JP4192290B2 - Charged particle beam projection optical system and adjustment method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷電粒子線写像投影光学系及びその調整方法に関し、特に電子ビームやイオンビーム等の荷電粒子線を用いて物体面の観察、検査等を行うための荷電粒子線写像投影光学系及びその調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より微細化、高集積化した半導体素子等の観察、検査をするために、電子ビーム(電子線)等を用いた荷電粒子線顕微鏡が多く用いられている。荷電粒子線顕微鏡の中には、走査型電子顕微鏡(SEM)の他に、写像型電子顕微鏡と呼ばれるものがあり、近年、この写像型電子顕微鏡の荷電粒子線写像投影光学系の開発が盛んに行われている。
荷電粒子線写像投影光学系の構成を、以下簡単に説明する。まず、電子銃より発せられた1次電子ビーム(照射用電子線)は、1次光学系(照射光学系)を通過して、イー・クロス・ビー(E×B)と呼ばれる電磁プリズムに入射する。イー・クロス・ビーを通過した後の1次電子ビームは、その断面形状が線形状又は矩形状である電子ビームとなって、カソードレンズ(対物光学系)を通過して、試料の物体面を落射照明する。物体面に1次電子ビームが照射されると、物体面で反射する比較的エネルギーの高い反射電子ビームと、物体面から放出される低エネルギーの2次電子ビームとが発生する。これらの電子ビームのうち、通常、2次電子ビームが結像に用いられる。2次電子ビーム(観察用電子線)は、カソードレンズを通過して、イー・クロス・ビーに入射する。イー・クロス・ビーを通過した2次電子ビームは、2次光学系(結像光学系)を通過して、電子ビーム検出器に入射する。この電子ビーム検出器に入射した2次電子ビームの情報を基に、物体面の観察、検査等を行うことになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
荷電粒子線写像投影光学系において、試料の物体面を精度良く観察、検査するためには、事前に荷電粒子線写像投影光学系の調整を正確に行う必要がある。具体的には、1次光学系の照明視野と2次光学系の観察視野とを一致させるために、1次光学系と2次光学系との電圧調整、イー・クロス・ビーの電磁界調整を行い光軸調整や収差補正等をする。
しかしながら、上記従来の荷電粒子線写像投影光学系は、前述した1次光学系、2次光学系、イー・クロス・ビーの調整をそれぞれ単独で行うことはできず、調整作業に相当の時間と労力を費やしていた。すなわち、電子銃から1次電子ビームを発しながら、1次光学系の照明視野と2次光学系の観察視野とを一致させていた。
したがって本発明は、作業者の熟練の程度に関係なく、迅速且つ正確な調整が可能な荷電粒子線写像投影光学系及びその対物光学系と結像光学系の調整方法を提供することを課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、すなわち、添付図面に付した符号をカッコ内に付記すると、本発明は、照射線源(15)から発した照射用荷電粒子線(S)を照射光学系を介して光路切換手段(6)に入射させ、光路切換手段(6)を通過した照射用荷電粒子線(S)を対物光学系(5)を介して物体面(30)に入射させ、物体面(30)から放出された観察用荷電粒子線(K)を対物光学系(5)を介して光路切換手段(6)に入射させ、光路切換手段(6)によって照射線源(15)に至る方向とは異なる方向に観察用荷電粒子線(K)を導き、光路切換手段(6)を通過した後の観察用荷電粒子線(K)を結像光学系を介して検出手段(14)に入射させる荷電粒子線写像投影光学系において、物体面(30)の位置に配置できるように、調整用荷電粒子線(T)を発する調整用線源(1)を設けたことを特徴とする荷電粒子線写像投影光学系である。
【0005】
また本発明は、照射線源(15)から発した照射用荷電粒子線(S)を照射光学系を介して光路切換手段(6)に入射させ、光路切換手段(6)を通過した照射用荷電粒子線(S)を対物光学系(5)を介して物体面(30)に入射させ、物体面(30)から放出された観察用荷電粒子線(K)を対物光学系(5)を介して光路切換手段(6)に入射させ、光路切換手段(6)によって照射線源(15)に至る方向とは異なる方向に観察用荷電粒子線(K)を導き、光路切換手段(6)を通過した後の観察用荷電粒子線(K)を結像光学系を介して検出手段(14)に入射させる荷電粒子線写像投影光学系の調整方法において、物体面(30)の位置に調整用荷電粒子線(T)を発する調整用線源(1)を配置する工程と、対物光学系(5)のみに電圧を印加して対物光学系(5)の光軸又は収差を調整する工程と、対物光学系(5)に加えて結像光学系に電圧を印加して結像光学系の光軸の調整若しくは収差の評価或は調整を行う工程とを有することを特徴とする荷電粒子線写像投影光学系の調整方法である。
【0006】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面によって説明する。図1は、本発明による荷電粒子線写像投影光学系の一実施例を示す。荷電粒子線写像投影光学系の外観部は、主に1次コラム2と2次コラム3とチャンバー4とで構成されている。それらには、真空排気系(不図示)が設置されている。そして、真空排気系のターボポンプによる排気によって、荷電粒子線写像投影光学系の内部は真空状態になっている。チャンバー4の内部には、Xステージ駆動部35によってX方向に移動可能なXステージ31と、Yステージ駆動部(不図示)によってY方向に移動可能なYステージ32が設置されている。Xステージ31上には、冷陰極1(調整用線源)、試料30、X移動鏡33、Y移動鏡(不図示)が載置されている。
ここで、冷陰極1とは、初期エネルギーが低い(0.5〜2eV程度である。)電子ビームを放出する、いわゆる自己発光型の線源である。この初期エネルギーの値は、前述した試料30の物体面から放出される2次電子ビームKの初期エネルギーの値に近似している。冷陰極1としては、例えばMOS型トンネル冷陰極、Poly-Si/i-Si/n-Si陰極、シリコンフィールドエミッター等がある。
また、この冷陰極1は、リソグラフィー工法による加工によって、点、ライン・アンド・スペース・パターン、十字マーク、L字マーク等の自己発光パターンを自在に形成することができる。
【0007】
図1に示すように、1次コラム2の内部に設置された電子銃15から照射される1次電子ビームSは、1次光学系を通過して、イー・クロス・ビー6に入射する。ここで、1次光学系は、視野絞りFS1、照射レンズ17、18、19、アライナ23、24、スキャン用アライナ25、アパーチャ26等で構成されている。また、照射レンズ17、18、19は電子レンズであり、例えば円形レンズ、4極子レンズ、8極子レンズ等が用いられる。
1次電子ビームSは、イー・クロス・ビー6によって、その光路が偏向された後、開口絞りASに達し、この位置で電子銃15のクロスオーバーの像を形成する。開口絞りASを通過した1次電子ビームSは、第1アライナ9を通過した後、カソードレンズ5によるレンズ作用を受けて、試料30をケーラー照明する。
【0008】
試料30に1次電子ビームSが照射されると、試料30からは、その表面形状、材質分布、電位の変化等に応じた分布の2次電子ビームK及び反射電子ビームが発生する。このうち、主に2次電子ビームKが観察用電子ビームとなる。前述したように、2次電子ビームKの初期エネルギーは低く、0.5〜2eV程度である。
試料30から放出された2次電子ビームKは、カソードレンズ5、第1アライナ9、開口絞りAS、イー・クロス・ビー6、2次光学系の順に通過した後、電子ビーム検出器14に入射する。ここで2次光学系は、結像レンズ前群7、結像レンズ後群8、スティグメータ12、13、第2アライナ10、第3アライナ11、視野絞りFS2等で構成されている。また、視野絞りFS2は、カソードレンズ5と結像レンズ前群7に関して、試料30の物体面と共役な位置関係となっている。また、2次光学系の結像レンズ前群7及び結像レンズ後群8は電子レンズであり、例えば円形レンズ、4極子レンズ、8極子レンズ等が用いられる。
【0009】
電子ビーム検出器14の検出面に入射した2次電子ビームKは、2次光学系によって、拡大された試料30の像を形成する。ここで、電子ビーム検出器14は、電子を増幅するためのMCP(Micro Channel Plate)と、電子を光に変換するための蛍光板と、真空状態に保たれた2次コラム3の外部に変換された光を放出するための真空窓とから構成されている。
電子ビーム検出器14から放出された光、すなわち試料30の光学像は、リレーレンズ40を透過して、CCD等の撮像素子41に入射される。そして、撮像素子41に入射した光は、光電信号に変換されて、コントロールユニット42に伝達される。更に、コントロールユニット42に伝達された光電信号は、画像信号に変換されて、CPU43に伝達される。この画像信号がディスプレイ44に伝達され、試料30の像はディスプレイ44上に表示されることになる。
【0010】
またCPU43は、その制御信号を第1電圧制御部45、第2電圧制御部46、電磁界制御部(不図示)に送る。ここで、第1電圧制御部45は1次光学系の電圧制御を行い、第2電圧制御部46はカソードレンズ5、第1アライナ9、2次光学系の電圧制御を行い、電磁界制御部はイー・クロス・ビー6の電磁界制御を行う。
またCPU43にて、その制御信号をXステージ駆動部35、Yステージ駆動部に送信し、X干渉計34、Y干渉計(不図示)からステージの位置情報を受信することで、複数の試料の観察、検査を順次行うことができる。
【0011】
次に図2にて、イー・クロス・ビー6の構成作用について説明する。同図(A)に示すように、電子銃15から発せられた1次電子ビームSは、1次光学系によるレンズ作用を受けて収束し、イー・クロス・ビー6に入射した後、イー・クロス・ビー6の偏向作用によりその軌道(光路)が曲げられる。
これは、同図(B)に示すように、互いに直交する電界Eと磁界Bの中を、電荷qの電子(1次電子ビームS)が、+Z方向に速度vにて進むとき、−X方向に働く電界による力FE(=qE)と磁界による力FB(=qvB)との合力を受けるためである。これによって、1次電子ビームSの軌道は、XZ平面内で曲げられる。
【0012】
一方、1次電子ビームSが照射された試料30から発生した2次電子ビームKは、カソードレンズ5によるレンズ作用を受けて、カソードレンズ5の焦点位置に配置される開口絞りASを通過し、イー・クロス・ビー6に入射した後、イー・クロス・ビー6をそのまま直進する。
これは、以下の理由による。図2(C)に示すように、互いに直交する電界Eと磁界Bの中を、電荷qの電子(2次電子ビームK)が、−Z方向に速度vにて進むとき、−X方向に働く電界による力FEと、+X方向に働く磁界による力FBとの合力を受ける。このとき、電界による力FEと磁界による力FBとの絶対値は、等しく(E=vB)なるように、すなわちウィーン条件を満たすように設定されている。したがって、電界による力FEと磁界による力FBとは互いに相殺され、2次電子ビームKが受ける見かけ上の力はゼロになり、2次電子ビームKはイー・クロス・ビー6の中を直進することになる。
以上のように、イー・クロス・ビー6は、そこを通過する電子ビームの光路を選択する、いわゆる電磁プリズムとしての機能をもつ。
【0013】
次に図3にて、点パターンを形成した冷陰極1を用いた本発明の一実施例による荷電粒子線写像投影光学系の調整について説明する。全体の大まかな調整手順としては、まず冷陰極1の点パターンを用いて2次光学系の光軸調整を行い、その後イー・クロス・ビー6の電磁界調整と1次光学系の光軸調整とを行うといったものである。
詳細な調整手順を説明する。まず図3のように、冷陰極1をカソードレンズ5の下方に配置する。次に、カソードレンズ5に電圧を印加した状態(電源オン)とし、それ以外のレンズ系には電圧が印加されない状態(電源オフ)とする。冷陰極1から放出された調整用電子ビームTは、カソードレンズ5に入射する。カソードレンズ5にて、調整用電子ビームTは、カソードレンズ5の電界による力を受ける。カソードレンズ5を通過した調整用電子ビームTは、前述した2次電子ビームKと同様に、第1アライナ9、開口絞りAS、イー・クロス・ビー6、2次光学系の順に通過した後、電子ビーム検出器14に入射する。
【0014】
電子ビーム検出器14に入射した調整用電子ビームTの情報は、2次電子ビームKと同様に、リレーレンズ40、撮像素子41、コントロールユニット42、CPU43の順に伝達された後に、ディスプレイ44に伝達され、ディスプレイ44上に点パターンの像を表示することになる。
前述したように、カソードレンズ5以外のレンズ系には、電圧が印加されていないため、調整用電子ビームTが、電子ビーム検出器14に到達するまでに受ける力は、カソードレンズ5の電界による力のみとなっている。この状態で、カソードレンズ5の電圧を交流的に変動(ウオッブル)させると、電子ビーム検出器14の検出面上の点パターンの像はデフォーカスする。このとき、点パターンがカソードレンズ5の光軸上になければ、このデフォーカスに伴って、ディスプレイ44上の点パターンの像は、光軸と直交する面内で移動する。このディスプレイ44上の点パターンの像が、デフォーカスに関係なく移動しなくなるように、Xステージ31及びYステージ32を調整移動させる。このようにして、ディスプレイ44上の点パターンの像が移動しなくなった点パターンの位置が、カソードレンズ5の光軸上の位置ということになる。こうして、カソードレンズ5の光軸は調整された。
【0015】
次に、カソードレンズ5に加えて、結像レンズ前群7に電圧を印加する。その際、冷陰極1の点パターンの像が、電子ビーム検出器14上に結像されるように電圧条件を定め、カソードレンズ5の光軸調整と同様に、その電圧を交流的に変動させながら、ディスプレイ44上の点パターンの像が移動しなくなるように第1アライナ9の電圧を調整する。これにより、結像レンズ前群7の光軸を、前に調整したカソードレンズ5の光軸に一致させることができる。
次に、カソードレンズ5、結像レンズ前群7に加えて、結像レンズ後群8に電圧を印加する。その際、点パターンの像が電子ビーム検出器14上に結像されるように電圧条件を定め、その電圧を交流的に変動させながら、ディスプレイ44上の点パターンの像が移動しなくなるように第2アライナ10の電圧を調整する。これにより、結像レンズ後群8の光軸を、前に調整したソードレンズ5と結像レンズ前群7との光軸に一致させることができる。
【0016】
最後に、第3アライナ11の電圧調整をして、点パターンの像を電子ビーム検出器14の中心に移動させ、電子ビーム検出器14の中心と光軸とを一致させる。こうして、カソードレンズ5及び2次光学系の光軸は調整された。
なお、冷陰極1と、カソードレンズ5の物体面側に位置する第1電極との間に、加速用電源47によって電位差を設けることにより、調整用電子ビームTを加速することができる。
以上のように、カソードレンズ5と2次光学系の光軸は、各々単体で調整されたので、次工程として、1次光学系とイー・クロス・ビー6の調整を行うことになる。このとき、イー・クロス・ビー6の2次光学系に対するウィーン条件は、イー・クロス・ビー6の電源をオン・オフさせても、ディスプレイ44上の点パターンの像が動かなくなるようにして求める。
このように本実施例では、1次光学系の照明視野と、2次光学系の観察視野とを迅速且つ正確に一致させて、荷電粒子線光学系の良好な画像を得ることができる。
【0017】
なお本実施例では、冷陰極1に点パターンを形成して、2次光学系の光軸調整を行っているが、同じように点パターンを用いて、電子ビーム検出器14上での点像強度分布やデフォーカスさせたときの画像を検出することで、諸収差の解析を行うこともできる。
また、冷陰極1に形成するパターンに、点パターンの代わりに、ライン・アンド・スペース・パターンを用いれば、2次光学系の球面収差を補正することができる。また、十字マークやL字マークを用いれば、2次光学系の歪曲収差を補正することができる。
また本実施例では、調整用線源として冷陰極1を用いたが、冷陰極1の代わりに、調整用の電子銃を用いても良い。そして、その物体面における調整用線源の発光形状は、点形状、線形状、十文字形状又はL字形状のうちの少なくとも1つの形状を有すれば良い。
【0018】
また本実施例では、イー・クロス・ビー6にて、1次電子ビームSの軌道を曲げ、2次電子ビームKを直進させているが、これとは逆に、1次電子ビームSを直進させ、2次電子ビームKの軌道を曲げる構成としても良い。
また本実施例では、電子ビームを用いた荷電粒子線写像投影光学系について示したが、電子ビームの代わりに、イオンビームを用いた荷電粒子線写像投影光学系としても良い。
また本実施例の荷電粒子線写像投影光学系は、線源からの電子ビームにて物体面を照明し像面ヘ結像する、いわゆる面から面への荷電粒子線写像投影光学系であり、観察装置及び検査装置の単体装置としてではなく、半導体露光装置等にも簡単に応用することができる。
【0019】
【発明の効果】
以上のように本発明では、自己発光する調整用線源を物体面にもち、対物光学系と結像光学系の調整が各々単独で行えるため、迅速且つ正確な調整が可能な荷電粒子線写像投影光学系及びその調整方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による荷電粒子線写像投影光学系を示す概略図である。
【図2】荷電粒子線写像投影光学系のイー・クロス・ビーの(A)概略図と、(B)1次電子ビームに作用する電界と磁界を示す概略図と、(C)2次電子ビームに作用する電界と磁界を示す概略図である。
【図3】本発明の一実施例による調整時の荷電粒子線写像投影光学系を示す概略図である。
【符号の説明】
1…冷陰極
2…1次コラム 3…2次コラム
4…チャンバー 5…カソードレンズ
6…イー・クロス・ビー
7…結像レンズ前群 8…結像レンズ後群
9…第1アライナ 10…第2アライナ
11…第3アライナ
12、13…スティグメータ
14…電子ビーム検出器 15…電子銃
17、18、19…照射レンズ
23、24…アライナ 25…スキャン用アライナ
26…アパーチャ 30…試料
31…Xステージ 32…Yステージ
33…X移動鏡 34…X干渉計
35…Xステージ駆動部 40…リレーレンズ
41…撮像素子 42…コントロールユニット
43…CPU 44…ディスプレイ
45…第1電圧制御部 46…第2電圧制御部
47…加速用電源
FS1、FS2…視野絞り AS…開口絞り
T…調整用電子ビーム S…1次電子ビーム
K…2次電子ビーム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a charged particle beam projection optical system and an adjustment method thereof, and more particularly to a charged particle beam projection optical system for observing and inspecting an object surface using a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam, and It relates to the adjustment method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a charged particle beam microscope using an electron beam (electron beam) or the like is often used for observing and inspecting semiconductor elements and the like that have been miniaturized and highly integrated. Among charged particle beam microscopes, there is a so-called mapping electron microscope in addition to a scanning electron microscope (SEM). In recent years, development of a charged particle beam mapping projection optical system for this mapping electron microscope has been actively performed. Has been done.
The configuration of the charged particle beam mapping optical system will be briefly described below. First, a primary electron beam (irradiation electron beam) emitted from an electron gun passes through a primary optical system (irradiation optical system) and enters an electromagnetic prism called an e-cross bee (E × B). To do. The primary electron beam after passing through the e-cross bee becomes an electron beam whose cross-sectional shape is linear or rectangular, passes through the cathode lens (objective optical system), and passes through the object surface of the sample. Use epi-illumination. When the object surface is irradiated with the primary electron beam, a reflected electron beam having a relatively high energy reflected from the object surface and a low energy secondary electron beam emitted from the object surface are generated. Of these electron beams, a secondary electron beam is usually used for imaging. The secondary electron beam (observation electron beam) passes through the cathode lens and enters the e-cross bee. The secondary electron beam that has passed through the e-Cross beam passes through the secondary optical system (imaging optical system) and enters the electron beam detector. Based on the information of the secondary electron beam incident on the electron beam detector, the object surface is observed and inspected.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the charged particle beam projection optical system, it is necessary to accurately adjust the charged particle beam projection optical system in advance in order to accurately observe and inspect the object surface of the sample. Specifically, in order to make the illumination visual field of the primary optical system coincide with the observation visual field of the secondary optical system, voltage adjustment between the primary optical system and the secondary optical system, and electromagnetic field adjustment of e-Cross Bee To adjust the optical axis and correct aberrations.
However, the conventional charged particle beam projection optical system cannot adjust the primary optical system, the secondary optical system, and the e-cross bee, respectively. I spent a lot of work. That is, while the primary electron beam is emitted from the electron gun, the illumination visual field of the primary optical system and the observation visual field of the secondary optical system are matched.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a charged particle beam projection optical system capable of quick and accurate adjustment regardless of the level of skill of an operator, and a method for adjusting the objective optical system and the imaging optical system thereof. To do.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made to solve the above-described problems. That is, when the reference numerals in the attached drawings are added in parentheses, the present invention is directed to charged particle beams for irradiation emitted from an irradiation source (15) ( S) is incident on the optical path switching means (6) through the irradiation optical system, and the charged charged particle beam (S) that has passed through the optical path switching means (6) passes through the object optical system (30) through the objective optical system (5). The observation charged particle beam (K) emitted from the object plane (30) is incident on the optical path switching means (6) through the objective optical system (5) and irradiated by the optical path switching means (6). The observation charged particle beam (K) is guided in a direction different from the direction reaching the radiation source (15), and the observation charged particle beam (K) after passing through the optical path switching means (6) is passed through the imaging optical system. In the charged particle beam projection optical system to be incident on the detection means (14), the object plane (3 To be placed in a position of) a charged particle beam image projection optical system, characterized in that adjustment-ray source that emits adjustment charged particle beam (T) a (1) is provided.
[0005]
In the present invention, the charged charged particle beam (S) emitted from the irradiation source (15) is incident on the optical path switching means (6) through the irradiation optical system, and passes through the optical path switching means (6). The charged particle beam (S) is incident on the object plane (30) via the objective optical system (5), and the observation charged particle beam (K) emitted from the object plane (30) is passed through the objective optical system (5). The charged particle beam for observation (K) is guided in a direction different from the direction reaching the irradiation source (15) by the optical path switching means (6), and the optical path switching means (6). In the adjustment method of the charged particle beam projection optical system in which the observation charged particle beam (K) after passing through the beam is incident on the detection means (14) via the imaging optical system, it is adjusted to the position of the object plane (30). A step of disposing an adjustment source (1) for emitting charged particle beams (T), and an objective optical system (5) A step of adjusting the optical axis or aberration of the objective optical system (5) by applying a voltage to the optical system, and an optical axis of the imaging optical system by applying a voltage to the imaging optical system in addition to the objective optical system (5). A method for adjusting a charged particle beam projection optical system, comprising the steps of:
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a charged particle beam mapping projection optical system according to the present invention. The outer appearance of the charged particle beam projection optical system mainly includes a
Here, the
Further, the
[0007]
As shown in FIG. 1, the primary electron beam S emitted from the
After the optical path of the primary electron beam S is deflected by the
[0008]
When the
The secondary electron beam K emitted from the
[0009]
The secondary electron beam K incident on the detection surface of the
The light emitted from the
[0010]
The
Further, the
[0011]
Next, referring to FIG. 2, the configuration and operation of the
This is because, as shown in FIG. 5B, when an electron of charge q (primary electron beam S) travels in a + Z direction at a velocity v in an electric field E and a magnetic field B orthogonal to each other, This is because the resultant force of the force F E (= qE) due to the electric field acting in the direction and the force F B (= qvB) due to the magnetic field is received. Thereby, the trajectory of the primary electron beam S is bent in the XZ plane.
[0012]
On the other hand, the secondary electron beam K generated from the
This is due to the following reason. As shown in FIG. 2C, when an electron of charge q (secondary electron beam K) travels in a −Z direction at a velocity v in an electric field E and a magnetic field B orthogonal to each other, in the −X direction. A resultant force of a force F E caused by a working electric field and a force F B caused by a magnetic field acting in the + X direction is received. At this time, the absolute values of the force F E by the electric field and the force F B by the magnetic field are set to be equal (E = vB), that is, to satisfy the Wien condition. Accordingly, the force F E caused by the electric field and the force F B caused by the magnetic field cancel each other, and the apparent force received by the secondary electron beam K becomes zero, and the secondary electron beam K passes through the
As described above, the
[0013]
Next, with reference to FIG. 3, the adjustment of the charged particle beam mapping projection optical system according to an embodiment of the present invention using the
A detailed adjustment procedure will be described. First, as shown in FIG. 3, the
[0014]
As with the secondary electron beam K, information on the adjustment electron beam T incident on the
As described above, since no voltage is applied to the lens system other than the
[0015]
Next, in addition to the
Next, in addition to the
[0016]
Finally, the voltage of the
The adjusting electron beam T can be accelerated by providing a potential difference between the
As described above, since the optical axes of the
As described above, in this embodiment, it is possible to quickly and accurately match the illumination visual field of the primary optical system and the observation visual field of the secondary optical system to obtain a good image of the charged particle beam optical system.
[0017]
In this embodiment, a point pattern is formed on the
Further, if a line and space pattern is used instead of the point pattern for the pattern formed on the
In the present embodiment, the
[0018]
In this embodiment, the trajectory of the primary electron beam S is bent by the
In this embodiment, the charged particle beam projection optical system using an electron beam is shown. However, a charged particle beam map projection optical system using an ion beam may be used instead of the electron beam.
The charged particle beam mapping optical system of the present embodiment is a so-called surface-to-surface charged particle beam mapping optical system that illuminates the object surface with an electron beam from a radiation source and forms an image on the image surface. The present invention can be easily applied to a semiconductor exposure apparatus or the like, not as a single apparatus for an observation apparatus and an inspection apparatus.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, a self-emitting adjustment source is provided on the object surface, and the objective optical system and the imaging optical system can be adjusted independently, so that a charged particle beam map that can be adjusted quickly and accurately. A projection optical system and an adjustment method thereof can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a charged particle beam mapping optical system according to an embodiment of the present invention.
2A is a schematic diagram of E-Cross Bee of a charged particle beam projection optical system, FIG. 2B is a schematic diagram showing an electric field and a magnetic field acting on a primary electron beam, and FIG. 2C is a secondary electron. It is the schematic which shows the electric field and magnetic field which act on a beam.
FIG. 3 is a schematic view showing a charged particle beam mapping projection optical system during adjustment according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記物体面の位置に配置できるように、調整用荷電粒子線を発する調整用線源を設けたことを特徴とする荷電粒子線写像投影光学系。An irradiation charged particle beam emitted from an irradiation source is incident on an optical path switching unit through an irradiation optical system, and the irradiation charged particle beam that has passed through the optical path switching unit is incident on an object surface through an objective optical system. The observation charged particle beam emitted from the object plane is incident on the optical path switching means via the objective optical system, and the observation charge is applied in a direction different from the direction reaching the irradiation source by the optical path switching means. In the charged particle beam mapping projection optical system for guiding the particle beam and causing the observation charged particle beam after passing through the optical path switching unit to enter the detection unit via the imaging optical system,
An charged particle beam mapping projection optical system comprising an adjustment source that emits an adjustment charged particle beam so as to be disposed at a position on the object plane.
前記物体面の位置に調整用荷電粒子線を発する調整用線源を配置する工程と、
前記対物光学系のみに電圧を印加して該対物光学系の光軸又は収差を調整する工程と、
前記対物光学系に加えて前記結像光学系に電圧を印加して該結像光学系の光軸の調整若しくは収差の評価或は調整を行う工程とを有することを特徴とする荷電粒子線写像投影光学系の調整方法。An irradiation charged particle beam emitted from an irradiation source is incident on an optical path switching unit through an irradiation optical system, and the irradiation charged particle beam that has passed through the optical path switching unit is incident on an object surface through an objective optical system. The observation charged particle beam emitted from the object plane is incident on the optical path switching means via the objective optical system, and the observation charge is applied in a direction different from the direction reaching the irradiation source by the optical path switching means. In a method for adjusting a charged particle beam projection optical system that guides a particle beam and causes the observation charged particle beam after passing through the optical path switching unit to enter a detection unit via an imaging optical system,
Arranging an adjusting radiation source for emitting an adjusting charged particle beam at a position of the object plane;
Adjusting the optical axis or aberration of the objective optical system by applying a voltage only to the objective optical system;
A charged particle beam mapping comprising the step of applying a voltage to the imaging optical system in addition to the objective optical system to adjust the optical axis of the imaging optical system or to evaluate or adjust the aberration. Adjustment method of projection optical system.
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