JP4170224B2 - 粒子ビームを横方向に移動することができる光軸を具備するレンズ配列 - Google Patents

Description

【技術分野】
【０００１】
この発明は粒子ビームを横方向に変位することができる光軸を具備するレンズ配列、より詳しく述べると、円柱レンズと、電場および／または磁場によって作用されるスリット・ダイアフラムを備える四重極レンズとから成っていて、四重極レンズの光軸が円柱レンズの中央面を伸長し、四重極レンズの光軸の位置を円柱レンズのスリット状の開口の方向に偏向することができるようにし、四重極レンズを円柱レンズが集束しない部分において集束するようにし、円柱レンズが集束される部分では、四重極レンズが集束することがないようにするものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子または集積回路を製造するような微視的で精密な構造体を製造するときには、その製造工程において支障が生ずるような過程を常に監視することが必要である。この監視の目的は、出来上がった製品の表面の構造に生ずるおそれがある支障を、早期に知ることであって、できれば、それについての対策をとることが望ましい。従来技術による監視は、顕微鏡による方法を利用していたのである。この方法では、表面の構造を影像化して、光学的に監視したのである。通常は光−光学的および電子−光学的な方法が用いられていて、とくに電子−光学的方法は、電子が極めて微小な波長のものであるために、極めて高い解像度のものが得られるという優秀な効果がある。すなわち、電子−光学的方法によると、結像配列における像平面における二つの点が、それぞれ別個の点として分かれることがないのに先立って、物体の互いに隣接している二点間を極めて僅かな値のもの仮定することができるということになる。
【０００３】
表面の構造を監視する場合には、欠陥を検出することと、それが見つかったときに、その欠陥を詳しく調べることとが望ましい。これらの場合においては、まず第一に、製造速度を考慮に入れて、特に短時間で検出できるようにすることが肝要である。電子−光学的システムでは、適度の解像度で、出来るだけ大きな物体のフィールド乃至領域を結像しなければならないことになる。次に、欠陥を詳しく調べるためには、高度の光学解像度とすぐれたコントラストの影像であることとが特に求められるのである。
【０００４】
先行技術では、回転対称性液浸型対物レンズを備える低電圧電子放出顕微鏡が、前述の表面の構造を詳しく調べるのに用いられている。この場合に、調査するための試料は低エネルギーの電子によって、物体のフィールド乃至領域内で照明されるのである。このプロセスで放出される二次電子は液浸型対物レンズによって物体の表面からフィルタされて、影像面に比較的高解像度で結像する。通常は、１乃至２ｅＶの範囲の二次電子スペクトルの低エネルギー部分から電子が結像しないようにエネルギー・フィルタを使用する。この範囲においては、電子の発生量が多いために、エネルギーの領域を狭く選定して、高解像度での結像を適切な開口角度をもって行う。
【０００５】
しかし、前述したような周知の顕微鏡では影像が光軸のごく近傍で直径１００μｍという極めて微小な光軸に限定されるという不利益がある。その結果として、集積回路の製造に使用するウエーハの領域を凡そ２５ｍｍ×２５ｍｍの面積にし、その表面全体に結像させるには、二つの空間的な領域を走査しなくてはならない。それゆえ、通常の方式のものでは、素材を受け入れるためにスリットが設けてある。しかし、極めて精密性が求められる二次元的に通過できる滑動を行うようにすることは、その構造が極めて複雑になり、製造費も高額になる。さらに、移動速度が割合に遅いので、装置の効率が制約される。
【０００６】
従来技術の中には、非円形のフィールド、つまり、電場または磁場を利用する素子を使用する電子・光学方式も含まれている。
【特許文献１】
ドイツ特許第１９６３４４５６．５号
【特許文献２】
ドイツ特許第１９６４４８５７．４号
【特許文献３】
ドイツ特許第１０１３６１９０．４号
【０００７】
特許文献１に開示されている装置は、静電円柱レンズと磁気四重極とを備えていて、両者は組み合わされて円形レンズのように無非点収差のように影像を生ずる。四重極の上に磁気二重極電場または磁場が重ねてあって、円形レンズの間隙の長手方向に伸長する方向に影像の光軸が移動するようにしてある。
【０００８】
特許文献２に記載されている装置は、少なくとも３個の電極から構成してある静電円柱レンズから成るものであって、その中央の電極には、他の電極から電気的に絶縁されているセグメントから成るスリット状の電極開口が形成してある（すなわち櫛型電極にしてある）。このように構成したことによって、異なる電位を中央の電極の各々のセグメントに加えることができる。この装置において、電圧の分布は静電四重極が生ずるように選択され、また、その軸線を間隙の方向に移動できるようにしてある。
【０００９】
以上に挙げた二つの特許文献の装置は、電子−光学特有のレンズとして考えられるものであって、形状−ビーム露出システムにおけるプローブ形成配列装置として使用される。これらの装置は、物体面に放出される二次電子を結像するのには、あまり役に立たない。
【００１０】
最後に、特許文献３に記載されている装置は、前記形式の二つの非円形方式を使用するものである。その装置は、影像面に配設されるウェーハの物体面にある伝送マスクの割合に大きい領域を誤りなく投射するものである。その四重極の光軸、つまり影像の光軸はウェーハの領域の全面の電場あるいは磁場によって移動され、その投影装置は結像の性質を維持し続けるのである。したがって、そのすべてのウェーハの領域を装置では、専ら一つの座標の方向に物体を機械的に移動すればよいのである。
【００１１】
以上に述べた装置は、マスクの投影にのみ適用するものである。しかしながら、二次電子結像には不適当であって、割合に拡大率の小さいものにしか役立たない。さらに前述の装置は、二つのレンズ・システムを使用することを主体としている。したがって、システム全体が複雑になり、製造費が高額になるのである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明が解決しようとする課題、すなわち目的は、像平面上の指定された位置に、物体の領域の多くの位置から放出された粒子、特に電子を、影像として映し出すレンズ・システムを提供することにある。影像が占める物体のフィールドは、その直径が割合に大きく、物体の比較的に大きな幅の全面に、機械的に位置づけるようなことを行わずに、それを転置させることができる。この発明のシステムにおいては、ウェーハの製造を監視するのに使用する場合に、表面の構造の欠陥を検出することと、欠陥が見つかったときに、それを詳細に調べることができるのである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
以上に述べた課題を、この発明は次のようにして解決する。すなわち、
−組合せたレンズを液浸型レンズとして作動させ、
−軸方向の液浸型電場または磁場を少なくとも二つの連続する電場または磁場とし、
−その第一の電場または磁場を物体と第一のスリット・ダイアフラムとの間に配置し、第一の電場または磁場は、物体の領域から送出された粒子を影像化に利用するために、物体 の表面とスリット・ダイアフラムとの間のポテンシャルの差によって形成され、
−第二の電場または磁場を第一のスリット・ダイアフラムと第二のスリット・ダイアフラムとの間に形成するか、あるいは１対の下流側ダイアフラム間に形成し、
−両電場または磁場を相互にそれぞれ別個に調整することができるようにし、
−組合せたレンズの集束／非集束効果を液浸型電場または磁場、円柱レンズ・電場または磁場および四重極電場または磁場の重なり合った位置から招くようにして遂行する。
【００１４】
この発明によるレンズ配列は、先行文献に記載されていて、静電円柱レンズと磁気または静電四重極レンズとから構成する周知の組合せレンズを基本としている。ここで用いられている四重極レンズの光軸は、それ自体が平行に移動することができるようにしてある。光軸を移動する手段は、四重極の設計、静電場あるいは磁場をどのようにするかによるのである。
【００１５】
しかしこの発明では、このレンズを液浸型レンズ、特に液浸型対物レンズとしている。したがって、液浸型電場または磁場がレンズに作用する。そして、この発明では、軸方向に互いに隣接する少なくとも二つの電場または磁場から成っている。これら電場または磁場の内の第一の電場または磁場は物体と第一のスリット・ダイアフラムとの間にあって、第二の電場または磁場は第一と第二のスリット・ダイアフラムの間に存在する。これら両方の電場または磁場の強度は、それぞれ別々に調節するようにしてある。全体としてのレンズ配列の集束は、液浸型電場または磁場、円柱レンズ・電場または磁場、および四重極電場または磁場によって決定されるのである。
【００１６】
液浸型スリット・レンズには、それ自体に不都合なことがある。すなわち、液浸型フィールドの屈折効果は、レンズがスリット型であるために、一方の断面にしか作用しないのである。これについて対策が取られたならば、この性質は両方の断面の近軸基本経路の作用を極めて変えるものにする。このことによって、液浸型フィールドの領域において矯正することが極めて困難な非常に強い非点収差の結像を得ることができる。
【００１７】
したがって、この発明は二つの重要な区分における極めて異なる光学的な状態を物体の表面と対物レンズとの間の領域において、調整されたポテンシャル構造によって、予め阻止することにある。物体面と第一のスリット・ダイアフラムとの間のポテンシャルの差を比較的小さいものにして阻止する液浸型レンズを得ることが好ましいのである。そのために欠くことができないのは、液浸型電場または磁場を、その軸方向について、互いに隣接する少なくとも二つの電場または磁場に分けることである。
【００１８】
この発明によれば、レンズを二つの主要区分に分割して適当な非点収差にするようにしそれによって無非点収差の結像を、（強度が）別個の四重極電場または磁場を利用することなく、組み合わせたレンズに属する四重極の集束／非集束効果によって、無非点収差の結像とするのである。四重極レンズは円柱レンズが集束しない部分に集束し、円柱レンズが集束する部分には集束しないのである。
【００１９】
円柱レンズの軸について四重極電場または磁場の光軸を可変にすると、影像の光軸の変位を可能にする。その最大の変位は数センチメートル程度である。光軸の周囲に均一な光学特性を具備する領域に撮像される領域は、比較的大きな距離をとって物体から離れる。したがって、製造中のウエーハを点検するときには、物体を機械的に移動させることなく、ウェーハの領域を単に電子−光学装置によって移動させることができる。第二のディメンションだけを操作するには、物体を取り付ける必要がなく、これを機械的に移動することができる。ウェーハを平面的に走査する必要がある回転対称低電圧電子顕微鏡よって行う方法と比較すると、この発明による液浸型レンズを使用すると、相当に時間を節約することができて、製造時における点検時間を頗る短縮することができる。したがって、製造システムの点検を一定の時間内に行わなければならないなどというような制約は全く不要である。この点からして、この発明によるシステムは、その構成からして、欠陥が検出されたときに、表面の構造の欠陥と詳細な調査とを行うことができる。検出モードにおける作動に関する典型的なシステムのデータは、解像度が５０ｎｍで、影像された物体フィールドのエッジの長さは約１００μｍであり、詳細な調査モードでの作動に当たっては、１０ｎｍの解像度を得ることができる。
【００２０】
この発明のレンズ配列の好ましい点は、組み合わせたレンズの第一のスリット・ダイアフラムの厚さが、下流側のスリット・ダイアフラムの厚みよりも遙かに厚いということである。このように構成してあることによって、一番目と二番目とのダイアフラムの間に、液浸型電場または磁場が入り込む。この電場または磁場は発生する非点収差のために、ゼロ以下ではなくて、大きく選択することができる。そのような理由から、すでに述べたように、ダイアフラムと物体との間に存在する電場または磁場が割合に小さくなり、それにより液浸型電場または磁場を二つの独立した特別の電場または磁場に分けて行うことができるのである。最初のダイアフラムについての主な電位は１乃至２ＫＶであって、下流側のダイアフラムの電位は１０乃至２０ＫＶ程度である。
【００２１】
さらに第一のスリット・ダイアフラムの平均電位は、物体の位置における電場または磁場の強さを決定する。したがって第一のダイアフラムの電位が割合に低いために、液浸型電場または磁場による物体の装荷を比較的低電位のものとするという利点がある。ウェーハの位置の電場の代表的な数値は５００乃至１０００Ｖ／ｍｍである。ウエーハの表面を調べるために、この発明のレンズ配列を利用すると、ウエーハが頗る敏感な物体であるから、この発明の特徴が十二分に活用できる。
【００２２】
この発明によるレンズ配列を利用して、物体の部分を結像させると、前述した四重極レンズの光軸の位置が、絶えずスリット・ダイアフラムのスリットの方向に、好ましいことには、連続して変わるので都合がよい。この実施態様の利点は、以上のようにして、物体がスリットに対して平行な座標の方向に、常に走査され、その走査されるストリップの長さを最大の許容値にとることができる。
【００２３】
物体の全体の影像を得るためには、物体を四重極レンズの光軸と、円柱レンズのダイアフラム・スリットの方向とに、それぞれ垂直をなす方向に移動することが必要である。この発明の実施態様では、そのレンズ配列に、以上のようにするための手段が設けてある。物体の全ての影像は、例えばダイアフラム・ストリップの長さの物体の帯状面と、透過される物体の幅とを電子−光学手段で走査し、その走査が終わってから、レンズ配列の光軸を物体の最初の位置に戻し、物体上にストリップの幅を変えて、ダイアフラム・スリットの方向に再び走査する。
【００２４】
各々の新しいストリップを、その以前の間隙のないストリップと正しく隣接するためには、送り速度と走査速度とを互いに正しく一致させる必要がある。ダイアフラム・スリットの方向に対して垂直をなす物体の速度をV₁で示し、レンズ配列の物体の表面についての光軸の速度をV₂で示すならば、速度の割合は、
V₁／V₂が約ｄ／ｂ
となる。ここで、ｄは影像化する物体のフィールドの直径を示し、ｂは移動方向に対して直角をなす物体の幅を示している。
【００２５】
この発明のさらに特徴とするところは、液浸型電場または磁場および／または円柱レンズの寸法および／または四重極電場または磁場の寸法を、それぞれの場合に、四重極の軸の位置に応じて異ならせることが出来ることである。このようにすることが可能なのは、レンズ配列の幾何学的中心から、結像光軸の偏向が増加して、レンズ配列の影像の収差が増加するという理由によるのである。それ故、光分解能は、四重極の軸がスリットの中心からスリットの端縁の方向に移動することによって、さらに小さくなる。しかし、影像収差が発生するのは、レンズ配列の励振を変化させることにより、それに伴って、排除されることによって、効果的に除くことができる。非心物体フィールドの結像においては、この発明による電場または磁場の実施態様によって確実に行われる影像収差矯正が必要である。
【００２６】
電子−光学レンズに関する所望分野における技術においては、原則として、いくつもの可能性を利用することができる。この発明によれば、静電レンズとして前述した円柱レンズと、前述の四重極レンズとを組み合わせて、必要に応じて静電または磁気レンズを使用している。
【００２７】
磁気四重極を備えるレンズ配列の変形態様においては、高透磁性体に四角形の開口を設け、その開口の端縁を円柱レンズの光軸に対して平行に伸長する通電体とし、四重極フィールド（電場または磁場）がその四角形の開口によって生ずれば好都合である。この場合には、導体の電束は開口の対向する端縁に対して反対の方向をなし、前記端縁に対して垂直をなす端縁に対してはその逆方向となる。このようにするには、ヨークに導体を巻き付けてコイルを造り、そのコイルをスリット状の開口の内部に取り付け、その導体を光軸と平行になるようにするという極めて簡単な方法で達成できる。
【００２８】
前述の四重極の場合には、磁気二重極を重ね合わせることによって、光軸をうまく変位することができる。ここにおいて、円柱レンズのスリット・ダイアフラムのスリットの長手方向の軸線に対して平行な二重極電場または磁場が、丁度、この方向の四重極の光軸を変位させるのである。二重極を透磁性体の二本のヨークに、それぞれコイルを巻き付けることによって頗る簡単に構成することができる。励磁電流の特性を利用して二重極を移動し続ければ、二重極電場または磁場が発生する。
【００２９】
静電四重極についてのレンズ配列の第二の変形態様では、組み合わせたレンズに、最低三個のスリット・ダイアフラムが設けてあり、その内の一個のスリット・ダイアフラムは他と絶縁されて、いわゆる櫛形ダイアフラムにしてあり、各々の部分に互いに異なる電位が加わるように構成してある。
【００３０】
複数のスリット・ダイアフラムのそれぞれの部分の適当な電位によって、多重電場または磁場が形成され、櫛形ダイアフラムに、時の経過と共に移動する電場または磁場が形成される。ここで、特に注目すべきことは、この発明によれば、複数のセグメントに電位が加わることによって、四重極電場または磁場が発生するということである。
【００３１】
前記第二の変更態様の磁気または静電四重極と円柱レンズとから成る配列では、四重極電場または磁場が、特定の方向に向けられて、円柱レンズが集束しない場所に集束し、円柱レンズが集束する場所には四重極電場または磁場が集束しないようになる。つまり、電場または磁場の適切な特性によって、このレンズ配列は無非点収差の結像を生ずるのである。
【００３２】
この発明の、さらに別個の実施態様によれば、各個のセグメントの電位は時間の経過によって形成されるので、一方のセグメントから次のセグメントへと形成されてゆく。このようにして形成するので、（可変二重極による磁気四重極についてと同様に）二重極電場または磁場と、この電場または磁場の軸線と連合する影像光軸との変位をスリット・ダイアフラムのスリットの長さよりも長いものにする。変位することができる光軸によって、この発明のレンズ配列では、広く離れている偶数の物体領域が結像に利用することのできる円形レンズよりも優れている。
【００３３】
この発明のレンズ配列はウェーハの製造に当たって、その表面の構造を調べるための半導体リソグラフィーに使用することを提案するものである。この技術分野におけるレンズの使用法は、この発明の実施態様に具体的に説明してある。
【００３４】
この発明は、また、レンズ配列を陰極レンズとして使用して、それを多重ビーム・システム、あるいは多重形成システムとして用いることができる。その具体的な例を、次に詳細に述べる。
【００３５】
この発明によれば、そのレンズ配列を、純粋に静電式のものとするときには、少なくとも一個のスリット・ダイアフラムを櫛形ダイアフラムとして用い、スリットの方向に互いに隣接して配置した複数個の四重極レンズによって、複数のセグメントに電位が加わっている。四重極電場または磁場自体の方向は、以上に記述した実施態様の中に述べてあるように円柱レンズが集束しないところに、四重極レンズが集束し、円柱レンズが集束するところには四重極レンズが集束しないようになっている。このようにしてあるので、その液浸型電場または磁場と円柱レンズとの相互作用によって、いずれの場合でも、無非点収差の結像素子を形成する。したがって、個々の四重極を同じようにするために、影像面のそれに該当する領域に同時に撮像される。
【００３６】
この発明の範囲内で、この陰極レンズとしての装置を利用することが提案してある。それは、この発明のレンズ配列における物体面が陰極の表面に形成されていて、その表面から光電子放出効果によって、所定の位置に電子が放出されるのである。この場合、これらの所定位置とは、その各々がスリット・レンズの四重極によって指定されるのである。
【００３７】
電子を放出してから、各々の場合において、一定の点から放出される電子が、レンズ配列フィールドつまり電場または磁場によって、陰極の表面上に移動して行き、円柱レンズとそれぞれの四重極レンズで集束される。この集束によって、各々の場合、交差する面上に交差し、電子源の多くの影像として光電子を放出する一定の領域が決まる。したがって、この発明のレンズ配列は、数多くの間隔を取った露出領域を具備する電子−光学露出装置として利用することができる。
【００３８】
エネルギーの低い電子を一点に集束させるときには、複数の電子の確率的な相互作用によって、エネルギーが広がってしまうという不都合がある。この現象をボェルシュ効果（Ｂｏｅｒｓｃｈｅｆｆｅｃｔ）という。すなわち、電子が集束する場所を通過するときに、その領域における電流密度が高いために集束することなく、散乱するのである。この不都合を回避するために、この発明のレンズ配列では、それぞれの交差する位置を非点収差的に調節することができるのである。このようにすることによって、電流密度が低下しそれによって、散乱現象が減少し、結像する電子のエネルギーの幅を減少させるという良い結果が得られるのである。
【００３９】
この発明のさらに別個の実施態様では、レンズ配列のビームの軌道中に、さらに複数個の多重極電場または磁場が設けてある。これらの電場または磁場は、種類の違う影像収差を、頗る効果的に矯正するという利点を具備するのである。この発明のレンズ配列に、このような効果を利用して、陰極レンズを使用した場合と同じように、ウェーハの表面の構造を検査するのに有効に利用することができる。
【００４０】
この発明のレンズ配列の実施の態様として、二個のスリット・ダイアフラムを櫛型のダイアフラムに構成し、好ましくは、そのほかに、さらに二個の分節してないスリットダイアフラムを備えるのである。櫛型ダイアフラムは、さらに高次の四重極電場または磁場および／または多重極電場または磁場を発生し、それを平行に移動することができるようにしてある。この追加される電場または磁場は中央軸から偏移する物体フィールドの位置に、その源を有する影像収差を矯正するのに利用することができるのである。特に、三個の櫛型のダイアフラムの特性は、影像となる物体の領域とは関係なく非点収差が無く、歪曲もない電場または磁場を発生させることができる。
【００４１】
この発明のレンズ配列で、分節してないスリット・ダイアフラムの実施態様では、そのダイアフラムが四重極電場または磁場の透過を制約する働きをしている。ビームの軌道方向に見て、分節されていないダイアフラムが、第一の分節されているスリット・ダイアフラムの前方に配置してあることが、特に重要なのである。このダイアフラムの第一のスリット・ダイアフラムについての四重極の範囲を物体の方に定めるのに都合がよいようになっていて、その電位は、第一の櫛形ダイアフラムの平均電位に等しくなるように選定されている。
【００４２】
これまでに述べた課題を解決するための多くの実施態様に代わる態様として、組み合わされたレンズの櫛形ダイアフラムの代わりに、軸の下流側に、移動することの無いようにした四重極レンズが接続してある。このようにすると、レンズの組み合わせを容易にしてその影像の性質に変更をきたすことがないという利点が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
この発明の実施に最適の二つの実施態様を、添付図面を参照しながら、詳細に述べる。
【実施例１】
【００４４】
図１はこの発明の第一の実施態様として、櫛形ダイアフラムを具備する液浸型対物レンズの略図である。対物レンズ１は組み合わせレンズで構成してあって、円柱レンズと四重極レンズとの双方の性質を備えている。円柱レンズの機能は複数のスリット・ダイアフラム２ないし４によって果たされている。これらのスリットは図面の表面に対して垂直に向けられ、それぞれに異なる電位が加えられている。四重極レンズの機能は、櫛形の少なくとも１個のスリット・ダイアフラム２乃至４によって達成されており、スリット・ダイアフラムはスリットで長手方向に分節されている。すなわち、図面の表面について垂直の方向に区分されている。この図において、それぞれの区分は相互に絶縁されていて、それぞれのセグメント（区分）に電磁が加えられ、四重極電場または磁場を構成している。各々のセグメントに加わっている電位は、四重極電場または磁場とそれぞれの軸とを明確に指定して、影像の光軸がスリットの長手方向に転位するようにしてある。
【００４５】
この実施例において、全部で３個のスリット・ダイアフラム２乃至４は、櫛形に形成してあって、それぞれの場合、ダイアフラムの各々に四重極電場または磁場が発生される。したがって、この場合には、各々のセグメントに加わる電位で、四重極電場または磁場が指定されて、その軸線も定まり、影像の光軸がスリットの長手方向に変位される。
【００４６】
スリットの中心に、円柱レンズの光軸５があって、物体面６が中央物体フィールド７の位置を定めている。図から判るように、物体面６と第一のスリット・ダイアフラム２との間に、別個のダイアフラム８が配置してある。このダイアフラム８は他のダイアフラムと違って区分されていない。このダイアフラム８は最初のスリット・ダイアフラム２に生ずる四重極電場または磁場の範囲が物体６の方に拡張することを制約する。このダイアフラム８の電位は第一の櫛形ダイアフラム２の平均的な電位と等しくなるように適切に選択する。
【００４７】
対物レンズ１を通るビームは基本通路として示してある。図に示す符号９，１０と１１，１２とは基本通路を示し、基本通路９と１０とは軸方向の通路で、基本通路１１と１２とは、それぞれｘおよびｙ断面の電場または磁場の通路を示す。
【００４８】
図２もまた、この発明の好ましい実施態様の略図であって、レンズ配列を陰極レンズとして示してある。
【００４９】
平らな形状の陰極２が、レンズ１の物体面３に配してあり、レンズ１には陰極の表面に平行してスリット・ダイアフラム４乃至６が配設してある。ダイアフラムの中の少なくとも一個のダイアフラムは櫛形ダイアフラムにしてある。この図では、スリットの長手方向と区分とは図の表面に平行に伸長するものである。櫛形ダイアフラムのセグメントには電位が加えられる。図に示すものでは、相互に隣接して四重極が配設してある。これらの局部四重極は液浸型電場または磁場（図示してない）と円柱レンズ・電場または磁場（図示してない）であり、各々の場合にそれ自体無非点収差で結像する素子７乃至１０を形成し、物体面３の物体領域１１乃至１４に投影する。これらの領域は、相互に離れていて、影像面１９のそれぞれの領域１５乃至１８となっている。
【００５０】
陰極レンズとして示してある実施例において、光電陰極２の物体領域１１ないし１４に、電子２０，２０’，２０"，２０"’が光電子放出実行手段で放出され、陰極の表面に作用するレンズ配列１の電場または磁場でフィルタされ、円柱レンズとそれぞれの四重極レンズとによって、前述した領域１５乃至１８の影像面１９に集束される。それによって生ずる交差点が多重ビーム装置あるいは多重形状ビーム装置の電子−光学露出装置としての作動を行う。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】櫛形ダイアフラムを具備する液浸型対物レンズの略図である。（実施例１）
【図２】レンズ配列を陰極レンズとして示す、この発明の実施例の略図である。（実施例２）

Claims (21)

1. 電子によって影像面に物体面の領域を伝送するために粒子ビームを横方向に移動することができるレンズ配列であって、
   −前記組合せレンズを静電円柱レンズと磁気又は静電四重極レンズとから成るものとし、
   −前記レンズを電場乃至電場または磁場によって作用されるスリット・ダイアフラムを具備するものとし、
   −前記四重極レンズの光軸を
   −前記円柱レンズの中心面に伸長するものとし、
   −しかも影像の光軸を限定するものとし、
   −前記四重極レンズの光軸の位置を前記円柱レンズのスリット状の開口の方向において変更できるようにし、
   −前記四重極レンズを前記円柱レンズが集束しない場所に集束するようにし、
   −前記四重極レンズが集束しない場所に前記円柱レンズを集束するようにしてなるレンズ配列において、
   −前記組合せレンズを液浸型レンズとして作動させ、
   −軸方向の液浸型電場または磁場を少なくとも二つの連続する電場または磁場とし、
   −その第一の電場または磁場を物体と第一のスリット・ダイアフラムとの間に配置し、前記第一の電場または磁場は、前記物体の領域から送出された粒子を影像化に利用するために、前記物体の表面とスリット・ダイアフラムとの間のポテンシャルの差によって形成され、
   −第二の電場または磁場を第一のスリット・ダイアフラムと第二のスリット・ダイアフラムとの間に形成するか、あるいは１対の下流側ダイアフラム間に形成し、
   −両電場または磁場を相互にそれぞれ別個に調整できるようにし、
   −組合せたレンズの集束／非集束効果を液浸型電場または磁場、円柱レンズ・電場または磁場、および四重極電場または磁場の重なり合った位置から招くようにしたことを特徴とするレンズ配列。
2. 物体と第一のダイアフラムとの間の電場または磁場の強度を前記第二の下流側電場または磁場の強度に比べて比較的に小さくしたことを特徴とする請求項１に記載のレンズ配列。
3. 前記組合せたレンズの第一のスリット・ダイアフラムの厚みを前記下流側のスリット・ダイアフラムの厚みよりも相当に厚くすることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
4. 前記四重極レンズの光軸の位置の変化を連続するものとし、しかも前記スリット・ダイアフラムのスリットの方向に行うようにすることを特徴とする前記請求項１乃至３のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
5. 前記物体を前記四重極レンズの光軸に対して垂直に、また前記円柱レンズのスリット・ダイアフラムのスリットの方向に対して垂直に移動することができるようにしたことを特徴とする前記請求項１乃至４のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
6. 液浸型電場または磁場および／または前記円柱レンズ・電場または磁場および／または四重極電場または磁場の大きさを、各々の場合、前記四重極の軸の位置によって異なるように特定することを特徴とする前記請求項１乃至４のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
7. 前記円柱レンズを静電レンズとし、前記四重極レンズを静電もしくは磁気レンズとすることを特徴とする前記請求項１乃至６のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
8. 磁気四重極レンズの場合に、四重極電場または磁場を高透磁率の物質の開口から発生するようにし、電導体を前記物質の開口の端縁に前記組合せレンズの光軸と平行に伸長し、前記電導体の電束を前記開口の対向する端縁に対して平行にし、これに対して垂直に伸長する端縁に対して反対方向となるようにしたことを特徴とする前記請求項１乃至７のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
9. 磁気二重極電場または磁場を前記四重極電場または磁場に重ね合わせたことを特徴とする前記請求項８に記載のレンズ配列。
10. 静電四重極レンズの場合に、前記組合わせたレンズが少なくとも三個のスリット・ダイアフラムを具備するものとし、これらスリット・ダイアフラムの内の少なくとも一つのスリット・ダイアフラムを他のスリット・ダイアフラムより電気的に絶縁したセグメントから成るよう（櫛形）にし、これらセグメントに異なる電位を加えることができるようにしたことを特徴とする前記請求項１乃至７のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
11. 静電四重極レンズを前記セグメントに適切な電位を加えることによって発生するようにしたことを特徴とする前記請求項１０に記載のレンズ配列。
12. 各セグメントの電位を時間に依存するものとし、一方のセグメントから次のセグメントへ連続的に移動するようにしたことを特徴とする前記請求項１０または１１項のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
13. 前記複数のセグメントに適切な電位を印可することによって、前記スリットの方向に並んで複数個の静電四重極レンズができるようにしたことを特徴とする前記請求項１０に記載のレンズ配列。
14. 前記物体面を陰極の面とし、光電子放出効果によって電子を一定の部位の陰極面から放出させ、その各々の場合に、一個の四重極の位置が一定の部位に割り当てられるようにしたことを特徴とする前記請求項１３に記載のレンズ配列。
15. 円柱レンズと液浸電場または磁場との相互作用によって一定の部位に指定された四重極レンズによって一定の部位に放出された電子を交差する面に収束するようにしたことを特徴とする前記請求項１３または１４のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
16. 前記交差する面を非点収差的に調整することができることを特徴とする前記請求項１３乃至１５のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
17. 前記組合せレンズのスリット・ダイアフラムに、別個に、好ましくは二個を櫛形ダイアフラムとし、それに四重極電場または磁場を発生するようにしたことと、前記組合せレンズに、さらに好ましくは二個の区分されていないスリット・ダイアフラムを備えるようにしたことを特徴とする前記請求項１乃至１６のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
18. 好ましくは平行して移動することができるようにした高次多重電場または磁場を櫛形ダイアフラムに発生することができるようにしたことを特徴とする前記請求項１７に記載のレンズ配列。
19. 組合せレンズの櫛形ダイアフラムに代えて、軸方向に移動することのできない四重極レンズを組合せレンズの下流側の外側に接続したことを特徴とする前記請求項１乃至１２若しくは請求項１７乃至１８のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
20. ウェーハのリソグラフィーによる製造において、前記ウェーハの表面の構造を調べるのに使用することを特徴とする前記請求項１乃至１９に記載のいずれかの１項に記載のレンズ配列。
21. 多重ビーム・システムまたは多重成形ビーム・システムに陰極レンズとして使用することを特徴とする前記請求項１乃至１９に記載のいずれかの１項に記載のレンズ配列。

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