JPH10303095A - 縮小投影レンズ系 - Google Patents
縮小投影レンズ系Info
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- JPH10303095A JPH10303095A JP9105793A JP10579397A JPH10303095A JP H10303095 A JPH10303095 A JP H10303095A JP 9105793 A JP9105793 A JP 9105793A JP 10579397 A JP10579397 A JP 10579397A JP H10303095 A JPH10303095 A JP H10303095A
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- Japan
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- crossover
- deflector
- sample
- deflectors
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電子線投影レンズ系において、軸外の結像
特性を良くするために、必要な条件を満たす磁場を加え
て光軸をシフトさせる方法がある。しかし、この方法で
は偏向歪みによる像の劣化が問題となる。本発明は光軸
をシフトさせる電子レンズ光学系において、収差の少な
い、安定に作動するレンズ系を提供する事を目的とす
る。 【解決手段】 主光線を大きく偏向する事を避ける為
に、複数の偏向器で少しづつ偏向させ、同時に軌道と光
軸が一致するように磁場を制御した。他の方法として
は、長い軸距離上で偏向させる事により、偏向角を小さ
くした。
特性を良くするために、必要な条件を満たす磁場を加え
て光軸をシフトさせる方法がある。しかし、この方法で
は偏向歪みによる像の劣化が問題となる。本発明は光軸
をシフトさせる電子レンズ光学系において、収差の少な
い、安定に作動するレンズ系を提供する事を目的とす
る。 【解決手段】 主光線を大きく偏向する事を避ける為
に、複数の偏向器で少しづつ偏向させ、同時に軌道と光
軸が一致するように磁場を制御した。他の方法として
は、長い軸距離上で偏向させる事により、偏向角を小さ
くした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は４ＧＤＲＡＭ以降の
高密度・微細パターンを高スループットで形成する装置
に用いる縮小投影レンズに関する。
高密度・微細パターンを高スループットで形成する装置
に用いる縮小投影レンズに関する。
【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. . Appl.Phy
s. Vol. 34 Pt.1 No.12B 1995; P.6685-6662）等のレ
ンズが公知である。
−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. . 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を下げるとスル−
プットが低下するという問題があった。またＰＲＥＶＡ
ＩＬあるいはＭＯＬでは光軸をシフトして光軸を軌道に
合わせる事により大きい開口で収差の少ない光学系が実
現でき高スル−プットで像形成が出来るが、前段レンズ
の光軸上のビームをクロスオ−バ点に向ける偏向器が１
個、クロスオ−バ点を出たビ−ムを後段レンズの光軸に
平行に向ける偏向器がそれぞれ１個しかないため、一個
の偏向器でビームを大きく曲げる必要があった。この為
に光軸のシフト量を大きく取ると偏向歪みが大きくなっ
て偏向収差の問題を生じることになる。そこで本発明で
は、開口角を大きく取ることができ、偏向歪が小さく、
安定なビームが得られ、従って高密度・高精細パタ−ン
を高スル−プットで形成出来る縮小投影レンズを提供す
る事を目的とする。
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を下げるとスル−
プットが低下するという問題があった。またＰＲＥＶＡ
ＩＬあるいはＭＯＬでは光軸をシフトして光軸を軌道に
合わせる事により大きい開口で収差の少ない光学系が実
現でき高スル−プットで像形成が出来るが、前段レンズ
の光軸上のビームをクロスオ−バ点に向ける偏向器が１
個、クロスオ−バ点を出たビ−ムを後段レンズの光軸に
平行に向ける偏向器がそれぞれ１個しかないため、一個
の偏向器でビームを大きく曲げる必要があった。この為
に光軸のシフト量を大きく取ると偏向歪みが大きくなっ
て偏向収差の問題を生じることになる。そこで本発明で
は、開口角を大きく取ることができ、偏向歪が小さく、
安定なビームが得られ、従って高密度・高精細パタ−ン
を高スル−プットで形成出来る縮小投影レンズを提供す
る事を目的とする。
【０００４】尚、本明細書においては、構成要素の配置
に関して電子線源に近い方を前段（後述の図１ではｚの
値が小さい方を前段）、試料に近い方を後段（図１では
ｚの値の大きい方を後段）としている。
に関して電子線源に近い方を前段（後述の図１ではｚの
値が小さい方を前段）、試料に近い方を後段（図１では
ｚの値の大きい方を後段）としている。
【０００５】
【課題を解決する為の手段】上記問題点の解決の為に本
発明では以下に述べる手段を用いた。第１の手段とし
て、レチクル上の主視野を複数の副視野に分割し、第
１、第２の投影レンズにより各副視野を縮小率１／Ｍで
試料上に転写する装置の縮小投影レンズ系であって、レ
チクルと試料間をＭ：１に内分する点がクロスオーバで
あり、上記第１、第２レンズのクロスオーバ側のボーア
径の比、第１、第２レンズのクロスオ−バとは反対側の
ボ−ア径の比、あるいは第１、第２レンズのレンズギャ
ップの比のうち少なくともひとつがＭ：１の関係になっ
ているレンズ系において、レチクルとクロスオーバの間
にＪ（Ｊ≧２）個の偏向器を設け、該偏向器により光軸
を軌道にほぼ一致させる磁場とビ−ムをクロスオ−バ開
口の中心を通るように偏向する磁場を発生させ、クロス
オ−バと試料の間にＪ’（Ｊ’≧２）個の偏向器を設
け、該偏向器により光軸を軌道に一致させる磁場とビ−
ムを試料面に垂直になるように偏向する磁場を発生させ
る事とした。
発明では以下に述べる手段を用いた。第１の手段とし
て、レチクル上の主視野を複数の副視野に分割し、第
１、第２の投影レンズにより各副視野を縮小率１／Ｍで
試料上に転写する装置の縮小投影レンズ系であって、レ
チクルと試料間をＭ：１に内分する点がクロスオーバで
あり、上記第１、第２レンズのクロスオーバ側のボーア
径の比、第１、第２レンズのクロスオ−バとは反対側の
ボ−ア径の比、あるいは第１、第２レンズのレンズギャ
ップの比のうち少なくともひとつがＭ：１の関係になっ
ているレンズ系において、レチクルとクロスオーバの間
にＪ（Ｊ≧２）個の偏向器を設け、該偏向器により光軸
を軌道にほぼ一致させる磁場とビ−ムをクロスオ−バ開
口の中心を通るように偏向する磁場を発生させ、クロス
オ−バと試料の間にＪ’（Ｊ’≧２）個の偏向器を設
け、該偏向器により光軸を軌道に一致させる磁場とビ−
ムを試料面に垂直になるように偏向する磁場を発生させ
る事とした。
【０００６】第２の手段として、レチクル上の主視野を
複数の副視野に分割し、第１、第２の投影レンズにより
各副視野を縮小率１／Ｍで試料上に転写する装置の縮小
投影レンズ系であって、レチクルと試料間をＭ：１に内
分する点がクロスオーバであり、上記第１、第２レンズ
のクロスオーバ側のボーア径の比、第１、第２レンズの
クロスオ−バとは反対側のボ−ア径の比、あるいは第
１、第２レンズのレンズギャップの比の少なくともひと
つがＭ：１の関係になっているレンズ系において、第１
レンズのレチクル側の磁極近傍に第１の偏向器を設け、
該第１の偏向器により光軸を副視野から出た主光線にほ
ぼ一致させるための磁場と該主光線を偏向して前記クロ
スオ−バを通る軌道にのせるための磁場を発生させ、該
第１の偏向器とクロスオ−バの間にＪ（Ｊ≧２）個のＶ
ＡＬ偏向器を設けて光軸を該軌道にほぼ一致させるため
の磁場を発生させ、クロスオ−バと第２レンズの試料側
の磁極近傍の間にＪ’（Ｊ’≧２）個のＶＡＬ偏向器と
第２の偏向器をこの順に設け、該ＶＡＬ偏向器により光
軸を軌道にほぼ一致させる磁場を発生させ、第２の偏向
器によりクロスオ−バを通った軌道が試料の所定の位置
に垂直に入射するようにするための磁場と光軸を軌道に
合わせる為の磁場を発生させるようにした。
複数の副視野に分割し、第１、第２の投影レンズにより
各副視野を縮小率１／Ｍで試料上に転写する装置の縮小
投影レンズ系であって、レチクルと試料間をＭ：１に内
分する点がクロスオーバであり、上記第１、第２レンズ
のクロスオーバ側のボーア径の比、第１、第２レンズの
クロスオ−バとは反対側のボ−ア径の比、あるいは第
１、第２レンズのレンズギャップの比の少なくともひと
つがＭ：１の関係になっているレンズ系において、第１
レンズのレチクル側の磁極近傍に第１の偏向器を設け、
該第１の偏向器により光軸を副視野から出た主光線にほ
ぼ一致させるための磁場と該主光線を偏向して前記クロ
スオ−バを通る軌道にのせるための磁場を発生させ、該
第１の偏向器とクロスオ−バの間にＪ（Ｊ≧２）個のＶ
ＡＬ偏向器を設けて光軸を該軌道にほぼ一致させるため
の磁場を発生させ、クロスオ−バと第２レンズの試料側
の磁極近傍の間にＪ’（Ｊ’≧２）個のＶＡＬ偏向器と
第２の偏向器をこの順に設け、該ＶＡＬ偏向器により光
軸を軌道にほぼ一致させる磁場を発生させ、第２の偏向
器によりクロスオ−バを通った軌道が試料の所定の位置
に垂直に入射するようにするための磁場と光軸を軌道に
合わせる為の磁場を発生させるようにした。
【０００７】第３の手段として、第１の手段または第２
の手段において、各レンズのクロスオーバ側のボーア径
は他の側のボーア径の１／２より小さい事とした。第４
の手段として、第１の手段乃至第３の手段において、Ｊ
＝Ｊ’であることとした。第５の手段として、第４の手
段において、クロスオーバを中心として、クロスオーバ
からレチクル側へｎ個目の偏向器またはＶＡＬ偏向器の
コアまたはコイルの内径はクロスオーバから試料側へｎ
個目の偏向器またはＶＡＬ偏向器のコアまたはコイルの
内径のＭ倍であることとした。
の手段において、各レンズのクロスオーバ側のボーア径
は他の側のボーア径の１／２より小さい事とした。第４
の手段として、第１の手段乃至第３の手段において、Ｊ
＝Ｊ’であることとした。第５の手段として、第４の手
段において、クロスオーバを中心として、クロスオーバ
からレチクル側へｎ個目の偏向器またはＶＡＬ偏向器の
コアまたはコイルの内径はクロスオーバから試料側へｎ
個目の偏向器またはＶＡＬ偏向器のコアまたはコイルの
内径のＭ倍であることとした。
【０００８】第６の手段として、第４の手段又は第５の
手段において、クロスオーバからレチクル側へ数えてｎ
個目の偏向器またはＶＡＬ偏向器のコアまたはコイルの
クロスオ−バ迄の距離は、クロスオーバから試料側へ数
えてｎ個目の偏向器またはＶＡＬ偏向器のコアまたはコ
イルのクロスオ−バ迄の距離のＭ倍であることとした。
手段において、クロスオーバからレチクル側へ数えてｎ
個目の偏向器またはＶＡＬ偏向器のコアまたはコイルの
クロスオ−バ迄の距離は、クロスオーバから試料側へ数
えてｎ個目の偏向器またはＶＡＬ偏向器のコアまたはコ
イルのクロスオ−バ迄の距離のＭ倍であることとした。
【０００９】第７の手段として、第４乃至６の手段にお
いて、クロスオーバからレチクル側と試料側へ数えてｎ
個目の２つの偏向器またはＶＡＬ偏向器の励磁条件とし
て、アンペア・タ−ン数が等しく、且つ発生する磁場が
逆向きになるように電流を流すこととした。第８の手段
として、第７の手段において、クロスオーバからレチク
ル側と試料側へ数えてｎ個目の２つの偏向器またはＶＡ
Ｌ偏向器を同一の電源で駆動することとした。
いて、クロスオーバからレチクル側と試料側へ数えてｎ
個目の２つの偏向器またはＶＡＬ偏向器の励磁条件とし
て、アンペア・タ−ン数が等しく、且つ発生する磁場が
逆向きになるように電流を流すこととした。第８の手段
として、第７の手段において、クロスオーバからレチク
ル側と試料側へ数えてｎ個目の２つの偏向器またはＶＡ
Ｌ偏向器を同一の電源で駆動することとした。
【００１０】第９の手段として、第１または第３または
第４乃至８の手段において、上記Ｊ個の偏向器はそれぞ
れほぼ等しい偏向量を有する事とした。第１０の手段と
して、第１または第の手段において、上記Ｊ’個の偏向
器はそれぞれほぼ等しい偏向量を有する事とした。尚、
本明細書中の副視野、主視野に関するより詳細な記述に
関しては、本発明人の出願になる特願平０７−３３８３
７２を参照。また、本願発明でいう対称磁気ダブレット
条件（ＳＭＤ条件）とは、 マスク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、試料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−を中心とした試料側のレンズのＮ倍
の相似形はマスク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。
第４乃至８の手段において、上記Ｊ個の偏向器はそれぞ
れほぼ等しい偏向量を有する事とした。第１０の手段と
して、第１または第の手段において、上記Ｊ’個の偏向
器はそれぞれほぼ等しい偏向量を有する事とした。尚、
本明細書中の副視野、主視野に関するより詳細な記述に
関しては、本発明人の出願になる特願平０７−３３８３
７２を参照。また、本願発明でいう対称磁気ダブレット
条件（ＳＭＤ条件）とは、 マスク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、試料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−を中心とした試料側のレンズのＮ倍
の相似形はマスク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。
【００１１】又、本願発明でいうＶＡＬ条件（光軸を軌
道に一致させる条件）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だけシフトさせ
る時、シフトの為にＸ方向に加える磁場が、 Ｂx （ｚ）＝−（１／２）＊Ｘｏ＊（ｄＢｚ（ｚ）／ｄ
ｚ） を含むことをいい、ＶＡＬ偏向器とは、電子線を偏向さ
せる機能はないが、上記ＶＡＬ条件を満たす磁場を発生
する偏向器をいう。
道に一致させる条件）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だけシフトさせ
る時、シフトの為にＸ方向に加える磁場が、 Ｂx （ｚ）＝−（１／２）＊Ｘｏ＊（ｄＢｚ（ｚ）／ｄ
ｚ） を含むことをいい、ＶＡＬ偏向器とは、電子線を偏向さ
せる機能はないが、上記ＶＡＬ条件を満たす磁場を発生
する偏向器をいう。
【００１２】
【発明実施の形態】本発明においては副視野一個分のビ
ームはＪ個又はＪ’個の偏向器により偏向され、１つの
偏向器では少しずつしか偏向されないので、偏向歪が小
さくなる。また、偏向器は前段、後段の２つが対を形成
し、幾何学的な寸法、クロスオ−バからの距離に関して
所定の条件を満足し、励磁制御に関しても同一の制御電
源が使用されているので例えば前段の偏向器でＸの＋の
方向へビームがシフトする方向へ電源が変動すると、後
段の偏向器ではＸの−方向へビームがシフトする方向に
振られ、互いに逆方向であるから変動が相殺されて小さ
い変動しか生じなく、電源の安定度の許容値が大きい。
また、ビーム軌道と偏向器が作る磁場の関係がクロスオ
ーバの上と下で縮小率倍の差があるが互いに同じ関係に
なるので、偏向収差が上と下で互いに打消し合うので偏
向歪を小さくできる。
ームはＪ個又はＪ’個の偏向器により偏向され、１つの
偏向器では少しずつしか偏向されないので、偏向歪が小
さくなる。また、偏向器は前段、後段の２つが対を形成
し、幾何学的な寸法、クロスオ−バからの距離に関して
所定の条件を満足し、励磁制御に関しても同一の制御電
源が使用されているので例えば前段の偏向器でＸの＋の
方向へビームがシフトする方向へ電源が変動すると、後
段の偏向器ではＸの−方向へビームがシフトする方向に
振られ、互いに逆方向であるから変動が相殺されて小さ
い変動しか生じなく、電源の安定度の許容値が大きい。
また、ビーム軌道と偏向器が作る磁場の関係がクロスオ
ーバの上と下で縮小率倍の差があるが互いに同じ関係に
なるので、偏向収差が上と下で互いに打消し合うので偏
向歪を小さくできる。
【００１３】また、別の形態においては、前段のレンズ
のレチクル側の磁極近傍に第１の偏向器を設け、これに
よりクロスオ−バを通る軌道を形成し、且つＶＡＬ偏向
器により光軸をこの軌道にほぼ一致させることにより軌
道偏向の偏向器は１つであるが、偏向角度を従来例より
も小さく出来るために偏向収差を小さく出来る。いずれ
の場合にも、レンズはレンズ位置を除き対称磁気ダブレ
ット条件を満たしているため、軸上の副視野の転写では
収差は小さく、ＶＡＬ条件を満足する偏向器をレンズの
内部やその近傍に備えている為に、レンズ中心軸からは
ずれた副視野についても光軸と軌道が一致しているため
収差は小さい。
のレチクル側の磁極近傍に第１の偏向器を設け、これに
よりクロスオ−バを通る軌道を形成し、且つＶＡＬ偏向
器により光軸をこの軌道にほぼ一致させることにより軌
道偏向の偏向器は１つであるが、偏向角度を従来例より
も小さく出来るために偏向収差を小さく出来る。いずれ
の場合にも、レンズはレンズ位置を除き対称磁気ダブレ
ット条件を満たしているため、軸上の副視野の転写では
収差は小さく、ＶＡＬ条件を満足する偏向器をレンズの
内部やその近傍に備えている為に、レンズ中心軸からは
ずれた副視野についても光軸と軌道が一致しているため
収差は小さい。
【００１４】更に、レンズのボ−ア径に関しても、１方
が他方の１／２以下に成っているので互いの磁場の干渉
がなく、対称条件がくずれることがない。
が他方の１／２以下に成っているので互いの磁場の干渉
がなく、対称条件がくずれることがない。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の第１の手段及びその改良手段
の実施例を示すものであり、縮小投影レンズ系の断面図
である。なお、縮小率は１／４である。マスク１は形成
しようとする１チップ分の４倍の拡大マスクが複数の主
視野に分割して形成されている。各主視野はさらに複数
の副視野に分割され、一度に１個の副視野が転写され
る。第１レンズ２と第２レンズ３はボーア径とレンズギ
ャップに関しては対称磁気ダブレットの条件を満たして
いる。即ちレンズの寸法は第１レンズ２は第２レンズ３
の４倍の寸法に設計されている。レンズ２のクロスオー
バ側の磁極のボーア径はレチクル側の磁極のボーア径の
１／２．５の大きさに設計した。第２レンズについても
クロスオーバ側の磁極のボーア径は試料側のボーア径の
１／２．５にした。第１レンズ２と第２レンズ３は軸上
磁場の向きが互いに逆方向になるような向きの電流が流
されている。この２つのレンズは同一の電源で直列に電
流が流れるよう設計されている。偏向コイルはレチクル
からクロスオーバ迄に４個とクロスオーバから試料５の
間に４個設けられている。各偏向器にはレンズの軸を軌
道に一致させるための偏向コイルとビームをクロスオ−
バ開口の中心を通すように偏向する偏向コイルが設けら
れている。偏向コイルの寸法は６と７、８と９、１０と
１１及び１３と１４では４：１の寸法比に作られてい
る。クロスオーバからこれらのコイル迄の距離は上に述
べたように４：１の比率になっている。また、これらの
対のコイルは同じ電源でシリーズに電流が流れるよう結
線されている。次に、この系での制御、作用、結果の例
を示す。偏向器１０が作るＶＡＬ磁界によりレンズの光
軸は転写される副視野の中心を通るようにシフトされ、
従って、レチクル１からレンズの中心軸に平行に出射し
た主光線は光軸上を進む事になる。そして偏向器１０に
設けられた別のコイルによって少しレンズの中心軸方向
に偏向される。偏向器８の位置に来ると軌道が少し中心
軸に近づいているため、偏向器８のコイルのＶＡＬ動作
によって光軸を軌道に合わせ、且つさらに主光線の軌道
をさらに中心軸方向へ偏向する。同様の光軸シフト及び
偏向を偏向器６及び１３について行いクロスオーバアパ
ーチャ４の中心を通るよう制御する。クロスオーバ４は
レチクル１と試料５を４：１に内分する位置である。偏
向器１４、７、９、１１が持つ光軸をシフトする作用と
主光線を中心軸に平行な方向へ偏向する作用を制御する
事により、クロスオーバ４を通過した主光線は試料５に
垂直に入射すると同時に、放射方向（副視野の並びの方
向）はレチクル副視野位置の１／４の位置、方位角方向
（ψ方向）は１８０°の位置に入射する。
の実施例を示すものであり、縮小投影レンズ系の断面図
である。なお、縮小率は１／４である。マスク１は形成
しようとする１チップ分の４倍の拡大マスクが複数の主
視野に分割して形成されている。各主視野はさらに複数
の副視野に分割され、一度に１個の副視野が転写され
る。第１レンズ２と第２レンズ３はボーア径とレンズギ
ャップに関しては対称磁気ダブレットの条件を満たして
いる。即ちレンズの寸法は第１レンズ２は第２レンズ３
の４倍の寸法に設計されている。レンズ２のクロスオー
バ側の磁極のボーア径はレチクル側の磁極のボーア径の
１／２．５の大きさに設計した。第２レンズについても
クロスオーバ側の磁極のボーア径は試料側のボーア径の
１／２．５にした。第１レンズ２と第２レンズ３は軸上
磁場の向きが互いに逆方向になるような向きの電流が流
されている。この２つのレンズは同一の電源で直列に電
流が流れるよう設計されている。偏向コイルはレチクル
からクロスオーバ迄に４個とクロスオーバから試料５の
間に４個設けられている。各偏向器にはレンズの軸を軌
道に一致させるための偏向コイルとビームをクロスオ−
バ開口の中心を通すように偏向する偏向コイルが設けら
れている。偏向コイルの寸法は６と７、８と９、１０と
１１及び１３と１４では４：１の寸法比に作られてい
る。クロスオーバからこれらのコイル迄の距離は上に述
べたように４：１の比率になっている。また、これらの
対のコイルは同じ電源でシリーズに電流が流れるよう結
線されている。次に、この系での制御、作用、結果の例
を示す。偏向器１０が作るＶＡＬ磁界によりレンズの光
軸は転写される副視野の中心を通るようにシフトされ、
従って、レチクル１からレンズの中心軸に平行に出射し
た主光線は光軸上を進む事になる。そして偏向器１０に
設けられた別のコイルによって少しレンズの中心軸方向
に偏向される。偏向器８の位置に来ると軌道が少し中心
軸に近づいているため、偏向器８のコイルのＶＡＬ動作
によって光軸を軌道に合わせ、且つさらに主光線の軌道
をさらに中心軸方向へ偏向する。同様の光軸シフト及び
偏向を偏向器６及び１３について行いクロスオーバアパ
ーチャ４の中心を通るよう制御する。クロスオーバ４は
レチクル１と試料５を４：１に内分する位置である。偏
向器１４、７、９、１１が持つ光軸をシフトする作用と
主光線を中心軸に平行な方向へ偏向する作用を制御する
事により、クロスオーバ４を通過した主光線は試料５に
垂直に入射すると同時に、放射方向（副視野の並びの方
向）はレチクル副視野位置の１／４の位置、方位角方向
（ψ方向）は１８０°の位置に入射する。
【００１６】次に、同様な配置の図２を用いて、第２の
手段及びその改良手段の制御、作用、結果の例を示す。
レンズ１及びレンズ２の構成、励磁法については先の例
と同じであるが、偏向器に関しては、第１の偏向器２
０、ＶＡＬ偏向器１８、１６、２３が配置され、更にＶ
ＡＬ偏向器２４、１７、１９、第２の偏向器２１が配置
されている。ＶＡＬ偏向コイルはレチクルからクロスオ
ーバ迄に３個とクロスオーバから試料５の間に３個設け
られている。第１の偏向器のコイルと第２の偏向器のコ
イルの寸法、及びＶＡＬ偏向コイル２０と２１、１８と
１９、１６と１７、２３と２４の寸法は４：１の寸法比
に作られている。クロスオーバからこれらのコイル迄の
距離は上に述べた様に４：１の比率になっている。ま
た、これらの対のコイルは同じ電源でシリーズに電流が
流れるよう結線されている。偏向器２０が作るＶＡＬ磁
界によりレンズの光軸は転写される副視野の中心を通る
ようにシフトされ、従って、レチクル１からレンズの中
心軸に平行に出射した主光線は光軸上を進む事になる。
そして偏向器２０に設けられた別のコイルによって主光
線が所定のクロスオ−バを通る軌道に乗るように磁場が
発生される。偏向器１８の位置に来ると軌道が少し中心
軸に近づいているため、ＶＡＬ偏向器１８のコイルのＶ
ＡＬ動作によって光軸を軌道に合わせ、同様の光軸シフ
トをＶＡＬ偏向器１６及び２３について行う。クロスオ
ーバ４はレチクル１と試料４を４：１に内分する位置で
ある。クロスオーバ４を通過した主光線はＶＡＬ偏向器
２４、１７、１９によりシフトされた光軸と一致してい
る軌道を通って最終段の偏向器２１に入射する。この偏
向器によって主光線が試料面に垂直になるように偏向さ
れる。勿論この位置でもＶＡＬ条件が満たされている。
先の場合と同様、入射位置は放射方向（副視野の並びの
方向）はレチクル副視野位置の１／４の位置、方位角方
向（ψ方向）は１８０°の位置である。上記のように副
視野の転写を行うと、高精度なパタ−ンが高いスル−プ
ットをもって、安定に形成される。
手段及びその改良手段の制御、作用、結果の例を示す。
レンズ１及びレンズ２の構成、励磁法については先の例
と同じであるが、偏向器に関しては、第１の偏向器２
０、ＶＡＬ偏向器１８、１６、２３が配置され、更にＶ
ＡＬ偏向器２４、１７、１９、第２の偏向器２１が配置
されている。ＶＡＬ偏向コイルはレチクルからクロスオ
ーバ迄に３個とクロスオーバから試料５の間に３個設け
られている。第１の偏向器のコイルと第２の偏向器のコ
イルの寸法、及びＶＡＬ偏向コイル２０と２１、１８と
１９、１６と１７、２３と２４の寸法は４：１の寸法比
に作られている。クロスオーバからこれらのコイル迄の
距離は上に述べた様に４：１の比率になっている。ま
た、これらの対のコイルは同じ電源でシリーズに電流が
流れるよう結線されている。偏向器２０が作るＶＡＬ磁
界によりレンズの光軸は転写される副視野の中心を通る
ようにシフトされ、従って、レチクル１からレンズの中
心軸に平行に出射した主光線は光軸上を進む事になる。
そして偏向器２０に設けられた別のコイルによって主光
線が所定のクロスオ−バを通る軌道に乗るように磁場が
発生される。偏向器１８の位置に来ると軌道が少し中心
軸に近づいているため、ＶＡＬ偏向器１８のコイルのＶ
ＡＬ動作によって光軸を軌道に合わせ、同様の光軸シフ
トをＶＡＬ偏向器１６及び２３について行う。クロスオ
ーバ４はレチクル１と試料４を４：１に内分する位置で
ある。クロスオーバ４を通過した主光線はＶＡＬ偏向器
２４、１７、１９によりシフトされた光軸と一致してい
る軌道を通って最終段の偏向器２１に入射する。この偏
向器によって主光線が試料面に垂直になるように偏向さ
れる。勿論この位置でもＶＡＬ条件が満たされている。
先の場合と同様、入射位置は放射方向（副視野の並びの
方向）はレチクル副視野位置の１／４の位置、方位角方
向（ψ方向）は１８０°の位置である。上記のように副
視野の転写を行うと、高精度なパタ−ンが高いスル−プ
ットをもって、安定に形成される。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したような縮小投影レンズ系を
用いると、光軸をシフトして実質的な低収差領域を拡大
して高スル−プットを目指すレンズ系に生じる、偏向歪
みに起因する像の収差が低減され、高精細像を高スル−
プットで達成できる。また、個々の構成要素が互いに諸
変動に対して変動を打ち消し合う様に設計されているの
で、制御安定性も高いものが得られる。
用いると、光軸をシフトして実質的な低収差領域を拡大
して高スル−プットを目指すレンズ系に生じる、偏向歪
みに起因する像の収差が低減され、高精細像を高スル−
プットで達成できる。また、個々の構成要素が互いに諸
変動に対して変動を打ち消し合う様に設計されているの
で、制御安定性も高いものが得られる。
【図１】本発明の実施例の縮小投影レンズ系の断面図。
【図２】本発明の他の実施例の縮小投影レンズ系の断面
図。
図。
１ ・・・・ レチクル ２ ・・・・ 第１の投影レンズ ３ ・・・・ 第２の投影レンズ ４ ・・・・ クロスオ−バ ５ ・・・・ 試料 ６、７、８、９、１０、１１、１３、１４ ・・・・
偏向器 １２ ・・・・ 電子線の主光線の軌道 １６、１７、１８、１９、２３、２４ ・・・ ＶＡＬ
偏向器 ２０、２１ ・・・・ 偏向器
偏向器 １２ ・・・・ 電子線の主光線の軌道 １６、１７、１８、１９、２３、２４ ・・・ ＶＡＬ
偏向器 ２０、２１ ・・・・ 偏向器
Claims (10)
- 【請求項１】 レチクル上の主視野を複数の副視野に分
割し、第１、第２の投影レンズにより各副視野を縮小率
１／Ｍで試料上に転写する装置の縮小投影レンズ系であ
って、レチクルと試料間をＭ：１に内分する点がクロス
オーバであり、上記第１、第２レンズのクロスオーバ側
のボーア径の比、第１、第２レンズのクロスオ−バとは
反対側のボ−ア径の比、あるいは第１、第２レンズのレ
ンズギャップの比のうち少なくともひとつがＭ：１の関
係になっているレンズ系において、レチクルとクロスオ
ーバの間にＪ（Ｊ≧２）個の偏向器を設け、該偏向器に
より光軸を軌道にほぼ一致させる磁場とビ−ムをクロス
オ−バ開口の中心を通るように偏向する磁場を発生さ
せ、クロスオ−バと試料の間にＪ’（Ｊ’≧２）個の偏
向器を設け、該偏向器により光軸を軌道に一致させる磁
場とビ−ムを試料面に垂直になるように偏向する磁場を
発生させる事を特徴とする縮小投影レンズ。 - 【請求項２】 レチクル上の主視野を複数の副視野に分
割し、第１、第２の投影レンズにより各副視野を縮小率
１／Ｍで試料上に転写する装置の縮小投影レンズ系であ
って、レチクルと試料間をＭ：１に内分する点がクロス
オーバであり、上記第１、第２レンズのクロスオーバ側
のボーア径の比、第１、第２レンズのクロスオ−バとは
反対側のボ−ア径の比、あるいは第１、第２レンズのレ
ンズギャップの比のうち少なくともひとつがＭ：１の関
係になっているレンズ系において、第１レンズのレチク
ル側の磁極近傍に第１の偏向器を設け、該第１の偏向器
により光軸を副視野から出た主光線にほぼ一致させるた
めの磁場と該主光線を偏向して前記クロスオ−バを通る
軌道にのせるための磁場を発生させ、該第１の偏向器と
クロスオ−バの間にＪ（Ｊ≧２）個のＶＡＬ偏向器を設
けて光軸を該軌道にほぼ一致させるための磁場を発生さ
せ、クロスオ−バと第２レンズの試料側の磁極近傍の間
にＪ’（Ｊ’≧２）個のＶＡＬ偏向器と第２の偏向器を
この順に設け、該ＶＡＬ偏向器により光軸を軌道にほぼ
一致させる磁場を発生させ、第２の偏向器によりクロス
オ−バを通った軌道が試料の所定の位置に垂直に入射す
るようにするための磁場と光軸を軌道に合わせる為の磁
場を発生させる事を特徴とする縮小投影レンズ。 - 【請求項３】 請求項１または２において各レンズのク
ロスオーバ側のボーア径は他の側のボーア径の１／２よ
り小さいことを特徴とする縮小投影レンズ。 - 【請求項４】 請求項１乃至３において、Ｊ＝Ｊ’であ
ることを特徴とする縮小投影レンズ。 - 【請求項５】 請求項４において、クロスオーバを中心
として、クロスオーバからレチクル側へｎ個目の偏向器
またはＶＡＬ偏向器のコアまたはコイルの内径はクロス
オーバから試料側へｎ個目の偏向器またはＶＡＬ偏向器
のコアまたはとコイルの内径のＭ倍であることを特徴と
する縮小投影レンズ - 【請求項６】 請求項４又は５において、クロスオーバ
からレチクル側へ数えてｎ個目の偏向器またはＶＡＬ偏
向器のコアまたはコイルのクロスオ−バ迄の距離は、ク
ロスオーバから試料側へ数えてｎ個目の偏向器またはＶ
ＡＬ偏向器のコアまたはコイルのクロスオ−バ迄の距離
のＭ倍であることを特徴とする縮小投影レンズ。 - 【請求項７】 請求項４乃至６において、クロスオーバ
からレチクル側と試料側へ数えてｎ個目の２つの偏向器
またはＶＡＬ偏向器の励磁条件として、アンペア・タ−
ン数が等しく、且つ発生する磁場が逆向きになるように
電流を流すことを特徴とする縮小投影レンズ。 - 【請求項８】 請求項７において、クロスオーバからレ
チクル側と試料側へ数えてｎ個目の２つの偏向器または
ＶＡＬ偏向器を同一の電源で駆動することを特徴とする
縮小投影レンズ。 - 【請求項９】 請求項１または３または４乃至８におい
て、上記Ｊ個の偏向器はそれぞれほぼ等しい偏向量を有
する事を特徴とする縮小投影レンズ。 - 【請求項１０】 請求項１または３において、上記Ｊ’
個の偏向器はそれぞれほぼ等しい偏向量を有する事を特
徴とする縮小投影レンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9105793A JPH10303095A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 縮小投影レンズ系 |
| US09/064,978 US6064071A (en) | 1997-04-23 | 1998-04-23 | Charged-particle-beam optical systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9105793A JPH10303095A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 縮小投影レンズ系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303095A true JPH10303095A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14417017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9105793A Pending JPH10303095A (ja) | 1997-04-23 | 1997-04-23 | 縮小投影レンズ系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10303095A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6838682B2 (en) | 2002-12-20 | 2005-01-04 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron beam exposure equipment and electron beam exposure method |
| JP2005043227A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Kobe Steel Ltd | 分析装置用磁場発生装置 |
-
1997
- 1997-04-23 JP JP9105793A patent/JPH10303095A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6838682B2 (en) | 2002-12-20 | 2005-01-04 | Hitachi High-Technologies Corporation | Electron beam exposure equipment and electron beam exposure method |
| JP2005043227A (ja) * | 2003-07-22 | 2005-02-17 | Kobe Steel Ltd | 分析装置用磁場発生装置 |
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