JP2006012524A - Electron lens member and electron beam application apparatus - Google Patents

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JP2006012524A JP2004186134A JP2004186134A JP2006012524A JP 2006012524 A JP2006012524 A JP 2006012524A JP 2004186134 A JP2004186134 A JP 2004186134A JP 2004186134 A JP2004186134 A JP 2004186134A JP 2006012524 A JP2006012524 A JP 2006012524A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam exposure apparatus that suppresses an increase in size of a power unit for controlling a lens field and allows easy arrangement of components. <P>SOLUTION: An electron lens has a coil 1 formed in a center portion thereof and embedded in a ferromagnetic material 2. The periphery of the ferromagnetic material 2 is divided into two portions that form flange portions 2a, 2b. The flange portions 2a, 2b respectively have a plurality of lens apertures 3a, 3b, and the positions of the lens apertures 3a, 3b as seen in a plan view coincide with each other. Due to a magnetic force produced by the coil 1, the flange portion 2a forms the north pole while the flange portion 2b forms the south pole, for example, and because of this structure, the north and south poles face each other. Since the coil 1 is formed inside and the lens apertures 3a, 3b are formed outside the coil 1, the coil 1 is compact and is therefore low in impedance. This structure enables driving at low power, and it is thus easy to control the lens field. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、主として半導体集積回路等の製造に用いられるマルチビーム電子線露光装置、及びウエハの検査等に用いられるマルチビーム電子線検査装置等、電子線を応用した電子線応用装置に用いられる電子レンズ部材、及びこの電子レンズ部材を使用した電子線応用装置に関するものである。   The present invention is an electron used in an electron beam application apparatus to which an electron beam is applied, such as a multi-beam electron beam exposure apparatus mainly used for manufacturing semiconductor integrated circuits and the like, and a multi-beam electron beam inspection apparatus used for wafer inspection or the like. The present invention relates to a lens member and an electron beam application apparatus using the electron lens member.

近年、半導体デバイスの微細化が急速に進んでおり、半導体デバイスに含まれる配線等を形成するためのパターンを露光する露光装置は、極めて高い露光精度が要求されている。このようなパターンを露光する露光装置として、複数の電子線を用いて露光処理を行うマルチビーム電子線露光装置の開発が進められている。一方、半導体デバイスの製造工程において、ウエハの検査を行うためにマルチビームの電子線を応用した検査装置の開発が進められている。   In recent years, semiconductor devices have been miniaturized rapidly, and an exposure apparatus that exposes a pattern for forming wirings included in the semiconductor device is required to have extremely high exposure accuracy. As an exposure apparatus that exposes such a pattern, development of a multi-beam electron beam exposure apparatus that performs exposure processing using a plurality of electron beams has been underway. On the other hand, development of an inspection apparatus using a multi-beam electron beam is in progress in order to inspect a wafer in a semiconductor device manufacturing process.

このようなマルチビーム電子線露光装置の1例が、特許再公表WO01/075951号公報(特許文献1)に記載されているので、本発明の前提となる技術の1例として、特許文献1より図面及びその説明を引用して以下に説明する。   Since an example of such a multi-beam electron beam exposure apparatus is described in Patent Republished WO 01/075951 (Patent Document 1), as an example of the technology that is the premise of the present invention, Patent Document 1 The following description is made with reference to the drawings and the description thereof.

図2は、特許文献1に記載される電子ビーム露光装置100の構成を示す図である。電子ビーム露光装置100は、電子ビームによりウェハ44に所定の露光処理を施すための露光部150と、露光部150に含まれる各構成の動作を制御する制御系140とを備える。   FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the electron beam exposure apparatus 100 described in Patent Document 1. As shown in FIG. The electron beam exposure apparatus 100 includes an exposure unit 150 for performing a predetermined exposure process on the wafer 44 by an electron beam, and a control system 140 for controlling the operation of each component included in the exposure unit 150.

露光部150は、複数の排気孔70が設けられた筐体8と、複数の電子ビームを発生し、電子ビームの断面形状を所望に成形する電子ビーム成形手段と、複数の電子ビームをウェハ44に照射するか否かを、電子ビーム毎に独立に切替える照射切替手段と、ウェハ44に転写されるパターンの像の向き及びサイズを調整するウェハ用投影系を含む電子光学系を備える。また、露光部150は、パターンを露光すべきウェハ44を載置するウェハステージ46と、ウェハステージ46を駆動するウェハステージ駆動部48とを含むステージ系を備える。   The exposure unit 150 includes a housing 8 provided with a plurality of exhaust holes 70, electron beam forming means for generating a plurality of electron beams and forming a cross-sectional shape of the electron beam as desired, and a plurality of electron beams on the wafer 44. And an electron optical system including an irradiation switching unit that switches independently for each electron beam and a wafer projection system that adjusts the orientation and size of the pattern image transferred to the wafer 44. The exposure unit 150 includes a stage system including a wafer stage 46 on which a wafer 44 whose pattern is to be exposed is placed, and a wafer stage drive unit 48 that drives the wafer stage 46.

電子ビーム成形手段は、複数の電子ビームを発生させる電子ビーム発生部10と、発生した電子ビームを放出させるアノード13と、電子ビームを通過させることにより電子ビームの断面形状を成形する複数の開口部を有するスリットカバー11、第1成形部材14、及び第2成形部材22と、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第1多軸電子レンズ16と、第1多軸レンズ16の各レンズ開口部において形成された磁界が、当該レンズ開口部を通過する電子ビームに対して与える力であるレンズ強度を調整する第1レンズ強度調整部17と、アノード13を通過した電子ビームを独立して偏向するスリット偏向部15と、第1成形部材14を通過した複数の電子ビームを独立に偏向する第1成形偏向部18及び第2成形偏向部20とを有する。   The electron beam shaping means includes an electron beam generator 10 that generates a plurality of electron beams, an anode 13 that emits the generated electron beams, and a plurality of openings that shape the cross-sectional shape of the electron beams by passing the electron beams. A slit cover 11, a first molding member 14, and a second molding member 22, a first multi-axis electron lens 16 that independently focuses a plurality of electron beams and adjusts the focus of the electron beam, and a first multi-axis. A first lens intensity adjusting unit 17 that adjusts a lens intensity, which is a force that a magnetic field formed in each lens opening of the lens 16 gives to an electron beam that passes through the lens opening, and an electron that has passed through the anode 13. A slit deflector 15 for independently deflecting the beam, a first shaping deflector 18 for independently deflecting a plurality of electron beams that have passed through the first shaping member 14, and And a second shaping deflecting section 20.

電子ビーム発生部10は、碍子106と、熱電子を発生させるカソード12と、カソード12を囲むように形成され、カソード12で発生した熱電子を安定させるグリッド102とを有する。図2において、電子ビーム発生部10は、碍子106に所定の間隔を隔てて設けられた複数の電子銃(カソード12とグリッド102から構成される)を有することにより、電子銃アレイを形成する。   The electron beam generator 10 includes an insulator 106, a cathode 12 that generates thermoelectrons, and a grid 102 that is formed so as to surround the cathode 12 and stabilizes thermoelectrons generated at the cathode 12. In FIG. 2, the electron beam generator 10 has a plurality of electron guns (comprised of a cathode 12 and a grid 102) provided at a predetermined interval on an insulator 106, thereby forming an electron gun array.

照射切替手段は、複数の電子ビームを独立に集束し、電子ビームの焦点を調整する第2多軸電子レンズ24と、第2多軸電子レンズ24の各レンズ開口部におけるレンズ強度を独立して調整するレンズ強度調整部25と、複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立に偏向させることにより、電子ビームをウェハ44に照射するか否かを、電子ビーム毎に独立に切替えるブランキング電極アレイ26と、電子ビームを通過させる複数の開口部を含み、ブランキング電極アレイ26で偏向された電子ビームを遮蔽する電子ビーム遮蔽部材28とを有する。   The irradiation switching means independently converges a plurality of electron beams and independently adjusts the lens intensity at each lens opening of the second multi-axis electron lens 24 for adjusting the focus of the electron beam. A lens intensity adjusting unit 25 for adjusting and a blanking electrode array for independently switching for each electron beam whether or not to irradiate the wafer 44 with the electron beam by deflecting a plurality of electron beams independently for each electron beam. 26 and an electron beam shielding member 28 that includes a plurality of openings through which the electron beam passes and shields the electron beam deflected by the blanking electrode array 26.

ウェハ用投影系は、複数の電子ビームを独立に集束し、ウェハ44に照射される電子ビーム像の回転を調整する第3多軸電子レンズ34と、第3多軸電子レンズ34の各レンズ開口部におけるレンズ強度を独立して調整する第3レンズ強度調整部35と、複数の電子ビームを独立に集束し、ウェハ44に照射される電子ビームの縮小率を調整する第4多軸電子レンズ36と、第4多軸電子レンズ36の各レンズ開口部におけるレンズ強度を独立して調整する第4レンズ強度調整部37と、複数の電子ビームをウェハ44の所望の位置に、電子ビーム毎に独立に偏向する偏向部60と、複数の電子ビームを独立に集束し、ウェハ44に対する対物レンズとして機能する第5多軸電子レンズ62とを有する。   The projection system for a wafer focuses a plurality of electron beams independently, and adjusts the rotation of an electron beam image irradiated on the wafer 44, and each lens opening of the third multi-axis electron lens 34. A third lens intensity adjusting unit 35 that independently adjusts the lens intensity in the unit, and a fourth multi-axis electron lens 36 that focuses a plurality of electron beams independently and adjusts a reduction rate of the electron beam irradiated on the wafer 44. A fourth lens intensity adjustment unit 37 that independently adjusts the lens intensity at each lens opening of the fourth multi-axis electron lens 36, and a plurality of electron beams at a desired position on the wafer 44, independently for each electron beam. And a fifth multi-axis electron lens 62 that independently converges a plurality of electron beams and functions as an objective lens for the wafer 44.

制御系140は、統括制御部130と、多軸電子レンズ制御部82と、反射電子処理部99と、ウェハステージ制御部96と、複数の電子ビームに対する露光パラメータをそれぞれ独立に制御する個別制御部120とを備える。統括制御部130は、例えばワークステーションであって、個別制御部120に含まれる各制御部を統括制御する。多軸電子レンズ制御部82は、第1多軸電子レンズ16、第2多軸電子レンズ24、第3多軸電子レンズ34及び第4多軸電子レンズ36に供給する電流を制御する。反射電子処理部99は、反射電子検出装置50において検出された反射電子や2次電子等の電子の量に基づく信号を受け取り、統括制御部130に通知する。ウェハステージ制御部96は、ウェハステージ駆動部48を制御し、ウェハステージ46を所定の位置に移動させる。   The control system 140 includes an overall control unit 130, a multi-axis electron lens control unit 82, a reflected electron processing unit 99, a wafer stage control unit 96, and an individual control unit that independently controls exposure parameters for a plurality of electron beams. 120. The overall control unit 130 is a workstation, for example, and performs overall control of each control unit included in the individual control unit 120. The multi-axis electron lens control unit 82 controls the current supplied to the first multi-axis electron lens 16, the second multi-axis electron lens 24, the third multi-axis electron lens 34, and the fourth multi-axis electron lens 36. The backscattered electron processing unit 99 receives a signal based on the amount of backscattered electrons or secondary electrons detected by the backscattered electron detection device 50 and notifies the overall control unit 130 of the received signal. The wafer stage control unit 96 controls the wafer stage driving unit 48 to move the wafer stage 46 to a predetermined position.

個別制御部120は、電子ビーム発生部10を制御する電子ビーム制御部80と、第1成形偏向部18及び第2成形偏向部20を制御する成形偏向制御部84と、各レンズ強度調整部(17、25、35、37)を制御するレンズ強度制御部88と、ブランキング電極アレイ26に含まれる偏向電極に印加する電圧を制御するブランキング電極アレイ制御部86と、偏向部60が有する複数の偏向器に含まれる電極に印加する電圧を制御する偏向制御部98とを有する。   The individual control unit 120 includes an electron beam control unit 80 that controls the electron beam generation unit 10, a shaping deflection control unit 84 that controls the first shaping deflection unit 18 and the second shaping deflection unit 20, and each lens intensity adjustment unit ( 17, 25, 35, 37), a lens intensity control unit 88 that controls the voltage applied to the deflection electrodes included in the blanking electrode array 26, and a plurality of deflection units 60. And a deflection control unit 98 for controlling the voltage applied to the electrodes included in the deflector.

以下、図2に示す電子ビーム露光装置100の動作について説明する。まず、電子ビーム発生部10が、複数の電子ビームを発生する。電子ビーム発生部10において発生された電子ビームはアノード13を通過し、スリット偏向部15に入射する。スリット偏向部15は、アノード13を通過した電子ビームのスリットカバー11に対する照射位置を調整する。   Hereinafter, the operation of the electron beam exposure apparatus 100 shown in FIG. 2 will be described. First, the electron beam generator 10 generates a plurality of electron beams. The electron beam generated in the electron beam generator 10 passes through the anode 13 and enters the slit deflector 15. The slit deflecting unit 15 adjusts the irradiation position of the electron beam that has passed through the anode 13 to the slit cover 11.

スリットカバー11は、第1成形部材14に照射される電子ビームの面積を小さくすべく、スリットカバー11に照射された各電子ビームの一部を遮蔽し、電子ビームの断面を所定の大きさに成形する。スリットカバー11において成形された電子ビームは、第1成形部材14に照射され更に成形される。第1成形部材14を通過した電子ビームは、第1成形部材14に含まれる開口部の形状に対応する矩形の断面形状をそれぞれ有する。   The slit cover 11 shields a part of each electron beam irradiated to the slit cover 11 in order to reduce the area of the electron beam irradiated to the first molding member 14, and makes the cross section of the electron beam a predetermined size. Mold. The electron beam formed in the slit cover 11 is irradiated onto the first forming member 14 and further formed. The electron beam that has passed through the first molding member 14 has a rectangular cross-sectional shape corresponding to the shape of the opening included in the first molding member 14.

第1多軸電子レンズ16は、第1成形部材14において矩形に成形された複数の電子ビームを独立に集束し、第2成形部材22に対する電子ビームの焦点を、電子ビーム毎に独立に調整する。また、第1レンズ強度調整部17は、第1多軸電子レンズ16のレンズ開口部に入射された各電子ビームの焦点位置を補正すべく、第1電子レンズ16の各レンズ開口部におけるレンズ強度を調整する。   The first multi-axis electron lens 16 independently focuses a plurality of electron beams formed in a rectangular shape in the first shaping member 14 and independently adjusts the focus of the electron beam with respect to the second shaping member 22 for each electron beam. . In addition, the first lens intensity adjusting unit 17 corrects the focal position of each electron beam incident on the lens opening of the first multi-axis electron lens 16, and the lens intensity at each lens opening of the first electron lens 16. Adjust.

第1成形偏向部18は、第1成形部材14において矩形に成形された複数の電子ビームを、第2成形部材に対して所望の位置に照射すべく電子ビーム毎に独立して偏向する。第2成形偏向部20は、第1成形偏向部18で偏向された複数の電子ビームを、第2成形部材22に対して略垂直方向に照射すべく電子ビーム毎に独立に偏向する。その結果、電子ビームが、第2成形部材22の所望の位置に、第2成形部材22に対して略垂直に照射される。   The first shaping deflection unit 18 independently deflects the plurality of electron beams shaped in a rectangular shape in the first shaping member 14 for each electron beam so as to irradiate a desired position with respect to the second shaping member. The second shaping deflection unit 20 independently deflects the plurality of electron beams deflected by the first shaping deflection unit 18 for each electron beam so as to irradiate the second shaping member 22 in a substantially vertical direction. As a result, the electron beam is irradiated onto the second molding member 22 at a desired position substantially perpendicularly to the second molding member 22.

矩形形状を有する複数の開口部を含む第2成形部材22は、各開口部に照射された矩形の断面形状を有する複数の電子ビームを、ウェハ44に照射されるべき所望の矩形の断面形状を有する電子ビームに更に成形する。   The second forming member 22 including a plurality of openings having a rectangular shape has a desired rectangular cross-sectional shape to be irradiated to the wafer 44 by a plurality of electron beams having a rectangular cross-sectional shape irradiated to each opening. Further shaping into an electron beam.

第2多軸電子レンズ24は、複数の電子ビームを独立に集束して、ブランキング電極アレイ26に対する電子ビームの焦点を、電子ビーム毎に独立に調整する。また、第2レンズ強度調整部25は、第2多軸電子レンズ24のレンズ開口部に入射された各電子ビームの焦点位置を補正すべく、第2電子レンズ24の各レンズ開口部におけるレンズ強度を調整する。第2多軸電子レンズ24により焦点が調整された電子ビームは、ブランキング電極アレイ26に含まれる複数のアパーチャに入射する。   The second multi-axis electron lens 24 focuses a plurality of electron beams independently, and independently adjusts the focus of the electron beam with respect to the blanking electrode array 26 for each electron beam. Further, the second lens intensity adjusting unit 25 corrects the focal position of each electron beam incident on the lens opening of the second multi-axis electron lens 24, and the lens intensity at each lens opening of the second electron lens 24. Adjust. The electron beam whose focus is adjusted by the second multi-axis electron lens 24 is incident on a plurality of apertures included in the blanking electrode array 26.

ブランキング電極アレイ制御部86は、ブランキング電極アレイ26に形成された各アパーチャの近傍に設けられた偏向電極に電圧を印加するか否かを制御する。ブランキング電極アレイ26は、偏向電極に印加される電圧に基づいて、電子ビームをウェハ44に照射させるか否かを切替える。電圧が印加されたときは、ブランキング電極アレイ26のアパーチャを通過した電子ビームは偏向され、電子ビーム遮蔽部材28に含まれる開口部を通過できず、ウェハ44に照射されない。電圧が印加されないときには、アパーチャを通過した電子ビームは偏向されず、電子ビーム遮蔽部材28に含まれる開口部を通過することができ、電子ビームはウェハ44に照射される。   The blanking electrode array control unit 86 controls whether or not to apply a voltage to the deflection electrode provided in the vicinity of each aperture formed in the blanking electrode array 26. The blanking electrode array 26 switches whether to irradiate the wafer 44 with the electron beam based on the voltage applied to the deflection electrode. When a voltage is applied, the electron beam that has passed through the aperture of the blanking electrode array 26 is deflected, cannot pass through the opening included in the electron beam shielding member 28, and is not irradiated onto the wafer 44. When no voltage is applied, the electron beam that has passed through the aperture is not deflected, can pass through the opening included in the electron beam shielding member 28, and the electron beam is irradiated onto the wafer 44.

第3多軸電子レンズ34は、ブランキング電極アレイ26を通過した電子ビームの回転を調整する。具体的には、第3多軸電子レンズ34は、ウェハ44照射される電子ビームの像の、当該電子ビームの光軸に対する回転を調整する。また、第3レンズ強度調整部35は、第3多軸電子レンズの各レンズ開口部におけるレンズ強度を調整する。具体的には、第3レンズ強度調整部35は、第3多軸電子レンズ34に入射された各電子ビームの像の回転を一様にすべく、第3多軸電子レンズ34の各レンズ開口部におけるレンズ強度を調整する。第4多軸電子レンズ36は、入射された電子ビームの照射径を縮小する。   The third multi-axis electron lens 34 adjusts the rotation of the electron beam that has passed through the blanking electrode array 26. Specifically, the third multi-axis electron lens 34 adjusts the rotation of the image of the electron beam irradiated on the wafer 44 with respect to the optical axis of the electron beam. The third lens strength adjusting unit 35 adjusts the lens strength at each lens opening of the third multi-axis electron lens. Specifically, the third lens intensity adjusting unit 35 is configured to open each lens opening of the third multi-axis electron lens 34 in order to make the rotation of the image of each electron beam incident on the third multi-axis electron lens 34 uniform. Adjust the lens strength in the area. The fourth multi-axis electron lens 36 reduces the irradiation diameter of the incident electron beam.

また、第4レンズ強度調整部37は、各電子ビームの縮小率が略同一になるように第4多軸電子レンズ36の各レンズ開口部におけるレンズ強度を調整する。そして第3多軸電子レンズ34及び第4多軸電子レンズ36を通過した電子ビームのうち、ブランキング電極アレイ26により偏向されない電子ビームが、電子ビーム遮蔽部材28を通過し、偏向部60に入射する。   The fourth lens intensity adjustment unit 37 adjusts the lens intensity at each lens opening of the fourth multi-axis electron lens 36 so that the reduction ratios of the electron beams are substantially the same. Of the electron beams that have passed through the third multi-axis electron lens 34 and the fourth multi-axis electron lens 36, an electron beam that is not deflected by the blanking electrode array 26 passes through the electron beam shielding member 28 and enters the deflection unit 60. To do.

偏向制御部98は、偏向部60に含まれる複数の偏向器を独立に制御する。偏向部60は、複数の偏向器に入射される複数の電子ビームを、電子ビーム毎に独立にウェハ44の所望の位置に偏向する。更に、第5多軸電子レンズ62は、偏向部60に入射した電子ビームのウェハ44に対する焦点を、それぞれ独立に調整する。そして、偏向部60及び第5多軸電子レンズ62を通過した電子ビームは、ウェハ44に照射される。   The deflection control unit 98 controls a plurality of deflectors included in the deflection unit 60 independently. The deflecting unit 60 deflects the plurality of electron beams incident on the plurality of deflectors to a desired position on the wafer 44 independently for each electron beam. Further, the fifth multi-axis electron lens 62 independently adjusts the focal point of the electron beam incident on the deflection unit 60 with respect to the wafer 44. Then, the electron beam that has passed through the deflection unit 60 and the fifth multi-axis electron lens 62 is irradiated onto the wafer 44.

露光処理中、ウェハステージ制御部96は、一定方向にウェハステージ48を動かす。ブランキング電極アレイ制御部86は露光パターンデータに基づいて、電子ビームを通過させるアパーチャを定め、各アパーチャに対する電力制御を行う。ウェハ44の移動に合わせて、電子ビームを通過させるアパーチャを適宜、変更し、更に主偏向部42及び偏向部60により電子ビームを偏向することにより、ウェハ44に所望の回路パターンを露光することができる。   During the exposure process, the wafer stage control unit 96 moves the wafer stage 48 in a certain direction. The blanking electrode array control unit 86 determines apertures through which the electron beam passes based on the exposure pattern data, and performs power control on each aperture. As the wafer 44 moves, the aperture through which the electron beam passes is appropriately changed, and the electron beam is deflected by the main deflecting unit 42 and the deflecting unit 60 to expose the wafer 44 with a desired circuit pattern. it can.

図3は、図2に示す電子ビーム露光装置の電子レンズである第1多軸電子レンズ16の平面図である。尚、電子ビーム露光装置100に含まれる第2多軸電子レンズ24、第3多軸電子レンズ34、第4多軸電子レンズ36及び第5多軸電子レンズ62も、第1多軸電子レンズ16と同様の構成を有しており、以下において、多軸電子レンズの構成に関して、代表して第1多軸電子レンズ16の構成に基づいて説明する。   FIG. 3 is a plan view of the first multi-axis electron lens 16 which is an electron lens of the electron beam exposure apparatus shown in FIG. The second multi-axis electron lens 24, the third multi-axis electron lens 34, the fourth multi-axis electron lens 36, and the fifth multi-axis electron lens 62 included in the electron beam exposure apparatus 100 are also included in the first multi-axis electron lens 16. The configuration of the multi-axis electron lens will be described below based on the configuration of the first multi-axis electron lens 16 as a representative.

第1多軸電子レンズ16は、電子ビームが通過するレンズ開口部204を有するレンズ部202と、レンズ部202の周囲に設けられ磁界を発生するコイル部200とを備える。   The first multi-axis electron lens 16 includes a lens unit 202 having a lens opening 204 through which an electron beam passes, and a coil unit 200 that is provided around the lens unit 202 and generates a magnetic field.

図4は、第1多軸電子レンズ16の断面図を示す図である。図4に示すように、第1多軸電子レンズ16は、磁界を発生させるコイル214、コイル214の周囲に設けられたコイル部磁性導体部212を有する。また、レンズ部202は、複数のレンズ部磁性導体部210、及びレンズ部磁性導体部210に設けられた複数の開口部を有する。複数のレンズ部磁性導体部210に含まれる複数の当該開口部が、電子ビームを通過させるレンズ開口部204を形成する。   FIG. 4 is a cross-sectional view of the first multi-axis electron lens 16. As shown in FIG. 4, the first multi-axis electron lens 16 includes a coil 214 that generates a magnetic field, and a coil part magnetic conductor part 212 provided around the coil 214. The lens unit 202 includes a plurality of lens unit magnetic conductors 210 and a plurality of openings provided in the lens unit magnetic conductors 210. The plurality of openings included in the plurality of lens unit magnetic conductors 210 form a lens opening 204 through which the electron beam passes.

図4において、レンズ部202は、複数の開口部が設けられた第1レンズ部磁性導体部210aと、複数の開口部が設けられた第2レンズ部磁性導体部210bとを有する。第1レンズ部磁性導体部210a及び第2レンズ部磁性導体部210bは、非磁性導体部208を挟んで、略平行に配置されることが好ましい。そして、第1レンズ部磁性導体部210a及び第2レンズ部磁性導体部210bに設けられた複数の開口部により形成されたレンズ開口部204において、電子ビームの焦点及び/又は回転を調整する磁界が形成される。そして、レンズ開口部204に入射した電子ビームは、複数のレンズ部磁性導体部210間において発生する磁界の影響を受けて、互いにクロスオーバを形成することなくそれぞれ独立に焦点等が調整される。   4, the lens unit 202 includes a first lens unit magnetic conductor 210a provided with a plurality of openings, and a second lens unit magnetic conductor 210b provided with a plurality of openings. The first lens part magnetic conductor part 210a and the second lens part magnetic conductor part 210b are preferably arranged substantially in parallel with the nonmagnetic conductor part 208 interposed therebetween. A magnetic field that adjusts the focus and / or rotation of the electron beam in the lens opening 204 formed by a plurality of openings provided in the first lens unit magnetic conductor 210a and the second lens unit magnetic conductor 210b. It is formed. Then, the electron beam incident on the lens opening 204 is influenced by a magnetic field generated between the plurality of lens unit magnetic conductors 210, and the focus and the like are adjusted independently without forming a crossover with each other.

なお、マルチビームの電子線を応用した検査装置は、特開2001−308154号公報(特許文献2)に記載されている。   An inspection apparatus using a multi-beam electron beam is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-308154 (Patent Document 2).

特許再公表WO01/075951号公報Patent re-publication WO01 / 075951 特開2001−308154号公報JP 2001-308154 A

しかしながら、従来は、特許文献1に記載されるように、電子ビームを通過させてレンズ作用を行うレンズ開口部204は、コイル214の内側に形成されてきた。よって、レンズ開口部204の数を多くしようとすると、それだけコイル214の径が大きくなり、そのためにインピーダンスが大きなコイルとなる。従って、レンズ場を制御するための電源装置の負担が大きくなるという問題点があった。   However, conventionally, as described in Patent Document 1, a lens opening 204 that allows an electron beam to pass therethrough and performs a lens action has been formed inside the coil 214. Therefore, if the number of lens openings 204 is increased, the diameter of the coil 214 increases accordingly, resulting in a coil having a large impedance. Accordingly, there is a problem that the burden on the power supply device for controlling the lens field is increased.

また、図2に記載されるように、電子線露光装置には、複数の偏向器が設けられ、この他に図2には示されていない非点補正器等が設けられるが、これらもレンズ開口部204に対応する狭い領域に配置されることになり、組み立て、調整、メンテナンス時の分解等に大きな負担となることがあった。   As shown in FIG. 2, the electron beam exposure apparatus is provided with a plurality of deflectors, and in addition to this, an astigmatism corrector not shown in FIG. 2 is provided. It will be arranged in a narrow area corresponding to the opening 204, which may be a heavy burden for assembly, adjustment, disassembly during maintenance, and the like.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レンズ場を制御するための電源装置が大きくならず、かつ、構成部品の配置が容易な電子レンズ部材、及びこの電子レンズ部材を使用した電子線応用装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and the power supply device for controlling the lens field is not large, and the electronic lens member in which the arrangement of the components is easy, and the electronic lens member are used. It is an object to provide an electron beam application apparatus.

前記課題を解決するための第1の手段は、強磁性体中に外周部の一部を残して埋め込まれたコイルと、当該強磁性体から外部に広がる鍔部とを有し、前記鍔部は、磁極のN極とS極を構成するように、かつ、前記コイルの前記強磁性体に埋め込まれていない外周部が、当該鍔部でつながらないように2つに分割されて、当該分割された部分が対面しており、レンズ場を形成するための複数の穴が、前記鍔部の分割された部分の各々に、対面するように設けられていることを特徴とする電子レンズ部材(請求項1)である。   The first means for solving the problem includes a coil embedded in the ferromagnetic body leaving a part of the outer peripheral portion, and a flange extending outward from the ferromagnetic body, and the flange Is divided into two so as to constitute the N pole and S pole of the magnetic pole, and the outer peripheral portion not embedded in the ferromagnetic body of the coil is not connected to the flange portion. The electronic lens member is characterized in that a plurality of holes for forming a lens field are provided so as to face each of the divided portions of the flange portion. Item 1).

本手段においては、内側にコイルを設けてそのコイルを強磁性体で覆い、その強磁性体から外部に広がる鍔部を設けて、その鍔部を磁極として用いている。すなわち、鍔部は、磁極のN極とS極を構成するように2つに分割されて、当該分割された部分が対面して、それによりN極とS極が対面するようになっている。そして、レンズ場を形成するための穴は、鍔部の分割された部分の各々に、対面するように設けられており、この部分を電子線が通過することによりレンズ作用を受けるようになっている。   In this means, a coil is provided on the inner side, the coil is covered with a ferromagnetic material, a collar part extending from the ferromagnetic material to the outside is provided, and the collar part is used as a magnetic pole. That is, the collar portion is divided into two so as to constitute the N pole and the S pole of the magnetic pole, and the divided portions face each other, so that the N pole and the S pole face each other. . A hole for forming a lens field is provided in each of the divided parts of the collar so as to face each other, and the lens action is received by passing an electron beam through this part. Yes.

本手段によれば、コイルが磁極を構成する鍔部の内側に設けられているので、コイルの大きさを小さくでき、インピーダンスを小さくできるので、電源装置が小型のもので済み、レンズ場の制御が容易になる。   According to this means, since the coil is provided inside the collar portion constituting the magnetic pole, the size of the coil can be reduced and the impedance can be reduced, so that the power supply device can be small, and the lens field can be controlled. Becomes easier.

また、磁極を構成する鍔部が外側にあるので、この部分を広くとることができ、従って、電子線露光装置等の構成部品を取り付けるスペースの制約が緩やかになる。   Moreover, since the collar part which comprises a magnetic pole exists in the outer side, this part can be taken widely, Therefore The restrictions of the space which attaches components, such as an electron beam exposure apparatus, become loose.

前記課題を解決するための第2の手段は、電子線により、ウェハ等の感応基板を露光する電子ビーム露光装置であって、複数の電子線を発生する電子線発生装置と、前記複数の電子線の各々を、対応する前記レンズ場を構成する複数の穴に通過させるように配置された前記第1の手段である電子レンズ部材を有することを特徴とする電子線応用装置(請求項2)である。   A second means for solving the above problem is an electron beam exposure apparatus that exposes a sensitive substrate such as a wafer with an electron beam, the electron beam generating apparatus generating a plurality of electron beams, and the plurality of electrons. An electron beam application apparatus comprising: an electron lens member as the first means arranged so as to pass each of the lines through a plurality of holes constituting the corresponding lens field (Claim 2). It is.

本発明によれば、レンズ場を制御するための電源装置が大きくならず、かつ、構成部品の配置が容易な電子レンズ部材、及びこの電子レンズ部材を使用した電子線応用装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an electron lens member in which the power supply device for controlling the lens field is not large and the arrangement of the components is easy, and an electron beam application apparatus using the electron lens member. it can.

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図1は、本発明の実施の形態であるマルチビーム用電子レンズ部材の構成を示す概要図であり、(a)は平面図、(b)は中央断面図である。   Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are schematic views showing the configuration of a multi-beam electron lens member according to an embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a central sectional view.

この電子レンズ部材には、その中央部にコイル1が形成され、強磁性体2の中に埋め込まれている。強磁性体2の外周部は2つに分かれて鍔部2a、2bを形成している。そして、鍔部2a、2bにはそれぞれ複数のレンズ開口部3a、3bが形成されており、これらレンズ開口部3a、3bの平面図で見た位置は一致するようになっている。   The electron lens member has a coil 1 formed at the center thereof and is embedded in the ferromagnetic body 2. The outer peripheral portion of the ferromagnetic body 2 is divided into two to form flange portions 2a and 2b. A plurality of lens openings 3a and 3b are formed in the flanges 2a and 2b, respectively, and the positions of the lens openings 3a and 3b viewed in a plan view are matched.

コイル1により発生する磁力により、例えば鍔部2aがN極、鍔部2bがS極を構成するようになり、この構成によりN極とS極が互いに向き合った状態となる。なお、強磁性体2は、コイル1の外周部の輪帯状をした一部分を覆っておらず、従って、鍔部2a、2bもこの部分から分岐するようになっている。   Due to the magnetic force generated by the coil 1, for example, the flange portion 2a forms an N pole and the flange portion 2b forms an S pole. With this configuration, the N pole and the S pole face each other. Note that the ferromagnetic body 2 does not cover a part of the outer peripheral portion of the coil 1 in the shape of an annular zone, and therefore the flange portions 2a and 2b are also branched from this portion.

図1と図4とを比較すると分かるように、図4では、レンズ開口部を取り巻くようにしてコイルが形成されているのに対し、図1においては、コイル1は内側に形成され、その外側にレンズ開口部3a、3bが形成されている。よって、コイル1は小型のものとなり、インピーダンスが小さくなるので、小さな電源で駆動でき、レンズ場の制御が容易となる。また、図1においては、レンズ開口部3a、3bがコイル1の外側に形成される結果、形成するスペースが広くなり、その分、組み立て、調整、メンテナンス時の分解等が容易になる。なお、図1においては、強磁性体2と鍔部2a、2bを一体のものとしているが、鍔部2a、2bを、強磁性体2とは別の強磁性体で形成してもよいことはいうまでもない。   As can be seen by comparing FIG. 1 and FIG. 4, in FIG. 4, the coil is formed so as to surround the lens opening, whereas in FIG. 1, the coil 1 is formed on the inside and the outside thereof. The lens openings 3a and 3b are formed in the lens. Therefore, the coil 1 is small in size and has a small impedance, so that it can be driven by a small power source and the lens field can be easily controlled. In FIG. 1, the lens openings 3a and 3b are formed on the outside of the coil 1. As a result, the space to be formed is widened. In FIG. 1, the ferromagnetic body 2 and the flange portions 2 a and 2 b are integrated. Needless to say.

本発明の実施の形態である電子線露光装置の基本的な構成は、図2に示したものと代わるところがなく、ただ、マルチビーム用電子レンズ部材が図1に示したようなものとなっている点が異なるだけであるので、その説明を省略する。もちろん、電子線の通過する場所が異なってくるので、それに合わせて、図2に示した構成を変える必要があるが、変更すべき部分とその方法は、当業者にとって自明の事項であろう。   The basic configuration of the electron beam exposure apparatus according to the embodiment of the present invention is not different from that shown in FIG. 2, but the multi-beam electron lens member is as shown in FIG. The only difference is that the description is omitted. Of course, since the place where the electron beam passes differs, it is necessary to change the configuration shown in FIG. 2 in accordance with it. However, the part to be changed and the method thereof will be obvious to those skilled in the art.

また、本発明の電子レンズ部材は、電子線露光装置のみならず、電子線を使用した検査装置等の電子線応用装置に広く使用することができる。その際、例えば特許文献2に示される電子レンズの構造を本発明の電子レンズ部材に変え、それに合わせて電子線源の配置や偏向器の配置等を変更すればよく、これらは当業者が容易に行える設計事項である。   The electron lens member of the present invention can be widely used not only in an electron beam exposure apparatus but also in an electron beam application apparatus such as an inspection apparatus using an electron beam. At that time, for example, the structure of the electron lens shown in Patent Document 2 may be changed to the electron lens member of the present invention, and the arrangement of the electron beam source and the deflector may be changed accordingly. It is a design matter that can be done.

本発明の実施の形態である電子線露光装置に使用されるマルチビーム用電子レンズ部材の構成を示す概要図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the electron lens member for multi beams used for the electron beam exposure apparatus which is embodiment of this invention. 特許文献1に記載される電子ビーム露光装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the electron beam exposure apparatus described in patent document 1. FIG. 図2に示す電子ビーム露光装置の電子レンズ部材の上面図である。It is a top view of the electron lens member of the electron beam exposure apparatus shown in FIG. 図3に示す電子レンズ部材の断面図である。It is sectional drawing of the electronic lens member shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…コイル、2…強磁性体、2a,2b…鍔部、3a,3b…レンズ開口部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Coil, 2 ... Ferromagnetic material, 2a, 2b ... Gutter part, 3a, 3b ... Lens opening part

Claims (2)

強磁性体中に外周部の一部を残して埋め込まれたコイルと、当該強磁性体から外部に広がる鍔部とを有し、前記鍔部は、磁極のN極とS極を構成するように、かつ、前記コイルの前記強磁性体に埋め込まれていない外周部が、当該鍔部でつながらないように2つに分割されて、当該分割された部分が対面しており、レンズ場を形成するための複数の穴が、前記鍔部の分割された部分の各々に、対面するように設けられていることを特徴とする電子レンズ部材。 A coil embedded in a ferromagnetic body leaving a part of the outer periphery, and a flange extending outward from the ferromagnetic body, the flange forming the N pole and S pole of the magnetic pole In addition, the outer peripheral portion of the coil that is not embedded in the ferromagnetic material is divided into two so as not to be connected by the flange portion, and the divided portions face each other to form a lens field. An electron lens member, wherein a plurality of holes are provided so as to face each of the divided portions of the flange portion. 電子線を使用した装置であって、複数の電子線を発生する電子線発生装置と、前記複数の電子線の各々を、対応する前記レンズ場を構成する複数の穴に通過させるように配置された請求項1に記載の電子レンズ部材を有することを特徴とする電子線応用装置。
An apparatus using an electron beam, the electron beam generating apparatus for generating a plurality of electron beams, and each of the plurality of electron beams is arranged to pass through a plurality of holes constituting the corresponding lens field. An electron beam application apparatus comprising the electron lens member according to claim 1.
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