JPH09260280A - 帯電粒子ビームリソグラフィ方法とその装置 - Google Patents
帯電粒子ビームリソグラフィ方法とその装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 帯電粒子ビームの方向と倍率を制御するため
に、複数のソレノイドコイルを用いた装置、さらに帯電
粒子ビームによるリソグラフィシステムに用いることの
できる装置を提供する。 【解決手段】 帯電粒子ビームリソグラフィシステムに
用いられる本発明の装置においては、ソレノイドコイル
組立体６０を用いて、帯電粒子ビームを変動させてい
る。コイル組立体６０は、複数のコイル６２，６５を用
いて粒子ビームに所望の変動を引き起こし、コイル組立
体６０の特定のコイルの磁場により導入された望ましく
ない影響をビーム１５から取り除く。
に、複数のソレノイドコイルを用いた装置、さらに帯電
粒子ビームによるリソグラフィシステムに用いることの
できる装置を提供する。 【解決手段】 帯電粒子ビームリソグラフィシステムに
用いられる本発明の装置においては、ソレノイドコイル
組立体６０を用いて、帯電粒子ビームを変動させてい
る。コイル組立体６０は、複数のコイル６２，６５を用
いて粒子ビームに所望の変動を引き起こし、コイル組立
体６０の特定のコイルの磁場により導入された望ましく
ない影響をビーム１５から取り除く。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、パターンを直接基
板（例えばエネルギ感受性材料をコーティングした半導
体ウェハ）上に描画する帯電粒子ビームを利用するシス
テムに関する。
板（例えばエネルギ感受性材料をコーティングした半導
体ウェハ）上に描画する帯電粒子ビームを利用するシス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】パターンを基板上に描画する帯電粒子ビ
ームを使用するプロセスにおいては、基板の方向に対す
る粒子の方向は、所望のパターンを基板上に描画するた
めだけでなくパターンの各ポイントを、描画中のパター
ンの他の点に対し、また、既に基板に書き込まれた既存
のパターンに対し、適切に配向するために重要である。
通常整合マークが基板上に形成され、この整合マークを
参照してビームの方向を変えパターンを描画している。
基板はビームに対し、基板の位置を調整できるような移
動可能なステージ上に配置される。基板上の整合マーク
を検出し基板を搭載した機械的ステージを移動させるこ
とにより、ビームが基板の所望の点に入射するようにし
ている。
ームを使用するプロセスにおいては、基板の方向に対す
る粒子の方向は、所望のパターンを基板上に描画するた
めだけでなくパターンの各ポイントを、描画中のパター
ンの他の点に対し、また、既に基板に書き込まれた既存
のパターンに対し、適切に配向するために重要である。
通常整合マークが基板上に形成され、この整合マークを
参照してビームの方向を変えパターンを描画している。
基板はビームに対し、基板の位置を調整できるような移
動可能なステージ上に配置される。基板上の整合マーク
を検出し基板を搭載した機械的ステージを移動させるこ
とにより、ビームが基板の所望の点に入射するようにし
ている。
【０００３】米国特許第５，３１１，０２６号に記載さ
れた図１においては、ウェハ１１の方向性切り欠き２１
をステージの方向に対し回転させる。そしてこのステー
ジの方向は、矢印ｘとｙで表され、通常ウェハは、帯電
粒子ビームにより搬送される画像に対し、チップ２４と
して示されているパターンの配置を適切に整合するよう
ウェハを回転する。通常このウェハの回転は、ウェハが
搭載される機械的ステージを回転することにより行う。
このウェハの位置は、マスク上の点２２と２３の接続方
向を検出し、方向性マークに対し、適切なビームの位置
を得るように基板を回転して必要な調整を行う。前掲の
特許では、機械的ステージはウェハの移動（即ち、ｘ，
ｙ方向）用にのみ用い、そしてレンズあるいはコイルは
ウェハに対し粒子ビームを回転するために用いることを
提案している。さらに前掲の特許は、シャープな粒子ビ
ームそのものを回転するのが良いとしている。その理由
は、仮りに方向性切り欠き２１が機械的ステージの移動
方向に対し角度θだけ回転した場合には、図２に示すよ
うにビームにより描画されるラインは、段階的になる傾
向があるからである。前掲の特許に開示したように、こ
の角度θは図２に示した段階的なパターンによるリソグ
ラフの悪影響を回避するために、１ミリラジアン以下で
なければならない。
れた図１においては、ウェハ１１の方向性切り欠き２１
をステージの方向に対し回転させる。そしてこのステー
ジの方向は、矢印ｘとｙで表され、通常ウェハは、帯電
粒子ビームにより搬送される画像に対し、チップ２４と
して示されているパターンの配置を適切に整合するよう
ウェハを回転する。通常このウェハの回転は、ウェハが
搭載される機械的ステージを回転することにより行う。
このウェハの位置は、マスク上の点２２と２３の接続方
向を検出し、方向性マークに対し、適切なビームの位置
を得るように基板を回転して必要な調整を行う。前掲の
特許では、機械的ステージはウェハの移動（即ち、ｘ，
ｙ方向）用にのみ用い、そしてレンズあるいはコイルは
ウェハに対し粒子ビームを回転するために用いることを
提案している。さらに前掲の特許は、シャープな粒子ビ
ームそのものを回転するのが良いとしている。その理由
は、仮りに方向性切り欠き２１が機械的ステージの移動
方向に対し角度θだけ回転した場合には、図２に示すよ
うにビームにより描画されるラインは、段階的になる傾
向があるからである。前掲の特許に開示したように、こ
の角度θは図２に示した段階的なパターンによるリソグ
ラフの悪影響を回避するために、１ミリラジアン以下で
なければならない。
【０００４】上記のレベルの精度でもって、ビームと基
板を機械的に予め整合させることは困難であるために、
前掲の特許は、回転レンズ（例えば、ソレノイドコイ
ル）を用い、ウェハに対しビームを回転させることを提
案している。ところが、この提案の問題点は、ソレノイ
ドコイルが拡大効果あるいは縮小効果をビームに導入し
てしまう点である。そしてソレノイドコイルにより与え
られる回転量は、ビームのぼやけがほとんどない程度に
抑えられることを述べている。
板を機械的に予め整合させることは困難であるために、
前掲の特許は、回転レンズ（例えば、ソレノイドコイ
ル）を用い、ウェハに対しビームを回転させることを提
案している。ところが、この提案の問題点は、ソレノイ
ドコイルが拡大効果あるいは縮小効果をビームに導入し
てしまう点である。そしてソレノイドコイルにより与え
られる回転量は、ビームのぼやけがほとんどない程度に
抑えられることを述べている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】多くの応用例において
は、回転量が大きくなると倍率の変動も無視できなくな
るので、回転量を抑えることは、ソレノイドコイルに対
し、設計上の制約を与えてしまい、その結果様々なプロ
セス条件を受け入れ難くしてしまう。異なるプロセス条
件に適合できるような粒子ビームを回転させるメカニズ
ムが必要なために前掲の特許に開示された方法とは別の
解決方法が必要とされている。したがって本発明の目的
は、帯電粒子ビームの方向と倍率を制御する複数のソレ
ノイドコイルを用いた装置を提供することである。そし
てさらに帯電粒子ビームによるリソグラフィシステムに
用いることのできる装置を提供することである。
は、回転量が大きくなると倍率の変動も無視できなくな
るので、回転量を抑えることは、ソレノイドコイルに対
し、設計上の制約を与えてしまい、その結果様々なプロ
セス条件を受け入れ難くしてしまう。異なるプロセス条
件に適合できるような粒子ビームを回転させるメカニズ
ムが必要なために前掲の特許に開示された方法とは別の
解決方法が必要とされている。したがって本発明の目的
は、帯電粒子ビームの方向と倍率を制御する複数のソレ
ノイドコイルを用いた装置を提供することである。そし
てさらに帯電粒子ビームによるリソグラフィシステムに
用いることのできる装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】帯電粒子ビームリソグラ
フィシステムに用いられる本発明の装置においては、電
子およびイオンが帯電粒子の一例であり、一実施例にお
いては、帯電粒子として電子を用いている。
フィシステムに用いられる本発明の装置においては、電
子およびイオンが帯電粒子の一例であり、一実施例にお
いては、帯電粒子として電子を用いている。
【０００７】本発明の装置においては、ソレノイドコイ
ル組立体を用いて、帯電粒子ビームを変動させている。
通常このような変動は、ウェハに対するビームの方向
（以下の説明においては、回転と称する）と、ビームに
より伝播される画像の拡大（または縮小）またはビーム
の方向と拡大の両方を意味する。しかしコイル組立体を
用いて、拡大または縮小の変動に加えて、レンズ効果以
外の様々な効果（影響）を帯電粒子ビームに導入するこ
とも考えられる。コイル組立体は、ウェハに対するビー
ムの方向に対し、ビームがコイル組立体内を通過する際
に粒子ビームを回転させるような磁界を生成することに
より影響を与える。また、この磁界は、ビーム内の画像
を拡大あるいは縮小する。コイル組立体内の個々のコイ
ルにより形成される磁界は、コイルの巻回数（Ｎ）とコ
イルを流れる励起電流（Ｉ）に関連している。
ル組立体を用いて、帯電粒子ビームを変動させている。
通常このような変動は、ウェハに対するビームの方向
（以下の説明においては、回転と称する）と、ビームに
より伝播される画像の拡大（または縮小）またはビーム
の方向と拡大の両方を意味する。しかしコイル組立体を
用いて、拡大または縮小の変動に加えて、レンズ効果以
外の様々な効果（影響）を帯電粒子ビームに導入するこ
とも考えられる。コイル組立体は、ウェハに対するビー
ムの方向に対し、ビームがコイル組立体内を通過する際
に粒子ビームを回転させるような磁界を生成することに
より影響を与える。また、この磁界は、ビーム内の画像
を拡大あるいは縮小する。コイル組立体内の個々のコイ
ルにより形成される磁界は、コイルの巻回数（Ｎ）とコ
イルを流れる励起電流（Ｉ）に関連している。
【０００８】コイル組立体は、複数のコイルを用いて粒
子ビームに所望の変動を引き起こすが、それは複数のコ
イルが所望の効果をビーム内に導入し、コイル組立体の
特定のコイルの磁場により導入された望ましくない影響
を別のコイルの磁場がビームから取り除く機能を提供す
ることができるからである。例えば、前掲の特許に開示
されたように、１つのコイルを用いてビームを回転させ
ると、その回転量は「レンズ効果」（影響）を導入する
ことなしに行われる程度に制限されてしまう。このレン
ズ効果とは、ビームにより伝送された画像の拡大率の変
化、あるいはビームの焦点位置の変化、あるいはビーム
により伝播された画像の収差の増大を意味する。１つの
コイルを用いてビームを回転させると、この回転により
引き起こされるレンズ効果を阻止できない。しかし複数
のコイルを用いた場合には、個々のコイルにより生成さ
れた磁界の影響は制御可能で、その結果所望の効果をビ
ームに導入することができ、且つ１つのコイルからの磁
界により導入された望ましくない影響を他のコイルが除
去することができる。本発明の一実施例においては、コ
イル組立体を用いて、このコイル組立体を通過する粒子
ビームを所望の程度回転させるため、および所望のレン
ズ効果をビームに導入しているが、本発明を先ずコイル
組立体を用いてレンズ効果を導入せずに粒子ビームを回
転する実施例について説明し、そしてコイル組立体を用
いて所望のレンズ効果をビームを回転させずに粒子ビー
ムに導入する実施例について説明する。
子ビームに所望の変動を引き起こすが、それは複数のコ
イルが所望の効果をビーム内に導入し、コイル組立体の
特定のコイルの磁場により導入された望ましくない影響
を別のコイルの磁場がビームから取り除く機能を提供す
ることができるからである。例えば、前掲の特許に開示
されたように、１つのコイルを用いてビームを回転させ
ると、その回転量は「レンズ効果」（影響）を導入する
ことなしに行われる程度に制限されてしまう。このレン
ズ効果とは、ビームにより伝送された画像の拡大率の変
化、あるいはビームの焦点位置の変化、あるいはビーム
により伝播された画像の収差の増大を意味する。１つの
コイルを用いてビームを回転させると、この回転により
引き起こされるレンズ効果を阻止できない。しかし複数
のコイルを用いた場合には、個々のコイルにより生成さ
れた磁界の影響は制御可能で、その結果所望の効果をビ
ームに導入することができ、且つ１つのコイルからの磁
界により導入された望ましくない影響を他のコイルが除
去することができる。本発明の一実施例においては、コ
イル組立体を用いて、このコイル組立体を通過する粒子
ビームを所望の程度回転させるため、および所望のレン
ズ効果をビームに導入しているが、本発明を先ずコイル
組立体を用いてレンズ効果を導入せずに粒子ビームを回
転する実施例について説明し、そしてコイル組立体を用
いて所望のレンズ効果をビームを回転させずに粒子ビー
ムに導入する実施例について説明する。
【０００９】本発明は複数のコイルを用いた例を記載し
ているが、複数の磁界を用いて粒子ビームに所望の変化
を導入することも本発明と同一である。したがって複数
のソレノイドコイル、あるいは複数のレンズ、あるいは
それらの組み合わせを用いて本発明を実施できる。本明
細書においては、レンズは磁界を形成し閉じ込めるシェ
ル内に配置されたコイルである。このシェルを用いて、
シェル内のコイルにより生成された磁界を形成し閉じ込
める。
ているが、複数の磁界を用いて粒子ビームに所望の変化
を導入することも本発明と同一である。したがって複数
のソレノイドコイル、あるいは複数のレンズ、あるいは
それらの組み合わせを用いて本発明を実施できる。本明
細書においては、レンズは磁界を形成し閉じ込めるシェ
ル内に配置されたコイルである。このシェルを用いて、
シェル内のコイルにより生成された磁界を形成し閉じ込
める。
【００１０】本発明の装置は、粒子ビーム生成機と少な
くとも１つの粒子ビーム用フィルタとを有する。この粒
子ビームフィルタは、整形開口（粒子ビームが通過する
口でもって粒子ビームを変更させるかあるいは反射させ
るもの）の形態をとるか、あるいはスキャタ−ノンスキ
ャタマスク（粒子ビームがほとんど散乱することなしに
通過する部分と、粒子ビームが散乱（あるいは変更）し
ない部分とを有する表面）のようなマスクの形態をとる
か、あるいはステンシルマスクのいずれかの形態をと
る。コイルは整形開口即ちマスクと粒子ビームの画像面
（粒子ビームの画像が集光する面）との間に配置され
る。さらに本発明の装置は、例えば整形レンズあるいは
他の等価の光学装置のような他の光学装置を有していて
もよい。これらの光学装置は、粒子ビームの画像を集光
するため等に用いられる。
くとも１つの粒子ビーム用フィルタとを有する。この粒
子ビームフィルタは、整形開口（粒子ビームが通過する
口でもって粒子ビームを変更させるかあるいは反射させ
るもの）の形態をとるか、あるいはスキャタ−ノンスキ
ャタマスク（粒子ビームがほとんど散乱することなしに
通過する部分と、粒子ビームが散乱（あるいは変更）し
ない部分とを有する表面）のようなマスクの形態をとる
か、あるいはステンシルマスクのいずれかの形態をと
る。コイルは整形開口即ちマスクと粒子ビームの画像面
（粒子ビームの画像が集光する面）との間に配置され
る。さらに本発明の装置は、例えば整形レンズあるいは
他の等価の光学装置のような他の光学装置を有していて
もよい。これらの光学装置は、粒子ビームの画像を集光
するため等に用いられる。
【００１１】さらに本発明の放置は、ウェハが搭載され
るステージを有することもできる。この本発明の装置
は、粒子ビームによる画像をウェハの表面上に集光す
る。このウェハ上には、エネルギ感受性材料の層が形成
されている。ビームの画像は、ウェハ上のエネルギ感受
性材料に転写される。通常ウェハが搭載されているステ
ージは移動可能で、その結果ビームに対するウェハの転
写位置は調整可能である。この調整の粗密は、設計パラ
メータに依存している。この装置は、ウェハの位置を検
出する機構と、ウェハの位置に基づいてビーム整形とビ
ーム軌跡を調整するフィードバック機構とを具備する。
るステージを有することもできる。この本発明の装置
は、粒子ビームによる画像をウェハの表面上に集光す
る。このウェハ上には、エネルギ感受性材料の層が形成
されている。ビームの画像は、ウェハ上のエネルギ感受
性材料に転写される。通常ウェハが搭載されているステ
ージは移動可能で、その結果ビームに対するウェハの転
写位置は調整可能である。この調整の粗密は、設計パラ
メータに依存している。この装置は、ウェハの位置を検
出する機構と、ウェハの位置に基づいてビーム整形とビ
ーム軌跡を調整するフィードバック機構とを具備する。
【００１２】本発明の一実施例においては、基板がウェ
ハのｘ−ｙ面の所望の位置から角度θだけずれている場
合には、ソレノイドを用いてビームを回転させる。本発
明の装置は、基板の表面上の整合マスクの位置を読みだ
してウェハの位置を検出する機構を具備する。これら整
合マスクの位置は、光学的にあるいは帯電粒子ビームを
用いるかのいずれかにより検出される。その後検出器
は、ウェハの位置に基づいてビームが回転すべき角度を
決定し、所望の回転を行うためにソレノイドコイル組立
体に必要量の電流を流す。このコイル組立体は、複数の
コイルを有するために各コイルは、コイルの物理的特性
と、コイルを流れる電流に関連した磁界を有し、そして
各コイルの磁界を操作してビームをコイル組立体により
所望の角度だけ回転し、そして必要なレンズ効果（例、
画像の必要な倍率）のみをビームに導入する。個々のコ
イルによる磁界を操作することにより、１つのコイルの
磁界により導入される好ましくない影響は、他のコイル
の磁界によりビームから除去することができる。
ハのｘ−ｙ面の所望の位置から角度θだけずれている場
合には、ソレノイドを用いてビームを回転させる。本発
明の装置は、基板の表面上の整合マスクの位置を読みだ
してウェハの位置を検出する機構を具備する。これら整
合マスクの位置は、光学的にあるいは帯電粒子ビームを
用いるかのいずれかにより検出される。その後検出器
は、ウェハの位置に基づいてビームが回転すべき角度を
決定し、所望の回転を行うためにソレノイドコイル組立
体に必要量の電流を流す。このコイル組立体は、複数の
コイルを有するために各コイルは、コイルの物理的特性
と、コイルを流れる電流に関連した磁界を有し、そして
各コイルの磁界を操作してビームをコイル組立体により
所望の角度だけ回転し、そして必要なレンズ効果（例、
画像の必要な倍率）のみをビームに導入する。個々のコ
イルによる磁界を操作することにより、１つのコイルの
磁界により導入される好ましくない影響は、他のコイル
の磁界によりビームから除去することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明は、帯電粒子のビームを回
転させるために複数のソレノイドコイルを用いた方法と
装置を開示する。各ソレノイドコイルは、電流がそれを
流れると磁界を発生する。このようにして発生した磁界
は、コイルの物理的特徴とコイルを流れる電流量に依存
する。この磁界は、様々な方法で粒子ビームに影響を与
える。通常磁界は、粒子ビームを回転させある種のレン
ズ効果（影響）をビームに及ぼす。このようなレンズ効
果（影響）は、粒子ビーム内の画像の拡大率あるいは縮
小率の変更の形態で現れる。少なくとも２種類のコイル
を必要とするが、その理由は１つのコイルにより生成さ
れた磁界だけでは、望ましくない影響をビームに及ぼす
ことなしに所望の影響（効果）をビームに導入すること
ができないからである。例えば、帯電粒子のビームを回
転させるためにコイルを用いることは、同時にレンズ効
果をビームに導入してしまう。同様に、所望のレンズ効
果を帯電粒子に導入するためにコイルを用いるとビーム
を回転させてしまう。ある限られた環境下のみで、単一
のコイルは所望の回転量と所望のレンズ効果の両方を提
供する磁界を生成するために、複数のコイルを用いて所
望の複数の効果をビームに導入して、あるコイルにより
導入された望ましくない影響をビームから取り去る。そ
のためコイル組立体を用いて、帯電粒子ビーム内に所望
の変化を引き起こす場合には、このコイル組立体により
生成された磁界を操作して望ましくない影響をビームに
導入することなしに、ビームに所望の変化（例えば回
転）を提供する。本発明において「望ましくない影響」
（効果）とは、リソグラフプロセスに際し、悪影響を及
ぼすものを意味する。
転させるために複数のソレノイドコイルを用いた方法と
装置を開示する。各ソレノイドコイルは、電流がそれを
流れると磁界を発生する。このようにして発生した磁界
は、コイルの物理的特徴とコイルを流れる電流量に依存
する。この磁界は、様々な方法で粒子ビームに影響を与
える。通常磁界は、粒子ビームを回転させある種のレン
ズ効果（影響）をビームに及ぼす。このようなレンズ効
果（影響）は、粒子ビーム内の画像の拡大率あるいは縮
小率の変更の形態で現れる。少なくとも２種類のコイル
を必要とするが、その理由は１つのコイルにより生成さ
れた磁界だけでは、望ましくない影響をビームに及ぼす
ことなしに所望の影響（効果）をビームに導入すること
ができないからである。例えば、帯電粒子のビームを回
転させるためにコイルを用いることは、同時にレンズ効
果をビームに導入してしまう。同様に、所望のレンズ効
果を帯電粒子に導入するためにコイルを用いるとビーム
を回転させてしまう。ある限られた環境下のみで、単一
のコイルは所望の回転量と所望のレンズ効果の両方を提
供する磁界を生成するために、複数のコイルを用いて所
望の複数の効果をビームに導入して、あるコイルにより
導入された望ましくない影響をビームから取り去る。そ
のためコイル組立体を用いて、帯電粒子ビーム内に所望
の変化を引き起こす場合には、このコイル組立体により
生成された磁界を操作して望ましくない影響をビームに
導入することなしに、ビームに所望の変化（例えば回
転）を提供する。本発明において「望ましくない影響」
（効果）とは、リソグラフプロセスに際し、悪影響を及
ぼすものを意味する。
【００１４】電流がコイルの巻回に流れるとソレノイド
コイルは、磁界を発生する。粒子ビームが電流が流れて
いるコイルの中を貫通すると、この粒子ビームは、コイ
ルにより生成された、磁界に影響される。粒子ビームが
コイルにより影響される程度は、コイルにより生成され
る磁界に依存する。このコイルにより生成された磁界
は、今度はコイルの特徴（性能）に影響される。コイル
は様々な形状、例えばトロイダル状，円筒状，サドル状
をしている。コイルが組み込まれる装置の物理的条件に
より、本発明の装置内のコイルは、通常円筒状である。
この円筒状コイルの寸法は、コイルのボア（内径）と高
さである。コイルの高さは、コイルを形成するワイヤの
巻回数に直接関連している。コイルの巻回数とコイルの
高さとコイルの内径は、全てコイルにより生成される磁
界に影響を及ぼす。コイルの配置場所の物理的条件（即
ち、本発明の装置のコイルが配置される場所の寸法）と
コイルが生成する磁界の大きさが与えられると、当業者
は特定の形状を選択することができる。またコイルは、
本発明の帯電粒子ビーム装置にレンズの形態で組み込む
こともできる。このレンズは、コイルにより生成された
磁界を形成し閉じ込めるシェル内に配置されたコイルで
ある。レンズの場合にはコイルにより生成された磁界
は、コイルの形状とシェルの形状とに依存する。当業者
であればシェル内のコイルにより生成された磁界に対
し、所望の影響を及ぼすようなレンズのシェル（通常極
ピースと称する）を操作する方法は公知である。
コイルは、磁界を発生する。粒子ビームが電流が流れて
いるコイルの中を貫通すると、この粒子ビームは、コイ
ルにより生成された、磁界に影響される。粒子ビームが
コイルにより影響される程度は、コイルにより生成され
る磁界に依存する。このコイルにより生成された磁界
は、今度はコイルの特徴（性能）に影響される。コイル
は様々な形状、例えばトロイダル状，円筒状，サドル状
をしている。コイルが組み込まれる装置の物理的条件に
より、本発明の装置内のコイルは、通常円筒状である。
この円筒状コイルの寸法は、コイルのボア（内径）と高
さである。コイルの高さは、コイルを形成するワイヤの
巻回数に直接関連している。コイルの巻回数とコイルの
高さとコイルの内径は、全てコイルにより生成される磁
界に影響を及ぼす。コイルの配置場所の物理的条件（即
ち、本発明の装置のコイルが配置される場所の寸法）と
コイルが生成する磁界の大きさが与えられると、当業者
は特定の形状を選択することができる。またコイルは、
本発明の帯電粒子ビーム装置にレンズの形態で組み込む
こともできる。このレンズは、コイルにより生成された
磁界を形成し閉じ込めるシェル内に配置されたコイルで
ある。レンズの場合にはコイルにより生成された磁界
は、コイルの形状とシェルの形状とに依存する。当業者
であればシェル内のコイルにより生成された磁界に対
し、所望の影響を及ぼすようなレンズのシェル（通常極
ピースと称する）を操作する方法は公知である。
【００１５】相対的なコイルの位置は、設計的選択事項
である。例えば、コイルはネスト（巣）状にシーケンシ
ャルに構成することもできる（例えば、小さな径のコア
を大きな径のコア内に配置する）。
である。例えば、コイルはネスト（巣）状にシーケンシ
ャルに構成することもできる（例えば、小さな径のコア
を大きな径のコア内に配置する）。
【００１６】コイルにより生成された磁界の影響は、コ
イルの形状（即ちコイルの配置場所とコイルの性能）に
影響されるので同一構造のコイルは、同一の磁界を生成
する。本発明は、粒子ビームに所望の様々な方法で影響
を及ぼすような複数の異なる磁界を用いているので、異
なるコイル形状の複数のコイルを有するコイル組立体が
用いられる。
イルの形状（即ちコイルの配置場所とコイルの性能）に
影響されるので同一構造のコイルは、同一の磁界を生成
する。本発明は、粒子ビームに所望の様々な方法で影響
を及ぼすような複数の異なる磁界を用いているので、異
なるコイル形状の複数のコイルを有するコイル組立体が
用いられる。
【００１７】本発明の一実施例においては、複数のソレ
ノイドコイルを電子ビームリソグラフシステム内に配置
する。本発明の一実施例を図３に示す。この実施例にお
いては、コイル組立体は、２個のコイルを有し一方は、
小径で大径の第２のコイル内に組み込まれている。しか
し、本発明の複数のコイルは、複数のコイルにより行わ
れる機能が望ましいようなどのような帯電粒子装置内に
組み込むこともできる。
ノイドコイルを電子ビームリソグラフシステム内に配置
する。本発明の一実施例を図３に示す。この実施例にお
いては、コイル組立体は、２個のコイルを有し一方は、
小径で大径の第２のコイル内に組み込まれている。しか
し、本発明の複数のコイルは、複数のコイルにより行わ
れる機能が望ましいようなどのような帯電粒子装置内に
組み込むこともできる。
【００１８】図３の本発明の装置１０において、電子ビ
ーム１５が例えば電子ガンのような粒子生成機２０から
放射される。電子ビーム１５は、マスク３０上に投射さ
れる。このマスク３０は、そこを通過する電子を散乱さ
せる第１部分３５と、第１部分３５ほどは電子を散乱さ
せない第２部分３７とからなる。このマスク３０の詳細
は、米国特許第５，２５８，２４６号に開示されてい
る。
ーム１５が例えば電子ガンのような粒子生成機２０から
放射される。電子ビーム１５は、マスク３０上に投射さ
れる。このマスク３０は、そこを通過する電子を散乱さ
せる第１部分３５と、第１部分３５ほどは電子を散乱さ
せない第２部分３７とからなる。このマスク３０の詳細
は、米国特許第５，２５８，２４６号に開示されてい
る。
【００１９】電子ビーム１５は、その後コイル組立体６
０を通過する。コイル組立体６０内では、コイル６２は
６５内に組み込まれている。本発明の装置１０は、ウェ
ハ回転角検出器（図示せず）を具備し、これを用いてウ
ェハ７０の所望の方向に対し、ウェハ７０を回転させる
回転量を決定する。このウェハ回転角検出器が、ウェハ
が回転されたことを決定すると、この検出器はその回転
量を制御装置に伝える。この制御装置は、望ましくない
レンズ効果をビームにより搬送される画像に導入するこ
となく、ウェハ７０の位置に調整するために、電子ビー
ム１５を回転するように、コイル６２と６５に流れる電
流量を決定する。電子ビームによる画像が、拡大または
縮小を必要とする場合には、制御装置は、所望の回転量
と拡大率あるいは縮小率を与えるためにレンズ組立体内
のコイルに流れる電流量を決定する。
０を通過する。コイル組立体６０内では、コイル６２は
６５内に組み込まれている。本発明の装置１０は、ウェ
ハ回転角検出器（図示せず）を具備し、これを用いてウ
ェハ７０の所望の方向に対し、ウェハ７０を回転させる
回転量を決定する。このウェハ回転角検出器が、ウェハ
が回転されたことを決定すると、この検出器はその回転
量を制御装置に伝える。この制御装置は、望ましくない
レンズ効果をビームにより搬送される画像に導入するこ
となく、ウェハ７０の位置に調整するために、電子ビー
ム１５を回転するように、コイル６２と６５に流れる電
流量を決定する。電子ビームによる画像が、拡大または
縮小を必要とする場合には、制御装置は、所望の回転量
と拡大率あるいは縮小率を与えるためにレンズ組立体内
のコイルに流れる電流量を決定する。
【００２０】ビームがコイル組立体６０を通過すると、
このビームは、電子ビームの軌道を変化させるレンズ４
０上に投影される。このレンズ４０から出た電子ビーム
は、バック焦点面フィルタ５０に入射する。バック焦点
面フィルタ５０から出た電子ビームは、開口５６を通し
てウェハ７０上に投影される。
このビームは、電子ビームの軌道を変化させるレンズ４
０上に投影される。このレンズ４０から出た電子ビーム
は、バック焦点面フィルタ５０に入射する。バック焦点
面フィルタ５０から出た電子ビームは、開口５６を通し
てウェハ７０上に投影される。
【００２１】図３の実施例においてコイル組立体６０
は、マスク３０とバック焦点面フィルタ５０との間に配
置される。しかし、コイル組立体６０の配置場所は設計
的選択事項である。しかしコイル組立体６０は、マスク
３０と第１後続画像面（imaging plane） （バック焦点
面フィルタ５０はこの画像面内に配置される）との間
か、あるいはバック焦点面フィルタ５０と第１後続画像
面（ウェハ７０はこの後続画像面内に配置される）との
間のいずれかに配置される。所望の影響を得るのに必要
な全てのコイルが、マスクと画像面との場所との間、あ
るいは整形開口（例えばバック焦点面フィルタ）と画像
面との間に配置される限り、その配置に対する他の条件
は、所望の機能を実行するためには必要とはされない。
は、マスク３０とバック焦点面フィルタ５０との間に配
置される。しかし、コイル組立体６０の配置場所は設計
的選択事項である。しかしコイル組立体６０は、マスク
３０と第１後続画像面（imaging plane） （バック焦点
面フィルタ５０はこの画像面内に配置される）との間
か、あるいはバック焦点面フィルタ５０と第１後続画像
面（ウェハ７０はこの後続画像面内に配置される）との
間のいずれかに配置される。所望の影響を得るのに必要
な全てのコイルが、マスクと画像面との場所との間、あ
るいは整形開口（例えばバック焦点面フィルタ）と画像
面との間に配置される限り、その配置に対する他の条件
は、所望の機能を実行するためには必要とはされない。
【００２２】図３の本発明の装置１０のコイル組立体６
０の詳細を図４に示す。同図において内側コイル１００
は、ボア１２０と、高さ１３０と、幅１３５とを有す
る。また外側コイル１４０は、ボア１５０と、高さ１６
０と、幅１６５とを有する。ここで便宜上、内側コイル
１００はコイルＡとして、外側コイル１４０はコイルＢ
とする。内側コイル１００と外側コイル１４０は、同一
の高さとしているがこれは必ずしもそのようにする必要
はない。ボア１２０と１５０、高さ１３０と１６０、幅
１３５と１６５はこれらのコイルが配置される粒子ビー
ム露光装置の空間的条件に適合するため、および所望の
性能を満足するためにあらゆる値が選択され得る。
０の詳細を図４に示す。同図において内側コイル１００
は、ボア１２０と、高さ１３０と、幅１３５とを有す
る。また外側コイル１４０は、ボア１５０と、高さ１６
０と、幅１６５とを有する。ここで便宜上、内側コイル
１００はコイルＡとして、外側コイル１４０はコイルＢ
とする。内側コイル１００と外側コイル１４０は、同一
の高さとしているがこれは必ずしもそのようにする必要
はない。ボア１２０と１５０、高さ１３０と１６０、幅
１３５と１６５はこれらのコイルが配置される粒子ビー
ム露光装置の空間的条件に適合するため、および所望の
性能を満足するためにあらゆる値が選択され得る。
【００２３】コイルが粒子ビーム装置内に配置される
と、このコイルは粒子ビームの回転と拡大率に対するそ
の影響を決定するために校正される。この校正は、様々
な方法で実行される。例えば、整合マークを有し、その
上にエネルギ感受性材料が塗布されたウェハを上記の電
子ビーム露光装置に配置する。このウェハを露光し、得
られた画像の方向と大きさを決定する。コイルの１つを
そこに流れる測定された電流量でもって励起する。その
後このウェハを２回目の露光処理をする。コイルの画像
に対する回転と倍率の影響が観測される。以上のプロセ
スをコイル励起と特定のコイルに対する画像回転と倍率
との関係を決定するために電流を様々な値だけ増分しな
がら繰り返す。このプロセスを何回も繰り返した後、コ
イルの励起と、特定のコイルに対する画像の回転と、画
像倍率との関係が得られる。このプロセスを第２のコイ
ルに対しても、繰り返して実施する。３個以上のコイル
が装置内に組み込まれている場合には、このプロセスを
各コイル毎に繰り返す。
と、このコイルは粒子ビームの回転と拡大率に対するそ
の影響を決定するために校正される。この校正は、様々
な方法で実行される。例えば、整合マークを有し、その
上にエネルギ感受性材料が塗布されたウェハを上記の電
子ビーム露光装置に配置する。このウェハを露光し、得
られた画像の方向と大きさを決定する。コイルの１つを
そこに流れる測定された電流量でもって励起する。その
後このウェハを２回目の露光処理をする。コイルの画像
に対する回転と倍率の影響が観測される。以上のプロセ
スをコイル励起と特定のコイルに対する画像回転と倍率
との関係を決定するために電流を様々な値だけ増分しな
がら繰り返す。このプロセスを何回も繰り返した後、コ
イルの励起と、特定のコイルに対する画像の回転と、画
像倍率との関係が得られる。このプロセスを第２のコイ
ルに対しても、繰り返して実施する。３個以上のコイル
が装置内に組み込まれている場合には、このプロセスを
各コイル毎に繰り返す。
【００２４】
【実施例】次に粒子ビーム対する回転と倍率の両方を制
御するために、いかに２個のコイルを用いるかの例を説
明する。この実施例の目的は、回転と倍率の相互依存性
を説明するためのものである。これらの情報に基づいて
当業者は、複数のコイルを用いて粒子ビームの回転と倍
率を制御できる。
御するために、いかに２個のコイルを用いるかの例を説
明する。この実施例の目的は、回転と倍率の相互依存性
を説明するためのものである。これらの情報に基づいて
当業者は、複数のコイルを用いて粒子ビームの回転と倍
率を制御できる。
【００２５】二重のコイル組立体の特定の粒子ビームの
回転と倍率に対する影響を、粒子ビームモデル化ソフト
ウェアを用いてモデル化した。この粒子ビームモデル化
ソフトウェアは、イギリスロンドンのムンロエレクトロ
ンビームソフトウェア社から購入した。このモデル化
は、ＳＣＡＬＰＥＬベースのリソグラフツール用の投影
システム光学装置に２個のコイルを組み込むことにより
行われた。このＳＣＡＬＰＥＬベースのリソグラフツー
ルは、Waskewicz, W., et al. "Electron-Optical Desi
gn for the SCALPELTM Proof-of-Concept Tool," Proce
edings of the SPIE, Vol.2522 (1995) に開示されてい
る。ＭＬＥＮＳＣのソフトウェアパッケージを用いて特
定のコイル設計により得られる軸方向フラックス密度を
計算した。その際の設計パラメータは、コイル巻回の電
流密度と、コイルのボアと、コイルの幅と、コイルの高
さであった。このようにして計算された軸方向フラック
ス密度と、投影システム光学装置用の様々な構成要素に
対し計算された軸方向フラックス密度とを、ＭＡＧＯＰ
Ｔと称する第２のソフトウェアパッケージ内で用いた。
この第２のプログラムを用いて、コイルの場所とコイル
の励起レベルの投影システム光学装置のイメージ特性に
対する影響を決定した。このようにしてコイルにより生
成された画像回転と画像拡大率が調べられた。
回転と倍率に対する影響を、粒子ビームモデル化ソフト
ウェアを用いてモデル化した。この粒子ビームモデル化
ソフトウェアは、イギリスロンドンのムンロエレクトロ
ンビームソフトウェア社から購入した。このモデル化
は、ＳＣＡＬＰＥＬベースのリソグラフツール用の投影
システム光学装置に２個のコイルを組み込むことにより
行われた。このＳＣＡＬＰＥＬベースのリソグラフツー
ルは、Waskewicz, W., et al. "Electron-Optical Desi
gn for the SCALPELTM Proof-of-Concept Tool," Proce
edings of the SPIE, Vol.2522 (1995) に開示されてい
る。ＭＬＥＮＳＣのソフトウェアパッケージを用いて特
定のコイル設計により得られる軸方向フラックス密度を
計算した。その際の設計パラメータは、コイル巻回の電
流密度と、コイルのボアと、コイルの幅と、コイルの高
さであった。このようにして計算された軸方向フラック
ス密度と、投影システム光学装置用の様々な構成要素に
対し計算された軸方向フラックス密度とを、ＭＡＧＯＰ
Ｔと称する第２のソフトウェアパッケージ内で用いた。
この第２のプログラムを用いて、コイルの場所とコイル
の励起レベルの投影システム光学装置のイメージ特性に
対する影響を決定した。このようにしてコイルにより生
成された画像回転と画像拡大率が調べられた。
【００２６】画像回転と画像拡大との間の相互依存性お
よび画像回転と画像拡大の調整可能性は、図４に示され
た埋め込み形のコイル組立体に対し計算された。以下の
パラメータは、ソフトウェアによりモデル化されたシス
テムを記述するのに用いられた。コイルＡとコイルＢと
は、それぞれ５ｍｍの幅と２４ｍｍの高さを有してい
た。コイルＡとコイルＢのボアは、それぞれ１００ｍｍ
と１７０ｍｍであった。コイル組立体６０とレンズ４０
との間の距離は、７５ｍｍに設定された。レンズ４０と
バック焦点面フィルタ５０との間の距離は、４００ｍｍ
に設定された。この投影システムレンズパラメータは、
１／４の縮小率となるように選択した。図５に示すよう
に、ある励起レベル（Ｎ（巻回数）とＩ（電流）との
積）に対して、装置は画像倍率を投影システム光学装置
だけで与えられる公称画像縮小率以上あるいは以下のい
ずれかとなるように調整可能である。
よび画像回転と画像拡大の調整可能性は、図４に示され
た埋め込み形のコイル組立体に対し計算された。以下の
パラメータは、ソフトウェアによりモデル化されたシス
テムを記述するのに用いられた。コイルＡとコイルＢと
は、それぞれ５ｍｍの幅と２４ｍｍの高さを有してい
た。コイルＡとコイルＢのボアは、それぞれ１００ｍｍ
と１７０ｍｍであった。コイル組立体６０とレンズ４０
との間の距離は、７５ｍｍに設定された。レンズ４０と
バック焦点面フィルタ５０との間の距離は、４００ｍｍ
に設定された。この投影システムレンズパラメータは、
１／４の縮小率となるように選択した。図５に示すよう
に、ある励起レベル（Ｎ（巻回数）とＩ（電流）との
積）に対して、装置は画像倍率を投影システム光学装置
だけで与えられる公称画像縮小率以上あるいは以下のい
ずれかとなるように調整可能である。
【００２７】図５においては、モデル化データは、４Ｘ
の縮小率（即ち画像は対象物の０．２５倍のサイズ）を
与えるようなツールに対して得られた、ここで縮小率
は、装置から得られる縮小のパーセント表示である。こ
の点で４Ｘと表示されたカーブ４は、粒子ビーム内の画
像の公称倍率を変化させないコイル励起条件を表す。同
様に、４Ｘ±１％は、コイル組立体により生成される画
像縮小率の量を表す。図５は、電子ビーム内の画像の倍
率あるいは縮小率の一定値（即ち図５の同一の倍率カー
ブのいずれかに沿って）に対しては、組み込み形のコイ
ル組立体の各コイルの励起レベルの間に特定の関係があ
ることを示している。同様に、一定の回転を与える各コ
イル内の励起レベルの間には特定の関係が存在する。
の縮小率（即ち画像は対象物の０．２５倍のサイズ）を
与えるようなツールに対して得られた、ここで縮小率
は、装置から得られる縮小のパーセント表示である。こ
の点で４Ｘと表示されたカーブ４は、粒子ビーム内の画
像の公称倍率を変化させないコイル励起条件を表す。同
様に、４Ｘ±１％は、コイル組立体により生成される画
像縮小率の量を表す。図５は、電子ビーム内の画像の倍
率あるいは縮小率の一定値（即ち図５の同一の倍率カー
ブのいずれかに沿って）に対しては、組み込み形のコイ
ル組立体の各コイルの励起レベルの間に特定の関係があ
ることを示している。同様に、一定の回転を与える各コ
イル内の励起レベルの間には特定の関係が存在する。
【００２８】したがって、コイル組立体は、画像回転あ
るいは画像倍率のいずれか一方を一定に保ちながら他方
を調整できる。図６に示すように画像倍率は、ある範囲
内の回転角に対して一定に保持されている。図５，６か
ら分かるように、図５，６に示された情報を具備した制
御装置は、ある範囲内でビーム回転に対し、倍率を一定
に維持しながら所望量の回転を与えるために、コイルに
適宜の励起を与えることによりビーム回転を一定の範囲
内に納めることができる。例えば、ウェハの整合マーク
からビームが２度回転しなければならないと、装置が検
出した場合には、コイルにより与えられる縮小率は、０
％（図６の４Ｘの縮小率により示される）でなければな
らないような場合には、制御装置はこうするためにコイ
ルを適当な量なだけ励起することができる。
るいは画像倍率のいずれか一方を一定に保ちながら他方
を調整できる。図６に示すように画像倍率は、ある範囲
内の回転角に対して一定に保持されている。図５，６か
ら分かるように、図５，６に示された情報を具備した制
御装置は、ある範囲内でビーム回転に対し、倍率を一定
に維持しながら所望量の回転を与えるために、コイルに
適宜の励起を与えることによりビーム回転を一定の範囲
内に納めることができる。例えば、ウェハの整合マーク
からビームが２度回転しなければならないと、装置が検
出した場合には、コイルにより与えられる縮小率は、０
％（図６の４Ｘの縮小率により示される）でなければな
らないような場合には、制御装置はこうするためにコイ
ルを適当な量なだけ励起することができる。
【００２９】図６に示すように、倍率あるいは縮小率を
一定に保つような回転量は有限である。しかしこの有限
な範囲は、コイルの形状とコイル組立体の配置場所に依
存する。例えば、プロセスの仕様により許された倍率／
縮小率の変動が±２％の場合には、倍率あるいは縮小率
をある範囲内に納めるために回転量は垂直の点線により
決定される（４．５°）。そのためあるコイル構成とあ
るコイル配置とを選択する前に、プロセスの必要要件を
知ることが重要である。コイル組立体に必要とされるビ
ーム回転の範囲、あるいは倍率／縮小率およびこれらパ
ラメータの変動量は、プロセスにより許容差がある。所
望量の回転あるいは倍率／縮小率を得るために必要とさ
れるコイルのサイズと配置場所を決定するための標準的
なモデル化装置は、当業者には公知である。コイル組立
体が一旦装置の中に配置されると、その装置は上記した
ような方法で校正される。
一定に保つような回転量は有限である。しかしこの有限
な範囲は、コイルの形状とコイル組立体の配置場所に依
存する。例えば、プロセスの仕様により許された倍率／
縮小率の変動が±２％の場合には、倍率あるいは縮小率
をある範囲内に納めるために回転量は垂直の点線により
決定される（４．５°）。そのためあるコイル構成とあ
るコイル配置とを選択する前に、プロセスの必要要件を
知ることが重要である。コイル組立体に必要とされるビ
ーム回転の範囲、あるいは倍率／縮小率およびこれらパ
ラメータの変動量は、プロセスにより許容差がある。所
望量の回転あるいは倍率／縮小率を得るために必要とさ
れるコイルのサイズと配置場所を決定するための標準的
なモデル化装置は、当業者には公知である。コイル組立
体が一旦装置の中に配置されると、その装置は上記した
ような方法で校正される。
【００３０】コイルの形状の画像回転に対する影響を図
７に示す。図７に示すように前述したモデル化技術を用
いると、画像回転は様々の幅のコイルに対し、倍率のパ
ーセント変化と共に変動する。画像回転と、パーセント
倍率との関係は、コイルの幅には余り影響されない（こ
の際使用された幅は、５ｍｍ，１０ｍｍ，２０ｍｍ，４
０ｍｍ）。そしてコイルの高さは２４ｍｍで、コイルの
ボアは１００ｍｍであった。
７に示す。図７に示すように前述したモデル化技術を用
いると、画像回転は様々の幅のコイルに対し、倍率のパ
ーセント変化と共に変動する。画像回転と、パーセント
倍率との関係は、コイルの幅には余り影響されない（こ
の際使用された幅は、５ｍｍ，１０ｍｍ，２０ｍｍ，４
０ｍｍ）。そしてコイルの高さは２４ｍｍで、コイルの
ボアは１００ｍｍであった。
【００３１】図８は、ボアが１００ｍｍ、幅が５ｍｍ、
高さが２４ｍｍのコアに対するもので、単一のコアによ
る画像回転と画像拡大との間の関連は、カーブの２００
の部分では、回転角は大きいがパーセント倍率の変動は
少なく、３００の部分においては、回転角の変動よりも
倍率の変動の方が大きい。そのため本発明の一実施例に
おいては、２つのコイルの内の一方のコイルは、小さな
倍率で大きな回転角の範囲で動作し、他方のコイルは、
回転角よりもより大きな倍率の範囲で動作するようにし
ている。このように校正することにより粒子ビームの所
望の回転量は、コイル組立体の一方のコイルにより与え
られ、所望量の倍率または縮小率は、他方のコイルによ
り与えられる。
高さが２４ｍｍのコアに対するもので、単一のコアによ
る画像回転と画像拡大との間の関連は、カーブの２００
の部分では、回転角は大きいがパーセント倍率の変動は
少なく、３００の部分においては、回転角の変動よりも
倍率の変動の方が大きい。そのため本発明の一実施例に
おいては、２つのコイルの内の一方のコイルは、小さな
倍率で大きな回転角の範囲で動作し、他方のコイルは、
回転角よりもより大きな倍率の範囲で動作するようにし
ている。このように校正することにより粒子ビームの所
望の回転量は、コイル組立体の一方のコイルにより与え
られ、所望量の倍率または縮小率は、他方のコイルによ
り与えられる。
【００３２】
【発明の効果】以上述べたように本発明によると、コイ
ルが上記のように正しく校正されると、コントローラに
は各コイルと画像の回転と倍率との間の関係に関する情
報を与える。そして帯電粒子ビーム装置を上記のように
操作させる。この装置の検出機構がウェハの表面上の整
合マスクから画像がＸ度だけ改善しなければならないこ
とを検出すると、この検出機構はこの情報を制御装置に
与える。そしてこの制御装置は、上記のようにして得ら
れた校正情報からコイル組立体内の個々のコイルに流す
べき電流量を決定し、プロセス条件に基づいて許された
所望量の倍率あるいは縮小率に影響を及ぼすことなく所
望量の画像回転を得るようにする。
ルが上記のように正しく校正されると、コントローラに
は各コイルと画像の回転と倍率との間の関係に関する情
報を与える。そして帯電粒子ビーム装置を上記のように
操作させる。この装置の検出機構がウェハの表面上の整
合マスクから画像がＸ度だけ改善しなければならないこ
とを検出すると、この検出機構はこの情報を制御装置に
与える。そしてこの制御装置は、上記のようにして得ら
れた校正情報からコイル組立体内の個々のコイルに流す
べき電流量を決定し、プロセス条件に基づいて許された
所望量の倍率あるいは縮小率に影響を及ぼすことなく所
望量の画像回転を得るようにする。
【図１】基板とステージのｘ−ｙ移動方向との間の関係
を表す図
を表す図
【図２】基板の回転不整合量θが大きい場合の整形ビー
ムとビーム変更との間の方向性差異に起因する位置誤差
を表す図
ムとビーム変更との間の方向性差異に起因する位置誤差
を表す図
【図３】本発明の一実施例を表す図
【図４】図３のソレノイド部分の詳細図
【図５】一定の倍率を与えるコイル組立体の２個のコイ
ルの励起状態の関係を表す図
ルの励起状態の関係を表す図
【図６】コイル組立体が図５に記載されたように動作し
た場合に与えられる回転量を表す図
た場合に与えられる回転量を表す図
【図７】画像回転と画像倍率との間の関係に対しコイル
の幅の影響を表す図
の幅の影響を表す図
【図８】コイルのボアが１００ｍｍで、コイルの幅が５
ｍｍで、コイルの高さが２４ｍｍの１個のコイルに対し
画像回転と画像倍率との関係を表す図
ｍｍで、コイルの高さが２４ｍｍの１個のコイルに対し
画像回転と画像倍率との関係を表す図
１０ 本発明の装置 １１，７０ ウェハ １５ 電子ビーム ２０ 粒子生成機 ２１ 方向性切り欠き ２２，２３，マスク上の点 ３０ マスク ２４ チップ ２６ 特徴物 ３５ 第１部分 ３７ 第２部分 ４０ レンズ ５０，５５ バック焦点面フィルタ ５６ 開口 ６０ コイル組立体 ６２，６５ コイル １００ 内側コイル １２０，１５０ ボア １３０，１６０ 高さ １３５，１６５ 幅 １４０ 外側コイル
【手続補正書】
【提出日】平成８年１０月２４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ.
Claims (21)
- 【請求項１】 半導体素子の製造用の帯電粒子ビームリ
ソグラフィ方法において、 （Ａ）帯電粒子ビーム（１５）を開口（３０）を通過さ
せることにより帯電粒子ビーム（１５）を整形するステ
ップと、 （Ｂ）少なくとも２個のコイル（６２，６５）を含むコ
イル組立体（６０）に、前記粒子ビーム（１５）を通過
させるステップと、 （Ｃ）整合マークを有する基板（７０）の一部を検出
し、所望の基板位置に対応するように前記基板の回転角
を決定するステップと、 （Ｄ）粒子ビームに望ましくないレンズ効果を導入せず
に、所望の変化を起こさせるように、前記コイル組立体
（６０）内の各コイル（６２，６５）に流す電流量を決
定するステップと、 （Ｅ）前記ステップによりの決定された電流量を前記コ
イル（６２，６５）に流し、望ましくないレンズ効果を
粒子ビームに導入することなく、所望の効果を粒子ビー
ムに導入するステップと、 （Ｆ）前記粒子ビームを基板（７０）上に投影するステ
ップとからなることを特徴とする帯電粒子ビームリソグ
ラフィ方法。 - 【請求項２】 前記粒子ビームは、電子ビームであるこ
とを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項３】 前記コイル組立体（６０）は、２個のソ
レノイドコイル（６２，６５）を有し、第１コイル（６
２）の形状は、第２コイル（６５）の形状とは異なるこ
とを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項４】 前記２個のコイルは、円筒形状をしてお
り、第１コイル（６２）の外形は第２コイル（６５）の
内径よりも小さく、その結果第１コイル（６２）が第２
コイル（６５）の内側に配置されることを特徴とする請
求項３の方法。 - 【請求項５】 前記所望の変化は、前記粒子ビームの所
望の回転量であることを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項６】 前記所望の変化は、前記粒子ビームによ
る画像の拡大または縮小であることを特徴とする請求項
１の方法。 - 【請求項７】 前記所望の変化は、前記粒子ビームの所
望量の所望の回転量と、粒子ビームの倍率の変化である
ことを特徴とする請求項１の方法。 - 【請求項８】 前記所望の変化は、所望のレンズ効果で
あり、 （Ｇ）前記所望のレンズ効果を望ましくない回転量を粒
子ビームに導入することなく、粒子ビームに導入するス
テップをさらに有することを特徴とする請求項１の方
法。 - 【請求項９】 前記コイル組立体は、少なくとも２個の
ソレノイドコイルを有することを特徴とする請求項１の
方法。 - 【請求項１０】 前記コイル組立体は、少なくとも２個
のレンズ（４０）を有することを特徴とする請求項１の
方法。 - 【請求項１１】 前記コイル組立体は、少なくとも１つ
のソレノイドコイル（６２，６５）と少なくとも１つの
レンズ（４０）とを有することを特徴とする請求項１の
方法。 - 【請求項１２】 粒子ビーム生成機（２０）と、 前記粒子ビーム生成機（２０）の下側に配置された整形
用開口（３０）と、 前記粒子ビーム生成機（２０）からの粒子ビームを面
（７０）に集光する機構（４０）と、 前記整形開口（３０）と、粒子ビームが集光する面（７
０）との間に配置された少なくとも２つのコイル（６
２，６５）を有するコイル組立体（６０）とからなるこ
とを特徴とする帯電粒子ビーム装置。 - 【請求項１３】 前記整形開口は、マスク（３０）であ
ることを特徴とする請求項１２の装置。 - 【請求項１４】 前記マスクは、ステンシルマスクであ
ることを特徴とする請求項１２の装置。 - 【請求項１５】 前記マスクは、スキャタリング−ノン
スキャタリングマスクであることを特徴とする請求項１
２の装置。 - 【請求項１６】 前記粒子ビームを面に集光する機構
は、レンズであり、 前記マスクのバック焦点面に配置されたバック焦点面フ
ィルタ（５０）をさらに有することを特徴とする請求項
１２の装置。 - 【請求項１７】 装置内に配置され、装置の基板の所望
の位置に対する基板の回転角を検出する検出器と、 回転角の方向に粒子ビームを回転させ、レンズ効果を粒
子ビームに導入するためにコイル組立体内の個々のコイ
ルに流れる電流量を決定する制御装置とを有し、 前記コイル組立体のコイルは、制御装置により制御され
る電流ソースから電流が供給されることを特徴とする請
求項１２の装置。 - 【請求項１８】 前記制御装置は、粒子ビームが、倍率
あるいは縮小率に応じて回転する回転量を制御しながら
粒子ビームの画像を所定量だけ拡大あるいは縮小するた
めに、コイル組立体内の個々のコイルに流れる電流量を
決定することを特徴とする請求項１２の装置。 - 【請求項１９】 前記コイル組立体は、少なくとも２個
のソレノイドコイルを有することを特徴とする請求項１
２の装置。 - 【請求項２０】 前記コイル組立体は、少なくとも２個
のレンズを有することを特徴とする請求項１２の装置。 - 【請求項２１】 前記コイル組立体は、少なくとも１つ
のソレノイドコイルと少なくとも１つのレンズとを含む
ことを特徴とする請求項１２の装置。
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