JPH01146238A - 電子ビーム装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は任意の断面形状を有する電子ビームを発生させ
る電子ビーム装置に係り、特に電子ビームの投影倍率を
可変とするのに好適な電子ビーム露光装置及びその類似
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、任意断面形状の電子ビームを発生させる電子ビー
ム露光装置は、特開昭５９−１６９１３１や特開昭６１
−１８３９２６のように、予め、所望の形状の穴の開い
たアパーチャを用意し、このアパーチャ上で電子ビーム
を偏向することによって穴の形状を選択し、所望の電子
ビームの断面形状を得る。そして、このアパーチャの像
（成形像）を照射光学系によって試料上に投影するよう
になっていたので、投影倍率は通常、ある値に固定して
用いていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来技術では、試料面上での任意図形の大きさを制
御しようとして投影倍率を変化させるときには、照射光
学系を構成する縮小レンズと対物レンズを同時に変化さ
せることが必要で、操作が煩雑であり、対物レンズの使
用条件が変化することにより偏向歪形状が変化するなど
幾つかの問題があった。

本発明の目的は、操作性に優れ、容易に電子ビームの投
影倍率を制御できる電子ビーム露光装置及びその類似装
置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的は、第１図に示すように、任意形状の穴を持
つアパーチャ１と、成形光学系によって作られるこの成
形像を試料上に投影する照射光学系の間に、縮小レンズ
２と連動する補助レンズ３を設けて、この補助レンズ３
の動作に応じて縮小レンズ２を制御することにより達成
される。

〔作用〕

補助レンズ３の焦点距離ｆｃは、補助レンズ３とアパー
チャ１間の間隔りに対してｆｃ＞Ｌ　なる関係が成り立
っている。したがって、補助レンズ３は、アパーチャ１
の虚像をアパーチャ位置より電子銃（図示せず）側に作
る。このため、縮小レンズ２は、虚像煮４に作られるア
パーチャ像を物点として対物レンズ（図示せず）の物点
５に結像するように動作条件を制御する。このようにす
れば、対物レンズの使用条件は常に一定のまま、アパー
チャ１の成形像の投影倍率を変化させることができる。

さらに、縮小レンズ２の倍率を適当に設定すると、縮小
レンズ２は短焦点のレンズとなり、補助レンズ３の焦点
距離の変化にたいして、縮小レンズ２の焦点距離をわず
かに変化させれば良く、制御性が向上する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第２図により説明する。第２
図の光学系は、従来の可変成形光学系のアパーチャ１を
単純な矩形から任意形状の穴を持つアパーチャに変更し
たもので、−例として第３図の（ｂ）のような形状が考
えられる。従来型の可変成形方式では、成形偏向電圧を
制御することにより矩形の二辺を第３図（ａ）のように
変化させることが可能で、矩形の縦横比を自由に選ぶこ
とができた。ここで、任意断面形状の電子ビームを得よ
うとして１例えば第３図の（ｂ）のような形状のアパー
チャを用いた場合を考える。第３図（ｂ）の図形の試料
面上での投影倍率を変化させるためには、第３図（ｂ）
の実線で示した状態から点線で示した状態へ変化させね
ばならない。このような制御は、従来のように一１成形
偏向電圧の制御のみでは実現しえない。

これを実現するには、投影倍率を変化させる必要がある
。第２図の光学系で補助レンズ３がない場合に試料面上
に焦点が合った状態を変化させずに投影倍率を変化させ
るには、縮小レンズ２と対物レンズ２０の使用条件を変
更する以外手段がない。このように、照射系を構成する
レンズの使用条件を変更することは、軸ズレや偏向歪形
状の変化を伴うので、実際に使用するに当たっては避け
ねばならない。

ここで、対物レンズ２０を一定の条件で使用するために
は、縮小レンズ２で作られる像の位置に対物レンズ２０
の物点から動かないことが望ましし）、ｌ そこで、アパーチャ１と縮小レンズ２の中間に長焦点の
補助レンズ３を設け、補助レンズ３によってアパーチャ
１の虚像（図示せず）をアパーチャ１より電子銃２６側
に作り、縮小レンズ２によって対物物点５上に結像させ
九ば、対物レンズ２０の条件を一定のまま、投影倍率を
変化させることができる。このとき、アパーチャ１と補
助レンズ３間の距離し、補助レンズ３の焦点距離をｆｃ
とすると、ｆｃ＞Ｌ　なる関係が成り立つことが必要で
ある。

さらに、縮小レンズ２は、通常１／１０から１１５０程
度の倍率をもつので、補助レンズ３より短焦点レンズと
なり、補助レンズ３の動作に対応する焦点変化は小さい
。このたあ、試料上での描画精度の制約が緩い場合には
、縮小レンズ２の条件を変更しないことも可能である。

第４図は、補助レンズ３を縮小レンズ２の前段に作られ
る電子ビームのクロスオーバ像の位置に設けた場合を示
す実施例である。ただし、可変成形光学系では、アパー
チャ１の結像関係とクロスオーバ結像関係とは一般に一
致しないので、第４図にはクロスオーバ結像のみを示し
た。さらに、上部の電子銃、成形光学系、下部の対物レ
ンズは省略した。ここで、クロスオーバ像の位置に補助
レンズ３の中心を一致させると、補助レンズ３の動作は
クロスオーバ結像にほとんど変化を与えないので、補助
レンズ３を動作させ投影倍率の制御を行ったときでも、
試料上での電子ビームの電流変動を抑えることができる
という利点を持つ。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡単な操作で任意図形の投影倍率を変
化させることができ、試料面上での任意図形の転写精度
を向上させることがでる。さらに、クロスオーバ結像に
対して補助レンズ動作の影響を無視できるので、投影倍
率を偏向した場合でも、試料上での電子ビームの電流変
動を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１＠は本発明の原理を表す光学系の説明図、第２図は
本発明の一実施例を示す装置の要部縦断面図、第３図は
矩形ビームと任意図形ビームの倍率制御の方法を比較し
た説明図、第４図は本発明の別の実施例を示す光学系の
説明図である。 １・・・アパーチャ、２・・・縮小レンズ、３・・・補
助レンズ、４・・・補助レンズの虚像点、５・・・対物
物点、２０・・・対物レンズ、２６・・・電子銃、２７
・・・アパーチャ、２８・・・成形偏向器、２９・・・
成形レンズ、誉１記 背−′＋ 茅３図 （Ｌ） 茅２図 等４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子ビームの発生源と、前記発生源からの電子ビー
   ムの断面形状と大きさを任意に成形するための成形光学
   系と、前記成形光学系によつて成形された電子ビームの
   成形像を試料面上に投影する照射光学系と、前記電子ビ
   ームを試料面上で偏向する偏向系とを具備する電子ビー
   ム装置において、照射光学系を構成する１個ないし複数
   のレンズ群と連動する補助レンズを前記照射光学系の前
   段で、かつ、前記成形光学系より試料側に設け、前記成
   形像を常に対物レンズの一定の物点位置に結像させ、前
   記成形像の試料上への投影倍率を可変とするよう構成し
   たことを特徴とする電子ビーム装置。 ２、前記補助レンズを長焦点とし、前記成形光学系によ
   つて作られる前記成形像の虚像を前記補助レンズによつ
   て結像させるよう構成したことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項の記載の電子ビーム装置。 ３、前記成形光学系によつて、前記照射光学系の前段に
   形成される電子ビームのクロスオーバ像の位置と、前記
   補助レンズの中心とが一致するように構成したことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子ビーム装置。