JP2002141281A - 電子ビーム投影装置及びフォーカシング方法 - Google Patents
電子ビーム投影装置及びフォーカシング方法Info
- Publication number
- JP2002141281A JP2002141281A JP2001266161A JP2001266161A JP2002141281A JP 2002141281 A JP2002141281 A JP 2002141281A JP 2001266161 A JP2001266161 A JP 2001266161A JP 2001266161 A JP2001266161 A JP 2001266161A JP 2002141281 A JP2002141281 A JP 2002141281A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- focusing
- lens system
- spherical aberration
- projection lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
- H01J2237/153—Correcting image defects, e.g. stigmators
- H01J2237/1534—Aberrations
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
- Y10S430/143—Electron beam
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子ビームリソグラフィーで、投影レンズ系
の色収差の影響を減らしてフォーカシングの精度を高め
る。 【解決手段】 電子パターン形成システム１００では、
電子ビーム１ａをウエハー１２０に投影する。電子ビー
ム１は、電子ビーム銃１０２によって生成される。マス
ク１１２は、ブロッキング領域３及び透明領域４からな
る転写パターンを有し、電子ビーム銃１０２からの電子
ビーム１ａが通過される。投影レンズダブレット１１４
は、色収差及び球面収差を有し、マスク１１２からの電
子ビーム１ａをウエハー１２０にフォーカシングする。
ウエハー１２０は、球面収差の効果によって色収差の影
響を相殺する平面７４に載置され、投影レンズダブレッ
ト１１４によるフォーカシングが鮮鋭にされる。
の色収差の影響を減らしてフォーカシングの精度を高め
る。 【解決手段】 電子パターン形成システム１００では、
電子ビーム１ａをウエハー１２０に投影する。電子ビー
ム１は、電子ビーム銃１０２によって生成される。マス
ク１１２は、ブロッキング領域３及び透明領域４からな
る転写パターンを有し、電子ビーム銃１０２からの電子
ビーム１ａが通過される。投影レンズダブレット１１４
は、色収差及び球面収差を有し、マスク１１２からの電
子ビーム１ａをウエハー１２０にフォーカシングする。
ウエハー１２０は、球面収差の効果によって色収差の影
響を相殺する平面７４に載置され、投影レンズダブレッ
ト１１４によるフォーカシングが鮮鋭にされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子ビーム投影装置
及びフォーカシング方法に関する。さらに詳しくは、電
子ビームリソグラフィーでのフォーカシングを高い精度
で行うことができる電子ビーム投影装置及びフォーカシ
ング方法に関する。
及びフォーカシング方法に関する。さらに詳しくは、電
子ビームリソグラフィーでのフォーカシングを高い精度
で行うことができる電子ビーム投影装置及びフォーカシ
ング方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】散乱／非散乱マスキングを用いた電子パ
ターン形成としては、特開平３−１０１２１４号（米国
特許５，０７９，１１２号）に記載されているＳＣＡＬ
ＰＥＬが公知である。
ターン形成としては、特開平３−１０１２１４号（米国
特許５，０７９，１１２号）に記載されているＳＣＡＬ
ＰＥＬが公知である。
【０００３】図１に示す従来の装置４０は、電子又は他
のエネルギー源４１、コンデンサーレンズ系４２、転写
パターンとしてブロッキング領域４４及び透明領域４５
を有するマスク４３、対物レンズ４６、図示のように軸
上開口４８を有する後方焦点面フィルター４７、投影レ
ンズ系４９、露光媒体５０、重ね合わせ部５３を構成す
る中間レンズ５１及びステージ５２を含む。装置４０は
さらに真空室５４とエアロック５５とを備え、後者は試
料の交換用である。
のエネルギー源４１、コンデンサーレンズ系４２、転写
パターンとしてブロッキング領域４４及び透明領域４５
を有するマスク４３、対物レンズ４６、図示のように軸
上開口４８を有する後方焦点面フィルター４７、投影レ
ンズ系４９、露光媒体５０、重ね合わせ部５３を構成す
る中間レンズ５１及びステージ５２を含む。装置４０は
さらに真空室５４とエアロック５５とを備え、後者は試
料の交換用である。
【０００４】図２に別の従来の装置を示す。これは電子
ビーム銃として図示した粒子源３０を含み、電子ビーム
３１を発射する。コリメーターレンズ３２は、最初に分
岐した電子線を図中の符号３３で示した平行な関係にす
る。走査偏向器３４、３５は電子走査、例えば連続的な
ｘ方向への走査を行う。第２の偏向器は、ｘ方向での走
査の間に、連続的に、又はステップ的にｙ方向での移動
を行う。またここで例示するマスク３６は、支柱３７で
分割されている。マスクを通過した後にパターンを含む
ビーム３８は、ダイナミックなフォーカス／スティグメ
ーター偏向器３９、８０の影響を受ける。偏向器８１、
８２は、ｘ及びｙ電子走査／ステップ送りの間に、隣り
合った領域の位置合わせが正確になるようにする。
ビーム銃として図示した粒子源３０を含み、電子ビーム
３１を発射する。コリメーターレンズ３２は、最初に分
岐した電子線を図中の符号３３で示した平行な関係にす
る。走査偏向器３４、３５は電子走査、例えば連続的な
ｘ方向への走査を行う。第２の偏向器は、ｘ方向での走
査の間に、連続的に、又はステップ的にｙ方向での移動
を行う。またここで例示するマスク３６は、支柱３７で
分割されている。マスクを通過した後にパターンを含む
ビーム３８は、ダイナミックなフォーカス／スティグメ
ーター偏向器３９、８０の影響を受ける。偏向器８１、
８２は、ｘ及びｙ電子走査／ステップ送りの間に、隣り
合った領域の位置合わせが正確になるようにする。
【０００５】投影レンズ８３は、光軸の可変な偏向器８
４を有する。複数の開口８６を含むマルチ開口フィルタ
ー８５は、ウエハーステージ８８の上方に配置されたウ
エハー８７上にフォーカシングされた像を形成する。既
に述べたように、マスク３６は図示のように、支柱で分
割された区間に対応したパターン領域で構成される。マ
スク３６を通過する間にビームにパターン形成情報を付
与する変調の作用に引き続いて、ビームは収束し、最終
的には、開口フィルター８５で規定された平面上あるい
はその近傍で、クロスオーバー（又は像反転）に到達す
る。開口フィルター８５は、望ましくない散乱放射を遮
断するための電子イメージングの目的で、設けられてい
る。これは同様に、他の「ノイズ」を遮断するのにも有
効である。例えば、望ましくないフィーチャーエッジ散
乱放射を遮断するのにもよい。開口８６は、レンズ系の
開口数（又は瞳孔）を規定するようにしてもよい。
４を有する。複数の開口８６を含むマルチ開口フィルタ
ー８５は、ウエハーステージ８８の上方に配置されたウ
エハー８７上にフォーカシングされた像を形成する。既
に述べたように、マスク３６は図示のように、支柱で分
割された区間に対応したパターン領域で構成される。マ
スク３６を通過する間にビームにパターン形成情報を付
与する変調の作用に引き続いて、ビームは収束し、最終
的には、開口フィルター８５で規定された平面上あるい
はその近傍で、クロスオーバー（又は像反転）に到達す
る。開口フィルター８５は、望ましくない散乱放射を遮
断するための電子イメージングの目的で、設けられてい
る。これは同様に、他の「ノイズ」を遮断するのにも有
効である。例えば、望ましくないフィーチャーエッジ散
乱放射を遮断するのにもよい。開口８６は、レンズ系の
開口数（又は瞳孔）を規定するようにしてもよい。
【０００６】図１の装置は、コンデンサーレンズ系と投
影レンズ系とを別々に備えている。これは、最小限の機
械的な調整でフォーカシングを容易にする点で好まし
い。さらに、投影レンズ系では複数個のレンズを使用す
ることが好ましい。例えば、３個のレンズを用いること
は、像の歪みやいろいろな収差を補正すること、また像
の回転を制御することのために、有益である。
影レンズ系とを別々に備えている。これは、最小限の機
械的な調整でフォーカシングを容易にする点で好まし
い。さらに、投影レンズ系では複数個のレンズを使用す
ることが好ましい。例えば、３個のレンズを用いること
は、像の歪みやいろいろな収差を補正すること、また像
の回転を制御することのために、有益である。
【０００７】従来例の投影レンズ４９、４３は他の要素
を含んでいる。例えば、双方に共通の設計又は作用に起
因する、対応する収差を内在的に打ち消すような、反対
向きの偏光状態である２個の光学的に等価なレンズの組
み合わせ（レンズダブレット）を、投影レンズ４９、４
３は備えている。普通の使用に合致した形では、機能的
な整形フィールドの生成を主要な目的としたハードウェ
アは、それ自体で「レンズ」と呼ばれる。
を含んでいる。例えば、双方に共通の設計又は作用に起
因する、対応する収差を内在的に打ち消すような、反対
向きの偏光状態である２個の光学的に等価なレンズの組
み合わせ（レンズダブレット）を、投影レンズ４９、４
３は備えている。普通の使用に合致した形では、機能的
な整形フィールドの生成を主要な目的としたハードウェ
アは、それ自体で「レンズ」と呼ばれる。
【０００８】図２においてレンズ３９、８０は、フォー
カシングの補正のみならず収差のダイナミックな補正を
行う。例えば、像面湾曲やウエハー高さの偏差の補正を
行う。これらのレンズをダイナミックな調整の目的で用
いることで、起こりがちなラグタイムを短縮して処理を
速くすることができる。例えば、ダイナミックな収差補
正には、装置／処理の欠陥に起因するエラーを補正する
ための付加的な偏向器を併用してもよい。またレンズ３
９、８０は例として示したものであり、他の要素を含ん
でいてもよい。
カシングの補正のみならず収差のダイナミックな補正を
行う。例えば、像面湾曲やウエハー高さの偏差の補正を
行う。これらのレンズをダイナミックな調整の目的で用
いることで、起こりがちなラグタイムを短縮して処理を
速くすることができる。例えば、ダイナミックな収差補
正には、装置／処理の欠陥に起因するエラーを補正する
ための付加的な偏向器を併用してもよい。またレンズ３
９、８０は例として示したものであり、他の要素を含ん
でいてもよい。
【０００９】図３、４は、レンズ系を含むシステムの例
を示している。以下に述べる図３、４は、従来の電子パ
ターン形成に関係した基本原理について述べるための基
礎となる概要を描くものである。
を示している。以下に述べる図３、４は、従来の電子パ
ターン形成に関係した基本原理について述べるための基
礎となる概要を描くものである。
【００１０】図３に示す従来の単一のレンズ系では、電
子ビーム、あるいは他のデリニエーティング(delineati
ng) エネルギーを利用している。電子線１はマスク２に
入射する。マスク２は、ブロッキング領域３及び透明領
域４を含んでいる。透明領域４を通過したものは電子線
１ａとなり、ブロッキング領域３を通過したものは電子
線１ｂ，１ｃとなる。これらはレンズ５によって屈折さ
れ、射出する電子線は後方焦点面フィルター６に入射す
る。概略的に図示したように、電子線１ａはフィルター
開口７を通過し、転写された照射領域１０及び非照射領
域１１からなる像９を形成する。限界散乱角度を越えて
散乱された電子線１ｂ，１ｃは、開口７を通過せず、吸
収されるか、もしくはフィルター６の開口なしの部分８
によって遮断される。
子ビーム、あるいは他のデリニエーティング(delineati
ng) エネルギーを利用している。電子線１はマスク２に
入射する。マスク２は、ブロッキング領域３及び透明領
域４を含んでいる。透明領域４を通過したものは電子線
１ａとなり、ブロッキング領域３を通過したものは電子
線１ｂ，１ｃとなる。これらはレンズ５によって屈折さ
れ、射出する電子線は後方焦点面フィルター６に入射す
る。概略的に図示したように、電子線１ａはフィルター
開口７を通過し、転写された照射領域１０及び非照射領
域１１からなる像９を形成する。限界散乱角度を越えて
散乱された電子線１ｂ，１ｃは、開口７を通過せず、吸
収されるか、もしくはフィルター６の開口なしの部分８
によって遮断される。
【００１１】図４に、像を形成するために散乱されたエ
ネルギーを選択的に用いる従来のシステムを示す。ここ
では散乱された電子線１ｂ，１ｃは開口１７を通り、通
過した電子線１ａはフィルター領域１８で絞り込みされ
る。像１９は像９のネガティブ像であり、複数の領域２
１を選択的に照射することにより形成される。領域２０
は照射を受けていない。この構成では、後方焦点面フィ
ルターは吸収を行う。もちろん散乱、例えばブラッグ散
乱などの形態を、他の構成で利用することも可能であ
る。
ネルギーを選択的に用いる従来のシステムを示す。ここ
では散乱された電子線１ｂ，１ｃは開口１７を通り、通
過した電子線１ａはフィルター領域１８で絞り込みされ
る。像１９は像９のネガティブ像であり、複数の領域２
１を選択的に照射することにより形成される。領域２０
は照射を受けていない。この構成では、後方焦点面フィ
ルターは吸収を行う。もちろん散乱、例えばブラッグ散
乱などの形態を、他の構成で利用することも可能であ
る。
【００１２】図１ないし４に示した投影システムは、オ
ーダーとして４：１ないし５：１でマスクからウエハー
への倍率縮小を行っている。しかしこれらのシステム
は、１：１とか他の倍率の場合にも、同様に適用可能で
ある。
ーダーとして４：１ないし５：１でマスクからウエハー
への倍率縮小を行っている。しかしこれらのシステム
は、１：１とか他の倍率の場合にも、同様に適用可能で
ある。
【００１３】図１ないし４に示したシステムは、可能な
限り良好に像をウエハーにフォーカシングするように構
成される。図５に単純化したシステムを示したが、最終
目標は、マスク６２にある像６０をウエハー６４にフォ
ーカシングすることである。図５に示すレンズダブレッ
ト６６、６８に収差がないと仮定すれば、最適にフォー
カシングされた像７０はガウス平面７２に形成される。
しかし、色収差及び球面収差という最も顕著なものをは
じめ、レンズダブレット６６、６８に存在する数種類の
収差によって、最適にフォーカシングされる像面７４は
ガウス平面７２から外れることが多い。最適にフォーカ
シングされる像面７４を決定する従来の手法は、最適に
フォーカシングされる像面７４の位置に対する色収差及
び球面収差の効果を別々に分析することを中心としてい
た。これについて次に述べる。
限り良好に像をウエハーにフォーカシングするように構
成される。図５に単純化したシステムを示したが、最終
目標は、マスク６２にある像６０をウエハー６４にフォ
ーカシングすることである。図５に示すレンズダブレッ
ト６６、６８に収差がないと仮定すれば、最適にフォー
カシングされた像７０はガウス平面７２に形成される。
しかし、色収差及び球面収差という最も顕著なものをは
じめ、レンズダブレット６６、６８に存在する数種類の
収差によって、最適にフォーカシングされる像面７４は
ガウス平面７２から外れることが多い。最適にフォーカ
シングされる像面７４を決定する従来の手法は、最適に
フォーカシングされる像面７４の位置に対する色収差及
び球面収差の効果を別々に分析することを中心としてい
た。これについて次に述べる。
【００１４】ビームをフォーカシングする精度を評価す
る従来の手法に、点広がり関数（ＰＳＦ）がある。この
手法は、マスク６２面の中心の１個の点で５０００個に
のぼる進路に沿ってビームを発射し、ウエハー６４面の
中心での個々の進路の到達点を調べることからなる。
る従来の手法に、点広がり関数（ＰＳＦ）がある。この
手法は、マスク６２面の中心の１個の点で５０００個に
のぼる進路に沿ってビームを発射し、ウエハー６４面の
中心での個々の進路の到達点を調べることからなる。
【００１５】最初の発射条件の例としては、１２ｍｒａ
ｄまで（１０ｍｒａｄまで、あるいは８ｍｒａｄまで）
の着地角度になるような電子の角度分布、また、電子の
現実のエネルギー分布を用いた。後者は、マスク６２
（シリコン窒化物Ｓｉx Ｎy 、厚み０．１μｍ）を通過
する前後に広がる電子のエネルギーを分析することによ
って、実験的に求められた。図６に、電子エネルギー分
布の例を示す。
ｄまで（１０ｍｒａｄまで、あるいは８ｍｒａｄまで）
の着地角度になるような電子の角度分布、また、電子の
現実のエネルギー分布を用いた。後者は、マスク６２
（シリコン窒化物Ｓｉx Ｎy 、厚み０．１μｍ）を通過
する前後に広がる電子のエネルギーを分析することによ
って、実験的に求められた。図６に、電子エネルギー分
布の例を示す。
【００１６】図６から分かるように、マスク６２を電子
が通過することによってエネルギーの広がりの変化がも
たらされる。電子のかなりの部分（２０％にのぼる）
が、電子・プラズモンの非弾性衝突によってエネルギー
を失う。図６でピークＡは、エネルギーを失わずに薄膜
を通過した電子を示し、その幅はビーム源の温度によっ
て規定される。図６のピークＢは、プラズモンとの非弾
性衝突によって相当のエネルギーを失って薄膜を通過し
た電子を示す。図６に示したエネルギー分布は、電子パ
ターン形成マスクに特徴的であり、膜厚は、ＳＣＡＬＰ
ＥＬ（登録商標）マスク構造などのように、電子の平均
自由行程よりも小さい。
が通過することによってエネルギーの広がりの変化がも
たらされる。電子のかなりの部分（２０％にのぼる）
が、電子・プラズモンの非弾性衝突によってエネルギー
を失う。図６でピークＡは、エネルギーを失わずに薄膜
を通過した電子を示し、その幅はビーム源の温度によっ
て規定される。図６のピークＢは、プラズモンとの非弾
性衝突によって相当のエネルギーを失って薄膜を通過し
た電子を示す。図６に示したエネルギー分布は、電子パ
ターン形成マスクに特徴的であり、膜厚は、ＳＣＡＬＰ
ＥＬ（登録商標）マスク構造などのように、電子の平均
自由行程よりも小さい。
【００１７】図６に示すデータは、発射点から投影レン
ズ系(a projection column) （図５における投影レンズ
ダブレット６６、６８）を経て、下のウエハー６４面ま
での電子の進路を計算するように開発されたシミュレー
ションソフトウェアによって処理できる。図５のレンズ
の３次及び５次の幾何学的収差により、ガウス平面７２
での像は点にはならない。分析の結果、（光軸上の対象
／像に関して）色収差及び球面収差が最も重要な収差で
あることが分かっている。これらの収差は、ガウス平面
上の像を代表する中心点の周りに、電子の進路が広がる
ことを招いてしまうが、ＰＳＦ分析によって、光軸の周
りでの電子の進路の分布に関してフォーカシングの精度
を、「立ち上がり距離」又は鮮鋭さとして算出すること
ができる。ＰＳＦ立ち上がり距離により、ウエハー６４
上のボケ、すなわち分解可能な最小のパターンサイズが
規定されることが、これまで知られている。
ズ系(a projection column) （図５における投影レンズ
ダブレット６６、６８）を経て、下のウエハー６４面ま
での電子の進路を計算するように開発されたシミュレー
ションソフトウェアによって処理できる。図５のレンズ
の３次及び５次の幾何学的収差により、ガウス平面７２
での像は点にはならない。分析の結果、（光軸上の対象
／像に関して）色収差及び球面収差が最も重要な収差で
あることが分かっている。これらの収差は、ガウス平面
上の像を代表する中心点の周りに、電子の進路が広がる
ことを招いてしまうが、ＰＳＦ分析によって、光軸の周
りでの電子の進路の分布に関してフォーカシングの精度
を、「立ち上がり距離」又は鮮鋭さとして算出すること
ができる。ＰＳＦ立ち上がり距離により、ウエハー６４
上のボケ、すなわち分解可能な最小のパターンサイズが
規定されることが、これまで知られている。
【００１８】また、磁気レンズ及び電界レンズはいずれ
も、異なるエネルギーを有する電子に対して異なるフォ
ーカシングを行うことが周知である。この現象は色収差
と呼ばれており、光軸上同じ点から発射されながらエネ
ルギーの異なる電子は、像空間の中の一点に結像される
わけではなくて、別々の点で光軸を横切り、理想的な像
面又はガウス像面上で錯乱円を形成するに至る。言い換
えれば色収差は、点である対象を二次元的な像に変えて
しまう。このことは、光軸に対して異なる角度で発射さ
れた電子に対しても当てはまる。磁気レンズ及び電界レ
ンズのいずれも、大きな角度の電子を小さな角度の電子
よりもレンズ面の近傍においてフォーカシングする。従
って、錯乱円を理想的な像面又はガウス像面に形成す
る。言い換えれば、球面収差もやはり、点である対象を
二次元的な像に変えてしまう。
も、異なるエネルギーを有する電子に対して異なるフォ
ーカシングを行うことが周知である。この現象は色収差
と呼ばれており、光軸上同じ点から発射されながらエネ
ルギーの異なる電子は、像空間の中の一点に結像される
わけではなくて、別々の点で光軸を横切り、理想的な像
面又はガウス像面上で錯乱円を形成するに至る。言い換
えれば色収差は、点である対象を二次元的な像に変えて
しまう。このことは、光軸に対して異なる角度で発射さ
れた電子に対しても当てはまる。磁気レンズ及び電界レ
ンズのいずれも、大きな角度の電子を小さな角度の電子
よりもレンズ面の近傍においてフォーカシングする。従
って、錯乱円を理想的な像面又はガウス像面に形成す
る。言い換えれば、球面収差もやはり、点である対象を
二次元的な像に変えてしまう。
【００１９】錯乱円、すなわちボケが発生することに関
して、色収差及び球面収差を独立して述べる。これを概
算で算出するには、次式に示すように、個々の錯乱円の
直径の和の求積法を用いることで可能である。
して、色収差及び球面収差を独立して述べる。これを概
算で算出するには、次式に示すように、個々の錯乱円の
直径の和の求積法を用いることで可能である。
【００２０】［数１］Ｄｃｏｎｆ〜（Ｄｃｈｒ2 ＋Ｄｓ
ｈ2 ）0.5
ｈ2 ）0.5
【００２１】上述したようにＰＳＦ分析では、いかなる
平面においても、ボケなど、現実の電子の分布を計算
し、この分布が理想的な像、点形状のガウス像に近づく
どうかを評価するものである。
平面においても、ボケなど、現実の電子の分布を計算
し、この分布が理想的な像、点形状のガウス像に近づく
どうかを評価するものである。
【００２２】ＰＳＦ分析は、錯乱円が最小になる像空間
に平面を見いだすためにも用いられる。分析の基準は、
一つの境界線が、発射された電子の総数の１２％を表
し、別の一つ境界線が、発射された電子の総数の８８％
を表すように描かれた境界線の間の半径方向の距離とし
て設けられる（１２／８８基準）。同じ手順でまた、発
射された電子の総数の２０％と８０％を表す境界線で、
基準が設けられる（２０／８０基準）。図７に、球面収
差のみを考慮した従来の１２／８８モデリングの結果を
示す。
に平面を見いだすためにも用いられる。分析の基準は、
一つの境界線が、発射された電子の総数の１２％を表
し、別の一つ境界線が、発射された電子の総数の８８％
を表すように描かれた境界線の間の半径方向の距離とし
て設けられる（１２／８８基準）。同じ手順でまた、発
射された電子の総数の２０％と８０％を表す境界線で、
基準が設けられる（２０／８０基準）。図７に、球面収
差のみを考慮した従来の１２／８８モデリングの結果を
示す。
【００２３】図７から分かるように、ガウス平面（横軸
上で０．００）でのビームのボケは４５ｎｍに達する。
一方、ガウス平面から４μｍだけ前方（横軸上で−４．
００）では、ビームのボケは１５ｎｍ（１４．５２８ｎ
ｍ）で最小となる。言い換えれば、フォーカシングはＺ
＝−４μｍの平面で最適となる。
上で０．００）でのビームのボケは４５ｎｍに達する。
一方、ガウス平面から４μｍだけ前方（横軸上で−４．
００）では、ビームのボケは１５ｎｍ（１４．５２８ｎ
ｍ）で最小となる。言い換えれば、フォーカシングはＺ
＝−４μｍの平面で最適となる。
【００２４】最適にフォーカシングされる平面の位置
は、さらに図８に示した。ここでは、図７に対応してビ
ームの横断面を図示している。ここでも、フォーカシン
グはＺ＝−４μｍの平面で最適となる。
は、さらに図８に示した。ここでは、図７に対応してビ
ームの横断面を図示している。ここでも、フォーカシン
グはＺ＝−４μｍの平面で最適となる。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】同様に、色収差のみを
考慮するならば、ビーム中で大部分の電子である速度の
小さな電子によって、フォーカシングの精度が悪くな
る。図９にこの状態を示す。上述したように、最適にフ
ォーカシングされる平面は、ガウス平面から４μｍだけ
前方に位置する。図１０に、対応したビームの横断面輪
郭線を示す。この図から分かるように、ＰＳＦ立ち上が
り距離として算出されるビームの最小のボケは約６０ｎ
ｍ（５８．８６８ｎｍ）である。図７ないし１０に示し
た構成では、球面収差のみ、色収差のみのいずれかに有
効であっても、最適にフォーカシングされる平面を正確
には規定することができないという問題がある。
考慮するならば、ビーム中で大部分の電子である速度の
小さな電子によって、フォーカシングの精度が悪くな
る。図９にこの状態を示す。上述したように、最適にフ
ォーカシングされる平面は、ガウス平面から４μｍだけ
前方に位置する。図１０に、対応したビームの横断面輪
郭線を示す。この図から分かるように、ＰＳＦ立ち上が
り距離として算出されるビームの最小のボケは約６０ｎ
ｍ（５８．８６８ｎｍ）である。図７ないし１０に示し
た構成では、球面収差のみ、色収差のみのいずれかに有
効であっても、最適にフォーカシングされる平面を正確
には規定することができないという問題がある。
【００２６】本発明は、上記問題を解決するためになさ
れたものであり、投影レンズ系の色収差の悪影響を容易
に抑えることで、電子ビームリソグラフィーでのフォー
カシングを高い精度で行うことができる電子ビーム投影
装置及びフォーカシング方法を提供することを目的とす
る。
れたものであり、投影レンズ系の色収差の悪影響を容易
に抑えることで、電子ビームリソグラフィーでのフォー
カシングを高い精度で行うことができる電子ビーム投影
装置及びフォーカシング方法を提供することを目的とす
る。
【００２７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の電子ビーム投影装置は、電子ビームを生成
する電子ビーム源と、転写パターンを有し、電子ビーム
源からの電子ビームが通過されるマスクと、色収差及び
球面収差を有し、マスクからの電子ビームをウエハーに
フォーカシングする投影レンズ系(a projection colum
n) と、ウエハーが載置され、球面収差の効果によって
色収差の影響を相殺する平面に位置し、投影レンズ系に
よるフォーカシングが鮮鋭にされるウエハーステージと
を備えていることを特徴とするものである。
に、本発明の電子ビーム投影装置は、電子ビームを生成
する電子ビーム源と、転写パターンを有し、電子ビーム
源からの電子ビームが通過されるマスクと、色収差及び
球面収差を有し、マスクからの電子ビームをウエハーに
フォーカシングする投影レンズ系(a projection colum
n) と、ウエハーが載置され、球面収差の効果によって
色収差の影響を相殺する平面に位置し、投影レンズ系に
よるフォーカシングが鮮鋭にされるウエハーステージと
を備えていることを特徴とするものである。
【００２８】なお、球面収差の係数が５〜１５０ｍｍで
あることが好ましい。また、平面は、色収差のみによっ
て決定される像面よりも投影レンズ系に４〜２０μｍだ
け近接しているのがよい。
あることが好ましい。また、平面は、色収差のみによっ
て決定される像面よりも投影レンズ系に４〜２０μｍだ
け近接しているのがよい。
【００２９】さらに本発明の電子ビーム投影装置は、電
子パターン形成機器(tool)に用いられ、マスクの厚み
は、電子パターン形成機器の電子の平均自由行程よりも
小さいことが好ましい。好ましい実施形態によれば、電
子パターン形成機器は、スカルペル電子パターン形成機
器である。
子パターン形成機器(tool)に用いられ、マスクの厚み
は、電子パターン形成機器の電子の平均自由行程よりも
小さいことが好ましい。好ましい実施形態によれば、電
子パターン形成機器は、スカルペル電子パターン形成機
器である。
【００３０】また、投影レンズ系は少なくとも１個のレ
ンズを含む。さらに、少なくとも１個のレンズは投影ダ
ブレットレンズを含むのがよい。なお、球面収差の係数
が５〜１００ｍｍであることが好ましい。
ンズを含む。さらに、少なくとも１個のレンズは投影ダ
ブレットレンズを含むのがよい。なお、球面収差の係数
が５〜１００ｍｍであることが好ましい。
【００３１】さらに本発明のフォーカシング方法は、電
子ビームを生成する電子ビーム源と、転写パターンを有
し、電子ビーム源からの電子ビームが通過されるマスク
と、色収差及び球面収差を有し、マスクからの電子ビー
ムをウエハーにフォーカシングする投影レンズ系とを備
えている電子ビーム投影装置に用いられ、フォーカシン
グ方法においては、色収差に基づいて、投影レンズ系の
第１像面を決定し、球面収差を考慮して、第１像面をシ
フトさせることで投影レンズ系の第２像面を決定し、ウ
エハーを第２像面に配置し、色収差と球面収差との相殺
によって、投影レンズ系によるフォーカシングを鮮鋭に
することを特徴とするものである。
子ビームを生成する電子ビーム源と、転写パターンを有
し、電子ビーム源からの電子ビームが通過されるマスク
と、色収差及び球面収差を有し、マスクからの電子ビー
ムをウエハーにフォーカシングする投影レンズ系とを備
えている電子ビーム投影装置に用いられ、フォーカシン
グ方法においては、色収差に基づいて、投影レンズ系の
第１像面を決定し、球面収差を考慮して、第１像面をシ
フトさせることで投影レンズ系の第２像面を決定し、ウ
エハーを第２像面に配置し、色収差と球面収差との相殺
によって、投影レンズ系によるフォーカシングを鮮鋭に
することを特徴とするものである。
【００３２】好ましい実施形態では、第２像面は、第１
像面よりも投影レンズ系に４〜２０μｍだけ近接してい
るのがよい。
像面よりも投影レンズ系に４〜２０μｍだけ近接してい
るのがよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】本発明の電子パターン形成は散乱
／非散乱マスキングを用いたものであり、特開平３−１
０１２１４号（米国特許５，０７９，１１２号）に記載
されているスカルペル（ＳＣＡＬＰＥＬ）、すなわち
「投影角度制限付きでの散乱を用いる電子ビームリソグ
ラフィー」(Scattering With Angular Limitation in P
rojection Electron-beam Lithography)に基づく。ま
た、イオンパターン形成にも利用可能である。
／非散乱マスキングを用いたものであり、特開平３−１
０１２１４号（米国特許５，０７９，１１２号）に記載
されているスカルペル（ＳＣＡＬＰＥＬ）、すなわち
「投影角度制限付きでの散乱を用いる電子ビームリソグ
ラフィー」(Scattering With Angular Limitation in P
rojection Electron-beam Lithography)に基づく。ま
た、イオンパターン形成にも利用可能である。
【００３４】図１１は、本発明の一つの実施形態に係る
電子パターン形成システム１００を示す。電子パターン
形成システム１００は、電子ビーム銃１０２、第１レン
ズ系１０４、ブランキング開口１０８、第２レンズ系１
１０、マスク１１２、２個のレンズ１１６、１１８及び
後方焦点面１１７を有する投影レンズダブレット１１
４、及びウエハー１２０を備えている。（第１レンズ系
１０４は、光学整形開口１０６を中央の平面に有し、後
方焦点面１１７は開口１１７ａが形成されている。）図
１２はマスク１１２、投影レンズダブレット１１４、ウ
エハー１２０を詳細に示している。ここでレンズ１１６
は磁気シェル１２２、巻線１２４、及び少なくとも１個
の偏向器１２６を備えている。開口１２８は２個のレン
ズ１１６、１１８の間に配置されている。図１２はさら
に、マスク１１２におけるサブフィールドと、ウエハー
１２０におけるサブフィールドの関係を示している。
電子パターン形成システム１００を示す。電子パターン
形成システム１００は、電子ビーム銃１０２、第１レン
ズ系１０４、ブランキング開口１０８、第２レンズ系１
１０、マスク１１２、２個のレンズ１１６、１１８及び
後方焦点面１１７を有する投影レンズダブレット１１
４、及びウエハー１２０を備えている。（第１レンズ系
１０４は、光学整形開口１０６を中央の平面に有し、後
方焦点面１１７は開口１１７ａが形成されている。）図
１２はマスク１１２、投影レンズダブレット１１４、ウ
エハー１２０を詳細に示している。ここでレンズ１１６
は磁気シェル１２２、巻線１２４、及び少なくとも１個
の偏向器１２６を備えている。開口１２８は２個のレン
ズ１１６、１１８の間に配置されている。図１２はさら
に、マスク１１２におけるサブフィールドと、ウエハー
１２０におけるサブフィールドの関係を示している。
【００３５】図５に関連して述べたように、像が最もよ
くフォーカシングされる平面に図１１のウエハー１２０
を配置することを意図している。最適にフォーカシング
される像面７４を決定する従来の手法は上に述べたよう
に、球面収差及び色収差を別々に分析して減少させるこ
とを含んでいる。しかし、図１１のような構成で最適に
フォーカシングされる像面７４を見いだすには、球面収
差及び色収差の複合的な効果を考慮する必要がある。図
１１（及び図５）に示した構成で、最適にフォーカシン
グされる像面７４は、球面収差及び色収差が個々に減少
される位置とは現実には異なっている。図１３に、球面
収差及び色収差の複合的な効果を示す。図１３から分か
るように、ガウス平面上（横軸上で０．００）でのビー
ムのボケは約１２０ｎｍに達する。ガウス平面から８μ
ｍだけ前方（横軸上で−８．００）では、ビームのボケ
は約５６ｎｍ（５５．３０２ｎｍ）という最小値にな
る。言い換えれば、フォーカシングはＺ＝−８μｍの平
面で最適となる。
くフォーカシングされる平面に図１１のウエハー１２０
を配置することを意図している。最適にフォーカシング
される像面７４を決定する従来の手法は上に述べたよう
に、球面収差及び色収差を別々に分析して減少させるこ
とを含んでいる。しかし、図１１のような構成で最適に
フォーカシングされる像面７４を見いだすには、球面収
差及び色収差の複合的な効果を考慮する必要がある。図
１１（及び図５）に示した構成で、最適にフォーカシン
グされる像面７４は、球面収差及び色収差が個々に減少
される位置とは現実には異なっている。図１３に、球面
収差及び色収差の複合的な効果を示す。図１３から分か
るように、ガウス平面上（横軸上で０．００）でのビー
ムのボケは約１２０ｎｍに達する。ガウス平面から８μ
ｍだけ前方（横軸上で−８．００）では、ビームのボケ
は約５６ｎｍ（５５．３０２ｎｍ）という最小値にな
る。言い換えれば、フォーカシングはＺ＝−８μｍの平
面で最適となる。
【００３６】最適にフォーカシングされる像面７４の位
置は図１４にも示している。ここでは、図１３との対応
でビームの断面を示している。やはり、フォーカシング
はＺ＝−８μｍの平面で最適になっている。
置は図１４にも示している。ここでは、図１３との対応
でビームの断面を示している。やはり、フォーカシング
はＺ＝−８μｍの平面で最適になっている。
【００３７】電子の進路に関する包括的な分析から得ら
れたこれらの結果は、従来知られていないものであり、
色収差に起因するビームのボケを球面収差の併用によっ
て減少させるものである。一つの理由は、マスク１１２
によってもたらされる上述の新たな電子エネルギー分布
である。特に、マスク１１２を通過するビームは本質的
には、２本のサブビームの和、すなわち高速のサブビー
ム及び低速のサブビームの和となる。このようなビーム
への色収差の効果は、低速及び高速のサブビームに対し
て２個のはっきり異なる焦点を作り出す。これらの状況
では、球面収差は積極的に有効な要因となり、２個の焦
点の間で電子を再度分布させ、最適なフォーカシング、
つまりビームの最小のボケを作り出す。従来の電子ビー
ムリソグラフィー機器では、球面収差は、ビームのボケ
を大きくし、機器の解像度を下げるという点で、常に悪
影響のある要因と考えられてきた。しかし上述の構成で
は、球面収差はビームのボケの全体を減少させ、機器の
解像度を高めるはたらきがある。
れたこれらの結果は、従来知られていないものであり、
色収差に起因するビームのボケを球面収差の併用によっ
て減少させるものである。一つの理由は、マスク１１２
によってもたらされる上述の新たな電子エネルギー分布
である。特に、マスク１１２を通過するビームは本質的
には、２本のサブビームの和、すなわち高速のサブビー
ム及び低速のサブビームの和となる。このようなビーム
への色収差の効果は、低速及び高速のサブビームに対し
て２個のはっきり異なる焦点を作り出す。これらの状況
では、球面収差は積極的に有効な要因となり、２個の焦
点の間で電子を再度分布させ、最適なフォーカシング、
つまりビームの最小のボケを作り出す。従来の電子ビー
ムリソグラフィー機器では、球面収差は、ビームのボケ
を大きくし、機器の解像度を下げるという点で、常に悪
影響のある要因と考えられてきた。しかし上述の構成で
は、球面収差はビームのボケの全体を減少させ、機器の
解像度を高めるはたらきがある。
【００３８】上述のように図５ないし１０の従来例から
導き出される共通の結論は、投影レンズ系の最適にフォ
ーカシングされる像面７４がガウス平面７２から４μｍ
だけ前方に位置し、ビームの最小のボケが（１５2 ＋６
０2 ）0.5 ＝６２ｎｍであることである。しかし既に言
及したように、最適にフォーカシングされる像面７４
は、現実にはガウス平面７２から４μｍだけ前方に位置
するわけではない。これは球面収差及び色収差の間の相
互作用に起因する。これらの収差が組み合わせられたと
きの複合的な効果によって、最適にフォーカシングされ
る像面７４は、それぞれの個々の収差に対しての最適に
フォーカシングされる平面とは異なる位置になる。
導き出される共通の結論は、投影レンズ系の最適にフォ
ーカシングされる像面７４がガウス平面７２から４μｍ
だけ前方に位置し、ビームの最小のボケが（１５2 ＋６
０2 ）0.5 ＝６２ｎｍであることである。しかし既に言
及したように、最適にフォーカシングされる像面７４
は、現実にはガウス平面７２から４μｍだけ前方に位置
するわけではない。これは球面収差及び色収差の間の相
互作用に起因する。これらの収差が組み合わせられたと
きの複合的な効果によって、最適にフォーカシングされ
る像面７４は、それぞれの個々の収差に対しての最適に
フォーカシングされる平面とは異なる位置になる。
【００３９】図１１ないし１４に示したようにウエハー
は、ガウス平面より前側であって、個々の収差に対して
最適にフォーカシングされる平面よりも投影レンズ系又
は光学機器の近くに、位置するのがよい。
は、ガウス平面より前側であって、個々の収差に対して
最適にフォーカシングされる平面よりも投影レンズ系又
は光学機器の近くに、位置するのがよい。
【００４０】図１５及び１６は、上述の球面収差及び色
収差の間の相互作用を示している。図１５の（Ａ）〜
（Ｃ）は点広がり関数（ＰＳＦ）とレンズ収差との全体
的な関係を示す。図１５の（Ａ）は対象面でのＰＳＦを
示す。図１５の（Ｂ）は、収差のない、理想的なレン
ズ、レンズダブレット、又は投影レンズ系に関する像面
でのＰＳＦを示す。図１５の（Ｃ）は、収差のある、現
実のレンズ、レンズダブレット、又は投影レンズ系に関
する像面でのＰＳＦを示す。図１６の（Ａ）は、（２０
／８０基準を用いた場合の）球面収差のみによるＰＳＦ
の広がりを示す。図１６の（Ｂ）は、（２０／８０基準
を用いた場合の）色収差のみによるＰＳＦの広がりを示
す。図１６の（Ｃ）は、（２０／８０基準を用いた場合
の）球面収差及び色収差の複合的作用に伴うＰＳＦの広
がりを示す。球面収差を色収差に加算することにより、
ＰＳＦ曲線の再度の整形の結果として、２０／８０立ち
上がり距離を短くすることができる。図１６の（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、球面収差の色収差との加算によっ
て、スロープを２０／８０範囲で急にするようにＰＳＦ
の形態が形成される。これにより、電子ビームリソグラ
フィー機器でリソグラフィーの品質を良好にできる。
収差の間の相互作用を示している。図１５の（Ａ）〜
（Ｃ）は点広がり関数（ＰＳＦ）とレンズ収差との全体
的な関係を示す。図１５の（Ａ）は対象面でのＰＳＦを
示す。図１５の（Ｂ）は、収差のない、理想的なレン
ズ、レンズダブレット、又は投影レンズ系に関する像面
でのＰＳＦを示す。図１５の（Ｃ）は、収差のある、現
実のレンズ、レンズダブレット、又は投影レンズ系に関
する像面でのＰＳＦを示す。図１６の（Ａ）は、（２０
／８０基準を用いた場合の）球面収差のみによるＰＳＦ
の広がりを示す。図１６の（Ｂ）は、（２０／８０基準
を用いた場合の）色収差のみによるＰＳＦの広がりを示
す。図１６の（Ｃ）は、（２０／８０基準を用いた場合
の）球面収差及び色収差の複合的作用に伴うＰＳＦの広
がりを示す。球面収差を色収差に加算することにより、
ＰＳＦ曲線の再度の整形の結果として、２０／８０立ち
上がり距離を短くすることができる。図１６の（Ａ）〜
（Ｃ）に示すように、球面収差の色収差との加算によっ
て、スロープを２０／８０範囲で急にするようにＰＳＦ
の形態が形成される。これにより、電子ビームリソグラ
フィー機器でリソグラフィーの品質を良好にできる。
【００４１】本発明は次のように実施することもでき
る。まず、図９、１０のように実施された分析と同様
に、色収差のみを考慮して最適なフォーカシングされる
像面を決定する分析を行う。次に、球面収差の効果を加
味して、図１３、１４に示したように、球面収差及び色
収差の組み合わせ効果を考慮した最適にフォーカシング
される像面を得る。ウエハーは、この後に新しい最適に
フォーカシングされる像面に設置される。
る。まず、図９、１０のように実施された分析と同様
に、色収差のみを考慮して最適なフォーカシングされる
像面を決定する分析を行う。次に、球面収差の効果を加
味して、図１３、１４に示したように、球面収差及び色
収差の組み合わせ効果を考慮した最適にフォーカシング
される像面を得る。ウエハーは、この後に新しい最適に
フォーカシングされる像面に設置される。
【００４２】マスク１１２を通過した後の電子エネルギ
ー分布はシステムから独立したものであるが、投影レン
ズダブレット１１６、１１８の球面収差の係数は、レン
ズの設計によって５〜１５０ｍｍの範囲で変化させても
よい。シミュレーションによれば、好ましい球面収差の
係数は５〜１００ｍｍの範囲にあることが分かる。この
範囲内にあるときには、球面収差は、相対的に大きな要
因となる色収差によって引き起こされるビームのボケ
を、減少させる効果がある。
ー分布はシステムから独立したものであるが、投影レン
ズダブレット１１６、１１８の球面収差の係数は、レン
ズの設計によって５〜１５０ｍｍの範囲で変化させても
よい。シミュレーションによれば、好ましい球面収差の
係数は５〜１００ｍｍの範囲にあることが分かる。この
範囲内にあるときには、球面収差は、相対的に大きな要
因となる色収差によって引き起こされるビームのボケ
を、減少させる効果がある。
【００４３】以上、図１１に基づいて本発明を説明して
きたが、本発明の原理は図１、２、５に図示した従来の
システムにも利用可能である。また、電子ソース、マス
ク又は薄膜、投影レンズ系、電子ソースからのビームが
フォーカシングされるステージを備えている他のいかな
るシステムにも利用可能である。たとえば図１１では電
子ビーム銃１０２を示したが、電子ソースは公知のいか
なるタイプの電子ソースでもよい。さらに、図１１は第
１レンズ系１０４、ブランキング開口１０８、第２レン
ズ系１１０が描かれているが、これらは省略してもよ
い。また図１１にはマスク１１２を図示したが、マスク
に代えて、薄膜など同様の手段を用いてもよい。さらに
図１１はレンズ１１６、１１８を有する投影レンズダブ
レット１１４、それに（開口１１７ａを有する）後方焦
点面１１７を図示しているが、投影レンズダブレット１
１４の代わりに、適当な数のレンズ、又は他の光学素子
を用いてもよい。さらに、図１１では電子をウエハー１
２０にフォーカシングすることを意図しているが、電子
をフォーカシングするのはいかなる物品上の平面でもよ
く、ウエハーには限られない。また上記の実施形態で
は、まず色収差の作用を考慮し、その後に球面収差の作
用を考慮しているが、その代わりにこの順番を逆にして
もよい。
きたが、本発明の原理は図１、２、５に図示した従来の
システムにも利用可能である。また、電子ソース、マス
ク又は薄膜、投影レンズ系、電子ソースからのビームが
フォーカシングされるステージを備えている他のいかな
るシステムにも利用可能である。たとえば図１１では電
子ビーム銃１０２を示したが、電子ソースは公知のいか
なるタイプの電子ソースでもよい。さらに、図１１は第
１レンズ系１０４、ブランキング開口１０８、第２レン
ズ系１１０が描かれているが、これらは省略してもよ
い。また図１１にはマスク１１２を図示したが、マスク
に代えて、薄膜など同様の手段を用いてもよい。さらに
図１１はレンズ１１６、１１８を有する投影レンズダブ
レット１１４、それに（開口１１７ａを有する）後方焦
点面１１７を図示しているが、投影レンズダブレット１
１４の代わりに、適当な数のレンズ、又は他の光学素子
を用いてもよい。さらに、図１１では電子をウエハー１
２０にフォーカシングすることを意図しているが、電子
をフォーカシングするのはいかなる物品上の平面でもよ
く、ウエハーには限られない。また上記の実施形態で
は、まず色収差の作用を考慮し、その後に球面収差の作
用を考慮しているが、その代わりにこの順番を逆にして
もよい。
【００４４】この発明はその精神及び必須の特徴事項か
ら逸脱することなく他のやり方で実施することができ
る。本明細書に記載した好ましい実施形態は例示的なも
のであり限定的なものではない。発明の範囲は添付の請
求項によって示されており、それらの請求項の意味の中
にはいるすべての変形例は本願発明に含まれるものであ
る。
ら逸脱することなく他のやり方で実施することができ
る。本明細書に記載した好ましい実施形態は例示的なも
のであり限定的なものではない。発明の範囲は添付の請
求項によって示されており、それらの請求項の意味の中
にはいるすべての変形例は本願発明に含まれるものであ
る。
【００４５】
【発明の効果】以上のように、本発明の電子ビーム投影
装置及びフォーカシング方法によれば、球面収差と色収
差とを組み合わせ、色収差の悪影響が抑えられる。従っ
て、電子ビームリソグラフィーで、投影レンズ系の収差
の影響を減らしてフォーカシングの精度を高めることが
できる。
装置及びフォーカシング方法によれば、球面収差と色収
差とを組み合わせ、色収差の悪影響が抑えられる。従っ
て、電子ビームリソグラフィーで、投影レンズ系の収差
の影響を減らしてフォーカシングの精度を高めることが
できる。
【図１】従来の電子パターン形成システムの構成の第１
の例を示す説明図である。
の例を示す説明図である。
【図２】従来の電子パターン形成システムの構成の第２
の例を示す断面図である。
の例を示す断面図である。
【図３】図１、２の構成の光学的な関係を概略的に示す
図である。
図である。
【図４】図１、２の構成での、別の光学的な関係を概略
的に示す図である。
的に示す図である。
【図５】従来の電子パターン形成システムの構成の第３
の例を示す説明図である。
の例を示す説明図である。
【図６】電子エネルギー分布の例を示すグラフである。
【図７】球面収差のみを考慮した点広がり関数を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図８】図７の状態での電子ビームの横断面を示すグラ
フである。
フである。
【図９】色収差のみを考慮した点広がり関数を示すグラ
フである。
フである。
【図１０】図９の状態での電子ビームの横断面を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図１１】本発明の一実施形態の電子パターン形成シス
テムを示す図である。
テムを示す図である。
【図１２】図１１のマスク、投影レンズダブレット、ウ
エハーを詳細に示す図である。
エハーを詳細に示す図である。
【図１３】球面収差及び色収差の組み合わせを考慮した
点広がり関数を示すグラフである。
点広がり関数を示すグラフである。
【図１４】図１３の状態での電子ビームの横断面を示す
グラフである。
グラフである。
【図１５】（Ａ）は対象面での点広がり関数を示すグラ
フであり、（Ｂ）は収差のない理想状態におけるレンズ
系の像面での点広がり関数を示すグラフであり、（Ｃ）
は収差のある現実の状態におけるレンズ系の像面での点
広がり関数を示すグラフである。
フであり、（Ｂ）は収差のない理想状態におけるレンズ
系の像面での点広がり関数を示すグラフであり、（Ｃ）
は収差のある現実の状態におけるレンズ系の像面での点
広がり関数を示すグラフである。
【図１６】（Ａ）は点広がり関数の曲線形状が球面収差
のみを考慮して調整される状態を示すグラフであり、
（Ｂ）は点広がり関数の曲線形状が色収差のみを考慮し
て調整される状態を示すグラフであり、（Ｃ）は点広が
り関数の曲線形状が球面収差及び色収差の組み合わせに
よって調整され、電子パターン形成システムのフォーカ
シングを鮮鋭にする状態を示すグラフである。
のみを考慮して調整される状態を示すグラフであり、
（Ｂ）は点広がり関数の曲線形状が色収差のみを考慮し
て調整される状態を示すグラフであり、（Ｃ）は点広が
り関数の曲線形状が球面収差及び色収差の組み合わせに
よって調整され、電子パターン形成システムのフォーカ
シングを鮮鋭にする状態を示すグラフである。
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 電子線 ３ ブロッキング領域 ４ 透明領域 ７４ 最適にフォーカシングされる像面 １００ 電子パターン形成システム １０２ 電子ビーム銃 １０４ 第１レンズ系 １０６ 光学整形開口 １０８ ブランキング開口 １１０ 第２レンズ系 １１２ マスク １１４ 投影レンズダブレット １１６、１１８ レンズ １１７ 後方焦点面 １１７ａ 開口 １２０ ウエハー １２２ 磁気シェル １２４ 巻線 １２６ 偏向器 １２８ 開口
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｊ 37/20 Ｈ０１Ｊ 37/21 Ｚ 37/21 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５４１Ｆ ５４１Ｓ (71)出願人 501347855 14645 Ｎ．Ｗ．77ｔｈ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｉａｍｉ Ｌａｋｅｓ， ＦＬ 33014 Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏ ｆ Ａｍｅｒｉｃａ (71)出願人 501347877 イーリス エル エル シー ｅＬｉｔｈ， ＬＬＣ アメリカ合衆国 07974 ニュージャージ ー、 ニュー プロヴィデンス、セントラ ル アヴェニュー 571、マレイ ヒル オフィス センター、スイート105 Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ Ｏｆｆｉｃｅ Ｃｅｎｔｅｒ， Ｓｕｉｔｅ 105， 571 Ｃｅｎｔｒａｌ Ａｖｅｎｕｅ， Ｎｅ ｗ Ｐｒｏｖｉｄｅｎｃｅ， ＮＪ 07974 Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏ ｆ Ａｍｅｒｉｃａ (72)発明者 ヴィクター カツァップ アメリカ合衆国 08502 ニュージャージ ー、ベル ミード、エステート ロード ９ (72)発明者 エリック マンロー イギリス国 エスダブリュー７ ４エーエ ヌ ロンドン、コーンウォール ガーデン ズ 14 (72)発明者 ジョン エー ラウズ イギリス国 シーアール４ ２エイチエス サリー、ミッチャム、ヒル ロード 27 (72)発明者 ウォーレン ケー ワスキエウィッチ アメリカ合衆国 08809 ニュージャージ ー、クリントン、リー ストリート 114 (72)発明者 シエチン ジュー イギリス国 エヌダブリュー２ ７ジェイ エイチ ロンドン、コールズ グリーン ロード 91 Ｆターム(参考） 2H097 AA03 BA01 BA10 CA16 GB00 KA03 KA38 LA10 5C001 AA01 CC06 5C033 DE07 5F056 AA22 CB30 CB35 FA03 FA07
Claims (16)
- 【請求項１】 電子ビームをウエハーに投影する電子ビ
ーム投影装置において、 前記電子ビームを生成する電子ビーム源と、 転写パターンを有し、前記電子ビーム源からの前記電子
ビームが通過されるマスクと、 色収差及び球面収差を有し、前記マスクからの前記電子
ビームを前記ウエハーにフォーカシングする投影レンズ
系と、 前記ウエハーが載置され、前記球面収差の効果によって
前記色収差の影響を相殺する平面に位置し、前記投影レ
ンズ系によるフォーカシングが鮮鋭にされるウエハース
テージとを備えていることを特徴とする電子ビーム投影
装置。 - 【請求項２】 前記球面収差の係数が５〜１５０ｍｍで
あることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム投影装
置。 - 【請求項３】 前記平面は、前記色収差のみによって決
定される像面よりも前記投影レンズ系に４〜２０μｍだ
け近接していることを特徴とする請求項１記載の電子ビ
ーム投影装置。 - 【請求項４】 電子パターン形成機器の一部に用いら
れ、前記マスクの厚みは、前記電子パターン形成機器の
電子の平均自由行程よりも小さいことを特徴とする請求
項１記載の電子ビーム投影装置。 - 【請求項５】 前記電子パターン形成機器は、スカルペ
ル電子パターン形成機器であることを特徴とする請求項
４記載の電子ビーム投影装置。 - 【請求項６】 前記投影レンズ系は少なくとも１個のレ
ンズを含むことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム
投影装置。 - 【請求項７】 前記少なくとも１個のレンズは投影レン
ズダブレットを含むことを特徴とする請求項６記載の電
子ビーム投影装置。 - 【請求項８】 前記球面収差の係数が５〜１００ｍｍで
あることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム投影装
置。 - 【請求項９】 電子ビームを生成する電子ビーム源と、
転写パターンを有し、前記電子ビーム源からの前記電子
ビームが通過されるマスクと、色収差及び球面収差を有
し、前記マスクからの前記電子ビームをウエハーにフォ
ーカシングする投影レンズ系とを備えている電子ビーム
投影装置のためのフォーカシング方法において、 前記色収差に基づいて、前記投影レンズ系の第１像面を
決定し、 前記球面収差を考慮して、前記第１像面をシフトさせる
ことで前記投影レンズ系の第２像面を決定し、 前記ウエハーを前記第２像面に配置し、前記色収差と前
記球面収差との相殺によって、前記投影レンズ系による
フォーカシングを鮮鋭にすることを特徴とするフォーカ
シング方法。 - 【請求項１０】 前記球面収差の係数が５〜１５０ｍｍ
であることを特徴とする請求項９記載のフォーカシング
方法。 - 【請求項１１】 前記第２像面は、前記第１像面よりも
前記投影レンズ系に４〜２０μｍだけ近接していること
を特徴とする請求項９記載のフォーカシング方法。 - 【請求項１２】 前記電子ビーム投影装置は電子パター
ン形成機器に用いられ、前記マスクの厚みは、前記電子
パターン形成機器の電子の平均自由行程よりも小さいこ
とを特徴とする請求項９記載のフォーカシング方法。 - 【請求項１３】 前記電子パターン形成機器は、スカル
ペル電子パターン形成機器であることを特徴とする請求
項１２記載のフォーカシング方法。 - 【請求項１４】 前記投影レンズ系は少なくとも１個の
レンズを含むことを特徴とする請求項９記載のフォーカ
シング方法。 - 【請求項１５】 前記少なくとも１個のレンズは投影レ
ンズダブレットを含むことを特徴とする請求項１４記載
のフォーカシング方法。 - 【請求項１６】 前記球面収差の係数が５〜１００ｍｍ
であることを特徴とする請求項９記載のフォーカシング
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP00307641.1 | 2000-09-04 | ||
| EP00307641A EP1184891B1 (en) | 2000-09-04 | 2000-09-04 | Electron beam lithography |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002141281A true JP2002141281A (ja) | 2002-05-17 |
| JP2002141281A5 JP2002141281A5 (ja) | 2008-06-26 |
| JP4677571B2 JP4677571B2 (ja) | 2011-04-27 |
Family
ID=8173243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001266161A Expired - Fee Related JP4677571B2 (ja) | 2000-09-04 | 2001-09-03 | 電子ビーム投影装置及びフォーカシング方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6440620B1 (ja) |
| EP (1) | EP1184891B1 (ja) |
| JP (1) | JP4677571B2 (ja) |
| KR (1) | KR100577754B1 (ja) |
| DE (1) | DE60040664D1 (ja) |
| TW (1) | TW574720B (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050048412A1 (en) * | 2003-08-28 | 2005-03-03 | Pary Baluswamy | Methods for reducing spherical aberration effects in photolithography |
| US7489828B2 (en) * | 2003-10-03 | 2009-02-10 | Media Cybernetics, Inc. | Methods, system, and program product for the detection and correction of spherical aberration |
| KR20130135320A (ko) * | 2004-08-24 | 2013-12-10 | 셀라 세미컨덕터 엔지니어링 라보라토리스 리미티드 | 워크피스를 밀링하기 위해 이온빔을 지향시키고 다수회 편향시키고, 그 정도를 결정 및 제어하기 위한 방법 |
| DE102004048892A1 (de) * | 2004-10-06 | 2006-04-20 | Leica Microsystems Lithography Gmbh | Beleuchtungssystem für eine Korpuskularstrahleinrichtung und Verfahren zur Beleuchtung mit einem Korpuskularstrahl |
| US20060209410A1 (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-21 | Smith Adlai H | Method and apparatus for compensation or amelioration of lens field curvature and other imaging defects by utilizing a multi-wavelength setting illumination source |
| EP2228817B1 (en) * | 2009-03-09 | 2012-07-18 | IMS Nanofabrication AG | Global point spreading function in multi-beam patterning |
| US8217352B2 (en) * | 2009-09-11 | 2012-07-10 | Lawrence Livermore National Security, Llc | Ponderomotive phase plate for transmission electron microscopes |
| US8541755B1 (en) * | 2012-05-09 | 2013-09-24 | Jeol Ltd. | Electron microscope |
| US10354206B2 (en) * | 2014-10-02 | 2019-07-16 | Airbnb, Inc. | Determining host preferences for accommodation listings |
| US10248974B2 (en) * | 2016-06-24 | 2019-04-02 | International Business Machines Corporation | Assessing probability of winning an in-flight deal for different price points |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06139983A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Nikon Corp | 荷電粒子線装置 |
| JPH0934103A (ja) * | 1995-05-17 | 1997-02-07 | Nikon Corp | 荷電粒子線転写用マスク |
| JPH1070059A (ja) * | 1996-08-26 | 1998-03-10 | Nikon Corp | 荷電粒子線転写装置 |
| JPH1154076A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Seiko Instr Inc | 走査型電子顕微鏡用対物レンズ |
| JPH1167642A (ja) * | 1997-08-21 | 1999-03-09 | Nikon Corp | 荷電粒子線投影方法および荷電粒子線投影装置 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61240553A (ja) * | 1985-04-18 | 1986-10-25 | Jeol Ltd | イオンビ−ム描画装置 |
| US5079112A (en) * | 1989-08-07 | 1992-01-07 | At&T Bell Laboratories | Device manufacture involving lithographic processing |
| JPH11176737A (ja) * | 1997-12-10 | 1999-07-02 | Nikon Corp | 荷電ビーム露光装置 |
| US6069363A (en) * | 1998-02-26 | 2000-05-30 | International Business Machines Corporation | Magnetic-electrostatic symmetric doublet projection lens |
-
2000
- 2000-09-04 DE DE60040664T patent/DE60040664D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-09-04 EP EP00307641A patent/EP1184891B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-10-04 US US09/679,403 patent/US6440620B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-09-03 TW TW90121737A patent/TW574720B/zh not_active IP Right Cessation
- 2001-09-03 JP JP2001266161A patent/JP4677571B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-09-04 KR KR1020010054187A patent/KR100577754B1/ko active IP Right Grant
-
2002
- 2002-07-03 US US10/188,030 patent/US6620565B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06139983A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Nikon Corp | 荷電粒子線装置 |
| JPH0934103A (ja) * | 1995-05-17 | 1997-02-07 | Nikon Corp | 荷電粒子線転写用マスク |
| JPH1070059A (ja) * | 1996-08-26 | 1998-03-10 | Nikon Corp | 荷電粒子線転写装置 |
| JPH1154076A (ja) * | 1997-07-31 | 1999-02-26 | Seiko Instr Inc | 走査型電子顕微鏡用対物レンズ |
| JPH1167642A (ja) * | 1997-08-21 | 1999-03-09 | Nikon Corp | 荷電粒子線投影方法および荷電粒子線投影装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100577754B1 (ko) | 2006-05-10 |
| TW574720B (en) | 2004-02-01 |
| EP1184891A1 (en) | 2002-03-06 |
| US20030022077A1 (en) | 2003-01-30 |
| KR20020018981A (ko) | 2002-03-09 |
| DE60040664D1 (de) | 2008-12-11 |
| US6620565B2 (en) | 2003-09-16 |
| US6440620B1 (en) | 2002-08-27 |
| EP1184891B1 (en) | 2008-10-29 |
| JP4677571B2 (ja) | 2011-04-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4243866A (en) | Method and apparatus for forming a variable size electron beam | |
| KR101476389B1 (ko) | 전자빔 묘화 장치 및 전자빔 묘화 방법 | |
| JP4603305B2 (ja) | 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 | |
| JP7336926B2 (ja) | 性能が向上されたマルチ電子ビーム撮像装置 | |
| JP2702183B2 (ja) | 半導体製造装置 | |
| JP2002141281A (ja) | 電子ビーム投影装置及びフォーカシング方法 | |
| US5801388A (en) | Particle beam, in particular ionic optic imaging system | |
| JP7073668B2 (ja) | マルチ荷電粒子ビーム描画装置 | |
| JPH11176720A (ja) | 電子ビーム露光装置 | |
| JP3280466B2 (ja) | 電子ビーム描画装置 | |
| JPH11297610A (ja) | 荷電粒子線露光装置 | |
| US8178280B2 (en) | Self-contained proximity effect correction inspiration for advanced lithography (special) | |
| CN111913361A (zh) | 带电粒子束描绘方法以及带电粒子束描绘装置 | |
| JP2007048804A (ja) | 荷電ビーム描画装置及び荷電ビームの成形方法 | |
| JP2660023B2 (ja) | 荷電ビーム描画装置 | |
| JPH10303117A (ja) | 電子線光学系 | |
| JPS61125127A (ja) | 電子ビ−ム露光装置 | |
| TW202347400A (zh) | 多帶電粒子束裝置的光學系統調整方法及電腦可讀取記錄媒體 | |
| JPS6276619A (ja) | マルチ荷電ビ−ム描画装置 | |
| JP2005011967A (ja) | 荷電粒子線露光装置 | |
| JPH0590140A (ja) | 荷電ビーム描画装置 | |
| TW202004821A (zh) | 帶電粒子束描繪裝置及帶電粒子束描繪方法 | |
| JPH11176738A (ja) | 荷電ビーム露光装置及び荷電ビーム露光方法 | |
| JPS61125126A (ja) | 電子ビ−ム露光装置 | |
| JPS62176127A (ja) | 電子ビ−ム描画装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080508 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080512 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20080617 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101202 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101215 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20101220 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20110107 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110107 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140210 Year of fee payment: 3 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |