JPH10303117A - 電子線光学系 - Google Patents
電子線光学系Info
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Abstract
ができる電子線光学系を提供する。 【解決手段】 電子線光学系は、電子銃1の放射する電
子ビームを調整してレチクル9に導く複数のコンデンサ
レンズ2、3、8や、副視野制限開口6、副視野選択偏
向器17、18、及び、複数の投影レンズ10、11を
備える。レチクル9直前のコンデンサレンズ8の焦点距
離が、レチクル9直後の投影レンズ10の焦点距離より
も短い。
Description
チクル(マスク)のパターンを試料(ウェハー等)に転
写する転写装置に関する。特には、4GDRAM以降の
高密度・微細パターンをも高スループットで形成できる
電子線を用いた転写装置に関する。
付けるリソグラフィー装置の一種として、所定のパター
ンを備えたマスクに電子線を照射し、その照射範囲のパ
ターンの像を二段の投影レンズによりウエハに縮小転写
する電子線縮小転写装置が知られている(例えば特開平
5−160012号参照)。この種の装置では、マスク
の全範囲に一括して電子線を照射することができないの
で、光学系の視野を多数の小領域に分割し、小領域毎に
分割してパターン像を転写する(例えば米国特許第52
60151号参照)。なお、本明細書では、視野分割を
行なうときの分割前の視野を主視野、分割された一つ一
つの小領域を副視野と呼ぶ。
は、レチクル直前のコンデンサレンズにレチクル直後の
投影レンズとほぼ同じ焦点距離を持つレンズが用いられ
ていた。というのは、従来の可変整形方式やセルプロ方
式の電子線露光装置において、コンデンサレンズの球面
収差を小さくする必要があり、コンデンサレンズの焦点
距離が長くなっていたのが、そのまま引き継がれていた
からである。また、レチクル直前のコンデンサレンズと
レチクル直後の投影レンズを1種類のレンズで済ませた
いという設計の簡略化と生産上の要請もあった。
ル直前のコンデンサレンズとレチクル直後の投影レンズ
がほぼ同じ焦点距離を持つ場合には、電子銃から試料面
までの距離が長くなるため電子線露光装置の背が高くな
って、露光装置を通常のクリーンルーム内に収めること
ができないという問題点があった。また、副視野制限開
口からレチクルへの投影系が拡大系となるので、開口寸
法が小さくなるため、開口の製作精度への要求が厳しく
なるという問題点もあった。さらに、開口が小さくなる
と、そのエッジが強い電子ビーム照射を受けて温度上昇
し、開口寸法の精度が劣化するという問題点もあった。
置にあっては、光軸上に位置する副視野を選択した場合
と、光軸から離れた視野を選択した場合とで、ビーム開
口角が異なり、光軸から離れた視野を選択した場合の収
差が大きくなるという問題点もあった。
てなされたもので、電子銃から試料面までの距離を短く
することができる電子線光学系を提供することを目的と
する。また、副視野制限開口からレチクルへは縮小光学
系となり、副視野制限開口への精度要求を緩和すること
のできる電子線光学系を提供することを目的とする。さ
らに、光軸から離れた位置にある副視野を選択した場合
にも開口角が実質的に増加しない光学系を提供すること
を目的とする。
め、本発明の第1態様の電子線光学系は、 光学系の主
視野を複数の副視野に分割し、レチクルのパターン像を
該副視野毎に分割して試料面に転写する電子線露光装置
における電子線光学系であって; 電子銃、電子銃の放
射する電子ビームを調整してレチクルに導く複数のコン
デンサレンズ、複数のコンデンサレンズ間に配置された
副視野制限開口、電子銃とレチクル間に配置された副視
野選択偏向器、及び、レチクル像を試料面上に縮小結像
させる複数の投影レンズ、を備え; 副視野制限開口と
レチクル間のレンズ系の焦点距離が、レチクル直後の投
影レンズの焦点距離よりも短いことを特徴とする。ここ
で、副視野制限開口とレチクル間のレンズ系の焦点距離
が、レチクル直後の投影レンズの焦点距離の1/2以下
であることが好ましい。なお、1/2までいかなくと
も、3/4あるいは2/3でも一定の効果はある。
は、 光学系の主視野を複数の副視野に分割し、レチク
ルのパターン像を該副視野毎に分割して試料面に転写す
る電子線露光装置における電子線光学系であって; 電
子銃、電子銃の放射する電子ビームを調整してレチクル
に導く複数のコンデンサレンズ、複数のコンデンサレン
ズ間に配置された副視野制限開口、電子銃とレチクル間
に配置された副視野選択偏向器、及び、レチクル像を試
料面上に縮小結像させる複数の投影レンズ、を備え;
上記偏向器が、上記レチクル直前のコンデンサレンズの
軸を電子ビームの主光線の軌道に合わせる機能を有する
ことを特徴とする。
る。本発明においては、レチクル9の直前のコンデンサ
レンズ8の焦点距離13は、レチクル直後の投影レンズ
10の焦点距離14よりも小さい(より好ましくは、1
/2より小さい)ので、電子銃1とレチクル9までの距
離を、レチクル9から試料面12までの距離に近付ける
ことができる。例えば、レチクル9の直前のコンデンサ
レンズ8の焦点距離13が、レチクル直後の投影レンズ
10の焦点距離14の1/2程度の場合、レチクル9か
ら試料12までの距離を80cmとすると、電子銃から試
料面までは1.5m程度となり、クリーンルームに十分
収まる。また、副視野制限アパーチャからレチクル9ま
での光学系は副視野制限開口6の寸法15とレチクルの
副視野寸法16の比で決まる縮小系となる。
2段とし、偏向器18に、レチクル直前のコンデンサレ
ンズ8の軸を電子ビームの主光線の軌道に合わせる機能
(MOL機能)を持たせるから、コンデンサレンズ8の
クロスオーバー19での収差はあまり大きくならず、光
学系の解像度は良好に保たれる。
光装置の電子線光学系の結像図である。電子銃1は、下
方に向けて電子線を放射する。電子銃1の下方には2段
のコンデンサレンズ2、3が備えられており、電子線
は、これらのコンデンサレンズ2、3を通ってブランキ
ング開口7にクロスオーバーを結像する。これら2つの
コンデンサレンズ2、3をズームレンズとして作用さ
せ、レチクル9を照射する電流密度を可変にできる。
6が備えられている。この矩形開口(副視野制限開口)
6は、一つの副視野に相当する領域分の電子線のみを通
過させる。矩形開口6の上面にはヒートシンク5が置か
れており、矩形開口6のエッジを冷却してその寸法変化
を防止している。矩形開口6と同一レベルにはブランキ
ング偏向器4が置かれており、ブランキング(電子線遮
断)が必要な時は、電子線を偏向させてブランキング開
口7を通過させないようにしている。
グ開口7と並んで副視野選択偏向器の一段目17が配置
されている。一段目副視野選択偏向器17の下方には、
二段目副視野選択偏向器18が配置されている。二段目
副視野選択偏向器18と同レベルの位置には、コンデン
サレンズ8が配置されている。コンデンサレンズ8は、
電子線を平行ビーム化し、レチクル9に当て、レチクル
9に副視野制限開口6を結像させる。ここで二段目の副
視野選択偏向器18とレンズ8は、MOL機能を有し、
それ自体が二段の偏向器である。ここでは、副視野制限
開口6からレチクル9への縮小率は1/2とした。
野のみが示されているが、実際には図の水平方向(X−
Y方向)に広がっており、多くの副視野を有する。光軸
から離れた副視野を選択する場合は、偏向器17でビー
ムを偏向させる。この際、ビームは、コンデンサレンズ
8の軸外を通るため、一般的には収差を発生させる。特
に、本実施例ではレチクル直前のコンデンサレンズ8の
焦点距離が短いため、開口角の変化が大きく収差も大き
くなる。そこで、収差が大きくなるのを避けるため、コ
ンデンサレンズ8に、MOL機能(Moving Objective L
ens)あるいはVAL機能(Variable Axis Lens) といわ
れる機能を持たせて、ビームの軌道とレンズ8の光軸を
一致させる。すなわち、コンデンサレンズ8の軸上磁場
分布の光軸方向(Z方向)に関して微分した分布を、偏
向器18の偏向磁場のZ方向分布に一致させて、上記M
OL機能をコンデンサレンズ8に与えている。
0及び投影レンズ11(対物レンズ)が設けられてい
る。図1に示されているように、レチクル9の一つの副
視野に相当する部分が電子線照射され、レチクル9でパ
ターン化された電子線は、2段の投影レンズ10、11
によって縮小され、試料12上に結像される。試料12
上には、適当なレジストが塗布されており、レジストに
電子線のドーズが与えられてレチクル像の縮小パターン
が試料12上に転写される。
は以下の効果を発揮する。 本発明の第1態様においては、副視野制限開口とレ
チクル間のレンズ系の焦点距離が、レチクル直後の投影
レンズの焦点距離よりも小さいので、電子銃とレチクル
までの距離を短くでき、露光装置の高さを低くすること
ができる。 同じく、副視野制限開口からレチクルへは縮小光学
系となり、副視野制限開口への精度要求を緩和すること
ができる。 本発明の第2態様においては、光軸から離れた位置
にある副視野を選択した場合にも開口角が実質的に増加
しない光学系を提供できる。
線光学系の結像図である。
サレンズ 4 ブランキング偏向器 5 ヒートシンク 6 矩形アパーチャ 7 ブランキング
アパーチャ 8 コンデンサレンズ 9 レチクル 10 投影レンズ 11 対物レンズ 12 試料 13、14 焦点
距離 15 副視野制限アパーチャ 16 レチクルの
副視野寸法 17、18 副視野選択偏向器 19 クロスオー
バー
Claims (5)
- 【請求項1】 光学系の主視野を複数の副視野に分割
し、レチクルのパターン像を該副視野毎に分割して試料
面に転写する電子線露光装置における電子線光学系であ
って;電子銃、電子銃の放射する電子ビームを調整して
レチクルに導く複数のコンデンサレンズ、複数のコンデ
ンサレンズ間に配置された副視野制限開口、電子銃とレ
チクル間に配置された副視野選択偏向器、及び、レチク
ル像を試料面上に縮小結像させる複数の投影レンズ、を
備え;副視野制限開口とレチクル間のレンズ系の焦点距
離が、レチクル直後の投影レンズの焦点距離よりも短い
ことを特徴とする電子線光学系。 - 【請求項2】 上記視野制限開口とレチクル間のレンズ
系の焦点距離が、上記レチクル直後の投影レンズの焦点
距離の1/2以下であることを特徴とする請求項1記載
の電子線光学系。 - 【請求項3】 光学系の主視野を複数の副視野に分割
し、レチクルのパターン像を該副視野毎に分割して試料
面に転写する電子線露光装置における電子線光学系であ
って;電子銃、電子銃の放射する電子ビームを調整して
レチクルに導く複数のコンデンサレンズ、複数のコンデ
ンサレンズ間に配置された副視野制限開口、電子銃とレ
チクル間に配置された副視野選択偏向器、及び、レチク
ル像を試料面上に縮小結像させる複数の投影レンズ、を
備え;上記偏向器が、上記レチクル直前のコンデンサレ
ンズの軸を電子ビームの主光線の軌道に合わせる機能を
有することを特徴とする電子線光学系。 - 【請求項4】 光学系の主視野を複数の副視野に分割
し、レチクルのパターン像を該副視野毎に分割して試料
面に転写する電子線露光装置における電子線光学系であ
って;電子銃、電子銃の放射する電子ビームを調整して
レチクルに導く複数のコンデンサレンズ、複数のコンデ
ンサレンズ間に配置された副視野制限開口、電子銃とレ
チクル間に配置された副視野選択偏向器、及び、レチク
ル像を試料面上に縮小結像させる複数の投影レンズ、を
備え;副視野制限開口とレチクル間のレンズ系の焦点距
離が、レチクル直後の投影レンズの焦点距離よりも短
く、かつ、 上記偏向器が、上記副視野制限開口とレチクル間のレン
ズ系の軸を電子ビームの主光線の軌道に合わせる機能を
有することを特徴とする電子線光学系。 - 【請求項5】 上記副視野制限開口とレチクル間のレン
ズ系の焦点距離が、上記レチクル直後の投影レンズの焦
点距離の1/2以下であることを特徴とする請求項4記
載の電子線光学系。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP9124721A JPH10303117A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電子線光学系 |
US09/069,712 US5977550A (en) | 1997-04-30 | 1998-04-29 | Charged-particle-beam optical systems |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9124721A JPH10303117A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電子線光学系 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH10303117A true JPH10303117A (ja) | 1998-11-13 |
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ID=14892468
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP9124721A Pending JPH10303117A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電子線光学系 |
Country Status (2)
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DE10109965A1 (de) | 2001-03-01 | 2002-09-12 | Zeiss Carl | Teilchenoptische Linsenanordnung und Verfahren unter Einsatz einer solchen Linsenanordnung |
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US5770863A (en) * | 1995-10-24 | 1998-06-23 | Nikon Corporation | Charged particle beam projection apparatus |
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- 1997-04-30 JP JP9124721A patent/JPH10303117A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-29 US US09/069,712 patent/US5977550A/en not_active Expired - Fee Related
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