JPH10302691A - 投影レンズ系 - Google Patents

投影レンズ系

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JPH10302691A
JPH10302691A JP9105792A JP10579297A JPH10302691A JP H10302691 A JPH10302691 A JP H10302691A JP 9105792 A JP9105792 A JP 9105792A JP 10579297 A JP10579297 A JP 10579297A JP H10302691 A JPH10302691 A JP H10302691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
deflector
lens
crossover
val
projection lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP9105792A
Other languages
English (en)
Inventor
Mamoru Nakasuji
護 中筋
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 4ギガより大きいメモリ−素子を電子線
露光により高いスル−プットで製作するには現在のSM
D、VAL、PREVAIL等の方式では不可能であ
る。本発明はこの点の実現の為になされたもので、高精
細な描画を高スル−プットで行うレンズ系の提供を目的
とする。 【解決手段】 基本的には、SMDの利点である広域な
低歪収差特性とVAL、PREVAIL方式の利点であ
る高開口特性を利用したもので、更に必要は偏向器に関
しては、互いにその収差を打ち消すような設計にした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、4ギガDRAM以
降のデバイスの製造に必要な高精細なパタ−ンを高いス
ル−プットをもって形成する場合に使用される、荷電粒
子線を用いた縮小転写装置用の投影レンズ系に関するも
のである。尚、明細書においては構成要素の配置の表現
に関し、電子線源側を上側とし、下側を下側とした。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の高精細パタ−ンを高スル
−プットをもって形成する技術としては、対称磁気ダブ
レット方式のレンズ(例えば、M.B.Heritage "Electro
n-projection microfabrication system" J.Vac.Sci.T
echol. Vol.12, No.6; 1975 P.1135) 、MOL方式( 例
えば、H.Ohiwa "Design of electron-beam scanning sy
stem using the moving objective lens", J.Vac.Sci.T
ecnol. 15, 1978; P.849-85 )、VAL方式(H.C. Pfei
ffer G.O. Langer and M.Sturans "Variable axis le
ns for electron beams" Appl.Phys.Lett. 39(9), No
v. 1981; p. 775-776,PREVAIL方式(H.C. Pfei
ffer "Projection exposure with VariableAxis Immers
ion Lenses: A High-Throughput Electron Beam Approa
ch to “Suboptical" Lithography", Jpn.,J. Appl.Phy
s. Vol. 34, Pt.1, No.12B 1995; P.6685-6662 )等の
レンズが公知である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の対称磁気ダブレ
ット方式のレンズでは、光軸上の収差はかなり広い像面
視野にわたって小さいが、開口が大きくなると像面湾曲
及びフィ−ルド非点が大きくなって実用的ではなく、開
口を小さくすると電子−電子相互作用による像のボケが
大きくなり、これを避けるために電流密度を下げるとス
ル−プットが低下するという問題があった。一方、MO
L,VAL,VAIL,PREVAIL方式のレンズで
はレンズの収差は改善されるが、偏向器の製作誤差によ
る収差は消せないため、特に大きい歪みが残る問題点が
あった。即ち いずれの方式も本願発明がめざす4ギガ
DRAM以降のデバイスの製造には不向きであった。本
発明はこの様な従来の問題点に鑑みてなされたもので、
レンズの収差が小さく、偏向器が発生する収差も小さ
く、安定に動作する投影レンズを提供する事を目的にし
ている。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明では以下に記す手段を用いた。第1の手段と
して、マスクのパタ−ンを試料に1/Nに縮小投影する
系で、クロスオ−バ−位置がマスクと試料間をN:1に
内分する点であり、クロスオ−バ−より上側及び下側に
それぞれ、1個のレンズとm(2≦m)個の偏向器を有
する系に対して、2つのレンズは対称磁気ダブレット条
件(後述の条件参照)を満たし、上側のレンズと偏向
器、および下側のレンズと偏向器はVAL条件(後述の
条件参照、また、例えば、前掲の文献参照)を満たし、
上側の偏向器と下側の偏向器は収差を打ち消しあうよう
にした。(VAL条件を満たす磁場を発生する偏向器を
VAL偏向器と記す。) 第2の手段として、第1の手段に更に、VAL偏向器と
ほぼ同一光軸方向位置に且つ上記偏向器とは異なる位相
にビ−ムを偏向させる偏向器を設けた。
【0005】第3の手段として、第1,第2の手段をよ
り効果的に実施するものであるが、クロスオ−バ−位置
より上側にj番目(1≦j≦m)の偏向器と下側にj番
目の偏向器との関係が、その寸法と位置の条件として、
クロスオ−バ−を中心とした下側の偏向器のN倍の相似
形は上側の偏向器とクロスオ−バ−を中心として点対称
であり、且つ該偏向器の偏向場励磁条件を、互いにAT
数の絶対値が等しく、磁界の向きが互いに逆になるよう
に通電して上側と下側の偏向器の収差を打ち消すように
した。
【0006】第4の手段として、上記第1乃至3の手段
をさらに効果的にするものであるが、レンズのボ−ア直
径は上側及び下側でそれぞれの最大視野直径の2倍以
下、クロスオ−バ−側では反対側のボ−ア直径の1/
1.5以下とした第5の手段として、上記第1乃至4の
手段をさらに効果的にするものであるが、レンズの磁極
間距離はそのレンズの大きい方のボ−ア直径の2倍以上
である事とした。
【0007】第6の手段として、上記第1乃至5の手段
をさらに効果的にするものであるが、ビ−ムを偏向する
偏向器をクロスオ−バ−の上側、下側それぞれに各3個
以上に配し、これにより少しずづ軌道を曲げるようにし
た。尚、本願発明でいう対称磁気ダブレット条件とは、 上側のレンズの主平面はマスクとクロスオ−バ−の
中点にあり、下側のレンズの主平面は試料とクロスオ−
バ−の中点にある。 クロスオ−バ−を中心とした下側のレンズのN倍の
相似形は上側のレンズとクロスオ−バ−を中心として点
対称になる。 結像場励磁条件として、互いにAT数の絶対値が等
しく、電流の向きが互いに逆である、をいう。
【0008】又、本願発明でいうVAL条件とは、光軸
上での光軸方向(ここではZ方向とする)の磁場成分を
Bz (z)とし、新に光軸をX方向(Z軸に垂直方向)
にXoだけ移動させる時、移動の為にX方向に加える磁
場が、 Bx (z)=−(1/2)*Xo*(dBz(z)/d
z) を含むことをいう。
【0009】
【発明実施の形態】本発明においては、レンズは対称磁
気ダブレット条件を満たすので、光軸上での収差は小さ
い。また、上側のレンズと偏向器及び下側のレンズと偏
向器はVAL条件を満たすため、レンズの中心軸から遠
い位置のマスク像を試料に結像する時もレンズの光軸
(結像における近軸条件を満たす領域という意味の光
軸)が移動しているため本来の光軸上と同じレンズ収差
しか受けない。さらに、上側の偏向器と下側の偏向器は
互いに収差を打ち消しあう方向に設計されているため、
偏向器の軸外をビ−ムが通る事による偏向収差も小さ
い。
【0010】2番目の手段で、VAL機能を持たせる偏
向コイルと、マスクからレンズの中心軸に平行に進んで
きた電子線を中心軸方向に偏向させる偏向器を独立した
形で設計できるため、消去のパラメ−タの自由度が増加
した事になり、収差を消す設計が容易になる。3番目の
手段ではクロスオ−バ−と試料間の構造寸法と電子線軌
道をすべて縮小率の逆数倍するとクロスオ−バ−を中心
として上側と点対称の関係になっている。従って、電子
線軌道及び偏向量が作る偏向磁場の関係が両者で相似形
で、向きが逆である。従って、上側、下側の偏向器が作
る収差はクロスオ−バ−を中心として互いに点対称関係
にある偏向器間で相殺され、これにより収差も小さくで
きる。
【0011】4番目の手段で、クロスオ−バ−側のボ−
ア直径は最大視野直径の4/3以下になっているので、
上下のレンズの磁場は互いに影響を与えないので対称磁
気ダブレットの条件が崩れる事はなく、安定に動作す
る。5番目の手段で、レンズの磁性間距離を大きく取れ
るので、収差係数が小さくなり、小さい収差の投影レン
ズが得られる。
【0012】6番目の手段でビ−ムを偏向する偏向器を
3個以上に,設けたため、軌道をゆっくり曲げられるた
め収差発生は小さい。本願発明の技術的思想は以上の様
であるが、以下に具体的な例を示す。
【0013】
【実施例】第1図は本発明の一実施例である、縮小率1
/4の投影レンズの断面を片側のみ示したものである。
マスク1と試料2を4:1に内分する点をクロスオ−バ
−3と定義し、この位置には不図示の円形アパ−チャ−
を設けた。レンズ4とレンズ5はクロスオ−バ−から各
レンズの主要部迄の距離が互いに4:1の関係を満た
し、レンズの半径方向の寸法もすべて4:1の関係を満
たし、且つ4のレンズ主面及び5のレンズ主面はクロス
オ−バ−とマスク、クロスオ−バ−と試料間の中点に位
置し、レンズのAT数は4と5で互いに絶対値が等し
く、磁場の向きが互いに逆方向になるように電流を流し
た。電子線の軌道は13で示したようであり、クロスオ
−バ−を中心として、下側の軌道を4倍すると上側の軌
道と点対称の関係になった。図1の左側には、レンズの
軸上磁場を14で、その微分値を15の点線で示した。
偏向器6、7、8、9はVAL条件を満たす磁界を発生
させる。即ち、15の点線で示した強度分布を基に、B
x(z)=−(1/2)*Xo*(dBz(z)/d
z)を図に示した位置で発生させるようにした。従っ
て、電子線はレンズ軸上を進む事と同じになり、主光線
はレンズ作用を受けない。電子線を13の軌道上を進め
るために6、7、9、8のコイルを設けた。6、7の偏
向用コイルの他に11及び10の偏向器を設け、電子線
を少しずつ偏向させる事により、収差の低減を図った。
偏向器6と8、7と9、11と10はそれぞれR方向
(Z軸に対して直交する方向)の寸法及びクロスオ−バ
−からの距離がすべて4:1の関係に設計され、これら
のコイルのAT数は絶対値が等しく、磁界の向きが互い
に逆になるように通電した。このレンズ系での最大視野
を直径10mm(半径5mm)と制限した場合、このレ
ンズ5の試料側ボ−ア半径を10mmとし、クロスオ−
バ−側ボ−ア半径を5mmとした。レンズ4については
これらの値の4倍である。
【0014】第2図は、VAL偏向器と共に使用され
る、請求項2に係わる偏向器の配置図であり、第1図の
A−A’での、光軸に垂直な断面図である。6はVAL
偏向器であり、6’はビ−ム偏向用の偏向器である。こ
れらは、例えば鞍型に形成されたコイルによりなされ
る。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本願発明は対称磁
気ダブレット方式の優れた低歪収差性、VAL、PRE
VAIL方式の優れた大開口角特性を利用し、更にビ−
ムの偏向特性も改善されて、十分初期の目的に合うこと
が判る。また、光路長を短くしても十分レンズ設計が可
能であり、且つ開口角を大きくとれるので電子−電子相
互作用の低減も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例の投影レンズの断面を半分だ
け描いた図と、軸上磁場分布と、その微分波形である。
【図2】 本願発明の偏向器の実施例である。
【符号の説明】
1 マスク 2 試料 3 クロスオ−バ− 4 上側レンズ 5 下側レンズ 6、7、9、8 VAL偏向器 6’ VAL偏向器とともに配備され、電子線を偏向
する偏向器 10、11 偏向器 12 レンズの機械的中心軸 13 電子の軌道 14 光軸上の磁場のZ成分の強度分布 15 VAL偏向器が基礎にすべき軸移動の基本磁場
要素

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスクのパタ−ンを試料に1/Nに縮小
    投影する系であって、クロスオ−バ−位置はマスクと試
    料間をN:1に内分する点であり、クロスオ−バ−より
    上側及び下側にそれぞれ、1個のレンズとm(2≦m)
    個の偏向器を有する系に於いて、 2つのレンズは対称磁気ダブレット条件を満たし、上側
    のレンズと偏向器および下側のレンズと偏向器はVAL
    条件を満たし、上側の偏向器と下側の偏向器は収差を打
    ち消しあうようにした事を特徴とする投影レンズ系。
  2. 【請求項2】 請求項1において、VAL条件を満たす
    偏向器とほぼ同一光軸方向位置に、且つ前記偏向量と異
    なる位相に、ビ−ムを偏向する偏向器を設けたことを特
    徴とする投影レンズ系。
  3. 【請求項3】 クロスオ−バ−位置より上側にj番目
    (1≦j≦m)の偏向器と下側にj番目の偏向器との関
    係をクロスオ−バ−を中心とした下側の偏向器のN倍の
    相似形が上側の偏向器とクロスオ−バ−を中心として点
    対称であるようにし、且つ該偏向器の偏向場励磁条件
    を、互いにAT数の絶対値が等しく、磁界の向きが互い
    に逆になるように通電して上側と下側の偏向器の収差を
    打ち消すようにした、請求項1または2記載の投影レン
    ズ系。
  4. 【請求項4】 請求項1乃至3において、レンズのボ−
    ア直径は上側及び下側でそれぞれの最大視野直径の2倍
    以下、クロスオ−バ−側では反対側のボ−ア直径の1/
    1.5以下である事を特徴とする投影レンズ系。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4において、レンズの磁極
    間距離はそのレンズの大きい方のボ−ア直径の2倍以上
    である事を特徴とする投影レンズ系。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至5において、ビ−ムを偏向
    する偏向器をクロスオ−バ−の上側、下側それぞれに各
    3個以上に配し、これにより少しずづ軌道を曲げる事を
    特徴とする投影レンズ系
JP9105792A 1997-04-23 1997-04-23 投影レンズ系 Pending JPH10302691A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1091383A2 (en) * 1999-10-07 2001-04-11 Lucent Technologies Inc. Electron beam imaging apparatus
JP2004538632A (ja) * 2001-07-25 2004-12-24 ツェーエーオーエス コレクテッド エレクトロン オプチカル システムズ ゲーエムベーハー 粒子ビームのスリット・レンズの配列
WO2015080978A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-04 Kla-Tencor Corporation Asymmetric electrostatic quadrupole deflector for improved field uniformity

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1091383A2 (en) * 1999-10-07 2001-04-11 Lucent Technologies Inc. Electron beam imaging apparatus
EP1091383A3 (en) * 1999-10-07 2005-01-19 Lucent Technologies Inc. Electron beam imaging apparatus
JP2004538632A (ja) * 2001-07-25 2004-12-24 ツェーエーオーエス コレクテッド エレクトロン オプチカル システムズ ゲーエムベーハー 粒子ビームのスリット・レンズの配列
WO2015080978A1 (en) * 2013-11-26 2015-06-04 Kla-Tencor Corporation Asymmetric electrostatic quadrupole deflector for improved field uniformity
US9171694B2 (en) 2013-11-26 2015-10-27 Kla-Tencor Corporation Asymmetric electrostatic quadrupole deflector for improved field uniformity

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