JP2000228163A - 荷電粒子線光学鏡筒 - Google Patents
荷電粒子線光学鏡筒Info
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- JP2000228163A JP2000228163A JP11030920A JP3092099A JP2000228163A JP 2000228163 A JP2000228163 A JP 2000228163A JP 11030920 A JP11030920 A JP 11030920A JP 3092099 A JP3092099 A JP 3092099A JP 2000228163 A JP2000228163 A JP 2000228163A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 鏡筒内のコンタミネーションを低減でき、長
期にわたって荷電粒子線の軌道を高精度に保つことので
きるよう改良を加えた荷電粒子線光学鏡筒を提供する。 【解決手段】 本発明の荷電粒子線光学鏡筒は、隣合う
２段のレンズが作る軸上磁場が互いに逆となるように各
レンズを励磁するとともに、隣合うレンズ間に正電圧電
極５、６、７、８、９、１０、１１、１２、２９を、光
軸回りに対称な形状に配置した。開口やマスクに１次電
子が入射した時に発生する２次電子は、光軸から離れた
方向へ磁力線に沿って運ばれ、正電圧を印加した電極が
形成する電界に引かれて移動し、電極に吸収される。し
たがって、光軸近傍に存在する２次電子は速やかに除去
され、Chargingが防止される。
期にわたって荷電粒子線の軌道を高精度に保つことので
きるよう改良を加えた荷電粒子線光学鏡筒を提供する。 【解決手段】 本発明の荷電粒子線光学鏡筒は、隣合う
２段のレンズが作る軸上磁場が互いに逆となるように各
レンズを励磁するとともに、隣合うレンズ間に正電圧電
極５、６、７、８、９、１０、１１、１２、２９を、光
軸回りに対称な形状に配置した。開口やマスクに１次電
子が入射した時に発生する２次電子は、光軸から離れた
方向へ磁力線に沿って運ばれ、正電圧を印加した電極が
形成する電界に引かれて移動し、電極に吸収される。し
たがって、光軸近傍に存在する２次電子は速やかに除去
され、Chargingが防止される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、荷電粒子線投影露
光装置等の鏡筒に関する。特には、鏡筒内のコンタミネ
ーションを低減でき、長期にわたって荷電粒子線の軌道
を高精度に保つことができるよう改良を加えた荷電粒子
線光学鏡筒に関する。なお、本明細書にいう荷電粒子線
は電子線及びイオンビームを含む。
光装置等の鏡筒に関する。特には、鏡筒内のコンタミネ
ーションを低減でき、長期にわたって荷電粒子線の軌道
を高精度に保つことができるよう改良を加えた荷電粒子
線光学鏡筒に関する。なお、本明細書にいう荷電粒子線
は電子線及びイオンビームを含む。
【０００２】
【従来の技術】荷電粒子線投影露光装置は、長時間使用
すると鏡筒内部にコンタミネーションがたまって帯電し
（Charging）、荷電粒子線の動作が不安定になることが
知られている。このChargingを防止するために、従来は
鏡筒を分解して汚れた部分を研磨剤を用いて磨き、再組
立を行う方法がとられていた。しかし、分解、再組立に
は手間がかかるので、鏡筒を分解せずにin situ クリー
ニングする方法が試みられている（特開平６３−３０８
８５６号、日本学術振興会 荷電粒子ビームの工業への
応用第１３２委員会第３回ナノビーム技術シンポジウム
資料（１０．２．２０〜２１）「電子ビーム装置のin s
itu クリーニング」）。代表的なin situクリーニング
方法は、鏡筒にラジカルを流す導入口と反応生成物を排
気する排気口とを設け、鏡筒外部で放電を起こし、酸素
ラジカルを鏡筒内部に流して汚れを除去するものであ
る。
すると鏡筒内部にコンタミネーションがたまって帯電し
（Charging）、荷電粒子線の動作が不安定になることが
知られている。このChargingを防止するために、従来は
鏡筒を分解して汚れた部分を研磨剤を用いて磨き、再組
立を行う方法がとられていた。しかし、分解、再組立に
は手間がかかるので、鏡筒を分解せずにin situ クリー
ニングする方法が試みられている（特開平６３−３０８
８５６号、日本学術振興会 荷電粒子ビームの工業への
応用第１３２委員会第３回ナノビーム技術シンポジウム
資料（１０．２．２０〜２１）「電子ビーム装置のin s
itu クリーニング」）。代表的なin situクリーニング
方法は、鏡筒にラジカルを流す導入口と反応生成物を排
気する排気口とを設け、鏡筒外部で放電を起こし、酸素
ラジカルを鏡筒内部に流して汚れを除去するものであ
る。
【０００３】また、鏡筒が汚れているとき、２次電子が
汚れた部品の近くに行くことを防ぐと、Chargingが少な
くなるとの報告がなされている（Jpn. J. Appi. Phys.
Vol.35(1996) pp.6429-6434 Part 1、 No.12B December
1996, Kato etal.）。
汚れた部品の近くに行くことを防ぐと、Chargingが少な
くなるとの報告がなされている（Jpn. J. Appi. Phys.
Vol.35(1996) pp.6429-6434 Part 1、 No.12B December
1996, Kato etal.）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の分解によるクリ
ーニング方法では、エアー導入、分解、クリーニング、
再組立、排気、ビーム出しといったプロセスを経る必要
があり、長時間を費やし、装置の稼働率を著しく低下さ
せる。また、分解することなくin situ クリーニングす
る方法においても、２〜３か月に１度はクリーニングを
行うために装置を停止させる必要があった。
ーニング方法では、エアー導入、分解、クリーニング、
再組立、排気、ビーム出しといったプロセスを経る必要
があり、長時間を費やし、装置の稼働率を著しく低下さ
せる。また、分解することなくin situ クリーニングす
る方法においても、２〜３か月に１度はクリーニングを
行うために装置を停止させる必要があった。
【０００５】また、従来のＥＢ装置のように、ビーム電
流が数ｐＡ〜１μＡ程度のものであればコンタミネーシ
ョンの進行速度はそれ程速くはなかった。しかし、本格
的な電子線転写装置では２０μＡを越えるビーム電流を
流すため、従来の装置より１０倍以上の速さでコンタミ
ネーションが進行する。
流が数ｐＡ〜１μＡ程度のものであればコンタミネーシ
ョンの進行速度はそれ程速くはなかった。しかし、本格
的な電子線転写装置では２０μＡを越えるビーム電流を
流すため、従来の装置より１０倍以上の速さでコンタミ
ネーションが進行する。
【０００６】さらに、上述のKatoらの、主に試料で発生
した２次電子が鏡筒内部へ入ることを防ぐ方法には以下
の欠点がある。すなわち、反射電子が鏡筒内部に入り、
その反射電子が真空壁の壁面に入射して２次電子を発生
させる。ここで発生した２次電子に対しては、Katoらの
方法は無力である。
した２次電子が鏡筒内部へ入ることを防ぐ方法には以下
の欠点がある。すなわち、反射電子が鏡筒内部に入り、
その反射電子が真空壁の壁面に入射して２次電子を発生
させる。ここで発生した２次電子に対しては、Katoらの
方法は無力である。
【０００７】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、ビーム電流が大きい場合でもコンタミネー
ションの進行速度を遅くし、コンタミネーションが発生
してもCharging量を少なくできる荷電粒子線投影露光装
置等の鏡筒を提供することを目的とする。
れたもので、ビーム電流が大きい場合でもコンタミネー
ションの進行速度を遅くし、コンタミネーションが発生
してもCharging量を少なくできる荷電粒子線投影露光装
置等の鏡筒を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の１態様の荷電粒
子線光学鏡筒は、 光軸方向に複数の電磁レンズを配列
した荷電粒子線光学鏡筒であって； 隣り合う２段のレ
ンズが作る軸上磁場が互いに逆となるように各レンズを
励磁するとともに、 隣り合うレンズ間に正電圧電極を
配置したことを特徴とする。
子線光学鏡筒は、 光軸方向に複数の電磁レンズを配列
した荷電粒子線光学鏡筒であって； 隣り合う２段のレ
ンズが作る軸上磁場が互いに逆となるように各レンズを
励磁するとともに、 隣り合うレンズ間に正電圧電極を
配置したことを特徴とする。
【０００９】隣合う２段のレンズが作る軸上磁場の方向
は互いに逆方向になっているため、これらのレンズが作
る磁力線は２つのレンズの間で互いに反発する形状とな
る。２次電子のような小さいエネルギーを持った荷電粒
子線は、この磁力線に巻きつくようならせん運動を行
う。また、ミラー効果としてして知られているように、
２次電子は、軸磁場が変化していると、軸上磁場が弱い
方向へ反射される傾向がある。したがって、開口やマス
クに１次電子が入射した時に発生する２次電子は、光軸
から離れた方向へ磁力線に沿って運ばれる。これらのレ
ンズの間の光軸から離れた位置には、正電圧を印加した
電極が配置されているため、２次電子はこの電界に引か
れて移動し、電極に吸収される。つまり、２次電子は磁
力線によって光軸から離れるよう運ばれ、そこから電界
によって電極へ引かれ、光軸近傍に存在する２次電子は
速やかに除去される。コンタミネーションの成長は２次
電子が大きく寄与しているので、このことによって、コ
ンタミネーションの進行を押えることができる。
は互いに逆方向になっているため、これらのレンズが作
る磁力線は２つのレンズの間で互いに反発する形状とな
る。２次電子のような小さいエネルギーを持った荷電粒
子線は、この磁力線に巻きつくようならせん運動を行
う。また、ミラー効果としてして知られているように、
２次電子は、軸磁場が変化していると、軸上磁場が弱い
方向へ反射される傾向がある。したがって、開口やマス
クに１次電子が入射した時に発生する２次電子は、光軸
から離れた方向へ磁力線に沿って運ばれる。これらのレ
ンズの間の光軸から離れた位置には、正電圧を印加した
電極が配置されているため、２次電子はこの電界に引か
れて移動し、電極に吸収される。つまり、２次電子は磁
力線によって光軸から離れるよう運ばれ、そこから電界
によって電極へ引かれ、光軸近傍に存在する２次電子は
速やかに除去される。コンタミネーションの成長は２次
電子が大きく寄与しているので、このことによって、コ
ンタミネーションの進行を押えることができる。
【００１０】さらにこの態様においては、上記電極を光
軸回りに対称な形状とすることが好ましい。また、上記
電極に与える正の電圧が作る等ポテンシャル線が光軸上
で十分小さくなるよう上記電極を光軸から極力離れた位
置に設けることが好ましい。これらの電極の作る等ポテ
ンシャル面は光軸近傍では弱く、また、電極は対称の位
置に配置されているので、１次ビームの軌道に与える影
響（収差等）は非常に小さい。
軸回りに対称な形状とすることが好ましい。また、上記
電極に与える正の電圧が作る等ポテンシャル線が光軸上
で十分小さくなるよう上記電極を光軸から極力離れた位
置に設けることが好ましい。これらの電極の作る等ポテ
ンシャル面は光軸近傍では弱く、また、電極は対称の位
置に配置されているので、１次ビームの軌道に与える影
響（収差等）は非常に小さい。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施例に係る荷電粒子線光学鏡筒を示
す断面図である。カソード１、ウェーネルト２、アノー
ド３から構成される電子銃は、下方に向けて電子線を放
射する。電子銃３の下方には２段のコンデンサレンズ
４、１４が備えられており、電子線は、これらのレンズ
４、１４で集束され、成形開口２２を一様に照射する。
成形された電子線は２段の照明レンズ１６、１７でレチ
クル２４に照射される。レチクル２４の下方には２段の
投影レンズ１７、１８が備えられており、パターン化さ
れた電子線はウエハ２７に結像される。
図１は、本発明の実施例に係る荷電粒子線光学鏡筒を示
す断面図である。カソード１、ウェーネルト２、アノー
ド３から構成される電子銃は、下方に向けて電子線を放
射する。電子銃３の下方には２段のコンデンサレンズ
４、１４が備えられており、電子線は、これらのレンズ
４、１４で集束され、成形開口２２を一様に照射する。
成形された電子線は２段の照明レンズ１６、１７でレチ
クル２４に照射される。レチクル２４の下方には２段の
投影レンズ１７、１８が備えられており、パターン化さ
れた電子線はウエハ２７に結像される。
【００１２】コンデンサレンズ４、１４の間にはクロス
オーバ開口２１が設けられており、照明レンズ１５、１
６の間にはブランキング開口２３が設けられている。ま
た、投影レンズ１７、１８の間にはクロスオーバ開口２
５（コントラスト開口）が設けられている。同開口２５
にクロスオーバー２６を形成する。
オーバ開口２１が設けられており、照明レンズ１５、１
６の間にはブランキング開口２３が設けられている。ま
た、投影レンズ１７、１８の間にはクロスオーバ開口２
５（コントラスト開口）が設けられている。同開口２５
にクロスオーバー２６を形成する。
【００１３】２段のコンデンサレンズ４、１４、照明レ
ンズ１５、１６、投影レンズ１７、１８は、励磁電流の
方向を設定することで、隣合うレンズの軸上磁場の方向
が逆になるよう制御されている。したがって、各レンズ
から発生する磁力線は、隣合うレンズ、すなわち、コン
デンサレンズ４とコンデンサレンズ１４、コンデンサレ
ンズ１４と照明レンズ１５、照明レンズ１５と照明レン
ズ１６、照明レンズ１６と投影レンズ１７、投影レンズ
１７と投影レンズ１８の間で反発する形状となる。
ンズ１５、１６、投影レンズ１７、１８は、励磁電流の
方向を設定することで、隣合うレンズの軸上磁場の方向
が逆になるよう制御されている。したがって、各レンズ
から発生する磁力線は、隣合うレンズ、すなわち、コン
デンサレンズ４とコンデンサレンズ１４、コンデンサレ
ンズ１４と照明レンズ１５、照明レンズ１５と照明レン
ズ１６、照明レンズ１６と投影レンズ１７、投影レンズ
１７と投影レンズ１８の間で反発する形状となる。
【００１４】また、上述の隣合うレンズ間には、２次電
子収集電極５、６、７、８、９、１０、１１、２９、１
２が、各レンズ間に位置する開口やレチクルの上下に配
置されている。これらの２次電子収集電極には、正電圧
（一例１０kv）が印加されている。各電極は、なるべく
光軸から離れて、光軸に対して軸対称な位置に多数個配
置されている。各電極が配置される位置は上述のような
開口やレチクルの上下の位置でも、開口やレチクルの上
方及び下方に位置するレンズの外側面の位置（符号１
１）でもよい。
子収集電極５、６、７、８、９、１０、１１、２９、１
２が、各レンズ間に位置する開口やレチクルの上下に配
置されている。これらの２次電子収集電極には、正電圧
（一例１０kv）が印加されている。各電極は、なるべく
光軸から離れて、光軸に対して軸対称な位置に多数個配
置されている。各電極が配置される位置は上述のような
開口やレチクルの上下の位置でも、開口やレチクルの上
方及び下方に位置するレンズの外側面の位置（符号１
１）でもよい。
【００１５】次に、図１の光学鏡筒の照明レンズ１６周
辺の２次電子の行動を詳細に説明する。この部分では、
成形開口２２で成形された電子線が２段の照明レンズ１
５、１６でレチクル２４に照射される。下段の照明レン
ズ１６のレチクル２４側の下部の外側面には、２次電子
収集電極１１が、光軸に対して対称な位置に配置されて
いる。また、照明レンズ１６のブランキング開口２３側
の上部には２次電子収集電極１０が光軸に対して対称な
位置に配置されている。照明レンズ１６の磁力線２８
は、下方に位置する投影レンズ１７の磁力線と反発して
上方向に伸びている。
辺の２次電子の行動を詳細に説明する。この部分では、
成形開口２２で成形された電子線が２段の照明レンズ１
５、１６でレチクル２４に照射される。下段の照明レン
ズ１６のレチクル２４側の下部の外側面には、２次電子
収集電極１１が、光軸に対して対称な位置に配置されて
いる。また、照明レンズ１６のブランキング開口２３側
の上部には２次電子収集電極１０が光軸に対して対称な
位置に配置されている。照明レンズ１６の磁力線２８
は、下方に位置する投影レンズ１７の磁力線と反発して
上方向に伸びている。
【００１６】レチクル２４に衝突した電子線は、比較的
低速の２次電子を上方に放出する。放出された２次電子
は、照明レンズ１６の磁力線２８に巻きつくように上へ
進む。しかし、照明レンズ１６の中心付近では磁力線が
密になっており、ミラー効果により進行途中で下へ戻さ
れ、さらに磁力線２８に沿って光軸から離れた方向へ引
き出される。この位置では電極１１が電界を形成してお
り、２次電子は電界に引かれ、電極１１へ吸収される。
さらに、レチクル２４に当たって反射した電子が、鏡筒
内の真空壁の壁面やブランキング開口２３に衝突して放
出された２次電子は、電極１０で吸収される。
低速の２次電子を上方に放出する。放出された２次電子
は、照明レンズ１６の磁力線２８に巻きつくように上へ
進む。しかし、照明レンズ１６の中心付近では磁力線が
密になっており、ミラー効果により進行途中で下へ戻さ
れ、さらに磁力線２８に沿って光軸から離れた方向へ引
き出される。この位置では電極１１が電界を形成してお
り、２次電子は電界に引かれ、電極１１へ吸収される。
さらに、レチクル２４に当たって反射した電子が、鏡筒
内の真空壁の壁面やブランキング開口２３に衝突して放
出された２次電子は、電極１０で吸収される。
【００１７】したがって、レチクルや開口から放出され
る２次電子は除去され、反射電子が真空壁に入射して発
生した２次電子も取り除くことができるため、Charging
防止効果は大きい。また、試料（ウエハ）面と電極間に
２次電子雲が形成されることもない。さらに、２次電子
収集電極は光軸に対して対称な位置に配置されているた
め、ビームに収差等の影響を与えることがない。
る２次電子は除去され、反射電子が真空壁に入射して発
生した２次電子も取り除くことができるため、Charging
防止効果は大きい。また、試料（ウエハ）面と電極間に
２次電子雲が形成されることもない。さらに、２次電子
収集電極は光軸に対して対称な位置に配置されているた
め、ビームに収差等の影響を与えることがない。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、開口やレチクル等に衝突して放出された２次
電子や、反射電子が真空壁等に入射して発生した２次電
子を除去することができるため、ビーム電流が大きい場
合でもコンタミネーションの進行速度を遅くし、鏡筒内
でコンタミネーションが発生してもCharging量を少なく
できる。
によれば、開口やレチクル等に衝突して放出された２次
電子や、反射電子が真空壁等に入射して発生した２次電
子を除去することができるため、ビーム電流が大きい場
合でもコンタミネーションの進行速度を遅くし、鏡筒内
でコンタミネーションが発生してもCharging量を少なく
できる。
【図１】本発明の実施例に係る荷電粒子線光学鏡筒を示
す断面図である。
す断面図である。
１ カソード ２ ウェーネルト ３ アノード ４、１４ コンデ
ンサレンズ ５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、２９
２次電子収集電極 １５、１６ 照明レンズ １７、１８ 投影
レンズ ２１、２５ クロスオーバー開口 ２２ 成形開口 ２３ ブランキング開口 ２４ レチクル ２６ クロスオーバー ２７ ウエハ
ンサレンズ ５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、２９
２次電子収集電極 １５、１６ 照明レンズ １７、１８ 投影
レンズ ２１、２５ クロスオーバー開口 ２２ 成形開口 ２３ ブランキング開口 ２４ レチクル ２６ クロスオーバー ２７ ウエハ
Claims (4)
- 【請求項１】 光軸方向に複数の電磁レンズを配列した
荷電粒子線光学鏡筒であって；隣合う２段のレンズが作
る軸上磁場が互いに逆となるように各レンズを励磁する
とともに、 隣合うレンズ間に正電圧電極を配置したことを特徴とす
る荷電粒子線光学鏡筒。 - 【請求項２】 上記電極を光軸回りに対称な形状とした
ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子線光学鏡筒。 - 【請求項３】 上記２段のレンズが、 マスクの像を感応基板上に投影結像する投影レンズ、 成形開口の像をマスクに結像させる照明レンズ、又は、 電子銃が放出する電子線を成形開口に導くコンデンサレ
ンズ、のいずれか１つであることを特徴とする請求項１
又は２記載の荷電粒子線光学鏡筒。 - 【請求項４】 上記電極に印加された正の電圧が作る等
ポテンシャル線が光軸上で十分小さくなるよう、上記電
極を光軸から極力離れた位置に設けたことを特徴とする
請求項１、２又は３記載の荷電粒子線光学鏡筒。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11030920A JP2000228163A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 荷電粒子線光学鏡筒 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11030920A JP2000228163A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 荷電粒子線光学鏡筒 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000228163A true JP2000228163A (ja) | 2000-08-15 |
Family
ID=12317139
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11030920A Pending JP2000228163A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 荷電粒子線光学鏡筒 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000228163A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210457A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Canon Inc | 荷電ビーム露光装置 |
-
1999
- 1999-02-09 JP JP11030920A patent/JP2000228163A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006210457A (ja) * | 2005-01-26 | 2006-08-10 | Canon Inc | 荷電ビーム露光装置 |
| JP4634161B2 (ja) * | 2005-01-26 | 2011-02-16 | キヤノン株式会社 | 荷電ビーム露光装置およびデバイス製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040629 |