JP2000251815A - Blanking device - Google Patents

Blanking device

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JP2000251815A
JP2000251815A JP11054922A JP5492299A JP2000251815A JP 2000251815 A JP2000251815 A JP 2000251815A JP 11054922 A JP11054922 A JP 11054922A JP 5492299 A JP5492299 A JP 5492299A JP 2000251815 A JP2000251815 A JP 2000251815A
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JP
Japan
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blanking
opening
deflector
mask
state
Prior art date
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Application number
JP11054922A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Nakasuji
護 中筋
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a blanking device, wherein a form opening image does not move on a mask during blanking transition, even when a blanking deflector is composed of a one staged electrostatic deflector. SOLUTION: This blanking device is equipped with a blanking deflector 7 arranged on an electron gun 1 side of a form opening 13, and a blanking opening 21 arranged between the form opening 13 and a mask 31. The form opening 13 receives electron beam irradiation of roughly the same luminous intensity, regardless of whether it is a blanking state, a non-blanking state, or a transient state. Thus, the form opening 13 thermally stabilizes because the form opening 13 is irradiated at blanking the same as during non-blanking at all times and the form opening 13 does not undergo a heat cycle.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子線縮小転写装
置等におけるマスクを照明する照明光学系におけるブラ
ンキング装置に関する。特には、成形開口やマスクを均
一に照射できる、あるいはブランキング偏向器の偏向角
度が小さくてすむ等の特長を有する照明光学系に関す
る。
The present invention relates to a blanking device in an illumination optical system for illuminating a mask in an electron beam reduction transfer device or the like. In particular, the present invention relates to an illumination optical system having features such as being able to uniformly irradiate a forming opening or a mask or requiring a small deflection angle of a blanking deflector.

【0002】[0002]

【従来の技術】図2は、特開昭57−122518号に
開示されている電子線描画装置(可変成形ビーム方式)
光学系の構成を示す。図中には、ビーム成形開口10
4、2段のブランキング偏向器105、ブランキング開
口106、対物レンズ108、試料109が示されてい
る。なお、ブランキング開口106は上記公報の図では
省略されている。この光学系では、ブランキング時の主
光線軌道は、図2で一点鎖線111、112、113で
示すように、1段目の偏向器105aで大きく偏向し
(111→112)、2段目の偏向器105bで振り戻
し(112→113)ている。そして、対物レンズンズ
108に向かうビーム113を上方向に延長すると(破
線114)成形開口104の中心を通る。
2. Description of the Related Art FIG. 2 shows an electron beam lithography apparatus (variable shaped beam system) disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-122518.
1 shows a configuration of an optical system. In the figure, the beam forming aperture 10 is shown.
4 and 2 show a blanking deflector 105, a blanking aperture 106, an objective lens 108, and a sample 109. Note that the blanking openings 106 are omitted in the figures in the above publication. In this optical system, the principal ray trajectory at the time of blanking is largely deflected by the first-stage deflector 105a (111 → 112) as shown by alternate long and short dash lines 111, 112, and 113 in FIG. It is turned back (112 → 113) by the deflector 105b. When the beam 113 toward the objective lens 108 is extended upward (broken line 114), the beam 113 passes through the center of the forming opening 104.

【0003】つまり、ブランキング偏向器105は、成
形開口より下に2段の105a、105bが設けられて
おり、偏向支点が成形開口の中心に一致するよう設計さ
れている。このようにしているのは、成形開口104を
熱的に安定化させるため常にビームを照射する必要があ
るのと、ブランキング過渡時に成形開口104の像が試
料109上で動かないようにするためである。
That is, the blanking deflector 105 is provided with two stages 105a and 105b below the shaping opening, and is designed so that the deflection fulcrum coincides with the center of the shaping opening. The reason for this is that it is necessary to always irradiate the beam to stabilize the forming opening 104 thermally, and to prevent the image of the forming opening 104 from moving on the sample 109 during the blanking transition. It is.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におい
ては、2段の静電偏向器電極の1段目105aで光軸外
方向に偏向したビームを2段目105bで振り戻す際
に、偏向中心を成形開口104位置に調整する必要があ
る。したがって、成形開口104からブランキング開口
106間の距離が短い場合は、大きな偏向角を得るべく
偏向電界強度を強くしなければならない。そのために
は、左右の偏向電極間寸法を極端に小さくするか、ブラ
ンキング電圧を極端に高く(300V 以上)する必要が
ある。そうでないと、ブランキング時のマスク照明ビー
ム強度を十分小さくできない問題が生じる。
In the above-mentioned prior art, when a beam deflected outside the optical axis in the first stage 105a of the two-stage electrostatic deflector electrode is returned to the second stage 105b, the beam is deflected. It is necessary to adjust the center to the position of the forming opening 104. Therefore, when the distance between the shaping opening 104 and the blanking opening 106 is short, the deflection electric field strength must be increased to obtain a large deflection angle. For this purpose, it is necessary to make the dimension between the left and right deflection electrodes extremely small or to make the blanking voltage extremely high (300 V or more). Otherwise, there arises a problem that the intensity of the mask illumination beam during blanking cannot be sufficiently reduced.

【0005】ところでマスクの露光領域を選択する方式
の電子線露光装置においては、成形開口の下には露光領
域(サブフィールド)選択のための電磁偏向器(視野選
択偏向器、図2には不図示)が配置してあり、照明ビー
ムを高速で偏向する。この偏向器の磁場影響により、ブ
ランキング偏向器にうず電流が流れ上記偏向の速度が遅
くなる恐れがある。これを防止するため、ブランキング
偏向器は絶縁物に金属膜を表面コートする構造とする必
要があり、構造が複雑となる。
In an electron beam exposure apparatus of the type that selects an exposure area of a mask, an electromagnetic deflector (field-selection deflector, not shown in FIG. 2) for selecting an exposure area (subfield) is provided below a forming opening. (Shown) are arranged to deflect the illumination beam at high speed. Due to the influence of the magnetic field of the deflector, an eddy current may flow through the blanking deflector, and the speed of the deflection may be reduced. In order to prevent this, the blanking deflector needs to have a structure in which an insulator is coated with a metal film on the surface, and the structure becomes complicated.

【0006】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、次のようなブランキング装置を提供す
ることを目的とする。 (1)ブランキング偏向器を1段の静電偏向器で構成し
た場合であってもブランキング過渡時に成形開口像がマ
スク上で動かない。 (2)成形開口は常に同じ量のビーム照射を受ける。 (3)偏向器の対向する電極間隔を十分広くしても偏向
電圧を低くできる。
The present invention has been made in view of such a conventional problem, and has as its object to provide the following blanking device. (1) Even when the blanking deflector is constituted by a one-stage electrostatic deflector, the formed aperture image does not move on the mask during blanking transition. (2) The forming aperture always receives the same amount of beam irradiation. (3) The deflection voltage can be reduced even if the distance between the opposing electrodes of the deflector is made sufficiently large.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するため、本発明のブランキング装置は、
電子銃から放出される電子線で成形開口を照射し、この
成形開口の像をマスク上に結像させる照明光学系におけ
るブランキング装置であって;成形開口より電子銃側に
配置されたブランキング偏向器と、成形開口とマスク間
に配置されたブランキング開口と、を備え、電子線をブ
ランキング偏向器で偏向させてブランキング開口の開口
板で電子線を遮る状態(ブランキング状態)、電子線を
ブランキング偏向器で偏向させずブランキング開口を電
子線が通過する状態(非ブランキング状態)あるいはブ
ランキング状態と非ブランキング状態の間の過渡的な状
態(過渡状態)、のいずれを問わず、上記成形開口がほ
ぼ同じ強度の電子線照射を受けることを特徴とする。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention In order to solve the above problems, a blanking device according to the present invention comprises:
A blanking device in an illumination optical system for irradiating a shaped aperture with an electron beam emitted from an electron gun and forming an image of the shaped aperture on a mask; a blanking device disposed closer to the electron gun than the shaped aperture. A deflector, a blanking opening disposed between the forming opening and the mask, a state in which the electron beam is deflected by the blanking deflector and the electron beam is blocked by an opening plate of the blanking opening (a blanking state), Either a state in which the electron beam passes through the blanking opening without deflecting the electron beam by the blanking deflector (non-blanking state) or a transient state between the blanking state and the non-blanking state (transient state) Irrespective of the above, the above-mentioned forming opening receives the electron beam irradiation of almost the same intensity.

【0008】すなわち、成形開口よりも電子線上流側に
ブランキング偏向器があるにもかかわらず、成形開口は
ブランキング状態の如何を問わずほぼ同じ強度の電子線
照射を受ける。したがって、ブランキング中でも成形開
口は常に非ブランキング時と同様に照射されており、成
形開口が熱サイクルを受けることがなく熱的に安定す
る。なお、強度一様性のあるビームが成形開口周囲に比
較的広いマージンを持って当っており、少々ビームが揺
れても成形開口を通過するビームの一様性を確保できる
場合であっても、ブランキング時にブランキング開口上
でのビームの移動に比べて成形開口面でのビームの移動
を十分小さくなるよう設計しておけば、成形開口面を偏
向支点としなくても、マスク上での成形開口像の移動を
完全に止めることができる。
That is, despite the presence of the blanking deflector on the electron beam upstream side of the shaping aperture, the shaping aperture receives an electron beam of almost the same intensity regardless of the blanking state. Therefore, even during blanking, the forming opening is always irradiated in the same manner as during non-blanking, and the forming opening is thermally stabilized without undergoing a thermal cycle. In addition, even if the beam having uniform intensity hits the periphery of the forming opening with a relatively wide margin, and even if the beam slightly shakes, the uniformity of the beam passing through the forming opening can be ensured, If the beam movement on the forming aperture surface is designed to be sufficiently smaller than the beam movement on the blanking opening during blanking, forming on the mask without using the forming opening surface as a deflection fulcrum The movement of the aperture image can be completely stopped.

【0009】本発明のブランキング装置においては、上
記ブランキング偏向器が1段の静電偏向器からなること
が好ましい。上述の従来技術とは異なり、ビームを折り
返さず、1段の静電偏向器での偏向のみの場合は、偏向
器長を長く取れる。またビームを折り返さない分、効率
よくビームを偏向できるので、偏向電極間隔をあまり小
さくしなくても100V 程度でブランキング可能であ
る。さらにブランキング偏向器の位置の近く(成形開口
の電子銃側)には高速で偏向する電磁偏向器はないの
で、バルク金属で偏向器電極を作れる。
In the blanking device of the present invention, it is preferable that the blanking deflector comprises a one-stage electrostatic deflector. Unlike the above-described prior art, when only the deflection is performed by a single-stage electrostatic deflector without turning the beam, the length of the deflector can be increased. In addition, since the beam can be efficiently deflected because the beam is not folded, blanking can be performed at about 100 V without making the interval between the deflection electrodes too small. Furthermore, there is no electromagnetic deflector that deflects at high speed near the position of the blanking deflector (on the electron gun side of the forming aperture), so that the deflector electrode can be made of bulk metal.

【0010】本発明のブランキング装置においては、上
記成形開口のブランキング偏向器側に、成形開口よりわ
ずかに大きい開口部を有し光軸から離れた電子線を遮る
開口が配置されていることが好ましい。このやや広い開
口で光軸から離れた周辺部のビームを遮って、成形開口
に当てないようにする。そのため、成形開口の入熱量を
低下するとともに一様化することができる。なお、上記
やや広い開口は、水冷ヒートシンクを設けたり厚い銅板
製とすることにより、熱が逃げやすい構造とすることが
好ましい。
In the blanking device of the present invention, an opening having a slightly larger opening than the shaping opening and blocking an electron beam distant from the optical axis is arranged on the blanking deflector side of the shaping opening. Is preferred. The slightly wider aperture blocks the beam in the peripheral area away from the optical axis so that it does not hit the forming aperture. Therefore, the amount of heat input to the forming opening can be reduced and uniformized. Note that it is preferable that the slightly wide opening has a structure in which heat is easily released by providing a water-cooled heat sink or by using a thick copper plate.

【0011】本発明のブランキング装置においては、上
記ブランキング偏向器の外側に磁気レンズ(コンデンサ
レンズ)が配置されていることが好ましい。このコンデ
ンサレンズの収束作用により、光軸から離れた軌道を通
る電子線が光軸方向に曲げられるので、ブランキング開
口上でのブランキング偏向器による振り幅を小さくする
ことができる。
In the blanking device of the present invention, it is preferable that a magnetic lens (condenser lens) is arranged outside the blanking deflector. The electron beam passing through the orbit away from the optical axis is bent in the optical axis direction by the convergence action of the condenser lens, so that the swing width of the blanking deflector over the blanking opening can be reduced.

【0012】本発明のブランキング装置においては、ブ
ランキング過渡時にマスク上で成形開口像が動かないこ
とが好ましい。ブランキング過渡時にも、成形開口から
全ての方向へ出射したビームは、レンズによってマスク
上における非ブランキング時の入射点に戻されるので、
ブランキング過渡時にマスクが照射ムラを生じることが
ない。
In the blanking apparatus of the present invention, it is preferable that the formed aperture image does not move on the mask during the blanking transition. Even during the blanking transition, the beams emitted in all directions from the forming aperture are returned by the lens to the incident point on the mask during non-blanking,
Irradiation unevenness of the mask does not occur at the time of blanking transition.

【0013】以下、図面を参照しつつ説明する。図1
は、本発明の1実施例に係るブランキング装置を有する
電子線照明光学系の構成及び結像関係を説明するための
図である。まず光学系の各機器の配置及び個別の作用を
説明する。図の最上部に符号1で示すのが電子銃のカソ
ードである。このカソード1は図の下方に向けて電子線
を放出する。なお、本明細書においては、電子線(荷電
粒子線)の上流側を上、下流側を下という。
Hereinafter, description will be made with reference to the drawings. FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration and an imaging relationship of an electron beam illumination optical system having a blanking device according to one embodiment of the present invention. First, the arrangement and individual operation of each device of the optical system will be described. The cathode of the electron gun is indicated by reference numeral 1 at the top of the figure. The cathode 1 emits an electron beam downward in the figure. In this specification, the upstream side of the electron beam (charged particle beam) is referred to as “up”, and the downstream side is referred to as “down”.

【0014】電子銃の下には、電磁レンズである第1コ
ンデンサレンズ3が配置されている。この第1コンデン
サレンズ3は、カソード1から放出された電子線を収束
させ、後述する第2コンデンサレンズ11と協働して成
形開口13にカソード像を結像させる。第1コンデンサ
レンズ3の下にはトリム開口5が配置されている。この
トリム開口5と同じ位置には、カソード1から放出され
第1コンデンサレンズ3によって収束された電子線のク
ロスオーバ像C.O.が形成される。トリム開口5では、ビ
ーム強度はガウス分布をなし、光軸からある程度遠くま
でビーム強度が0にならない。トリム開口5の直径をク
ロスオーバ直径と同程度にすると50%ビーム量は減る
が、ブランキング開口21上でブランキング時にビーム
を偏向する量を半分以下に減らせる。
Below the electron gun, a first condenser lens 3 which is an electromagnetic lens is arranged. The first condenser lens 3 converges the electron beam emitted from the cathode 1 and forms a cathode image on the forming aperture 13 in cooperation with a second condenser lens 11 described later. Below the first condenser lens 3, a trim opening 5 is arranged. At the same position as the trim opening 5, a crossover image CO of the electron beam emitted from the cathode 1 and converged by the first condenser lens 3 is formed. In the trim opening 5, the beam intensity has a Gaussian distribution, and the beam intensity does not become zero until the beam is somewhat distant from the optical axis. If the diameter of the trim opening 5 is made substantially equal to the crossover diameter, the beam amount is reduced by 50%, but the amount of beam deflection on the blanking opening 21 during blanking can be reduced to less than half.

【0015】トリム開口5の下(第2コンデンサレンズ
11と同じ位置)にはブランキング偏向器7が配置され
ている。この偏向器7は静電偏向器であり、光軸を挟ん
で対向する2枚の電極板を有する。同偏向器7は、マス
ク31に電子線(照明ビーム)を当てたくない時に、電
子線の向きを大きく変えて電子線(符号43)をブラン
キング開口21の開口板に当てる。
A blanking deflector 7 is arranged below the trim opening 5 (at the same position as the second condenser lens 11). The deflector 7 is an electrostatic deflector and has two electrode plates facing each other with the optical axis interposed therebetween. When the electron beam (illumination beam) is not desired to be applied to the mask 31, the deflector 7 largely changes the direction of the electron beam and applies the electron beam (reference numeral 43) to the opening plate of the blanking opening 21.

【0016】第2コンデンサレンズ11も電磁レンズで
あり、上述のように第1コンデンサレンズ3と協働して
成形開口13にカソード像を結像させる(二点鎖線45
参照)。第2コンデンサレンズ11は、ブランキング偏
向器7と同じ光軸方向位置でブランキング偏向器7の外
側に配置されている。
The second condenser lens 11 is also an electromagnetic lens, and forms a cathode image on the forming aperture 13 in cooperation with the first condenser lens 3 as described above (two-dot chain line 45).
reference). The second condenser lens 11 is arranged outside the blanking deflector 7 at the same position in the optical axis direction as the blanking deflector 7.

【0017】第2コンデンサレンズ11の下で、ブラン
キング偏向器7の下には、ヒートシンク開口12及び成
形開口13が配置されている。成形開口13は、マスク
31に当てる電子線束(照明ビーム)の外形を成形する
ものである。例えば、照明ビームの外形をマスク31上
で1mm強の正方形に成形する。成形開口13の位置に
は、上述のように、カソード像が結像する。ヒートシン
ク開口12は、上記成形開口のブランキング偏向器側
に、成形開口よりわずかに大きい開口部を有し光軸から
離れた電子線を遮る。このやや広い開口12で光軸から
離れた周辺部のビームを遮って、成形開口13に当てな
いようにする。そのため、成形開口13の入熱量を低下
するとともに一様化することができる。このヒートシン
ク開口12は、水冷ヒートシンクを設けたり厚い銅板性
とすることにより、熱が逃げやすい構造としている。
Below the second condenser lens 11 and below the blanking deflector 7, a heat sink opening 12 and a forming opening 13 are arranged. The shaping opening 13 is for shaping the outer shape of the electron beam (illumination beam) applied to the mask 31. For example, the outer shape of the illumination beam is formed into a square of a little over 1 mm on the mask 31. As described above, a cathode image is formed at the position of the forming opening 13. The heat sink opening 12 has an opening slightly larger than the shaping opening on the blanking deflector side of the shaping opening, and blocks an electron beam away from the optical axis. The slightly wide aperture 12 blocks the beam in the peripheral portion away from the optical axis so that it does not hit the forming aperture 13. Therefore, the heat input amount of the forming opening 13 can be reduced and uniformized. The heat sink opening 12 has a structure in which heat can easily escape by providing a water-cooled heat sink or by using a thick copper plate.

【0018】視野選択偏向器20は、成形開口13とブ
ランキング開口21の間に2段、ブランキング開口21
とマスク31間に3段配置されている。これらの偏向器
は、偏向可能視野内でマスク31上において成形開口像
(照明ビーム)の位置を変え、マスク31上に多数形成
されているサブフィールド(単位露光領域、図示され
ず)を選択的に照明する。
The field selecting deflector 20 has a two-stage blanking opening 21 between the forming opening 13 and the blanking opening 21.
And the mask 31 are arranged in three stages. These deflectors change the position of the shaped aperture image (illumination beam) on the mask 31 within the deflectable visual field, and selectively select a number of subfields (unit exposure areas, not shown) formed on the mask 31. To illuminate.

【0019】成形開口13の下には、第1照明レンズ1
9が配置されている。この第1照明レンズ19は、成形
開口13の中心を通る主光線を光軸と平行なビームに収
束させる。そして、後述する第2照明レンズ25と協働
して成形開口像をマスク31上に結像する。
Below the forming opening 13, the first illumination lens 1
9 are arranged. The first illumination lens 19 converges a principal ray passing through the center of the shaping aperture 13 into a beam parallel to the optical axis. Then, a shaped aperture image is formed on the mask 31 in cooperation with a second illumination lens 25 described later.

【0020】第1照明レンズ19の下には、ブランキン
グ開口21が配置されている。ブランキング開口21
は、上述のように照明不要時にビームを遮蔽するための
ものである。ブランキング開口21の中央部には、カソ
ード1のクロスオーバ像が結像する。
A blanking opening 21 is arranged below the first illumination lens 19. Blanking opening 21
Is for blocking the beam when illumination is unnecessary as described above. A crossover image of the cathode 1 is formed at the center of the blanking opening 21.

【0021】ブランキング開口21の下には第2照明レ
ンズ25が配置されている。この第2照明レンズ25
は、光軸に平行に入射するビームをマスク31上に収束
させる。これら2段の照明レンズ19、25は、成形開
口13の像をマスク31上に縮投影する。この例では投
影率は1/1である。
A second illumination lens 25 is arranged below the blanking opening 21. This second illumination lens 25
Converges a beam incident parallel to the optical axis on the mask 31. These two-stage illumination lenses 19 and 25 contractively project the image of the shaping aperture 13 onto the mask 31. In this example, the projection ratio is 1/1.

【0022】図1の照明光学系における全体的な結像作
用について説明する。二点鎖線45は成形開口13の共
役面を示す。二点鎖線45の上端は、カソード1の虚像
位置41(中心位置)である。二点鎖線45はカソード
虚像の光軸部から出て、第1コンデンサレンズ3で光軸
に平行に曲がり、成形開口13の位置で光軸と交わる。
その後、照明レンズ25で曲がりマスク31面上で光軸
と交わり結像する。結局、カソード虚像面41、成形開
口13、マスク面31が互いに共役である。
The overall image forming operation of the illumination optical system shown in FIG. 1 will be described. A two-dot chain line 45 indicates a conjugate plane of the forming opening 13. The upper end of the two-dot chain line 45 is the virtual image position 41 (center position) of the cathode 1. The two-dot chain line 45 emerges from the optical axis of the cathode virtual image, bends parallel to the optical axis by the first condenser lens 3, and intersects the optical axis at the position of the forming opening 13.
Thereafter, the illumination lens 25 intersects the optical axis on the curved mask 31 to form an image. As a result, the cathode virtual image surface 41, the forming aperture 13, and the mask surface 31 are conjugate to each other.

【0023】実線43は、ブランキング時の主光線の軌
道を示す。成形開口より下ブランキング時の軌道は実線
43のようになることは容易に理解できる。成形開口よ
り上ではこの実線43を上流側へ延長したものとして理
解できる。軌道43は、第2コンデンサレンズ12で発
散方向から光軸方向に曲げられ、成形開口13の位置で
は光軸を通る。その後光軸から離れる方向に進み、第1
照明レンズ19で光軸と平行に曲げられ、ブランキング
開口21に遮られる。
The solid line 43 indicates the trajectory of the principal ray during blanking. It can be easily understood that the trajectory at the time of blanking below the forming opening is as shown by the solid line 43. Above the forming opening, it can be understood that this solid line 43 is extended to the upstream side. The orbit 43 is bent in the optical axis direction from the diverging direction by the second condenser lens 12 and passes through the optical axis at the position of the forming opening 13. Then proceed in the direction away from the optical axis,
The light is bent parallel to the optical axis by the illumination lens 19, and is blocked by the blanking opening 21.

【0024】ここでトリム開口5から光軸上を進んでき
たビーム46を対象にしないのは、図示のようにヒート
シンク開口12で遮蔽されるからである。つまり、最も
遮断し難いビームを対象に検討する必要がある。ブラン
キング時の強度を1/104にするにはブランキング開
口21上でクロスオ−バ−直径の3倍程度偏向できれば
十分である。もし第2コンデンサレンズ11が無けれ
ば、トリム開口5の中心を通ってきたビームはブランキ
ングされないと破線51の軌道を取るが、偏向器7と同
位置に第2コンデンサレンズ11があるため破線49の
如く光軸に平行な軌道となる。つまり第2コンデンサレ
ンズ11がないと、第一照明レンズ19の位置で振り幅
57だけブンキング時に偏向する必要があるのを、振り
幅55で示したように半減する。
Here, the beam 46 that has traveled on the optical axis from the trim opening 5 is not targeted because it is shielded by the heat sink opening 12 as shown. In other words, it is necessary to consider the beam that is most difficult to block. In order to reduce the intensity at the time of blanking to 1/10 4 , it is sufficient if the beam can be deflected about three times the crossover diameter on the blanking opening 21. If the second condenser lens 11 is not provided, the beam that has passed through the center of the trim opening 5 follows the trajectory of the broken line 51 if it is not blanked. However, since the second condenser lens 11 is located at the same position as the deflector 7, the broken line 49 The trajectory is parallel to the optical axis. That is, if the second condenser lens 11 is not provided, it is necessary to deflect by the swing width 57 at the position of the first illumination lens 19 at the time of bunking.

【0025】成形開口13の真上にヒ−トシング開口7
があるため、ブランキング偏向時、ヒ−トシング開口を
照明する照射領域は移動するが、照射領域はヒ−トシン
グ開口より十分広いから、ブランキング過渡時はもちろ
ん、ブランキング時も成形開口は露光時と同様に照射さ
れているので成形開口が熱変動を受けない。また、図の
ように、成形開口13とブランキング開口21間は距離
がある(一例で150mm)ので、少しのブランキング角
でビームは大きくブランキング開口21上で移動するた
め、偏向器7の偏向感度は比較的小さくて済む。
The heating opening 7 is located directly above the molding opening 13.
During blanking deflection, the irradiation area that illuminates the heating opening moves, but the irradiation area is sufficiently larger than the heating opening. Since the irradiation is performed in the same manner as at the time, the molding opening is not subjected to thermal fluctuation. Further, as shown in the drawing, there is a distance between the forming opening 13 and the blanking opening 21 (for example, 150 mm), so that the beam largely moves on the blanking opening 21 at a small blanking angle. The deflection sensitivity can be relatively small.

【0026】成形開口が余裕を持って照明されている
(強度一様性のあるビームが開口周囲に比較的広いマー
ジンをもって当っており、少々ビームが揺れても成形開
口を通過するビームの一様性を確保できる状態)とし、
ブランキング時、ブランキング開口上でのビームの移動
に比べて成形開口面でのビームの移動を十分小さくなる
よう設計しておけば、成形開口面を偏向支点としなくて
も、マスク上での成形開口像の移動を止められる。
The shaping aperture is illuminated with a sufficient margin (a beam with uniform intensity hits around the opening with a relatively wide margin, and even if the beam slightly shakes, the uniformity of the beam passing through the shaping aperture is uniform. State that can secure the nature),
At the time of blanking, if the movement of the beam on the forming aperture is designed to be sufficiently smaller than the movement of the beam on the blanking aperture, the mask can be moved on the mask without using the forming aperture as a deflection fulcrum. The movement of the shaped aperture image can be stopped.

【0027】次に具体的な設計数値例を説明する。ウエ
ハ上で8mradの収束半角、縮小率1/4、第2照明レン
ズ25の焦点距離を110mmとすると、ブランキング開
口21上のクロスオーバ直径Dは以下となる。D=2×
2mrad×110mm=0.44mm したがって、第1照明
レンズ19における偏向幅55は、3×0.44=1.
32mmとなる。
Next, a specific example of design numerical values will be described. Assuming that the convergent half angle of 8 mrad on the wafer, the reduction ratio is 1/4, and the focal length of the second illumination lens 25 is 110 mm, the crossover diameter D on the blanking opening 21 is as follows. D = 2 ×
2 mrad × 110 mm = 0.44 mm Therefore, the deflection width 55 of the first illumination lens 19 is 3 × 0.44 = 1.
It becomes 32 mm.

【0028】加速電圧100KV、ブランキング電圧±1
00V 、偏向器長さ10cm、偏向器中心からレンズ9の
主面まで161mm、とすると静電偏向器の電極間隔dは
以下となる。d=50mm/1.32mm×161mm×20
0/105 =8.25mmとなり、十分間隔の大きい静電
偏向器が使える。
Acceleration voltage 100 KV, blanking voltage ± 1
Assuming that 00V, the length of the deflector is 10 cm, and the distance from the center of the deflector to the main surface of the lens 9 is 161 mm, the electrode interval d of the electrostatic deflector is as follows. d = 50mm / 1.32mm x 161mm x 20
0/10 5 = 8.25 mm, and a sufficiently large electrostatic deflector can be used.

【0029】成形開口13上でブランキング時のビーム
の移動量53は以下となる。 1.32mm×51/161=0.42mm 成形開口13(1.1mm角)の電子銃側にヒートシンク
開口7(1.2mm角)を設けることとする。その場合、
成形開口上で1.2mm×(2)1/2 +0.42mm=2.
12mmだけ直径より大きい領域でビーム強度がほぼ一様
であれば、ヒートシンク開口12を通過するビーム量は
ほぼ一定である。したがって、この場合は、成形開口1
3はブランキングの如何にかかわらず常に一定の照射を
受ける。なおブンラキング過渡時の軌道は破線59の如
くになり、成形開口像はマスク31上で動かない。
The movement amount 53 of the beam at the time of blanking on the forming opening 13 is as follows. 1.32 mm × 51/161 = 0.42 mm A heat sink opening 7 (1.2 mm square) is provided on the electron gun side of the forming opening 13 (1.1 mm square). In that case,
1.2 mm × (2) 1/2 +0.42 mm = 2.
If the beam intensity is substantially uniform in a region larger than the diameter by 12 mm, the amount of the beam passing through the heat sink opening 12 is substantially constant. Therefore, in this case, the forming opening 1
No. 3 receives a constant irradiation regardless of blanking. The trajectory at the time of the transient is as indicated by a broken line 59, and the formed aperture image does not move on the mask 31.

【0030】また本ブランキング装置では、上の1段の
偏向器でブランキングできるので、成形開口からマスク
間に静電偏向器は不要である。そのためこの位置に設け
た電磁偏向器やダイナミックフォーカスレンズは渦電流
の問題なく高速動作が可能である。
In the present blanking apparatus, blanking can be performed by the upper one-stage deflector, so that an electrostatic deflector is not required between the forming opening and the mask. Therefore, the electromagnetic deflector and the dynamic focus lens provided at this position can operate at high speed without eddy current problems.

【0031】[0031]

【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、電子線縮小転写装置等におけるマスクを照明
する照明光学系におけるブランキング装置であって、成
形開口やマスクを均一に照射できる、あるいはブランキ
ング偏向器の偏向角度が低くてすむ等の特長を有する照
明光学系を提供できる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, there is provided a blanking device in an illumination optical system for illuminating a mask in an electron beam reduction transfer device or the like. It is possible to provide an illumination optical system having such a feature that the deflection angle of the blanking deflector can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の1実施例に係る電子線照明光学系の構
成及び結像関係を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration and an imaging relationship of an electron beam illumination optical system according to one embodiment of the present invention.

【図2】特開昭57−122518号に開示されている
マスク照明光学系の構成を示す。
FIG. 2 shows a configuration of a mask illumination optical system disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-122518.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 カソード 3 第1コンデン
サレンズ 5 トリム開口 7 ブランキング
偏向器 11 第2コンデンサレンズ 12 ヒートシン
ク開口 13 成形開口 19 第1照明レ
ンズ 21 ブランキング開口 25 第2照明レ
ンズ 31 マスク 41 カソード虚
像 53 成形開口におけるブランキング時ビーム移動量 55、57 偏向幅
Reference Signs List 1 cathode 3 first condenser lens 5 trim opening 7 blanking deflector 11 second condenser lens 12 heat sink opening 13 forming opening 19 first lighting lens 21 blanking opening 25 second lighting lens 31 mask 41 cathode virtual image 53 forming in forming opening Beam movement amount at ranking 55, 57 Deflection width

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電子銃から放出される電子線で成形開口
を照射し、この成形開口の像をマスク上に結像させる照
明光学系におけるブランキング装置であって;成形開口
より電子銃側に配置されたブランキング偏向器と、 成形開口とマスク間に配置されたブランキング開口と、
を備え、 電子線をブランキング偏向器で偏向させてブランキング
開口の開口板で電子線を遮る状態(ブランキング状
態)、 電子線をブランキング偏向器で偏向させずブランキング
開口を電子線が通過する状態(非ブランキング状態)、 あるいはブランキング状態と非ブランキング状態の間の
過渡的な状態(過渡状態)、のいずれを問わず、 上記成形開口がほぼ同じ強度の電子線照射を受けること
を特徴とするブランキング装置。
1. A blanking device in an illumination optical system for irradiating a shaped opening with an electron beam emitted from an electron gun and forming an image of the shaped opening on a mask; A blanking deflector arranged, a blanking opening arranged between the forming opening and the mask,
A state in which the electron beam is deflected by a blanking deflector and the electron beam is blocked by a blanking opening plate (a blanking state). Irrespective of the passing state (non-blanking state) or the transient state (transient state) between the blanking state and the non-blanking state, the above-mentioned forming opening receives the electron beam irradiation of almost the same intensity. A blanking device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 上記ブランキング偏向器が1段の静電偏
向器からなることを特徴とする請求項1記載のブランキ
ング装置。
2. The blanking apparatus according to claim 1, wherein said blanking deflector comprises a one-stage electrostatic deflector.
【請求項3】 上記成形開口のブランキング偏向器側
に、成形開口よりわずかに大きい開口部を有し光軸から
離れた電子線を遮る開口が配置されていることを特徴と
する請求項1又は2記載のブランキング装置。
3. An opening having an opening slightly larger than the shaping opening and blocking an electron beam distant from the optical axis is arranged on the blanking deflector side of the shaping opening. Or the blanking device according to 2.
【請求項4】 上記ブランキング偏向器の外側に磁気レ
ンズ(コンデンサレンズ)が配置されていることを特徴
とする請求項1又は2記載のブランキング装置。
4. The blanking device according to claim 1, wherein a magnetic lens (condenser lens) is disposed outside the blanking deflector.
【請求項5】 ブランキング過渡時にマスク上で成形開
口像がほぼ動かないことを特徴とする請求項1又は2記
載のブランキング装置。
5. The blanking apparatus according to claim 1, wherein the formed aperture image hardly moves on the mask at the time of blanking transition.
【請求項6】 上記ブランキング偏向器の外側に磁気レ
ンズ(コンデンサレンズ)が配置されているとともに、 ブランキング過渡時にマスク上で成形開口像がほぼ動か
ないことを特徴とする請求項1又は2記載のブランキン
グ装置。
6. The apparatus according to claim 1, wherein a magnetic lens (condenser lens) is disposed outside the blanking deflector, and the formed aperture image hardly moves on the mask during blanking transition. The blanking device as described.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010021462A (en) * 2008-07-14 2010-01-28 Jeol Ltd Charged particle beam drawing device
US9881764B2 (en) 2016-01-09 2018-01-30 Kla-Tencor Corporation Heat-spreading blanking system for high throughput electron beam apparatus

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