JP2760213B2 - 電子ビーム露光方法及び装置 - Google Patents
電子ビーム露光方法及び装置Info
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Description
び装置に係り、特に、電子ビームを集束させる電磁レン
ズのポールピースの内側に、該電子ビームを偏向させる
電磁偏向コイルを配置して行う電子ビーム露光に関す
る。
パターンを露光する電子ビーム露光は、高分解能を実現
するため開口数を大きくする短焦点化が望まれ、電子ビ
ームを集束させる電磁レンズのポールピースの内側に、
該電子ビームを偏向させる電磁偏向コイルを配置したコ
ラム構成とするようになってきた。
偏向コイルの偏向能率が劣化するため、電磁偏向コイル
の電流変化を大きくする必要がある。それに伴い、電磁
偏向コイルの発熱の変化が増大して電磁偏向コイルの部
分や上記ポールピースの温度を一定に保ち難くなり、電
子ビームの位置ドリフトが大きくなるので、この位置ド
リフトを小さくする工夫が必要である。
方策の一環として、特に上記ポールピースの温度の一定
化を図ろうとするものである。
に関して、本発明者らは、先に特願平4−004195
号により提案を出した。その要点は、電磁偏向コイルの
近傍に熱源を配置し、電磁偏向コイルに流す電流によっ
て発生する熱の変化を前記熱源の発生する熱の変化によ
って補償して、両者の発生する熱の和が常に一定となる
ようにし、電磁偏向コイルの部分や電磁レンズポールピ
ースの温度の一定化を図るものである。
コラム構成の断面図である。同図において、光軸Oに沿
って上方から入射する電子ビームEBを下方の試料ウエ
ーハW上に集束させる電磁レンズ1は、光軸Oを中心に
したリング状をなし、電磁レンズコイル1aとそれを囲
む鉄のヨーク1bとその先端に結合して光軸Oに対向す
るフエライトのポールピース1cとを有している。電磁
レンズコイル1aの発熱が約50Wであるで、ヨーク1
bの外周や内部及びポールピース1cの内部などを通し
た冷却管2を配置し、その冷却管2に冷却媒体となる水
3を流して電磁レンズ1を冷却する。その際、水3の供
給温度と流量を一定にして電磁レンズ1の温度が変動し
ないようにする。
コイル4は、X方向偏向用のコイル(内側の3組)とY
方向偏向用のコイル(外側の3組)とを含み、石英ガラ
ス製で2重構造になるコイル支持部5a,5bの間隙内
に支持されて全体としてポールピース1cの内側に配置
されている。電磁偏向コイル4の発熱は、露光で行う最
大偏向時に約12Wである。なお、コイル支持部5aの
内側には微小偏向用の静電偏向電極6が配置されている
が、これは発熱に関係ないものである。
磁偏向コイル4の近傍に発熱体7(特願平4−0041
95号で提案した熱源)を配置してある。発熱体7は、
インダクタンスを持たない電気抵抗であって2組に分け
てあり、2組のそれぞれが個別に発熱を制御できるき
る。そして、発熱体7の発熱は、電磁偏向コイル4の発
熱の変化を補償して、両者の発熱の和が常に一定となる
ようにうに制御する。この両者の発熱の和が15W程度
となるので、コイル支持部5a,5bの間隙内に冷却媒
体となる空気8を供給して電磁偏向コイル4,発熱体6
及びその近傍を冷却する。その際、空気8の供給温度と
流量を一定にして冷却部分の温度が変動しないようにす
る。
リフト特性図である。同図において、条件A,Bの曲線
は、偏向制御により電子ビームEBの集束点を他から図
の座標原点に瞬時に移動させて偏向制御を固定した際
に、その移動後に経時的に生ずる集束点の座標原点から
のずれ(オフセットドリフト)を示し、経過時間が1分
〜4分のところにそれぞれ〜を添書してある。条件
AとBの差は、発熱体7の2組に分けたそれぞれへの発
熱配分の相違によるものであり、条件Aの方が優れてい
る。そのドリフトは0.1〜0.15μm 程度であり発
熱体5を設けない場合の半分以下となっている。
微細化されたパターンの露光の場合には、上記ドリフト
を更に小さくすることが望まれる。
フトが生ずる原因を検討したところ、a)電磁偏向コイ
ル4と発熱体7からの熱輻射線がコイル支持部5bを透
過してポールピース1cを加熱している、b)電磁偏向
コイル4と発熱体7は配設位置が異なる、c)電磁偏向
コイル4と発熱体7の発熱変化が互いに大小逆の関係に
ある、ことにより、上記熱輻射線によるポールピース1
cの加熱度合いが偏向制御に伴い局部的に変化して、ボ
ールピース1cの温度分布が変動することに起因すると
判断された。
電磁レンズのポールピースの内側に、該電子ビームを偏
向させる電磁偏向コイルを配置して行う電子ビーム露光
に関し、電子ビームの位置ドリフトを低減させるため
に、電磁偏向コイル側からの熱輻射線が上記ポールピー
スの温度分布を変動させないようにする電子ビーム露光
方法及び装置の提供を目的とする。
に、本発明の原理説明図である図1を参照して、本発明
による電子ビーム露光方法は、電子ビームEBを集束さ
せる電磁レンズ1のポールピース1cの内側に、電子ビ
ームEBを偏向させる電磁偏向コイル4を配置して行う
電子ビーム露光方法であって、ポールピース1cと電磁
偏向コイル4との間に、電磁偏向コイル4を包囲して電
磁偏向コイル4からの熱輻射線Rを遮断する絶縁体の隔
壁9と、冷却媒体11を用いて隔壁9の外周面全域を冷
却する冷却機構10とを設け、冷却機構10に温度及び
流量が一定の冷却媒体11を供給することを特徴として
いる。
通路を隔壁9の外周面全域に巻き付けた絶縁体の冷却管
12で構成することが望ましく、また、温度及び流量が
一定の冷却媒体により電磁レンズ1を冷却する場合に
は、電磁レンズ1を冷却した後の冷却媒体を冷却媒体1
1として冷却機構10に供給しても良い。
ムEBを集束させる電磁レンズ1と、電磁レンズ1のポ
ールピース1cの内側に配置されて電子ビームEBを偏
向させる電磁偏向コイル4とを有し、ポールピース1c
と電磁偏向コイル4との間に、電磁偏向コイル4を包囲
して電磁偏向コイル4からの熱輻射線Rを遮断する絶縁
体の隔壁9と、冷却媒体11を用いて隔壁9の外周面全
域を冷却する冷却機構10とを設けてあり、冷却機構1
0に温度及び流量が一定の冷却媒体11を供給するよう
にしたことを特徴としている。
の通路が隔壁9の外周面全域に巻き付けた絶縁体の冷却
管12で構成されることが望ましい。
より遮断されてポールピース1cに達しなくなる。然
し、従来例で説明したポールピース1cにおける温度分
布の変動と同様な温度分布の変動が隔壁9に生じて、隔
壁9からの熱輻射線がポールピース1cの温度分布を変
動させる恐れがある。この点に対しては、温度及び流量
が一定の冷却媒体11を供給する冷却機構10が隔壁9
の外周面全域を冷却するので、隔壁9の外周面は温度分
布の変動が緩和されて、ポールピース1cの温度分布を
変動させないようになる。従って、電子ビームEBの位
置ドリフトを低減させることができる。隔壁9を絶縁体
にするのは、電磁偏向コイル4による偏向磁場を擾乱さ
せる渦電流が隔壁9に生じないようにするためである。
ることにより隔壁9の外周面に均一な冷却効果を与える
ことができる。冷却管12を絶縁体にするのは、隔壁9
を絶縁体にするのと同じ理由である。また、上記のよう
に冷却媒体により電磁レンズ1を冷却する場合は、電磁
レンズ1を冷却した後の冷却媒体が温度も流量も一定で
あるので、その冷却媒体を冷却媒体11として利用して
も一向に支障ない。
用いて説明する。図2は実施例によるコラム構成の断面
図、図3は実施例によるオフセットドリフト特性図、で
あり、全図を通し同一符号は同一対象物を示す。
説明した従来例のコラム構成の一部を変更したものであ
り、図4のコラム構成からコイル支持部5bが隔壁9に
変わって冷却機構10が付加されている。
であり、コイル支持部5aと一緒になって電磁偏向コイ
ル4及び発熱体7を支持すると共に空気8の通路を構成
するが、材料がコイル支持部5bと異なり熱輻射線を遮
断する炭化珪素(SiC)である。これにより、電磁偏
向コイル4及び発熱体7からの熱輻射線Rは隔壁9に吸
収されてポールピース1cに達しなくなる。この炭化珪
素には絶縁性のものを用いて先に述べた渦電流が生じな
いようにしてある。この材料は、絶縁体で熱輻射線を遮
断するものであれば良く、炭化珪素に限定されない。
冷却媒体11(ここでは水)を用いて隔壁9の外周面全
域を冷却するものであり、冷却媒体10の通路が隔壁9
の外周面全域に巻き付けた絶縁体の冷却管12で構成さ
れて、温度及び流量を一定にした冷却媒体11が供給さ
れる。冷却管12は絶縁体が良くその材料には適宜なプ
ラスチックを用いることができる。冷却媒体11には電
磁レンズ1を冷却した後の水3を充当している。電磁レ
ンズ1の冷却に供給する水3が温度と流量を一定にして
あり、電磁レンズ1の発熱が一定であることから、電磁
レンズ1を冷却した後の水3は温度と流量が一定になっ
ているので上記充当が可能である。いうまでもなく、水
3と冷却媒体11を分離して別のものにしても良い。ま
た、冷却管12は複数本を並列にして巻いて並列接続に
しても良い。
分布の変動が生じても、冷却機構10が隔壁9の外周面
で上記変動を吸収して緩和させるので、従来例で説明し
たポールピース1cに生ずる温度分布の変動が抑えられ
る。これにより、電子ビームEBの位置ドリフトが従来
例から更に低減する。
リフト特性を示し、従来例のそれを示す図5に対応させ
てあり条件Aの場合のものである。そのドリフトは、従
来例の0.1〜0.15μm 程度に対し0.04μm 以
下に収まっており、高度に微細化されたパターンの露光
に対して十分に対応し得るものである。
発熱の変化を発熱体7により補償した場合であるが、発
熱体7が無い場合は勿論のこと、隔壁9の内側に何らか
の策を講じたとしてもそこに温度分布の変動が生ずる限
りにおいて、本発明による隔壁9及び冷却機構10の配
設が電子ビームEBの位置ドリフトの低減策として有効
であることは、上述の説明から理解されよう。
に限られず他の適宜な構成することも当業者によって可
能である。
子ビームを集束させる電磁レンズのポールピースの内側
に、該電子ビームを偏向させる電磁偏向コイルを配置し
て行う電子ビーム露光に関し、電磁偏向コイル側からの
熱輻射線が上記ポールピースの温度分布を変動させない
ようにする電子ビーム露光方法及び装置が提供されて、
電子ビームの位置ドリフトの低減による露光の分解能向
上を可能にさせる効果がある。
Claims (5)
- 【請求項1】 電子ビームを集束させる電磁レンズのポ
ールピースの内側に、該電子ビームを偏向させる電磁偏
向コイルを配置して行う電子ビーム露光方法であって、 該ポールピースと該電磁偏向コイルとの間に、該電磁偏
向コイルを包囲して該電磁偏向コイルからの熱輻射線を
遮断する絶縁体の隔壁と、冷却媒体を用いて該隔壁の外
周面全域を冷却する冷却機構とを設け、 該冷却機構に温度及び流量が一定の冷却媒体を供給する
ことを特徴とする電子ビーム露光方法。 - 【請求項2】 前記冷却機構は、前記冷却媒体の通路を
前記隔壁の外周面全域に巻き付けた絶縁体の冷却管で構
成することを特徴とする請求項1記載の電子ビーム露光
方法。 - 【請求項3】 温度及び流量が一定の冷却媒体により前
記電磁レンズを冷却し、該電磁レンズを冷却した後の冷
却媒体を前記冷却機構に供給することを特徴とする請求
項1または2記載の電子ビーム露光方法。 - 【請求項4】 電子ビームを集束させる電磁レンズと、
該電磁レンズのポールピースの内側に配置されて該電子
ビームを偏向させる電磁偏向コイルとを有し、 該ポールピースと該電磁偏向コイルとの間に、該電磁偏
向コイルを包囲して該電磁偏向コイルからの熱輻射線を
遮断する絶縁体の隔壁と、冷却媒体を用いて該隔壁の外
周面全域を冷却する冷却機構とを設けてあり、 該冷却機構に温度及び流量が一定の冷却媒体を供給する
ようにしたことを特徴とする電子ビーム露光装置。 - 【請求項5】 前記冷却機構は、前記冷却媒体の通路が
前記隔壁の外周面全域に巻き付けた絶縁体の冷却管で構
成されることを特徴とする請求項4記載の電子ビーム露
光装置。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
JP4137330A JP2760213B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 電子ビーム露光方法及び装置 |
US08/067,108 US5338939A (en) | 1992-01-13 | 1993-05-26 | Charged particle beam exposure including a heat blocking partition positioned near deflecting coils |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4137330A JP2760213B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 電子ビーム露光方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05335219A JPH05335219A (ja) | 1993-12-17 |
JP2760213B2 true JP2760213B2 (ja) | 1998-05-28 |
Family
ID=15196147
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4137330A Expired - Fee Related JP2760213B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-05-29 | 電子ビーム露光方法及び装置 |
Country Status (1)
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-
1992
- 1992-05-29 JP JP4137330A patent/JP2760213B2/ja not_active Expired - Fee Related
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