JPH10303118A - 電子線投影光学系 - Google Patents
電子線投影光学系Info
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- JPH10303118A JPH10303118A JP9124722A JP12472297A JPH10303118A JP H10303118 A JPH10303118 A JP H10303118A JP 9124722 A JP9124722 A JP 9124722A JP 12472297 A JP12472297 A JP 12472297A JP H10303118 A JPH10303118 A JP H10303118A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
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- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
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- H01J37/3007—Electron or ion-optical systems
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 大開口角でも低収差でかつビームボケが小さ
く、さらに歪も小さい電子線投影光学系を提供する。 【解決手段】 本発明の電子線投影光学系は、レチクル
１寄りに配置された第１の投影レンズ２と、試料４寄り
に配置された第２の投影レンズ３と、レチクル位置と試
料位置を縮小率比で内分する位置に配置されたクロスオ
ーバ８と、各レンズの電子光学軸を移動させる軸移動用
偏向器６、１０等を備える。レチクル１上の光軸から離
れて位置する副視野内の代表点１ａを通る主光線１２を
第１の偏向器５′で偏向して第２の偏向器７′の中心で
光軸と交わらせ、次に第２の偏向器７′で偏向して第１
の投影レンズ２の光軸上を進ませる。
く、さらに歪も小さい電子線投影光学系を提供する。 【解決手段】 本発明の電子線投影光学系は、レチクル
１寄りに配置された第１の投影レンズ２と、試料４寄り
に配置された第２の投影レンズ３と、レチクル位置と試
料位置を縮小率比で内分する位置に配置されたクロスオ
ーバ８と、各レンズの電子光学軸を移動させる軸移動用
偏向器６、１０等を備える。レチクル１上の光軸から離
れて位置する副視野内の代表点１ａを通る主光線１２を
第１の偏向器５′で偏向して第２の偏向器７′の中心で
光軸と交わらせ、次に第２の偏向器７′で偏向して第１
の投影レンズ２の光軸上を進ませる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いてレ
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。
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。
【０００２】
【従来の技術】半導体ウエハに集積回路パターンを焼き
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、５４６６９０４号参照）。また、レンズ
磁場に軸移動用偏向器の磁場を印加することによってレ
ンズの軸を移動させる方法（ＭＯＬ(Moving Objective
Lens) 、ＶＡＬ(Variable Axis Lens)) 、及び、電子光
学系の収差を相当程度低減させうる対称磁気ダブレット
型レンズ系も公知である。
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、５４６６９０４号参照）。また、レンズ
磁場に軸移動用偏向器の磁場を印加することによってレ
ンズの軸を移動させる方法（ＭＯＬ(Moving Objective
Lens) 、ＶＡＬ(Variable Axis Lens)) 、及び、電子光
学系の収差を相当程度低減させうる対称磁気ダブレット
型レンズ系も公知である。
【０００３】対称磁気ダブレット型レンズ系は、投影光
学系の２段の投影レンズの形状（磁極ボーア径、レンズ
ギャップ）を入射瞳を中心として相似形点対称（レチク
ル側投影レンズを縮小率倍縮小したとき点対称）とし、
各レンズの磁性を逆とし、両レンズの励磁コイルのアン
ペアターンを等しくとったものである（J. Vac. Sci.Te
chnol., Vol.12, No.6, Nov. Dec. 1975)。この光学配
置により、すべてのθ方向収差と歪及び倍率色収差がキ
ャンセルされて０となる。
学系の２段の投影レンズの形状（磁極ボーア径、レンズ
ギャップ）を入射瞳を中心として相似形点対称（レチク
ル側投影レンズを縮小率倍縮小したとき点対称）とし、
各レンズの磁性を逆とし、両レンズの励磁コイルのアン
ペアターンを等しくとったものである（J. Vac. Sci.Te
chnol., Vol.12, No.6, Nov. Dec. 1975)。この光学配
置により、すべてのθ方向収差と歪及び倍率色収差がキ
ャンセルされて０となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、対称磁気ダブ
レット型レンズ系では像面湾曲が補正されないため、レ
ンズ系の開口角が大きい場合は収差が大きくなって使用
しえない。また、小さい開口角の場合は、電子線中の電
子同士の衝突でビームのボケが大きくなるため（いわゆ
るクーロン効果）、大電流での転写ができないという問
題点があった。
レット型レンズ系では像面湾曲が補正されないため、レ
ンズ系の開口角が大きい場合は収差が大きくなって使用
しえない。また、小さい開口角の場合は、電子線中の電
子同士の衝突でビームのボケが大きくなるため（いわゆ
るクーロン効果）、大電流での転写ができないという問
題点があった。
【０００５】一方、従来の一般的なＭＯＬやＶＡＬで
は、電子線偏向用偏向器をレンズの外に配置している
（例えば米国特許第５４６６９０４号）ため、レンズに
残されている寸法が少なくなってレンズギャップ（上下
磁極間距離）を大きくとれなかった。そのため、光軸近
くの副視野を転写する場合においてすら、像面湾曲と視
野非点収差が大きいという問題点があった。また、電子
線偏向用偏向器に起因する収差も、偏向角を大きくする
必要があるため、大きいという問題点もあった。
は、電子線偏向用偏向器をレンズの外に配置している
（例えば米国特許第５４６６９０４号）ため、レンズに
残されている寸法が少なくなってレンズギャップ（上下
磁極間距離）を大きくとれなかった。そのため、光軸近
くの副視野を転写する場合においてすら、像面湾曲と視
野非点収差が大きいという問題点があった。また、電子
線偏向用偏向器に起因する収差も、偏向角を大きくする
必要があるため、大きいという問題点もあった。
【０００６】本発明は、従来のこのような問題点に鑑み
てなされたもので、大開口角でも低収差でかつビームボ
ケが小さく、さらに歪も小さい電子線投影光学系を提供
することを目的とする。
てなされたもので、大開口角でも低収差でかつビームボ
ケが小さく、さらに歪も小さい電子線投影光学系を提供
することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の電子線投影光学系は、 レチクル上のパタ
ーン領域を複数の主視野に分割し、各主視野を複数の副
視野に分割し、各副視野を単位として光学条件を変化さ
せながらレチクルをステップアンドリピートあるいは走
査によって電子線照明し、レチクルを通過してパターン
化された電子線照明光を試料上に結像転写する投影光学
系であって； レチクル寄りに配置された第１の投影レ
ンズと、試料寄りに配置された第２の投影レンズと、レ
チクル位置と試料位置を縮小率比で内分する位置に配置
されたクロスオーバ開口と、各レンズの電子光学軸を移
動させる軸移動用偏向器と、電子線偏向用偏向器群と、
を備え； 電子線偏向用偏向器群が、レチクルに近い位
置に配置された第１の偏向器と、第１の投影レンズ内に
配置された第２の偏向器と、第２の投影レンズ内に配置
された第３の偏向器と、試料に近い位置に配置された第
４の偏向器と、を有し、 光軸（幾何軸）から離れて位
置する副視野内の代表点を通る主光線を第１の偏向器で
偏向して第２の偏向器中心で光軸と交わらせ、該主光線
を第２の偏向器で偏向して主光線を第１の投影レンズの
光軸上を進ませ、クロスオーバ開口を通過した後、該主
光線を第３の偏向器で偏向して、第４の偏向器中心で試
料への転写位置から光軸と平行に立ち上がる垂線と交わ
らせ、該主光線を第４の偏向器で偏向して該垂線上を進
ませることを特徴とする。つまり、上記主光線ができる
だけ両レンズの幾何軸に沿って進むように偏向させるこ
ととして、光軸から離れた副視野の転写においても、像
面湾曲、視野非点収差、コマ収差等の収差を少なくし
た。
め、本発明の電子線投影光学系は、 レチクル上のパタ
ーン領域を複数の主視野に分割し、各主視野を複数の副
視野に分割し、各副視野を単位として光学条件を変化さ
せながらレチクルをステップアンドリピートあるいは走
査によって電子線照明し、レチクルを通過してパターン
化された電子線照明光を試料上に結像転写する投影光学
系であって； レチクル寄りに配置された第１の投影レ
ンズと、試料寄りに配置された第２の投影レンズと、レ
チクル位置と試料位置を縮小率比で内分する位置に配置
されたクロスオーバ開口と、各レンズの電子光学軸を移
動させる軸移動用偏向器と、電子線偏向用偏向器群と、
を備え； 電子線偏向用偏向器群が、レチクルに近い位
置に配置された第１の偏向器と、第１の投影レンズ内に
配置された第２の偏向器と、第２の投影レンズ内に配置
された第３の偏向器と、試料に近い位置に配置された第
４の偏向器と、を有し、 光軸（幾何軸）から離れて位
置する副視野内の代表点を通る主光線を第１の偏向器で
偏向して第２の偏向器中心で光軸と交わらせ、該主光線
を第２の偏向器で偏向して主光線を第１の投影レンズの
光軸上を進ませ、クロスオーバ開口を通過した後、該主
光線を第３の偏向器で偏向して、第４の偏向器中心で試
料への転写位置から光軸と平行に立ち上がる垂線と交わ
らせ、該主光線を第４の偏向器で偏向して該垂線上を進
ませることを特徴とする。つまり、上記主光線ができる
だけ両レンズの幾何軸に沿って進むように偏向させるこ
ととして、光軸から離れた副視野の転写においても、像
面湾曲、視野非点収差、コマ収差等の収差を少なくし
た。
【０００８】
【発明の実施の形態】また、図１における偏向器５′及
び偏向器１１′をレチクル及び試料に近づけ、偏向器
７′及び９′をクロスオーバ側磁極に近づけることによ
って、これらの偏向器の偏向角も小さくできるので、偏
向用偏向器に起因する歪も抑制した。本発明において
は、上記軸移動用偏向器が、レンズの軸をＲ（ｚ）の位
置に移動させるための下式で表わされる偏向磁場Ｙ
（ｚ）を発生することができる。 Ｙ（ｚ）＝−（１／２）Ｒ（ｚ）・ｄＢ（ｚ）／ｄｚ………（１） ここで、Ｒは放射方向座標、Ｒ（ｚ）は上記主光線軌道
のＲ位置、ｄＢ（ｚ）／ｄｚはレンズの軸上磁場分布の
１回微分である。
び偏向器１１′をレチクル及び試料に近づけ、偏向器
７′及び９′をクロスオーバ側磁極に近づけることによ
って、これらの偏向器の偏向角も小さくできるので、偏
向用偏向器に起因する歪も抑制した。本発明において
は、上記軸移動用偏向器が、レンズの軸をＲ（ｚ）の位
置に移動させるための下式で表わされる偏向磁場Ｙ
（ｚ）を発生することができる。 Ｙ（ｚ）＝−（１／２）Ｒ（ｚ）・ｄＢ（ｚ）／ｄｚ………（１） ここで、Ｒは放射方向座標、Ｒ（ｚ）は上記主光線軌道
のＲ位置、ｄＢ（ｚ）／ｄｚはレンズの軸上磁場分布の
１回微分である。
【０００９】本発明においては、上記第１の偏向器が上
記第１の投影レンズ内のレチクル寄りの位置に配置され
ており、上記第４の偏向器が上記第２の投影レンズ内の
試料寄りの位置に配置されており、さらに上記軸移動用
偏向器もレンズ内に配置されていることが好ましい。こ
の場合、偏向器をレンズの内部に設けるため、レンズギ
ャップを十分長くすることができレンズの収差係数を小
さくできる。
記第１の投影レンズ内のレチクル寄りの位置に配置され
ており、上記第４の偏向器が上記第２の投影レンズ内の
試料寄りの位置に配置されており、さらに上記軸移動用
偏向器もレンズ内に配置されていることが好ましい。こ
の場合、偏向器をレンズの内部に設けるため、レンズギ
ャップを十分長くすることができレンズの収差係数を小
さくできる。
【００１０】本発明においては、上記第１の投影レンズ
と第２の投影レンズが、ボーア径、レンズギャップ及び
励磁電流に関して対称磁気ダブレット条件を満たすこと
が好ましい。対称磁気ダブレットにおける歪及び倍率と
回転の色収差等の収差キャンセルの利点があるからであ
る。
と第２の投影レンズが、ボーア径、レンズギャップ及び
励磁電流に関して対称磁気ダブレット条件を満たすこと
が好ましい。対称磁気ダブレットにおける歪及び倍率と
回転の色収差等の収差キャンセルの利点があるからであ
る。
【００１１】本発明においては、上記クロスオーバから
レチクル側に配置されている電子線偏向用偏向器（第１
の偏向器、第２の偏向器）及び上記クロスオーバから試
料側に配置されている電子線偏向用偏向器（第３の偏向
器、第４の偏向器）の幾何形状及び幾何的配置が、クロ
スオーバからレチクル間を縮小率倍に相似縮小すると、
クロスオーバを中心として上下点対称となることが好ま
しい。また上記レチクルからクロスオーバまでの主光線
の軌道と、クロスオーバから試料までの主光線の軌道
が、レチクルがクロスオーバ間を縮小率倍に相似縮小す
ると、クロスオーバを中心として上下点対称となること
が好ましい。すなわち、主光線の軌道や偏向器をもクロ
スオーバを中心として相似点対称とすることにより、偏
向器の製作誤差でない本来の不完全さ（例えばエッジ効
果）に起因する収差がクロスオーバの前後で互いに打ち
消し合って低収差を実現できる。
レチクル側に配置されている電子線偏向用偏向器（第１
の偏向器、第２の偏向器）及び上記クロスオーバから試
料側に配置されている電子線偏向用偏向器（第３の偏向
器、第４の偏向器）の幾何形状及び幾何的配置が、クロ
スオーバからレチクル間を縮小率倍に相似縮小すると、
クロスオーバを中心として上下点対称となることが好ま
しい。また上記レチクルからクロスオーバまでの主光線
の軌道と、クロスオーバから試料までの主光線の軌道
が、レチクルがクロスオーバ間を縮小率倍に相似縮小す
ると、クロスオーバを中心として上下点対称となること
が好ましい。すなわち、主光線の軌道や偏向器をもクロ
スオーバを中心として相似点対称とすることにより、偏
向器の製作誤差でない本来の不完全さ（例えばエッジ効
果）に起因する収差がクロスオーバの前後で互いに打ち
消し合って低収差を実現できる。
【００１２】本発明においては、上記第１の投影レンズ
及び第２の投影レンズが光軸回りに回転対称の磁極及び
コイルを有する電磁レンズであって、該磁極のクロスオ
ーバ側のボーア径が、レチクル側あるいは試料側のボー
ア径の１／１．５以下であることが好ましい。レチクル
側レンズのクロスオーバ側の磁界分布のみが試料側レン
ズの磁極の影響を受けて乱され、対称性が損われるの
で、ボーア径を小さくすることによってその乱れを低減
することができる。
及び第２の投影レンズが光軸回りに回転対称の磁極及び
コイルを有する電磁レンズであって、該磁極のクロスオ
ーバ側のボーア径が、レチクル側あるいは試料側のボー
ア径の１／１．５以下であることが好ましい。レチクル
側レンズのクロスオーバ側の磁界分布のみが試料側レン
ズの磁極の影響を受けて乱され、対称性が損われるの
で、ボーア径を小さくすることによってその乱れを低減
することができる。
【００１３】本発明においては、上記第１の偏向器と第
４の偏向器が同一の電源で制御されること、あるいは上
記第２の偏向器と第３の偏向器が同一の電源で制御され
ることが好ましい。この場合、電源の不安定さによるビ
ームの不安定さが互いに打ち消し合うので電源の不安定
さによる転写精度低下を低減できる。
４の偏向器が同一の電源で制御されること、あるいは上
記第２の偏向器と第３の偏向器が同一の電源で制御され
ることが好ましい。この場合、電源の不安定さによるビ
ームの不安定さが互いに打ち消し合うので電源の不安定
さによる転写精度低下を低減できる。
【００１４】以下、図面を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の１実施例に係る投影光学系を示す模式的側
面図である。図の最上部に示されているレチクル１は、
上部から、図示せぬ照明光学系により電子線照明を受け
ている。レチクル１の下には、順に、レンズ２、レンズ
３、試料４が光軸（中央の一点鎖線）に沿って配置され
ている。
は、本発明の１実施例に係る投影光学系を示す模式的側
面図である。図の最上部に示されているレチクル１は、
上部から、図示せぬ照明光学系により電子線照明を受け
ている。レチクル１の下には、順に、レンズ２、レンズ
３、試料４が光軸（中央の一点鎖線）に沿って配置され
ている。
【００１５】レンズ２は、断面内向きコの字状の回転対
称形の磁極２ｂの内周にコイル２ｃを巻回したものであ
る。上部の磁極２ａ及び下部の磁極２ｄは、光軸寄りに
突出しており、両者の間に光軸方向の磁力線が形成され
ている。レンズ２内には、上の磁極２ａ部で立ち上が
り、その後一定で下の磁極２ｄで立ち下がる磁場が形成
される。
称形の磁極２ｂの内周にコイル２ｃを巻回したものであ
る。上部の磁極２ａ及び下部の磁極２ｄは、光軸寄りに
突出しており、両者の間に光軸方向の磁力線が形成され
ている。レンズ２内には、上の磁極２ａ部で立ち上が
り、その後一定で下の磁極２ｄで立ち下がる磁場が形成
される。
【００１６】レンズ２の上の磁極２ａの内側には、軸移
動用の偏向器５が配置されている。また、その下方のレ
ンズ２の内側には、軸移動用の偏向器６及び７が配置さ
れている。偏向器７は、ちょうどレンズ２の上下方向中
央部に位置する。なお、偏向器５、７と同じ位置には、
電子線偏向用の偏向器５′、７′も直交して重なるよう
に設置されている。軸移動用偏向器５、７は、上記ｄＢ
（ｚ）／ｄｚに対応する磁場Ｙ（ｚ）を形成する。
動用の偏向器５が配置されている。また、その下方のレ
ンズ２の内側には、軸移動用の偏向器６及び７が配置さ
れている。偏向器７は、ちょうどレンズ２の上下方向中
央部に位置する。なお、偏向器５、７と同じ位置には、
電子線偏向用の偏向器５′、７′も直交して重なるよう
に設置されている。軸移動用偏向器５、７は、上記ｄＢ
（ｚ）／ｄｚに対応する磁場Ｙ（ｚ）を形成する。
【００１７】クロスオーバ８は、照明系の電子銃のクロ
スオーバの像が結像されていて、レチクルと試料間を縮
小率比で内分された位置にクロスオーバ開口（図示され
ず）が形成されている。
スオーバの像が結像されていて、レチクルと試料間を縮
小率比で内分された位置にクロスオーバ開口（図示され
ず）が形成されている。
【００１８】レンズ３は、レンズ２を相似形で小形化し
倒立させた形をしている。レンズ３の極性はレンズ２の
逆である。レンズ３の内側には、レンズ２の場合と同様
に軸移動用偏向器９、１０及び１１が配置されている。
なお、偏向器９、１１と同じ位置には、電子線偏向用の
偏向器９′、１１′も直交して重なるように設置されて
いる。
倒立させた形をしている。レンズ３の極性はレンズ２の
逆である。レンズ３の内側には、レンズ２の場合と同様
に軸移動用偏向器９、１０及び１１が配置されている。
なお、偏向器９、１１と同じ位置には、電子線偏向用の
偏向器９′、１１′も直交して重なるように設置されて
いる。
【００１９】レンズ３のすぐ下には試料（ウエハ）４が
置かれている。
置かれている。
【００２０】図１の電子光学系における電子線の作用に
ついて説明する。上面からの電子線によって照明されて
いるレチクル１を通過した電子線は、２段の投影レンズ
２、３で縮小されて試料４上に投影結像される。図中に
は、レチクル２上の光軸から離れた距離にある副視野の
代表点１ａ（副視野の中心点から少し外側寄りの点であ
る場合が多い）からレチクル面に垂直に射出した主光線
１２が示されている。同主光線１２は、第１の偏向器
５′によって光軸方向に偏向され、第２の偏向器７′の
偏向中心において光軸と交わる。主光線１２は、第２の
偏向器７′によって偏向されて、光軸に沿って下方に進
む。ここで主光線の軌道１２とレンズ２の軸が一致する
よう、偏向器５、６、７に電流を流し、上述のレンズ軸
を移動させる磁場Ｙ（ｒ，ｚ）を与える。
ついて説明する。上面からの電子線によって照明されて
いるレチクル１を通過した電子線は、２段の投影レンズ
２、３で縮小されて試料４上に投影結像される。図中に
は、レチクル２上の光軸から離れた距離にある副視野の
代表点１ａ（副視野の中心点から少し外側寄りの点であ
る場合が多い）からレチクル面に垂直に射出した主光線
１２が示されている。同主光線１２は、第１の偏向器
５′によって光軸方向に偏向され、第２の偏向器７′の
偏向中心において光軸と交わる。主光線１２は、第２の
偏向器７′によって偏向されて、光軸に沿って下方に進
む。ここで主光線の軌道１２とレンズ２の軸が一致する
よう、偏向器５、６、７に電流を流し、上述のレンズ軸
を移動させる磁場Ｙ（ｒ，ｚ）を与える。
【００２１】偏向器７′で光軸に一致させられた主光線
軌道１２は、クロスオーバ８を通過し、偏向器７′と相
似位置にある第３の偏向器９′で光軸からはずれる方向
に偏向され、第４の偏向器１１′の中心で、試料４への
転写位置から光軸と平行に立ち上がる垂線と交わる。さ
らに偏向器７′と相似位置にある第４の偏向器１１′で
光軸に平行に偏向され、試料４に垂直に入射する。第２
の投影レンズ３においても、第１の投影レンズ２と同様
に、レンズの電子光学軸は主光線１２の軌道に一致する
よう偏向器９、１０、１１で調整されている。
軌道１２は、クロスオーバ８を通過し、偏向器７′と相
似位置にある第３の偏向器９′で光軸からはずれる方向
に偏向され、第４の偏向器１１′の中心で、試料４への
転写位置から光軸と平行に立ち上がる垂線と交わる。さ
らに偏向器７′と相似位置にある第４の偏向器１１′で
光軸に平行に偏向され、試料４に垂直に入射する。第２
の投影レンズ３においても、第１の投影レンズ２と同様
に、レンズの電子光学軸は主光線１２の軌道に一致する
よう偏向器９、１０、１１で調整されている。
【００２２】ここで、投影レンズ２と３は、対称磁気ダ
ブレットの条件（一部除く、後述）を満たしている。す
なわち、第１の投影レンズ２と第２の投影レンズとが、
それらの幾何的形状及びクロスオーバ８との位置関係に
おいて次のような関係にある。図のクロスオーバ８及び
第１の投影レンズ２を含む図形を、クロスオーバの位置
を変えずに縮小率倍（例えば４分の一倍）に縮小する。
そして、クロスオーバ８を中心として、拡大した図形を
１８０°回して図の下にもってくると、その図形は第２
の投影レンズ３とピッタリと重なる。
ブレットの条件（一部除く、後述）を満たしている。す
なわち、第１の投影レンズ２と第２の投影レンズとが、
それらの幾何的形状及びクロスオーバ８との位置関係に
おいて次のような関係にある。図のクロスオーバ８及び
第１の投影レンズ２を含む図形を、クロスオーバの位置
を変えずに縮小率倍（例えば４分の一倍）に縮小する。
そして、クロスオーバ８を中心として、拡大した図形を
１８０°回して図の下にもってくると、その図形は第２
の投影レンズ３とピッタリと重なる。
【００２３】また、本実施例の投影光学系においては、
クロスオーバ８からレチクル１側に配置されている電子
線偏向用の偏向器５′、７′及びクロスオーバ８から試
料４側に配置されている電子線偏向用の偏向器１１′、
９′の幾何形状及び幾何的配置が、クロスオーバ８から
レチクル１間を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオー
バ８を中心として上下点対称となる。またレチクル１か
らクロスオーバ８までの主光線の軌道と、クロスオーバ
８から試料４までの主光線の軌道が、レチクルからクロ
スオーバ８間を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオー
バ８を中心として上下点対称となる。すなわち、主光線
の軌道や偏向器をもクロスオーバを中心として相似点対
称とすることにより、偏向器の不完全さに起因する収差
がクロスオーバの前後で互いに打ち消し合って低収差を
実現している。
クロスオーバ８からレチクル１側に配置されている電子
線偏向用の偏向器５′、７′及びクロスオーバ８から試
料４側に配置されている電子線偏向用の偏向器１１′、
９′の幾何形状及び幾何的配置が、クロスオーバ８から
レチクル１間を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオー
バ８を中心として上下点対称となる。またレチクル１か
らクロスオーバ８までの主光線の軌道と、クロスオーバ
８から試料４までの主光線の軌道が、レチクルからクロ
スオーバ８間を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオー
バ８を中心として上下点対称となる。すなわち、主光線
の軌道や偏向器をもクロスオーバを中心として相似点対
称とすることにより、偏向器の不完全さに起因する収差
がクロスオーバの前後で互いに打ち消し合って低収差を
実現している。
【００２４】また、第１の偏向器５′と第４の偏向器１
１′は同一の電源１４で制御され、第２の偏向器７′と
第３の偏向器９′は同一の電源１６で制御され、レンズ
の軸を移動させる偏向器６と１０も同一の電源１５で制
御される。その結果、電源の不安定さによるビームの不
安定さが互いに打ち消し合うので電源の不安定さによる
転写精度低下を防止できる。なお。本実施例では、レン
ズ２とレンズ３は、レンズギャップ、レチクル側と試料
側のボーア径、クロスオーバ側のボーア径、励磁レンズ
については対称磁気ダブレットの条件を満たしたが、第
１のレンズの主面がレチクルとクロスオーバの中点に来
るという条件は満足させなかった。この条件は電子線偏
向用の偏向器も使用している本実施例の光学系では不要
である。
１′は同一の電源１４で制御され、第２の偏向器７′と
第３の偏向器９′は同一の電源１６で制御され、レンズ
の軸を移動させる偏向器６と１０も同一の電源１５で制
御される。その結果、電源の不安定さによるビームの不
安定さが互いに打ち消し合うので電源の不安定さによる
転写精度低下を防止できる。なお。本実施例では、レン
ズ２とレンズ３は、レンズギャップ、レチクル側と試料
側のボーア径、クロスオーバ側のボーア径、励磁レンズ
については対称磁気ダブレットの条件を満たしたが、第
１のレンズの主面がレチクルとクロスオーバの中点に来
るという条件は満足させなかった。この条件は電子線偏
向用の偏向器も使用している本実施例の光学系では不要
である。
【００２５】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、大開口角でも低収差でかつビームボケが小さ
く、さらに歪も小さい電子線投影光学系を提供すること
ができる。
によれば、大開口角でも低収差でかつビームボケが小さ
く、さらに歪も小さい電子線投影光学系を提供すること
ができる。
【図１】本発明の１実施例に係る投影光学系を示す模式
的側面図である。
的側面図である。
１ レチクル ２ レンズ ３ レンズ ４ 試料 ５′ 第１の偏向器 ６ 軸移動用偏向
器 ７′ 第２の偏向器 ８ クロスオーバ
開口 ９′ 第３の偏向器 １０、１２ 軸移動
用偏向器 １１′ 第４の偏向器 １３ レンズコイル
電源 １４ 電子線偏向用偏向器電源 １５ 軸移動用偏向
器電源 １６ 電子線偏向用偏向器電源
器 ７′ 第２の偏向器 ８ クロスオーバ
開口 ９′ 第３の偏向器 １０、１２ 軸移動
用偏向器 １１′ 第４の偏向器 １３ レンズコイル
電源 １４ 電子線偏向用偏向器電源 １５ 軸移動用偏向
器電源 １６ 電子線偏向用偏向器電源
Claims (9)
- 【請求項１】 レチクル上のパターン領域を複数の主視
野に分割し、各主視野を複数の副視野に分割し、各副視
野を単位として光学条件を変化させながらレチクルをス
テップアンドリピートあるいは走査によって電子線照明
し、レチクルを通過してパターン化された電子線照明光
を試料上に結像転写する投影光学系であって；レチクル
寄りに配置された第１の投影レンズと、試料寄りに配置
された第２の投影レンズと、レチクル位置と試料位置を
縮小率比で内分する位置に配置されたクロスオーバ開口
と、各レンズの電子光学軸を移動させる軸移動用偏向器
と、電子線偏向用偏向器群と、を備え；電子線偏向用偏
向器群が、レチクルに近い位置に配置された第１の偏向
器と、第１の投影レンズ内に配置された第２の偏向器
と、第２の投影レンズ内に配置された第３の偏向器と、
試料に近い位置に配置された第４の偏向器と、を有し、 光軸（幾何軸）から離れて位置する副視野内の代表点を
通る主光線を第１の偏向器で偏向して第２の偏向器中心
で光軸と交わらせ、該主光線を第２の偏向器で偏向して
主光線を第１の投影レンズの光軸上を進ませ、クロスオ
ーバ開口を通過した後、該主光線を第３の偏向器で偏向
して、第４の偏向器中心で試料への転写位置から光軸と
平行に立ち上がる垂線と交わらせ、該主光線を第４の偏
向器で偏向して該垂線上を進ませることを特徴とする電
子線投影光学系。 - 【請求項２】 上記軸移動用偏向器が、レンズの軸をＲ
（ｚ）の位置に移動させるための下式で表わされる偏向
磁場Ｙ（ｚ）を発生することを特徴とする請求項１記載
の電子線投影光学系； Ｙ（ｚ）＝−（１／２）Ｒ（ｚ）・ｄＢ（ｚ）／ｄｚ………（１） ここで、Ｒは放射方向座標、Ｒ（ｚ）は上記主光線軌道
のＲ位置、ｄＢ（ｚ）／ｄｚはレンズの軸上磁場分布の
１回微分。 - 【請求項３】 上記第１の偏向器が上記第１の投影レン
ズ内のレチクル寄りの位置に配置されており、上記第４
の偏向器が上記第２の投影レンズ内の試料寄りの位置に
配置されており、さらに上記軸移動用偏向器もレンズ内
に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載
の電子線投影光学系。 - 【請求項４】 請求項１〜３いずれか１項記載の電子線
投影光学系において；上記第１の投影レンズと第２の投
影レンズが、ボーア径、レンズギャップ及び励磁電流に
関して対称磁気ダブレット条件を満たすことを特徴とす
る電子線投影光学系。 - 【請求項５】 請求項１〜４いずれか１項記載の電子線
投影光学系において；上記クロスオーバ開口からレチク
ル側に配置されている電子線偏向用偏向器（第１の偏向
器、第２の偏向器）及び上記クロスオーバから試料側に
配置されている電子線偏向用偏向器（第３の偏向器、第
４の偏向器）の幾何形状及び幾何的配置が、クロスオー
バからレチクル間を縮小率倍に相似縮小すると、クロス
オーバ開口を中心として上下点対称となることを特徴と
する電子線投影光学系。 - 【請求項６】 請求項１〜５いずれか１項記載の電子線
投影光学系において；上記レチクルからクロスオーバ開
口までの主光線の軌道と、クロスオーバから試料までの
主光線の軌道が、レチクルがクロスオーバ間を縮小率倍
に相似縮小すると、クロスオーバを中心として上下点対
称となることを特徴とする電子線投影光学系。 - 【請求項７】 請求項１〜６いずれか１項記載の電子線
投影光学系において；上記第１の投影レンズ及び第２の
投影レンズが光軸回りに回転対称の磁極及びコイルを有
する電磁レンズであって、 該磁極のクロスオーバ側のボーア径が、レチクル側ある
いは試料側のボーア径の１／１．５以下であることを特
徴とする電子線投影光学系。 - 【請求項８】 請求項１〜７いずれか１項記載の電子線
投影光学系において；上記第１の偏向器と第４の偏向器
が同一の電源で制御されていることを特徴とする電子線
投影光学系。 - 【請求項９】 請求項１〜８いずれか１項記載の電子線
投影光学系において；上記第２の偏向器と第３の偏向器
が同一の電源で制御されていることを特徴とする電子線
投影光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9124722A JPH10303118A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電子線投影光学系 |
| US09/067,313 US6078382A (en) | 1997-04-30 | 1998-04-27 | Charged-particle-beam projection-optical system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9124722A JPH10303118A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電子線投影光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303118A true JPH10303118A (ja) | 1998-11-13 |
Family
ID=14892494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9124722A Pending JPH10303118A (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電子線投影光学系 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6078382A (ja) |
| JP (1) | JPH10303118A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048225A1 (fr) * | 1999-02-15 | 2000-08-17 | Nikon Corporation | Dispositif d'exposition aux rayons de particules chargees et procede de fabrication d'un dispositif semi-conducteur |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6787772B2 (en) * | 2000-01-25 | 2004-09-07 | Hitachi, Ltd. | Scanning electron microscope |
| DE10044199B9 (de) | 2000-09-07 | 2005-07-28 | Carl Zeiss Smt Ag | Ablenkanordnung und Projektionssystem für geladene Teilchen |
| DE10109965A1 (de) | 2001-03-01 | 2002-09-12 | Zeiss Carl | Teilchenoptische Linsenanordnung und Verfahren unter Einsatz einer solchen Linsenanordnung |
| WO2008109690A1 (en) * | 2007-03-05 | 2008-09-12 | Mori Seiki Usa, Inc. | Device and method for turning in virtual planes |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9005204D0 (en) * | 1990-03-08 | 1990-05-02 | Superion Ltd | Apparatus and methods relating to scanning ion beams |
| JPH04162710A (ja) * | 1990-10-26 | 1992-06-08 | Fujitsu Ltd | 電子ビーム露光装置 |
| JP2591548B2 (ja) * | 1991-07-26 | 1997-03-19 | 富士通株式会社 | 荷電粒子線露光装置及び荷電粒子線露光方法 |
| US5466904A (en) * | 1993-12-23 | 1995-11-14 | International Business Machines Corporation | Electron beam lithography system |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP9124722A patent/JPH10303118A/ja active Pending
-
1998
- 1998-04-27 US US09/067,313 patent/US6078382A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000048225A1 (fr) * | 1999-02-15 | 2000-08-17 | Nikon Corporation | Dispositif d'exposition aux rayons de particules chargees et procede de fabrication d'un dispositif semi-conducteur |
| US6255663B1 (en) | 1999-02-15 | 2001-07-03 | Nikon Corporation | Charged particle beam exposure apparatus and semiconductor device manufacturing method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6078382A (en) | 2000-06-20 |
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