JP2000231896A - 投影光学系 - Google Patents
投影光学系Info
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- JP2000231896A JP2000231896A JP11031361A JP3136199A JP2000231896A JP 2000231896 A JP2000231896 A JP 2000231896A JP 11031361 A JP11031361 A JP 11031361A JP 3136199 A JP3136199 A JP 3136199A JP 2000231896 A JP2000231896 A JP 2000231896A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 新たな回転誤差や倍率誤差が生じることなく
空間電荷効果を補正可能な投影光学系を提供する。 【解決手段】 本投影光学系は、荷電粒子線照明を受け
るレチクル１を通過した荷電粒子線を感応基板７上に投
影結像させる装置である。この装置は、上下２段の投影
レンズ２、４と、同じく上下２段のダイナミックフォー
カスコイル５、６を備える。上下のダイナミックフォー
カスコイル５、６のアンペアターン数の絶対値を等しく
し符号（＋−）を逆とする。また、上ダイナミックフォ
ーカスコイル５のレンズ主面がレチクル１とクロスオー
バ開口３の中点に一致し、上記下ダイナミックフォーカ
スコイル６のレンズ主面がクロスオーバ開口３とウエハ
７の中点に一致する。
空間電荷効果を補正可能な投影光学系を提供する。 【解決手段】 本投影光学系は、荷電粒子線照明を受け
るレチクル１を通過した荷電粒子線を感応基板７上に投
影結像させる装置である。この装置は、上下２段の投影
レンズ２、４と、同じく上下２段のダイナミックフォー
カスコイル５、６を備える。上下のダイナミックフォー
カスコイル５、６のアンペアターン数の絶対値を等しく
し符号（＋−）を逆とする。また、上ダイナミックフォ
ーカスコイル５のレンズ主面がレチクル１とクロスオー
バ開口３の中点に一致し、上記下ダイナミックフォーカ
スコイル６のレンズ主面がクロスオーバ開口３とウエハ
７の中点に一致する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レチクルを通過し
た荷電粒子線を感応基板上に投影結像させる投影光学系
に関する。特には、最小線幅０．１μm 以下の高密度パ
ターンをも高スループットで形成することを企図した投
影露光装置に好適な、荷電粒子線の空間電荷効果を良好
に補正できる投影光学系に関する。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。
た荷電粒子線を感応基板上に投影結像させる投影光学系
に関する。特には、最小線幅０．１μm 以下の高密度パ
ターンをも高スループットで形成することを企図した投
影露光装置に好適な、荷電粒子線の空間電荷効果を良好
に補正できる投影光学系に関する。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】荷電粒子線においては粒子相互の電荷が
反発し合ってビームが広がる現象（空間電荷効果）があ
る。この空間電荷効果により、荷電粒子線投影光学系に
おいてはフォーカスが遠くなる。そこでフォーカス調整
のために、次のような方法が知られている。その方法で
は、投影レンズ内に金属筒を挿入し、該金属筒に制御さ
れた電位を与えて金属筒内を通るビームのエネルギーを
変え、レンズの焦点距離を調整する。この方法は、比較
的高速で焦点調整が可能な点は好ましい。
反発し合ってビームが広がる現象（空間電荷効果）があ
る。この空間電荷効果により、荷電粒子線投影光学系に
おいてはフォーカスが遠くなる。そこでフォーカス調整
のために、次のような方法が知られている。その方法で
は、投影レンズ内に金属筒を挿入し、該金属筒に制御さ
れた電位を与えて金属筒内を通るビームのエネルギーを
変え、レンズの焦点距離を調整する。この方法は、比較
的高速で焦点調整が可能な点は好ましい。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記金
属筒に汚れ（コンタミネーション）が付着して帯電し、
意図せぬ電界が生じてビームドリフトの原因となる。
属筒に汚れ（コンタミネーション）が付着して帯電し、
意図せぬ電界が生じてビームドリフトの原因となる。
【０００４】ところで、フォーカスを調整する方法とし
て、投影光学系の２段の投影レンズの内の片側の焦点距
離のみを変化させる方法もある。しかし、その方法では
同時に縮小倍率や回転も微小変化するので投影像の寸法
や形状が変わってしまう。
て、投影光学系の２段の投影レンズの内の片側の焦点距
離のみを変化させる方法もある。しかし、その方法では
同時に縮小倍率や回転も微小変化するので投影像の寸法
や形状が変わってしまう。
【０００５】本発明は、このような問題点に鑑みてなさ
れたもので、空間電荷効果を補正したときに新たな回転
誤差や倍率誤差が生じることを抑制でき、投影像の収差
も増加することのない投影光学系を提供することを目的
とする。
れたもので、空間電荷効果を補正したときに新たな回転
誤差や倍率誤差が生じることを抑制でき、投影像の収差
も増加することのない投影光学系を提供することを目的
とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の投影光学系は、 荷電粒子線照明を受ける
レチクルを通過した荷電粒子線を感応基板上に投影結像
させる投影光学系であって； 上下２段の投影レンズ
と、 同じく上下２段のダイナミックフォーカスコイル
と、を備え、 投影するパターン密度に応じて上記ダイ
ナミックフォーカスコイルに電流を流してフォーカス補
正を行う際に、上下のダイナミックフォーカスコイルの
アンペアターン数の絶対値を等しくし符号（＋−）を逆
とすることを特徴とする。このようにダイナミックフォ
ーカスコイルに電流を流すことにより、パターン密度に
伴って変化する空間電荷効果によるフォーカス変動を、
ビームに回転や倍率変化を与えることなく調整できる。
め、本発明の投影光学系は、 荷電粒子線照明を受ける
レチクルを通過した荷電粒子線を感応基板上に投影結像
させる投影光学系であって； 上下２段の投影レンズ
と、 同じく上下２段のダイナミックフォーカスコイル
と、を備え、 投影するパターン密度に応じて上記ダイ
ナミックフォーカスコイルに電流を流してフォーカス補
正を行う際に、上下のダイナミックフォーカスコイルの
アンペアターン数の絶対値を等しくし符号（＋−）を逆
とすることを特徴とする。このようにダイナミックフォ
ーカスコイルに電流を流すことにより、パターン密度に
伴って変化する空間電荷効果によるフォーカス変動を、
ビームに回転や倍率変化を与えることなく調整できる。
【０００７】本発明においては、投影の縮小率比でレチ
クルと感応基板間を内分する位置にクロスオーバ開口を
備え、 上記上ダイナミックフォーカスコイルのレンズ
主面がレチクルとクロスオーバ開口の中点に一致し、
上記下ダイナミックフォーカスコイルのレンズ主面が感
応基板投影面の中点に一致することが好ましい。また、
各投影レンズの内側に磁気シールド部材が配置されてお
り、 上記各ダイナミックフォーカスコイルが該磁気シ
ールド部材の内側に配置されており、 該ダイナミック
フォーカスコイルの光軸方向長さがレンズギャップの
０．８倍以上であることが好ましい。
クルと感応基板間を内分する位置にクロスオーバ開口を
備え、 上記上ダイナミックフォーカスコイルのレンズ
主面がレチクルとクロスオーバ開口の中点に一致し、
上記下ダイナミックフォーカスコイルのレンズ主面が感
応基板投影面の中点に一致することが好ましい。また、
各投影レンズの内側に磁気シールド部材が配置されてお
り、 上記各ダイナミックフォーカスコイルが該磁気シ
ールド部材の内側に配置されており、 該ダイナミック
フォーカスコイルの光軸方向長さがレンズギャップの
０．８倍以上であることが好ましい。
【０００８】空間電荷効果補正によってビームに回転が
生じないようにするためには、クロスオーバより上での
回転量をクロスオーバから下の回転量で打ち消す必要が
ある。この条件は上下２段のダイナミックフォーカスコ
イルのＡＴ数を等しくすることで満たされる。縮小倍率
については、レチクルの光軸から離れた位置から光軸に
平行に出た電子の軌道が光軸とどこで交叉するかに依存
する。空間電荷効果による凹レンズを２つのレンズで近
似すると、それぞれレチクルからクロスオーバの中点
と、クロスオーバ開口から試料面間の中点とに主面を持
つレンズとで近似できる。したがって、補正レンズもこ
れらの位置に主面を持つ凸レンズとすれば倍率の変動を
最小とできる。
生じないようにするためには、クロスオーバより上での
回転量をクロスオーバから下の回転量で打ち消す必要が
ある。この条件は上下２段のダイナミックフォーカスコ
イルのＡＴ数を等しくすることで満たされる。縮小倍率
については、レチクルの光軸から離れた位置から光軸に
平行に出た電子の軌道が光軸とどこで交叉するかに依存
する。空間電荷効果による凹レンズを２つのレンズで近
似すると、それぞれレチクルからクロスオーバの中点
と、クロスオーバ開口から試料面間の中点とに主面を持
つレンズとで近似できる。したがって、補正レンズもこ
れらの位置に主面を持つ凸レンズとすれば倍率の変動を
最小とできる。
【０００９】空間電荷効果による凹レンズ作用はレチク
ルから試料面まで一様な強さで作用する。したがって、
これらのレンズ作用を打ち消す凸レンズ作用は、収差の
増加を避けるには、光軸方向のなるべく長い距離にわた
って作用することが望ましい。このことから、上下２段
のダイナミックフォーカスコイルは、光軸方向になるべ
く広い範囲に長く巻くのが良い。なお、ダイナミックフ
ォーカスコイルは、光軸を中心として円形に巻いたコイ
ルとするのが一般的である。
ルから試料面まで一様な強さで作用する。したがって、
これらのレンズ作用を打ち消す凸レンズ作用は、収差の
増加を避けるには、光軸方向のなるべく長い距離にわた
って作用することが望ましい。このことから、上下２段
のダイナミックフォーカスコイルは、光軸方向になるべ
く広い範囲に長く巻くのが良い。なお、ダイナミックフ
ォーカスコイルは、光軸を中心として円形に巻いたコイ
ルとするのが一般的である。
【００１０】本発明の２段の投影レンズは以下の条件
（磁気対称ダブレット（ＳＭＤ）条件）を満たすことが
好ましい。 （１）１段目投影レンズのボーア径：２段目投影レンズ
のボーア径＝Ｍ：１ただし、縮小率＝１／Ｍ （２）１段目投影レンズのレンズギャップ：２段目投影
レンズのレンズギャップ＝Ｍ：１ （３）レンズ位置条件： １段目投影レンズ：マスクとクロスオーバ開口の中心あ
るいはその位置よりわずかにマスク側へずらした位置。 ２段目投影レンズ：クロスオーバ開口と感応基板の中心
あるいはその位置よりわずかに基板側へずらした位置。 （４）１段目投影レンズの励磁コイルのアンペアターン
≒２段目投影レンズの励磁コイルのアンペアターン （５）１段目投影レンズの軸上磁場と２段目投影レンズ
の軸上磁場の向きは互いに逆方向。
（磁気対称ダブレット（ＳＭＤ）条件）を満たすことが
好ましい。 （１）１段目投影レンズのボーア径：２段目投影レンズ
のボーア径＝Ｍ：１ただし、縮小率＝１／Ｍ （２）１段目投影レンズのレンズギャップ：２段目投影
レンズのレンズギャップ＝Ｍ：１ （３）レンズ位置条件： １段目投影レンズ：マスクとクロスオーバ開口の中心あ
るいはその位置よりわずかにマスク側へずらした位置。 ２段目投影レンズ：クロスオーバ開口と感応基板の中心
あるいはその位置よりわずかに基板側へずらした位置。 （４）１段目投影レンズの励磁コイルのアンペアターン
≒２段目投影レンズの励磁コイルのアンペアターン （５）１段目投影レンズの軸上磁場と２段目投影レンズ
の軸上磁場の向きは互いに逆方向。
【００１１】なお、上記（１）及び（２）の条件につい
ては、ダイナミックフォーカスコイルも備えることが好
ましい。
ては、ダイナミックフォーカスコイルも備えることが好
ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ説明す
る。図１は、本発明の１実施例に係る投影光学系の機器
配置を示す断面図である。図の最上部に示されているレ
チクル１は、上部から、図示せぬ照明光学系により電子
線照明を受けている。レチクル１の下方には、順に、１
段目投影レンズ２、クロスオーバ開口３、２段目投影レ
ンズ４、ウエハ７が、光軸（一点鎖線）に沿って配置さ
れている。
る。図１は、本発明の１実施例に係る投影光学系の機器
配置を示す断面図である。図の最上部に示されているレ
チクル１は、上部から、図示せぬ照明光学系により電子
線照明を受けている。レチクル１の下方には、順に、１
段目投影レンズ２、クロスオーバ開口３、２段目投影レ
ンズ４、ウエハ７が、光軸（一点鎖線）に沿って配置さ
れている。
【００１３】１段目投影レンズ２は、磁気回路を構成す
る断面内向きコの字状の回転対称形の磁極２ａを有し、
その内周にはコイルを巻回した励磁コイル２ｂが配置さ
れている。クロスオーバ開口３側の下磁極２ｃの内径は
レチクル１側の上磁極２ｄの内径より小さく形成されて
いる。下磁極２ｃの内側約半分の部分はフェライトで作
られている。
る断面内向きコの字状の回転対称形の磁極２ａを有し、
その内周にはコイルを巻回した励磁コイル２ｂが配置さ
れている。クロスオーバ開口３側の下磁極２ｃの内径は
レチクル１側の上磁極２ｄの内径より小さく形成されて
いる。下磁極２ｃの内側約半分の部分はフェライトで作
られている。
【００１４】励磁コイルの内側には、絶縁物リングとフ
ェライトリングを積み重ねたフェライトスタック８が嵌
め込まれている。このフェライトスタック８は、その内
側のダイナミックフォーカスコイル５の高周波磁気が外
に洩れないようにシールするためのものである。
ェライトリングを積み重ねたフェライトスタック８が嵌
め込まれている。このフェライトスタック８は、その内
側のダイナミックフォーカスコイル５の高周波磁気が外
に洩れないようにシールするためのものである。
【００１５】フェライトスタック８の内側には、光軸方
向（Ｚ方向）の全長にわたってダイナミックフォーカス
コイル（空間補正第１コイル）５が配置されている。こ
のダイナミックフォーカスコイル５のレンズ主面は、レ
チクル１とクロスオーバ開口３の中点に一致する。同コ
イル５のＡＴ数については後述する。
向（Ｚ方向）の全長にわたってダイナミックフォーカス
コイル（空間補正第１コイル）５が配置されている。こ
のダイナミックフォーカスコイル５のレンズ主面は、レ
チクル１とクロスオーバ開口３の中点に一致する。同コ
イル５のＡＴ数については後述する。
【００１６】クロスオーバ開口３は、レチクル１とウエ
ハ７間を縮小率で内分する点に配置されている。同開口
位置には、照明光学系の電子銃のクロスオーバの像が形
成される。このクロスオーバ開口３は、レチクル１の非
パターン部で散乱された電子線を遮断する。
ハ７間を縮小率で内分する点に配置されている。同開口
位置には、照明光学系の電子銃のクロスオーバの像が形
成される。このクロスオーバ開口３は、レチクル１の非
パターン部で散乱された電子線を遮断する。
【００１７】２段目投影レンズ４は、基本的には、１段
目投影レンズ２を相似形に縮小（一例で縮小率１／４）
して倒立させた形をしている。２段目投影レンズ４の上
下磁極間の励磁コイルの内側にも、フェライトスタック
９が嵌め込まれている。このフェライトスタック９も同
じ縮小率で縮小されたものであり、その内側のダイナミ
ックフォーカスコイル６の高周波磁気が外に洩れないよ
うにシールするためのものである。
目投影レンズ２を相似形に縮小（一例で縮小率１／４）
して倒立させた形をしている。２段目投影レンズ４の上
下磁極間の励磁コイルの内側にも、フェライトスタック
９が嵌め込まれている。このフェライトスタック９も同
じ縮小率で縮小されたものであり、その内側のダイナミ
ックフォーカスコイル６の高周波磁気が外に洩れないよ
うにシールするためのものである。
【００１８】フェライトスタック９の内側には、光軸方
向の全長にわたってダイナミックフォーカスコイル（空
間補正第２コイル）６が配置されている。このダイナミ
ックフォーカスコイル６のレンズ主面は、クロスオーバ
開口３とウエハ７の中点に一致する。
向の全長にわたってダイナミックフォーカスコイル（空
間補正第２コイル）６が配置されている。このダイナミ
ックフォーカスコイル６のレンズ主面は、クロスオーバ
開口３とウエハ７の中点に一致する。
【００１９】２段目投影レンズ４のダイナミックフォー
カスコイル６のＡＴ数は、１段目投影レンズ２のダイナ
ミックフォーカスコイル５のＡＴ数と絶対値が等しい。
両ダイナミックフォーカスコイル５、６におけるフォー
カス調整は、両コイルに互いに逆の電流を流すことによ
り、ビームに回転や倍率の変化を最小としつつ調整でき
る。
カスコイル６のＡＴ数は、１段目投影レンズ２のダイナ
ミックフォーカスコイル５のＡＴ数と絶対値が等しい。
両ダイナミックフォーカスコイル５、６におけるフォー
カス調整は、両コイルに互いに逆の電流を流すことによ
り、ビームに回転や倍率の変化を最小としつつ調整でき
る。
【００２０】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、空間電荷効果を補正したとき、新たな回転誤差や倍
率誤差を最小に抑制でき、投影像の収差を増加させるこ
ともない投影光学系を提供できる。
は、空間電荷効果を補正したとき、新たな回転誤差や倍
率誤差を最小に抑制でき、投影像の収差を増加させるこ
ともない投影光学系を提供できる。
【図１】本発明の第１の実施例に係る投影光学系の機器
配置を示す断面図である。
配置を示す断面図である。
１ レチクル ２ 第１の投影レ
ンズ ３ クロスオーバ開口 ４ 第２の投影レ
ンズ ５ 空間電荷効果補正第１コイル ６ 空間電荷効果
補正第２コイル ７ ウエハ ８ フェライトス
タック ９ フェライトスタック １０ 主光線軌道
ンズ ３ クロスオーバ開口 ４ 第２の投影レ
ンズ ５ 空間電荷効果補正第１コイル ６ 空間電荷効果
補正第２コイル ７ ウエハ ８ フェライトス
タック ９ フェライトスタック １０ 主光線軌道
Claims (3)
- 【請求項１】 荷電粒子線照明を受けるレチクルを通過
した荷電粒子線を感応基板上に投影結像させる投影光学
系であって；上下２段の投影レンズと、 同じく上下２段のダイナミックフォーカスコイルと、を
備え、 投影するパターン密度に応じて上記ダイナミックフォー
カスコイルに電流を流してフォーカス補正を行う際に、
上下のダイナミックフォーカスコイルのアンペアターン
数の絶対値を等しくし符号（＋−）を逆とすることを特
徴とする投影光学系。 - 【請求項２】 投影の縮小率比でレチクルと感応基板間
を内分する位置にクロスオーバ開口を備え、 上記上ダイナミックフォーカスコイルのレンズ主面がレ
チクルとクロスオーバ開口の中点に一致し、 上記下ダイナミックフォーカスコイルのレンズ主面がク
ロスオーバ開口と感応基板投影面の中点に一致すること
を特徴とする請求項１記載の投影光学系。 - 【請求項３】 各投影レンズの内側に磁気シールド部材
が配置されており、 上記各ダイナミックフォーカスコイルが該磁気シールド
部材の内側に配置されており、 該ダイナミックフォーカスコイルの光軸方向長さがレン
ズギャップの０．８倍以上であることを特徴とする請求
項１又は２記載の投影光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11031361A JP2000231896A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 投影光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11031361A JP2000231896A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 投影光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000231896A true JP2000231896A (ja) | 2000-08-22 |
Family
ID=12329113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11031361A Pending JP2000231896A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 投影光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000231896A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006032814A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Nec Electronics Corp | 露光方法、パターン寸法調整方法及び焦点ぼかし量取得方法 |
-
1999
- 1999-02-09 JP JP11031361A patent/JP2000231896A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006032814A (ja) * | 2004-07-21 | 2006-02-02 | Nec Electronics Corp | 露光方法、パターン寸法調整方法及び焦点ぼかし量取得方法 |
| JP4603305B2 (ja) * | 2004-07-21 | 2010-12-22 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 露光方法、パターン寸法調整方法及び焦点ぼかし量取得方法 |
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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 |