JP2651298B2 - ビーム焦点調整器及び電子ビーム装置 - Google Patents
ビーム焦点調整器及び電子ビーム装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
- H01J37/141—Electromagnetic lenses
- H01J37/1413—Means for interchanging parts of the lens, e.g. pole pieces, within the tube
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- B82—NANOTECHNOLOGY
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- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
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- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
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Description
【０００１】〔目次〕 産業上の利用分野 従来の技術（図７） 発明が解決しようとする課題 課題を解決するための手段（図１，２） 作用 実施例 （１）第１の実施例の説明（図３，４） （２）第２の実施例の説明（図５） （３）応用例の説明（図６） 発明の効果
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は、ビームー焦点調整器及
び電子ビーム装置に関するものであり、更に詳しく言え
ば、リフォーカスコイルの焦点位置合わせ精度の向上及
び電子ビーム直接描画をする露光装置の改善に関するも
のである。
び電子ビーム装置に関するものであり、更に詳しく言え
ば、リフォーカスコイルの焦点位置合わせ精度の向上及
び電子ビーム直接描画をする露光装置の改善に関するも
のである。
【０００３】近年、半導体集積回路（以下単にＬＳＩと
いう）装置の高機能，高集積化の要求，例えば、ＤＲＡ
Ｍ等の大規模集積回路において、記憶容量６４Ｍ〔メ
ガ〕で0.3 〔μｍ〕， 256Ｍで0.2 〔μｍ〕の微細加工
が要求され、これに伴う微細パターン露光処理をする場
合、電子ビームやイオンビームを用いた露光装置が使用
されている。
いう）装置の高機能，高集積化の要求，例えば、ＤＲＡ
Ｍ等の大規模集積回路において、記憶容量６４Ｍ〔メ
ガ〕で0.3 〔μｍ〕， 256Ｍで0.2 〔μｍ〕の微細加工
が要求され、これに伴う微細パターン露光処理をする場
合、電子ビームやイオンビームを用いた露光装置が使用
されている。
【０００４】これ等の装置において、例えば、電子ビー
ムの焦点調整用のレンズ磁界を補正するリフォーカスコ
イルが使用されている。これによれば、該リフォーカス
コイルがコイル枠付支持体から突出した凸部と電子収束
レンズの中央に設けられた凹部に基づく、唯一の作用点
を支点にして光軸位置合わせが行われている。
ムの焦点調整用のレンズ磁界を補正するリフォーカスコ
イルが使用されている。これによれば、該リフォーカス
コイルがコイル枠付支持体から突出した凸部と電子収束
レンズの中央に設けられた凹部に基づく、唯一の作用点
を支点にして光軸位置合わせが行われている。
【０００５】このため、従来例のリフォーカスコイルで
は実効中心点が電子ビームの光軸方向を基準にして上下
動を伴うこととなる。このことで、補正された焦点にビ
ーム電流値に比例した誤差を含むことがある。
は実効中心点が電子ビームの光軸方向を基準にして上下
動を伴うこととなる。このことで、補正された焦点にビ
ーム電流値に比例した誤差を含むことがある。
【０００６】また、従来例に係るリフォーカスコイルを
使用した可変矩形電子ビーム露光装置やブロック露光方
式の電子ビーム露光装置では、ビームサイズの変化によ
るビーム位置ずれを偏向器に帰還し、それを補正しなけ
ればならない。このため、該帰還による補正演算が余儀
無くされ、複雑な偏向駆動制御を必要としている。
使用した可変矩形電子ビーム露光装置やブロック露光方
式の電子ビーム露光装置では、ビームサイズの変化によ
るビーム位置ずれを偏向器に帰還し、それを補正しなけ
ればならない。このため、該帰還による補正演算が余儀
無くされ、複雑な偏向駆動制御を必要としている。
【０００７】そこで、電磁コイルの光軸位置合わせの際
に、唯一の作用点に依存することなく、該電磁コイルの
実効中心点の上下動を極力抑制すること、及び、露光パ
ターンの解像度の向上を図ることができるビーム焦点調
整器及びその応用装置が望まれている。
に、唯一の作用点に依存することなく、該電磁コイルの
実効中心点の上下動を極力抑制すること、及び、露光パ
ターンの解像度の向上を図ることができるビーム焦点調
整器及びその応用装置が望まれている。
【０００８】
【従来の技術】図７（ａ），（ｂ）は、従来例に係る電
子ビーム露光装置に適用されるリフォーカスコイルの説
明図であり、図７（ａ）はその構造を説明する断面図を
示している。例えば、電子ビーム露光装置の電子収束レ
ンズの中央に取り付けられるリフォーカスコイルは、図
７（ａ）において電磁コイル１，コイル枠付支持体２，
及びリニアアクチュエータ３から成る。
子ビーム露光装置に適用されるリフォーカスコイルの説
明図であり、図７（ａ）はその構造を説明する断面図を
示している。例えば、電子ビーム露光装置の電子収束レ
ンズの中央に取り付けられるリフォーカスコイルは、図
７（ａ）において電磁コイル１，コイル枠付支持体２，
及びリニアアクチュエータ３から成る。
【０００９】また、当該リフォーカスコイルの機能は、
図７（ｂ）に示すように電磁コイル１により生じた補正
磁界Ｈｏにより、電子収束レンズ３で発生されたレンズ
磁界ＨL を補正するものである（図ｂ）参照）。その補
正原理は、レンズ磁界ＨL 中に電気的に小さな電磁コイ
ル１を挿入して、レンズ磁界ＨL にわずかな補正磁界Ｈ
ｏを重畳することにより、ビーム電流値の変化に応じて
微妙な焦点補正をするものである。
図７（ｂ）に示すように電磁コイル１により生じた補正
磁界Ｈｏにより、電子収束レンズ３で発生されたレンズ
磁界ＨL を補正するものである（図ｂ）参照）。その補
正原理は、レンズ磁界ＨL 中に電気的に小さな電磁コイ
ル１を挿入して、レンズ磁界ＨL にわずかな補正磁界Ｈ
ｏを重畳することにより、ビーム電流値の変化に応じて
微妙な焦点補正をするものである。
【００１０】例えば、電子ビームＥＢが最も小さな形状
となるように、それが試料上に位置合わせされ、露光処
理に伴いそのビーム形状が増加（ビーム電流値が大きく
なる）されるような場合に、電子収束レンズ３のレンズ
磁界ＨL を強くすることにより、その焦点ずれが防止さ
れる。
となるように、それが試料上に位置合わせされ、露光処
理に伴いそのビーム形状が増加（ビーム電流値が大きく
なる）されるような場合に、電子収束レンズ３のレンズ
磁界ＨL を強くすることにより、その焦点ずれが防止さ
れる。
【００１１】この際に、該レンズ磁界ＨL を直接変化さ
せないのは、電子収束レンズ３のような大きなインダク
タンスを持つものを可変させると、その反応が遅く、ビ
ーム変化に追従できないためである。
せないのは、電子収束レンズ３のような大きなインダク
タンスを持つものを可変させると、その反応が遅く、ビ
ーム変化に追従できないためである。
【００１２】これにより、電子ビームＥＢの焦点ｆを試
料上の一点に常に、最良な状態に位置合わせすることが
できる。なお、当該リフォーカスコイルを電子収束レン
ズ３に取付ける場合、コイル枠付支持体２から突出した
一つの作用点Ｐを支点にして、リニアアクチュエータ３
を移動することにより、電磁コイル１の実効中心点Ｃｏ
の移動を伴いながら、該支持体２の幾何学軸と電子ビー
ムＥＢの光軸Ｃｚとの位置合わせが行われている。
料上の一点に常に、最良な状態に位置合わせすることが
できる。なお、当該リフォーカスコイルを電子収束レン
ズ３に取付ける場合、コイル枠付支持体２から突出した
一つの作用点Ｐを支点にして、リニアアクチュエータ３
を移動することにより、電磁コイル１の実効中心点Ｃｏ
の移動を伴いながら、該支持体２の幾何学軸と電子ビー
ムＥＢの光軸Ｃｚとの位置合わせが行われている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来例のリ
フォーカスコイルによれば、コイル枠付支持体２から突
出した凸部と電子収束レンズの中央に設けられた凹部に
基づく、唯一の作用点Ｐを支点にして光軸位置合わせが
行われている。また、該光軸位置合わせされたリフォー
カスコイルを用いて露光処理が行われている。
フォーカスコイルによれば、コイル枠付支持体２から突
出した凸部と電子収束レンズの中央に設けられた凹部に
基づく、唯一の作用点Ｐを支点にして光軸位置合わせが
行われている。また、該光軸位置合わせされたリフォー
カスコイルを用いて露光処理が行われている。
【００１４】このため、次のような問題が生ずることが
ある。 従来例のリフォーカスコイルでは図７（ｂ）に示す
ように実効中心点Ｃｏが電子ビームＥＢの光軸方向を基
準にして上下動を伴うこととなる。このことで、補正さ
れた焦点ｆにビーム電流値に比例した誤差を含むことが
ある。これは、電子収束レンズ３の焦点距離ｆが次式に
示すように、光軸上の総磁束密度Ｂの２乗の積分値に反
比例するためである。
ある。 従来例のリフォーカスコイルでは図７（ｂ）に示す
ように実効中心点Ｃｏが電子ビームＥＢの光軸方向を基
準にして上下動を伴うこととなる。このことで、補正さ
れた焦点ｆにビーム電流値に比例した誤差を含むことが
ある。これは、電子収束レンズ３の焦点距離ｆが次式に
示すように、光軸上の総磁束密度Ｂの２乗の積分値に反
比例するためである。
【００１５】１／ｆ＝∫Ｂ2 ｄｚ≒ＢL2＋２ＢL Ｂｏ 但し、μは透磁率，Ｂは光軸上の総磁束密度（Ｂ＝μ
Ｈ），ＢL は光軸上のレンズ磁束密度（ＢL ＝μＨL ）
及びＢｏは光軸上の補正磁束密度（Ｂｏ＝μＨｏ）であ
る。
Ｈ），ＢL は光軸上のレンズ磁束密度（ＢL ＝μＨL ）
及びＢｏは光軸上の補正磁束密度（Ｂｏ＝μＨｏ）であ
る。
【００１６】すなわち、実効中心点Ｃｏの上下動（Ｚ方
向の動き）は、補正磁束密度Ｂｏの変化が直接，焦点距
離ｆに影響を及ぼすものとなる。これについて、本発明
者等は、電子収束レンズ３と電磁コイル１の幾何学軸Ｃ
ｇとが一致していないことが位置上下動の原因と考え、
レンズのポールピースと数μｍの精度で嵌め合うコイル
の巻き枠を作成し、それにコイルを巻付けた。
向の動き）は、補正磁束密度Ｂｏの変化が直接，焦点距
離ｆに影響を及ぼすものとなる。これについて、本発明
者等は、電子収束レンズ３と電磁コイル１の幾何学軸Ｃ
ｇとが一致していないことが位置上下動の原因と考え、
レンズのポールピースと数μｍの精度で嵌め合うコイル
の巻き枠を作成し、それにコイルを巻付けた。
【００１７】しかし、それでも１〜３μｍの位置ずれを
生じ、どんなに、コイルの巻き枠を精度良く作成して
も、コイル自体の精度が良くならなかった。このことか
ら、電磁コイル１の補正効率を良くするためには、リフ
ォーカスコイルの実効中心点Ｃｏを電子収束レンズ３の
作るレンズ磁界ＨL の最大値を生ずる位置に合わせる必
要がある。従って、コイル位置ずれ調整後もわずかな位
置ずれを補正するため、その位置ずれ量を偏向器に帰還
し補正しなければならない。
生じ、どんなに、コイルの巻き枠を精度良く作成して
も、コイル自体の精度が良くならなかった。このことか
ら、電磁コイル１の補正効率を良くするためには、リフ
ォーカスコイルの実効中心点Ｃｏを電子収束レンズ３の
作るレンズ磁界ＨL の最大値を生ずる位置に合わせる必
要がある。従って、コイル位置ずれ調整後もわずかな位
置ずれを補正するため、その位置ずれ量を偏向器に帰還
し補正しなければならない。
【００１８】 また、従来例に係るリフォーカスコイ
ルを使用した可変矩形電子ビーム露光装置やブロック露
光方式の電子ビーム露光装置では、ビームサイズの変化
によるリフォーカスコイルの電流値の変化によるビーム
位置ずれを偏向器に帰還し、それを補正しなければなら
ない。このため、該帰還による補正演算が余儀無くさ
れ、複雑な偏向駆動制御を必要としていた。
ルを使用した可変矩形電子ビーム露光装置やブロック露
光方式の電子ビーム露光装置では、ビームサイズの変化
によるリフォーカスコイルの電流値の変化によるビーム
位置ずれを偏向器に帰還し、それを補正しなければなら
ない。このため、該帰還による補正演算が余儀無くさ
れ、複雑な偏向駆動制御を必要としていた。
【００１９】例えば、第１のスリットと第２のスリット
の重ね方によりビーム形状を整形し、該整形された可変
矩形ビームを用いてＬＳＩパターン等を描画する可変矩
形電子ビーム露光装置では、第１のスリットに照射され
る電子ビームＥＢの電流密度（単位面積当たりのビーム
電流）は一定である。
の重ね方によりビーム形状を整形し、該整形された可変
矩形ビームを用いてＬＳＩパターン等を描画する可変矩
形電子ビーム露光装置では、第１のスリットに照射され
る電子ビームＥＢの電流密度（単位面積当たりのビーム
電流）は一定である。
【００２０】このため、第１のスリットと第２のスリッ
トの重ね方によって、そのビーム形状の大きさに変化を
生じた場合に、試料に到達する電流値がそれに応じて変
化をする。
トの重ね方によって、そのビーム形状の大きさに変化を
生じた場合に、試料に到達する電流値がそれに応じて変
化をする。
【００２１】また、任意形状の電子ビームＥＢを発生す
るブロック露光方式の電子ビーム露光装置においても、
パターン形状が変化をする毎に、試料に到達する電流値
がブロックパターンの選択に応じて変化をする。
るブロック露光方式の電子ビーム露光装置においても、
パターン形状が変化をする毎に、試料に到達する電流値
がブロックパターンの選択に応じて変化をする。
【００２２】このことで、ビーム電流値の変化によるク
ローン相互作用による収差を補正すべく、リフォーカス
コイルにより、リフォーカシングが実施される。なお、
クローン相互作用とは電子と電子とが相互に反発するこ
とをいう。また、その相互作用による収差は電流値に比
例して大きくなる。
ローン相互作用による収差を補正すべく、リフォーカス
コイルにより、リフォーカシングが実施される。なお、
クローン相互作用とは電子と電子とが相互に反発するこ
とをいう。また、その相互作用による収差は電流値に比
例して大きくなる。
【００２３】例えば、ビーム電流値が大きな状態、すな
わち、最大矩形のビームを照射した場合であって、その
焦点を試料に合わせると、ビーム形状を小さくした場合
に比べて、試料面に焦点が結ばず、試料面の手前で焦点
を結んでしまう。
わち、最大矩形のビームを照射した場合であって、その
焦点を試料に合わせると、ビーム形状を小さくした場合
に比べて、試料面に焦点が結ばず、試料面の手前で焦点
を結んでしまう。
【００２４】逆の場合には、試料面の下側に焦点が結ば
れる。実際には、小さなビームの方が焦点を結びやすい
（少し焦点がずれるだけでビーム形状が変化する）た
め、後者となる。
れる。実際には、小さなビームの方が焦点を結びやすい
（少し焦点がずれるだけでビーム形状が変化する）た
め、後者となる。
【００２５】しかし、従来例に係る光軸方向を基準にし
て上下動を伴うリフォーカスコイル（以下ビーム焦点調
整器ともいう）を使用した露光装置では、ビームサイズ
に合わせた焦点補正は可能であるが、コイル上下動のた
め、コイルの動きとビーム位置ずれ量の関係が線型とな
らないため、微調整が困難となり、ビーム位置が移動し
てしまうこととなる。
て上下動を伴うリフォーカスコイル（以下ビーム焦点調
整器ともいう）を使用した露光装置では、ビームサイズ
に合わせた焦点補正は可能であるが、コイル上下動のた
め、コイルの動きとビーム位置ずれ量の関係が線型とな
らないため、微調整が困難となり、ビーム位置が移動し
てしまうこととなる。
【００２６】これは、前述のように電磁コイル１の動き
に上下動と回転を含んでいるためである。このことで、
コイルの変化まで含めて焦点調整する必要があり、サブ
ミクロンの位置ずれに対して完全に調整することが非常
に困難である。
に上下動と回転を含んでいるためである。このことで、
コイルの変化まで含めて焦点調整する必要があり、サブ
ミクロンの位置ずれに対して完全に調整することが非常
に困難である。
【００２７】これにより、高解像度のＬＳＩパターン露
光処理の妨げとなるという問題がある。本発明は、かか
る従来例の問題点に鑑み創作されたものであり、電磁コ
イルの光軸位置合わせの際に、唯一の作用点に依存する
ことなく、該電磁コイルの実効中心点の上下動を極力抑
制すること、及び、露光パターンの解像度の向上を図る
ことが可能となるビーム焦点調整器及び電子ビーム装置
の提供を目的とする。
光処理の妨げとなるという問題がある。本発明は、かか
る従来例の問題点に鑑み創作されたものであり、電磁コ
イルの光軸位置合わせの際に、唯一の作用点に依存する
ことなく、該電磁コイルの実効中心点の上下動を極力抑
制すること、及び、露光パターンの解像度の向上を図る
ことが可能となるビーム焦点調整器及び電子ビーム装置
の提供を目的とする。
【００２８】
【課題を解決するための手段および作用】上記課題は、
図１（ａ）に例示するように、電子ビーム（ＥＢ）の収
束手段のつくるレンズ磁界の最大値を生ずる位置に、該
電子ビーム（ＥＢ）の焦点補正用の磁界（ＨO ）を発生
する磁界発生手段（１１）と、前記磁界発生手段（１
１）を回動可能に支持し、該磁界発生手段（１１）の磁
界（ＨO ）の実効中心点（Ｃｏ）を中心にして該磁界発
生手段（１１）を回動させて磁界（ＨO ）の方向を変え
る第１の支持体（１２）と、前記第１の支持体（１２）
を回動可能に支持し、該第１の支持体（１２）による前
記磁界発生手段（１１）の回動方向とは直交する方向に
第１の支持体（１２）を回動させて磁界（ＨO ）の方向
を変える第２の支持体（１３）とを有し、前記第２の支
持体（１３）による前記第１の支持体（１２）の回動お
よび前記第１の支持体（１２）による前記磁界発生手段
（１１）の回動とにより、前記磁界（ＨO ）の実効中心
点（Ｃｏ）を中心にして磁界発生手段（１１）を回動さ
せて該磁界（ＨO ）の方向を補正することを特徴とする
ビーム焦点調整器によって解決される。このように、本
発明によれば、第１の支持体（１２）の回動と、これと
直交する方向に回動する第２の支持体（１３）の回動を
介して、焦点補正用の磁界発生手段（１１）の磁界（Ｈ
O ）の中心点（Ｃｏ）を中心として回転することができ
る。すなわち、磁界発生手段（１１）の上下動による誤
差を含まずに該磁界（ＨO ）の方向を変えることができ
るので、磁界発生手段（１１）の磁界（ＨO ）による電
子ビームの強度変化に伴う焦点の調整を正確に行うこと
が可能となる。
図１（ａ）に例示するように、電子ビーム（ＥＢ）の収
束手段のつくるレンズ磁界の最大値を生ずる位置に、該
電子ビーム（ＥＢ）の焦点補正用の磁界（ＨO ）を発生
する磁界発生手段（１１）と、前記磁界発生手段（１
１）を回動可能に支持し、該磁界発生手段（１１）の磁
界（ＨO ）の実効中心点（Ｃｏ）を中心にして該磁界発
生手段（１１）を回動させて磁界（ＨO ）の方向を変え
る第１の支持体（１２）と、前記第１の支持体（１２）
を回動可能に支持し、該第１の支持体（１２）による前
記磁界発生手段（１１）の回動方向とは直交する方向に
第１の支持体（１２）を回動させて磁界（ＨO ）の方向
を変える第２の支持体（１３）とを有し、前記第２の支
持体（１３）による前記第１の支持体（１２）の回動お
よび前記第１の支持体（１２）による前記磁界発生手段
（１１）の回動とにより、前記磁界（ＨO ）の実効中心
点（Ｃｏ）を中心にして磁界発生手段（１１）を回動さ
せて該磁界（ＨO ）の方向を補正することを特徴とする
ビーム焦点調整器によって解決される。このように、本
発明によれば、第１の支持体（１２）の回動と、これと
直交する方向に回動する第２の支持体（１３）の回動を
介して、焦点補正用の磁界発生手段（１１）の磁界（Ｈ
O ）の中心点（Ｃｏ）を中心として回転することができ
る。すなわち、磁界発生手段（１１）の上下動による誤
差を含まずに該磁界（ＨO ）の方向を変えることができ
るので、磁界発生手段（１１）の磁界（ＨO ）による電
子ビームの強度変化に伴う焦点の調整を正確に行うこと
が可能となる。
【００２９】また、図２に例示するように、試料（１
０）に電子ビーム（ＥＢ）を照射する電子発生源（１
５）と、前記電子ビーム（ＥＢ）を偏向する偏向手段
（１６）と、前記電子ビーム（ＥＢ）を収束する収束手
段（１７）と、前記試料（１６）から帰還する二次電子
や反射電子（ＳＥ）を検出する検出手段（１８）と、前
記電子ビーム（ＥＢ）の焦点を補正する焦点補正手段
（１９）と、前記電子発生源（１５），偏向手段（１
６），収束手段（１７），検出手段（１８）及び焦点補
正手段（１９）の入出力を制御する制御手段（２０）と
を具備し、前記焦点補正手段（１９）が上記ビーム焦点
調整器から成ることを特徴とする電子ビーム装置により
解決される。上記の本発明のビーム焦点調整器を備えた
電子ビーム装置においては、照射される電子ビームの電
流値の大きさに依って該電子ビームが結ぶ焦点の位置が
変動する場合にも、ビーム焦点調整器の上下動による誤
差を含まずにビーム焦点調整器の磁界（ＨO ）の方向を
変えることができるので、ビーム焦点調整器の磁界（Ｈ
O ）による焦点の調整を正確に行うことが可能となる。
０）に電子ビーム（ＥＢ）を照射する電子発生源（１
５）と、前記電子ビーム（ＥＢ）を偏向する偏向手段
（１６）と、前記電子ビーム（ＥＢ）を収束する収束手
段（１７）と、前記試料（１６）から帰還する二次電子
や反射電子（ＳＥ）を検出する検出手段（１８）と、前
記電子ビーム（ＥＢ）の焦点を補正する焦点補正手段
（１９）と、前記電子発生源（１５），偏向手段（１
６），収束手段（１７），検出手段（１８）及び焦点補
正手段（１９）の入出力を制御する制御手段（２０）と
を具備し、前記焦点補正手段（１９）が上記ビーム焦点
調整器から成ることを特徴とする電子ビーム装置により
解決される。上記の本発明のビーム焦点調整器を備えた
電子ビーム装置においては、照射される電子ビームの電
流値の大きさに依って該電子ビームが結ぶ焦点の位置が
変動する場合にも、ビーム焦点調整器の上下動による誤
差を含まずにビーム焦点調整器の磁界（ＨO ）の方向を
変えることができるので、ビーム焦点調整器の磁界（Ｈ
O ）による焦点の調整を正確に行うことが可能となる。
【００３０】
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【００３４】
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【００３９】
【００４０】
【００４１】
【００４２】
【００４３】
【００４４】
【００４５】
【００４６】
【００４７】
【００４８】
【００４９】
【００５０】
【００５１】
【００５２】
【００５３】
【実施例】次に、図を参照しながら本発明の実施例につ
いて説明をする。図３〜６は、本発明の実施例に係るビ
ーム調整器及び電子ビーム装置を説明する図である。
いて説明をする。図３〜６は、本発明の実施例に係るビ
ーム調整器及び電子ビーム装置を説明する図である。
【００５４】（１）第１の実施例の説明 図３，４は、本発明の第１の実施例に係るリフォーカス
コイルの構成図（その１，２）であり、図３（ａ）はそ
の斜視図及び一部破砕断面図を示している。
コイルの構成図（その１，２）であり、図３（ａ）はそ
の斜視図及び一部破砕断面図を示している。
【００５５】例えば、電子ビーム露光装置に適用可能な
ビーム調整器（以下第１のリフォーカスコイルという）
は、図３（ａ）において、電磁コイル２１，コイル枠付
円柱状支持体２２，円柱状支持体２３，リニアアクチュ
エータ24Ａ及び復元用バネ24Ｂから成る。
ビーム調整器（以下第１のリフォーカスコイルという）
は、図３（ａ）において、電磁コイル２１，コイル枠付
円柱状支持体２２，円柱状支持体２３，リニアアクチュ
エータ24Ａ及び復元用バネ24Ｂから成る。
【００５６】すなわち、電磁コイル２１は磁界発生手段
１１の一実施例であり、電子ビームＥＢの焦点補正用の
磁界Ｈｏを発生するものである。コイル枠付円柱状支持
体２２は第１の支持体１２の一実施例であり、その中央
部に電子ビームＥＢの通過させる通過孔12Ａが開口され
た円柱状を有している。また、該支持体２２は図４
（ａ）に示すように電磁コイル２１を支持するものであ
る。
１１の一実施例であり、電子ビームＥＢの焦点補正用の
磁界Ｈｏを発生するものである。コイル枠付円柱状支持
体２２は第１の支持体１２の一実施例であり、その中央
部に電子ビームＥＢの通過させる通過孔12Ａが開口され
た円柱状を有している。また、該支持体２２は図４
（ａ）に示すように電磁コイル２１を支持するものであ
る。
【００５７】円柱状支持体２３は第２の支持体１３の一
実施例であり、コイル枠付円柱状支持体２２を支持する
ものである。また、該支持体２２と円柱状支持体２３と
の間には１組の第１の作用点ａ，ｂが設けられ、それが
光軸を中心とする 180度対称な位置に決定されている。
例えば、該作用点ａ，ｂは支持体２２から突出された球
状の凸部と支持体２３に設けられた凹部により成る（図
４（ａ）参照）。
実施例であり、コイル枠付円柱状支持体２２を支持する
ものである。また、該支持体２２と円柱状支持体２３と
の間には１組の第１の作用点ａ，ｂが設けられ、それが
光軸を中心とする 180度対称な位置に決定されている。
例えば、該作用点ａ，ｂは支持体２２から突出された球
状の凸部と支持体２３に設けられた凹部により成る（図
４（ａ）参照）。
【００５８】さらに、円柱状支持体２３とコイル枠付円
柱状支持体２２以外との間，例えば、電子ビーム装置の
鏡筒内の一固定面に１組の第２の作用点ｃ，ｄが設けら
れ、第１の作用点ａ，ｂと９０度の位相で配置され、か
つ、それが光軸を中心とする180度対称な位置に決定さ
れている。例えば、該作用点ｃ，ｄは支持体２３から突
出された球状の凸部と一固定面に設けられた凹部により
成る（図４（ｂ）参照）。
柱状支持体２２以外との間，例えば、電子ビーム装置の
鏡筒内の一固定面に１組の第２の作用点ｃ，ｄが設けら
れ、第１の作用点ａ，ｂと９０度の位相で配置され、か
つ、それが光軸を中心とする180度対称な位置に決定さ
れている。例えば、該作用点ｃ，ｄは支持体２３から突
出された球状の凸部と一固定面に設けられた凹部により
成る（図４（ｂ）参照）。
【００５９】リニアアクチュエータ24Ａ及び復元用バネ
24Ｂは駆動手段１４の一実施例であり、リニアアクチュ
エータ24Ａはコイル枠付円柱状支持体２２を光軸方向か
ら力Ｆを加えるものである。また、復元用バネ24Ｂは力
Ｆが取り去られると、該支持体２２を元の位置に復元す
るものである。
24Ｂは駆動手段１４の一実施例であり、リニアアクチュ
エータ24Ａはコイル枠付円柱状支持体２２を光軸方向か
ら力Ｆを加えるものである。また、復元用バネ24Ｂは力
Ｆが取り去られると、該支持体２２を元の位置に復元す
るものである。
【００６０】これにより、コイル枠付円柱状支持体２２
や円柱状支持体２３を駆動することができる。なお、図
３（ｂ）は、第１のリフォーカスコイルの平面図を示し
ている。図３（ｂ）において、第１の作用点ａ，ｂ間を
結ぶ線分と第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが電子ビ
ームＥＢの通過孔12Ａの幾何学軸Ｃｇを中心にして直交
している。また、第１の実施例では、図４（ａ），
（ｂ）に示すように第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分と
第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが異平面において直
交することを特徴とする。
や円柱状支持体２３を駆動することができる。なお、図
３（ｂ）は、第１のリフォーカスコイルの平面図を示し
ている。図３（ｂ）において、第１の作用点ａ，ｂ間を
結ぶ線分と第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが電子ビ
ームＥＢの通過孔12Ａの幾何学軸Ｃｇを中心にして直交
している。また、第１の実施例では、図４（ａ），
（ｂ）に示すように第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分と
第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが異平面において直
交することを特徴とする。
【００６１】図４（ａ），（ｂ）は、本発明の第１の実
施例に係るリフォーカスコイルの構成図（その２）であ
り、図４（ａ）は図３（ｂ）のＸ１−Ｘ２矢視断面図を
示している。
施例に係るリフォーカスコイルの構成図（その２）であ
り、図４（ａ）は図３（ｂ）のＸ１−Ｘ２矢視断面図を
示している。
【００６２】図４（ａ）において、Ｃｏは実効中心点で
あり、電磁コイル２１の磁界が最も強くなる電気的中心
軸となる位置である。なお、第１の実施例では、電子ビ
ームＥＢの通過孔12Ａの中心となる幾何学軸Ｃｇを含む
平面に電磁コイル２１の実効中心点Ｃｏを含ませるた
め、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分又は第２の作用点
ｃ，ｄ間を結ぶ線分のいずれかを含ませるものとする。
あり、電磁コイル２１の磁界が最も強くなる電気的中心
軸となる位置である。なお、第１の実施例では、電子ビ
ームＥＢの通過孔12Ａの中心となる幾何学軸Ｃｇを含む
平面に電磁コイル２１の実効中心点Ｃｏを含ませるた
め、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分又は第２の作用点
ｃ，ｄ間を結ぶ線分のいずれかを含ませるものとする。
【００６３】また、第１の作用点ａ，ｂは，例えば、支
持体２２から突出された球状の凸部を支持体２３に設け
られた半球状の凹部により受け、該凹凸部分を自在に動
く構造とする。
持体２２から突出された球状の凸部を支持体２３に設け
られた半球状の凹部により受け、該凹凸部分を自在に動
く構造とする。
【００６４】なお、図４（ｂ）は、図３（ｂ）のＹ１−
Ｙ２矢視断面図を示している。図４（ｂ）において、第
２の作用点ｃ，ｄは、同様に、支持体２３から突出され
た球状の凸部を鏡筒内の電子収束レンズの一固定面に設
けられて半球状の凹部により受け、該凹凸部分を自在に
動く構造とする。また、該作用点ｃ，ｄはコイル枠付円
柱状支持体２２，円柱状支持体２３及び電磁コイル２１
の荷重を担うものである。
Ｙ２矢視断面図を示している。図４（ｂ）において、第
２の作用点ｃ，ｄは、同様に、支持体２３から突出され
た球状の凸部を鏡筒内の電子収束レンズの一固定面に設
けられて半球状の凹部により受け、該凹凸部分を自在に
動く構造とする。また、該作用点ｃ，ｄはコイル枠付円
柱状支持体２２，円柱状支持体２３及び電磁コイル２１
の荷重を担うものである。
【００６５】このようにして、本発明の第１の実施例に
係るリフォーカスコイルによれば、図３（ａ）に示すよ
うに電磁コイル２１，コイル枠付円柱状支持体２２，円
柱状支持体２３，リニアアクチュエータ24Ａ及び復元用
バネ24Ｂが具備され、コイル枠付円柱状支持体２２と円
柱状支持体２３との間に１組の第１の作用点ａ，ｂが設
けられ、かつ、円柱状支持体２３とコイル枠付円柱状支
持体２２以外との間に１組の円柱状作用点ｃ，ｄが設け
られる。
係るリフォーカスコイルによれば、図３（ａ）に示すよ
うに電磁コイル２１，コイル枠付円柱状支持体２２，円
柱状支持体２３，リニアアクチュエータ24Ａ及び復元用
バネ24Ｂが具備され、コイル枠付円柱状支持体２２と円
柱状支持体２３との間に１組の第１の作用点ａ，ｂが設
けられ、かつ、円柱状支持体２３とコイル枠付円柱状支
持体２２以外との間に１組の円柱状作用点ｃ，ｄが設け
られる。
【００６６】例えば、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分
と第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが図１（ｂ）に示
すように電子ビームＥＢの通過孔12Ａの幾何学軸Ｃｇを
貫通にした異平面において直交している。また、該電子
ビームＥＢの通過孔12Ａの幾何学軸Ｃｇを貫通にした平
面に含まれる第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分が図１
（ｂ）に示すように電磁コイル２１の実効中心点Ｃｏを
含んでいる。
と第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが図１（ｂ）に示
すように電子ビームＥＢの通過孔12Ａの幾何学軸Ｃｇを
貫通にした異平面において直交している。また、該電子
ビームＥＢの通過孔12Ａの幾何学軸Ｃｇを貫通にした平
面に含まれる第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分が図１
（ｂ）に示すように電磁コイル２１の実効中心点Ｃｏを
含んでいる。
【００６７】このため、電磁コイル２１の光軸位置合わ
せの際に、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分を中心軸Ｃ
ｘにしてコイル枠付円柱状支持体２２を任意の角度θ１
だけ回転させたり、第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分を
中心軸Ｃｙにして円柱状支持体２３を任意の角度θ２だ
け回転させることにより、少なくとも、中心軸Ｃｘにつ
いては、従来例のような電磁コイル２１の実効中心点Ｃ
ｏの上下動を無くすことが可能となる。
せの際に、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分を中心軸Ｃ
ｘにしてコイル枠付円柱状支持体２２を任意の角度θ１
だけ回転させたり、第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分を
中心軸Ｃｙにして円柱状支持体２３を任意の角度θ２だ
け回転させることにより、少なくとも、中心軸Ｃｘにつ
いては、従来例のような電磁コイル２１の実効中心点Ｃ
ｏの上下動を無くすことが可能となる。
【００６８】また、電子ビーム装置の電子収束レンズの
作るレンズ磁界ＨL の最大値を生ずる位置に正確に電磁
コイル２１の実効中心点Ｃｏを位置合わせすることが可
能となる。これにより、電磁コイル２１の動きは中心軸
Ｃｘに係る回転のみとなり、当該リフォーカスコイルの
幾何学軸Ｃｇと電子ビームＥＢの光軸Ｃｚとを高精度に
光軸位置合わせを行うことが可能となる。
作るレンズ磁界ＨL の最大値を生ずる位置に正確に電磁
コイル２１の実効中心点Ｃｏを位置合わせすることが可
能となる。これにより、電磁コイル２１の動きは中心軸
Ｃｘに係る回転のみとなり、当該リフォーカスコイルの
幾何学軸Ｃｇと電子ビームＥＢの光軸Ｃｚとを高精度に
光軸位置合わせを行うことが可能となる。
【００６９】このことで、電磁コイル２１により発生さ
れた磁界Ｈｏに基づいて正確に電子ビームＥＢの焦点補
正を行うことが可能となり、当該リフォーカスコイルの
補正効率を向上を図ることが可能となる。
れた磁界Ｈｏに基づいて正確に電子ビームＥＢの焦点補
正を行うことが可能となり、当該リフォーカスコイルの
補正効率を向上を図ることが可能となる。
【００７０】（２）第２の実施例の説明 図５（ａ）〜（ｂ）は、本発明の第２の実施例に係るリ
フォーカスコイルの説明図であり、図５（ａ）その斜視
図を示している。
フォーカスコイルの説明図であり、図５（ａ）その斜視
図を示している。
【００７１】なお、第１の実施例と異なるのは第２の実
施例では、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分と第２の作
用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが同一平面において直交し、
しかも、該平面が電磁コイル２１の実効中心点Ｃｏを含
むものである。
施例では、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分と第２の作
用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが同一平面において直交し、
しかも、該平面が電磁コイル２１の実効中心点Ｃｏを含
むものである。
【００７２】例えば、電子ビーム露光装置に適用可能な
ビーム調整器（以下第２のリフォーカスコイルという）
は、図５（ａ）において、その外観形状がコイル枠付リ
ング状支持体３２，リング状支持体３３及びその他の支
持体３４から成る。
ビーム調整器（以下第２のリフォーカスコイルという）
は、図５（ａ）において、その外観形状がコイル枠付リ
ング状支持体３２，リング状支持体３３及びその他の支
持体３４から成る。
【００７３】すなわち、コイル枠付リング状支持体３２
は第１の支持体２２の他の実施例であり、その中央部に
電子ビームＥＢの通過させる通過孔12Ａが開口されたリ
ング状を有している。また、該支持体３２は図５（ｃ）
に示すように電磁コイル２１を支持するものである。
は第１の支持体２２の他の実施例であり、その中央部に
電子ビームＥＢの通過させる通過孔12Ａが開口されたリ
ング状を有している。また、該支持体３２は図５（ｃ）
に示すように電磁コイル２１を支持するものである。
【００７４】リング状支持体３３は第２の支持体２３の
一実施例であり、コイル枠付リング状支持体３２を支持
するものである。また、リング状支持体３２とリング状
支持体３３との間には１組の第１の作用点ａ，ｂが設け
られている。例えば、該作用点ａ，ｂは支持体３３から
突出されたネジ軸部と支持体３２に設けられたネジ受け
凹部により成る（図５（ｂ）参照）。
一実施例であり、コイル枠付リング状支持体３２を支持
するものである。また、リング状支持体３２とリング状
支持体３３との間には１組の第１の作用点ａ，ｂが設け
られている。例えば、該作用点ａ，ｂは支持体３３から
突出されたネジ軸部と支持体３２に設けられたネジ受け
凹部により成る（図５（ｂ）参照）。
【００７５】さらに、リング状支持体３３とリング状支
持体３２以外との間，例えば、その他の支持体３４に１
組の第２の作用点ｃ，ｄが設けられる。例えば、該作用
点ｃ，ｄは支持体３４から突出されたネジ軸部と支持体
３３に設けられたネジ受け凹部により成る（図５（ｂ）
参照）。
持体３２以外との間，例えば、その他の支持体３４に１
組の第２の作用点ｃ，ｄが設けられる。例えば、該作用
点ｃ，ｄは支持体３４から突出されたネジ軸部と支持体
３３に設けられたネジ受け凹部により成る（図５（ｂ）
参照）。
【００７６】なお、コイル枠付リング状支持体２２やリ
ング状支持体２３の駆動方法は、第１の実施例と同様で
あるため説明を省略する。また、その他の構造は第１の
実施例と同様であるため説明を省略する。
ング状支持体２３の駆動方法は、第１の実施例と同様で
あるため説明を省略する。また、その他の構造は第１の
実施例と同様であるため説明を省略する。
【００７７】さらに、図５（ｂ）は、第２のリフォーカ
スコイルの平面図を示している。図５（ｂ）において、
第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分と第２の作用点ｃ，ｄ
間を結ぶ線分とが電子ビームＥＢの通過孔12Ａの光軸と
なる幾何学軸Ｃｇを中心にして直交している。また、第
２の実施例では、図５（ｂ），（ｃ）に示すように第１
の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分が該と第２の作用点ｃ，ｄ
間を結ぶ線分とが同一平面において直交することを特徴
とする。
スコイルの平面図を示している。図５（ｂ）において、
第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分と第２の作用点ｃ，ｄ
間を結ぶ線分とが電子ビームＥＢの通過孔12Ａの光軸と
なる幾何学軸Ｃｇを中心にして直交している。また、第
２の実施例では、図５（ｂ），（ｃ）に示すように第１
の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分が該と第２の作用点ｃ，ｄ
間を結ぶ線分とが同一平面において直交することを特徴
とする。
【００７８】図５（ｃ）は、第２のリフォーカスコイル
に係る図５（ｂ）のＸ１−Ｘ２矢視断面図を示してい
る。図５（ｃ）において、電磁コイル２１の磁界が最も
強くなる実効中心点Ｃｏは、第２の実施例では、電子ビ
ームＥＢの通過孔12Ａの中心となる幾何学軸Ｃｇを含む
平面に含ませるため、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分
及び第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分の両者を含ませる
ものとする。
に係る図５（ｂ）のＸ１−Ｘ２矢視断面図を示してい
る。図５（ｃ）において、電磁コイル２１の磁界が最も
強くなる実効中心点Ｃｏは、第２の実施例では、電子ビ
ームＥＢの通過孔12Ａの中心となる幾何学軸Ｃｇを含む
平面に含ませるため、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分
及び第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分の両者を含ませる
ものとする。
【００７９】このようにして、本発明の第２の実施例に
係るリフォーカスコイルによれば、図５（ａ）に示すよ
うに、コイル枠付リング状支持体３２，リング状支持体
３３及びその他の支持体３４が設けられ、図１（ｃ）に
示すように、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分と第２の
作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが電子ビームＥＢの通過孔
12Ａの幾何学軸Ｃｇを中心にした同一平面において直交
している。
係るリフォーカスコイルによれば、図５（ａ）に示すよ
うに、コイル枠付リング状支持体３２，リング状支持体
３３及びその他の支持体３４が設けられ、図１（ｃ）に
示すように、第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分と第２の
作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分とが電子ビームＥＢの通過孔
12Ａの幾何学軸Ｃｇを中心にした同一平面において直交
している。
【００８０】また、該電子ビームＥＢの通過孔12Ａの幾
何学軸Ｃｇを中心にした平面に含まれる第１の作用点
ａ，ｂ間を結ぶ線分と第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分
とが図１（ｃ）に示すように該電磁コイル２１の実効中
心点Ｃｏとが一致している。
何学軸Ｃｇを中心にした平面に含まれる第１の作用点
ａ，ｂ間を結ぶ線分と第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分
とが図１（ｃ）に示すように該電磁コイル２１の実効中
心点Ｃｏとが一致している。
【００８１】このため、電磁コイル２１の光軸位置合わ
せの際に、第１の実施例と同様に第１の作用点ａ，ｂ間
を結ぶ線分を中心軸Ｃｘにして第１の支持体２２を任意
の角度θ１だけ回転させたり、第２の作用点ｃ，ｄ間を
結ぶ線分を中心軸Ｃｙにして第２の支持体２３を任意の
角度θ２だけ回転させることにより、中心軸Ｃｘ及び中
心軸Ｃｙについて、従来例のような電磁コイル２１の実
効中心点Ｃｏの上下動を無くすことが可能となる。
せの際に、第１の実施例と同様に第１の作用点ａ，ｂ間
を結ぶ線分を中心軸Ｃｘにして第１の支持体２２を任意
の角度θ１だけ回転させたり、第２の作用点ｃ，ｄ間を
結ぶ線分を中心軸Ｃｙにして第２の支持体２３を任意の
角度θ２だけ回転させることにより、中心軸Ｃｘ及び中
心軸Ｃｙについて、従来例のような電磁コイル２１の実
効中心点Ｃｏの上下動を無くすことが可能となる。
【００８２】また、電子ビーム装置の電子収束レンズの
作るレンズ磁界ＨL の最大値を生ずる位置に正確に電磁
コイル２１の実効中心点Ｃｏを位置合わせすることが可
能となる。これにより、電磁コイル２１の動きは中心軸
Ｃｘ及び中心軸Ｃｙに係る完全な回転のみとなり、当該
ビーム焦点調整器の幾何学軸Ｃｇと電子ビームの光軸Ｃ
ｚとを高精度に光軸位置合わせを行うことが可能とな
る。
作るレンズ磁界ＨL の最大値を生ずる位置に正確に電磁
コイル２１の実効中心点Ｃｏを位置合わせすることが可
能となる。これにより、電磁コイル２１の動きは中心軸
Ｃｘ及び中心軸Ｃｙに係る完全な回転のみとなり、当該
ビーム焦点調整器の幾何学軸Ｃｇと電子ビームの光軸Ｃ
ｚとを高精度に光軸位置合わせを行うことが可能とな
る。
【００８３】このことで、第１の実施例に比べて電磁コ
イル２１により発生された磁界Ｈｏに基づいて、より一
層正確に電子ビームＥＢの焦点補正を行うことが可能と
なり、当該リフォーカスコイルの補正効率を向上を図る
ことが可能となる。
イル２１により発生された磁界Ｈｏに基づいて、より一
層正確に電子ビームＥＢの焦点補正を行うことが可能と
なり、当該リフォーカスコイルの補正効率を向上を図る
ことが可能となる。
【００８４】（３）応用例の説明 図６は、本発明の各実施例に係る電子ビーム露光装置の
構成図を示している。例えば、第１，第２のリフォーカ
スコイルを応用した電子ビーム装置の一例となる電子ビ
ーム露光装置は、図６において、電子銃２５，静電偏向
器26Ａ，電磁偏向器26Ｂ，その他の偏向部26Ｃ，偏向駆
動制御装置26Ｄ，電子収束レンズ27Ａ，焦点制御装置27
Ｂ，二次電子検出器28Ａ，信号処理回路28Ｂ，リフォー
カスコイル２９，制御装置３０，マイクロメータ３６，
ステージ３７及びステージ移動装置３５から成る。
構成図を示している。例えば、第１，第２のリフォーカ
スコイルを応用した電子ビーム装置の一例となる電子ビ
ーム露光装置は、図６において、電子銃２５，静電偏向
器26Ａ，電磁偏向器26Ｂ，その他の偏向部26Ｃ，偏向駆
動制御装置26Ｄ，電子収束レンズ27Ａ，焦点制御装置27
Ｂ，二次電子検出器28Ａ，信号処理回路28Ｂ，リフォー
カスコイル２９，制御装置３０，マイクロメータ３６，
ステージ３７及びステージ移動装置３５から成る。
【００８５】すなわち、電子銃２５は電子発生源１５の
一実施例であり、制御装置３０からのビーム制御信号Ｓ
１に基づいて例えば、試料１０の一例となる半導体ウエ
ハ３８に電子ビームＥＢを照射するものである。
一実施例であり、制御装置３０からのビーム制御信号Ｓ
１に基づいて例えば、試料１０の一例となる半導体ウエ
ハ３８に電子ビームＥＢを照射するものである。
【００８６】静電偏向器26Ａ，電磁偏向器26Ｂ，その他
の偏向部26Ｃ及び偏向駆動制御装置26Ｄは偏向手段１６
の一実施例を構成するものであり、静電偏向器26Ａは電
子ビームＥＢを静電偏向するものである。また、電磁偏
向器26Ｂは、電子ビームＥＢを電磁偏向するものであ
り、その他の偏向部26Ｃは電子ビームＥＢを整形するも
のである。
の偏向部26Ｃ及び偏向駆動制御装置26Ｄは偏向手段１６
の一実施例を構成するものであり、静電偏向器26Ａは電
子ビームＥＢを静電偏向するものである。また、電磁偏
向器26Ｂは、電子ビームＥＢを電磁偏向するものであ
り、その他の偏向部26Ｃは電子ビームＥＢを整形するも
のである。
【００８７】偏向駆動制御装置26Ｄは制御装置３０から
の偏向データＤ１に基づいて静電偏向器26Ａ，電磁偏向
器26Ｂ及びその他の偏向部26Ｃの出力を制御するもので
ある。
の偏向データＤ１に基づいて静電偏向器26Ａ，電磁偏向
器26Ｂ及びその他の偏向部26Ｃの出力を制御するもので
ある。
【００８８】電子収束レンズ27Ａ及び焦点制御装置27Ｂ
は収束手段１７の一実施例を構成するものであり、電子
収束レンズ27Ａは焦点制御信号Ｓ31に基づいて電子ビー
ムＥＢを収束するものである。焦点制御装置27Ｂは焦点
制御データＤ３に基づいて電子収束レンズ27Ａに焦点制
御信号Ｓ31を出力したり、リフォーカスコイル２９に焦
点補正信号Ｓ32を出力するものである。
は収束手段１７の一実施例を構成するものであり、電子
収束レンズ27Ａは焦点制御信号Ｓ31に基づいて電子ビー
ムＥＢを収束するものである。焦点制御装置27Ｂは焦点
制御データＤ３に基づいて電子収束レンズ27Ａに焦点制
御信号Ｓ31を出力したり、リフォーカスコイル２９に焦
点補正信号Ｓ32を出力するものである。
【００８９】二次電子検出器28Ａ，信号処理回路28Ｂは
検出手段１８の一実施例を構成するものであり、二次電
子検出器28Ａは半導体ウエハ３８から帰還する二次電子
や反射電子ＳＥを検出するものである。また、信号処理
回路28Ｂは、二次電子検出信号Ｓ２をアナログ／デジタ
ル変換をして、電圧取得データＤ２を制御装置３０に出
力するものである。
検出手段１８の一実施例を構成するものであり、二次電
子検出器28Ａは半導体ウエハ３８から帰還する二次電子
や反射電子ＳＥを検出するものである。また、信号処理
回路28Ｂは、二次電子検出信号Ｓ２をアナログ／デジタ
ル変換をして、電圧取得データＤ２を制御装置３０に出
力するものである。
【００９０】リフォーカスコイル２９は焦点補正手段１
９の一実施例であり、電子ビームＥＢの焦点を補正する
ものである。なお、リフォーカスコイル２９には、本発
明の第１，第２の実施例に係るリフォーカスコイルが使
用される。また、リフォーカスコイル２９の幾何学軸Ｃ
ｇが電子ビームＥＢの光軸に取り付けられる。
９の一実施例であり、電子ビームＥＢの焦点を補正する
ものである。なお、リフォーカスコイル２９には、本発
明の第１，第２の実施例に係るリフォーカスコイルが使
用される。また、リフォーカスコイル２９の幾何学軸Ｃ
ｇが電子ビームＥＢの光軸に取り付けられる。
【００９１】例えば、リフォーカスコイル２９は、図６
の破線円内図に示すように第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ
線分を中心軸Ｃｘとする回転角度θ１と、第２の作用点
ｃ，ｄ間を結ぶ線分を中心軸Ｃｙとする回転角度θ２と
に基づいて光軸位置合わせをする。
の破線円内図に示すように第１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ
線分を中心軸Ｃｘとする回転角度θ１と、第２の作用点
ｃ，ｄ間を結ぶ線分を中心軸Ｃｙとする回転角度θ２と
に基づいて光軸位置合わせをする。
【００９２】すなわち、概略、リフォーカスコイル２９
を電子ビームＥＢの光軸に取り付けた後に、その支持体
にマイクロメータ３６を介して力Ｆを加え、電子ビーム
ＥＢの自画像を観察しながらビーム電流値が最大となる
ようにリフォーカスコイル２９を光軸位置合わせをす
る。
を電子ビームＥＢの光軸に取り付けた後に、その支持体
にマイクロメータ３６を介して力Ｆを加え、電子ビーム
ＥＢの自画像を観察しながらビーム電流値が最大となる
ようにリフォーカスコイル２９を光軸位置合わせをす
る。
【００９３】制御装置３０は制御手段２０の一実施例で
あり、電子銃２５，偏向駆動制御装置26Ｄ，焦点制御装
置27Ｂ，信号処理装置28Ｂ及びステージ移動装置３５の
入出力を制御するものである。例えば、制御装置３０が
電子ビームＥＢに基づいてリフォーカスコイル２９の出
力制御をしつつ、半導体ウエハ３８に露光処理をする。
あり、電子銃２５，偏向駆動制御装置26Ｄ，焦点制御装
置27Ｂ，信号処理装置28Ｂ及びステージ移動装置３５の
入出力を制御するものである。例えば、制御装置３０が
電子ビームＥＢに基づいてリフォーカスコイル２９の出
力制御をしつつ、半導体ウエハ３８に露光処理をする。
【００９４】なお、ステージ３７は、半導体ウエハ３８
を載置したり、リフォーカスコイル２９の取付け位置を
設定する際に、ビーム形状よりも小さいマークパターン
を載置するものである。ステージ移動装置３５は、制御
装置３０からの移動制御データＤ４に基づいて該ステー
ジ３７をＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動するものである。
を載置したり、リフォーカスコイル２９の取付け位置を
設定する際に、ビーム形状よりも小さいマークパターン
を載置するものである。ステージ移動装置３５は、制御
装置３０からの移動制御データＤ４に基づいて該ステー
ジ３７をＸ−Ｙ−Ｚ方向に移動するものである。
【００９５】このようにして、本発明の各実施例に係る
電子ビーム露光装置によれば、図６に示すように電子銃
２５，静電偏向器26Ａ，電磁偏向器26Ｂ，その他の偏向
部26Ｃ，偏向駆動制御装置26Ｄ，電子収束レンズ27Ａ，
焦点制御装置27Ｂ，二次電子検出器28Ａ，信号処理回路
28Ｂ，リフォーカスコイル２９，制御装置３０，マイク
ロメータ３６，ステージ３７及びステージ移動装置３５
が具備され、リフォーカスコイル２９が第１，第２の実
施例に係るリフォーカスコイルから成っている。
電子ビーム露光装置によれば、図６に示すように電子銃
２５，静電偏向器26Ａ，電磁偏向器26Ｂ，その他の偏向
部26Ｃ，偏向駆動制御装置26Ｄ，電子収束レンズ27Ａ，
焦点制御装置27Ｂ，二次電子検出器28Ａ，信号処理回路
28Ｂ，リフォーカスコイル２９，制御装置３０，マイク
ロメータ３６，ステージ３７及びステージ移動装置３５
が具備され、リフォーカスコイル２９が第１，第２の実
施例に係るリフォーカスコイルから成っている。
【００９６】例えば、リフォーカスコイル２９の幾何学
軸Ｃｇを電子ビームＥＢの光軸Ｃｚに位置合わせをする
場合に、該リフォーカスコイル２９を電子収束レンズ27
Ａに取り付けた後、図５の破線円内図に示すように、第
１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分を中心軸Ｃｘにした回転
角度θ１と、第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分を中心軸
Ｃｙにした回転角度θ２とをマイクロメータ３６に基づ
いて光軸位置合わせをする。
軸Ｃｇを電子ビームＥＢの光軸Ｃｚに位置合わせをする
場合に、該リフォーカスコイル２９を電子収束レンズ27
Ａに取り付けた後、図５の破線円内図に示すように、第
１の作用点ａ，ｂ間を結ぶ線分を中心軸Ｃｘにした回転
角度θ１と、第２の作用点ｃ，ｄ間を結ぶ線分を中心軸
Ｃｙにした回転角度θ２とをマイクロメータ３６に基づ
いて光軸位置合わせをする。
【００９７】この際に、電子ビームＥＢの自画像を観測
する微細突起パターンに、制御装置３０を介して電子銃
２５から電子ビームＥＢが照射されると、偏向駆動制御
装置26Ｄを介して静電偏向器26Ａや電磁偏向器26Ｂによ
り該電子ビームＥＢが偏向される。また、焦点制御装置
27Ｂを介して電子収束レンズ27Ａにより電子ビームＥＢ
が収束され、該微細突起パターンから帰還する二次電子
や反射電子ＳＥが二次電子検出器28Ａにより検出され、
それが信号処理回路28Ｂにより処理される。
する微細突起パターンに、制御装置３０を介して電子銃
２５から電子ビームＥＢが照射されると、偏向駆動制御
装置26Ｄを介して静電偏向器26Ａや電磁偏向器26Ｂによ
り該電子ビームＥＢが偏向される。また、焦点制御装置
27Ｂを介して電子収束レンズ27Ａにより電子ビームＥＢ
が収束され、該微細突起パターンから帰還する二次電子
や反射電子ＳＥが二次電子検出器28Ａにより検出され、
それが信号処理回路28Ｂにより処理される。
【００９８】ここで、電子ビームＥＢの自画像が鮮明に
観測する状態に、リフォーカスコイル２９の電磁コイル
２１がマイクロメータ３６に基づいて調整される。これ
により、電磁コイル２１をサブミクロン単位に高精度に
光軸位置合わせすることが可能となる。
観測する状態に、リフォーカスコイル２９の電磁コイル
２１がマイクロメータ３６に基づいて調整される。これ
により、電磁コイル２１をサブミクロン単位に高精度に
光軸位置合わせすることが可能となる。
【００９９】この状態で、電子ビームＥＢに基づいてリ
フォーカスコイル２９の出力制御をしつつ、半導体ウエ
ハ３８に露光処理をする場合に、例えば、制御装置３０
を介して電子銃２５から電子ビームＥＢが照射される
と、該電子ビームＥＢが露光データに基づいて静電偏向
器26Ａ，電磁偏向器26Ｂ及びその他の偏向部26Ｃにより
偏向される。なお、電子ビームＥＢが電子収束レンズ27
Ａにより収束される。
フォーカスコイル２９の出力制御をしつつ、半導体ウエ
ハ３８に露光処理をする場合に、例えば、制御装置３０
を介して電子銃２５から電子ビームＥＢが照射される
と、該電子ビームＥＢが露光データに基づいて静電偏向
器26Ａ，電磁偏向器26Ｂ及びその他の偏向部26Ｃにより
偏向される。なお、電子ビームＥＢが電子収束レンズ27
Ａにより収束される。
【０１００】この際に、ビーム電流値の変化によるクロ
ーン相互作用による収差を補正するために、リフォーカ
スコイル２９により補正する場合において、ビームサイ
ズの変化による上下方向のビーム位置ずれが従来例に比
べて極力抑制され、レンズ磁界ＨL を精度良く補正する
ことが可能となる。
ーン相互作用による収差を補正するために、リフォーカ
スコイル２９により補正する場合において、ビームサイ
ズの変化による上下方向のビーム位置ずれが従来例に比
べて極力抑制され、レンズ磁界ＨL を精度良く補正する
ことが可能となる。
【０１０１】これにより、従来例のようなビーム位置ず
れに伴う帰還量の補正演算が不要となり、複雑な偏向駆
動制御を回避することが可能となる。また、最小ビーム
電流値から最大ビーム電流値に渡って焦点補正が可能と
なることからステージ移動装置３５を介して連続移動を
する被露光対象に高解像度のパターン露光処理を行うこ
とが可能となる。
れに伴う帰還量の補正演算が不要となり、複雑な偏向駆
動制御を回避することが可能となる。また、最小ビーム
電流値から最大ビーム電流値に渡って焦点補正が可能と
なることからステージ移動装置３５を介して連続移動を
する被露光対象に高解像度のパターン露光処理を行うこ
とが可能となる。
【０１０２】
【発明の効果】このように、本発明によれば、磁界発生
手段（１１）の上下動による誤差を含まずに該磁界（Ｈ
O ）の方向を変えることができるので、磁界発生手段
（１１）の磁界（ＨO ）による電子ビームの強度変化に
伴う焦点の調整を正確に行うことが可能となる。また、
本発明のビーム焦点調整器を備えた電子ビーム装置によ
れば、照射される電子ビームの電流値の大きさに依って
該電子ビームが結ぶ焦点の位置が変動する場合にも、ビ
ーム焦点調整器の上下動による誤差を含まずにビーム焦
点調整器の磁界（ＨO ）の方向を変えることができるの
で、ビーム焦点調整器の磁界（ＨO ）による焦点の調整
を正確に行うことが可能となる。
手段（１１）の上下動による誤差を含まずに該磁界（Ｈ
O ）の方向を変えることができるので、磁界発生手段
（１１）の磁界（ＨO ）による電子ビームの強度変化に
伴う焦点の調整を正確に行うことが可能となる。また、
本発明のビーム焦点調整器を備えた電子ビーム装置によ
れば、照射される電子ビームの電流値の大きさに依って
該電子ビームが結ぶ焦点の位置が変動する場合にも、ビ
ーム焦点調整器の上下動による誤差を含まずにビーム焦
点調整器の磁界（ＨO ）の方向を変えることができるの
で、ビーム焦点調整器の磁界（ＨO ）による焦点の調整
を正確に行うことが可能となる。
【０１０３】
【０１０４】
【０１０５】
【０１０６】
【０１０７】
【０１０８】
【０１０９】
【０１１０】
【図１】本発明に係るビーム焦点調整器の原理図であ
る。
る。
【図２】本発明に係る電子ビーム装置の原理図である。
【図３】本発明の第１の実施例に係るリフォーカスコイ
ルの構成図（その１）である。
ルの構成図（その１）である。
【図４】本発明の第１の実施例に係るリフォーカスコイ
ルの構成図（その２）である。
ルの構成図（その２）である。
【図５】本発明の第２の実施例に係るリフォーカスコイ
ルの説明図である。
ルの説明図である。
【図６】本発明の各実施例に係る電子ビーム露光装置の
構成図である。
構成図である。
【図７】従来例に係る電子ビーム露光装置に適用される
リフォーカスコイルの説明図である。
リフォーカスコイルの説明図である。
１１…磁界発生手段、１２，１３…第１，第２の支持
体、１４…駆動手段、１５…電子発生源、１６…偏向手
段、１７…収束手段、１８…検出手段、１９…焦点補正
手段、２０…制御手段、ＥＢ…電子ビーム、ＳＥ…二次
電子又は反射電子、Ｃｘ，Ｃｙ…中心軸、θ１，θ２…
回転角度、ａ，ｂ…第１の作用点、ｃ，ｄ…第２の作用
点、Ｃｏ…実効中心点、Ｃｇ…幾何学軸、Ｈｏ…磁界。
体、１４…駆動手段、１５…電子発生源、１６…偏向手
段、１７…収束手段、１８…検出手段、１９…焦点補正
手段、２０…制御手段、ＥＢ…電子ビーム、ＳＥ…二次
電子又は反射電子、Ｃｘ，Ｃｙ…中心軸、θ１，θ２…
回転角度、ａ，ｂ…第１の作用点、ｃ，ｄ…第２の作用
点、Ｃｏ…実効中心点、Ｃｇ…幾何学軸、Ｈｏ…磁界。
Claims (3)
- 【請求項１】電子ビーム（ＥＢ）の収束手段のつくるレ
ンズ磁界の最大値を生ずる位置に、該電子ビーム（Ｅ
Ｂ）の焦点補正用の磁界（ＨO ）を発生する磁界発生手
段（１１）と、 前記磁界発生手段（１１）を回動可能に支持し、該磁界
発生手段（１１）の磁界（ＨO ）の実効中心点（Ｃｏ）
を中心にして該磁界発生手段（１１）を回動させて磁界
（ＨO ）の方向を変える第１の支持体（１２）と、 前記第１の支持体（１２）を回動可能に支持し、該第１
の支持体（１２）による前記磁界発生手段（１１）の回
動方向とは直交する方向に第１の支持体（１２）を回動
させて磁界（ＨO ）の方向を変える第２の支持体（１
３）とを有し、 前記第２の支持体（１３）による前記第１の支持体（１
２）の回動および前記第１の支持体（１２）による前記
磁界発生手段（１１）の回動とにより、前記磁界
（ＨO ）の実効中心点（Ｃｏ）を中心にして磁界発生手
段（１１）を回動させて該磁界（ＨO ）の方向を補正す
ることを特徴とするビーム焦点調整器。 - 【請求項２】 試料（１０）に電子ビーム（ＥＢ）を照
射する電子発生源（１５）と、前記電子ビーム（ＥＢ）
を偏向する偏向手段（１６）と、前記電子ビーム（Ｅ
Ｂ）を収束する収束手段（１７）と、前記試料（１６）
から帰還する二次電子や反射電子（ＳＥ）を検出する検
出手段（１８）と、前記電子ビーム（ＥＢ）の焦点を補
正する焦点補正手段（１９）と、前記電子発生源（１
５），偏向手段（１６），収束手段（１７），検出手段
（１８）及び焦点補正手段（１９）の入出力を制御する
制御手段（２０）とを具備し、前記焦点補正手段（１
９）が請求項１記載のビーム焦点調整器から成ることを
特徴とする電子ビーム装置。 - 【請求項３】 請求項２記載の電子ビーム装置におい
て、電子ビーム（ＥＢ）の強度に対応して前記制御手段
（２０）が焦点補正手段（１９）の出力制御をしつつ、
前記試料（１０）に露光処理をすることを特徴とする電
子ビーム装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283047A JP2651298B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | ビーム焦点調整器及び電子ビーム装置 |
| US07/968,144 US5272347A (en) | 1991-10-29 | 1992-10-29 | Apparatus for adjusting a focal position of an electron beam and electron beam projection apparatus including the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3283047A JP2651298B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | ビーム焦点調整器及び電子ビーム装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05121028A JPH05121028A (ja) | 1993-05-18 |
| JP2651298B2 true JP2651298B2 (ja) | 1997-09-10 |
Family
ID=17660528
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3283047A Expired - Fee Related JP2651298B2 (ja) | 1991-10-29 | 1991-10-29 | ビーム焦点調整器及び電子ビーム装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5272347A (ja) |
| JP (1) | JP2651298B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA122437C2 (uk) * | 2018-11-06 | 2020-11-10 | Приватне Акціонерне Товариство "Нво "Червона Хвиля" | Пристрій для виготовлення тривимірних об'єктів |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL175245C (nl) * | 1977-05-26 | 1984-10-01 | Philips Nv | Elektronenmicroscoop met hulplens en elektromagnetische lens hiervoor. |
| JPS58121625A (ja) * | 1981-12-28 | 1983-07-20 | Fujitsu Ltd | 電子ビ−ム露光装置 |
-
1991
- 1991-10-29 JP JP3283047A patent/JP2651298B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1992
- 1992-10-29 US US07/968,144 patent/US5272347A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05121028A (ja) | 1993-05-18 |
| US5272347A (en) | 1993-12-21 |
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|---|---|---|---|
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