JPH06338445A

JPH06338445A - 電子ビーム描画装置

Info

Publication number: JPH06338445A
Application number: JP5128738A
Authority: JP
Inventors: Hiroya Ota; 洋也太田; Takashi Matsuzaka; 尚松坂; Eiji Takeda; 英次武田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1993-05-31
Filing date: 1993-05-31
Publication date: 1994-12-06
Anticipated expiration: 2017-05-13
Also published as: JP3280466B2

Abstract

(57)【要約】【目的】図形形状をしたアパーチャや２次元に配列さ
れた電子源の像を一括照射する電子ビーム描画装置にお
いて、大面積の電子ビームにより、高スループットで、
かつ、高精度に描画を行うことのできる装置を実現す
る。【構成】図形形状の開口部を有するアパーチャ１３の
像を、第１および第２の投影レンズ３、４により縮小投
影し、さらに、対物レンズ５、偏向器６、７により試料
８上に照射する電子ビーム描画装置において、上記投影
レンズ系を、第１投影レンズ３の後方焦点の位置と第２
投影レンズ４の前方焦点の位置とが一致するように配置
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子などの製造
に用いられる電子ビーム描画装置に係り、特に、アパー
チャの像や２次元に配列された電子源の像を試料上に照
射する一括図形照射方式の電子ビーム描画装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子の図形転写のために、かつ
て、例えば、ジャーナルオブバキュームサイエン
ステクノロジー（J.Vac.Sci.Technol.）、１２巻（１
９７５年）、１１３５頁に記載されているように、光学
式の縮小投影露光装置と同じ原理の電子線縮小転写装置
があった。この場合、大面積のマスク像を歪み少なく縮
小転写するために、対称磁気ダブレットレンズが用いら
れていた。

【０００３】一方、点状の電子ビームを電場や磁場を用
いて偏向する、いわゆる電子ビーム描画装置では、スル
ープット向上のために、電子ビームを２枚のアパーチャ
の重なりから矩形に成形して描画を行う可変成形ビーム
方式が開発された。さらに最近は、あらかじめ種々の図
形の形状に開口したアパーチャを用いて、その形状をそ
のまま照射して描画を行う一括図形照射方式も実用化さ
れてきている。

【０００４】図１１は、従来技術による一括図形照射方
式電子ビーム描画装置の電子光学系の構成を示した図で
ある。

【０００５】図１１において、電子源１から放射された
電子ビーム２は第１アパーチャ９を通り、第１成形レン
ズ１０、第２成形レンズ１２によって第２アパーチャ１
３上に結像される。第２アパーチャ１３上に設けられた
開口部の像は投影レンズ３で縮小投影され、さらに対物
レンズ５によって試料８上に照射され描画が行われる。
試料８上で電子ビームは、偏向器６と偏向器７とによっ
て偏向され位置決めされる。ここでは、投影レンズ３が
１段であるが、第２アパーチャ１３と対物レンズ５の物
点の間の距離を変えずに投影倍率を変えるために、２つ
の投影レンズを用いる場合もある。

【０００６】ところで、一般に、これらの方式では、ア
パーチャの開口が大きいほどアパーチャの加工が容易で
あるため、試料８上での電子ビームのサイズに対して、
通常、２０倍から１００倍程度の大きさの第２アパーチ
ャ１３が用いられている。そして、このアパーチャ１３
の像は、試料８上で４〜５μｍの大きさに縮小されてい
た。したがって、これまでは、ビームサイズがそれ程大
きくはなかったので、縮小投影レンズ３で発生するぼけ
や歪みは、ビームを偏向する際に生じるぼけや歪みに対
して、無視できる程度に小さかった。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
子ビーム描画装置においては、最近はスループットの向
上が増々強く要求されるようになり、電子ビームの大面
積化が必須の条件になりつつある。このため、アパーチ
ャの像を縮小投影する段階での収差が問題になってきて
いる。この電子ビームの大面積化で問題となる収差は、
像面湾曲や像歪みである。このように縮小投影段階で像
面にぼけや歪みが生じていると、それ以下の電子光学系
でこれらのぼけや歪みを補正することができず、そのま
ま対物レンズおよび偏向器により試料上に照射され、正
確な描画が行えなくなる。

【０００８】一方、上記のような像面湾曲や像歪みは電
子ビームを偏向器で偏向するときにも発生するが、偏向
による歪みや焦点ずれは、偏向距離に応じて補正するこ
とが可能である。また、電子ビームによる像の大きさが
従来のように偏向距離に比べて十分に小さい場合には、
像の両端における偏向距離の差で生じる歪みや焦点ずれ
の差異の問題も無視できた。しかし、電子ビームの大面
積化により、例えば、ビームサイズが試料上で１００μ
ｍ程度にまで大きくなると、像の両端での偏向距離の差
によって生じる歪みや焦点ずれの量の差異が無視できな
くなり、かつ、これらを補正することも不可能になる。
このため、これらのぼけや歪みの量を、描画の解像度か
ら決まる許容値の範囲内に収める必要があり、低収差対
物偏向系が必要になる。さらにこれらの要因に加えて、
像の回転や偏向による焦点ずれも、正確な描画を行うた
めの障害となる。

【０００９】本発明はこれらの課題を解決するためにな
されたもので、大面積化したアパーチャの像や２次元に
配列された電子源の像を広範囲の倍率で、かつ、試料上
に歪みやぼけを小さくした状態で照射し、高スループッ
トで高精度の描画を可能にする電子ビーム描画装置を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明においては、描画図形に対応するアパーチャ
の像や、２次元に配列された電子源の像を第１と第２の
投影レンズで縮小投影し、さらに対物レンズと偏向器と
により試料上に照射し描画を行う。このとき、第１投影
レンズの後方焦点の位置と第２投影レンズの前方焦点の
位置とが一致するように第１と第２の投影レンズを配置
し、第１投影レンズの後方焦点距離と第２投影レンズの
前方焦点距離との比を変えることにより、第１と第２の
投影レンズの総合倍率を変化させる。

【００１１】ここで、上記第１と第２の投影レンズの総
合倍率をＭｐ、対物レンズの倍率をＭｏとしたとき、そ
れらの倍率がＭｐ≦Ｍｏ、あるいはＭｏ≧１の条件にお
いて、電子光学系全体の倍率Ｍ＝Ｍｐ×Ｍｏを決定す
る。また、Ｍｐを極めて小さくするためには、第１と第
２の投影レンズの組み合わせを、複数段用いることもで
きる。

【００１２】一方、対物レンズ部においては、電子ビー
ムの偏向器を対物レンズの内部、または前段に設け、あ
るいは、対物レンズを２段のレンズで構成する。

【００１３】さらに、第１と第２の投影レンズ部、ある
いは対物レンズ部に回転補正レンズを設け、また、対物
レンズ部、あるいは投影レンズ部に焦点補正器を設け
る。

【００１４】

【作用】上記の電子ビーム描画装置においては、アパー
チャの像または電子源の像を縮小投影する投影レンズ
に、第１と第２の２段のレンズが用いられており、か
つ、第１投影レンズの後方焦点と第２投影レンズの前方
焦点とが位置的に一致するように配置されている。した
がって、第１投影レンズの後方焦点距離をｍｆ、第２投
影レンズの前方焦点距離をｆとすると、同一光軸上で２
つのレンズ間の距離はｍｆ＋ｆとなる。この条件では、
光軸に平行に第１投影レンズに入射した電子ビームは、
レンズ作用により第１投影レンズの後方焦点位置に集束
される。そして、その点は次の第２投影レンズの前方焦
点位置でもあるため、第２投影レンズを通過した後、電
子ビームは再び光軸に対して平行なビームになる。この
状態で、物面と像面を適当に選んで結像させると、この
投影レンズ系の総合倍率は１／ｍとなり、ｍの値だけで
決まる。このようなレンズ系は一般に対称磁気ダブレッ
トレンズと呼ばれ、広い視野にわたって低収差での結像
が可能である。例えば、前述の電子線縮小転写装置にお
いて、大面積マスク像の縮小転写に用いられていた。し
たがって、このレンズ系を、本発明のように、通常の偏
向器を有する電子ビーム描画装置に用いることにより、
大面積の電子ビームにより高精度な描画が実現できるこ
とになる。

【００１５】このような電子ビーム描画装置の光学系で
は、試料上での電子ビームの大きさは投影レンズ系と対
物レンズ系との総合倍率で決まる。しかし、偏向器を有
する対物レンズ系では、対物レンズの倍率が小さくなる
と、偏向器による電子ビームの偏向角をより大きくする
必要があるため、偏向収差が、かえって増大してしま
う。したがって、対物レンズの倍率は、偏向器の偏向特
性によって制限されることが多い。このため、投影レン
ズには、幅広い範囲で倍率が可変であり、かつ、その広
範囲の倍率において低収差が求められている。これに対
して、本発明における投影レンズ系の構成では、第１と
第２の投影レンズの焦点距離の比を変えることで倍率を
変化させることが可能であり、かつ、それに伴なう収差
の変動も小さい。

【００１６】一方、対物レンズと偏向器とよりなる対物
偏向系では、収差、特に像面湾曲の影響を小さくするた
めに、電子ビームを試料面に対して垂直に入射させる必
要がある。そのためには、偏向により生じた角度を、そ
の後段に偏向器を配置して振り戻すこと、または、対物
レンズを複数段設けて、レンズ作用によって振り戻すこ
とが必要である。したがって、複数の偏向器、または複
数のレンズを有する対物偏向系を用いることで、電子ビ
ームを試料面に垂直入射させ、低収差化することが可能
になる。

【００１７】また、大面積の電子ビームを用いる場合、
像面の僅かな回転もビーム周辺部での継ぎ誤差を発生さ
せるため、電子ビームの精細な回転補正が必要となる。
このため、焦点距離が長く、全体の結像に与える影響の
小さい回転補正レンズを、投影レンズ部、あるいは対物
レンズ部に付加することによって、精細な像の回転補正
を行う。また、電子ビームの偏向による焦点ずれの発生
は、対物レンズ内、または投影レンズ内に焦点補正器を
設けることで補正を行う。

【００１８】

【実施例】

（実施例１）図１は、本発明に係る電子ビーム描画装置
の第１の実施例の電子光学系の構成を示した図である。

【００１９】まず、電子源１から放射された電子ビーム
２は第１アパーチャ９を通り、第１成形レンズ１０、第
２成形レンズ１２によって第２アパーチャ１３上に結像
される。次に、第２アパーチャ１３上に設けられた開口
部の像は、第１投影レンズ３と第２投影レンズ４とで縮
小投影され、さらに、対物レンズ５によって試料８上に
照射され、偏向器６、７によって偏向位置決めされて描
画が行われる。このとき、第１と第２の投影レンズ３、
４は、第１投影レンズ３の後方焦点の位置と第２投影レ
ンズ４の前方焦点の位置とが一致するように配置されて
いる。

【００２０】ここで、第１アパーチャ９と第２アパーチ
ャ１３とに矩形の開口部を設け、偏向器１１によって両
者の重なりの度合いを変化させれば、可変成形ビーム方
式になる。また、第２アパーチャ１３に種々の形状の複
数の開口部を設け、第１アパーチャ９の像を偏向器１１
によって偏向して第２アパーチャ１３上の特定の開口部
を選択照射すれば、いわゆる一括図形照射方式の描画と
なる。

【００２１】一方、一般に、アパーチャの厚さは電子ビ
ームの阻止能力で決定されるので、開口部の面積が大き
い方が精度良く加工でき、また、アパーチャ壁面におけ
る電子の散乱の影響も小さくなる。したがって、面積の
広い電子ビームをより強く縮小して投影する方が、精度
の高い描画を行うことができる。また、上記の一括図形
照射方式は電子ビーム描画のスループットを向上させる
ために開発されたものであるが、最近は、さらにスルー
プットを向上させるために、１つの電子ビームの中によ
り多くのパターン形状を含むように、アパーチャ開口部
の大面積化が要求されている。

【００２２】このように、精度とスループットを同時に
向上させるためには大面積のアパーチャ開口部の像を縮
小投影することが必要となり、従来の面積の小さい電子
ビームでは問題にならなかった投影レンズ系のぼけや歪
みの問題が、にわかにクローズアップされるようになっ
てきた。このため、本実施例では、第１と第２の投影レ
ンズ３、４を両者の焦点位置が一致する配置とし、いわ
ゆる対称磁気ダブレットレンズ方式として、投影レンズ
系でのぼけや歪みの発生を低減させている。このレンズ
系では特に、像の歪みと像面湾曲とが単一レンズで結像
する場合よりも可成り小さくなっている。

【００２３】ここで、図２（ａ）に、第１と第２の投影
レンズの位置関係と結像状態とを示した。まず、第１投
影レンズ２１の焦点距離をｍｆ、第２投影レンズ２２の
焦点距離をｆとしたととき、これらのレンズ２１、２２
は、光軸２３を共有して相互のレンズ間の距離がｍｆ＋
ｆとなるように配置されている。そして、第１投影レン
ズ２１に光軸に平行に入射した電子ビームは、レンズ作
用により軌道が曲げられ、焦点Ｆを通過する。ところ
で、点Ｆは第２投影レンズ２２の焦点でもあるので、そ
の後、第２投影レンズ２２により、電子ビームは再び光
軸２３に平行に出射する。ここで入射瞳２４を焦点Ｆ上
に設置することにより、電子ビームの開き角を制限する
ことができる。

【００２４】次に、このような状態で、物面上のある１
点から出た電子ビームが結像するように像面を選べば、
物面の像を広く、像面に転写することができる。このと
きの転写倍率は１／ｍとなり、物面、像面の位置には関
係なく、ｍの値だけで決まる。

【００２５】また、図２（ｂ）は、この投影レンズ系を
多段に用いた例である。ここで第１投影レンズ２５の焦
点距離をｍ３ｆ、第２投影レンズ２６の焦点距離をｍ２
ｆ、第３投影レンズ２７の焦点距離をｍ１ｆ、第４投影
レンズ２８の焦点距離をｆとしたとき、第１投影レンズ
２５と第２投影レンズ２６との間の距離が（ｍ３＋ｍ
２）ｆ、第３投影レンズ２７と第４投影レンズ２８との
間の距離が（ｍ１＋１）ｆとなるように、これらのレン
ズを光軸２９上に配置する。このときの投影レンズ系全
体の倍率は、ｍ２／（ｍ１×ｍ３）となる。このように
投影レンズ系を複数段に重ねることにより、レンズ系全
体の倍率を大幅に変化させることができる。ただし、こ
の場合でも、倍率は各レンズの焦点距離の比だけで決ま
る。

【００２６】（実施例２）図３は、本発明に係る第２の
実施例を示した図である。

【００２７】２次元に配列された電子源１６から放射さ
れた電子ビーム２は、第１投影レンズ３と第２投影レン
ズ４とで縮小投影され、対物レンズ５によって試料面８
上に照射され、偏向器６、７によって偏向位置決めさ
れ、描画が行われる。本実施例では第１の実施例の第２
アパーチャの像の代わりに、描画すべきパターンの形状
を持った２次元の電子源１６が用いられ、任意形状で大
面積の電子ビーム２により、高スループットの描画が実
現する。

【００２８】ここで上記の電子源１６は、多数の電子源
を格子状に並べて、任意形状にオン・オフすることによ
って、任意形状の電子ビームを放射し、描画が行われ
る。ところで、２次元に配列された電子源としては、例
えば、光を電子に変換する材料を用いて正面または背面
から任意形状の光を照射して電子を発生させるもの、微
小な電界放出チップを２次元に配列したもの、半導体の
ＰＮ接合を用いたもの、絶縁物を金属膜で挾んだもの、
などがある。いずれの場合にも、描画すべきパターンに
応じた電気信号や光信号により電子放出を制御して、電
子源１６から放出された特定の図形形状の電子ビーム２
を像として用いる。このような２次元に配列された電子
源１６は容易に大面積化することが可能であり、この像
をぼけや歪みなしに縮小投影して描画を行うためには、
実施例１において述べた本発明に係る電子光学系を用い
ることが必須条件となる。

【００２９】ところで、通常、２つの電子レンズにおい
て焦点距離の比を定める場合には、図４（ａ）に示すよ
うに、各投影レンズ３１、３２において、幾何学的にレ
ンズのギャップＳや径Ｄを比例させ、励磁を一定にする
ことで行う。しかし、２つのレンズがつくる磁場分布が
互いに干渉しない程度に離れていれば、それぞれのレン
ズの励磁を制御することによって焦点距離を変化させて
も同等の効果が得られる。例えば、図４（ｂ）に示すよ
うに、２つの同じ形状のレンズ３３、３４を用いて励磁
比を制御してもよい。レンズの形状は、図４に示したも
のは一例であり、これ以外の形状でも同等の効果を得る
ことができる。

【００３０】図５は電子レンズの焦点距離と励磁の関係
を示した例である。それぞれのレンズについてあらかじ
めこの関係を得ておけば、励磁電流を変化させることに
よって焦点距離を制御することができる。投影レンズ間
の距離を必要な倍率で分割して、それぞれの焦点距離に
なるように励磁を制御すれば、倍率可変な投影レンズ系
が実現できる。

【００３１】本発明のような電子ビーム描画装置では、
電子光学系全体の倍率は、ビームの解像度、偏向収差、
偏向距離、偏向回路、スループット、アパーチャの加工
精度などの要素から総合的に決定される。しかし、偏向
器を有する対物レンズ系は、対物レンズの倍率が小さく
なると偏向収差が増加し、偏向感度も悪化する傾向があ
るので、対物レンズの倍率は偏向特性と偏向距離とによ
って制限されることが多い。したがって、電子光学系全
体の倍率Ｍを、対物レンズ系の倍率Ｍｏと投影レンズ系
の倍率Ｍｐとで分配するときには、全体の倍率のほとん
どを投影レンズ系に割り当て、Ｍｐ≦ＭｏでＭ＝Ｍｐ×
Ｍｏを実現することが収差の点で望ましい。また、偏向
距離を大きくして、さらに高スループットを実現する場
合には、対物レンズ系の倍率Ｍｏを１より大きい拡大系
にして用いる。このとき、電子光学系全体の倍率は上記
のようにその他の多くの要因で決まるので、投影レンズ
系の倍率ＭｐはＭｐ≦Ｍが必要となる。その際も、本発
明に係る投影レンズ系を用いると、幅広い倍率で低収差
が実現できる。

【００３２】（実施例３）図６は本発明に係る第３の実
施例を示した図である。

【００３３】第２アパーチャ１３の像を投影する際に、
投影レンズ３、４を用いて倍率を変更した場合や、対物
レンズ５の条件を変化させると、試料８上で像の回転が
起きる。可変成形方式、一括図形転写方式、２次元に配
列された電子源像、すべての場合において、像の回転は
試料８上におけるパターンの接続不良の原因となる。特
に、大面積の像では同じ回転角に対して像の端でのずれ
量が大きくなる。この回転を補正するには、アパーチャ
９、１３、または、図３の２次元に配列された電子源１
６を機械的に回転させることで可能である。しかし、微
妙な調整を要する場合が多いので、焦点距離が長く、電
子光学系全体の結像に与える影響の少ない回転補正レン
ズを設けて補正をするのが有効である。回転補正レンズ
の位置は、転写すべき像が形成された以降ならばどこで
もよい。例えば、図６において、２つの投影レンズの間
に回転補正レンズ１４を配置してもよいし、図６中に点
線で示したように、対物レンズ５の近傍に配置してもよ
い。

【００３４】（実施例４）ここでは、本発明に係る第４
の実施例として、図７、８、９に示すように、対物レン
ズと偏向器とよりなる対物偏向系の低収差化のための構
成について述べる。

【００３５】一般に、試料８上に照射される電子ビーム
は、偏向器による偏向作用によって像面湾曲が生じ、像
にぼけが生じる。この像面湾曲の影響を小さくするため
には、試料８に垂直に電子ビームを入射させる必要があ
る。そのためには、図１の実施例１のように偏向器６、
７を対物レンズ５内に配置する方法が一つの例である。
しかし、必要な偏向距離や収差量によっては、図７に示
すように、偏向器６、７を対物レンズ５の前段に配置し
てもよい。これは、偏向器６、７で偏向した電子ビーム
を、対物レンズ５のレンズ作用で集束して振り戻す機能
を持たせるためである。

【００３６】図８に示した例は、対物レンズを対物レン
ズ５ａ、５ｂのように複数段用いたものである。対物レ
ンズを複数段にすると、それぞれの励磁を制御すること
で、対物レンズの集束作用と、試料８に垂直に電子ビー
ムを入射させることを、同時に実現することが容易にな
る。

【００３７】図９に示した例は、多段の偏向器を用いた
ものである。複数の偏向器６、７で振り戻し効果を持た
せる場合に、偏向器６、７の段数を多くして、各偏向器
の偏向量を最適化することによって、収差が小さく試料
に垂直に電子ビームを入射させることが可能となる。

【００３８】なお、偏向器６、７の数や配置、および対
物レンズ５の数や配置は、偏向収差が小さく、かつ、電
子ビームが試料８に垂直に入射するような最適条件であ
れば、必ずしも図７、８、９に示したものに限るもので
はない。

【００３９】（実施例５）図１０は、本発明に係る第５
の実施例を示した図である。

【００４０】電子ビームを偏向器６、７によって偏向す
ると、偏向距離に応じて結像の焦点が変化し、試料８上
で像のぼけとして現われる。この焦点の変化を補正する
ためには、対物レンズ５の磁場をわずかに変化させれば
よい。しかし、対物レンズ５に比べて励磁の小さいレン
ズである焦点補正器１５を対物レンズ５の磁場中に配置
することによって、焦点の補正を高速に行うことができ
る。また、この焦点補正器の設置場所はレンズの磁場の
中ならばどこでもよく、図１０中の印の位置に配置し
てもよい。

【００４１】同等の効果は、電場を用いた静電レンズ型
でも得ることができる。電場により電子ビームのエネル
ギーをわずかに変え、磁場レンズによる集束力を変えて
も結像の焦点が変化する。磁場を変化させる場合も、電
場を変化させる場合も焦点補正器はレンズ磁場内に配置
することが重要で、レンズ磁場外に配置すると著しく感
度が低下する。

【００４２】以上に述べたような投影レンズ系と対物偏
向系を組み合わせて用いることによって、アパーチャの
像または２次元に配列された電子源の像を、ぼけや歪を
少なく、高精度に描画することが可能となる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子
ビーム描画装置では、図形形状のアパーチャの像、また
は２次元に配列された電子源の像を、対称磁気ダブレッ
トレンズ方式の投影レンズ系を用いて縮小投影し、さら
に低収差化した対物偏向系により試料面上に偏向照射す
ることにより、大面積電子ビームによる一括図形照射方
式の電子ビーム描画を、高スループット、かつ、高精度
に行うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電子ビーム描画装置、実施例１の
電子光学系の構成図である。

【図２】本発明に係る投影レンズ系の構成と結像を示し
た図である。

【図３】２次元に配列された電子源の像を投影する実施
例２における電子光学系の構成図である。

【図４】投影レンズ系における電子レンズの形状を示し
た図である。

【図５】電子レンズの励磁と焦点距離との関係を示した
図である。

【図６】本発明に係る第３の実施例を示す電子光学系の
構成図である。

【図７】本発明に係る第４の実施例の構成図（その１）
である。

【図８】本発明に係る第４の実施例の構成図（その２）
である。

【図９】本発明に係る第４の実施例の構成図（その３）
である。

【図１０】本発明に係る第５の実施例の電子光学系の構
成図である。

【図１１】従来技術における電子ビーム描画装置の電子
光学系の構成図である。

【符号の説明】

１…電子源２…電子ビーム３…第１投影レンズ４…第２投影レンズ５…対物レンズ６、７、１１…偏向器８…試料９…第１アパーチャ１０…第１成形レンズ１２…第２成形レンズ１３…第２アパーチャ１４…回転補正レンズ１５…焦点補正器１６…２次元に配列さ
れた電子源２１、２５…第１投影レンズ２２、２６…第２投影
レンズ２３、２９…光軸２４…入射瞳２７…第３投影レンズ２８…第４投影レンズ３１、３３…第１投影レンズ３２、３４…第２投影
レンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０１Ｊ 37/141 Ｚ 37/305 9172−5Ｅ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子ビームを発生する電子源と、電子ビー
ムを任意の形状に成形する１つ以上のアパーチャと、上
記任意形状のアパーチャの像を縮小投影する第１と第２
の投影レンズと、投影された像を試料上に照射する１つ
以上の対物レンズと、電子ビームを上記試料上に偏向し
て描画する１つ以上の偏向器とを具備する電子ビーム描
画装置において、上記第１投影レンズの後方焦点の位置
と上記第２投影レンズの前方焦点の位置とが一致するよ
うに上記第１と第２の投影レンズを配置したことを特徴
とする電子ビーム描画装置。
【請求項２】２次元に配列され任意形状に電子ビームを
発生することのできる電子源と、上記任意形状に電子ビ
ームを発生した電子源の像を縮小投影する第１と第２の
投影レンズと、投影された像を試料上に照射する１つ以
上の対物レンズと、電子ビームを上記試料上に偏向して
描画する１つ以上の偏向器とを具備する電子ビーム描画
装置において、上記第１投影レンズの後方焦点の位置と
上記第２投影レンズの前方焦点の位置とが一致するよう
に上記第１と第２の投影レンズを配置したことを特徴と
する電子ビーム描画装置。
【請求項３】上記第１投影レンズの後方焦点距離と上記
第２投影レンズの前方焦点距離との比を変化させること
によって、上記第１と第２の投影レンズの総合倍率を変
化させることを特徴とする請求項１または２に記載の電
子ビーム描画装置。
【請求項４】電子光学系全体の倍率をＭ、上記第１と第
２の投影レンズの総合倍率をＭｐ、上記対物レンズの倍
率をＭｏとするとき、Ｍｐ≦Ｍｏの条件において全体の
倍率Ｍ＝Ｍｐ×Ｍｏを決定することを特徴とする請求項
１、２または３に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項５】上記電子光学系全体の倍率Ｍを、Ｍｐ≦Ｍ
およびＭｏ≧１の条件において決定することを特徴とす
る請求項１、２または３に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項６】上記第１と第２の投影レンズの組み合わせ
を複数段用いて電子ビームを縮小投影することを特徴と
する請求項１、２、３、４または５に記載の電子ビーム
描画装置。
【請求項７】上記偏向器を上記対物レンズの前段に配置
したことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または
６に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項８】上記偏向器を上記対物レンズの中に配置し
たことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６
に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項９】上記対物レンズを２段のレンズで構成した
ことを特徴とする請求項１、２、３、４、５または６に
記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１０】上記第１と第２の投影レンズ部に回転補
正レンズを設けたことを特徴とする請求項１から９まで
のいずれかの項に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１１】上記対物レンズ部に回転補正レンズを設
けたことを特徴とする請求項１から９までのいずれかの
項に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項１２】上記対物レンズ部あるいは上記投影レン
ズ部に焦点補正器を設けたことを特徴とする請求項１か
ら１１までのいずれかの項に記載の電子ビーム描画装
置。