｂ−２））と、ビーム量調整用スイッ
チ３１をオフ（開）にして観察時の全部の電子ビーム量
を通過させるモード（図２の（ｂ−１））とを切り替え
るようにしたものである。ブランキング信号が入力され
たときはいずれのモードでも電子ビームは全部遮断さ
れ、描画および観察はできない（図２の（ｂ−３））。FIG. 3 shows a specific circuit example of the present invention. This is a specific circuit example of the blanking unit 14 in FIG. In FIG. 3, the blanking unit 14 is constituted by a circuit surrounded by a dotted line, and includes a beam amount adjustment switch 31.
Is turned on (closed) to adjust the beam amount adjustment volume 32 to flow a predetermined current to adjust the electron beam amount at the time of drawing ((b-2) in FIG. 2). The mode is switched to a mode ((b-1) in FIG. 2) that is turned off (open) to allow the entire amount of electron beam to pass during observation. When a blanking signal is input, the electron beam is completely shut off in any mode, and drawing and observation cannot be performed ((b-3) in FIG. 2).
【００２８】以上のように、描画時のモード（ビーム量
調整用スイッチ３１がオン）と、観察時のモード（ビー
ム量調整用スイッチ３１がオフ）とを設け、任意に切り
替えて電子ビーム量を調整することにより、描画時と観
察時で焦点合わせと非点合わせに影響を与えることなく
電子ビーム量を増減することが可能となる。これによ
り、試料８上の微小な領域（例えば１μ矩形などの微小
な領域）を描画するときには電子ビーム量が非常に小さ
くなり、この同じ電子ビーム量では焦点合わせと非点補
正を行うために観察時に充分な明るい２次電子画像を表
示できなかったが、両者の電子ビーム量を独立に調整で
き（試料８に細く電子ビームを絞った状態を保持し、再
度、焦点合わせと非点補正などをする必要がなく独立に
調整でき）、従来は不可能であった特に微小領域の描画
が完全に電子ビームを細く絞った状態で描画することが
可能となった。As described above, the mode for drawing (the switch 31 for adjusting the beam amount is ON) and the mode for observation (the switch 31 for adjusting the beam amount is OFF) are provided, and the electron beam amount is arbitrarily switched to set the mode. By adjusting, it is possible to increase or decrease the amount of electron beam without affecting focusing and astigmatism at the time of writing and observation. As a result, the amount of electron beam becomes very small when drawing a minute area (for example, a minute area such as a 1 μ rectangle) on the sample 8, and the same amount of electron beam is used to perform focusing and astigmatism correction. Sometimes, a sufficiently bright secondary electron image could not be displayed, but the electron beam amounts of both can be adjusted independently (the state where the electron beam is narrowed down on the sample 8 is maintained, and the focusing and astigmatism correction are performed again. This makes it possible to perform independent adjustment without the necessity of performing the operation), and it has become possible to perform drawing in a state where the electron beam has been completely narrowed, especially in a minute area, which was impossible in the past.
【００２９】尚、本実施例では図１のブランキングコイ
ル３によって電子ビーム量を所定量に調整するとして説
明したが、これに限ることなく、走査コイル６あるいは
更に付加したコイル（電磁型のコイルおよび静電側の偏
向板を含む）によって同様に描画時に一部の電子ビーム
について絞りを通過させ他を遮断し、所望電子ビーム量
になるように調整するようにしてもよい（いずれにして
も一度焦点合わせと非点合わせなどして試料８上で細く
絞れるように調整した後、これら電子ビームを細く絞っ
たままで影響を与えることなく電子ビームを偏向してそ
の一部が絞りを通過して電子ビーム量を調整するように
すればよい）。In this embodiment, the electron beam amount is adjusted to a predetermined amount by the blanking coil 3 shown in FIG. 1. However, the present invention is not limited to this. The scanning coil 6 or an additional coil (electromagnetic coil) Similarly, a part of the electron beam may be allowed to pass through the stop at the time of writing, and the others may be cut off, so as to adjust the electron beam amount to a desired electron beam amount. Once the focus and the astigmatism are adjusted so that the beam can be narrowed down on the sample 8, the electron beam is deflected without any influence while being narrowed down, and a part of the electron beam passes through the diaphragm. The amount of electron beam may be adjusted).
【００３０】図４は、本発明の他のシステム構成図を示
す。これは、既述した図１に比し、ブランキングコイル
３で偏向した後、軸補正コイル（上）４２と軸補正コイ
ル（下）４３の２段偏向器によって、ビームを照射系
（集束レンズ５、対物レンズ７）の軸に対して調整（集
束レンズ５、対物レンズ７の電流を可変したときに試料
上のビーム照射位置が一定、あるいはビーム加速電圧や
ビーム電流を可変したときに試料上のビーム照射位置が
一定となるように調整）できる構成を持たせている。以
下説明する。FIG. 4 shows another system configuration diagram of the present invention. This is different from the above-described FIG. 1 in that after the beam is deflected by the blanking coil 3, the beam is irradiated by a two-stage deflector of an axis correction coil (upper) 42 and an axis correction coil (lower) 43 (a focusing lens) 5, the objective lens 7) is adjusted with respect to the axis (when the current of the focusing lens 5 and the objective lens 7 is changed, the beam irradiation position on the sample is constant, or when the beam acceleration voltage and the beam current are changed, (A beam irradiation position is adjusted to be constant). This will be described below.
【００３１】図４において、下部絞り（１）４は、ブラ
ンキングコイル３で偏向されたビームから所定範囲のビ
ームを通過させせるものである。これにより、電子銃１
から放出されたビームのガウス分布上の任意の位置のビ
ームを取り出して当該下部絞り（１）４を通過させるこ
とが可能となり、ガウス分布上の中心を通過させれば輝
度の高いビームが得られ、ガウス分布の中心からずれた
位置のビームを通過させれば輝度の低いビームを取り出
すことができ、任意の輝度（明るさ）のビームを取り出
すことが可能となる。In FIG. 4, a lower diaphragm (1) 4 allows a beam within a predetermined range from the beam deflected by the blanking coil 3 to pass. Thereby, the electron gun 1
It is possible to take out a beam at an arbitrary position on the Gaussian distribution of the beam emitted from, and pass it through the lower diaphragm (1) 4, and if it passes through the center on the Gaussian distribution, a beam with high brightness can be obtained. If a beam at a position deviated from the center of the Gaussian distribution is allowed to pass, a beam with low luminance can be extracted, and a beam with arbitrary luminance (brightness) can be extracted.
【００３２】軸補正コイル（上）４２、軸補正コイル
（下）４３は、２段偏向器を構成するものであって、軸
補正コイル（上）４２でビームを軸方向に戻すように偏
向し、軸補正コイル（下）４３で偏向されたビームを照
射系の軸の方向に戻すように偏向し、結果として、ビー
ムを水平方向に軸調整、および傾斜方向に軸調整の両者
を任意に行うことができるようにしたものである。この
際、図示しないが、Ｘ方向およびＹ方向に２組設けてい
るため、任意の方向の調整が可能となる。The axis correction coil (upper) 42 and the axis correction coil (lower) 43 constitute a two-stage deflector. The axis correction coil (upper) 42 deflects the beam to return in the axial direction. The beam deflected by the axis correction coil (lower) 43 is deflected so as to return to the direction of the axis of the irradiation system. As a result, both the axis adjustment in the horizontal direction and the axis adjustment in the tilt direction are arbitrarily performed. It is something that can be done. At this time, although not shown, since two sets are provided in the X direction and the Y direction, adjustment in any direction is possible.
【００３３】下部絞り（２）４４は、軸補正コイル
（上）４２、軸補正コイル（下）４３で水平方向および
傾斜方向に調整した後のビームのうち軸上の部分のみを
通過させて、照射系（集束レンズ５と対物レンズ７で構
成される照射系）に入射させるものである。The lower diaphragm (2) 44 allows only the axial portion of the beam adjusted in the horizontal and inclined directions by the axis correction coil (upper) 42 and the axis correction coil (lower) 43 to pass through, The light is incident on an irradiation system (an irradiation system including the focusing lens 5 and the objective lens 7).
【００３４】他の２、５、６、７、８は、図１の構成と
同一であるので説明を省略する。図５は、本発明の要部
説明図を示す。これは、図４の要部の構成の説明図であ
る。The other components 2, 5, 6, 7, and 8 are the same as those shown in FIG. FIG. 5 is an explanatory view of a main part of the present invention. This is an explanatory diagram of the configuration of the main part of FIG.
【００３５】図５において、点線で示すように、電子銃
１から放出された電子ビームは、ブランキングコイル３
によって偏向され、下部絞り（１）４１を通過した後、
軸補正コイル（上）４２および軸補正コイル（下）４３
で２段偏向し、“軸合わせを行った後の電子ビーム”と
なって図４の下部絞り（２）４４の絞り穴を通過して照
射系に入射する。In FIG. 5, as indicated by the dotted line, the electron beam emitted from the electron gun 1
After passing through the lower diaphragm (1) 41,
Axis correction coil (upper) 42 and axis correction coil (lower) 43
Then, it is deflected by two steps, and becomes “an electron beam after the axial alignment”, and enters the irradiation system through the aperture of the lower aperture (2) 44 in FIG.
【００３６】以上の構成により、電子銃１から放出され
た電子ビームのガウス分布上の任意の位置の電子ビーム
のみを取り出し、“軸合わせを行った後の電子ビーム”
にして照射系に入射し、結果として、 （１） 照射系のレンズ（集束レンズ５、対物レンズ
７）の電流を可変して焦点合わせなどを行ったときに試
料上のビーム照射位置がほぼ一定となるように調整でき
る（正確には一点を中心にビームが大きくなったり、小
さくなったりする、いわゆる電流中心を軸に合わせ
る。） （２） ビーム加速電圧やビーム電流を可変したときに
試料上のビーム照射位置が一点を中心に可変されるよう
に調整できる（正確には一点を中心にビームが明るくな
ったり、暗くなったりする、いわゆる電圧中心を軸に合
わせる）。According to the above configuration, only the electron beam at an arbitrary position on the Gaussian distribution of the electron beam emitted from the electron gun 1 is taken out, and the "electron beam after axial alignment" is obtained.
(1) The beam irradiation position on the sample is almost constant when focusing is performed by changing the current of the lenses (the focusing lens 5 and the objective lens 7) of the irradiation system. (Accurately, the beam becomes larger or smaller around one point, that is, the center of the current is aligned with the axis.) (2) On the sample when the beam acceleration voltage or beam current is changed Can be adjusted so that the beam irradiation position can be changed about one point (accurately, the beam becomes brighter or darker about one point, that is, the so-called voltage center is aligned with the axis).
【００３７】（３） （１）と（２）の両者によるビー
ムの照射位置の移動を最小限に調整できる。図６は、本
発明の他の説明図を示す。(3) The movement of the beam irradiation position by both (1) and (2) can be adjusted to a minimum. FIG. 6 shows another explanatory diagram of the present invention.
【００３８】図６の（ａ）は、従来のブランキングを示
す。これは、ブランキングコイル３に電流をＯＦＦとＯ
Ｎによって、電子ビームをＯＮ、電子ビームをＯＦＦに
切り替えるものである。FIG. 6A shows conventional blanking. This means that the current is turned OFF and O
With N, the electron beam is turned on and the electron beam is turned off.
【００３９】図６の（ｂ）は、本発明のブランキング
（１）を示す。これは、図示のように、ブランキングコ
イル３に電流を所定量流してビーム減衰ＯＮ（ガウス分
布の中心からずれた位置の電子ビームを取り込む）、ビ
ームＯＦＦ（電子ビームを完全に遮断）、ビームＯＮ
（ガウス分布の中心の電子ビームを取り込む）の様子を
示したものである。ここで、本発明は、ビーム減衰ＯＮ
と、ビームＯＦＦを使用する。この際、ビーム減衰ＯＮ
は、ガウス分布の任意の位置の電子ビームを取り出すも
のであり、必要な電子ビーム量に応じて偏向角を調整す
る。FIG. 6B shows blanking (1) of the present invention. As shown in the figure, a predetermined amount of current is supplied to the blanking coil 3 so that the beam is attenuated (the electron beam at a position deviated from the center of the Gaussian distribution is captured), the beam is turned off (the electron beam is completely cut off), ON
(Electron beam at the center of Gaussian distribution is taken in). Here, the present invention uses the beam attenuation ON
And beam OFF is used. At this time, beam attenuation is ON
Extracts an electron beam at an arbitrary position in a Gaussian distribution, and adjusts a deflection angle according to a required amount of electron beam.
【００４０】図６の（ｃ）は、本発明のブランキング
（２）を示す。これは、既述した図４および図５に示す
ように、ブランキングコイル３でガウス分布上の任意の
位置の電子ビームを取り出した後、２段偏向器によって
軸合わせを行ったものである。FIG. 6C shows blanking (2) of the present invention. In this method, as shown in FIGS. 4 and 5 described above, an electron beam at an arbitrary position on the Gaussian distribution is extracted by the blanking coil 3, and then the axes are aligned by a two-stage deflector.
【００４１】図６の（ｃ−１）は、通常電流のブランキ
ングの例を示す。図６の（ｃ−１）において、ブラン
キングコイル電流は、ＯＮのときにビームＯＦＦ、およ
びＯＦＦのときにビームＯＮとする。FIG. 6 (c-1) shows an example of blanking of the normal current. In (c-1) of FIG. 6, the beam of the blanking coil is turned off when turned on, and turned on when turned off.
【００４２】軸補正コイル（上）４２および軸補正
コイル（下）４３は、ともに電流０である。以上のよう
に、ブランキングコイル電流をＯＮ／ＯＦＦのみで電
子ビームをＯＦＦ／ＯＮに制御できる。しかし、任意の
電子ビーム量には調整不可である。Both the axis correction coil (upper) 42 and the axis correction coil (lower) 43 have no current. As described above, the electron beam can be turned off / on only by turning on / off the blanking coil current. However, it cannot be adjusted to an arbitrary electron beam amount.
【００４３】図６の（ｃ−２）は、ビーム電流を絞った
ときのブラキングの例を示す。図６の（ｃ−２）におい
て、ブランキングコイル電流は、ＯＮのときにビーム
ＯＦＦ、ＯＮ１のときにビーム減衰ＯＮ、ＯＦＦのとき
にビームＯＮとなる。FIG. 6C-2 shows an example of blacking when the beam current is reduced. In (c-2) of FIG. 6, the blanking coil current is beam OFF when ON, beam attenuation ON when ON1, and beam ON when OFF.
【００４４】軸補正コイル（上）４２および軸補正
コイル（下）４３は、図示のように２段偏向器として動
作し、“像の移動なし”となるように調整する（既述し
た図５の（１）、（２）、（３）のように調整する）。The axis correction coil (upper) 42 and the axis correction coil (lower) 43 operate as a two-stage deflector as shown, and are adjusted so that "no image movement" (see FIG. 5 described above). (1), (2) and (3) are adjusted).
【００４５】以上のように、ブランキングコイル電流
をＯＮと、所定電流のＯＮ１、ＯＮ２・・・というよう
にして偏向の度合いを調整し、電子ビームのガウス分布
上の中心からずれた任意の位置の電子ビームを取り出
し、軸補正コイル（上）４２と軸補正コイル（下）
４３からなる２段偏向器によって既述した図５の
（１）、（２）、（３）のいずれかになるように調整す
ることにより、電子ビームの輝度（明るさ）を任意に調
整し、かつ像の動かないように調整することが可能とな
り、結果として任意の輝度（明るさ）の電子ビームを試
料上で極めて細く絞ることが可能となる。As described above, the degree of deflection is adjusted by setting the blanking coil current to ON and the predetermined currents ON1, ON2,..., At any position deviated from the center on the Gaussian distribution of the electron beam. And the axis correction coil (upper) 42 and the axis correction coil (lower)
The brightness (brightness) of the electron beam can be arbitrarily adjusted by adjusting the two-stage deflector 43 to any one of (1), (2), and (3) of FIG. In addition, it is possible to adjust the image so that the image does not move. As a result, it becomes possible to narrow the electron beam having an arbitrary brightness (brightness) extremely finely on the sample.
【００４６】尚、図４ないし図６では、ブランキングコ
イル３で任意の方向に偏向し、軸補正コイル（上）４２
と軸補正コイル（下）４３で２段偏向器を構成したが、
ブランキングコイル３と軸補正コイル（上）４２あるい
は軸補正コイル（下）４３のいずれかの２つでブランキ
ングと、２段偏向器との作用を兼ねるようにしてもよ
い。In FIGS. 4 to 6, the blanking coil 3 deflects in an arbitrary direction, and the axis correction coil (upper) 42
And the axis correction coil (lower) 43 constitute a two-stage deflector.
Any two of the blanking coil 3 and the axis correction coil (upper) 42 or the axis correction coil (lower) 43 may serve both as the blanking and the action of the two-stage deflector.
【００４７】[0047]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
描画範囲外で適度の明るさで焦点合わせと非点補正など
を行って細く絞った後、描画範囲のときに最適な微小ビ
ームなどにして描画する構成を採用しているため、電子
やイオンなどのビームを容易に細く絞った状態に調整し
た後に微小ビーム量などに変えても焦点合わせと非点補
正をやり直すことなく微小描画範囲などの描画を行うこ
とができるようになった。As described above, according to the present invention,
The focus and the astigmatism correction are performed with appropriate brightness outside the drawing range, and the aperture is narrowed down. Even if the beam is easily adjusted to a finely narrowed state and then changed to a small beam amount or the like, it is possible to draw a small drawing range without re-focusing and astigmatism correction.
【図１】本発明のシステム構成図である。FIG. 1 is a system configuration diagram of the present invention.
【図２】本発明の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of the present invention.
【図３】本発明の具体回路例である。FIG. 3 is a specific circuit example of the present invention.
【図４】本発明の他のシステム構成図である。FIG. 4 is another system configuration diagram of the present invention.
【図５】本発明の要部説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a main part of the present invention.
【図６】本発明の他の説明図である。FIG. 6 is another explanatory diagram of the present invention.
１：電子銃 ２：上部絞り ３：ブランキングコイル ４：下部絞り ４１：下部絞り（１） ４２：軸補正コイル（上） ４３：軸補正コイル（下） ４４：下部絞り（２） ５：集束レンズ ６：走査コイル ７：対物レンズ ８：試料 １１：ＣＰＵ描画システム １２：走査電顕インタフェース １３：ブラキングユニット ２１：フィラメント ２２：陰極 ２３：陽極 ３１：ビーム量調整用スイッチ ３２：ビーム量調整用ボリューム 1: electron gun 2: upper aperture 3: blanking coil 4: lower aperture 41: lower aperture (1) 42: axis correction coil (upper) 43: axis correction coil (lower) 44: lower aperture (2) 5: focusing Lens 6: Scanning coil 7: Objective lens 8: Sample 11: CPU drawing system 12: Scanning electron microscope interface 13: Braking unit 21: Filament 22: Cathode 23: Anode 31: Switch for adjusting beam amount 32: For adjusting beam amount volume
Claims (5)
装置において、 ビームを放出するビーム源と、 上記ビーム源から放出されたビームを通過、所定量に調
整、あるいは遮断するブランキング装置と、 上記通過あるいは所定量に調整されたビームを細いビー
ムに結像して描画領域などを照射するレンズと、 上記レンズによって結像した細いビームで描画領域を走
査し描画する、あるいは描画領域の範囲外の部分を走査
し焦点合わせと非点補正などの調整をさせる偏向ユニッ
トとを備えたことを特徴とする描画装置。1. A drawing apparatus for drawing a beam by scanning a beam in a drawing area, comprising: a beam source for emitting a beam; and a blanking device for passing, adjusting, or blocking a beam emitted from the beam source to a predetermined amount. A lens that irradiates the drawing area or the like by imaging the beam that has been passed or adjusted to a predetermined amount into a thin beam, and scans or draws the drawing area with the thin beam that is imaged by the lens, or a range of the drawing area A drawing apparatus, comprising: a deflection unit that scans an outer part to adjust focusing and astigmatism correction.
装置において、 ビームを放出するビーム源と、 上記ビーム源から放出されたビームを通過、あるいは遮
断するブランキング装置と、 上記通過あるいは所定量に調整されたビームを細いビー
ムに結像して描画領域などを照射するレンズと、 上記レンズによって結像した細いビームで描画領域を走
査し描画する、あるいは描画領域の範囲外の部分を走査
し焦点合わせと非点補正などの調整をさせると共に、前
者のときにビームを通過あるいは後者のときにビームを
偏向して所定量にする偏向ユニットとを備えたことを特
徴とする描画装置。2. A writing apparatus for writing a beam by scanning a writing area, comprising: a beam source for emitting a beam; a blanking device for passing or blocking a beam emitted from the beam source; A lens that irradiates the drawing area, etc. by imaging the beam adjusted to a constant amount into a narrow beam, and scans the drawing area with the thin beam imaged by the lens, or scans a part outside the range of the drawing area A deflecting unit that adjusts focusing and astigmatism correction, and passes a beam in the former case or deflects the beam in the latter case to a predetermined amount.
るいは電磁型の偏向コイルとしたことを特徴とする請求
項１あるいは請求項２記載の描画装置。3. The drawing apparatus according to claim 1, wherein the blanking device is an electrostatic deflection plate or an electromagnetic deflection coil.
向して所定量に調整する際に、当該所定量偏向した後の
ビームを２段偏向器あるいはブランキング装置と他の偏
向器で構成した２段偏向器で当該ビームを照射系の軸に
対して調整を行って試料上でビームの照射位置が一定と
なるようにしたことを特徴とする請求項１ないし請求項
３記載の描画装置。4. When the beam is deflected by the blanking device and adjusted to a predetermined amount, the beam deflected by the predetermined amount is deflected by a two-stage deflector or a two-stage deflector constituted by a blanking device and another deflector. 4. The drawing apparatus according to claim 1, wherein the beam is adjusted with respect to the axis of the irradiation system by a deflector so that the irradiation position of the beam on the sample is constant.
位置が照射系のレンズ電流を変えたときに一定、あるい
はビームの加速電圧またはビーム電流を変えたときに一
定となるように調整したことを特徴とする描画装置。5. The method according to claim 4, wherein the irradiation position of the beam on the sample is adjusted to be constant when the lens current of the irradiation system is changed, or to be constant when the acceleration voltage of the beam or the beam current is changed. A drawing apparatus characterized by the above-mentioned.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10057670A JPH11260308A (en) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | Image drawing device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10057670A JPH11260308A (en) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | Image drawing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11260308A true JPH11260308A (en) | 1999-09-24 |
Family
ID=13062356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10057670A Pending JPH11260308A (en) | 1998-03-10 | 1998-03-10 | Image drawing device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11260308A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1560071A1 (en) * | 2002-10-28 | 2005-08-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electron beam exposure method and electron beam exposure system |
| JP2008524864A (en) * | 2004-12-21 | 2008-07-10 | ヴィステック・リソグラフィー・リミテッド | Dual mode electron beam column |
| JP2009531855A (en) * | 2006-03-27 | 2009-09-03 | マルチビーム システムズ インコーポレイテッド | Optical system for generating high current density patterned charged particle beams |
-
1998
- 1998-03-10 JP JP10057670A patent/JPH11260308A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1560071A1 (en) * | 2002-10-28 | 2005-08-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electron beam exposure method and electron beam exposure system |
| EP1560071A4 (en) * | 2002-10-28 | 2008-02-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electron beam exposure method and electron beam exposure system |
| JP2008524864A (en) * | 2004-12-21 | 2008-07-10 | ヴィステック・リソグラフィー・リミテッド | Dual mode electron beam column |
| JP2009531855A (en) * | 2006-03-27 | 2009-09-03 | マルチビーム システムズ インコーポレイテッド | Optical system for generating high current density patterned charged particle beams |
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