JPH0350716A - 可変成形型荷電ビーム露光装置 - 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〕 本発明はターゲット上のビーム形状を変化させることの
できる可変成形型荷電ビーム露光装置に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来のこの種の装置は第２図に示す様な構造であった。

第２図において、荷電粒子源１を出た荷電粒子ビームは
照射レンズ２を通って、第１成形間口６を照射する。第
１成形開口６を通過した荷電粒子ビームは、成形偏向器
８．９によって偏向された後、第２成形開ロアを照射す
る。そして、さらに第２成形開ロアの開口を通過した荷
電粒子ビームはターゲット５へ向かう。第１、第２成形
開口６．７間の物点Ｐは、縮小レンズ３で縮小され、対
物レンズ４でターゲット５上に結像する。このターゲッ
ト５上の像は、第１、第２副偏向器１０゜１１及び主偏
向器によりターゲット５面上を偏向される。従って、第
１成形間口６を通過したビームが偏向器８．９で二次元
的に第２成形開ロア上を移動し、第２成形開ロアを通過
したビームの形状がそのままターゲット５上のビームの
形状になり、このように部材６．７．８．９にて成形さ
れたビームがターゲット５面上を二次元的に偏向される
。このときの物面（物点Ｐを含み、光軸に直交する面）
は第４図の様に決められる。つまり、第１成形開口６、
第２成形開ロア間の距離をｄ、第１成形間口６からクロ
スオーバ像２０までの距離をＣ１第１成形開口６から物
面（物点Ｐを含む平面）１９までの距離をＸとする。こ
こでＣの値は、成形像の倍率、クロスオーバ像の倍率、
および、光道長によって制限される。成形像は縮小、ク
ロスオーバ像は適当なビーム開き角をえるため拡大する
。

ここでｃ＜０とすると縮小レンズの上のクロスオーバ像
点が成形物点より上側にくるため、成形像を縮小、クロ
スオーバ像を拡大するのは難かしくなる。０＜Ｃ＜ｄと
するとボケが一致する成形物点がクロスオーバ像点と同
じになり、成形像もクロスオーバ像も倍率が同じになっ
てしまい、さらに、成形像のビーム電流の均一性がクロ
スオーバのビーム電流の均一性に大きく依存するため適
当でない、ｄ＜ｃとすると、成形像を縮小、クロスオー
バ像を拡大することができる。また、空間電荷効果を小
さくするため、Ｃの値は小さくしたｃｍｄ 様に選べば、物面１９における第１、第２開口６．７の
ボケ２１２２は同じになる。クロスオーバ像２０は、第
２成形開ロアよりターゲット側にある（ｄ　＜　ｃ　）
ので□＜ｘ＜ｄとなる。すなわち、従来の技術では、物
点Ｐが第１成形間口６よりも第２成形開ロアに近い位置
に設定される。

なお、第１図の軌道りは、成形偏向軌道である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記の如き従来の技術に於いては、第１成形開口からタ
ーゲットまでの距離が、第２成形開口からターゲットま
での距離よりも長くなる。従って空間電荷効果のため、
第１成形開口の像が第２成形開口の像よりボケが大きく
なり、ターゲット上での成形像の端部の鋭さが一様でな
くなり（すなわち、成形像は第１成形開口で限定される
部分と第２成形開口で限定される部分とをそれぞれ有す
るからである）、露光されたパタンの接続部の強度分布
が不均一となるという問題があった。成形像は鋭い方が
望ましいが、成形像は第１成形開口の像と第２成形開口
の像との重なりであるため、一方に焦点を合わせると他
方のボケが大きくなる。

パタンをつなぐとき境界の辺は、互いに別の成形開口の
像によるものになるため、ボケがある場合つなぎ部分で
の電子ビームのドーズ量が不均一となり、露光にムラが
生じる。また、目標とするパタン寸法を得るためのビー
ム分解能以上にすれば良いので、必要以上のエツジ分解
能はいらない。

そこで本発明は、成形像の端部の鋭さを一様にすること
を目的とする。

〔課題を解決する為の手段〕

上記の問題点の解決のために本発明では、ターゲット上
に結像する成形像の物点を第２成形開口よりも第１成形
開口に近い位置にした。

〔作用〕

本発明では、第２成形開口の像が、ターゲットから光軸
方向ヘズレるために生じるボケと、収差、回折によるボ
ケと、空間電荷効果によるボケを合せたものと、第１成
形開口の像がターゲットから光軸方向ヘズレるために生
じるボケと、収差、回折によるボケと空間電荷効果によ
るボケを合せたものとを一致させることができるため、
ターゲット上の成形像の端の鋭さを第１成形と第２成形
とで同一にすることができる。

〔実施例〕 第１図は、本発明の実施例であり、第２図の従来例と同
一機能の部材には同符号を用いる。

第１図の実施例が第２図の従来例と異なる点は、（１）
第１成形開ロ６０の像が縮小レンズ３０により縮小され
、対物レンズ４によりターゲット５より荷電粒子１ｌｌ
ｌ側にずれた位置に結像されること、（２）また、第２
成形開ロア０の像が、縮小レンズ３０により縮小され、
対物レンズ４により、ターゲット５より荷電粒子源ｌと
反対側にずれた位置に結像されること、である、具体的
には第３図を用いて後述する。第１、第２成形開ロ６０
．７０の像は、収差と空間電荷効果によるボケに、それ
ぞれの開口６０．７０の結像位置がターゲット５からず
れるためのボケも加わる。ここで、空間電荷効果による
ビームのボケΔｄｓｃ（ａｇ）はから計算できることが
知られている。但し、Ｌは物点から像点迄の距離（ｃｍ
）、■はビーム電流（ａｎｐ）、αは開口半角（ｒａｄ
）　、Ｖは加速電圧（ｖｏ　１ｔ）である、この値を第
１成形開ロ６０と第２成形開ロア０とで比較する。Ｌは
第１成形開ロ６０からの値の方が大きく、Ｉも第１成形
開ロ６０から第２成形開ロア０の間で大きい値を取る。

（第１成形開ロ６０を通った電子ビームは第２成形開ロ
ア０でケラれて少なくなるからである。）従って第１成
形開ロ６０の像は、第２成形間ロア０の像よりも空間電
荷効果によるボケが大きくなる。−方ターゲット５上に
結像する物点を第２成形開ロア０よりも第１成形開ロ６
０に近づけると、第１成形開ロ６０の像は第２成形開ロ
ア０の像よりもターゲット５に近くなり、像点のズレに
よるボケは第１成形開口像の方が小さくなる。その他の
ボケは第１１第２成形開口像についてほぼ同じであるか
ら第２成形開ロア０よりも、第１成形開ロア０の近くに
物点がくる様にすれば、第１、第２成形開口像のボケは
同じにでき、成形偏向器８．９により光軸を外された第
１成形開口像と、第２成形開口像との重ね合せの部分で
ある成形ビームは、ターゲット５上で同じボケになる。

第３図に、ターゲット５付近でのビームの様子を示す、
第１成形開口像面１３上での第１成形開口像のボケ１５
は、第２成形開口像面１４上での第２成形開口像のボケ
１６よりも空間電荷効果の両者の差の分だけ大きくなっ
ているが、ターゲツト面１７上では、像面のズレのため
、第１成形開口像のボケ１７と第２成形開口像のボケ１
８とは同じになる。

〔発明の効果〕

以上の様に本発明によれば、成形ビームの端部の鋭さが
同じになるため、露光バタンのつなぎ部でのボケが同じ
になるため、つなぎ部のムラがなくなる。

従来の荷電ビーム露光装置ではレンズを無くすることに
よるビームのボケがほぼＯになるように電子光学系を設
計していたため、成形アパーチャ間の間隔をあまり大き
くできなかったが、本発明によれば、レンズを無くする
ことによるビームのボケを（空間電荷効果の差という）
有限の大きさにできるため、成形アパーチャの間隔を大
きくでき、小さい駆動電圧で大きいビーム寸法変化が可
能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による装置の実施例の電子光学系の結像
図、第２図は従来技術による電子光学系の結像図、第３
図は第１図におけるターゲットと各開口像との関係を示
す図、第４図は第２図の物面の位置を説明するための図
、である。 〔主要部分の符号の説明〕 ｌ・・・・・・・・・・・・荷電ビーム源、３．３０・
・・縮小レンズ、 ５・・・・・・・・・・・・ターゲット、６．６０・・
・第１成形開口、 ７．７０・・・第２成形開口、 ８・・・・・・・・・・・・第１成形偏向器、９・・・
・・・・・・・・・第２成形偏向器。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）荷電ビーム源とターゲットとの間に設けた２つの
   成形開口の間に結像レンズを持たない可変成形型荷電ビ
   ーム露光装置において、ターゲットとの共役点である物
   点を、ターゲット側の第２成形開口よりも荷電ビーム源
   側の第１成形開口寄りに設けた事を特徴とする可変成形
   型荷電ビーム装置。
2. （２）ターゲット上での前記第１成形開口の像のボケと
   、前記第２成形開口の像のボケとがほぼ等しくなる様に
   した請求項（１）記載の可変成形型荷電ビーム装置。
3. （３）荷電ビーム源とターゲットとの間に２つの成形ア
   パーチャの間に結像レンズを持たない可変成形型荷電ビ
   ーム露光装置において、結像レンズを持たないことによ
   るビームのボケを、荷電ビーム源側の第１成形開口につ
   いては小さく、ターゲット側の第２成形開口については
   大きくしたことを特徴とする可変成形型荷電ビーム装置
   。