JP2012253093A - Lithography apparatus and manufacturing method of article - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithography apparatus which is advantageous to achieve uniformity in characteristic between a plurality of charged particle beams, even when the lithography apparatus is provided with an irradiation optical system having a nonuniform irradiation angle.SOLUTION: A lithography apparatus comprises: an irradiation system (140) including a collimator lens; an aperture array (117) for dividing a charged particle beam emitted from the irradiation system into a plurality of charged particle beams; a convergence lens array (119) for forming a plurality of crossovers from the plurality of charged particle beams emitted from the aperture array; and a projection system (160) including a component (122) having a plurality of apertures corresponding to the plurality of crossovers and a plurality of projection units. In this lithography apparatus, the convergence lens array includes convergence lenses each decentering with respect to a corresponding aperture in the component, and the irradiation system includes adjustment means for adjusting an aberration so that each of positions of the plurality of crossovers formed by the convergence lens array while entering to the aperture array with an incident angle depending on the aberration is matched with a corresponding aperture in the component.

Description

本発明は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置に関する。   The present invention relates to a drawing apparatus that performs drawing on a substrate with a plurality of charged particle beams.

当該描画装置として、1つの荷電粒子線毎に投影ユニットを備える、いわゆるマルチカラム式の描画装置が知られている(特許文献1)。このような描画装置は、投影ユニットが個別に存在することから、複数の荷電粒子線全体が集束するクロスオーバを持たない。よって、空間電荷効果(クーロン効果)の影響が小さいため、荷電粒子線の本数を増やすのに有利といえる。   As the drawing apparatus, a so-called multi-column drawing apparatus having a projection unit for each charged particle beam is known (Patent Document 1). Such a drawing apparatus does not have a crossover in which a plurality of charged particle beams are converged because the projection units are individually present. Therefore, since the influence of the space charge effect (Coulomb effect) is small, it can be said that it is advantageous for increasing the number of charged particle beams.

特開平09−007538号公報JP 09-007538 A

ところが、マルチカラム式の描画装置において荷電粒子線の本数を増やすには、一般に、複数の投影ユニットの前側にある照射光学系中の荷電粒子源からの荷電粒子線の発散角(発散半角)を大きくする必要がある。荷電粒子源からの荷電粒子線の発散角が大きくなると、複数の投影ユニットに照射される荷電粒子線は、照射光学系の収差により十分な平行化が困難であるため、照射角度(入射角)が不均一となってしまう。この照射角度の不均一性は、結果として、複数の荷電粒子線の間に特性の不均一性を生じさせる。従来、投影光学系の収差に係る課題や当該収差を補償するための構成は知られているが、上述のような照射光学系の収差に係る課題は、発明者が独自に認識するに至ったものである。   However, in order to increase the number of charged particle beams in a multi-column drawing apparatus, in general, the divergence angle (divergence half angle) of charged particle beams from the charged particle source in the irradiation optical system on the front side of a plurality of projection units is set. It needs to be bigger. When the divergence angle of a charged particle beam from a charged particle source increases, it is difficult to make the charged particle beam irradiated to multiple projection units sufficiently parallel due to the aberration of the irradiation optical system, so the irradiation angle (incident angle) Becomes non-uniform. This non-uniformity of the irradiation angle results in non-uniformity of characteristics among the plurality of charged particle beams. Conventionally, a problem related to the aberration of the projection optical system and a configuration for compensating the aberration are known, but the inventor has independently recognized the problem related to the aberration of the irradiation optical system as described above. Is.

本発明は、照射角度の不均一な照射光学系を備えるも、複数の荷電粒子線の間の特性の均一性の点で有利な描画装置を提供することを例示的目的とする。   An object of the present invention is to provide a drawing apparatus that includes an irradiation optical system with nonuniform irradiation angles but is advantageous in terms of uniformity of characteristics among a plurality of charged particle beams.

本発明の一つの側面は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
発散する荷電粒子線が入射するコリメータレンズを含む照射系と、
前記照射系から射出した荷電粒子線を複数の荷電粒子線に分割するアパーチャアレイと、
前記アパーチャアレイから射出した複数の荷電粒子線からそれぞれ複数のクロスオーバを形成する集束レンズアレイと、
前記複数のクロスオーバにそれぞれ対応する複数の開口を備えた素子と、該複数の開口に対してそれぞれ設けられて複数の荷電粒子線をそれぞれ前記基板上に投影する複数の投影ユニットと、を含む投影系と、を有し、
前記集束レンズアレイは、前記素子における対応する開口に対して偏心している集束レンズを含み、
前記照射系は、前記照射光学系の収差に依る入射角で前記アパーチャアレイに入射して前記集束レンズアレイにより形成される前記複数のクロスオーバのそれぞれの位置が前記素子における対応する開口に整合するように、前記収差を調整する調整手段を含む、ことを特徴とする描画装置である。
One aspect of the present invention is a drawing apparatus for drawing on a substrate with a plurality of charged particle beams,
An irradiation system including a collimator lens on which a diverging charged particle beam is incident;
An aperture array for dividing the charged particle beam emitted from the irradiation system into a plurality of charged particle beams;
A focusing lens array that forms a plurality of crossovers from a plurality of charged particle beams emitted from the aperture array, and
An element having a plurality of openings corresponding respectively to the plurality of crossovers; and a plurality of projection units provided respectively for the plurality of openings and projecting a plurality of charged particle beams onto the substrate. A projection system,
The focusing lens array includes a focusing lens that is decentered with respect to a corresponding aperture in the element;
The irradiation system is incident on the aperture array at an incident angle depending on the aberration of the irradiation optical system, and each position of the plurality of crossovers formed by the focusing lens array is aligned with a corresponding opening in the element. Thus, the drawing apparatus includes an adjusting means for adjusting the aberration.

本発明によれば、例えば、照射角度の不均一な照射光学系を備えるも、複数の荷電粒子線の間の特性の均一性の点で有利な描画装置を提供することができる。   According to the present invention, for example, it is possible to provide a drawing apparatus that has an irradiation optical system with nonuniform irradiation angles but is advantageous in terms of uniformity of characteristics among a plurality of charged particle beams.

実施形態1の描画装置の構成を示す図。1 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to a first embodiment. アパーチャアレイ及び集束レンズアレイを通る荷電粒子線を示す図(本発明を適用しない場合)。The figure which shows the charged particle beam which passes an aperture array and a focusing lens array (when this invention is not applied). アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列と、結像面における荷電粒子線配列とを示す図(図2の構成の場合)。The figure which shows the aperture arrangement | sequence of an aperture array and a focusing lens array, and the charged particle beam arrangement | sequence in an imaging surface (in the case of the structure of FIG. 2). アパーチャアレイ及び集束レンズアレイを通る荷電粒子線を示す図(実施形態1の場合)。The figure which shows the charged particle beam which passes an aperture array and a focusing lens array (in the case of Embodiment 1). アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列と、結像面における荷電粒子線配列を示す図(図4の構成の場合)。The figure which shows the aperture arrangement | sequence of an aperture array and a focusing lens array, and the charged particle beam arrangement | sequence in an imaging surface (in the case of the structure of FIG. 4). 照射光学系のデフォーカスの有無によるアパーチャアレイ・集束レンズアレイの開口配列の違いを示す図。The figure which shows the difference in the aperture arrangement | sequence of an aperture array and a condensing lens array by the presence or absence of the defocus of an irradiation optical system. 実施形態2のアパーチャアレイ及び集束レンズアレイを通る荷電粒子線を示す図。The figure which shows the charged particle beam which passes along the aperture array and focusing lens array of Embodiment 2. アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列と、結像面における荷電粒子線配列とを示す図。The figure which shows the aperture arrangement | sequence of an aperture array and a focusing lens array, and the charged particle beam arrangement | sequence in an imaging surface. ビームスポット内の各部に到達する荷電粒子線を示す図。The figure which shows the charged particle beam which reaches | attains each part in a beam spot. 荷電粒子線の角度の見積もりに誤差がある場合の光線を示す図。The figure which shows the light ray in case there exists an error in the estimation of the angle of a charged particle beam. 実施形態3の描画装置の構成を示す図。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to a third embodiment. アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列と、結像面における荷電粒子線配列とを示す図。The figure which shows the aperture arrangement | sequence of an aperture array and a focusing lens array, and the charged particle beam arrangement | sequence in an imaging surface. 実施形態4の描画装置の構成を示す図。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to a fourth embodiment. アパーチャアレイ及び集束レンズアレイを通る荷電粒子線と、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列ならびに結像面における荷電粒子線配列とを示す図(本発明を適用しない場合)。The figure which shows the charged particle beam which passes an aperture array and a focusing lens array, the aperture arrangement | sequence of an aperture array and a focusing lens array, and the charged particle beam arrangement | sequence in an imaging surface (when this invention is not applied). アパーチャアレイ及び集束レンズアレイを通る荷電粒子線と、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列ならびに結像面における荷電粒子線配列とを示す図(実施形態4の場合)。The figure which shows the charged particle beam which passes an aperture array and a focusing lens array, the aperture arrangement | sequence of an aperture array and a focusing lens array, and the charged particle beam arrangement | sequence in an imaging surface (in the case of Embodiment 4). 実施形態5の描画装置の構成を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to a fifth embodiment. コリメータレンズの構成および機能を示す図。The figure which shows the structure and function of a collimator lens. 実施形態6の描画装置の構成を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to a sixth embodiment. コリメータレンズの前側にあるクロスオーバの位置調整を説明する図。The figure explaining the position adjustment of the crossover in the front side of a collimator lens.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。なお、原則として、全図を通じ同一の部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that, in principle, the same members are denoted by the same reference symbols throughout the drawings, and repeated description thereof is omitted.

[実施形態1]
図1は、実施形態1に係る描画装置(複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置)の構成を示す図である。本実施形態の描画装置は、荷電粒子線毎に投影ユニットを備えた、いわゆるマルチカラム式の描画装置である。荷電粒子線として電子線(電子ビーム)を用いた例を説明するが、それに限らず、イオン線等の他の荷電粒子線を用いてもよい。図1において、電子源108から、ウェーネルト電極109による調整を介して、アノード電極110によって引き出された電子ビームは、クロスオーバ調整光学系111(クロスオーバ調整系)を介してクロスオーバ112(照射系クロスオーバ)を形成する。ここで、電子源108は、LaBまたはBaO/W(ディスペンサーカソード)等を電子放出部に含むいわゆる熱電子型の電子源としうる。クロスオーバ調整光学系111は2段の静電レンズで構成されており、各静電レンズは、3枚の電極から構成され、中間電極には負の電位を与え、上下電極は接地する、いわゆるアインツェル型の静電レンズとしうる。クロスオーバ112から広角をもって放射された電子ビームは、コリメータレンズ115によって平行ビームとなり、アパーチャアレイ117を照射する。
[Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus (a drawing apparatus that performs drawing on a substrate with a plurality of charged particle beams) according to the first embodiment. The drawing apparatus of the present embodiment is a so-called multi-column drawing apparatus provided with a projection unit for each charged particle beam. An example in which an electron beam (electron beam) is used as a charged particle beam will be described. However, the present invention is not limited to this, and other charged particle beams such as an ion beam may be used. In FIG. 1, an electron beam extracted by an anode electrode 110 from an electron source 108 through adjustment by a Wehnelt electrode 109 passes through a crossover 112 (irradiation system) through a crossover adjustment optical system 111 (crossover adjustment system). Crossover). Here, the electron source 108 may be a so-called thermoelectron type electron source including LaB 6 or BaO / W (dispenser cathode) or the like in the electron emission portion. The crossover adjustment optical system 111 is composed of two-stage electrostatic lenses, each electrostatic lens is composed of three electrodes, a negative potential is applied to the intermediate electrode, and the upper and lower electrodes are grounded. It can be an Einzel type electrostatic lens. The electron beam emitted from the crossover 112 with a wide angle becomes a parallel beam by the collimator lens 115 and irradiates the aperture array 117.

アパーチャアレイ117を照射した平行ビームは、アパーチャアレイ117によって分割され、マルチ電子ビーム118(複数の電子線)となる。マルチ電子ビーム118は、それぞれ、(第1)集束レンズアレイ119によって集束され、ブランカーアレイ122上に結像する。ここで、集束レンズアレイ119は、3枚の多孔電極から構成され、3枚の電極のうち中間の電極には負の電位を与え、上下電極は接地する、アインツェル型の静電レンズアレイとしうる。なお、アパーチャアレイ117は、集束レンズアレイ119の瞳面を通過する電子ビームの領域を規定する役割も持たせるため、集束レンズアレイ119の瞳面の位置(集束レンズアレイ119の前側焦点面の位置)に置かれている。   The parallel beam irradiated on the aperture array 117 is divided by the aperture array 117 to become a multi-electron beam 118 (a plurality of electron beams). The multi-electron beams 118 are respectively focused by the (first) focusing lens array 119 and imaged on the blanker array 122. Here, the converging lens array 119 can be an Einzel-type electrostatic lens array that includes three porous electrodes, applies a negative potential to an intermediate electrode among the three electrodes, and grounds the upper and lower electrodes. . The aperture array 117 also has a role of defining the region of the electron beam that passes through the pupil plane of the focusing lens array 119. Therefore, the position of the pupil plane of the focusing lens array 119 (the position of the front focal plane of the focusing lens array 119). ).

ブランカーアレイ122は、個別に制御可能な偏向電極(より正確には、偏向電極対)を含むデバイスである。ブランカーアレイ122は、描画パターン発生回路102・ビットマップ変換回路103・ブランキング指令回路107によって生成されたブランキング信号に基づき、マルチ電子ビーム118を個別に偏向してブランキングを行う。電子ビームをブランキングしない場合は、ブランカーアレイ122の偏向電極には電圧を印加せず、電子ビームをブランキングする場合は、ブランカーアレイ122の偏向電極に電圧を印加すればよい。ここで、ブランカーアレイ122によって偏向された電子ビームは、後側にあるストップアパーチャアレイ123によって遮断されてブランキング状態となる。本実施形態において、ブランカーアレイ・ストップアパーチャアレイは2段で構成されている。すなわち、(第1)ブランカーアレイ122及び(第1)ストップアパーチャアレイ123と同じ構造の(第2)ブランカーアレイ127および(第2)ストップアパーチャアレイ128が後側に配置されている。   The blanker array 122 is a device that includes individually controllable deflection electrodes (more precisely, deflection electrode pairs). The blanker array 122 performs blanking by individually deflecting the multi-electron beam 118 based on the blanking signal generated by the drawing pattern generation circuit 102, the bitmap conversion circuit 103, and the blanking command circuit 107. When the electron beam is not blanked, no voltage is applied to the deflection electrode of the blanker array 122, and when the electron beam is blanked, a voltage is applied to the deflection electrode of the blanker array 122. Here, the electron beam deflected by the blanker array 122 is blocked by the stop aperture array 123 on the rear side to be in a blanking state. In the present embodiment, the blanker array / stop aperture array has two stages. That is, the (second) blanker array 127 and the (second) stop aperture array 128 having the same structure as the (first) blanker array 122 and the (first) stop aperture array 123 are arranged on the rear side.

ブランカーアレイ122を通ったマルチ電子ビーム118は、第2集束レンズアレイ126によって第2ブランカーアレイ127上に結像する。さらに、マルチ電子ビーム118は、第3集束レンズ130・第4集束レンズ132によって集束されてウエハ133(基板)上に結像する。ここで、第2集束レンズアレイ126・第3集束レンズアレイ130・第4集束レンズアレイ132は、第1集束レンズアレイ119と同様に、アインツェル型の静電レンズアレイとしうる。   The multi-electron beam 118 passing through the blanker array 122 is imaged on the second blanker array 127 by the second focusing lens array 126. Further, the multi-electron beam 118 is focused by the third focusing lens 130 and the fourth focusing lens 132 and forms an image on the wafer 133 (substrate). Here, like the first focusing lens array 119, the second focusing lens array 126, the third focusing lens array 130, and the fourth focusing lens array 132 can be Einzel type electrostatic lens arrays.

ここで、第4集束レンズアレイ132は、対物レンズアレイとなっており、その投影倍率は、例えば、1/100倍程度に設定される。これにより、ブランカーアレイ122上の中間結像面での電子ビーム121のスポット径(FWHM(半値全幅)で2μm)は、ウエハ133上で100分の1程度に縮小され、FWHMで20nm程度のスポット径となる。   Here, the fourth focusing lens array 132 is an objective lens array, and the projection magnification is set to about 1/100, for example. As a result, the spot diameter (FWHM (full width at half maximum) of 2 μm) of the electron beam 121 on the intermediate imaging plane on the blanker array 122 is reduced to about 1/100 on the wafer 133, and the spot diameter of about 20 nm on the FWHM. It becomes the diameter.

ウエハ133上でのマルチ電子ビーム118のスキャン(走査)は、偏向器131で行うことができる。偏向器131は、対向する電極対によって形成され、例えば、x・y各方向について2段の偏向を行うため、4段の対向電極対で構成されうる(図中では、簡単のため、2段の偏向器を1ユニットとして示している)。偏向器131は、偏向信号発生回路104の信号に従って駆動される。   Scanning of the multi-electron beam 118 on the wafer 133 can be performed by the deflector 131. The deflector 131 is formed by opposing electrode pairs. For example, in order to perform two-stage deflection in each of the x and y directions, the deflector 131 can be configured by four counter electrode pairs (in the drawing, for simplicity, two stages Is shown as one unit). The deflector 131 is driven in accordance with a signal from the deflection signal generation circuit 104.

パターンの描画中は、ウエハ133を保持するステージ134をX方向に連続的に移動させる。これと並行して、位置計測器(例えばレーザ測長機を利用したもの)による実時間でのステージ134の位置計測結果に基づき、ウエハ上の電子ビーム135を偏向器131によってY方向に偏向する。さらに、これらと並行して、第1ブランカーアレイ122及び第2ブランカーアレイ127によって、描画パターンに応じて電子ビームのブランキングを行う。このような動作により、ウエハ133上にパターンを高速に描画することができる。   During drawing of the pattern, the stage 134 holding the wafer 133 is continuously moved in the X direction. In parallel with this, the electron beam 135 on the wafer is deflected in the Y direction by the deflector 131 based on the position measurement result of the stage 134 in real time by a position measuring device (for example, using a laser length measuring device). . Further, in parallel with these, the first blanker array 122 and the second blanker array 127 perform blanking of the electron beam according to the drawing pattern. With such an operation, a pattern can be drawn on the wafer 133 at high speed.

なお、以上に説明した電子(荷電粒子)光学系は、つぎの3つの部分に大別できる。1つ目は、電子源108からコリメータレンズ115までの要素を含む照射光学系140(照射系ともいう)である。2つ目は、照射光学系140から射出した電子ビームをマルチ電子ビームに分割するアパーチャアレイ117と、当該マルチ電子ビームから複数のクロスオーバを形成する集束レンズアレイ119とを含むマルチビーム形成光学系150である。なお、マルチビーム形成光学系150は、単にマルチビーム形成系ともいう。3つ目は、当該複数のクロスオーバに対応する複数の開口を備えた素子と、当該複数の開口に対してそれぞれ設けられて電子ビーム(クロスオーバ)をウエハ上(基板上)に投影する複数の投影光学ユニットとを含む投影光学系160である。ここで、当該素子は、例えば、ブランカーアレイ122である。なお、投影光学ユニットは、単に投影ユニットともいい、投影光学系は、単に投影系ともいう。本実施形態は、マルチビーム形成光学系150の構成に特徴を有するものである。   The electron (charged particle) optical system described above can be roughly divided into the following three parts. The first is an irradiation optical system 140 (also referred to as an irradiation system) including elements from the electron source 108 to the collimator lens 115. Second, a multi-beam forming optical system including an aperture array 117 that divides the electron beam emitted from the irradiation optical system 140 into a multi-electron beam and a focusing lens array 119 that forms a plurality of crossovers from the multi-electron beam. 150. The multi-beam forming optical system 150 is also simply referred to as a multi-beam forming system. The third one is an element having a plurality of openings corresponding to the plurality of crossovers, and a plurality of elements each provided for the plurality of openings to project an electron beam (crossover) onto the wafer (on the substrate). Projection optical system 160 including the projection optical unit. Here, the element is, for example, the blanker array 122. The projection optical unit is also simply referred to as a projection unit, and the projection optical system is also simply referred to as a projection system. This embodiment is characterized by the configuration of the multi-beam forming optical system 150.

図2は、本発明を適用しない場合において、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイを通る電子ビームを示す図である。図2は、図1におけるマルチビーム形成光学系150を含む部分を図示している。図2において、クロスオーバ112から広角に放射された電子ビームは、コリメータレンズ115に入射し、コリメータレンズ115によってコリメート(略平行化)される。しかし、電子ビームの発散角(発散半角)が大きい場合、電子ビームは、照射光学系140の収差により、完全には平行化されず、被照射面内の位置によって照射角度(入射角度)が異なる不均一性が生じてしまう。ここで照射光学系の収差は、クロスオーバ調整光学系111の球面収差や、コリメータレンズ115の球面収差、電子源からアパーチャアレイ117までの間の空間電荷効果による収差(凹レンズの球面収差に相当する)を含む。例えば、照射光学系140の収差のうち、コリメータレンズ115の球面収差が支配的である場合、凸レンズの球面収差(正の球面収差)により、アパーチャアレイ117に入射する電子ビーム204は、電子ビームがより外側になるほどより内側に傾いてしまう。よって、アパーチャアレイを通過したマルチ電子ビームの主光線205も、同様に、より外側のものほどより内側に傾いた状態となる。   FIG. 2 is a diagram showing an electron beam passing through the aperture array and the focusing lens array when the present invention is not applied. FIG. 2 illustrates a portion including the multi-beam forming optical system 150 in FIG. In FIG. 2, the electron beam emitted from the crossover 112 at a wide angle enters the collimator lens 115 and is collimated (substantially parallelized) by the collimator lens 115. However, when the divergence angle (divergence half angle) of the electron beam is large, the electron beam is not completely collimated due to the aberration of the irradiation optical system 140, and the irradiation angle (incident angle) varies depending on the position in the irradiated surface. Inhomogeneity will occur. Here, the aberration of the irradiation optical system corresponds to the spherical aberration of the crossover adjusting optical system 111, the spherical aberration of the collimator lens 115, and the aberration due to the space charge effect from the electron source to the aperture array 117 (corresponding to the spherical aberration of the concave lens). )including. For example, when the spherical aberration of the collimator lens 115 is dominant among the aberrations of the irradiation optical system 140, the electron beam 204 incident on the aperture array 117 due to the spherical aberration of the convex lens (positive spherical aberration) The more the outer side is, the more the inner side is inclined. Accordingly, the principal ray 205 of the multi-electron beam that has passed through the aperture array is also more inclined to the inside as the outer one is further out.

これにより、集束レンズアレイ119を通過した電子ビームは、より外側になるほど、ブランカーアレイ122上において所望の位置から、より内側にずれてしまうことになる。このようにして、マルチ電子ビームのビーム配列が不均一となり、外側の電子ビームがブランカーアレイ122の開口203の中心を通らなくなる。その結果、ブランカーアレイ122の偏向特性が不均一になってしまう。   As a result, the electron beam that has passed through the focusing lens array 119 shifts further inward from the desired position on the blanker array 122 as it goes further outward. In this way, the beam arrangement of the multi-electron beam becomes non-uniform, and the outer electron beam does not pass through the center of the opening 203 of the blanker array 122. As a result, the deflection characteristics of the blanker array 122 become non-uniform.

また、空間電荷効果による収差の影響が支配的になった場合には、凹レンズの球面収差(負の球面収差)により、アパーチャアレイ117に入射する電子ビーム204は、逆に、電子ビームがより外側になるほどより外側に傾くことになる。よって、クロスオーバ調整光学系111及びコリメータレンズ115による凸レンズの球面収差(正の球面収差)と、空間電荷効果による収差(凹レンズの(すなわち負の)球面収差に相当)との和が電子ビームの角度分布を決める。すなわち、当該和によって、より外側の電子ビームがより内側に傾いてしまうか、または、より外側に傾いてしまうかが決まる。本願明細書の実施形態では、図2と同様、照射光学系の収差は、コリメータレンズ115の球面収差が支配的であり、アパーチャアレイに入射する電子ビームは、電子ビームがより外側になるほどより内側に傾く不均一性を有している場合を例に説明する。   On the other hand, when the influence of the aberration due to the space charge effect becomes dominant, the electron beam 204 incident on the aperture array 117 is conversely more outward because of the spherical aberration (negative spherical aberration) of the concave lens. The more it becomes, the more it will tilt outward. Therefore, the sum of the spherical aberration of the convex lens (positive spherical aberration) by the crossover adjusting optical system 111 and the collimator lens 115 and the aberration due to the space charge effect (corresponding to the concave lens (ie, negative) spherical aberration) is the sum of the electron beam. Determine the angular distribution. That is, the sum determines whether the outer electron beam is inclined more inward or outward. In the embodiment of the present specification, as in FIG. 2, the spherical aberration of the collimator lens 115 is dominant for the aberration of the irradiation optical system, and the electron beam incident on the aperture array becomes more inner as the electron beam becomes more outer. An example in which there is a non-uniformity incline will be described.

図3は、図2の構成において、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列と、結像面における電子ビームの配列とを示す図である。図3の(A)におけるアパーチャアレイの開口配列201及び集束レンズアレイの開口配列202は、図3の(B)におけるブランカーアレイの開口配列203に一致するようにしている。ここでは、一例として、ブランカーアレイの開口203の配列を正方格子状の配列としているが、それに限らず、例えば、千鳥格子状の配列など規則性を有する他の配列としてもよい。図3の(B)に示すように、照射光学系の収差により、前述したとおり、結像面(またはブランカーアレイ)上の電子ビーム121の位置は、ブランカーアレイの開口203の位置に対して、電子ビームがより外側になるほどより内側となる。すなわち、照射光学系の収差により、ブランカーアレイ(結像面)上のビーム配列121は、ブランカーアレイの開口203の配列に対してずれてしまう。したがって、照射光学系の収差を前提にすると、アパーチャアレイの開口201の配列及び集束レンズアレイの開口202の配列をブランカーアレイの開口203の配列に一致させるのは好ましくないことになる。   FIG. 3 is a diagram showing the aperture arrangement of the aperture array and the focusing lens array and the arrangement of electron beams on the imaging plane in the configuration of FIG. The aperture array 201 of the aperture array and the aperture array 202 of the focusing lens array in FIG. 3A are made to coincide with the aperture array 203 of the blanker array in FIG. Here, as an example, the arrangement of the openings 203 of the blanker array is a square lattice array, but is not limited thereto, and may be another array having regularity such as a staggered lattice array. As shown in FIG. 3B, due to the aberration of the irradiation optical system, the position of the electron beam 121 on the imaging plane (or blanker array) is relative to the position of the opening 203 of the blanker array, as described above. The more the electron beam is on the outside, the more on the inside. That is, the beam arrangement 121 on the blanker array (imaging plane) is shifted from the arrangement of the openings 203 in the blanker array due to the aberration of the irradiation optical system. Therefore, it is not preferable to match the arrangement of the apertures 201 of the aperture array and the arrangement of the apertures 202 of the focusing lens array with the arrangement of the openings 203 of the blanker array, assuming the aberration of the irradiation optical system.

これに対し、図4は、本実施形態1において、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイを通る電子ビームを示す図である。図4において、アパーチャアレイ117及び集束レンズアレイ119の各開口の位置は、ブランカーアレイ122(または結像面)上の対応する開口の位置(所望の電子ビームの位置)に対して、共に同量だけずらすようにしている。ここで、同量とは、量が完全に一致している場合のみならず、製造誤差や配置誤差等により、描画装置に要求される精度から設定される許容範囲内で量が不一致である場合も含む。この開口位置の変位量(偏心量)は、照射光学系の収差に対応した電子ビームの入射角に基づいて設定すればよい。当該入射角は、ブランカーアレイ122上の位置のブランカー中心(ブランカーアレイ122の中心)からの距離の関数、例えば、3次の多項式(後述)、により設定することができる。   On the other hand, FIG. 4 is a diagram showing an electron beam passing through the aperture array and the focusing lens array in the first embodiment. In FIG. 4, the positions of the apertures of the aperture array 117 and the focusing lens array 119 are the same amount with respect to the corresponding position of the aperture (the position of the desired electron beam) on the blanker array 122 (or the imaging plane). I just try to shift it. Here, the same amount is not only when the amounts are completely the same, but also when the amounts are inconsistent within an allowable range set by the accuracy required for the drawing apparatus due to manufacturing errors, placement errors, etc. Including. The displacement amount (decentration amount) of the opening position may be set based on the incident angle of the electron beam corresponding to the aberration of the irradiation optical system. The incident angle can be set by a function of a distance from a blanker center (center of the blanker array 122) at a position on the blanker array 122, for example, a cubic polynomial (described later).

このように電子ビームの入射角を考慮し、アパーチャアレイ117及び集束レンズアレイ119の開口位置をずらした場合のマルチ電子ビームの軌道401は、図4のようになる。すなわち、ブランカーアレイ122(または結像面)上の電子ビーム配列121がブランカーアレイの開口203の中心の配列に一致するような軌道となる。このようにマルチ電子ビームのビーム配列の不均一性を補償することにより、外側の電子ビームもブランカーアレイの開口203の中心を通るようになり、ブランカーアレイ122の偏向特性が改善される。図4は、比較のため、図2の構成におけるマルチ電子ビームの軌道402を点線で示している。   As described above, the trajectory 401 of the multi-electron beam when the aperture positions of the aperture array 117 and the focusing lens array 119 are shifted in consideration of the incident angle of the electron beam is as shown in FIG. That is, the trajectory is such that the electron beam array 121 on the blanker array 122 (or the imaging plane) matches the array at the center of the opening 203 of the blanker array. By compensating for the non-uniformity of the beam arrangement of the multi-electron beam in this way, the outer electron beam also passes through the center of the opening 203 of the blanker array, and the deflection characteristics of the blanker array 122 are improved. For comparison, FIG. 4 shows a multi-electron beam trajectory 402 in the configuration of FIG. 2 by dotted lines.

図5は、実施形態1において、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列と、結像面(またはブランカーアレイ122上)における電子ビーム配列とを示す図である。図5の(A)は、アパーチャアレイの各開口201の位置及び集束レンズアレイの各開口202の位置を、ブランカーアレイの対応する開口203の位置に対し、ともに同量だけ変位させたアパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列を示している。図5の(B)は、結像面上の電子ビーム配列を示しており、当該電子ビーム配列は、補償の結果、所望の電子ビーム配列に整合している。ここで、整合とは、各電子ビームの位置の目標位置に対するずれがトレランス内であることを意味する。   FIG. 5 is a diagram illustrating the aperture array of the aperture array and the focusing lens array and the electron beam array on the imaging plane (or on the blanker array 122) in the first embodiment. FIG. 5A shows an aperture array in which the position of each aperture 201 of the aperture array and the position of each aperture 202 of the focusing lens array are both displaced by the same amount with respect to the position of the corresponding aperture 203 of the blanker array. The aperture arrangement of the focusing lens array is shown. FIG. 5B shows an electron beam array on the imaging plane, and the electron beam array is aligned with a desired electron beam array as a result of compensation. Here, the alignment means that the deviation of the position of each electron beam from the target position is within tolerance.

ここで、アパーチャアレイ117は集束レンズアレイ119の瞳面(前側焦点面)上に置かれているのが好ましい。アパーチャアレイ117が集束レンズアレイ119の瞳面上に置かれた状態で、アパーチャアレイの開口配列201及び集束レンズアレイの開口配列202を同量ずらした場合、集束レンズアレイ119の瞳面を通過する電子ビームの領域は変化しない。そのため、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口中心が同軸上にある状態を保って開口位置を同量だけ変位させても、結像面に入射するマルチ電子ビームの主光線の角度を均一に保つことができる。つまり、アパーチャアレイ117を集束レンズアレイ119の前側焦点面に配置して上述の補償を行うことで、結像面上のマルチ電子ビームのビーム配列の不均一性を補償できるだけでなく、結像面への入射角の均一性も保つことができる。   Here, the aperture array 117 is preferably placed on the pupil plane (front focal plane) of the focusing lens array 119. In the state where the aperture array 117 is placed on the pupil plane of the focusing lens array 119, when the aperture array 201 of the aperture array and the aperture array 202 of the focusing lens array are shifted by the same amount, they pass through the pupil plane of the focusing lens array 119. The region of the electron beam does not change. Therefore, even if the aperture positions of the aperture array and the focusing lens array are kept on the same axis and the aperture position is displaced by the same amount, the angles of the principal rays of the multi-electron beam incident on the imaging plane can be kept uniform. Can do. That is, by arranging the aperture array 117 on the front focal plane of the focusing lens array 119 and performing the above-described compensation, not only the non-uniformity of the beam arrangement of the multi-electron beam on the imaging plane can be compensated, but also the imaging plane. Uniformity of the incident angle to can also be maintained.

なお、アパーチャアレイ117と集束レンズアレイ119との間に平行偏心があった場合、集束レンズアレイ119の瞳面を通過する電子ビームの領域がマルチ電子ビーム全体で一様に変化し、結像面上においてマルチ電子ビーム全体が一様に傾斜することになる。このような均一な傾斜は、アライナー偏向器120によって、一括の補正が容易に行える。問題は、マルチ電子ビームの個別の傾斜によって生じる不均一性であって、本発明の目的は、照射光学系の収差によって生じる当該不均一性を低減することにある。   If there is parallel decentering between the aperture array 117 and the focusing lens array 119, the region of the electron beam passing through the pupil plane of the focusing lens array 119 changes uniformly over the entire multi-electron beam, and the imaging plane Above, the entire multi-electron beam is uniformly tilted. Such uniform inclination can be easily corrected at once by the aligner deflector 120. The problem is the non-uniformity caused by the individual tilts of the multi-electron beam, and the object of the present invention is to reduce the non-uniformity caused by the aberrations of the illumination optics.

実施形態1において、アパーチャアレイの開口配列201及び集束レンズアレイ202の開口配列をずらす量は、具体的には、ブランカーアレイ上の電子ビームのブランカーアレイ中心からの距離(像高)Yに加え、3つのパラメータにより決定できる。当該3つのパラメータは、照射光学系の球面収差係数Cs・コリメータレンズの焦点距離f・デフォーカス調整量Δfである。ここで、デフォーカス調整量Δfは、クロスオーバ調整光学系111によって調整できるが、それには限定されず、例えば、コリメータレンズのパワーを変えることによって調整してもよい。   In the first embodiment, the amount of shifting the aperture array 201 of the aperture array and the aperture array of the focusing lens array 202 is specifically determined in addition to the distance (image height) Y from the center of the blanker array of the electron beam on the blanker array, It can be determined by three parameters. The three parameters are the spherical aberration coefficient Cs of the irradiation optical system, the focal length f of the collimator lens, and the defocus adjustment amount Δf. Here, the defocus adjustment amount Δf can be adjusted by the crossover adjustment optical system 111, but is not limited thereto, and may be adjusted by changing the power of the collimator lens, for example.

ここで、照射光学系の球面収差係数Csは、Cs=Cs(CO_adjust)+Cs(CL)+Cs(Coulomb)という数式で表わすことができる。Cs(CO_adjust)は、クロスオーバ調整光学系の球面収差係数、Cs(CL)は、コリメータレンズの球面収差係数、Cs(Coulomb)は、空間電荷効果による球面収差係数(特定の凹レンズの球面収差係数に相当)である。   Here, the spherical aberration coefficient Cs of the irradiation optical system can be expressed by a mathematical formula of Cs = Cs (CO_adjust) + Cs (CL) + Cs (Coulomb). Cs (CO_adjust) is the spherical aberration coefficient of the crossover adjusting optical system, Cs (CL) is the spherical aberration coefficient of the collimator lens, and Cs (Coulomb) is the spherical aberration coefficient due to the space charge effect (the spherical aberration coefficient of the specific concave lens). Equivalent).

照射光学系の収差による電子ビームの角度ずれ量Δθは、上記のパラメータを用いて、Δθ=Cs(Y/f)+Δf(Y/f)と近似的に表すことができる。この式は、距離Yに関して3次の多項式となっている。 The angle deviation amount Δθ of the electron beam due to the aberration of the irradiation optical system can be approximately expressed as Δθ = Cs (Y / f) 3 + Δf (Y / f) using the above parameters. This equation is a cubic polynomial with respect to the distance Y.

図6は、実施形態1において、照射光学系のデフォーカスの有無によるアパーチャアレイ・集束レンズアレイの開口配列の違いを示す図である。図6の(A)はデフォーカス調整量Δfが0(デフォーカス量がゼロ)のときのアパーチャアレイの開口配列201及び集束レンズアレイの開口配列202である。図6の(B)はデフォーカス調整を行った(デフォーカスさせた)場合のアパーチャアレイの開口配列201及び集束レンズアレイの開口配列202である。図6の(C)は距離(像高)Yを横軸とし、照射光学系の収差による電子ビームの角度ずれ量(電子ビームが内側に傾いた場合を正とする)を縦軸として表したグラフである(Cs=5000mm、f=500mm、Δf=1.5mmの場合を示す)。   FIG. 6 is a diagram illustrating a difference in aperture arrangement between the aperture array and the focusing lens array according to the first embodiment depending on whether or not the irradiation optical system is defocused. FIG. 6A shows the aperture array 201 of the aperture array and the aperture array 202 of the focusing lens array when the defocus adjustment amount Δf is 0 (the defocus amount is zero). FIG. 6B shows an aperture array 201 of the aperture array and an aperture array 202 of the focusing lens array when defocus adjustment is performed (defocused). 6C, the distance (image height) Y is represented on the horizontal axis, and the angle deviation amount of the electron beam due to the aberration of the irradiation optical system (positive when the electron beam is tilted inward) is represented on the vertical axis. It is a graph (shows the case of Cs = 5000 mm, f = 500 mm, Δf = 1.5 mm).

図6の(C)において、デフォーカス調整がない場合の電子ビームの角度ずれ量は、距離Yの3乗に比例する。このため、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列も、図6の(A)のように距離Yの3乗に比例したずれ量をもった開口配列とすることにより、補償を行う。   In FIG. 6C, the amount of angular deviation of the electron beam when there is no defocus adjustment is proportional to the cube of the distance Y. For this reason, the aperture arrays of the aperture array and the focusing lens array are also compensated by using an aperture array having a shift amount proportional to the cube of the distance Y as shown in FIG.

一方、図6の(C)において、デフォーカス調整を行った場合の電子ビームの角度ずれ量は、距離Yの3乗に比例する項に加え、距離Yに比例するデフォーカス項が加わる。このため、デフォーカス調整を行った場合の電子ビームは、図6の(C)からわかるように、距離Yが小さな領域では電子ビームが外側に傾き、距離Yが大きな領域では電子ビームが内側に傾くことになる。これを考慮すると、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列は、図6の(B)のように、結像面上の所望のビーム配列に対し、距離Yの小さな領域の開口601は内側に、距離Yの大きな領域の開口602は外側にずらして、補償を行うことになる。   On the other hand, in FIG. 6C, the amount of angular deviation of the electron beam when the defocus adjustment is performed adds a defocus term proportional to the distance Y in addition to a term proportional to the cube of the distance Y. Therefore, as can be seen from FIG. 6C, the electron beam when the defocus adjustment is performed is inclined outward in the region where the distance Y is small, and inward in the region where the distance Y is large. Will tilt. Considering this, the aperture array of the aperture array and the focusing lens array is arranged such that the aperture 601 in a region having a small distance Y is inward with respect to the desired beam array on the imaging plane, as shown in FIG. The opening 602 in the region where the distance Y is large is shifted outward to perform compensation.

このように、デフォーカス調整を行った場合は、開口配列パターンが多少複雑になる。しかし、図6の(C)のグラフから明らかなように、デフォーカス調整を行った場合のほうが角度ずれ量の絶対値のレンジは小さくなる。そのため、デフォーカス調整を行ったほうがアパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列をずらす量を小さくできるというメリットがある。このことは、図6(A)と図6(B)とを比較するとよくわかる。   As described above, when the defocus adjustment is performed, the aperture arrangement pattern is somewhat complicated. However, as is apparent from the graph of FIG. 6C, the absolute value range of the angular deviation amount is smaller when the defocus adjustment is performed. Therefore, the defocus adjustment has an advantage that the amount of shifting the aperture array of the aperture array and the focusing lens array can be reduced. This can be clearly seen by comparing FIG. 6 (A) and FIG. 6 (B).

以上のように、デフォーカス調整の有無には、それぞれ長所・短所がある。そして、本発明の全実施形態において、デフォーカス調整によってアパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列のパターンは変化しうるものである。また、実施形態で示す開口の配列パターンは、例示に過ぎず、照射光学系の収差によって生じる電子ビームの角度の不均一性を補償するような配列パターンである限りは、本発明の範囲内である。   As described above, the presence or absence of defocus adjustment has advantages and disadvantages. In all the embodiments of the present invention, the pattern of the aperture array of the aperture array and the focusing lens array can be changed by the defocus adjustment. Moreover, the arrangement pattern of the apertures shown in the embodiments is merely an example, and as long as the arrangement pattern compensates for the nonuniformity of the angle of the electron beam caused by the aberration of the irradiation optical system, it is within the scope of the present invention. is there.

[実施形態2]
図7は、実施形態2において、アパーチャアレイ117及び集束レンズアレイ19を通る電子ビームを示す図である。図7は、図1のマルチビーム形成光学系150に対応する部分であり、本実施形態のその他の構成要素は実施形態1のそれと同様である。
[Embodiment 2]
FIG. 7 is a diagram showing an electron beam passing through the aperture array 117 and the focusing lens array 19 in the second embodiment. FIG. 7 is a portion corresponding to the multi-beam forming optical system 150 of FIG. 1, and other components of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

同図において、集束レンズアレイの開口位置202は、実施形態1と同様に、照射光学系の収差による結像面での電子ビーム配列の不均一性を補償するために、距離(像高)Yに関して3次の多項式に従ってずらされている。また、アパーチャアレイ117の位置は、集束レンズアレイ119の前側焦点面701からずれた位置に配置されている。理想的には、アパーチャアレイ117の位置は、集束レンズアレイ119の前側焦点面701に置かれるのが好ましい。しかし、実装スペースが確保できない場合や集束レンズアレイ119の焦点距離が非常に長い場合など、理想的な配置ができない場合も想定される。   In the same figure, the aperture position 202 of the focusing lens array is similar to the first embodiment in order to compensate for the non-uniformity of the electron beam arrangement on the imaging surface due to the aberration of the irradiation optical system. Are shifted according to a cubic polynomial. In addition, the position of the aperture array 117 is arranged at a position shifted from the front focal plane 701 of the focusing lens array 119. Ideally, the position of the aperture array 117 is preferably placed on the front focal plane 701 of the focusing lens array 119. However, there may be cases where an ideal arrangement cannot be achieved, such as when the mounting space cannot be secured or when the focal length of the focusing lens array 119 is very long.

このような場合においても、照射光学系の収差による電子ビームの角度ずれが正確に把握できていれば、実施形態1の場合と同様、ブランカーアレイ122(または結像面)に対して均一な主光線の角度でマルチ電子ビームを入射させることができる。そのためには、図7において、アパーチャアレイ117の開口配列は、集束レンズアレイ119による電子ビームの収束角度分布がマルチ電子ビーム全体で一様になるように決定する必要がある。   Even in such a case, as long as the angle deviation of the electron beam due to the aberration of the irradiation optical system can be accurately grasped, as in the case of the first embodiment, the main main component is uniform with respect to the blanker array 122 (or the imaging plane). Multiple electron beams can be incident at the angle of the light beam. For this purpose, in FIG. 7, it is necessary to determine the aperture arrangement of the aperture array 117 so that the convergence angle distribution of the electron beam by the focusing lens array 119 is uniform over the entire multi-electron beam.

すなわち、マルチ電子ビームの収束角度分布は集束レンズアレイの前側焦点面701を通る電子ビームの分布で決まる。よって、照射光学系の収差による電子ビームの角度ずれ(角度分布)が正確に把握できている場合には、前側焦点面701を通る電子ビームの分布を規定することができる。   That is, the convergence angle distribution of the multi electron beam is determined by the distribution of the electron beam passing through the front focal plane 701 of the focusing lens array. Therefore, when the angle deviation (angle distribution) of the electron beam due to the aberration of the irradiation optical system can be accurately grasped, the distribution of the electron beam passing through the front focal plane 701 can be defined.

具体的には、図7に示すようにすればよい。すなわち、実施形態1と同様に、集束レンズアレイの前側焦点面701における(仮想的な)電子ビーム分布703の中心が集束レンズアレイの光軸704上にあるように、アパーチャアレイ117の開口位置を決定すればよい。   Specifically, as shown in FIG. That is, as in the first embodiment, the aperture position of the aperture array 117 is set so that the center of the (virtual) electron beam distribution 703 on the front focal plane 701 of the focusing lens array is on the optical axis 704 of the focusing lens array. Just decide.

例えば、図7において、アパーチャアレイ117の位置は、集束レンズアレイ119と集束レンズアレイの前側焦点面701との間のおよそ中央に配置されている。この場合、アパーチャアレイの開口201をずらす量は、集束レンズアレイの開口202をずらす量のおよそ半分にする。そうすることで、集束レンズアレイの前側焦点面701における(仮想的な)電子ビーム分布703の中心が集束レンズアレイの光軸704上に位置する。より一般的には、アパーチャアレイの開口201をずらす量は、集束レンズアレイの前側焦点面とアパーチャアレイとの間の距離710に比例させればよい。   For example, in FIG. 7, the position of the aperture array 117 is arranged approximately at the center between the focusing lens array 119 and the front focal plane 701 of the focusing lens array. In this case, the amount by which the aperture 201 of the aperture array is displaced is approximately half of the amount by which the aperture 202 of the focusing lens array is displaced. By doing so, the center of the (virtual) electron beam distribution 703 in the front focal plane 701 of the focusing lens array is positioned on the optical axis 704 of the focusing lens array. More generally, the amount by which the aperture 201 of the aperture array is displaced may be proportional to the distance 710 between the front focal plane of the focusing lens array and the aperture array.

図8は、実施形態2において、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列と、結像面における電子ビーム配列とを示す図である。図8の(A)は、集束レンズアレイの開口202の配列、図8の(B)は、アパーチャアレイの開口201の配列、図8の(C)は、結像面上の電子ビーム配列を示す。図8の(A)及び(B)の丸点線は、ブランカーアレイの開口203を示している。図8の(B)において、アパーチャアレイの開口をずらす量は、集束レンズアレイの前側焦点面701における電子ビーム分布703を前述のとおり規定するように、集束レンズアレイの開口をずらす量のおよそ半分に設定されている。以上のように、アパーチャアレイ117を集束レンズアレイの前側焦点面701に配置しない場合においても、本実施形態のように構成することによって、実施形態1と類似の効果を得ることができる。   FIG. 8 is a diagram illustrating the aperture array of the aperture array and the focusing lens array and the electron beam array on the imaging plane in the second embodiment. 8A shows the arrangement of the apertures 202 of the focusing lens array, FIG. 8B shows the arrangement of the apertures 201 of the aperture array, and FIG. 8C shows the arrangement of electron beams on the imaging plane. Show. The round dotted lines in FIGS. 8A and 8B indicate the opening 203 of the blanker array. In FIG. 8B, the amount by which the aperture of the aperture array is shifted is approximately half the amount by which the aperture of the focusing lens array is shifted so as to define the electron beam distribution 703 at the front focal plane 701 of the focusing lens array as described above. Is set to As described above, even when the aperture array 117 is not disposed on the front focal plane 701 of the focusing lens array, the same effect as that of the first embodiment can be obtained by configuring the present embodiment.

しかし、次に図9及び図10を参照して説明するように、できる限り実施形態1のように、アパーチャアレイ117は集束レンズアレイの前側焦点面701に配置するのが好ましい。図9は、スポットビーム内の各部分に到達する電子ビームを示す図である。図9の(A)は、実施形態1のスポットビーム内の各部分に到達する電子ビームを示す図で、アパーチャアレイ117が集束レンズアレイの前側焦点面701に置かれている。このため、スポットビーム像の外側部分に向かう軸外ビームの主光線901も含めて、軸上・軸外の主光線が光軸と平行となる。   However, as will be described with reference to FIGS. 9 and 10, the aperture array 117 is preferably disposed on the front focal plane 701 of the focusing lens array as much as possible in the first embodiment. FIG. 9 is a diagram showing an electron beam reaching each part in the spot beam. FIG. 9A shows an electron beam that reaches each part in the spot beam according to the first embodiment. The aperture array 117 is placed on the front focal plane 701 of the focusing lens array. For this reason, on-axis and off-axis principal rays including the principal ray 901 of the off-axis beam toward the outer portion of the spot beam image are parallel to the optical axis.

図9の(B)は、実施形態2のスポットビーム内の各部分に到達する電子ビームを示す図で、アパーチャアレイ117は前側焦点面701に置かれていない。この場合、図からわかるように、集束レンズアレイの前側焦点面701上において、軸外の電子ビームの角度分布は軸上のそれとは異なっている。すなわち、スポットビーム像の外側部分へ向かう軸外ビームの主光線901は光軸とは平行とならずに傾いてしまうことになる。その結果、フォーカスがずれると、ビームスポットがボケやすくなる。つまり、実施形態2の構成では、軸上・軸外の主光線をともに光軸に平行にすることはできないということである。ただし、結像面上のビームスポット径が小さい場合は、この影響も小さい。よって、実施形態2の構成においては、結像面上のビームスポット径を軸外光線の傾きの影響が許容できる程度に小さくするのが好ましい。   FIG. 9B shows an electron beam that reaches each part in the spot beam according to the second embodiment, and the aperture array 117 is not placed on the front focal plane 701. In this case, as can be seen from the figure, on the front focal plane 701 of the focusing lens array, the angular distribution of the off-axis electron beam is different from that on the axis. That is, the principal ray 901 of the off-axis beam toward the outer portion of the spot beam image is tilted without being parallel to the optical axis. As a result, when the focus shifts, the beam spot is easily blurred. That is, in the configuration of the second embodiment, both the on-axis and off-axis principal rays cannot be made parallel to the optical axis. However, this effect is also small when the beam spot diameter on the imaging surface is small. Therefore, in the configuration of the second embodiment, it is preferable to reduce the beam spot diameter on the imaging surface to such an extent that the influence of the off-axis light beam can be tolerated.

続いて、図10は、電子ビームの角度ずれの見積もりに誤差がある場合の電子ビームを示す図である。図10の(A)は、実施形態1において、電子ビームの角度ずれの見積もりに誤差がある場合、実際の電子ビームを実線で、見積もり上の電子ビームを点線で示している。見積もり誤差があるために電子ビームの結像位置121は見積もられた結像位置1002に対してずれているが、電子ビームの主光線205は光軸と平行となる。これは、見積もり誤差がある場合でも、アパーチャアレイの開口201が集束レンズアレイの前側焦点面にあるためである。   Next, FIG. 10 is a diagram illustrating an electron beam when there is an error in the estimation of the angular deviation of the electron beam. FIG. 10A shows the actual electron beam with a solid line and the estimated electron beam with a dotted line when there is an error in the estimation of the angular deviation of the electron beam in the first embodiment. Since there is an estimation error, the electron beam imaging position 121 is shifted from the estimated imaging position 1002, but the principal ray 205 of the electron beam is parallel to the optical axis. This is because the aperture 201 of the aperture array is on the front focal plane of the focusing lens array even when there is an estimation error.

図10の(B)は、実施形態2において、電子ビームの角度ずれの見積もりに誤差がある場合、実際の電子ビームを実線で、見積もり上の電子ビームを点線で示している。見積もり誤差があるために電子ビームの結像位置121は見積もられた結像位置1002に対してずれているのに加え、実施形態2の場合は、電子ビームの主光線205の角度もずれてしまう。これは、アパーチャアレイ117が集束レンズアレイの前側焦点面701上にないため、図をみるとわかるように、集束レンズアレイの前側焦点面701上の電子ビーム分布が見積もりに対してさらにずれてしまうからである。つまり、実施形態2の構成では、電子ビームの角度ずれの見積もりに誤差がある場合、マルチ電子ビームの結像位置121のみならず、主光線205の角度もずれてしまう点に留意する必要がある。   FIG. 10B shows the actual electron beam with a solid line and the estimated electron beam with a dotted line when there is an error in the estimation of the angular deviation of the electron beam in the second embodiment. Due to the estimation error, the electron beam imaging position 121 is shifted with respect to the estimated imaging position 1002, and in the case of the second embodiment, the angle of the principal ray 205 of the electron beam is also shifted. End up. This is because the aperture array 117 is not on the front focal plane 701 of the focusing lens array, and as can be seen from the figure, the electron beam distribution on the front focal plane 701 of the focusing lens array is further deviated from the estimate. Because. That is, in the configuration of the second embodiment, when there is an error in the estimation of the angle deviation of the electron beam, it should be noted that not only the imaging position 121 of the multi-electron beam but also the angle of the principal ray 205 is displaced. .

以上説明したように、実施形態2の構成をとる場合には、結像面上のビームスポット径を軸外ビームの傾きの影響が許容できる程度に小さくしたり、電子ビームの角度ずれの見積もり誤差が主光線の角度に与える影響に注意したりするべきである。   As described above, in the case of adopting the configuration of the second embodiment, the beam spot diameter on the imaging surface is made small enough to allow the influence of the off-axis beam tilt, or the estimation error of the angle deviation of the electron beam. You should be careful about the influence which has on the chief ray angle.

[実施形態3]
図11は、実施形態3の描画装置の構成を示す図である。図1の構成とは異なる照射光学系140及びマルチビーム形成光学系150のみ説明する。
[Embodiment 3]
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the third embodiment. Only the irradiation optical system 140 and the multi-beam forming optical system 150 different from the configuration of FIG. 1 will be described.

電子源アレイ1110は、熱電界放出(TFE)型の電子源を複数配列したものである。熱電界放出型の電子源は、熱電界放出型エミッタ1101・サプレッサー電極1102・第1アノード電極1103・第2アノード電極1104から構成されうる。熱電界放出型エミッタ1101は、カソードに相当する。サプレッサー電極1102は、カソード先端部以外からの電子放出を制限する機能を有する。第1アノード電極1103及び第2アノード電極1104は、熱電界放出型エミッタ1101から電子を放出させるための電界を形成する。熱電界放出型エミッタ1101は、加熱による熱電子放出作用とアノード電極による強電界の下でのショットキー効果との組合せにより、電子を放出する。アレイ状に配列された熱電界放出型エミッタ1101から放出された電子ビーム群は、同様にアレイ状に配列されたクロスオーバ調整光学系111によって、アレイ状に配列された(照射光学系)クロスオーバ112を形成する。ここで、熱電界放出型エミッタ1101には、例えば、ZrO/W等の熱電界放出型のカソード材が用いられる。   The electron source array 1110 includes a plurality of thermal field emission (TFE) type electron sources. The thermal field emission type electron source can be composed of a thermal field emission type emitter 1101, a suppressor electrode 1102, a first anode electrode 1103, and a second anode electrode 1104. The thermal field emission type emitter 1101 corresponds to a cathode. The suppressor electrode 1102 has a function of restricting electron emission from other than the cathode tip. The first anode electrode 1103 and the second anode electrode 1104 form an electric field for emitting electrons from the thermal field emission emitter 1101. The thermal field emission type emitter 1101 emits electrons by a combination of thermionic emission action by heating and the Schottky effect under a strong electric field by the anode electrode. A group of electron beams emitted from the thermal field emission type emitters 1101 arranged in an array is crossed over in the form of an array (irradiation optical system) by a crossover adjusting optical system 111 arranged in an array. 112 is formed. Here, for the thermal field emission type emitter 1101, for example, a thermal field emission type cathode material such as ZrO / W is used.

アレイ状に配列されたクロスオーバ112から放射された電子ビーム114は、コリメータレンズアレイ1105によって各々平行化され、互いにオーバーラップしない複数の電子ビームを形成する。当該複数の電子ビームは、それぞれ、アパーチャアレイ117上の複数のサブアレイ領域(それぞれ複数の開口を含む)を照射する。   The electron beams 114 emitted from the crossovers 112 arranged in an array are collimated by the collimator lens array 1105 to form a plurality of electron beams that do not overlap each other. Each of the plurality of electron beams irradiates a plurality of subarray regions (each including a plurality of openings) on the aperture array 117.

図11からわかるように、複数の電子源アレイ1110のうちの一つに着目すれば、その光学系の構成は、図1のそれと等価である。よって、上述の実施形態の構成は、各電子源(各サブアレイ領域)に対応する光学系に並列に適用することができる。   As can be seen from FIG. 11, when attention is paid to one of the plurality of electron source arrays 1110, the configuration of the optical system is equivalent to that of FIG. Therefore, the configuration of the above-described embodiment can be applied in parallel to the optical system corresponding to each electron source (each subarray region).

図12は、実施形態3において、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列と、結像面における電子ビーム配列とを示す図である。図12の(A)は、本実施形態において、3×3のサブアレイ領域におけるアパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列を、図12の(B)は、3×3のサブアレイ領域における結像面上の電子ビーム配列121を示す図である。   FIG. 12 is a diagram illustrating the aperture array of the aperture array and the focusing lens array and the electron beam array on the imaging plane in the third embodiment. 12A shows the aperture arrangement of the aperture array and the focusing lens array in the 3 × 3 sub-array region, and FIG. 12B shows the imaging plane in the 3 × 3 sub-array region in this embodiment. It is a figure which shows the electron beam arrangement | sequence 121 of.

図12の(A)に示すように、各サブアレイ領域において、照射光学系の収差による電子ビームの角度の不均一性を補償するように、アパーチャアレイの開口201及び集束レンズアレイの開口202を、ブランカーアレイの開口203に対してずらしている。同様の構成の照射光学系を並列に複数有しているため、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列は、どのサブアレイも同様としている。図12の(A)において、アパーチャアレイ117は集束レンズアレイの前側焦点面701に置かれており、アパーチャアレイの開口201と集束レンズアレイの開口202とは同量だけずらすようにしている。   As shown in FIG. 12A, in each sub-array region, the aperture 201 of the aperture array and the aperture 202 of the focusing lens array are set so as to compensate for the non-uniformity of the angle of the electron beam due to the aberration of the irradiation optical system. It is shifted with respect to the opening 203 of the blanker array. Since a plurality of irradiation optical systems having the same configuration are provided in parallel, the aperture array and the focusing lens array have the same aperture arrangement in any sub-array. In FIG. 12A, the aperture array 117 is placed on the front focal plane 701 of the focusing lens array, and the aperture 201 of the aperture array and the opening 202 of the focusing lens array are shifted by the same amount.

図12の(A)のように、サブアレイ毎に第1実施形態の構成を適用することによって、図12の(B)のように、マルチビームの不均一性が補正される。このように、照射光学系が並列に設けられていれば、複数の照射光学系に対して並列的に本発明を適用すればよい。よって、前述した照射光学系のデフォーカス調整を行った場合であっても、アパーチャアレイ・集束レンズアレイの開口配列は、図6で示した配列を照射光学系(サブアレイ)毎に適用すればよい。また、アパーチャアレイ117を集束レンズアレイの前側焦点面701からずらして配置した場合であっても、アパーチャアレイ・集束レンズアレイの開口配列は、図8で示した配列を照射光学系(サブアレイ)毎に適用すればよいのは明らかである。   By applying the configuration of the first embodiment for each sub-array as shown in FIG. 12A, multi-beam nonuniformity is corrected as shown in FIG. Thus, if the irradiation optical system is provided in parallel, the present invention may be applied in parallel to a plurality of irradiation optical systems. Therefore, even when the defocus adjustment of the irradiation optical system described above is performed, the arrangement shown in FIG. 6 may be applied to each of the irradiation optical systems (subarrays) as the aperture arrangement of the aperture array / focusing lens array. . Further, even when the aperture array 117 is arranged so as to be shifted from the front focal plane 701 of the focusing lens array, the aperture array / focusing lens array has an aperture arrangement shown in FIG. 8 for each irradiation optical system (subarray). It is clear that it should be applied to.

[実施形態4]
図13は、実施形態4の前提となる描画装置の構成を示す図である。同図において、上部の電子源108からアパーチャアレイ117までは図1と同様の構成であるため、繰り返しの説明は省略し、アパーチャアレイ117より後側にある構成要素について説明する。
[Embodiment 4]
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus that is a premise of the fourth embodiment. In the figure, the configuration from the upper electron source 108 to the aperture array 117 is the same as that in FIG. 1, and therefore, repetitive description is omitted, and components on the rear side of the aperture array 117 will be described.

アパーチャアレイ117によって形成されたマルチ電子ビームは、集束レンズアレイ119によって集束される。実施形態4において、集束レンズアレイ119の各レンズのパワーは、後側のストップアパーチャアレイ1303上にマルチ電子ビームが集束するように設定されている。マルチ電子ビームは、集束レンズアレイ119を通過して直ちに、投影アパーチャアレイ1301によって、サブマルチ電子ビームへとさらに分割される。同図では、マルチ電子ビームの1つを3×3のサブマルチ電子ビームへと分割する様子を示している。   The multi-electron beam formed by the aperture array 117 is focused by the focusing lens array 119. In the fourth embodiment, the power of each lens of the focusing lens array 119 is set so that the multi-electron beam is focused on the stop aperture array 1303 on the rear side. The multi electron beam passes through the focusing lens array 119 and is further divided into sub multi electron beams by the projection aperture array 1301. In the drawing, one of the multi-electron beams is divided into 3 × 3 sub-multi-electron beams.

集束レンズアレイ119の各レンズのパワーが上述のように設定されているため、サブマルチ電子ビームは、ストップアパーチャアレイ1303上に集束する。ここで、ストップアパーチャアレイ1303には、サブマルチ電子ビームに対して1つの開口が設けられている。ストップアパーチャアレイの開口1304の配列は、投影アパーチャアレイ1301の3×3のサブアパーチャアレイの中心の開口の配列と一致するように構成されている。   Since the power of each lens of the focusing lens array 119 is set as described above, the sub-multi electron beam is focused on the stop aperture array 1303. Here, the stop aperture array 1303 is provided with one opening for the sub-multi electron beam. The arrangement of the apertures 1304 of the stop aperture array is configured to match the arrangement of the openings at the center of the 3 × 3 sub-aperture array of the projection aperture array 1301.

投影アパーチャアレイ1301の直下にはブランカーアレイ122が備えられていて、図1の構成と同様、個別偏向によって、各電子ビームのブランキング動作を行うことができる。電子ビームをブランキング(遮断)したい場合、ブランカーアレイ122の対応する電極対に電圧を印加すれば、ストップアパーチャアレイ1303によって当該電子ビームが遮断される。図13に、ブランカーアレイによって偏向(ブランキング)された電子ビーム125を示している。   A blanker array 122 is provided immediately below the projection aperture array 1301, and the blanking operation of each electron beam can be performed by individual deflection as in the configuration of FIG. 1. When it is desired to blank the electron beam, if a voltage is applied to the corresponding electrode pair of the blanker array 122, the electron beam is blocked by the stop aperture array 1303. FIG. 13 shows the electron beam 125 deflected (blanked) by the blanker array.

ストップアパーチャアレイ1303を通過したサブマルチ電子ビームは、第2集束レンズアレイ132によって集束され、ウエハ133面上に結像する。第2集束レンズアレイの物体面には投影アパーチャアレイ1301が配置されており、投影アパーチャアレイ1301の3×3の開口パターンが第2集束レンズアレイの各レンズによりウエハ133面上に縮小投影される。例えば、投影アパーチャアレイ1301の開口径は2.5μmであり、第2集束レンズアレイ132の投影倍率は1/100倍に設定され、その結果、ウエハ133面上には25nm径の像が形成される。なお、ストップアパーチャアレイ1303は、第2集束レンズアレイ132の前側焦点面に配置されており、第2集束レンズアレイ132の瞳面を通過する電子ビームの領域を規定している。   The sub-multi electron beam that has passed through the stop aperture array 1303 is focused by the second focusing lens array 132 and forms an image on the surface of the wafer 133. A projection aperture array 1301 is disposed on the object plane of the second focusing lens array, and the 3 × 3 aperture pattern of the projection aperture array 1301 is reduced and projected onto the surface of the wafer 133 by each lens of the second focusing lens array. . For example, the aperture diameter of the projection aperture array 1301 is 2.5 μm, and the projection magnification of the second focusing lens array 132 is set to 1/100 times. As a result, an image having a diameter of 25 nm is formed on the surface of the wafer 133. The Note that the stop aperture array 1303 is disposed on the front focal plane of the second focusing lens array 132 and defines an electron beam region passing through the pupil plane of the second focusing lens array 132.

ストップアパーチャアレイ1303の近傍には偏向器アレイ1302が配置され、図1の構成同様、サブマルチ電子ビームの偏向(スキャン)を行うことができる。偏向器アレイ1302は、より単純には、共通の印加電圧で駆動され、電極構造は、くし歯状の対向電極で構成されうる。   A deflector array 1302 is disposed in the vicinity of the stop aperture array 1303, and sub-multi electron beam deflection (scanning) can be performed as in the configuration of FIG. More simply, the deflector array 1302 is driven by a common applied voltage, and the electrode structure may be composed of comb-like counter electrodes.

図14は、図13の構成(本発明を適用していない場合)において、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイを通る電子ビームと、ストップアパーチャアレイ上の電子ビーム配列とを示す図である。   FIG. 14 is a diagram showing an electron beam passing through the aperture array and the focusing lens array and an electron beam arrangement on the stop aperture array in the configuration of FIG. 13 (when the present invention is not applied).

照射光学系の収差によって電子ビームの角度分布が不均一となった場合、前述の通り、集束レンズアレイ119によってストップアパーチャアレイ1303上に形成される電子ビーム(クロスオーバ)の配列が不均一となってしまう。つまり、ストップアパーチャアレイ1303上のサブマルチ電子ビームのスポットの配列が照射光学系の収差によって不均一になってしまう。その配列を示したのが図14の(B)であり、図3の(B)同様、電子ビームがより外側になる(像高がより高くなる)ほど、所望の位置(ストップアパーチャアレイの開口1304の位置)に対してより内側に集束してしまう不均一性が生じる。   When the angular distribution of the electron beam becomes non-uniform due to the aberration of the irradiation optical system, as described above, the arrangement of the electron beam (crossover) formed on the stop aperture array 1303 by the focusing lens array 119 becomes non-uniform. End up. That is, the sub-multi electron beam spot arrangement on the stop aperture array 1303 becomes non-uniform due to the aberration of the irradiation optical system. FIG. 14B shows the arrangement, and as shown in FIG. 3B, the desired position (opening of the stop aperture array) is increased as the electron beam is more outward (the image height is higher). A non-uniformity that converges more inward with respect to the position 1304 occurs.

本実施形態においては、マルチ電子ビームを投影アパーチャアレイ1301によってサブマルチ電子ビームにさらに分割しているため、投影アパーチャアレイ1301に照射される電子ビームがシフトしている影響も新たに考慮する必要がある。図14からわかるように、投影アパーチャアレイ1301に照射される電子ビームは、照射光学系の収差によって、電子ビームが外側になるほどより内側にシフトする。その結果、サブマルチ電子ビームの各主光線は、照射光学系の収差によって、主光線が外側になるほどより内側に傾いてしまうことになる(図14の中央の電子ビーム群と左右の電子ビーム群とを比較するとわかる)。このようにして、ストップアパーチャアレイ1303によって規定される電子ビームの角度分布は、サブアレイに依って異なってしまう。その結果、ウエハ133面上における電子ビームの配列や強度(電流強度)の不均一性を引き起こしてしまう。   In the present embodiment, since the multi-electron beam is further divided into sub-multi-electron beams by the projection aperture array 1301, it is necessary to newly consider the effect of shifting the electron beam applied to the projection aperture array 1301. . As can be seen from FIG. 14, the electron beam applied to the projection aperture array 1301 shifts inward as the electron beam goes outward due to the aberration of the irradiation optical system. As a result, each chief ray of the sub-multi electron beam is inclined more inward as the chief ray goes outward due to the aberration of the irradiation optical system (the central electron beam group and the left and right electron beam groups in FIG. 14). To see). In this way, the angular distribution of the electron beam defined by the stop aperture array 1303 differs depending on the subarray. As a result, non-uniformity in the arrangement and intensity (current intensity) of electron beams on the wafer 133 surface is caused.

図15は、図13の構成に本発明を適用した場合において、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイを通る電子ビームと、ストップアパーチャアレイ上の電子ビーム配列とを示す図である。本実施形態は、実施形態1と同様、アパーチャアレイの開口201及び集束レンズアレイの開口202を、図15の(A)のように、距離(像高)Yに関して3次の多項式に従ってずらすことによって、上記不均一性の補償を行う。実施形態1及び実施形態2で用いた構成は、いずれも、本実施形態においても適用可能であり、それらも本発明の範囲内の実施形態である。   FIG. 15 is a diagram showing an electron beam passing through the aperture array and the focusing lens array and an electron beam arrangement on the stop aperture array when the present invention is applied to the configuration of FIG. In this embodiment, as in the first embodiment, the aperture 201 of the aperture array and the aperture 202 of the focusing lens array are shifted according to a third-order polynomial with respect to the distance (image height) Y as shown in FIG. , Compensation for the non-uniformity is performed. Any of the configurations used in the first and second embodiments can be applied to the present embodiment, and these are also embodiments within the scope of the present invention.

図15に示すような本実施形態により、サブマルチ電子ビームの各主光線が照射光学系の収差によって傾くことなく、かつ、ストップアパーチャアレイの開口1304の中心に集束するように、補償を行うことができる。   According to the present embodiment as shown in FIG. 15, compensation can be performed so that each principal ray of the sub-multi electron beam is not tilted by the aberration of the irradiation optical system and is focused on the center of the aperture 1304 of the stop aperture array. it can.

[実施形態5]
以上の実施形態において、アパーチャアレイの開口201及び集束レンズアレイの開口202の配列は、照射光学系の球面収差に応じて決定した。ここで、照射光学系の球面収差は、実際には、シミュレーションまたは実測によってあらかじめ見積もられるものであるところ、この見積もりには誤差が含まれうるものである。よって、この見積もり誤差が許容値を超える場合、当該見積もりによって得られたアパーチャアレイの開口201及び集束レンズアレイの開口202の配列による補正は、許容できない補正残差(誤差)を有してしまう。このような場合、アパーチャアレイ及び集束レンズアレイを再度製造することは、製造コストの点で好ましくない。この点に鑑み、本実施形態を含む以下の実施形態は、照射光学系の球面収差の見積もり誤差に起因して補正残差が生じた場合に有利な構成に関するものである。当該構成は、照射光学系の収差を調整する調整手段を含むものである。当該調整手段は、当該収差に依る入射角でアパーチャアレイに入射して集束レンズアレイにより形成される複数のクロスオーバのそれぞれの位置が対応する開口に整合するように、当該収差を調整するものである。ここで、当該対応する開口は、上述したように、ブランカーアレイまたはストップアパーチャアレイ等の素子における対応する開口のことである。
[Embodiment 5]
In the above embodiment, the arrangement of the aperture 201 of the aperture array and the aperture 202 of the focusing lens array is determined according to the spherical aberration of the irradiation optical system. Here, the spherical aberration of the irradiation optical system is actually estimated in advance by simulation or actual measurement, but this estimation may include an error. Therefore, when the estimation error exceeds the allowable value, the correction by the arrangement of the aperture 201 of the aperture array and the aperture 202 of the focusing lens array obtained by the estimation has an unacceptable correction residual (error). In such a case, it is not preferable in terms of manufacturing cost to manufacture the aperture array and the focusing lens array again. In view of this point, the following embodiments including this embodiment relate to a configuration that is advantageous when a correction residual is generated due to an estimation error of spherical aberration of an irradiation optical system. The said structure contains the adjustment means to adjust the aberration of an irradiation optical system. The adjusting means adjusts the aberration so that each position of a plurality of crossovers formed by the focusing lens array is incident on the aperture array at an incident angle depending on the aberration and is aligned with the corresponding opening. is there. Here, the corresponding opening is a corresponding opening in an element such as a blanker array or a stop aperture array as described above.

図16は、実施形態5に係る描画装置の構成を示す図である。本実施形態の構成は、コリメータレンズ115の構成に特徴を有するため、その構成について説明する。本施形態において、コリメータレンズ115は、3段のレンズ(荷電粒子レンズ)によって構成され、中段のメインコリメータレンズ1701と上段の第1調整レンズ1702と下段の第2調整レンズ1703とによって、発散する荷電粒子線をコリメートする。このようにコリメータレンズを多段構成(複数の荷電粒子レンズを含む構成)とすることにより、コリメータレンズの焦点距離を一定に保ったまま照射光学系の球面収差を調整することができる。ここで、コリメータレンズの焦点距離は、多段のコリメータレンズを1つのレンズとみなしたときの焦点距離(合成焦点距離)を意味する。   FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the fifth embodiment. Since the configuration of the present embodiment is characterized by the configuration of the collimator lens 115, the configuration will be described. In this embodiment, the collimator lens 115 is constituted by a three-stage lens (charged particle lens), and diverges by an intermediate main collimator lens 1701, an upper first adjustment lens 1702, and a lower second adjustment lens 1703. Collimate a charged particle beam. As described above, the multi-stage configuration of the collimator lens (a configuration including a plurality of charged particle lenses) can adjust the spherical aberration of the irradiation optical system while keeping the focal length of the collimator lens constant. Here, the focal length of the collimator lens means a focal length (synthetic focal length) when a multi-stage collimator lens is regarded as one lens.

上記の球面収差の調整は、例えば、第1調整レンズ1702・メインコリメータレンズ1701・第2調整レンズ1703のパワーを個別に制御(調整)することにより、前側焦点位置(物面側焦点位置)・前側(物面側主面位置)を保ったまま行うことができる。ここで、前側焦点位置及び前側主面位置は、多段のコリメータレンズを1つのレンズとみなしたときの前側焦点位置及び前側主面位置を意味する。なお、1706は、コリメータレンズが1段の電子レンズのみからなる場合の電子ビームを示す。また、上記の球面収差の調整は、多段のコリメータレンズ中の各レンズを移動させることによっても、行うことができる。この場合、例えば、メインコリメータレンズ1701・第1調整レンズ1702・第2調整レンズ1703を、それぞれ移動に係るユニットとして(すなわち、各レンズを構成する3枚の電極を1ユニットとして)、ユニット単位で駆動する機構を設ければよい。さらに、上記の球面収差の調整は、各電子レンズのパワーの調整と位置の調整との組合せによって行ってもよい。なお、3段の電子レンズを含むコリメータレンズを例示したが、コリメータレンズの構成は、3段の電子レンズを含むものに限られず、2段、または、4段以上の電子レンズを含むものであってもよい。   The spherical aberration is adjusted by, for example, individually controlling (adjusting) the powers of the first adjustment lens 1702, the main collimator lens 1701, and the second adjustment lens 1703, so that the front focal position (object-side focal position) It can be performed while maintaining the front side (object side main surface position). Here, the front focal position and the front main surface position mean the front focal position and the front main surface position when the multi-stage collimator lens is regarded as one lens. Reference numeral 1706 denotes an electron beam when the collimator lens is composed of only one stage of electron lens. The spherical aberration can also be adjusted by moving each lens in the multistage collimator lens. In this case, for example, the main collimator lens 1701, the first adjustment lens 1702, and the second adjustment lens 1703 are each used as a unit related to movement (that is, three electrodes constituting each lens as one unit), and in units. A mechanism for driving may be provided. Further, the spherical aberration may be adjusted by a combination of power adjustment and position adjustment of each electron lens. Although a collimator lens including a three-stage electron lens is illustrated, the configuration of the collimator lens is not limited to that including a three-stage electron lens, and includes a two-stage or four-stage or more electron lens. May be.

このような調整は、前側焦点位置及び前側主面位置を固定しつつ電子線の経路を変更して照射光学系の球面収差を変化させるものであって、要するに、2種類の光学特性を固定しつつ1種類の光学特性を可変にしているものである。したがって、このような調整は、原理的(数学的)には、制御パラメータが3つ以上あれば可能である。例えば、上記構成例では、3段の電子レンズそれぞれに印加する電位を可変とすることにより、制御パラメータの数を3としている。また、例えば、2段の電子レンズで構成する場合、それぞれに印加する電位の調整に、少なくとも一方の電子レンズの位置の調整(移動)を加えれば、制御パラメータの数を3以上とすることができる。また、4段以上の電子レンズを含む場合においても、制御パラメータを3つ以上有するように構成することにより上記の調整が可能となる。   Such an adjustment changes the spherical aberration of the irradiation optical system by changing the electron beam path while fixing the front focal position and the front principal surface position. In short, two types of optical characteristics are fixed. However, one kind of optical characteristic is made variable. Therefore, such adjustment is possible in principle (mathematical) if there are three or more control parameters. For example, in the above configuration example, the number of control parameters is set to 3 by changing the potential applied to each of the three-stage electron lenses. For example, in the case of two-stage electron lenses, the number of control parameters can be set to 3 or more by adjusting (moving) the position of at least one of the electron lenses to adjust the potential applied to each. it can. Even in the case where four or more stages of electron lenses are included, the above-described adjustment can be performed by configuring the control lens to have three or more control parameters.

以上のような調整は、照射光学系の球面収差の見積もり誤差量に基づいて行うことができる。当該見積もり誤差量は、例えば、ウエハ133上での電子ビームの位置ずれの計測を介して得ることができる。より具体的には、例えば、異なる複数の像高に関して電子ビームの位置を計測し、電子ビームの位置ずれ量(目標位置からのずれ量)に像高に関する上記のような3次関数で表される相関があるかどうかを調べればよい。もし、当該相関があるならば、その3次関数の係数を見積もり誤差として上記の調整を行うことができる。   The adjustment as described above can be performed based on the estimated error amount of the spherical aberration of the irradiation optical system. The estimated error amount can be obtained, for example, through measurement of the positional deviation of the electron beam on the wafer 133. More specifically, for example, the position of the electron beam is measured with respect to a plurality of different image heights, and the positional deviation amount (deviation amount from the target position) of the electron beam is represented by the above cubic function relating to the image height. It is sufficient to check whether there is a correlation. If there is a correlation, the above adjustment can be performed using the coefficient of the cubic function as an estimation error.

本実施形態のようにコリメータレンズを多段とすることによって、収差(球面収差)以外の光学特性を保ったまま収差(球面収差)を調整することができる。これにより、上述の補正残差の問題を解決することができる。この点について図17を参照して説明する。図17は、多段構成のコリメータレンズの構成および機能を説明する図である。図17の(A)は、多段構成のコリメータレンズの球面収差の変化と照射角度のずれ量の変化との関係を例示するグラフである。また、図17の(B)は、見積もられた照射光学系の球面収差に応じて予め定められたアパーチャアレイの開口201及び集束レンズアレイの開口202の配列を示す図である。図17の(A)に示されるように、多段のコリメータレンズによる球面収差の調整により、照射光学系による電子ビームの照射角度のずれ量を調整することができる。よって、見積もられた照射光学系の球面収差が実際の球面収差に対して誤差を有していても、照射光学系の球面収差を調整することにより、球面収差の見積もり誤差に起因する補正残差を低減(補償)することができる。ここで、図17の(B)の開口パターンは、予め見積もられた球面収差の値にしたがって形成されたものであるから、その補正残差は通常小さい。よって、そのような補正残差は、照射光学系の球面収差を微調整することによって通常は補償しうるものである。   By using multiple collimator lenses as in this embodiment, aberration (spherical aberration) can be adjusted while maintaining optical characteristics other than aberration (spherical aberration). Thereby, the above-mentioned problem of the correction residual can be solved. This point will be described with reference to FIG. FIG. 17 is a diagram illustrating the configuration and functions of a multi-stage collimator lens. FIG. 17A is a graph illustrating the relationship between the change in spherical aberration of the collimator lens having a multi-stage configuration and the change in the deviation amount of the irradiation angle. FIG. 17B is a diagram showing an arrangement of apertures 201 of the aperture array and apertures 202 of the focusing lens array, which are determined in advance according to the estimated spherical aberration of the irradiation optical system. As shown in FIG. 17A, the deviation of the irradiation angle of the electron beam by the irradiation optical system can be adjusted by adjusting the spherical aberration by the multi-stage collimator lens. Therefore, even if the estimated spherical aberration of the illumination optical system has an error with respect to the actual spherical aberration, the correction residual caused by the estimation error of the spherical aberration can be obtained by adjusting the spherical aberration of the illumination optical system. The difference can be reduced (compensated). Here, since the opening pattern of FIG. 17B is formed according to the spherical aberration value estimated in advance, the correction residual is usually small. Therefore, such a correction residual can be normally compensated by finely adjusting the spherical aberration of the irradiation optical system.

図17の(C)及び(D)は、多段のコリメータレンズによる球面収差の調整例を示している。図17の(C)及び(D)の調整において、3段のコリメータレンズを1つのレンズと見なした場合の(合成)前側焦点面1704及び(合成)前側主面1705の位置は、一定に保たれていることが分かる。これにより、照射光学系の収差(球面収差)以外の光学特性、例えば、近軸における電子ビームの平行度や照射角が保たれる。このように収差(球面収差)以外の光学特性を保ったまま照射光学系の収差(球面収差)を調整することが図17の(C)及び(D)に例示する如く可能である。   FIGS. 17C and 17D show examples of spherical aberration adjustment using a multistage collimator lens. 17 (C) and 17 (D), the positions of the (synthetic) front focal plane 1704 and the (synthetic) front main surface 1705 are constant when the three-stage collimator lens is regarded as one lens. You can see that it is kept. Accordingly, optical characteristics other than the aberration (spherical aberration) of the irradiation optical system, for example, the parallelism and irradiation angle of the electron beam in the paraxial are maintained. In this way, it is possible to adjust the aberration (spherical aberration) of the irradiation optical system while maintaining optical characteristics other than the aberration (spherical aberration), as illustrated in FIGS. 17C and 17D.

[実施形態6]
アパーチャアレイ及び集束レンズアレイの開口配列の変更による照射角度ずれの補償(補正)の残差を多段のコリメータレンズによる照射光学系の球面収差の調整によって低減することは、実施形態5の構成に限らず可能である。本実施形態は、実施形態4の構成に対して多段のコリメータレンズを適用した構成例を説明する。
[Embodiment 6]
Reducing the residual in the compensation (correction) of the irradiation angle deviation by changing the aperture array of the aperture array and the focusing lens array by adjusting the spherical aberration of the irradiation optical system using a multistage collimator lens is limited to the configuration of the fifth embodiment. It is possible. In the present embodiment, a configuration example in which a multistage collimator lens is applied to the configuration of the fourth embodiment will be described.

図18は、実施形態6に係る描画装置の構成を示す図である。本実施形態は、実施形態4のコリメータレンズ115を実施形態5と同様の多段のコリメータレンズ115に置換して照射光学系の球面収差を可変としたものである。よって、本実施形態の実施形態4に対する差異は、コリメータレンズ115の構成である。ここで、多段のコリメータレンズ115の構成や機能は、実施形態5のそれと同様である。すなわち、コリメータレンズを多段として収差(球面収差)以外の光学特性を保ったまま収差(球面収差)を調整することにより、照射光学系の収差(球面収差)の見積もり誤差に起因する補正残差を低減(補償)することができる。   FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of a drawing apparatus according to the sixth embodiment. In the present embodiment, the collimator lens 115 of the fourth embodiment is replaced with a multistage collimator lens 115 similar to that of the fifth embodiment, and the spherical aberration of the irradiation optical system is made variable. Therefore, the difference of the present embodiment from the fourth embodiment is the configuration of the collimator lens 115. Here, the configuration and functions of the multi-stage collimator lens 115 are the same as those of the fifth embodiment. That is, by adjusting the aberration (spherical aberration) while maintaining optical characteristics other than aberration (spherical aberration) using multiple collimator lenses, the correction residual caused by the estimation error of the aberration (spherical aberration) of the irradiation optical system can be reduced. It can be reduced (compensated).

なお、本実施形態においては、照射光学系の球面収差の見積もり誤差は、ストップアパーチャアレイ1303上での電子ビームの位置ずれとして現れる。したがって、当該見積もり誤差の量は、例えば、複数の異なる像高に関してストップアパーチャアレイ1303上での電子ビームの位置ずれ(目標位置からのずれ)の量を計測して得ることができる。より具体的には、例えば、ステージ134上に配置された、電子ビーム(入射電流)を検出するセンサを利用すればよい。すなわち、アライナー120を用いてストップアパーチャアレイ上で電子ビームを走査させ、ストップアパーチャアレイの開口を通過した電子ビームを上記センサで検出することにより、上記位置ずれを計測できる。そして、この計測を複数の異なる像高にそれぞれ対応する複数の電子ビームに対して行えば、電子ビームの位置ずれ量に像高に関する上記3次関数の相関があるかどうかを調べることができる。   In the present embodiment, the estimation error of the spherical aberration of the irradiation optical system appears as a positional deviation of the electron beam on the stop aperture array 1303. Therefore, the amount of the estimation error can be obtained, for example, by measuring the amount of electron beam positional deviation (deviation from the target position) on the stop aperture array 1303 with respect to a plurality of different image heights. More specifically, for example, a sensor that detects an electron beam (incident current) disposed on the stage 134 may be used. That is, the positional deviation can be measured by scanning the electron beam on the stop aperture array using the aligner 120 and detecting the electron beam that has passed through the opening of the stop aperture array with the sensor. If this measurement is performed on a plurality of electron beams respectively corresponding to a plurality of different image heights, it is possible to check whether or not there is a correlation of the above-mentioned cubic function related to the image height in the positional deviation amount of the electron beams.

[実施形態7]
実施形態5および6は、コリメータレンズを多段のレンズから構成することにより、他の光学特性を変化させないようにして照射光学系の球面収差の調整を行う形態を示した。本実施形態は、他の光学特性の変化量を、実施形態5および6の構成よりは大きくなるものの、許容範囲内に抑えつつ、照射光学系の球面収差の調整を行える構成としている。本実施形態の構成は、以下に説明する点を除いて、実施形態1・3・4のいずれかと同様である。
[Embodiment 7]
In the fifth and sixth embodiments, the collimator lens is composed of multistage lenses, and the spherical aberration of the irradiation optical system is adjusted without changing other optical characteristics. In the present embodiment, the amount of change in other optical characteristics is larger than in the configurations of the fifth and sixth embodiments, but the spherical aberration of the irradiation optical system can be adjusted while keeping it within an allowable range. The configuration of this embodiment is the same as that of any of the first, third, and fourth embodiments except for the points described below.

本実施形態の特徴は、コリメータレンズ115の焦点距離(またはパワー)を調整し、かつ、それに整合するようにコリメータレンズ115の前側に形成されるクロスオーバ112の位置を調整することにより、照射光学系の球面収差の調整を行う点にある。ここで、コリメータレンズ115のパワーを調整することにより、照射光学系の球面収差の像高に対する依存性を調整することができる。このことは、上述したΔθを表す3次関数から理解することができる。照射光学系の球面収差による電子ビームの角度ずれ量Δθは、上述したように、Δθ=Cs(Y/f)+Δf(Y/f)という3次関数で近似的に表すことができる。したがって、コリメータレンズ115の焦点距離f(またはパワー)を調整することにより、Δθの像高Yに対する依存性を調整できることになる。 The feature of the present embodiment is that the irradiation distance is adjusted by adjusting the focal length (or power) of the collimator lens 115 and adjusting the position of the crossover 112 formed on the front side of the collimator lens 115 so as to be matched therewith. The spherical aberration of the system is adjusted. Here, by adjusting the power of the collimator lens 115, the dependency of the irradiation optical system on the image height of the spherical aberration can be adjusted. This can be understood from the above-described cubic function representing Δθ. As described above, the angle deviation amount Δθ of the electron beam due to the spherical aberration of the irradiation optical system can be approximately represented by a cubic function of Δθ = Cs (Y / f) 3 + Δf (Y / f). Therefore, the dependence of Δθ on the image height Y can be adjusted by adjusting the focal length f (or power) of the collimator lens 115.

なお、例えば、カソードの電子放出面が平面である場合等、電子源の構成によっては、コリメータレンズ115の前側に、実際に電子が集束・発散するクロスオーバ(実クロスオーバ)を持たず、仮想または虚のクロスオーバ(虚クロスオーバ)を形成しうる。その場合、コリメータレンズの後側の電子は、あたかも虚クロスオーバから発散してコリメータレンズにより平行化されたかのような軌道をとる。よって、その虚クロスオーバを虚物点としてコリメータレンズより後側の光学系を構成することができる。したがって、このようにコリメータレンズ115の前側に実クロスオーバを持たない系においては、上記の調整におけるクロスオーバ112の位置として、当該虚クロスオーバの位置を採用することができる。ここで、照射光学系がコリメータレンズの前側の位置に形成するクロスオーバ(照射系クロスオーバ)は、上述の実クロスオーバ・虚クロスオーバの双方を指すものとする。   For example, depending on the configuration of the electron source, such as when the electron emission surface of the cathode is a flat surface, the front side of the collimator lens 115 does not have a crossover (actual crossover) in which electrons are actually focused / diverged, and the virtual Or an imaginary crossover (imaginary crossover) may be formed. In that case, the electrons on the rear side of the collimator lens take a trajectory as if they diverged from the imaginary crossover and were collimated by the collimator lens. Therefore, an optical system behind the collimator lens can be configured with the imaginary crossover as the imaginary object point. Therefore, in such a system that does not have an actual crossover on the front side of the collimator lens 115, the position of the imaginary crossover can be adopted as the position of the crossover 112 in the above adjustment. Here, the crossover (irradiation system crossover) formed by the irradiation optical system at the front side of the collimator lens refers to both the above-described real crossover and imaginary crossover.

クロスオーバ112の位置を調整する調整手段としては、例えば、カソード電極からクロスオーバ調整光学系にわたる部分(荷電粒子源ともいう)を移動させる駆動手段や、クロスオーバ調整光学系を構成する電極の電位を調整する調整手段を採用することができる。図19は、それら2つの手段を説明する図である。図19の(A)は、調整前の状態を示している。図19の(B)は、電子源部(図中の点線で囲まれた部分)を移動させる上記駆動手段によりクロスオーバの位置を調整した状態を示している。また、図19の(C)は、クロスオーバ調整光学系を構成する電極の電位を調整する調整手段によりクロスオーバの位置を調整した状態を示している。図19から、上記駆動手段および上記調整手段のいずれによっても、クロスオーバの位置が目標位置になる(目標とするクロスオーバ面1901上にある)ように調整できることがわかる。ここで、当然ながら、これら2つの手段を組み合わせることによってクロスオーバ112の位置を調整してもよい。   Examples of the adjusting means for adjusting the position of the crossover 112 include a driving means for moving a portion (also referred to as a charged particle source) extending from the cathode electrode to the crossover adjusting optical system, and the potential of the electrodes constituting the crossover adjusting optical system. An adjusting means for adjusting can be employed. FIG. 19 is a diagram for explaining these two means. FIG. 19A shows a state before adjustment. FIG. 19B shows a state in which the position of the crossover is adjusted by the driving means for moving the electron source portion (portion surrounded by a dotted line in the figure). FIG. 19C shows a state in which the position of the crossover is adjusted by adjusting means for adjusting the potential of the electrodes constituting the crossover adjusting optical system. From FIG. 19, it can be seen that the crossover position can be adjusted to the target position (on the target crossover surface 1901) by either the driving means or the adjusting means. Here, as a matter of course, the position of the crossover 112 may be adjusted by combining these two means.

なお、本実施形態の構成を採用した場合、後段の光学系への影響も考慮する必要がある。当該影響として、例えば、コリメータレンズの焦点距離の変化によって後側の光学系の倍率が変化してしまうことが挙げられる。この倍率変化の比率は、変更前の焦点距離f及び変更後の焦点距離f´を用いてf´/fで表される。したがって、本実施形態の構成を採用する場合、後側の光学系の倍率変化を補償する手段を備えるか、または、後側の光学系の倍率変化が許容できる範囲で上述の調整を行うか、のいずれかとするのが好ましい。ここで、当該倍率変化を補償する手段としては、例えば、クロスオーバ調整光学系を用いてクロスオーバの径を調整することによるものがある。ただし、クロスオーバ調整光学系による調整を行うと、クロスオーバ調整光学系の球面収差が変化しうるため、当該変化も考慮して調整を行う必要がある。また、荷電粒子源にクロスオーバ調整光学系を含まない構成を採用した場合、当然、クロスオーバ調整光学系による倍率変化の補償は行えないことになる。クロスオーバ調整光学系を含まない構成は、電流密度が高い領域でのクロスオーバではクーロン効果が大きいため、この影響を回避するために採用しうるものである。その場合は、例えば、後側の光学系の倍率変化が許容できる範囲で上述の調整を行うようにすればよい。   When the configuration of this embodiment is adopted, it is necessary to consider the influence on the optical system at the subsequent stage. As the influence, for example, the magnification of the rear optical system changes due to the change in the focal length of the collimator lens. The ratio of the magnification change is expressed by f ′ / f using the focal length f before the change and the focal length f ′ after the change. Therefore, when adopting the configuration of the present embodiment, it is provided with a means for compensating for the magnification change of the rear optical system, or the above adjustment is performed in a range in which the magnification change of the rear optical system is allowable, It is preferable to use either of these. Here, as means for compensating for the change in magnification, for example, there is a method by adjusting the diameter of the crossover using a crossover adjusting optical system. However, when the adjustment with the crossover adjustment optical system is performed, the spherical aberration of the crossover adjustment optical system may change. Therefore, the adjustment needs to be performed in consideration of the change. In addition, if the charged particle source employs a configuration that does not include a crossover adjustment optical system, naturally, the magnification change cannot be compensated for by the crossover adjustment optical system. A configuration that does not include a crossover adjusting optical system can be employed to avoid this influence because the Coulomb effect is large in a crossover in a region where the current density is high. In that case, for example, the above-described adjustment may be performed within a range in which a change in magnification of the rear optical system is allowable.

[実施形態8]
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程(基板に描画を行う工程)と、当該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等)を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
[Embodiment 8]
The method for manufacturing an article according to an embodiment of the present invention is suitable for manufacturing an article such as a microdevice such as a semiconductor device or an element having a fine structure. The manufacturing method includes a step of forming a latent image pattern on the photosensitive agent on the substrate coated with the photosensitive agent using the above drawing apparatus (a step of drawing on the substrate), and the latent image pattern is formed in the step. Developing the substrate. Further, the manufacturing method may include other well-known steps (oxidation, film formation, vapor deposition, doping, planarization, etching, resist stripping, dicing, bonding, packaging, and the like). The method for manufacturing an article according to the present embodiment is advantageous in at least one of the performance, quality, productivity, and production cost of the article as compared with the conventional method.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。例えば、アパーチャアレイの開口はずらさずに集束レンズアレイの開口をずらすことによって、集束レンズアレイの形成するクロスオーバの位置をブランカーアレイまたはストップアパーチャアレイ等の後側の素子の開口(の中心)に整合させるように構成してもよい。但し、当該構成は、当該素子の開口に入射する電子ビームの主光線が光軸とは平行にならないため、その点には留意が必要である。当該構成は、例えば、そのような主光線の角度ずれが許容できる場合や、当該角度ずれを補償する光学要素を別途追加する場合には、利用可能である。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary. For example, by shifting the aperture of the focusing lens array without shifting the aperture of the aperture array, the position of the crossover formed by the focusing lens array is moved to the aperture (center) of the rear element such as a blanker array or a stop aperture array. You may comprise so that it may match. However, this configuration requires attention because the principal ray of the electron beam incident on the aperture of the element is not parallel to the optical axis. This configuration can be used when, for example, such an angle deviation of the principal ray is allowable or when an optical element that compensates for the angle deviation is added separately.

115 コリメータレンズ
140 照射光学系(照射系)
117 アパーチャアレイ
119 集束レンズアレイ
160 投影光学系(投影系)
115 Collimator lens 140 Irradiation optical system (irradiation system)
117 Aperture array 119 Focusing lens array 160 Projection optical system (projection system)

Claims (14)

複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
発散する荷電粒子線が入射するコリメータレンズを含む照射系と、
前記照射系から射出した荷電粒子線を複数の荷電粒子線に分割するアパーチャアレイと、
前記アパーチャアレイから射出した複数の荷電粒子線からそれぞれ複数のクロスオーバを形成する集束レンズアレイと、
前記複数のクロスオーバにそれぞれ対応する複数の開口を備えた素子と、該複数の開口に対してそれぞれ設けられて複数の荷電粒子線をそれぞれ前記基板上に投影する複数の投影ユニットと、を含む投影系と、を有し、
前記集束レンズアレイは、前記素子における対応する開口に対して偏心している集束レンズを含み、
前記照射系は、前記照射光学系の収差に依る入射角で前記アパーチャアレイに入射して前記集束レンズアレイにより形成される前記複数のクロスオーバのそれぞれの位置が前記素子における対応する開口に整合するように、前記収差を調整する調整手段を含む、ことを特徴とする描画装置。
A drawing apparatus for drawing on a substrate with a plurality of charged particle beams,
An irradiation system including a collimator lens on which a diverging charged particle beam is incident;
An aperture array for dividing the charged particle beam emitted from the irradiation system into a plurality of charged particle beams;
A focusing lens array that forms a plurality of crossovers from a plurality of charged particle beams emitted from the aperture array, and
An element having a plurality of openings corresponding respectively to the plurality of crossovers; and a plurality of projection units provided respectively for the plurality of openings and projecting a plurality of charged particle beams onto the substrate. A projection system,
The focusing lens array includes a focusing lens that is decentered with respect to a corresponding aperture in the element;
The irradiation system is incident on the aperture array at an incident angle depending on the aberration of the irradiation optical system, and each position of the plurality of crossovers formed by the focusing lens array is aligned with a corresponding opening in the element. As described above, the drawing apparatus includes an adjusting means for adjusting the aberration.
前記コリメータレンズは、複数の荷電粒子レンズを含み、
前記調整手段は、前記コリメータレンズの前側焦点位置及び前側主面位置を保って前記収差を変化させるように、前記複数の荷電粒子レンズそれぞれのパワーおよび位置の少なくとも一方を調整する、ことを特徴とする請求項1に記載の描画装置。
The collimator lens includes a plurality of charged particle lenses,
The adjusting means adjusts at least one of the power and position of each of the plurality of charged particle lenses so as to change the aberration while maintaining the front focal position and the front principal surface position of the collimator lens. The drawing apparatus according to claim 1.
前記照射系は、前記コリメータレンズの前側の位置にクロスオーバ(照射系クロスオーバ)を形成し、
前記調整手段は、前記コリメータレンズの焦点距離を調整して前記収差を調整し、かつ、該調整のされた焦点距離に整合するように前記照射系クロスオーバの位置を調整する、ことを特徴とする請求項1に記載の描画装置。
The irradiation system forms a crossover (irradiation system crossover) at a position on the front side of the collimator lens,
The adjusting means adjusts the aberration by adjusting the focal length of the collimator lens, and adjusts the position of the irradiation system crossover so as to match the adjusted focal length. The drawing apparatus according to claim 1.
前記照射系は、荷電粒子源を含み、
前記調整手段は、前記荷電粒子源の移動により前記照射系クロスオーバの位置を調整する、ことを特徴とする請求項3に記載の描画装置。
The irradiation system includes a charged particle source,
The drawing apparatus according to claim 3, wherein the adjusting unit adjusts the position of the irradiation system crossover by moving the charged particle source.
前記照射系は、前記照射系クロスオーバの前側に設けられたクロスオーバ調整系を含み、
前記調整手段は、前記クロスオーバ調整系のパワーの調整により前記照射系クロスオーバの位置を調整する、ことを特徴とする請求項3に記載の描画装置。
The irradiation system includes a crossover adjustment system provided on the front side of the irradiation system crossover,
The drawing apparatus according to claim 3, wherein the adjusting unit adjusts a position of the irradiation system crossover by adjusting a power of the crossover adjusting system.
前記偏心している集束レンズは、前記照射系の収差を補償するように偏心している、ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の描画装置。   The drawing apparatus according to claim 1, wherein the decentered focusing lens is decentered so as to compensate for the aberration of the irradiation system. 前記コリメータレンズは、荷電粒子線のクロスオーバから発散する荷電粒子線が入射し、該クロスオーバは、前記コリメータレンズの前側焦点からずれた位置にある、ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載の描画装置。   2. The collimator lens according to claim 1, wherein a charged particle beam emanating from a crossover of charged particle beams is incident on the collimator lens, and the crossover is at a position shifted from a front focal point of the collimator lens. The drawing apparatus according to any one of 6. 前記アパーチャアレイは、前記集束レンズアレイにおける対応する集束レンズとともに前記素子における対応する開口に対して偏心しているアパーチャを含む、ことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の描画装置。   8. The aperture array according to claim 1, wherein the aperture array includes an aperture that is eccentric with respect to a corresponding aperture in the element along with a corresponding focusing lens in the focusing lens array. 9. Drawing device. 前記アパーチャアレイは、前記集束レンズアレイの前側焦点に配置され、前記集束レンズアレイにおける対応する集束レンズと同じ量だけ前記素子における対応する開口に対して偏心しているアパーチャを含む、ことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の描画装置。   The aperture array includes an aperture disposed at a front focal point of the focusing lens array and decentered with respect to a corresponding aperture in the element by the same amount as a corresponding focusing lens in the focusing lens array. The drawing apparatus according to claim 1. 前記アパーチャアレイは、前記集束レンズアレイの前側焦点からずれた位置に配置され、前記集束レンズアレイにおける対応する集束レンズとは異なる量だけ前記素子における対応する開口に対して偏心しているアパーチャを含む、ことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の描画装置。   The aperture array includes an aperture disposed at a position deviated from a front focal point of the focusing lens array and decentered with respect to a corresponding aperture in the element by an amount different from a corresponding focusing lens in the focusing lens array; 9. The drawing apparatus according to claim 1, wherein 前記照射光学系と前記アパーチャアレイと前記集束レンズアレイと前記投影系とを含む組を並列に複数有する、ことを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の描画装置。   11. The drawing apparatus according to claim 1, wherein a plurality of sets including the irradiation optical system, the aperture array, the focusing lens array, and the projection system are provided in parallel. 前記素子は、ブランカーアレイである、ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の描画装置。   The drawing device according to claim 1, wherein the element is a blanker array. 前記素子は、ストップアパーチャアレイである、ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれか1項に記載の描画装置。   The drawing device according to claim 1, wherein the element is a stop aperture array. 請求項1ないし請求項13のいずれか1項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行われた基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
A step of drawing on a substrate using the drawing apparatus according to any one of claims 1 to 13,
Developing the substrate on which the drawing has been performed in the step;
A method for producing an article comprising:
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