JPH05160012A - 電子線縮小転写装置 - Google Patents
電子線縮小転写装置Info
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- JPH05160012A JPH05160012A JP3348750A JP34875091A JPH05160012A JP H05160012 A JPH05160012 A JP H05160012A JP 3348750 A JP3348750 A JP 3348750A JP 34875091 A JP34875091 A JP 34875091A JP H05160012 A JPH05160012 A JP H05160012A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 視野が大きくとも各種の収差が小さくなるよ
うにする。 【構成】 電子銃１より放出された電子線をコンデンサ
レンズ２を介して電子線透過マスク３に照射し、このマ
スク３を透過した電子線を２段の結像レンズ７，８を介
してターゲット６上に導く電子線縮小転写装置におい
て、それら２段の結像レンズ７，８のそれぞれのギャッ
プＳ３，Ｓ４／焦点距離ｆ１，ｆ２の値を１．５以上に
した。
うにする。 【構成】 電子銃１より放出された電子線をコンデンサ
レンズ２を介して電子線透過マスク３に照射し、このマ
スク３を透過した電子線を２段の結像レンズ７，８を介
してターゲット６上に導く電子線縮小転写装置におい
て、それら２段の結像レンズ７，８のそれぞれのギャッ
プＳ３，Ｓ４／焦点距離ｆ１，ｆ２の値を１．５以上に
した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば投影レンズ系と
して対称磁気ダブレットを用いた電子線縮小転写装置に
関する。
して対称磁気ダブレットを用いた電子線縮小転写装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】電子線によりマスクパターンの縮小転写
を行う電子線縮小転写装置には対称磁気ダブレットと呼
ばれる投影レンズ系が使用されている。図５は対称磁気
ダブレットを用いた従来の電子線縮小転写装置を示し、
この図５において、電子銃１より放出された電子線は、
コンデンサレンズ２により略々平行なビームに変換され
てマスクパターンが形成された電子線透過マスク３に照
射される。
を行う電子線縮小転写装置には対称磁気ダブレットと呼
ばれる投影レンズ系が使用されている。図５は対称磁気
ダブレットを用いた従来の電子線縮小転写装置を示し、
この図５において、電子銃１より放出された電子線は、
コンデンサレンズ２により略々平行なビームに変換され
てマスクパターンが形成された電子線透過マスク３に照
射される。
【０００３】この電子線透過マスク３で整形された電子
線を、先ず磁気レンズよりなるマスク側レンズ４により
集束することによりクロスオーバ（電子線源の像）が形
成され、このクロスオーバから発散する電子線を更に磁
気レンズよりなる試料側レンズ５でターゲット６上に集
束することにより、ターゲット６上に電子線透過マスク
３のパターンが一括して縮小転写される。それらマスク
側レンズ４及び試料側レンズ５により対称磁気ダブレッ
トが形成されている。このような対称磁気ダブレットを
用いることにより、１１種類の３次収差の内の全ての非
等方性収差、回転と倍率とに関する色収差及び等方歪の
６種類の収差を良好に補正することができる。
線を、先ず磁気レンズよりなるマスク側レンズ４により
集束することによりクロスオーバ（電子線源の像）が形
成され、このクロスオーバから発散する電子線を更に磁
気レンズよりなる試料側レンズ５でターゲット６上に集
束することにより、ターゲット６上に電子線透過マスク
３のパターンが一括して縮小転写される。それらマスク
側レンズ４及び試料側レンズ５により対称磁気ダブレッ
トが形成されている。このような対称磁気ダブレットを
用いることにより、１１種類の３次収差の内の全ての非
等方性収差、回転と倍率とに関する色収差及び等方歪の
６種類の収差を良好に補正することができる。
【０００４】従来の対称磁気ダブレットの構成条件は次
の４条件である。 (1) ２段のレンズ４及び５の磁場の方向は互いに逆方向
である。 (2) マスク側レンズ４のレンズギャップ及びボーア径を
それぞれＳ１及びＤ１として、試料側レンズ５のレンズ
ギャップ及びボーア径をそれぞれＳ２及びＤ２とする
と、両者のレンズギャップに対するボーア径の比は互い
に等しい。即ち、次式が成立する。 Ｓ１／Ｄ１＝Ｓ２／Ｄ２ (3) マスク側レンズ４の焦点距離をＭｆ、試料側レンズ
５の焦点距離をｆとした場合、マスク側レンズ４の物側
主平面４Ｈと試料側レンズ５の像側主平面５Ｈとの間隔
Ｌを（１＋Ｍ）ｆに設定すると、対称磁気ダブレットに
よる縮小率が１／Ｍになる。
の４条件である。 (1) ２段のレンズ４及び５の磁場の方向は互いに逆方向
である。 (2) マスク側レンズ４のレンズギャップ及びボーア径を
それぞれＳ１及びＤ１として、試料側レンズ５のレンズ
ギャップ及びボーア径をそれぞれＳ２及びＤ２とする
と、両者のレンズギャップに対するボーア径の比は互い
に等しい。即ち、次式が成立する。 Ｓ１／Ｄ１＝Ｓ２／Ｄ２ (3) マスク側レンズ４の焦点距離をＭｆ、試料側レンズ
５の焦点距離をｆとした場合、マスク側レンズ４の物側
主平面４Ｈと試料側レンズ５の像側主平面５Ｈとの間隔
Ｌを（１＋Ｍ）ｆに設定すると、対称磁気ダブレットに
よる縮小率が１／Ｍになる。
【０００５】(4) ２段のレンズ４及び５の励起パラメー
タは互いに等しい。即ち、レンズ４及び５の励起パラメ
ータをそれぞれｋ1 2 及びｋ2 2 とすると、次式が成立
する。 ｋ1 2 ＝ｋ2 2 ただし、一般に磁気レンズの加速電圧をＶ、レンズ軸上
の最大磁束をＢmax 、ボーア半径をＲ、電子の電荷量及
び質量をそれぞれｅ及びｍとすると、その磁気レンズの
励起パラメータｋ2 は次式で定義される。 ｋ2 ＝ｅＢmax 2 Ｒ2 ／（８ｍＶ）
タは互いに等しい。即ち、レンズ４及び５の励起パラメ
ータをそれぞれｋ1 2 及びｋ2 2 とすると、次式が成立
する。 ｋ1 2 ＝ｋ2 2 ただし、一般に磁気レンズの加速電圧をＶ、レンズ軸上
の最大磁束をＢmax 、ボーア半径をＲ、電子の電荷量及
び質量をそれぞれｅ及びｍとすると、その磁気レンズの
励起パラメータｋ2 は次式で定義される。 ｋ2 ＝ｅＢmax 2 Ｒ2 ／（８ｍＶ）
【０００６】具体的に従来の文献（M.B.Heritage,J.Va
c.Sci.&Technol.,Vol.12,No.6,Nov/Dec,1975）では、Ｓ
１／Ｄ１＝Ｓ２／Ｄ２＝１．５、ｋ1 2 ＝ｋ2 2 ＝０．
１５５に設定されている。更に、マスク側レンズ４及び
試料側レンズ５の焦点距離をそれぞれｆ１及びｆ２、マ
スク側レンズ４及び試料側レンズ５のボーア半径をそれ
ぞれＲ１及びＲ２とすると、ｆ１／Ｒ１＝ｆ２／Ｒ２＝
３．０に設定されている。このような設定により、３×
３ｍｍ2 の視野で最大歪０．０５μｍが得られている。
c.Sci.&Technol.,Vol.12,No.6,Nov/Dec,1975）では、Ｓ
１／Ｄ１＝Ｓ２／Ｄ２＝１．５、ｋ1 2 ＝ｋ2 2 ＝０．
１５５に設定されている。更に、マスク側レンズ４及び
試料側レンズ５の焦点距離をそれぞれｆ１及びｆ２、マ
スク側レンズ４及び試料側レンズ５のボーア半径をそれ
ぞれＲ１及びＲ２とすると、ｆ１／Ｒ１＝ｆ２／Ｒ２＝
３．０に設定されている。このような設定により、３×
３ｍｍ2 の視野で最大歪０．０５μｍが得られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、３×３
ｍｍ2 の視野では近時の用途には充分ではない。また、
従来の対称磁気ダブレットではレンズギャップに対する
ボーア径の比（＝Ｓｉ／Ｄｉ）の値として１．５程度の
比較的小さい値が採用されている。従って、対称磁気ダ
ブレットでは消せない収差である球面収差、非点収差、
像面湾曲、コマ収差及び軸上色収差が大きく、視野を大
きくすると収差が大きくなり過ぎる不都合があった。本
発明は斯かる点に鑑み、投影レンズ系として対称磁気ダ
ブレットを用いた構成で、各種の収差が小さく且つ視野
が大きい電子線縮小転写装置を提供することを目的とす
る。
ｍｍ2 の視野では近時の用途には充分ではない。また、
従来の対称磁気ダブレットではレンズギャップに対する
ボーア径の比（＝Ｓｉ／Ｄｉ）の値として１．５程度の
比較的小さい値が採用されている。従って、対称磁気ダ
ブレットでは消せない収差である球面収差、非点収差、
像面湾曲、コマ収差及び軸上色収差が大きく、視野を大
きくすると収差が大きくなり過ぎる不都合があった。本
発明は斯かる点に鑑み、投影レンズ系として対称磁気ダ
ブレットを用いた構成で、各種の収差が小さく且つ視野
が大きい電子線縮小転写装置を提供することを目的とす
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明による第１の電子
線縮小転写装置は、例えば図１に示す如く、電子線源
（１）より放出された電子線を照射レンズ（２）を介し
て電子線透過マスク（３）に照射し、この電子線透過マ
スク（３）を透過した電子線を２段の結像レンズ（７，
８）を介してターゲット（６）上に導く電子線縮小転写
装置において、それら２段の結像レンズ（７，８）のそ
れぞれのギャップＳ３，Ｓ４に対する焦点距離ｆ１，ｆ
２の比の値、即ちギャップ／焦点距離を１．５以上にし
たものである。
線縮小転写装置は、例えば図１に示す如く、電子線源
（１）より放出された電子線を照射レンズ（２）を介し
て電子線透過マスク（３）に照射し、この電子線透過マ
スク（３）を透過した電子線を２段の結像レンズ（７，
８）を介してターゲット（６）上に導く電子線縮小転写
装置において、それら２段の結像レンズ（７，８）のそ
れぞれのギャップＳ３，Ｓ４に対する焦点距離ｆ１，ｆ
２の比の値、即ちギャップ／焦点距離を１．５以上にし
たものである。
【０００９】また、本発明による第２の電子線縮小転写
装置は、例えば図１に示す如く、電子線源（１）より放
出された電子線を照射レンズ（２）を介して電子線透過
マスク（３）に照射し、この電子線透過マスク（３）を
透過した電子線を２段の結像レンズ（７，８）を介して
ターゲット（６）上に導く電子線縮小転写装置におい
て、それら２段の結像レンズの内のそのターゲット
（６）側の結像レンズ（８）のその電子線源（１）側の
ボーア径Ｄ４をそのターゲット（６）側のボーア径Ｄ５
より小さくしたものである。
装置は、例えば図１に示す如く、電子線源（１）より放
出された電子線を照射レンズ（２）を介して電子線透過
マスク（３）に照射し、この電子線透過マスク（３）を
透過した電子線を２段の結像レンズ（７，８）を介して
ターゲット（６）上に導く電子線縮小転写装置におい
て、それら２段の結像レンズの内のそのターゲット
（６）側の結像レンズ（８）のその電子線源（１）側の
ボーア径Ｄ４をそのターゲット（６）側のボーア径Ｄ５
より小さくしたものである。
【００１０】その第２の電子線縮小転写装置において
は、更にそれら２段の結像レンズの内の電子銃側結像レ
ンズ（７）の位置を、対称磁気ダブレット条件から決ま
る位置よりもその電子線源（１）側へε（ε＞０）だけ
ずらし、それら２段の結像レンズによる結像倍率をＭと
した場合に、それら２段の結像レンズの内のターゲット
側結像レンズ（８）の位置を、対称磁気ダブレット条件
から決まる位置よりもそのターゲット側へほぼε／Ｍだ
けずらすことが望ましい。
は、更にそれら２段の結像レンズの内の電子銃側結像レ
ンズ（７）の位置を、対称磁気ダブレット条件から決ま
る位置よりもその電子線源（１）側へε（ε＞０）だけ
ずらし、それら２段の結像レンズによる結像倍率をＭと
した場合に、それら２段の結像レンズの内のターゲット
側結像レンズ（８）の位置を、対称磁気ダブレット条件
から決まる位置よりもそのターゲット側へほぼε／Ｍだ
けずらすことが望ましい。
【００１１】
【作用】本発明者が１個の磁気レンズで物点と像点との
間の距離及びレンズのボーア径を一定にして、レンズの
磁極間の距離（即ち、レンズギャップ）を変えて収差計
算を行った結果、縮小転写のように大視野で且つ小開口
の場合に問題となる収差である歪曲、非点収差及び像面
湾曲については、収差係数はレンズギャップの減少関数
となることが分かった。特に、対称磁気ダブレットでは
消せない収差の内で最も大きい収差となる非点収差につ
いては、レンズギャップが焦点距離の１．５倍迄は収差
係数の小さくなり方が著しく、その１．５倍を過ぎると
レンズギャップを大きくしても収差係数の小さくなり方
は緩やかになることが分かった。これはレンズギャップ
をそのレンズの焦点距離の少なくとも１．５倍以上に設
定することが重要であることを意味する。
間の距離及びレンズのボーア径を一定にして、レンズの
磁極間の距離（即ち、レンズギャップ）を変えて収差計
算を行った結果、縮小転写のように大視野で且つ小開口
の場合に問題となる収差である歪曲、非点収差及び像面
湾曲については、収差係数はレンズギャップの減少関数
となることが分かった。特に、対称磁気ダブレットでは
消せない収差の内で最も大きい収差となる非点収差につ
いては、レンズギャップが焦点距離の１．５倍迄は収差
係数の小さくなり方が著しく、その１．５倍を過ぎると
レンズギャップを大きくしても収差係数の小さくなり方
は緩やかになることが分かった。これはレンズギャップ
をそのレンズの焦点距離の少なくとも１．５倍以上に設
定することが重要であることを意味する。
【００１２】そこで、本発明による第１の電子線縮小転
写装置では、２段の結像レンズ（７，８）のそれぞれの
レンズギャップＳ３，Ｓ４に対する焦点距離ｆ１，ｆ２
の比を１．５以上にしている。これにより諸収差、特に
非点収差が非常に小さくなるので、視野を比較的広くし
ても諸収差を所定量以下に抑えることができる。また、
対称磁気ダブレットでは、２段の結像レンズのそれぞれ
のレンズギャップに対するボーア径の比を等しくしてい
る。従って、全体として次式が成立している。 Ｓ３／ｆ１≧１．５，Ｓ４／ｆ２≧１．５
写装置では、２段の結像レンズ（７，８）のそれぞれの
レンズギャップＳ３，Ｓ４に対する焦点距離ｆ１，ｆ２
の比を１．５以上にしている。これにより諸収差、特に
非点収差が非常に小さくなるので、視野を比較的広くし
ても諸収差を所定量以下に抑えることができる。また、
対称磁気ダブレットでは、２段の結像レンズのそれぞれ
のレンズギャップに対するボーア径の比を等しくしてい
る。従って、全体として次式が成立している。 Ｓ３／ｆ１≧１．５，Ｓ４／ｆ２≧１．５
【００１３】この条件を満たすように２段の結像レンズ
（７，８）を構成すると、それぞれのレンズギャップＳ
３及びＳ４が大きくなるので、電子銃側結像レンズ
（７）のターゲット側の磁極（７ｂ）とターゲット側結
像レンズ（８）のマスク側磁極（８ａ）とが近接するこ
とになる。その結果、電子銃側結像レンズ（７）の軸上
磁場分布がターゲット側結像レンズ（８）の磁極の影響
を受けて変化し（具体的には軸上磁場分布の傾斜が急峻
になる。）、対称磁気ダブレットの条件から外れ、歪が
消えないことが分かった。
（７，８）を構成すると、それぞれのレンズギャップＳ
３及びＳ４が大きくなるので、電子銃側結像レンズ
（７）のターゲット側の磁極（７ｂ）とターゲット側結
像レンズ（８）のマスク側磁極（８ａ）とが近接するこ
とになる。その結果、電子銃側結像レンズ（７）の軸上
磁場分布がターゲット側結像レンズ（８）の磁極の影響
を受けて変化し（具体的には軸上磁場分布の傾斜が急峻
になる。）、対称磁気ダブレットの条件から外れ、歪が
消えないことが分かった。
【００１４】そこで、本発明による第２の電子線縮小転
写装置では、ターゲット側結像レンズ（８）の電子線源
側のボーア径Ｄ４をターゲット側のボーア径Ｄ５よりも
小さく設定することによって軸上磁場分布の傾斜を急峻
にしている。これにより、その歪が完全には消えないま
でも大幅に減少した。一般的にも対称磁気ダブレットで
は、ターゲット側結像レンズ（８）の電子線源側のボー
ア径Ｄ４をターゲット側のボーア径Ｄ５よりも小さく設
定することにより、２段の結像レンズ（７，８）間の磁
場の干渉が少なくなり歪が減少する。
写装置では、ターゲット側結像レンズ（８）の電子線源
側のボーア径Ｄ４をターゲット側のボーア径Ｄ５よりも
小さく設定することによって軸上磁場分布の傾斜を急峻
にしている。これにより、その歪が完全には消えないま
でも大幅に減少した。一般的にも対称磁気ダブレットで
は、ターゲット側結像レンズ（８）の電子線源側のボー
ア径Ｄ４をターゲット側のボーア径Ｄ５よりも小さく設
定することにより、２段の結像レンズ（７，８）間の磁
場の干渉が少なくなり歪が減少する。
【００１５】また、そのようにターゲット側結像レンズ
（８）の電子線源側のボーア径Ｄ４をターゲット側のボ
ーア径Ｄ５よりも小さく設定すると、ターゲット側結像
レンズ（８）の軸上磁場分布はマスク側に延び、逆に電
子銃側結像レンズ（７）の軸上磁場分布はターゲット側
結像レンズ（８）の方向に延びて、レンズ位置が対称磁
気ダブレットの条件から実質的に外れてしまう。そこ
で、電子線側結像レンズ（７）をεだけ電子線源側にず
らし、ターゲット側結像レンズ（８）をε／Ｍだけター
ゲット側にずらすことにより、対称磁気ダブレットの条
件が実質的に満足され、歪が問題にならない程度に減少
する。
（８）の電子線源側のボーア径Ｄ４をターゲット側のボ
ーア径Ｄ５よりも小さく設定すると、ターゲット側結像
レンズ（８）の軸上磁場分布はマスク側に延び、逆に電
子銃側結像レンズ（７）の軸上磁場分布はターゲット側
結像レンズ（８）の方向に延びて、レンズ位置が対称磁
気ダブレットの条件から実質的に外れてしまう。そこ
で、電子線側結像レンズ（７）をεだけ電子線源側にず
らし、ターゲット側結像レンズ（８）をε／Ｍだけター
ゲット側にずらすことにより、対称磁気ダブレットの条
件が実質的に満足され、歪が問題にならない程度に減少
する。
【００１６】
【実施例】以下、本発明による電子線縮小転写装置の一
実施例につき図１〜図４を参照して説明する。本例は対
称磁気ダブレットを用いた電子線縮小転写装置に本発明
を適用したものであり、図１において図５に対応する部
分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。図１
は本例の電子光学鏡筒の構成を示し、この図１におい
て、電子線透過マスク３から下方に順に、マスク側レン
ズ７、試料側レンズ８及びターゲット６を配置する。マ
スク側レンズ７及び試料側レンズ８により対称磁気ダブ
レットが構成されている。
実施例につき図１〜図４を参照して説明する。本例は対
称磁気ダブレットを用いた電子線縮小転写装置に本発明
を適用したものであり、図１において図５に対応する部
分には同一符号を付してその詳細説明を省略する。図１
は本例の電子光学鏡筒の構成を示し、この図１におい
て、電子線透過マスク３から下方に順に、マスク側レン
ズ７、試料側レンズ８及びターゲット６を配置する。マ
スク側レンズ７及び試料側レンズ８により対称磁気ダブ
レットが構成されている。
【００１７】この対称磁気ダブレットによる縮小率を１
／Ｍ、マスク側レンズ７の物側主平面７Ｈの対称磁気ダ
ブレットの成立条件から定まる位置をＨ１、試料側レン
ズ８の像側主平面８Ｈの対称磁気ダブレットの条件から
定まる位置をＨ２とする。本例では、前者の物側主平面
７Ｈを位置Ｈ１から電子銃１側にε（ε＞０）だけずら
し、後者の像側主平面８Ｈを位置Ｈ２からターゲット６
側にε／Ｍだけずらして配置する。また、試料側レンズ
８のマスク側（即ち、電子線源側）磁極８ａのボーア径
Ｄ４をターゲット側磁極８ｂのボーア径Ｄ５よりも小さ
く設定する。
／Ｍ、マスク側レンズ７の物側主平面７Ｈの対称磁気ダ
ブレットの成立条件から定まる位置をＨ１、試料側レン
ズ８の像側主平面８Ｈの対称磁気ダブレットの条件から
定まる位置をＨ２とする。本例では、前者の物側主平面
７Ｈを位置Ｈ１から電子銃１側にε（ε＞０）だけずら
し、後者の像側主平面８Ｈを位置Ｈ２からターゲット６
側にε／Ｍだけずらして配置する。また、試料側レンズ
８のマスク側（即ち、電子線源側）磁極８ａのボーア径
Ｄ４をターゲット側磁極８ｂのボーア径Ｄ５よりも小さ
く設定する。
【００１８】本例の動作を説明するに、電子線源として
の電子銃１から放出された電子線は、代表的な軌跡ＥＢ
に示されているように、コンデンサレンズ２により平行
なビームに変換されて電子線透過マスク３を照射する。
電子線透過マスク３を透過した電子線を、マスク側レン
ズ７により集束することによりクロスオーバを形成し、
このクロスオーバから発散する電子線を更に試料側レン
ズ８でターゲット６上に集束することにより、ターゲッ
ト６上に電子線透過マスク３のパターンが一括して縮小
転写される。電子線は電子線透過マスク３に対してほぼ
垂直に入射する。
の電子銃１から放出された電子線は、代表的な軌跡ＥＢ
に示されているように、コンデンサレンズ２により平行
なビームに変換されて電子線透過マスク３を照射する。
電子線透過マスク３を透過した電子線を、マスク側レン
ズ７により集束することによりクロスオーバを形成し、
このクロスオーバから発散する電子線を更に試料側レン
ズ８でターゲット６上に集束することにより、ターゲッ
ト６上に電子線透過マスク３のパターンが一括して縮小
転写される。電子線は電子線透過マスク３に対してほぼ
垂直に入射する。
【００１９】次に具体的な数値例について説明する。先
ず、電子線透過マスク３とターゲット６との間の距離を
２．４ｍとし、マスク側レンズ７の焦点距離ｆ１を１．
０ｍ、レンズギャップＳ３を１．５２ｍ、ボーア径Ｄ３
を３８ｃｍとした。従って、（レンズギャップＳ３）／
（焦点距離ｆ１）＝１．５２である。また、ボーア径Ｄ
３が３８ｃｍであるため、視野は少なくとも１０ｍｍ角
程度は確保できる。一方、試料側レンズ８のレンズギャ
ップＳ４は３０．４ｃｍ、ターゲット側磁極８ｂのボー
ア径Ｄ５は７．６ｃｍ、焦点距離ｆ２は２０ｃｍとし
た。従って、（レンズギャップＳ４）／（焦点距離ｆ
２）＝１．５２である。また、試料側レンズ８のマスク
側磁極８ａのボーア径Ｄ４は５．０ｃｍに設定し、ター
ゲット側磁極８ｂのボーア径Ｄ５よりも３５％程小さく
した。
ず、電子線透過マスク３とターゲット６との間の距離を
２．４ｍとし、マスク側レンズ７の焦点距離ｆ１を１．
０ｍ、レンズギャップＳ３を１．５２ｍ、ボーア径Ｄ３
を３８ｃｍとした。従って、（レンズギャップＳ３）／
（焦点距離ｆ１）＝１．５２である。また、ボーア径Ｄ
３が３８ｃｍであるため、視野は少なくとも１０ｍｍ角
程度は確保できる。一方、試料側レンズ８のレンズギャ
ップＳ４は３０．４ｃｍ、ターゲット側磁極８ｂのボー
ア径Ｄ５は７．６ｃｍ、焦点距離ｆ２は２０ｃｍとし
た。従って、（レンズギャップＳ４）／（焦点距離ｆ
２）＝１．５２である。また、試料側レンズ８のマスク
側磁極８ａのボーア径Ｄ４は５．０ｃｍに設定し、ター
ゲット側磁極８ｂのボーア径Ｄ５よりも３５％程小さく
した。
【００２０】また、対称磁気ダブレットの条件では、電
子線透過マスク３からマスク側レンズ７の物側主平面７
Ｈまでの距離は１．０ｍであるが、５．０ｃｍ（＝ε）
短くして９５ｃｍとした。更に、対称磁気ダブレットの
条件では、ターゲット６からターゲット側レンズ８の像
側主平面８Ｈまでの距離は２０ｃｍとすべきであるが、
１ｃｍ短くして１９ｃｍとした。本例の対称磁気ダブレ
ットの縮小率は１／５であり、１［ｃｍ］＝ε／Ｍが成
立している。
子線透過マスク３からマスク側レンズ７の物側主平面７
Ｈまでの距離は１．０ｍであるが、５．０ｃｍ（＝ε）
短くして９５ｃｍとした。更に、対称磁気ダブレットの
条件では、ターゲット６からターゲット側レンズ８の像
側主平面８Ｈまでの距離は２０ｃｍとすべきであるが、
１ｃｍ短くして１９ｃｍとした。本例の対称磁気ダブレ
ットの縮小率は１／５であり、１［ｃｍ］＝ε／Ｍが成
立している。
【００２１】図２を参照して、そのように物側主平面７
Ｈをεだけ電子銃１側にずらし、物側主平面８Ｈをター
ゲット６側にε／Ｍだけずらした場合の電子光学鏡筒の
軸（Ｚ軸）上の磁場分布の変化について考察する。図２
（ａ）は物側主平面７Ｈ及び８Ｈがそれぞれ対称磁気ダ
ブレットの条件から定まる位置Ｈ１及びＨ２に位置する
場合のＺ軸上の磁場Ｂの分布を示し、この図２（ａ）に
おいて、点線で示す曲線９及び１１はそれぞれマスク側
レンズ７及び試料側レンズ８が単独で存在する場合の磁
場分布である。しかしながら、図１に示すように、本例
ではマスク側レンズ７のターゲット側磁極７ｂと試料側
レンズ８のマスク側磁極８ａとが接近しているため、マ
スク側レンズ７の軸上磁場分布は図２の実線の曲線１０
で示すように試料側レンズ８の方向に延び、且つ傾斜が
急峻になる。更に、試料側レンズ８のマスク側磁極８ａ
のボーア径Ｄ４がターゲット側磁極８ｂのボーア径Ｄ５
よりも小さいことにも起因して、試料側レンズ８の軸上
磁場分布は図２の実線の曲線１２で示すようにマスク側
レンズ７の方向に延びると同時に傾斜が急峻になる。こ
れによって対称磁気ダブレットの条件が実質的に成立し
なくなる。
Ｈをεだけ電子銃１側にずらし、物側主平面８Ｈをター
ゲット６側にε／Ｍだけずらした場合の電子光学鏡筒の
軸（Ｚ軸）上の磁場分布の変化について考察する。図２
（ａ）は物側主平面７Ｈ及び８Ｈがそれぞれ対称磁気ダ
ブレットの条件から定まる位置Ｈ１及びＨ２に位置する
場合のＺ軸上の磁場Ｂの分布を示し、この図２（ａ）に
おいて、点線で示す曲線９及び１１はそれぞれマスク側
レンズ７及び試料側レンズ８が単独で存在する場合の磁
場分布である。しかしながら、図１に示すように、本例
ではマスク側レンズ７のターゲット側磁極７ｂと試料側
レンズ８のマスク側磁極８ａとが接近しているため、マ
スク側レンズ７の軸上磁場分布は図２の実線の曲線１０
で示すように試料側レンズ８の方向に延び、且つ傾斜が
急峻になる。更に、試料側レンズ８のマスク側磁極８ａ
のボーア径Ｄ４がターゲット側磁極８ｂのボーア径Ｄ５
よりも小さいことにも起因して、試料側レンズ８の軸上
磁場分布は図２の実線の曲線１２で示すようにマスク側
レンズ７の方向に延びると同時に傾斜が急峻になる。こ
れによって対称磁気ダブレットの条件が実質的に成立し
なくなる。
【００２２】これに対して、物側主平面７Ｈをεだけ電
子銃１側にずらし、物側主平面８Ｈをターゲット６側に
ε／Ｍだけずらした場合の軸上磁場Ｂの分布を図２
（ｂ）に示す。この場合には、マスク側レンズ７の磁場
分布及び試料側レンズ８の磁場分布は、それぞれ実線の
曲線１３及び１４で示すように実質的に対称磁気ダブレ
ットの条件を満たすようになり、歪が減少する。
子銃１側にずらし、物側主平面８Ｈをターゲット６側に
ε／Ｍだけずらした場合の軸上磁場Ｂの分布を図２
（ｂ）に示す。この場合には、マスク側レンズ７の磁場
分布及び試料側レンズ８の磁場分布は、それぞれ実線の
曲線１３及び１４で示すように実質的に対称磁気ダブレ
ットの条件を満たすようになり、歪が減少する。
【００２３】上記の構成における収差の計算結果を図３
及び図４に示す。この収差計算は、試料側レンズ８の電
流の値を図３及び図４の横軸に示した条件に設定し、マ
スク側レンズ７に流す電流を調整して合焦条件を求め、
各合焦条件で種々の収差係数を計算したものであり、収
差係数の計算結果を図３及び図４の縦軸に示す。
及び図４に示す。この収差計算は、試料側レンズ８の電
流の値を図３及び図４の横軸に示した条件に設定し、マ
スク側レンズ７に流す電流を調整して合焦条件を求め、
各合焦条件で種々の収差係数を計算したものであり、収
差係数の計算結果を図３及び図４の縦軸に示す。
【００２４】図３（ａ）は、試料側レンズ８のマスク側
磁極８ａのボーア径Ｄ４とターゲット側磁極８ｂのボー
ア径Ｄ５とを等しくして、レンズ位置を対称磁気ダブレ
ットの条件で定まる位置に設定した場合の収差係数を示
し、曲線１５Ａは歪曲、曲線１６Ａは倍率と回転の色収
差を示す。これに対して、図３（ｂ）は、試料側レンズ
８のマスク側磁極８ａのボーア径Ｄ４を５．０ｃｍに小
さくした場合の収差係数を示し、曲線１５Ｂは歪曲、曲
線１６Ｂは倍率と回転の色収差を示す。
磁極８ａのボーア径Ｄ４とターゲット側磁極８ｂのボー
ア径Ｄ５とを等しくして、レンズ位置を対称磁気ダブレ
ットの条件で定まる位置に設定した場合の収差係数を示
し、曲線１５Ａは歪曲、曲線１６Ａは倍率と回転の色収
差を示す。これに対して、図３（ｂ）は、試料側レンズ
８のマスク側磁極８ａのボーア径Ｄ４を５．０ｃｍに小
さくした場合の収差係数を示し、曲線１５Ｂは歪曲、曲
線１６Ｂは倍率と回転の色収差を示す。
【００２５】図４は更に試料側レンズ８の物側主平面８
Ｈの位置及びマスク側レンズ７の像側主平面７Ｈの位置
を図１の状態に調整した場合の収差係数を示す。図４に
おいて、曲線１７は非点収差、曲線１８は像面湾曲、曲
線１９及び２０はそれぞれコマ収差、曲線２１は球面収
差、曲線２２は軸上色収差、曲線２３は縮小倍率を示
し、曲線１５は歪曲、曲線１６は倍率と回転の色収差を
示す。歪曲については、図３（ａ）の曲線１５Ａと図３
（ｂ）の曲線１５Ｂとの比較より、試料側レンズ８のマ
スク側磁極８ａのボーア径Ｄ４を小さくした場合の方が
歪曲が約１／５に減少していることが分かる。また、図
４の曲線１５より、レンズ位置の調整により歪曲は更に
１／４程度に減少していることが分かる。図４の曲線１
７〜２２で表される収差についてはほとんど変化がなか
った。
Ｈの位置及びマスク側レンズ７の像側主平面７Ｈの位置
を図１の状態に調整した場合の収差係数を示す。図４に
おいて、曲線１７は非点収差、曲線１８は像面湾曲、曲
線１９及び２０はそれぞれコマ収差、曲線２１は球面収
差、曲線２２は軸上色収差、曲線２３は縮小倍率を示
し、曲線１５は歪曲、曲線１６は倍率と回転の色収差を
示す。歪曲については、図３（ａ）の曲線１５Ａと図３
（ｂ）の曲線１５Ｂとの比較より、試料側レンズ８のマ
スク側磁極８ａのボーア径Ｄ４を小さくした場合の方が
歪曲が約１／５に減少していることが分かる。また、図
４の曲線１５より、レンズ位置の調整により歪曲は更に
１／４程度に減少していることが分かる。図４の曲線１
７〜２２で表される収差についてはほとんど変化がなか
った。
【００２６】これらの結果より、本例によれば１０ｍｍ
角の視野で電子ビームのボケを０．１μｍ以下にして、
歪曲を０．０５μｍ以下にできることが計算上で示され
た。なお、本発明は上述実施例に限定されず本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論
である。
角の視野で電子ビームのボケを０．１μｍ以下にして、
歪曲を０．０５μｍ以下にできることが計算上で示され
た。なお、本発明は上述実施例に限定されず本発明の要
旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得ることは勿論
である。
【００２７】
【発明の効果】本発明の第１の電子線縮小転写装置によ
れば、２段の結像レンズのそれぞれのギャップに対する
焦点距離の比、即ちギャップ／焦点距離を１．５以上に
設定しているので、収差係数はかなり低いレベルまで小
さくなっている。従って、視野を大きくしても各種収差
が小さい利点がある。
れば、２段の結像レンズのそれぞれのギャップに対する
焦点距離の比、即ちギャップ／焦点距離を１．５以上に
設定しているので、収差係数はかなり低いレベルまで小
さくなっている。従って、視野を大きくしても各種収差
が小さい利点がある。
【００２８】また、第２の電子線縮小転写装置によれ
ば、ターゲット側の結像レンズの電子線源側のボーア径
がターゲット側のボーア径よりも小さいので、２段の結
像レンズ相互の磁場の干渉が小さくなり歪曲が小さくな
る。従って、視野を大きくしても歪曲が小さい利点があ
る。更に、２段の結像レンズの位置を対称磁気ダブレッ
トの条件からずらした場合には、磁場分布が実質的に対
称磁気ダブレットの条件に近づくので、より歪曲が小さ
くなる。
ば、ターゲット側の結像レンズの電子線源側のボーア径
がターゲット側のボーア径よりも小さいので、２段の結
像レンズ相互の磁場の干渉が小さくなり歪曲が小さくな
る。従って、視野を大きくしても歪曲が小さい利点があ
る。更に、２段の結像レンズの位置を対称磁気ダブレッ
トの条件からずらした場合には、磁場分布が実質的に対
称磁気ダブレットの条件に近づくので、より歪曲が小さ
くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子線縮小転写装置の一実施例の
電子光学鏡筒を示す縦断面の端面図である。
電子光学鏡筒を示す縦断面の端面図である。
【図２】（ａ）は対称磁気ダブレットの条件で定まる位
置に２段の結像レンズを配置した場合の磁場の分布を示
す線図、（ｂ）は対称磁気ダブレットの条件で定まる位
置から２段の結像レンズをずらして配置した場合の磁場
の分布を示す線図である。
置に２段の結像レンズを配置した場合の磁場の分布を示
す線図、（ｂ）は対称磁気ダブレットの条件で定まる位
置から２段の結像レンズをずらして配置した場合の磁場
の分布を示す線図である。
【図３】（ａ）は試料側レンズの２個のボーア径が等し
い場合の収差係数を示す線図、（ｂ）は試料側レンズの
マスク側磁極のボーア径を小さくした場合の収差係数を
示す線図である。
い場合の収差係数を示す線図、（ｂ）は試料側レンズの
マスク側磁極のボーア径を小さくした場合の収差係数を
示す線図である。
【図４】更に２段の結像レンズの位置をずらした場合の
収差係数を示す線図である。
収差係数を示す線図である。
【図５】従来の対称磁気ダブレットを用いた電子線縮小
転写装置の電子光学鏡筒を示す縦断面の端面図である。
転写装置の電子光学鏡筒を示す縦断面の端面図である。
１ 電子銃 ２ コンデンサレンズ ３ 電子線透過マスク ６ ターゲット ７ マスク側レンズ ８ 試料側レンズ
Claims (3)
- 【請求項１】 電子線源より放出された電子線を照射レ
ンズを介して電子線透過マスクに照射し、該電子線透過
マスクを透過した電子線を２段の結像レンズを介してタ
ーゲット上に導く電子線縮小転写装置において、 前記２段の結像レンズのそれぞれのギャップに対する焦
点距離の比の値を１．５以上にした事を特徴とする電子
線縮小転写装置。 - 【請求項２】 電子線源より放出された電子線を照射レ
ンズを介して電子線透過マスクに照射し、該電子線透過
マスクを透過した電子線を２段の結像レンズを介してタ
ーゲット上に導く電子線縮小転写装置において、 前記２段の結像レンズの内の前記ターゲット側の結像レ
ンズの前記電子線源側のボーア径を前記ターゲット側の
ボーア径より小さくした事を特徴とする電子線縮小転写
装置。 - 【請求項３】 前記２段の結像レンズの内の電子銃側結
像レンズの位置を、対称磁気ダブレット条件から決まる
位置よりも前記電子線源側へεだけずらし、 前記２段の結像レンズによる結像倍率をＭとした場合
に、前記２段の結像レンズの内のターゲット側結像レン
ズの位置を、対称磁気ダブレット条件から決まる位置よ
りも前記ターゲット側へほぼε／Ｍだけずらした事を特
徴とする請求項２記載の電子線縮小転写装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3348750A JPH05160012A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 電子線縮小転写装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3348750A JPH05160012A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 電子線縮小転写装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05160012A true JPH05160012A (ja) | 1993-06-25 |
Family
ID=18399118
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3348750A Pending JPH05160012A (ja) | 1991-12-04 | 1991-12-04 | 電子線縮小転写装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05160012A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5689117A (en) * | 1994-11-22 | 1997-11-18 | Nikon Corporation | Apparatus for image transfer with charged particle beam, and deflector and mask used with such apparatus |
| US5770863A (en) * | 1995-10-24 | 1998-06-23 | Nikon Corporation | Charged particle beam projection apparatus |
| US6171736B1 (en) | 1997-07-23 | 2001-01-09 | Nikon Corporation | Projection-microlithography alignment method utilizing mask with separate mask substrates |
| US6204509B1 (en) | 1997-11-11 | 2001-03-20 | Nikon Corporation | Projection-microlithography apparatus, masks, and related methods incorporating reticle-distortion measurement and correction |
| US6525324B1 (en) | 1997-12-03 | 2003-02-25 | Nikon Corporation | Charged-particle-beam projection optical system |
| US7462428B2 (en) | 2001-11-12 | 2008-12-09 | Sony Corporation | Complementary masks and method of fabrication of same, exposure method, and semiconductor device and method of production of same |
-
1991
- 1991-12-04 JP JP3348750A patent/JPH05160012A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5689117A (en) * | 1994-11-22 | 1997-11-18 | Nikon Corporation | Apparatus for image transfer with charged particle beam, and deflector and mask used with such apparatus |
| US5770863A (en) * | 1995-10-24 | 1998-06-23 | Nikon Corporation | Charged particle beam projection apparatus |
| US6171736B1 (en) | 1997-07-23 | 2001-01-09 | Nikon Corporation | Projection-microlithography alignment method utilizing mask with separate mask substrates |
| US6180289B1 (en) | 1997-07-23 | 2001-01-30 | Nikon Corporation | Projection-microlithography mask with separate mask substrates |
| US6204509B1 (en) | 1997-11-11 | 2001-03-20 | Nikon Corporation | Projection-microlithography apparatus, masks, and related methods incorporating reticle-distortion measurement and correction |
| US6525324B1 (en) | 1997-12-03 | 2003-02-25 | Nikon Corporation | Charged-particle-beam projection optical system |
| US7462428B2 (en) | 2001-11-12 | 2008-12-09 | Sony Corporation | Complementary masks and method of fabrication of same, exposure method, and semiconductor device and method of production of same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010523 |