JPS5953657B2 - electron beam equipment - Google Patents
electron beam equipmentInfo
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- JPS5953657B2 JPS5953657B2 JP53120708A JP12070878A JPS5953657B2 JP S5953657 B2 JPS5953657 B2 JP S5953657B2 JP 53120708 A JP53120708 A JP 53120708A JP 12070878 A JP12070878 A JP 12070878A JP S5953657 B2 JPS5953657 B2 JP S5953657B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は像位置及びその強度の安定した電子ビームを得
ることのできる簡易な構成の電子線装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electron beam device with a simple configuration that can obtain an electron beam with stable image position and intensity.
近年、高輝度で、且つ長寿命なLaB。In recent years, high brightness and long life LaB has been developed.
電子銃を用いた電子線装置が広く実用化されるに至つて
いる。ところが上記LaB。電子銃から放射される電子
ビームは、一般にクロスオーバ位置が変動し易く、しか
も放射分布角(強度分布)が変動し易いと云う問題を有
していた。これが為に、アパーチャを介して整形され、
電子レンズを介して集束されてターゲットに照射される
電子ビームの強度が不安定で、またその照射位置も不安
定であつた。そこで従来、電子銃の下方位置に偏向系を
配置して、電子ビームのずれの情報に基づいて上記不安
定要素を解消することが試みられている。しかしながら
電子ビーム強度を安定に制御するとビーム位置が変動し
、逆にビーム位置を安定に制御すると強度が変動すると
云う不具合があつた。この為、上記の如く利点を有する
LaB。電子銃を効果的に用いることが非常に難しかつ
た。本発明はこのような事情を考慮してなされたもので
、その目的とするところは、電子ビームの照射位置の不
安定を招くことなく上記電子ビームの強度を安定化する
ことのできる電子線装置を実現し、提供せんとするもの
である。Electron beam devices using electron guns have come into widespread practical use. However, the above LaB. The electron beam emitted from the electron gun generally has a problem in that the crossover position tends to fluctuate, and the radiation distribution angle (intensity distribution) also tends to fluctuate. This is because the aperture is shaped through the
The intensity of the electron beam focused through the electron lens and irradiated onto the target was unstable, and the irradiation position was also unstable. Conventionally, attempts have been made to dispose a deflection system below the electron gun and eliminate the above-mentioned unstable factors based on information on the deviation of the electron beam. However, there was a problem in that if the electron beam intensity was stably controlled, the beam position would fluctuate, and conversely, if the beam position was stably controlled, the intensity would fluctuate. For this reason, LaB has advantages as described above. It was extremely difficult to use the electron gun effectively. The present invention has been made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide an electron beam device that can stabilize the intensity of the electron beam without causing instability in the irradiation position of the electron beam. We aim to realize and provide this.
即ち本発明はケーラー照射される電子ビームに対して、
電子ビームのクロスオーバ像の位置変動を招くことなく
、ビームの対対角分布変動を補正し得る電子線装置を提
供することにある。That is, the present invention provides the following for the Kohler irradiated electron beam:
It is an object of the present invention to provide an electron beam device capable of correcting variations in the diagonal distribution of the beam without causing any variations in the position of the crossover image of the electron beam.
以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the apparatus.
例えばLaB6カソードからなる電子銃1から放射され
た電子ビームは電子銃1近傍でクロスオーバを結んだの
ち、コンデンサレンズ2を介してクロスオーバ像aを形
成し、そのビーム開き角に従つて第1のビーム整形アパ
ーチャ3上に照明されている。For example, an electron beam emitted from an electron gun 1 consisting of a LaB6 cathode forms a crossover image a near the electron gun 1, and then forms a crossover image a through a condenser lens 2. is illuminated onto the beam shaping aperture 3 of.
このアパーチャ3の像は第1及ひ第2の投影レンズ4、
5を介して第2のビーム整形アパーチャ6・上に結ばれ
ている。尚、この第1のビーム整形アパーチャ3から第
2のビーム整形アパーチャ6に投影される電子ビームを
偏向制御することによつて、同電子ビームの可変寸法整
形がなされている。しかして、上記整形された電子ビー
ムの像は縮小レンズ7を介し、更に対物レンズ8を介し
てターゲツト9上に縮小投影されている。一方、前記第
1のビーム整形アパーチヤ3の上方近傍位置には、電子
ビームのずれを検出する金属電極11が上記アパーチヤ
3と同軸的に配置されている。The image of this aperture 3 is transmitted to the first and second projection lenses 4,
5 onto a second beam shaping aperture 6. Incidentally, by controlling the deflection of the electron beam projected from the first beam shaping aperture 3 to the second beam shaping aperture 6, variable dimension shaping of the electron beam is performed. The image of the shaped electron beam is then reduced and projected onto the target 9 through the reduction lens 7 and further through the objective lens 8. On the other hand, a metal electrode 11 for detecting the deviation of the electron beam is arranged coaxially with the aperture 3 above the first beam shaping aperture 3 .
上記金属電極11はアパーチヤ3に照射されない電子ビ
ームの周辺領域の強度を検出して、同電子ビームのずれ
を検知するもので、その検知情報は偏向制御装置12に
入力されている。この偏向制御装置12は、前記クロス
オーバ像a位置の近傍に設けられた偏向コイル13を駆
動して、前記電子ビームをクロスオーバ像aの位置を支
点として偏向させるものである。また、前記対物レンズ
8の上方近傍位置、即ち同レンズ8の中心に結ばれるク
ロスオーバ像bの近傍位置には金属電極14が同軸的に
配置されている。The metal electrode 11 detects the intensity of the peripheral region of the electron beam that is not irradiated to the aperture 3 and detects the deviation of the electron beam, and the detected information is input to the deflection control device 12. This deflection control device 12 drives a deflection coil 13 provided near the position of the crossover image a to deflect the electron beam using the position of the crossover image a as a fulcrum. Further, a metal electrode 14 is coaxially arranged near the upper position of the objective lens 8, that is, near a crossover image b formed at the center of the objective lens 8.
この金属電極14はクロスオーバ像bの位置ずれを検知
するもので、その検知情報は偏向制御装置15に入力さ
れている。そして、この偏向制御装置15は、前記第2
のビーム整形アパーチヤ6と同軸的に配置された偏向コ
イル16を駆動して電子ビームをアパーチヤ位置Cを支
点として偏向している。このように構成された装置、即
ち光学系において、ターゲツト9上に結ばれる電子ビー
ムの不安定要素を分析してみれば次のように2つに分類
することができる。This metal electrode 14 is used to detect a positional shift of the crossover image b, and the detected information is input to the deflection control device 15. Then, this deflection control device 15
A deflection coil 16 disposed coaxially with the beam shaping aperture 6 is driven to deflect the electron beam about the aperture position C as a fulcrum. When analyzing the unstable elements of the electron beam focused on the target 9 in the apparatus, that is, the optical system, configured as described above, it can be classified into two types as follows.
一つは、クロスオーバ位置の変動によりクロスオーバ像
aの位置が変動すること.によつて、対物レンズ8上に
形成されている拡大クロスオーバ像b位置が変動するこ
とである。これによつて対物レンズ8のアパーチヤを通
過する電子ビームのビーム量が変動し、ビーム強度が変
動、つまり不安定になることである。他方、電子.銃1
から放射された電子ビームの放射角分布が変動すること
がある。この場合、第1のビーム整形アパーチヤ3上に
照射される電子ビームの強度分布が不均一になり、従つ
てターゲツト9上に投影される電子ビームの強度分布が
不均一になる。換・言すればケーラ一照明される電子ビ
ームの位置が不安定になり、電子ビーム像の所謂むらが
生じることになる。そこで本装置では前者の不安定に対
し、先に説明したように対物レンズ8の近傍位置に金属
電極14を配置して、電子ビームのクロスオーバ位置の
変動によるクロスオーバ像a位置の変動に起因するクロ
スオーバ像bの位置変動を検出している。One is that the position of crossover image a changes due to changes in the crossover position. Therefore, the position of the enlarged crossover image b formed on the objective lens 8 changes. As a result, the amount of the electron beam passing through the aperture of the objective lens 8 fluctuates, and the beam intensity fluctuates, that is, becomes unstable. On the other hand, electronic. gun 1
The radiation angle distribution of the electron beam emitted from the beam may vary. In this case, the intensity distribution of the electron beam irradiated onto the first beam shaping aperture 3 becomes non-uniform, and therefore the intensity distribution of the electron beam projected onto the target 9 becomes non-uniform. In other words, the position of the illuminated electron beam becomes unstable, resulting in so-called unevenness of the electron beam image. Therefore, in this device, in order to deal with the former instability, the metal electrode 14 is placed near the objective lens 8, as described above, and this is done to prevent the fluctuation of the crossover image a position due to the fluctuation of the crossover position of the electron beam. The positional fluctuation of crossover image b is detected.
そして、アパーチヤ6の位置に設けた偏向コイル16を
駆動して電子ビームを偏向し、上記クロスオーバ像a位
置の変動を補償している。この場合、上記電子ビームの
偏向はアパーチヤ6の位置が支点となつて行われる為に
、ターゲツト9上での電子ビームの位置変動を伴うこと
がない。つまり、クロスオーバ像位置の変動を独立に補
償して、常に安定した強度の電子ビームを得ることがで
きる。一方、後者の不安定性に対しては、アパーチヤ3
の上方近傍位置に設けられた金属電極11にて放射角分
布の変動が検出されている。Then, the deflection coil 16 provided at the position of the aperture 6 is driven to deflect the electron beam, thereby compensating for the variation in the position of the crossover image a. In this case, since the electron beam is deflected using the position of the aperture 6 as a fulcrum, there is no change in the position of the electron beam on the target 9. In other words, it is possible to independently compensate for fluctuations in the position of the crossover image and obtain an electron beam with stable intensity at all times. On the other hand, for the latter instability, aperture 3
Fluctuations in the radiation angle distribution are detected at the metal electrode 11 provided near the upper position of the .
そして、この検出結果に基づいて偏向コイル13による
電子ビームのクロスオーバ像a位置を支点としての偏向
が行われる。従つて、この偏向制御によつて新たなクロ
スオーバ像位置の変動を招くことがなく、アパーチヤ3
での強度分布が常に一定に保たれて、ここに効果的な電
子ビームの位置変動の補償が行われる。かくしてここに
、電子ビームの強度の変動、及び位置の変動をそれぞれ
独立に補償して、安定な電子ビームを得ることができる
。Then, based on this detection result, the electron beam is deflected by the deflection coil 13 using the crossover image a position as a fulcrum. Therefore, this deflection control does not cause a new change in the crossover image position, and the aperture 3
The intensity distribution at is always kept constant, thereby effectively compensating for variations in the position of the electron beam. Thus, a stable electron beam can be obtained by independently compensating for variations in the intensity and position of the electron beam.
このように本装置によれば、上記した如く安定な電子ビ
ームを得ることができる。In this way, according to the present device, a stable electron beam can be obtained as described above.
しかもその構成が非常に簡単であり、その制御も容易で
ある。従つて、従来のタングステンフイラメント電子銃
に代えて、高輝度で、且つ長寿命なLaB6カソード電
子銃を用いるに際しても、同LaB6カソード電子銃か
ら放射される電子ビームの不安定性に起因する不都合を
招くことがない。さて、今までの説明では不安定性を補
償する偏向コイル13,16が単一のものであるとして
述べたが、一般的には装置の仕様によつて、例えばアパ
ーチヤ位置に偏向コイル収納スペースがないとか、クロ
スオーバ像位置が定かでない等のことがある。Moreover, its configuration is very simple and its control is also easy. Therefore, even when a high-luminance, long-life LaB6 cathode electron gun is used in place of the conventional tungsten filament electron gun, problems arise due to the instability of the electron beam emitted from the LaB6 cathode electron gun. Never. Now, in the explanation so far, the deflection coils 13 and 16 that compensate for instability have been described as being single, but generally depending on the specifications of the device, for example, there is no space for storing the deflection coils at the aperture position. Or, the position of the crossover image may not be certain.
このような場合には偏向係を、つまり偏向コイルを2段
構成にし、その偏向制御電流の比を適当に設定すること
により、等価的に電子ビームの偏向の支点をクロスオー
バ像、またはアパーチヤ位置に設定することができる。
即ち、今、第2図に示すように2分割構成された偏向コ
イル21,22に対して、クロスオーバ像位置、若しく
はアパーチヤ位置xがコイル21,22の中間部に存在
するものとする。In such cases, by setting the deflection coefficient, that is, the deflection coil in two stages, and appropriately setting the ratio of the deflection control currents, the fulcrum of electron beam deflection can be equivalently set to the crossover image or aperture position. Can be set to .
That is, it is assumed that the crossover image position or the aperture position x exists in the middle of the deflection coils 21 and 22 which are divided into two parts as shown in FIG.
そして上記位置xがコイル21から距離X1、コイル2
2から距離X2にあるとし、且つ各偏向コイル21,2
2がそれぞれ駆動電流11,i2に対して偏向角α1,
α2を与えるものとする。しかしてこのような2段の偏
向コイル21,22を介して偏向される電子ビームの偏
向支点を上記位置Xに等価的に設定するものとすれば次
式を満足させればよい。(x1+X2)Tanα1=X
2tan(α1+α2)またが成立することにより
(X1+X2)i1″.X2(11+I2)なる条件を
満たす電流比にて偏向コイル21,22を駆動すること
によつて所期の目的が達せられる。And the above position x is distance X1 from coil 21, coil 2
2, and each deflection coil 21, 2
2 are the deflection angles α1 and i2 for the drive currents 11 and i2, respectively.
Let α2 be given. However, if the deflection fulcrum of the electron beam deflected through the two-stage deflection coils 21 and 22 is equivalently set at the position X, the following equation should be satisfied. (x1+X2)Tanα1=X
By driving the deflection coils 21 and 22 at a current ratio that satisfies the condition (X1+X2)i1''.X2(11+I2), the desired purpose can be achieved.
また第3図に示すように、2分割構成された偏向コイル
21,22に対して、クロスオーバ像位置、またはアパ
ーチヤの位置Yが、その上方に位置する場合には次のよ
うにすればよい。Further, as shown in FIG. 3, when the crossover image position or the aperture position Y is located above the two-divided deflection coils 21 and 22, the following procedure may be performed. .
上記位置Yからコイル21,22迄の距離をそれぞれY
l,y2とすると、この場合には次式を満たせばよい。
Y2tan(α1−α2)=(Y2−y1)Tanα1
従つて前記第2図に示し7た場合と同様にy1(11−
12)′.(Y2−y1)i1なる条件を満たす電流比
に設定することによつて所期の目的を達し得る。The distance from the above position Y to the coils 21 and 22 is Y
If l, y2, then the following equation should be satisfied in this case.
Y2tan(α1-α2)=(Y2-y1)Tanα1
Therefore, as in the case 7 shown in FIG. 2, y1(11-
12)′. The desired purpose can be achieved by setting the current ratio to satisfy the condition (Y2-y1)i1.
尚、クロスオーバ像位置、またはアパーチヤ位置が偏向
コイル21,22の下方位置に存在する場合でも同様に
して設定できる。尚、本発明は上記実施例にのみ限定さ
れるものではない。Note that even when the crossover image position or the aperture position is located below the deflection coils 21 and 22, it can be set in the same manner. Note that the present invention is not limited only to the above embodiments.
例えば2段のビーム整形アパーチヤを用いた可変寸法ビ
ーム整形型の装置ばかりでなく、固定寸法の整形ビーム
の安定化にも同様に適用し、その効果を発揮させること
ができる。また電子ビームのクロスオーバ像位置が安定
な場合には、金属電極14及び偏向コイル16からなる
偏向制御系も省略してもよい。更には偏向制御に静電偏
向板を用いてもよく、電磁偏向、静電偏向を問わない。
また偏向系及び電極の各位置は、本発明の要旨となる位
置条件を満たすならば、格別に特定されない。要するに
本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施
することができる。以上詳述したように本発明によれば
、簡単な構成で、且つ簡易な制御によつて常に安定な電
子ビームを得ることができ、種々格別な絶大なる利点・
効果を発揮する電子線装置をここに提供することができ
る。For example, the present invention can be applied not only to a variable dimension beam shaping device using a two-stage beam shaping aperture, but also to the stabilization of a fixed dimension shaped beam, and its effects can be exhibited. Furthermore, if the crossover image position of the electron beam is stable, the deflection control system consisting of the metal electrode 14 and the deflection coil 16 may also be omitted. Furthermore, an electrostatic deflection plate may be used for deflection control, and it does not matter whether it is electromagnetic deflection or electrostatic deflection.
Further, the positions of the deflection system and the electrodes are not particularly specified as long as the positional conditions that are the gist of the present invention are satisfied. In short, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the gist thereof. As described in detail above, according to the present invention, a stable electron beam can always be obtained with a simple configuration and simple control, and it has various extraordinary advantages and
An effective electron beam device can be provided here.
第1図は本発明の一実施例を示す光学系の概略構成図、
第2図及び第3図はそれぞれ2段構成された偏向係の作
用を示す図である。
1・・・・・・電子銃、3,6・・・・・・アパーチヤ
、8・・・・・・対物レンズ、9・・・・・・ターゲツ
ト、11,14・・・・・・金属電極、12,15・・
・・・・偏向制御装置、13,16・・・・・・偏向コ
イル、21,22・・・・・・偏向コイル(2段構成)
、A,b・・・・・・クロスオーバ像、C・・・・・・
アパーチヤ位置、X,Y・・・・・・クロスオーバ像(
アパーチヤ)位置。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system showing an embodiment of the present invention;
FIGS. 2 and 3 are diagrams each showing the action of a two-stage deflector. 1... Electron gun, 3, 6... Aperture, 8... Objective lens, 9... Target, 11, 14... Metal Electrode, 12, 15...
... Deflection control device, 13, 16 ... Deflection coil, 21, 22 ... Deflection coil (two-stage configuration)
, A, b... Crossover image, C...
Aperture position, X, Y...Crossover image (
aperture) position.
Claims (1)
して整形したのちターゲットに照射する電子線装置にお
いて、前記アパーチャ位置の近傍に電子ビームのずれを
検出する電極を配置し、上記電極による検出結果に従つ
て前記電子ビームを偏向する偏向系を上記電極よりも前
記電子銃側で前記電子ビームのクロスオーバ像位置の近
傍に配置したことを特徴とする電子線装置。 2 前記偏向系は、電子ビームの軸方向に2分割構成さ
れ、ビーム偏向制御電流比を定めて等価的に、クロスオ
ーバ像位置を支点として電子ビームを偏向するものであ
る特許請求の範囲第1項記載の電子線装置。[Claims] 1. In an electron beam device in which an electron beam emitted from an electron gun is shaped through an aperture and then irradiated onto a target, an electrode for detecting a shift of the electron beam is disposed near the aperture position, An electron beam apparatus characterized in that a deflection system that deflects the electron beam according to a detection result by the electrode is disposed closer to the electron gun than the electrode and near a crossover image position of the electron beam. 2. The deflection system is configured to be divided into two parts in the axial direction of the electron beam, and determines a beam deflection control current ratio to equivalently deflect the electron beam using the crossover image position as a fulcrum. Electron beam device described in Section 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53120708A JPS5953657B2 (en) | 1978-09-30 | 1978-09-30 | electron beam equipment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53120708A JPS5953657B2 (en) | 1978-09-30 | 1978-09-30 | electron beam equipment |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5546447A JPS5546447A (en) | 1980-04-01 |
| JPS5953657B2 true JPS5953657B2 (en) | 1984-12-26 |
Family
ID=14793018
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53120708A Expired JPS5953657B2 (en) | 1978-09-30 | 1978-09-30 | electron beam equipment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5953657B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0374167U (en) * | 1989-11-24 | 1991-07-25 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4445041A (en) * | 1981-06-02 | 1984-04-24 | Hewlett-Packard Company | Electron beam blanker |
| JPS58135556A (en) * | 1982-02-04 | 1983-08-12 | Toshiba Corp | Electron optical lens-barrel |
| CA1332210C (en) * | 1985-08-29 | 1994-10-04 | Masaaki Katsumata | High strength low carbon steel wire rods and method of producing them |
| JP2001357811A (en) | 2000-06-12 | 2001-12-26 | Hitachi Ltd | Scanning charged particle microscope, focusing method and astigmatism correction method for scanning charged particle microscope |
-
1978
- 1978-09-30 JP JP53120708A patent/JPS5953657B2/en not_active Expired
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0374167U (en) * | 1989-11-24 | 1991-07-25 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5546447A (en) | 1980-04-01 |
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