JP2001015054A

JP2001015054A - 偏向器、それを用いた荷電粒子線露光装置及び半導体デバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2001015054A
Application number: JP2000169085A
Authority: JP
Inventors: Rodney A Kendall; ロドニー．エイ．ケンドル
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 2000-06-01
Publication date: 2001-01-19
Also published as: US6153885A

Abstract

(57)【要約】【課題】幾重にも覆われたコイルの内側中心部分の温度
はわずかしか冷媒の影響を受けないため、仮にコイルの
表面温度が一定に保たれたとしても、コイルは連続的に
延びたり縮んだりする。【解決手段】シリンダー２４と、シリンダー２４に固定
された複数のコイル板１０’と、コイル板10'は左右の
面を有し、コイル板の少なくとも一つの面に渦巻き状に
形成された平面状のコイルと、を有することを特徴とす
る偏向器20。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は荷電粒子線露光装置
に用いられる偏向器、それを用いた荷電粒子線露光装置
及び半導体製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子線リソグラフィー装置の様なリソグ
ラフィーに用いられる荷電粒子線装置では、一般的に所
望の入射位置へ電子線を偏向するために用いられる電磁
偏向器が用いられている。入射した電子線で、例えば、
マスク、レチクル、ウエハー等の基板が露光される。

【０００３】一般的に用いられている偏向器の１つのタ
イプはトロイダル偏向器である。この偏向器は多くの分
離したコイルが中心軸に対して放射状に配置されてい
る。例えば、この偏向器は米国特許5,631,615に開示さ
れている(by Messick and Senesi "Free Wounf Electro
magnetic Deflection Yoke)。このタイプの偏向器は一
般に偏向ヨークと呼ばれている。

【０００４】集積回路産業は最小線幅の大きさと線幅変
動の許容値の要求を厳しくし続けているため、もし位置
誤差と光学収差を低減させるので有れば、電子線露光装
置における偏向器の機械的な安定性と対称性は重要とな
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このことは近年開発さ
れている電子線露光装置では顕著である。この電子線露
光装置は電子線投影装置(EBPS)と呼ばれ、高スループッ
トを実現する為に大きな偏向場を必要とする。大きな偏
向場は偏向ヨークへの大電流の印加を要求し、これは大
きな熱量の消費を伴い、熱効果となる。偏向ヨークのコ
イルを流れる電流によって生じる熱効果はコイルの大き
さや偏向器に対するコイルの位置の変化を生じさせる。
これらは既存の偏向ヨーク設計の機械的な不安定性の大
きな要因となる。この機械的な変化はコイルの電磁偏向
場を変化させ、電子線の位置変化と収差を発生させる。

【０００６】電子線リソグラフィーに用いられる電子線
露光装置の動作中のコイルの温度制御は機械的な安定性
を維持させる為には重要である。コイルの温度が一定に
なるように温度制御は行わなければならない。ほぼ一定
の温度を保つためには偏向器はフロリナートの様な冷媒
の流れの中で動作させる。しかしながら、最適な冷媒を
用いたとしても、部分的にしか効果的ではない。何故な
らば、冷媒はコイルの表面にしか到達せず、幾重にも覆
われたコイルの内側中心部分の温度はわずかしか冷媒の
影響を受けないからである。この結果は、仮にコイルの
表面温度が一定に保たれたとしても、コイルは連続的に
延びたり縮んだりするということである。

【０００７】従来の偏向器は銅のコイル線を幾重にも巻
いたものであり、これを液体や空気で冷やしているが、
上述したコイルの大きさや位置の変化の問題は解決され
ていない。この問題は電子線リソグラフィーの分野では
良く知られている。しかしながら、これまでは適当な解
決手段が無かった。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第１の手段は、『シリンダーと、前記シリンダーに固
定された複数のコイル板と、前記コイル板は左右の面を
有し、該コイル板の少なくとも一つの面に渦巻き状に形
成された平面状のコイルと、を有することを特徴とする
偏向器（請求項１』である。

【０００９】本手段によれば、コイルが１つの平面層で
あるため、コイル板に冷媒を流すことによって冷媒がコ
イル全体に接触するため、コイルの温度安定性が向上
し、装置の動作中のコイルの伸び縮みを抑制することが
できる。第２の手段は、『前記コイル板は低熱膨張の材
料からなる事を特徴とする請求項１に記載の偏向器（請
求項２）』である。

【００１０】第３の手段は『前記コイル板は絶縁材料か
らなる事を特徴とする請求項１または２に記載の偏向器
（請求項３）である』。第４の手段は、『前記コイル板
は石英からなる事を特徴とする請求項１，２または３に
記載の偏向器（請求項４）』である。第５の手段は、
『前記コイルは銅からなる事を特徴とする請求項１、
２，３または４に記載の偏向器（請求項５）』である。

【００１１】第６の手段は、『前記コイルは前記コイル
板の左右の面の両方に形成される事を特徴とする請求項
１〜５のいずれか１項に記載の偏向器（請求項６）』で
ある。第７の手段は、『前記コイル板は貫通溝を有し、
前記２つのコイルは該貫通溝を介して電気的に接続され
ている事を特徴とする請求項６に記載の偏向器（請求項
７）』である。

【００１２】第８の手段は、『前記２つのコイルは大き
さと形状がほぼ同じである事を特徴とする請求項６また
は７に記載の偏向器（請求項８）』である。第９の手段
は、『前記シリンダーは筒状のシリンダーであり、その
中心部に荷電粒子線を通過可能な開口を有する事を特徴
とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の偏向器（請
求項９）』である。

【００１３】第１０の手段は、『前記シリンダーはその
外壁に設けられた溝を有し、前記複数のコイル板は前記
溝によって固定される事を特徴とする請求項１〜９のい
ずれか１項に記載の偏向器（請求項１０）』である。第
１１の手段は、『前記コイル板表面は冷媒を流す事によ
って冷却される事を特徴とする請求項１〜１０のいずれ
か１項に記載の偏向器（請求項１１）』である。

【００１４】第１２の手段は、『前記シリンダーの底面
に接続されるフランジを有し、前記コイル板は該フラン
ジにも固定される事を特徴とする請求項１〜１１のいず
れか１項に記載の偏向器（請求項１２）』である。第１
３の手段は、『前記コイル板は前記フランジに形成され
た溝によって固定される事を特徴とする請求項１２に記
載の偏向器（請求項１３）』である。

【００１５】第１４の手段は、『前記フランジに固定さ
れた少なくとも一つのリングを有し、前記コイル板は前
記リング設けられた溝によって固定される事を特徴とす
る請求項１２に記載の偏向器（請求項１４）』である。
第１５の手段は、『前記フランジは前記冷媒を導入する
ための開口を有し、前記開口を通して前記コイル板へ冷
媒が循環される事を特徴とする請求項１１に記載の偏向
器（請求項１５）』である。

【００１６】第１６の手段は、『前記複数のコイル板は
Ｘ偏向用のＸコイル板群と、Ｙ偏向用のＹコイル群とに
区別され、各々の群のコイルはひとつながりとなるよう
に配線されている事を特徴とする請求項１〜１５のいず
れか１項に記載の偏向器（請求項１６）』である。第１
７の手段は、『前記配線によって生じる磁場が打ち消し
合うように前記配線は構成されている事を特徴とする請
求項１６に記載の偏向器（請求項１７）』である。

【００１７】第１８の手段は、『請求項１乃至１７のい
ずれか１項に記載の偏向器を有する事を特徴とする荷電
粒子線露光装置（請求項１８）』である。第１９の手段
は、『請求項１８に記載の荷電粒子線露光装置を用い
て、レチクル、マスクウエハ等の基板を露光する工程を
有してなる事を特徴とする半導体デバイスの製造方法』
である。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を図面を引用し
て説明するが本発明はこれに限られるものではない。図
１（ａ）はコイル板（vane）10の左側面を示す概略図で
ある。コイル板10は薄い石英基板12を有する。コイル板
10は本発明に関連する偏向器に用いられる。コイル板10
は２つの平行な平面を持ち、その左側面12Lは図１(a)に
示され、右側面12Rは図１(b)に示される。

【００１９】基板12は左側面12Lに形成された一つの平
面状の導電性渦巻きコイル14を有する。基板12は右側面
12R上に形成されたもう一つの平面状の導電性渦巻きコ
イル16を有する。図1(b)を参照すると、対となるコイル
16が薄い基板12の右側面12R上に示されており、これは
図１(a)の上述したコイル１４と基板12を介して重なり
合う。コイル16は実質的にコイル14の鏡像となる。その
ためコイル１４，１６は対となる。そして、２つのコイ
ル14,16は基板12の両側面に配置される。コイル14は図
１(a)の左側面12L上に形成される。コイル16は図1(b)の
右側面12R上に形成される。

【００２０】図１(c)は図1(b)のコイル板10の上側の左
角の一部を示す透視図であり、基板12の右側面12R上に
形成されたコイル構造16の一部が示されている。図１
(a)を参照すると、上述した米国特許5,631,615に示され
る様な、従来の方法である銅線の束を形成するために幾
重にも巻かれたコイル構造の代わりに、本発明に関連し
たコイル構造14が示されている。コイル構造14は、薄い
基板12に被覆された銅を渦巻き状に巻いた単一の平面層
（抵抗値が低ければ熱の発生が抑えられるため、好まし
くは厚い膜とする）として形成されている。この様にし
てコイル板10が構成される。左側コイル14は端子18Aか
ら始まり、基板12の左側面12L上で渦巻き状に中心に向
かって巻かれ、左側コイル14の内側のパッド14Pの18Bに
達するまで巻かれる。注意することは18Bは相対的に端
子14Aに接近していることである。パッド14Pは左終点18
Bに接続されており、18Bは基板12を通過して基板12の右
側12Rへ到達する。右側コイル16の内側の終点でパッド1
6Pは右側の終点18Bに接続されている。つまり、左側コ
イル１４と右側コイル１６は18Bを通じて基板12を挟ん
で電気的に接続されている。

【００２１】当業者であれば容易に分かるように、端子
18A,18Bにおけるコイル１４，１６への電気的な接続が
行われる。右側コイル16は基板12の右側面12R表面上に
パッド16Pから始まり外側方向へ端子18Cまで渦巻き状に
形成される。図１(b)を参照すると、コイル板10の右側
面12Rでは、パッド16Pは右側終点18Bに接続されてい
る。18Bは基板12を通じて図１(a)に示される基板12の左
側面12L上の左側終点18Bに接続されている。

【００２２】図２は基板12の表面から分離させたコイル
構造14,16の透視図を示す。破線16'は基板１２上のコイ
ル16が配置される位置を示す。いくつかの矢印はコイル
14,16を流れる電流の流れを示す。端子18Aにおける矢印
は左上側から電流が入力されることを示し、基板12の左
側面上の左側コイル14の外側の角が左上側の端子18Aを
示す。そして、電流は反時計回りに渦巻きコイル14の内
側終端であるパッド14Pに向かって流れる。その後、電
流は、基板12の開口12Hを通じて基板12の右側面上のパ
ッド16Pまで延びている18Bを流れる。そして、電流は右
側コイル16の外側の角の左上側の端子18Cに達するまで
渦巻き状のコイル16を外側方向に反時計周りに流れる。
従って、コイル14,16は連続しており、電流は各々のコ
イルで同じ方向に流れる。重ね合わされたコイル14,16
は磁場を累積させる。何故ならば、２つのコイルの磁場
は累積されるからである。電流の方向は時計回りに変更
可能であり、重ね合わせられたコイル14,16によって同
様な磁場の累積が行われる。

【００２３】図３は図１、２に示した概念に基づいたコ
イル板10'の例を示す断面図であり、コイル14',16'はよ
り多くの巻き数となっている。コイル14'は薄い基板12'
の左側面12L'上に12巻きされた銅線からなる。コイル16
は薄い基板12'の右側面に12巻きされた銅線からなり、
対となるコイルである。コイル14',16'の材料としては
銅の代わりに金、銀、それの合金等の低抵抗の材料を用
いる事ができる。薄い基板12'は石英等の低熱膨張係数
（ＣＴＥ）の材料を用いる事ができる。

【００２４】図４は本発明の実際的な実施例を示す部分
的な概略図であり、シリンダー24の表面に設けられた溝
とフランジ２６に設けられた溝で支持された８つの偏向
器板群22A-22Hを有する偏向器２０を示す。ハブ23は中
空の石英シリンダー24と、中空の石英フランジ26を有
し、シリンダー24の底面がフランジ26に接着されてい
る。図4に示す例では、64枚のコイル板が８つのコイル
板10'（例えば図3に示したコイル板10'）を有する８つ
のコイル板群22A-22Hとして配置されている。各々のコ
イル板10'には図３に示すように基板12'の左側、右側の
面にコイル14'16'が各々配置されている。コイル板10'
は管状のシリンダー24に対して要求される角度で取り付
けられ、かつ、中心を囲んで放射状に間隔をあけてハブ
23に配置される。また、各々が電気的に電流源に接続さ
れる。コイル板群22A-22Hのコイル板10'はハブ２３のフ
ランジ26とシリンダー２４の両者によって精密に固定さ
れている。

【００２５】ハブ23は、直立した管状シリンダー24（シ
リンダー24の長手方向に沿った中心開口37を伴う）を有
し、シリンダー24はその底部を同軸の中空を有する筒状
のフランジ26（シリンダー24の長手方向の開口37と合わ
さる開口を有する）によって支持されている。内側の環
状リング27はシリンダー24の底部に設けられ、そこでシ
リンダー24はフランジ26の上面に接触する。外側の環状
リング28はコイル板10'の外側端部とフランジ26の上面
との間に設けられる。

【００２６】偏向器20では各々の基板12'（コイル板1
0'）は上述した中空の円盤形状のフランジ26のリング27
に設けられた溝27'とリング28に設けられた溝28'とシリ
ンダー24によって支持されている。基板12'の垂直方向
の端部はシリンダー24の外壁に設けられた垂直外側溝25
によって支持されている。そのため、各々の基板12'の
内側の垂直端部はシリンダー24の外壁に設けられた垂直
外側溝25の一つによって支持される。

【００２７】シリンダー24の外壁は、シリンダー24の垂
直Ｚ軸と平行に上部から下部へ垂直方向に延びた外側溝
25を形成するように機械加工されている。溝27'と28'の
断面はＺ軸から放射状に延びている。外側溝25はコイル
板10'の内側端部が入り込めるようになっていて、適正
な位置にしっかりとコイル板10'の各々の内側端部を支
持するようになっている。そのため、各々のコイル板1
0'はシリンダー24の外側溝25にしっかりと接着される内
側端部を有し、結果として各々のコイル板10'はそれら
の内側端部でしっかりと適正な位置に支持される。

【００２８】上述したように、同軸の環状外側支持リン
グ28はフランジ26とコイル板10'（基板12'）の外側端部
との間に配置される。各々の基板12'の下側端部は外側
環状リング28の上面に形成された機械加工溝28'によっ
てしっかりと支持され、また同様にして内側環状リング
27の上面に設けられた機械加工溝27'によってもしっか
りと支持される。溝28'は筒状フランジ26に関するＺ軸
から放射状に延びていて、シリンダー24に設けられてい
る垂直外側溝25に対して位置決めされている。別の手段
として、溝28'、内側リング27、外側リング28をフラン
ジ表面から除去し、フランジ26の表面に直接溝を機械加
工によって設けることも可能である。この場合も、コイ
ル板10'はシリンダー24のＺ軸である中心から周囲に空
間をおいて放射状に位置決めされ、コイル板10'（基板1
2')の低端部は溝27',28'に接着されてしっかりと支持さ
れる。溝28'は隣のコイル板10'から距離をおいてコイル
板10'が配置されるように間隔をおいて設けられてい
る。コイル板10'の内側端部は垂直溝25にしっかりと支
持されている。コイル板10'の低端部は溝28'もしくはフ
ランジ26に設けられた他の溝に接着され、コイル板10'
は内側と底部がしっかりと固定される。

【００２９】電子線鏡筒に熟知している者、若しくは電
子線装置技術における当業者であれば分かるように、偏
向器20は一般的に電子線鏡筒に沿ったＺ軸に平行でかつ
Ｚ軸から距離をおいて配置されるシリンダー24を電子線
が通過可能となるように製造されている。シリンダー24
はハブ23の底部を形成する同軸の環状フランジ26を支持
して一体化されている。

【００３０】本実施の形態では、シリンダー24は石英で
作られており、当業者においては周知の紫外線硬化光学
接着剤のような光学的接着剤によって中空の石英フラン
ジ26に接着されている。図５は図４に示した８つのコイ
ル板10'を一つの組とする８つのコイル板群22A-22Hを有
する偏向器20の上面図を示す概略図である。

【００３１】図４、５に示した実施形態では基板12'の
厚さは要求される磁場を形成するために必要なコイル板
10'の数に応じて調整しなければならない。ある状況で
は要求される磁場を発生させるために数多くのコイル板
10'が必要となる。例えば、図4-6では８つのコイル板1
0'を一つの集まりとする８つの集まり22A-22Hを有する
６４枚のコイル板10'が示されている。コイル板10'の数
を多くするか少なくするかは必要とされる磁場を作り出
すために必要なコイルに流す電流量とコイルの巻き数に
依存する。基板12'の数を増加させると更に薄い基板12'
を用いなければならない。

【００３２】薄い基板12'の材料として石英を用いた
が、これに代わる材料としては絶縁基板がある。この絶
縁基板は硬く、装置の動作中に機械的に安定性がある必
要がある。そのような絶縁基板としてはセラミクスやポ
リイミドの様なポリマーを用いることができる。尚、こ
の絶縁基板は低熱膨張であることが好ましい。コイルの
製造方法としては、一般的には銅の膜を石英基板に接着
し、その後不必要な銅を機械加工によって除去して銅の
巻き線をパターニングする。勿論、パターニングした銅
を石英基板に接着してもよい。また、パターニングはリ
ソグラフィ技術や放電加工等の加工技術を用いる事が可
能である。

【００３３】本発明は各々のコイル14',16'の熱安定性
の問題を解決した。これは各々のコイル全体に冷媒を流
すことと、低熱膨張の基板12'にコイルを接着すること
によってコイルの伸び縮みを制限することによって達成
された。コイル板10'は順番に低熱膨張係数（例えば、
石英）のシリンダー24と円盤形状の（例えば、石英の）
フランジに接着され完全な偏向器のハブが形成される。

【００３４】本発明によって解決される更なる問題は、
各々のコイル24,26が放射溝28'と溝25によって放射状に
近接して位置決めされることによって、ハブ２３のシリ
ンダー24とフランジ26の中心Ｚ軸に関して正確に放射状
となり、結果として光学収差における４重収差を低減し
ているということである。電子線投影装置に要求される
とても大きな偏向場は本発明によって提供されるような
改良された解決手段を要求する。コイル板は図7,8に概
略的に示すように図３に示されるコネクター３５で導線
によって接続される。

【００３５】図５は図３に示したタイプの偏向器の概略
平面図であり、偏向器20の中心軸を紙面に垂直なＺ軸と
し、紙面の左右方向をＸ軸、紙面の上下方向をＹ軸とし
た。図５は各々８つのコイル板10'を有する８つの集合
体22A-22Hの位置を示す。コイル板10'はハブ23のシリン
ダー24の外壁に設けられた垂直溝25によって固定されて
いる。シリンダー24はその底面でフランジ26に固定され
ている。シリンダー24、フランジ26の両者とも中空構造
であり、例えば電子等の荷電粒子が試料（ウエハー等）
に向けて通過可能な開口37を有する。

【００３６】図6(a)は図５の偏向器20の底面におけるフ
ランジ26の平面図を示す。図6(b)は６(a)の4C-4C線に沿
って切ったフランジ26の断面図である。同軸の中空筒状
フランジ26は中心開口37を有し、シリンダー24の開口と
合わさる。内側環状リング27はシリンダー24の底面に設
けられ、そこでシリンダー24はフランジ26の上面に接す
る。フランジ26の上面に設けられた同軸の環状内側支持
リング27はその上面に機械加工された溝27'を有する。

【００３７】外側の同軸環状リング28はフランジ26の上
面とコイル板10'の外側端部との間に設けられる。環状
外側支持リング28はその上面に機械加工された溝28'を
有する。溝27',28'はＺ軸から放射状に延びており、コ
イル板10'の底部を支持するようにシリンダー24の垂直
外側溝25に対して位置決めされる。

【００３８】尚、フランジ26上から内側リング27と外側
リング28を除去し、代わりにフランジ26表面に機械加工
によって溝28'を設けることも可能である。外側リング2
8と内側リング27の間には複数の冷却開口21が形成され
ており、この開口はフランジ26の上部から下部まで通じ
ている。冷却開口21はフランジ26の底面の下にある空間
からコイル板10'の底面まで冷媒を循環させるために設
けられており、冷媒はコイル板10'上のコイルを冷却す
るためにコイル板10'間を流れる。注意することはリン
グ27,28が環状の経路ＣＨを形成し、これが冷却開口21
からの冷媒の循環を可能としているということである。
尚、冷媒の循環方法としてはこの方法に限らず種々の方
法を用いる事が可能である。

【００３９】図7,8は本発明に関連する24枚のコイル板
を有する偏向器20の概略平面図であり、Ｘ軸、Ｙ軸と紙
面に垂直で偏向器20の中心軸と一致するＺ軸とを有す
る。図７はＸ軸方向の偏向を行う為の１２個のコイル板
のコイルを接続するための導線の配置を示す。図７では
２４枚のコイル板３５Ａ−３５Ｘが用いられており、各
々３つのコイル板を一つの組とする８つの組が示されて
いる。この２４枚のコイル板のうち１２枚のコイル板が
電子線をＸ軸方向に偏向するための偏向場を発生させ
る。電流の流れは図７に矢印で示されており、入力線３
２Ｉから出力線３２Ｏに向かって流れる。

【００４０】図８は図７に示した２４枚のコイル板のう
ち図７では使用しなかった１２枚のコイル板の導線によ
る接続を示すものであり、図８において接続されている
コイル板は電子線をＹ軸方向に偏向させるための偏向場
を発生させる。図面を理解しやすい様に、図８に示した
導線は図７では図示していない。同様に図７に示した導
線は図８では図示していない。しかしながら、当業者で
あれば分かるように、実際の偏向器では図７，８に示さ
れるＸ軸方向、Ｙ軸方向の両方に対して導線による接続
が行われる。

【００４１】図７を再度参照すると、一つの例として右
下の象限ではコイル板35C,35E,35Fが電気的に接続され
て電流が流れる。コイル板35A-35Xは２つの平面を有
し、その両方の面にコイルが各々形成され２つのコイル
はコイル板35に設けられた開口を介して電気的に接続さ
れている（図1-3と同様である）。以下の説明では説明
の便宜上、図7,8に示される各コイル板が有する２つの
コイルのうち、紙面の下側に面した側に形成されたコイ
ルを下部コイル、上側に面した側に形成されたコイルを
上部コイルと称す。電流は入力接続線32Iに入力し、入
力接続線32Iと図７に示す右下の象限に配置されるコイ
ル板35Cの下部コイルとは周囲に配置された導線ＷＡで
接続されている。この象限を以降では第１象限と呼ぶ。
コイル板35Cの上部コイルは導線WBに接続され、導線WB
はコイル板35Eの下部コイルに接続される。コイル板35E
の上部コイルは導線J1を介してコイル板35Fの下部コイ
ルに接続される。コイル板35Fの上部コイルは導線WCに
接続される。電流の流れる方向は図７に示す矢印によっ
て表されており、導線WAを除いて導線WB-WD及び導線J1,
J2では電流は反時計回りに流れている。

【００４２】図７の右上の象限である第２象限では、導
線WCはコイル板35Gの下部コイルに接続されている。コ
イル板35Gの上部コイルは導線J2を介してコイル板35Hの
下部コイルに接続されている。コイル板35Hの上部コイ
ルは導線WDを介してコイル板35Jの下部コイルに接続さ
れる。コイル板35Jの上部コイルは導線WEを介して図７
の左下の象限である第４象限に接続される。また、電流
の流れる方向は図７に矢印で示されており、反時計回り
に流れている。

【００４３】前述の導線WEはコイル板35Vの下部コイル
に接続される。コイル板35Vの上部コイルは導線WFを介
してコイル板35Tの下部コイルに接続される。コイル板3
5Tの上部コイルは導線J4を介してコイル板35Sの下部コ
イルに接続される。コイル板35Sの上部コイルは導線WG
に接続される。この象限における電流の流れは図７に矢
印で示されており、導線WEは反時計回りであるが、他の
導線WF,J4,WGは時計回りである。

【００４４】前述の導線WGはコイル板35Rの下部コイル
に接続される。コイル板35Rの上部コイルは導線J3を介
してコイル板35Qの下部コイルに接続される。コイル板3
5Qの上部コイルは導線WHを介してコイル板35Oの下部コ
イルに接続される。コイル板35Oの上部コイルは導線WI
を介して出力線32Oに接続される。この象限における電
流の流れも図７に矢印で示されており、全ての導線WG,J
3,WH,WIで時計回りとなっている。図７に示す様に、内
側半径内の左側では矢印の尾が記述されていることから
分かるように、左側では磁場は紙面に垂直な上方から紙
面に向かっている。同様に、内側半径内の右側では矢印
の頭が記述されている事から分かるように、磁場は紙面
に対して垂直な下方から紙面に向かっている。当業者で
有れば分かるように、コイルに流す電流の方向を上述の
方向と反対にした場合には反対の方向に偏向場を発生す
る。

【００４５】図８は上述したようにＹ軸方向の偏向場を
発生させる１２枚のコイル板の接続を示すものである。
詳細な説明は当業者で有れば容易に理解されるため省略
するが、図７を９０°回転させれば同様の接続となる。
また、矢印は図７と同様に電流の向きを示す。（コイルからの漏れ磁場の打ち消し）図４，７，８に示
される導線は対となるようにして各々の導線で発生する
磁場を打ち消すことが好ましい。この磁場の打ち消し
は、コイル板10',35A-35Xのコイル間においてなされる
事が好ましいが、各コイル板を電気的に接続するための
導線WA-WR、32I,32O,J1-J8においても打ち消す事が好ま
しい。当業者で有れば分かるように、電流の向き、強さ
等から磁場の打ち消しを検討することができる。（非点補正器）上述の説明に加えて、コイル板10',35を
追加することで非点補正器を配置する事ができる。追加
するコイル板10',35は前述したコイル板間の隙間に配置
することが可能となる。非点補正器は当業者で有れば理
解されるように分離して配線される。（コイル板構造）低電流が許される場合には石英の代わ
りに基板12'（図３）はセラミック材料を用いることが
でき、その上に対のコイル14',16'を形成する。（偏向器の製造方法）石英シリンダー24はシリンダー24
の外壁にＺ軸に平行な垂直溝25を有する。石英フランジ
26はフランジ26の上面又はフランジ26の上面に設けられ
たリング27（溝27'）及びリング28（溝28'）に機械加工
によって設けられた放射状の溝を有する。フランジ26と
シリンダー24は光学的な接着剤によって互いに接着され
る。接着剤としては紫外線硬化樹脂等を用いることがで
きる。

【００４６】当業者であれば明らかなように、図８の配
線の効果は図７の効果と同様であり、上述した図７の説
明から明らかである。図９は本発明に関連する偏向器２
０（図４−８に開示されている）を適用可能な電子線投
影装置（ＥＢＰＳ）の電子線鏡筒を示す概略ブロック図
である。このような偏向器20は例えば、照明光学系53,5
5及び投影光学系57,59に配置することができる。電子銃
51はウエハー60に向かって電子線を射出し、電子線はア
パーチャ52を通過して上部照明光学系53を通過する。上
部照明光学系53を通過した電子線はアパーチャ54、下部
照明光学系55を通過してレチクル56を照明する。レチク
ル56を通過した電子線は上部投影光学系57、開口58、下
部投影光学系59を通過しウエハ60に入射する。レチクル
56の像はウエハ60上に投影される。

【００４７】図９の装置は半導体製造の当業者であれば
分かるように、半導体製造装置として用いることができ
る。例えば図10は半導体チップの製造プロセスを示す。
図10は本発明に関連した偏向器を用いた本発明の装置に
よって行われる半導体の製造法を示すフローチャートの
例を示す。半導体製造方法は主工程として、完成された
ウエハを工程に提供するウエハ製造工程（ウエハ準備工
程）と、完成されたマスク（レチクル）を工程に提供す
るマスク製造工程（マスク準備工程）と、ウエハプロセ
ッシング工程と、チップを作り出すチップ組立工程と、
チップ検査工程とを有する。各主工程は、幾つかの副工
程を有する。これらの主工程ではウエハプロセッシング
工程が要求される最小線幅等の半導体デバイスの性能に
決定的な影響を与える。この工程では設計された回路パ
ターンをウエハー上に順次積層し、メモリーやＭＰＵと
して動作するデバイスチップを多数形成することであ
る。このためにウエハプロセッシング工程では絶縁層と
なる誘電体薄膜や配線部、電極部を形成する金属薄膜等
を形成する薄膜形成工程（ＣＶＤやスパッタリング等を
用いる）、この薄膜層やウエハ基板を酸化する酸化工
程、薄膜層やウエハ基板等を選択的に加工するためのマ
スク（レチクル）を用いてレジストのパターンを形成す
るリソグラフィ工程、レジストパターンに従って、薄膜
層や基板を加工するエッチング工程（例えばドライエッ
チング技術を用いる）やイオン・不純物注入拡散工程、
レジスト剥離工程、更に加工されたウエハを検査する検
査工程を有している。尚、ウエハプロセッシング工程は
必要な層数だけ繰り返し行われ、設計通り動作する半導
体デバイスが製造される。

【００４８】図１１は図１０に示すウエハプロセッシン
グ工程の中核をなすリソグラフィ工程を示すフローチャ
ートである。前段の工程で回路パターンが形成されたウ
エハ上にレジストをコートするレジスト塗布工程、レジ
ストを露光する露光工程、露光されたレジストを現像し
てレジストのパターンを得る現像工程、現像されたレジ
ストパターンを安定化させるためのアニール工程を有し
ている。

【００４９】図12は偏向器20'の中空シリンダー24'に固
定された１つの象限に配置される３つのコイル板V1,V2,
V3を示している。図中に矢印で示すように３つのコイル
板の位置は調整可能であり、収差が最小限となる位置に
配置されることが好ましい。上述した偏向器は上述した
露光装置に用いることができる。その結果、本発明の偏
向器を用いた荷電粒子線装置は性能の良い半導体デバイ
スを製造することができる。同様に本発明は改良された
半導体製造方法を提供する。この結果、高スループット
で線幅の小さいパターンを露光することができる。

【００５０】

【発明の効果】上述したように本発明による偏向器は熱
安定性を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に関連する偏向器のコイル板を示す概略
図である。

【図２】本発明に関連する偏向器のコイル板を示す概略
図である。

【図３】本発明に関連する偏向器のコイル板の概略断面
図である。

【図４】権発明に関連する偏向器を示す概略図である。

【図５】本発明に関連する偏向器を示す概略図である。

【図６】本発明に関連する偏向器を示す概略図である。

【図７】本発明に関連する偏向器を示す概略図である。

【図８】本発明に関連する偏向器を示す概略図である。

【図９】本発明に関連する電子線投影露光装置を示す概
略ブロック図である。

【図１０】本発明に関連する半導体の製造方法を示すフ
ローチャートである。

【図１１】本発明に関連するリソグラフィー工程を示す
フローチャートである。

【図１２】本発明に関連する偏向器の一部を示す概略図
である。

【符号の説明】

１０・・・コイル板１２、３５・・・基板１４，１６・・・コイル２０・・・偏向器２４・・・シリンダー２６・・・フランジ２７・・・内側リング２８・・・外側リング

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シリンダーと、前記シリンダーに固定された複数のコイル板と、前記コイル板は左右の面を有し、該コイル板の少なくと
も一つの面に渦巻き状に形成された平面状のコイルと、を有することを特徴とする偏向器。
【請求項２】前記コイル板は低熱膨張の材料からなる事
を特徴とする請求項１に記載の偏向器。
【請求項３】前記コイル板は絶縁材料からなる事を特徴
とする請求項１または２に記載の偏向器。
【請求項４】前記コイル板は石英からなる事を特徴とす
る請求項１，２または３に記載の偏向器。
【請求項５】前記コイルは銅からなる事を特徴とする請
求項１、２，３または４に記載の偏向器。
【請求項６】前記コイルは前記コイル板の左右の面の両
方に形成される事を特徴とする請求項１〜５のいずれか
１項に記載の偏向器。
【請求項７】前記コイル板は貫通溝を有し、前記２つの
コイルは該貫通溝を介して電気的に接続されている事を
特徴とする請求項６に記載の偏向器。
【請求項８】前記２つのコイルは大きさと形状がほぼ同
じである事を特徴とする請求項６または７に記載の偏向
器。
【請求項９】前記シリンダーは筒状のシリンダーであ
り、その中心部に荷電粒子線を通過可能な開口を有する
事を特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の偏
向器。
【請求項１０】前記シリンダーはその外壁に設けられた
溝を有し、前記複数のコイル板は前記溝によって固定さ
れる事を特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載
の偏向器。
【請求項１１】前記コイル板表面は冷媒を流す事によっ
て冷却される事を特徴とする請求項１〜１０のいずれか
１項に記載の偏向器。
【請求項１２】前記シリンダーの底面に接続されるフラ
ンジを有し、前記コイル板は該フランジにも固定される
事を特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の
偏向器。
【請求項１３】前記コイル板は前記フランジに形成され
た溝によって固定される事を特徴とする請求項１２に記
載の偏向器。
【請求項１４】前記フランジに固定された少なくとも一
つのリングを有し、前記コイル板は前記リング設けられ
た溝によって固定される事を特徴とする請求項１２に記
載の偏向器。
【請求項１５】前記フランジは前記冷媒を導入するため
の開口を有し、前記開口を通して前記コイル板へ冷媒が循環される事を
特徴とする請求項１１に記載の偏向器。
【請求項１６】前記複数のコイル板はＸ偏向用のＸコイ
ル板群と、Ｙ偏向用のＹコイル群とに区別され、各々の
群のコイルはひとつながりとなるように配線されている
事を特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の
偏向器。
【請求項１７】前記配線によって生じる磁場が打ち消し
合うように前記配線は構成されている事を特徴とする請
求項１６に記載の偏向器。
【請求項１８】請求項１乃至１７のいずれか１項に記載
の偏向器を有する事を特徴とする荷電粒子線露光装置。
【請求項１９】請求項１８に記載の荷電粒子線露光装置
を用いて、レチクル、マスクウエハ等の基板を露光する
工程を有してなる事を特徴とする半導体デバイスの製造
方法。