JPH11339708A - 縮小投影レンズ - Google Patents
縮小投影レンズInfo
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- JPH11339708A JPH11339708A JP11079896A JP7989699A JPH11339708A JP H11339708 A JPH11339708 A JP H11339708A JP 11079896 A JP11079896 A JP 11079896A JP 7989699 A JP7989699 A JP 7989699A JP H11339708 A JPH11339708 A JP H11339708A
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- magnetic
- mask
- magnetic pole
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電磁レンズの軸上磁場を矩形分布にできる電
子線縮小転写装置用の縮小投影レンズを提供する。 【解決手段】 本発明は、マスク１を通過してパターン
化された電子線を感応基板（試料）１９上に縮小投影結
像させる縮小投影レンズについてのものである。同レン
ズは、円柱形状のフェライトスタック２５と、該フェラ
イトスタック２５の上端に設けられたリング状の上フェ
ライト磁極７と、該フェライトスタック２５の下端に設
けられたリング状の下フェライト磁極１０と、を具備す
る。上フェライト磁極７及び下フェライト磁極１０それ
ぞれの内径をフェライトスタック２５の内径より小さく
する。これにより、電磁レンズの軸上磁場を矩形分布に
近いものにすることができる。
子線縮小転写装置用の縮小投影レンズを提供する。 【解決手段】 本発明は、マスク１を通過してパターン
化された電子線を感応基板（試料）１９上に縮小投影結
像させる縮小投影レンズについてのものである。同レン
ズは、円柱形状のフェライトスタック２５と、該フェラ
イトスタック２５の上端に設けられたリング状の上フェ
ライト磁極７と、該フェライトスタック２５の下端に設
けられたリング状の下フェライト磁極１０と、を具備す
る。上フェライト磁極７及び下フェライト磁極１０それ
ぞれの内径をフェライトスタック２５の内径より小さく
する。これにより、電磁レンズの軸上磁場を矩形分布に
近いものにすることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いてマ
スクの像を感応基板（ウェハ等）上に縮小投影する縮小
投影レンズに関する。特には、０．１μm 以下の微細、
高密度パターンを高スループット、高精度で転写する電
子線縮小転写装置に用いられるのに適した光学系に関す
る。
スクの像を感応基板（ウェハ等）上に縮小投影する縮小
投影レンズに関する。特には、０．１μm 以下の微細、
高密度パターンを高スループット、高精度で転写する電
子線縮小転写装置に用いられるのに適した光学系に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来の電子線縮小転写装置は、フェライ
トスタック（磁気シールド部材）の内側にダイナミック
フォーカスコイル、偏向器、真空壁が設けられた２段の
電磁レンズを有する。このレンズは、好ましくは電子光
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
型レンズ系である。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
（マスク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.Sc
i.Technol., Vol.12, No.6, Nov. Dec. 1975) 。上記フ
ェライトスタックの内径は、電磁レンズの上下磁極の内
径と同じ径で設計されていた。
トスタック（磁気シールド部材）の内側にダイナミック
フォーカスコイル、偏向器、真空壁が設けられた２段の
電磁レンズを有する。このレンズは、好ましくは電子光
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
型レンズ系である。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
（マスク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.Sc
i.Technol., Vol.12, No.6, Nov. Dec. 1975) 。上記フ
ェライトスタックの内径は、電磁レンズの上下磁極の内
径と同じ径で設計されていた。
【０００３】また、レンズのフェライトスタックの内径
は、下記の理由により大口径になっていた。すなわち、
２段の電磁レンズのうち、特に試料側のレンズについて
は、フェライトスタックの内側に多くの部品、例えばダ
イナミックフォーカスレンズ用コイル、倍率・回転調整
用レンズコイル、収差補正用偏向器、絶縁材料真空壁、
ダイナミック非点補正用レンズコイル等を設置する必要
がある。また、真空壁に汚れが付くと、そこに電荷が溜
まり、その電荷によって電界が発生する等のchargingの
影響を避けるため、ビームの最外径と真空壁の内壁はな
るべく間隔を取る必要がある。
は、下記の理由により大口径になっていた。すなわち、
２段の電磁レンズのうち、特に試料側のレンズについて
は、フェライトスタックの内側に多くの部品、例えばダ
イナミックフォーカスレンズ用コイル、倍率・回転調整
用レンズコイル、収差補正用偏向器、絶縁材料真空壁、
ダイナミック非点補正用レンズコイル等を設置する必要
がある。また、真空壁に汚れが付くと、そこに電荷が溜
まり、その電荷によって電界が発生する等のchargingの
影響を避けるため、ビームの最外径と真空壁の内壁はな
るべく間隔を取る必要がある。
【０００４】このような背景から、フェライトスタック
の内径と電磁レンズの上下磁極の内径（即ちボーア径）
とを同一径とした場合、電磁レンズにおける上下磁極の
ボーア径も大口径になっていた。
の内径と電磁レンズの上下磁極の内径（即ちボーア径）
とを同一径とした場合、電磁レンズにおける上下磁極の
ボーア径も大口径になっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように上下磁極の
ボーア径を大口径にすると、次のような問題点(1) 〜
(6) が生じていた。 (1) 電磁レンズの軸上磁場は矩形分布にすることが望ま
しいが、ボーア径を大きくすると、軸上磁場分布の立上
がり形状に傾斜がつき、矩形分布には遠い軸上磁場分布
になってしまう。 (2) 軸上磁場分布の立上がり形状に傾斜がつくと、２段
の電磁レンズの相互間にあるクロスオーバ付近での軸上
磁場分布の対称性が悪くなり、対称磁気ダブレットの条
件からのズレが大きくなる。
ボーア径を大口径にすると、次のような問題点(1) 〜
(6) が生じていた。 (1) 電磁レンズの軸上磁場は矩形分布にすることが望ま
しいが、ボーア径を大きくすると、軸上磁場分布の立上
がり形状に傾斜がつき、矩形分布には遠い軸上磁場分布
になってしまう。 (2) 軸上磁場分布の立上がり形状に傾斜がつくと、２段
の電磁レンズの相互間にあるクロスオーバ付近での軸上
磁場分布の対称性が悪くなり、対称磁気ダブレットの条
件からのズレが大きくなる。
【０００６】(3) ボーア径を大口径にすると、大きい励
磁アンペアターン（ＡＴ）が必要となるので、レンズの
発熱が大きくなって、熱管理上の問題が生じる。なお、
励磁電流はボーア径の略２乗に比例する。 (4) 軸上磁場分布の立上がり形状に傾斜がつくと、マス
ク上あるいはウェハ上での軸上磁場の残留量が大きくな
り、これを補正するのに大きい補正磁場を必要とする。
磁アンペアターン（ＡＴ）が必要となるので、レンズの
発熱が大きくなって、熱管理上の問題が生じる。なお、
励磁電流はボーア径の略２乗に比例する。 (4) 軸上磁場分布の立上がり形状に傾斜がつくと、マス
ク上あるいはウェハ上での軸上磁場の残留量が大きくな
り、これを補正するのに大きい補正磁場を必要とする。
【０００７】(5) 問題点(1) に関連するが、ボーア径を
大きくすると、レンズ収差が大きくなり、これを補正す
る偏向器の数が多く必要となる。また、偏向器の励磁Ａ
Ｔ数が大きくなり、偏向器の発熱が大きく、温度管理上
の問題が生じる。 (6) 二段のレンズの磁気回路の外径を縮小率倍にしよう
とすると、ウェハ側レンズの磁気回路の外径が小さくな
って、ＡＴ数を大きくとれない。 (7) トロイダル型の偏向器の場合、偏向コイルの外径と
フェイライトスタックの内径の差をあまり小さくする
と、フェイラトスタックによって偏向器の偏向感度が低
下し、特にフェライトの温度が変った場合に偏向器の偏
向感度が変動する問題点があった。特に偏向コイルの外
径とフェライトスタッフの内径の間隔がコイル半径の１
／３より小さくなると、この傾向が著しいという問題点
があった。
大きくすると、レンズ収差が大きくなり、これを補正す
る偏向器の数が多く必要となる。また、偏向器の励磁Ａ
Ｔ数が大きくなり、偏向器の発熱が大きく、温度管理上
の問題が生じる。 (6) 二段のレンズの磁気回路の外径を縮小率倍にしよう
とすると、ウェハ側レンズの磁気回路の外径が小さくな
って、ＡＴ数を大きくとれない。 (7) トロイダル型の偏向器の場合、偏向コイルの外径と
フェイライトスタックの内径の差をあまり小さくする
と、フェイラトスタックによって偏向器の偏向感度が低
下し、特にフェライトの温度が変った場合に偏向器の偏
向感度が変動する問題点があった。特に偏向コイルの外
径とフェライトスタッフの内径の間隔がコイル半径の１
／３より小さくなると、この傾向が著しいという問題点
があった。
【０００８】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、電磁レンズの軸上磁場を
矩形分布に近くすることのできる電子線縮小転写装置用
の縮小投影レンズを提供することにある。また、感応基
板側の電磁レンズのアンペアターン数を大きくできる電
子線縮小転写装置用の縮小投影レンズを提供することを
目的とする。さらに本発明の他の目的は、フェライトの
温度変化による偏向感度の変化の少ない偏向器を有する
縮小投影レンズを提供することである。
れたものであり、その目的は、電磁レンズの軸上磁場を
矩形分布に近くすることのできる電子線縮小転写装置用
の縮小投影レンズを提供することにある。また、感応基
板側の電磁レンズのアンペアターン数を大きくできる電
子線縮小転写装置用の縮小投影レンズを提供することを
目的とする。さらに本発明の他の目的は、フェライトの
温度変化による偏向感度の変化の少ない偏向器を有する
縮小投影レンズを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の第１態様に係る縮小投影レンズは、マスク
を通過してパターン化された電子線を感応基板上に縮小
投影結像させる縮小投影レンズであって；中空円筒形の
磁気シールド部材と、該磁気シールド部材の上端に設け
られたリング状の上磁極と、該磁気シールド部材の下端
に設けられたリング状の下磁極と、を具備し、該上磁極
及び該下磁極それぞれの内径が、上記磁気シールド部材
の内径より小さいことを特徴とする。また、上記縮小投
影レンズはマスク側レンズと感応基板側レンズの２段の
レンズから構成されており、該２段のレンズそれぞれの
磁気シールド部材の内径の寸法比が縮小率に等しいこと
が好ましい。
め、本発明の第１態様に係る縮小投影レンズは、マスク
を通過してパターン化された電子線を感応基板上に縮小
投影結像させる縮小投影レンズであって；中空円筒形の
磁気シールド部材と、該磁気シールド部材の上端に設け
られたリング状の上磁極と、該磁気シールド部材の下端
に設けられたリング状の下磁極と、を具備し、該上磁極
及び該下磁極それぞれの内径が、上記磁気シールド部材
の内径より小さいことを特徴とする。また、上記縮小投
影レンズはマスク側レンズと感応基板側レンズの２段の
レンズから構成されており、該２段のレンズそれぞれの
磁気シールド部材の内径の寸法比が縮小率に等しいこと
が好ましい。
【００１０】第１態様に係る縮小投影レンズでは、上磁
極及び下磁極それぞれの内径を磁気シールド部材の内径
より小さくしている。このようにレンズの磁極内径（ボ
ーア径）を小さくすることにより、レンズの軸上磁場の
立上がり傾斜を大きくでき、矩形分布に近い軸上磁場分
布を得ることができる。これにより、磁極（点）より離
れると軸上磁場が急速に０に近くなり、感応基板上やマ
スク上で残留する磁場は小さい値となるので、これを補
正するために感応基板面下に設ける逆方向磁場も弱くて
良い。
極及び下磁極それぞれの内径を磁気シールド部材の内径
より小さくしている。このようにレンズの磁極内径（ボ
ーア径）を小さくすることにより、レンズの軸上磁場の
立上がり傾斜を大きくでき、矩形分布に近い軸上磁場分
布を得ることができる。これにより、磁極（点）より離
れると軸上磁場が急速に０に近くなり、感応基板上やマ
スク上で残留する磁場は小さい値となるので、これを補
正するために感応基板面下に設ける逆方向磁場も弱くて
良い。
【００１１】また、レンズの軸上磁場分布を矩形に近い
ものにすることで、その微分値は磁極付近以外が０とな
り、この位置にＭＯＬ(Moving Objective Lens) 条件を
満たす偏向磁場を与えればほとんどの収差が消える。こ
のため、偏向器で大きく補正をする必要がない。
ものにすることで、その微分値は磁極付近以外が０とな
り、この位置にＭＯＬ(Moving Objective Lens) 条件を
満たす偏向磁場を与えればほとんどの収差が消える。こ
のため、偏向器で大きく補正をする必要がない。
【００１２】また、上下の磁極の内径Ｄ1 ，Ｄ2 を小さ
くすることにより、レンズの焦点距離の基準となるＳ2
＋｛（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／２｝2 の値が小さくなる（Ｓは上
下磁極の間隔）。その結果、小さい励磁電流で電子線を
収束できる。
くすることにより、レンズの焦点距離の基準となるＳ2
＋｛（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／２｝2 の値が小さくなる（Ｓは上
下磁極の間隔）。その結果、小さい励磁電流で電子線を
収束できる。
【００１３】本発明の第２態様に係る縮小投影レンズ
は、マスクを通過してパターン化された電子線を感応基
板上に縮小投影結像させる縮小投影レンズであって；該
マスク側に設けられた実質的に回転対称形のマスク側レ
ンズ磁気回路と、該感応基板側に設けられた実質的に回
転対称形の基板側レンズ磁気回路と、を具備し、該基板
側レンズ磁気回路の感応基板側の部分の外径（基板側外
径）を上記マスク側レンズ磁気回路の外径に対してほぼ
縮小率倍とし、該基板側レンズ磁気回路のマスク側の部
分の外径を上記基板側外径より大きくしたことを特徴と
する。
は、マスクを通過してパターン化された電子線を感応基
板上に縮小投影結像させる縮小投影レンズであって；該
マスク側に設けられた実質的に回転対称形のマスク側レ
ンズ磁気回路と、該感応基板側に設けられた実質的に回
転対称形の基板側レンズ磁気回路と、を具備し、該基板
側レンズ磁気回路の感応基板側の部分の外径（基板側外
径）を上記マスク側レンズ磁気回路の外径に対してほぼ
縮小率倍とし、該基板側レンズ磁気回路のマスク側の部
分の外径を上記基板側外径より大きくしたことを特徴と
する。
【００１４】第２態様に係る縮小投影レンズでは、基板
側レンズ磁気回路の感応基板側の部分の外径のみをマス
ク側レンズ磁気回路の外径に対して縮小率倍しているた
め、基板側レンズを励磁するコイルを巻くスペースは十
分に確保でき、しかも試料側ボーア近傍の磁場分布をマ
スク側レンズのマスク側ボーア近傍の磁場分布との相似
性を確保できる。また、両レンズのクロスオーバ側ボー
ア近傍の磁場分布の相似対称性についてはボーア径が小
さいため、ボーア径の５倍程度の距離迄機械的対称性が
保たれていれば全く問題はない。
側レンズ磁気回路の感応基板側の部分の外径のみをマス
ク側レンズ磁気回路の外径に対して縮小率倍しているた
め、基板側レンズを励磁するコイルを巻くスペースは十
分に確保でき、しかも試料側ボーア近傍の磁場分布をマ
スク側レンズのマスク側ボーア近傍の磁場分布との相似
性を確保できる。また、両レンズのクロスオーバ側ボー
ア近傍の磁場分布の相似対称性についてはボーア径が小
さいため、ボーア径の５倍程度の距離迄機械的対称性が
保たれていれば全く問題はない。
【００１５】本発明の第３態様に係る縮小投影レンズ
は、マスクを通過してパターン化された電子線を２段の
縮小投影レンズで感応基板上に縮小投影結像させる縮小
投影レンズであって；マスク側投影レンズは、中空円筒
形の磁気シールド部材と、該磁気シールド部材の上端に
設けられたリング状の上磁極と、該磁気シールド部材の
下端に設けられたリング状の下磁極と、を具備し、該上
磁極及び該下磁極それぞれの内径が、上記磁気シールド
部材の内径より小さい複数のレンズ要素から構成されて
いることを特徴とする。
は、マスクを通過してパターン化された電子線を２段の
縮小投影レンズで感応基板上に縮小投影結像させる縮小
投影レンズであって；マスク側投影レンズは、中空円筒
形の磁気シールド部材と、該磁気シールド部材の上端に
設けられたリング状の上磁極と、該磁気シールド部材の
下端に設けられたリング状の下磁極と、を具備し、該上
磁極及び該下磁極それぞれの内径が、上記磁気シールド
部材の内径より小さい複数のレンズ要素から構成されて
いることを特徴とする。
【００１６】この態様では、複数のレンズ要素（磁極、
励磁コイル）毎に励磁コイルの電流調整を行うことがで
きるので、レンズの軸上磁場分布を望ましい値に容易に
調整できる。
励磁コイル）毎に励磁コイルの電流調整を行うことがで
きるので、レンズの軸上磁場分布を望ましい値に容易に
調整できる。
【００１７】本発明においては、上記磁気シールド部材
（フェライトスタック等）の内側に偏向器が配置されて
おり、該偏向器外径と磁気シールド部材内径との間に以
上の間隔があることが好ましい。この場合、偏向器の偏
向磁場は磁気シールド部材をほとんど通らないので、磁
気シールド部材のフェライト等の温度変化があっても偏
向器の偏向感度の変動は小さい。
（フェライトスタック等）の内側に偏向器が配置されて
おり、該偏向器外径と磁気シールド部材内径との間に以
上の間隔があることが好ましい。この場合、偏向器の偏
向磁場は磁気シールド部材をほとんど通らないので、磁
気シールド部材のフェライト等の温度変化があっても偏
向器の偏向感度の変動は小さい。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態による電子線縮小転写装置の縮小投影レンズを
示す断面図であり、この図は提出原紙において約１／４
の縮尺で描かれた断面を半分だけ示すものである。図の
最上部に示されているマスク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。マスク１の
下には、順に、マスク側レンズ２、クロスオーバ開口１
１、ウェハ側レンズ１６、ウェハ等の感応基板１９が、
光軸（縮小投影レンズ左側の一点鎖線）に沿って配置さ
れている。
施の形態について説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態による電子線縮小転写装置の縮小投影レンズを
示す断面図であり、この図は提出原紙において約１／４
の縮尺で描かれた断面を半分だけ示すものである。図の
最上部に示されているマスク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。マスク１の
下には、順に、マスク側レンズ２、クロスオーバ開口１
１、ウェハ側レンズ１６、ウェハ等の感応基板１９が、
光軸（縮小投影レンズ左側の一点鎖線）に沿って配置さ
れている。
【００１９】マスク側レンズ２は、磁気回路を構成する
断面内向きコ字状の回転対称形の磁極２ａを有し、その
内周にはコイルを巻回した励磁コイル３が配置されてい
る。レンズ磁極２ａの上端部内側にはリング状のフェラ
イト磁極７が接着され、レンズ磁極２ａの下端部内側に
はリング状のクロスオーバ側フェライト磁極１０が接着
されている。また、クロスオーバ側のフェライト磁極１
０の内径はマスク側のフェライト磁極７の内径より小さ
く形成される。
断面内向きコ字状の回転対称形の磁極２ａを有し、その
内周にはコイルを巻回した励磁コイル３が配置されてい
る。レンズ磁極２ａの上端部内側にはリング状のフェラ
イト磁極７が接着され、レンズ磁極２ａの下端部内側に
はリング状のクロスオーバ側フェライト磁極１０が接着
されている。また、クロスオーバ側のフェライト磁極１
０の内径はマスク側のフェライト磁極７の内径より小さ
く形成される。
【００２０】フェライト磁極７、１０の相互間且つレン
ズ励磁コイル３の内側には、絶縁物リング４とフェライ
トリング５とを積み重ねたフェライトスタック２５が嵌
め込まれている。フェライト磁極７、１０の内径（ボー
ア径）はフェライトスタック２５の内径より小さく形成
されている。
ズ励磁コイル３の内側には、絶縁物リング４とフェライ
トリング５とを積み重ねたフェライトスタック２５が嵌
め込まれている。フェライト磁極７、１０の内径（ボー
ア径）はフェライトスタック２５の内径より小さく形成
されている。
【００２１】このようにフェライトスタックの内径とフ
ェライト磁極の内径とを無関係に設計し、フェライト磁
極７、１０の内径Ｄ1 ，Ｄ2 を従来の縮小投影レンズに
比較して十分に小さい値をとることにより、レンズの軸
上磁場分布の立上がり傾斜が大きくなり、矩形分布に近
い軸上磁場分布が得られる。これにより、レンズ外にお
いて軸上磁場が急速に０に近くなり、ウェハ上やマスク
上で残留する磁場は小さい値となるので、これを補正す
るためにウェハ面下に設ける逆方向磁場も強いものは必
要なく弱くて良い。従って、このレンズを遠くに設けて
もよく、ウェーハステージを設ける空間を大きくとれ
る。
ェライト磁極の内径とを無関係に設計し、フェライト磁
極７、１０の内径Ｄ1 ，Ｄ2 を従来の縮小投影レンズに
比較して十分に小さい値をとることにより、レンズの軸
上磁場分布の立上がり傾斜が大きくなり、矩形分布に近
い軸上磁場分布が得られる。これにより、レンズ外にお
いて軸上磁場が急速に０に近くなり、ウェハ上やマスク
上で残留する磁場は小さい値となるので、これを補正す
るためにウェハ面下に設ける逆方向磁場も強いものは必
要なく弱くて良い。従って、このレンズを遠くに設けて
もよく、ウェーハステージを設ける空間を大きくとれ
る。
【００２２】また、レンズの軸上磁場分布を矩形に近い
ものにすることで、その微分値は磁極付近以外が０とな
り、この位置（磁極付近）にＭＯＬ(Moving Objective
Lens) 条件を満たす偏向磁場を与えればほとんどの収差
が消える。このため、収差補正用偏向器で大きく補正を
する必要がなくなる。つまり、レンズ収差を補正する偏
向器の数が少なくてすみ、また偏向器の励磁ＡＴ数を小
さくでき、偏向器の発熱も小さく、温度管理上の問題も
生じない。
ものにすることで、その微分値は磁極付近以外が０とな
り、この位置（磁極付近）にＭＯＬ(Moving Objective
Lens) 条件を満たす偏向磁場を与えればほとんどの収差
が消える。このため、収差補正用偏向器で大きく補正を
する必要がなくなる。つまり、レンズ収差を補正する偏
向器の数が少なくてすみ、また偏向器の励磁ＡＴ数を小
さくでき、偏向器の発熱も小さく、温度管理上の問題も
生じない。
【００２３】また、フェライト磁極７、１０の内径
Ｄ1 ，Ｄ2 が小さくなることにより、レンズの焦点距離
の基準となるＳ2 ＋｛（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／２｝2 の値が小
さくなる（Ｓは磁極７、１０の間隔）。その結果、小さ
い励磁電流で電子線を収束できる。
Ｄ1 ，Ｄ2 が小さくなることにより、レンズの焦点距離
の基準となるＳ2 ＋｛（Ｄ1 ＋Ｄ2 ）／２｝2 の値が小
さくなる（Ｓは磁極７、１０の間隔）。その結果、小さ
い励磁電流で電子線を収束できる。
【００２４】フェライトスタック２５の内側にはマスク
側レンズの焦点調整、回転調整、倍率調整を行うダイナ
ミックフォーカスコイル６が配置されている。ダイナミ
ックフォーカスコイル６の内側にはｙ方向偏向コイル
（ｙ方向収差補正偏向器）９が上から下に複数積み重ね
られて配置され、その内側にはｘ方向偏向コイル（ｘ方
向収差補正偏向器）８が上から下に複数積み重ねられて
形成される。ｘ方向偏向コイル８の内面は真空壁２７で
覆われる。真空壁２７の内側の光軸近傍は真空であり、
真空壁２７の外側の偏向コイル８、９及びレンズ磁気回
路２の部分は大気圧である。
側レンズの焦点調整、回転調整、倍率調整を行うダイナ
ミックフォーカスコイル６が配置されている。ダイナミ
ックフォーカスコイル６の内側にはｙ方向偏向コイル
（ｙ方向収差補正偏向器）９が上から下に複数積み重ね
られて配置され、その内側にはｘ方向偏向コイル（ｘ方
向収差補正偏向器）８が上から下に複数積み重ねられて
形成される。ｘ方向偏向コイル８の内面は真空壁２７で
覆われる。真空壁２７の内側の光軸近傍は真空であり、
真空壁２７の外側の偏向コイル８、９及びレンズ磁気回
路２の部分は大気圧である。
【００２５】レンズ磁気回路２と１６との間のクロスオ
ーバC.O.は、マスクとウェハ間を縮小率で内分する点で
あり、照明系の電子銃のクロスオーバの像が形成される
点でもある。このクロスオーバC.O.の位置にクロスオー
バ開口１１が置かれている。
ーバC.O.は、マスクとウェハ間を縮小率で内分する点で
あり、照明系の電子銃のクロスオーバの像が形成される
点でもある。このクロスオーバC.O.の位置にクロスオー
バ開口１１が置かれている。
【００２６】ウェハ側レンズ１６の磁気回路を形成する
磁極１６ａにおいて、ウェハ側の部分２２についてはマ
スク側レンズ磁気回路２を相似形で１／４倍に小形化し
倒立させた形をしており、マスク側の部分についてはウ
ェハ側の部分より大きな外径となっている。つまり、ウ
ェハ側レンズ磁極１６ａのウェハ側の部分２２の外径に
ついては１／４の縮小率倍にし、該磁極１６ａのマスク
側の部分の外径２２´については、ウェハ側のように１
／４の縮小率倍にせずに必要なＡＴ数を出せるように大
きい値とする。
磁極１６ａにおいて、ウェハ側の部分２２についてはマ
スク側レンズ磁気回路２を相似形で１／４倍に小形化し
倒立させた形をしており、マスク側の部分についてはウ
ェハ側の部分より大きな外径となっている。つまり、ウ
ェハ側レンズ磁極１６ａのウェハ側の部分２２の外径に
ついては１／４の縮小率倍にし、該磁極１６ａのマスク
側の部分の外径２２´については、ウェハ側のように１
／４の縮小率倍にせずに必要なＡＴ数を出せるように大
きい値とする。
【００２７】ウェハ側レンズ１６の極性はマスク側レン
ズ２の逆である。レンズ１６の内側には、レンズ２の場
合と同様にクロスオーバ側フェライト磁極１２、ウェハ
側フェライト磁極１８、励磁コイル１７、フェライトス
タック２６のフェライトリング２０、絶縁物リング２
１、レンズの倍率調整・回転調整を行うダイナミックフ
ォーカスコイル１５、ｘ方向収差補正偏向器１３、ｙ方
向収差補正偏向器１４、真空壁２８が配置されている。
真空壁２８は、マスク側の真空壁２７と同じ厚さであ
る。その理由は、偏向器やダイナミックフォーカスコイ
ルが作る磁場を同じ応答速度で光軸上へ伝える必要があ
るからである。レンズ磁気回路１６のすぐ下にはウェハ
１９が置かれている。
ズ２の逆である。レンズ１６の内側には、レンズ２の場
合と同様にクロスオーバ側フェライト磁極１２、ウェハ
側フェライト磁極１８、励磁コイル１７、フェライトス
タック２６のフェライトリング２０、絶縁物リング２
１、レンズの倍率調整・回転調整を行うダイナミックフ
ォーカスコイル１５、ｘ方向収差補正偏向器１３、ｙ方
向収差補正偏向器１４、真空壁２８が配置されている。
真空壁２８は、マスク側の真空壁２７と同じ厚さであ
る。その理由は、偏向器やダイナミックフォーカスコイ
ルが作る磁場を同じ応答速度で光軸上へ伝える必要があ
るからである。レンズ磁気回路１６のすぐ下にはウェハ
１９が置かれている。
【００２８】既述のように図１の縮小投影レンズは２段
構成からなる。両レンズ２、１６のフェライトスタック
２５、２６の内側については寸法比が縮小率に等しい相
似形とされている。すなわち、クロスオーバC.O.からマ
スク１側に配置されているフェライトスタック２５、ダ
イナミックフォーカスコイル６、フェライト磁極７，１
０、ｘ方向収差補正偏向器８、ｙ方向収差補正偏向器
９、及び、クロスオーバC.O.からウェハ１９側に配置さ
れているフェライトスタック２６、ダイナミックフォー
カスコイル１５、フェライト磁極１２，１８、ｘ方向収
差補正偏向器１３、ｙ方向収差補正偏向器１４の幾何形
状及び幾何的配置が、クロスオーバC.O.からマスク１間
を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオーバC.O.を中心
として上下点対称となる。
構成からなる。両レンズ２、１６のフェライトスタック
２５、２６の内側については寸法比が縮小率に等しい相
似形とされている。すなわち、クロスオーバC.O.からマ
スク１側に配置されているフェライトスタック２５、ダ
イナミックフォーカスコイル６、フェライト磁極７，１
０、ｘ方向収差補正偏向器８、ｙ方向収差補正偏向器
９、及び、クロスオーバC.O.からウェハ１９側に配置さ
れているフェライトスタック２６、ダイナミックフォー
カスコイル１５、フェライト磁極１２，１８、ｘ方向収
差補正偏向器１３、ｙ方向収差補正偏向器１４の幾何形
状及び幾何的配置が、クロスオーバC.O.からマスク１間
を縮小率倍に相似縮小すると、クロスオーバC.O.を中心
として上下点対称となる。
【００２９】このように本実施の形態のレンズにおいて
は、フェライト磁極１２、１８の内径はフェライトスタ
ック２６の内径より小さく形成され、クロスオーバ側の
フェライト磁極１２の内径はウェハ側のフェライト磁極
１８の内径より小さく形成される。このようにクロスオ
ーバ側磁極（即ち、マスク側レンズ磁気回路２のクロス
オーバ側フェライト磁極１０及びウェハ側レンズ磁気回
路１６のクロスオーバ側フェライト磁極１２）のボーア
径を小さくすることにより、レンズの軸上磁場がクロス
オーバC.O.で十分０に近くなり、クロスオーバC.O.を中
心として上下点対称で対称磁気ダブレットの条件が満た
される。
は、フェライト磁極１２、１８の内径はフェライトスタ
ック２６の内径より小さく形成され、クロスオーバ側の
フェライト磁極１２の内径はウェハ側のフェライト磁極
１８の内径より小さく形成される。このようにクロスオ
ーバ側磁極（即ち、マスク側レンズ磁気回路２のクロス
オーバ側フェライト磁極１０及びウェハ側レンズ磁気回
路１６のクロスオーバ側フェライト磁極１２）のボーア
径を小さくすることにより、レンズの軸上磁場がクロス
オーバC.O.で十分０に近くなり、クロスオーバC.O.を中
心として上下点対称で対称磁気ダブレットの条件が満た
される。
【００３０】次に、レンズ磁気回路や偏向器の各部の寸
法について説明する。ウェハ側レンズ１６においては、
視野が１０×１mm2 、真空壁２８の内径が２０mmφ、真
空壁２８の厚みが２mm、ｘ方向収差補正偏向器１３及び
ｙ方向収差補正偏向器１４のＲ方向寸法が各１０mm、ダ
イナミックフォーカスコイル１５のＲ方向寸法が８mm、
フェライトスタック２６の内半径が４０mm、クロスオー
バ開口１１側のフェライト磁極１２の内半径（クロスオ
ーバ側ボーア半径）が１２mm、ウェハ側のフェライト磁
極１８の内半径が２０mmである。
法について説明する。ウェハ側レンズ１６においては、
視野が１０×１mm2 、真空壁２８の内径が２０mmφ、真
空壁２８の厚みが２mm、ｘ方向収差補正偏向器１３及び
ｙ方向収差補正偏向器１４のＲ方向寸法が各１０mm、ダ
イナミックフォーカスコイル１５のＲ方向寸法が８mm、
フェライトスタック２６の内半径が４０mm、クロスオー
バ開口１１側のフェライト磁極１２の内半径（クロスオ
ーバ側ボーア半径）が１２mm、ウェハ側のフェライト磁
極１８の内半径が２０mmである。
【００３１】また、クロスオーバ開口１１とフェライト
磁極１２の間隔を１２mmとする。この値はウェハ側レン
ズ１６のクロスオーバ側ボーア半径（１２mm）と同等で
あるので、クロスオーバ位置における軸上磁場を０にか
なり近い値とすることができる。
磁極１２の間隔を１２mmとする。この値はウェハ側レン
ズ１６のクロスオーバ側ボーア半径（１２mm）と同等で
あるので、クロスオーバ位置における軸上磁場を０にか
なり近い値とすることができる。
【００３２】図２を参照して本発明の第２の実施の形態
について説明する。この例の縮小投影レンズでは、マス
ク１側の偏向器３２を３段のトロイダル型偏向器として
いる。このトロイダル型偏向器８は、図１の投影レンズ
におけるｙ方向偏向コイル（ｙ方向収差補正偏向器）９
及びｘ方向偏向コイル（ｘ方向収差補正偏向器）８を兼
ねるものである。
について説明する。この例の縮小投影レンズでは、マス
ク１側の偏向器３２を３段のトロイダル型偏向器として
いる。このトロイダル型偏向器８は、図１の投影レンズ
におけるｙ方向偏向コイル（ｙ方向収差補正偏向器）９
及びｘ方向偏向コイル（ｘ方向収差補正偏向器）８を兼
ねるものである。
【００３３】マスク側投影レンズ２は３個のレンズ要素
（磁極及び励磁コイル等）で構成されている。各レンズ
要素はパーマロイや電磁軟鉄等の高μ（透磁率）材料で
作られたレンズコア２と、その内部の励磁コイル３とフ
ェライトスタック２５、ダイナミックフォーカスコイル
６、フェライト製の上部磁極７、下部磁極１０並びに中
間磁極３０で構成されている。このため、複数のレンズ
要素（磁極、励磁コイル）毎に励磁コイルの電流値を調
整できるのでレンズの軸上磁場分布を収差的に望ましい
分布に容易に近ずけられる。
（磁極及び励磁コイル等）で構成されている。各レンズ
要素はパーマロイや電磁軟鉄等の高μ（透磁率）材料で
作られたレンズコア２と、その内部の励磁コイル３とフ
ェライトスタック２５、ダイナミックフォーカスコイル
６、フェライト製の上部磁極７、下部磁極１０並びに中
間磁極３０で構成されている。このため、複数のレンズ
要素（磁極、励磁コイル）毎に励磁コイルの電流値を調
整できるのでレンズの軸上磁場分布を収差的に望ましい
分布に容易に近ずけられる。
【００３４】図のようにフェライトスタックを、上部磁
極７、下部磁極１０及び中間磁極３０の内径よりも小さ
くすることによって、マスク側レンズ内部の偏向器３２
についても、偏向器３２外形とフェライトスタック２５
の間の距離を偏向器３２自身の半径以上離すことができ
た。このような構造にすることにより、偏向器３２の偏
向磁場はフェライトスタック２５をほとんど通らないの
で、フェライトスタック２５の透磁率が温度変動等で変
化しても偏向器３２の偏向感度は不変になる。ただし、
偏向器３２の偏向磁場はレンズの上、下、中間磁極７、
３０、１０を通るので、これらのフェライト磁極の温度
は安定化させる必要がある。
極７、下部磁極１０及び中間磁極３０の内径よりも小さ
くすることによって、マスク側レンズ内部の偏向器３２
についても、偏向器３２外形とフェライトスタック２５
の間の距離を偏向器３２自身の半径以上離すことができ
た。このような構造にすることにより、偏向器３２の偏
向磁場はフェライトスタック２５をほとんど通らないの
で、フェライトスタック２５の透磁率が温度変動等で変
化しても偏向器３２の偏向感度は不変になる。ただし、
偏向器３２の偏向磁場はレンズの上、下、中間磁極７、
３０、１０を通るので、これらのフェライト磁極の温度
は安定化させる必要がある。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、投
影レンズの上磁極及び下磁極それぞれの内径を磁気シー
ルド部材の内径より小さくする。したがって、電磁レン
ズの軸上磁場を矩形分布に近くすることのできる電子線
縮小転写装置用の縮小投影レンズを提供することができ
る。
影レンズの上磁極及び下磁極それぞれの内径を磁気シー
ルド部材の内径より小さくする。したがって、電磁レン
ズの軸上磁場を矩形分布に近くすることのできる電子線
縮小転写装置用の縮小投影レンズを提供することができ
る。
【００３６】また、本発明によれば、２段の投影レンズ
の基板側レンズ磁気回路の感応基板側の部分の外径のみ
をマスク側レンズ磁気回路の外径に対して縮小率倍して
いる。したがって、感応基板側の電磁レンズのアンペア
ターン数を大きくできる電子線縮小転写装置用の縮小投
影レンズ提供することができる。
の基板側レンズ磁気回路の感応基板側の部分の外径のみ
をマスク側レンズ磁気回路の外径に対して縮小率倍して
いる。したがって、感応基板側の電磁レンズのアンペア
ターン数を大きくできる電子線縮小転写装置用の縮小投
影レンズ提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態形態による電子線縮小転写
装置の縮小投影レンズを模式的に示す断面図である。
装置の縮小投影レンズを模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による電子線縮小転
写装置の縮小投影レンズを模式的に示す断面図である。
写装置の縮小投影レンズを模式的に示す断面図である。
１…マスク ２…マスク側レ
ンズ ２ａ…磁極 ３…マスク側レ
ンズ励磁コイル ４…絶縁物リング ５…フェライト
リング ６…ダイナミックフォーカスコイル ７…フェライト
磁極 ８…ｘ方向偏向コイル（収差補正偏向器） ９…ｙ方向偏向コイル（収差補正偏向器） １０…クロスオーバ側フェライト磁極 １１…クロスオーバ開口 １２…クロスオ
ーバ側フェライト磁極 １３…ｘ方向収差補正偏向器 １４…ｙ方向収
差補正偏向器 １５…ダイナミックフォーカスコイル １６…ウェハ側
レンズ １６ａ…磁極 １７…レンズ励
磁コイル １８…ウェハ側フェライト磁極 １９…ウェハ
（感応基板） ２０…フェライトリング ２１…絶縁物リ
ング ２２…磁気回路の外径を縮小率倍した部分 ２５，２６…フェライトスタック ２７，２８…真
空壁 ３０…中間磁極 ３２…トロイダ
ル型偏向器
ンズ ２ａ…磁極 ３…マスク側レ
ンズ励磁コイル ４…絶縁物リング ５…フェライト
リング ６…ダイナミックフォーカスコイル ７…フェライト
磁極 ８…ｘ方向偏向コイル（収差補正偏向器） ９…ｙ方向偏向コイル（収差補正偏向器） １０…クロスオーバ側フェライト磁極 １１…クロスオーバ開口 １２…クロスオ
ーバ側フェライト磁極 １３…ｘ方向収差補正偏向器 １４…ｙ方向収
差補正偏向器 １５…ダイナミックフォーカスコイル １６…ウェハ側
レンズ １６ａ…磁極 １７…レンズ励
磁コイル １８…ウェハ側フェライト磁極 １９…ウェハ
（感応基板） ２０…フェライトリング ２１…絶縁物リ
ング ２２…磁気回路の外径を縮小率倍した部分 ２５，２６…フェライトスタック ２７，２８…真
空壁 ３０…中間磁極 ３２…トロイダ
ル型偏向器
Claims (5)
- 【請求項１】 マスクを通過してパターン化された電子
線を感応基板上に縮小投影結像させる縮小投影レンズで
あって；中空円筒形の磁気シールド部材と、 該磁気シールド部材の上端に設けられたリング状の上磁
極と、 該磁気シールド部材の下端に設けられたリング状の下磁
極と、 を具備し、 該上磁極及び該下磁極それぞれの内径が、上記磁気シー
ルド部材の内径より小さいことを特徴とする縮小投影レ
ンズ。 - 【請求項２】 上記縮小投影レンズはマスク側レンズと
感応基板側レンズの２段のレンズから構成されており、
該２段のレンズそれぞれの磁気シールド部材の内径の寸
法比が縮小率に等しいことを特徴とする請求項１記載の
縮小投影レンズ。 - 【請求項３】 マスクを通過してパターン化された電子
線を感応基板上に縮小投影結像させる縮小投影レンズで
あって；該マスク側に設けられた実質的に回転対称形の
マスク側レンズ磁気回路と、 該感応基板側に設けられた実質的に回転対称形の基板側
レンズ磁気回路と、 を具備し、 該基板側レンズ磁気回路の感応基板側の部分の外径（基
板側外径）を上記マスク側レンズ磁気回路の外径に対し
てほぼ縮小率倍とし、該基板側レンズ磁気回路のマスク
側の部分の外径を上記基板側外径より大きくしたことを
特徴とする縮小投影レンズ。 - 【請求項４】 マスクを通過してパターン化された電子
線を２段の縮小投影レンズで感応基板上に縮小投影結像
させる縮小投影レンズであって；マスク側投影レンズ
は、 中空円筒形の磁気シールド部材と、 該磁気シールド部材の上端に設けられたリング状の上磁
極と、 該磁気シールド部材の下端に設けられたリング状の下磁
極と、 トロイダル型偏向器と、 を具備し、 該上磁極及び該下磁極それぞれの内径が、上記磁気シー
ルド部材の内径より小さい複数のレンズ要素から構成さ
れていることを特徴とする縮小投影レンズ。 - 【請求項５】 上記磁気シールド部材の内側に配置され
ている偏向器外径と磁気シールド部材内径との間に偏向
器半径／３以上の間隔があることを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１項記載の縮小投影レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11079896A JPH11339708A (ja) | 1998-03-25 | 1999-03-24 | 縮小投影レンズ |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9518798 | 1998-03-25 | ||
| JP10-95187 | 1998-03-25 | ||
| JP11079896A JPH11339708A (ja) | 1998-03-25 | 1999-03-24 | 縮小投影レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11339708A true JPH11339708A (ja) | 1999-12-10 |
Family
ID=26420881
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11079896A Pending JPH11339708A (ja) | 1998-03-25 | 1999-03-24 | 縮小投影レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11339708A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007534124A (ja) * | 2004-04-23 | 2007-11-22 | ヴィステック エレクトロン ビーム ゲーエムべーハー | 粒子光学照的射系用の照射コンデンサー |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP11079896A patent/JPH11339708A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007534124A (ja) * | 2004-04-23 | 2007-11-22 | ヴィステック エレクトロン ビーム ゲーエムべーハー | 粒子光学照的射系用の照射コンデンサー |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20040629 |