JP3381327B2 - 荷電粒子線照射装置および荷電粒子線転写装置 - Google Patents

荷電粒子線照射装置および荷電粒子線転写装置

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JP3381327B2 JP22249193A JP22249193A JP3381327B2 JP 3381327 B2 JP3381327 B2 JP 3381327B2 JP 22249193 A JP22249193 A JP 22249193A JP 22249193 A JP22249193 A JP 22249193A JP 3381327 B2 JP3381327 B2 JP 3381327B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子線を目標物に
照射する荷電粒子線照射装置に係り、特に荷電粒子線の
照射によりマスクに形成されたパターンを試料に転写す
る荷電粒子線転写装置に関する。
【0002】
【従来の技術】この種の装置として、電磁レンズにより
荷電粒子線を目標物上に結像させる光学系内に、荷電粒
子線を偏向させる偏向器や、荷電粒子線の非点収差を補
正する非点収差補正器を配設したものがある。これら偏
向器や非点収差補正器としては、強磁性体製のコア内に
サドル型コイルを配置したものが知られているが、これ
ら偏向器や非点収差補正器は電磁レンズから光軸方向へ
離れた位置に電磁レンズから独立して設けられていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した装置では、電
磁レンズの光軸と偏向器や非点収差補正器の光軸とがず
れていると、荷電粒子線の偏向や非点収差の補正に狂い
が生じて目標物上の所定位置に正しく荷電粒子線を結像
させることができず、荷電粒子線の収差も増加する。こ
のため、偏向器や非点収差補正器を各々の光軸に対して
高精度に対称に製造するとともに、これら偏向器や非点
収差補正器を電磁レンズの光軸に対して正確に軸合わせ
する必要があり、装置の製造や保守管理が面倒であっ
た。
【0004】本発明の目的は、偏向器や非点収差補正器
の軸合わせの手間を省略できる荷電粒子線照射装置およ
び荷電粒子線転写装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】一実施例を示す図1に対
応付けて説明すると、請求項1の発明では、コア6a内
部に設けたコイル6bの磁場により荷電粒子線を目標物
M上に結像させる電磁レンズ6と、コア6a内部に設け
たコイル5aの磁場により荷電粒子線を偏向させて目標
物M上での荷電粒子線の結像位置を調整する偏向手段5
とを備えた荷電粒子線照射装置において、電磁レンズ6
のコア6aと偏向手段5のコア6aとを共通化し、この
共通化したコア6a内部に偏向手段5のコイル5aを設
けた。請求項2の発明では、コア8a内部に設けたコイ
ル8bの磁場により荷電粒子線を目標物W上に結像させ
る電磁レンズ8と、コア8a内部に設けたコイル10a
の磁場により荷電粒子線の非点収差を補正する非点収差
補正手段10とを備えた荷電粒子線照射装置において、
電磁レンズ8のコア8aと非点収差補正手段10のコア
8aとを共通化し、この共通化したコア8a内部に非点
収差補正手段のコア10aを設けた。請求項3の発明で
は、コア8a,11a内部に設けたコイル8b,11b
の磁場により荷電粒子線を結像させる一対の電磁レンズ
8,11と、コア8a内部に設けたコイル7a,7bの
磁場により荷電粒子線を偏向させる偏向手段7とを備
え、これら電磁レンズ8,11と偏向手段7とにより、
マスクMを透過した荷電粒子線を試料W上の所望位置に
結像させる荷電粒子線転写装置において、一対の電磁レ
ンズ8,11のうち、マスクM側に配置される電磁レン
ズ8のマスクM側の磁極のコア8aと偏向手段7のコア
8aとを共通化し、この共通化したコア8a内部に偏向
手段7のコイル7a,7bを設けた。請求項4の発明で
は、コア8a,11a内部に設けたコイル8b,11b
の磁場により、マスクMを透過した荷電粒子線を試料W
上に結像させる一対の電磁レンズ8,11と、コア8a
内部に設けたコイル10aの磁場により荷電粒子線の非
点収差を補正する非点収差補正手段10とを備えた荷電
粒子線転写装置において、一対の電磁レンズ8,11の
うち、マスクM側に配置される電磁レンズ8の試料W側
の磁極のコア8aと非点収差補正手段10のコア8aと
を共通化し、この共通化したコア8a内部に非点収差補
正手段10のコイル10aを設けた。
【0006】
【作用】請求項1の発明では、電磁レンズ6のコイル6
bと偏向手段5のコイル5bとが共通のコア6a内部に
設けられ、これら電磁レンズ6と偏向手段5との組立て
時の軸合わせ作業が不要となる。請求項2の発明では、
電磁レンズ8のコイル8bと非点収差補正手段10のコ
イル10aとが共通のコア8a内部に設けられ、これら
電磁レンズ8と非点収差補正手段10との組立て時の軸
合わせ作業が不要となる。請求項3の発明では、マスク
M側に配置される電磁レンズ8のコイル8bと偏向手段
7のコイル7a,7bとが共通のコア8a内部に設けら
れ、これら電磁レンズ8と偏向手段7との組立て時の軸
合わせ作業が不要となる。請求項4の発明では、マスク
M側に配置される電磁レンズ8のコイル8bと非点収差
補正手段10のコイル10aとが共通のコア8a内部に
設けられ、これら電磁レンズ8と非点収差補正手段10
との組立て時の軸合わせ作業が不要となる。
【0007】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易
くするために実施例の図を用いたが、これにより本発明
が実施例に限定されるものではない。
【0008】
【実施例】以下、図1〜図3を参照して本発明を電子線
縮小転写装置に適用した一実施例を説明する。図1は本
実施例の電子線縮小転写装置の光学系の断面を光軸Oに
対する片側のみ示すもので、後述する検出器13、非点
補正コイルおよびマスク以外はすべて光軸Oに対して回
転対称である。図1において1は電子線Bを射出する電
子銃、2,3は電子銃1からの電子線Bを後述する偏向
器5の偏向中心位置に設定されたクロスオーバーC1に
結像させる第1および第2のコンデンサレンズ、4はク
ロスオーバーC1へ向う電子線Bを正方形に整形するア
パーチャー、5はクロスオーバーC1を通過した電子線
Bを特定の方向へ所望量偏向させる偏向器、6は偏向器
5で偏向された電子線Bを光軸Oと平行な光束に修正す
る第3のコンデンサレンズであり、この第3のコンデン
サレンズ6で修正された電子線BがマスクMの特定の視
野に照射される。
【0009】7はマスクMを透過した電子線Bを偏向す
る偏向器、8は偏向器7で偏向された電子線Bを円形ア
パーチャー9と光軸方向に同一位置のクロスオーバーC
2に導く第1の投影レンズ、10は電子線Bの非点収差
を補正する非点収差補正器、11はクロスオーバーC2
を通過した電子線Bを光軸Oと平行な光束に修正する第
2の投影レンズであり、この第2の投影レンズ11で修
正された電子線Bがウエハ等の試料Wの特定の視野に照
射されて、マスクMの電子線照射領域に形成されたパタ
ーンが適当な縮小比で試料Wに転写される。試料Wへの
電子線Bの照射状況は検出器13で検出される。
【0010】図2および図3に示すように、電子銃1が
挿入される真空容器14の内部にはアパーチャーホルダ
15,16が設けられ、これらの中心部に上述したアパ
ーチャー4,9が形成されている。なお、アパーチャー
4,9は微小なため、図2,3では図示を省略した。図
1に示すように、コンデンサレンズ2,3,6、投影レ
ンズ8,11および偏向器5,7は真空容器14の外周
を取り囲むように設けられている。コンデンサレンズ
2,3,6および投影レンズ8,11は、フェライト等
の強磁性体で形成されたコア2a,3a,6a,8a,
11aの内周にコイル2b,3b,6b,8b,11b
が設けられたものである。
【0011】そして、第3のコンデンサレンズ6のコア
6aの上側の磁極部分には偏向器5のコイル5aが、第
1の投影レンズ8のコア8aの上側の磁極部分には偏向
器7のコイル7a,7bが、コア8aの下側の磁極部分
には非点収差補正器10の8極のコイル10aがそれぞ
れ配設されている。これにより、コア6aとコイル5a
とで偏向器5が、コア8aとコイル7a,7bとで偏向
器7が、コア8aとコイル10aとで非点収差補正器1
0が構成される。なお、コイル5a,7a,7b,10
aはいずれもコアの内周面に巻回されたいわゆるサドル
型コイルである。また、図において2c,2dは第1の
コンデンサレンズ2の軸を光軸Oに合わせるための軸合
わせコイル、3c,3dは第2のコンデンサレンズ3の
軸を光軸Oに合わせるための軸合わせコイル、6c,6
dは第3のコンデンサレンズ6の軸を光軸Oに合わせる
ための軸合わせコイルである。また、17a,17bは
マスクMよりも上方の照射光学系の軸を投影レンズ8,
11側に一致させるための軸合わせコイル、8c,8d
は第1の投影レンズ8の軸を第2の投影レンズ11に合
わせるための軸合わせコイルである。
【0012】以上の構成の装置では、偏向器5のコイル
5aと第3のコンデンサレンズ6のコイル6bとが共通
のコア6a上に、偏向器7のコイル7a,7b、非点収
差補正器10のコイル10aおよび第1の投影レンズ8
のコイル8bが共通のコア8a内部に設けられているの
で、偏向器5と第3のコンデンサレンズ6、偏向器7お
よび非点収差補正器10と第1の投影レンズ8との軸が
自己整合され、これらの軸合わせ作業が不要となる。偏
向器5,7や非点収差補正器10に専用のコアを設ける
必要がないので、部品点数が減少し、装置の製造や保守
管理の手間が省かれてコストダウンが可能となる。
【0013】以上の実施例では、偏向器5,7が偏向手
段を、非点収差補正器10が非点収差補正手段を、マス
クMおよび試料Wが荷電粒子線の照射される目標物を、
コンデンサレンズ2,3,6および投影レンズ8,11
が電磁レンズを構成する。実施例では電子線縮小転写装
置を例に説明したが、本発明は転写装置に限らず、種々
の荷電粒子線照射装置に適用できる。偏向器5,7およ
び非点収差補正器10のいずれか一つのコアのみを電磁
レンズと共通化してもよい。コイル5a,10aをコア
6a,8aから離して真空容器14の内周に取付けても
よい。また、コイル5a,10aとコア6a,8aとの
間にスペーサを介装し、コイルの内径を小さくしてもよ
い。コイル内径が小さくなれば感度が向上する効果があ
る。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1,3の発
明では、電磁レンズのコイルと偏向手段のコイルとが共
通のコア内部に設けられて電磁レンズと偏向手段との軸
合わせの必要がなくなるので、装置の製造や保守管理に
要する手間が省かれるとともに、電磁レンズと偏向手段
にそれぞれ専用のコアを用意する必要もなくなって作業
工数、部品点数の減少によるコストダウンを達成でき
る。請求項2,4の発明では、電磁レンズのコイルと非
点収差補正手段のコイルとが共通のコア内部に設けられ
て電磁レンズと非点収差補正手段との軸合わせの必要が
なくなるので、装置の製造や保守管理に要する手間が省
かれるとともに、電磁レンズと非点収差補正手段にそれ
ぞれ専用のコアを用意する必要もなくなって作業工数、
部品点数の減少によるコストダウンを達成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る電子線縮小転写装置の
軸方向半断面図。
【図2】図1のII−II線における断面図。
【図3】図1のIII−III線における断面図。
【符号の説明】
5,7 偏向器 5a,7a,7b 偏向器のコイル 6 第3のコンデンサレンズ 6a 第3のコンデンサレンズのコア 6b 第3のコンデンサレンズのコイル 8 第1の投影レンズ 8a 第1の投影レンズのコア 8b 第1の投影レンズのコイル 10 非点収差補正器 10a 非点収差補正器のコイル 11 第2の投影レンズ 11a 第2の投影レンズのコア 11b 第2の投影レンズのコイル M マスク W 試料

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コア内部に設けたコイルの磁場により荷
    電粒子線を目標物上に結像させる電磁レンズと、コア内
    部に設けたコイルの磁場により前記荷電粒子線を偏向さ
    せて前記目標物上での荷電粒子線の結像位置を調整する
    偏向手段とを備えた荷電粒子線照射装置において、 前記電磁レンズの前記コアと前記偏向手段の前記コアと
    を共通化し、この共通化したコア内部に前記偏向手段の
    前記コイルを設けたことを特徴とする荷電粒子線照射装
    置。
  2. 【請求項2】 コア内部に設けたコイルの磁場により荷
    電粒子線を目標物上に結像させる電磁レンズと、コア内
    部に設けたコイルの磁場により荷電粒子線の非点収差を
    補正する非点収差補正手段とを備えた荷電粒子線照射装
    置において、 前記電磁レンズの前記コアと前記非点収差補正手段の前
    記コアとを共通化し、この共通化したコア内部に前記非
    点収差補正手段の前記コアを設けたことを特徴とする荷
    電粒子線照射装置。
  3. 【請求項3】 コア内部に設けたコイルの磁場により荷
    電粒子線を結像させる一対の電磁レンズと、コア内部に
    設けたコイルの磁場により前記荷電粒子線を偏向させる
    偏向手段とを備え、これら電磁レンズと偏向手段によ
    り、マスクを透過した荷電粒子線を試料上の所望位置に
    結像させる荷電粒子線転写装置において、 前記一対の電磁レンズのうち、前記マスク側に配置され
    る電磁レンズの前記マスク側の磁極のコアと前記偏向手
    段のコアとを共通化し、この共通化したコア内部に前記
    偏向手段の前記コイルを設けたことを特徴とする荷電粒
    子線露光装置。
  4. 【請求項4】 コア内部に設けたコイルの磁場により、
    マスクを透過した荷電粒子線を試料上に結像させる一対
    の電磁レンズと、コア内部に設けたコイルの磁場により
    前記荷電粒子線の非点収差を補正する非点収差補正手段
    とを備えた荷電粒子線転写装置において、 前記一対の電磁レンズのうち、前記マスク側に配置され
    る電磁レンズの前記試料側の磁極のコアと前記非点収差
    補正手段の前記コアとを共通化し、この共通化したコア
    内部に前記非点収差補正手段の前記コイルを設けたこと
    を特徴とする荷電粒子線露光装置。
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