JPH1154412A - 電子線縮小転写装置 - Google Patents
電子線縮小転写装置Info
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- JPH1154412A JPH1154412A JP9218342A JP21834297A JPH1154412A JP H1154412 A JPH1154412 A JP H1154412A JP 9218342 A JP9218342 A JP 9218342A JP 21834297 A JP21834297 A JP 21834297A JP H1154412 A JPH1154412 A JP H1154412A
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- lens
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- 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
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- H01J37/3002—Details
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- H01J2237/00—Discharge tubes exposing object to beam, e.g. for analysis treatment, etching, imaging
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- H01J2237/049—Focusing means
- H01J2237/0492—Lens systems
- H01J2237/04922—Lens systems electromagnetic
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- H01J2237/317—Processing objects on a microscale
- H01J2237/3175—Lithography
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- Analytical Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 倍率調整、回転調整、焦点補正を短時間に行
え、これらの補正によっても収差が事実上発生しないよ
うな電子線縮小転写装置を提供する。 【解決手段】 本電子線縮小転写装置は、マスク７を通
過してパターン化された電子線を試料８上に縮小投影結
像させる第１の投影レンズ９と第２の投影レンズ１０を
備える。さらに、第１の投影レンズ９又は第２の投影レ
ンズ１０の軸上磁場分布にほぼ比例していて強度が小さ
い磁場を発生する補助レンズ１３及び１４が、各投影レ
ンズ９、１０に付設されている。この補助レンズ１３、
１４に流す電流の向き及び強度を調整することによっ
て、焦点位置、転写像の回転及び倍率の３つのパラメー
ターのうちの１つを、他のパラメーターの変化を最小し
つつ、可変とする。
え、これらの補正によっても収差が事実上発生しないよ
うな電子線縮小転写装置を提供する。 【解決手段】 本電子線縮小転写装置は、マスク７を通
過してパターン化された電子線を試料８上に縮小投影結
像させる第１の投影レンズ９と第２の投影レンズ１０を
備える。さらに、第１の投影レンズ９又は第２の投影レ
ンズ１０の軸上磁場分布にほぼ比例していて強度が小さ
い磁場を発生する補助レンズ１３及び１４が、各投影レ
ンズ９、１０に付設されている。この補助レンズ１３、
１４に流す電流の向き及び強度を調整することによっ
て、焦点位置、転写像の回転及び倍率の３つのパラメー
ターのうちの１つを、他のパラメーターの変化を最小し
つつ、可変とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線を用いて、
マスクのパターンをウエハ等の試料に転写する電子線縮
小転写装置に関する。特には、４Ｇ−ＤＲＡＭ以降の最
小線幅０．１２μm 以下の微細・高密度パターンをも高
精度・高スループットで形成することのできる電子線縮
小転写装置に関する。
マスクのパターンをウエハ等の試料に転写する電子線縮
小転写装置に関する。特には、４Ｇ−ＤＲＡＭ以降の最
小線幅０．１２μm 以下の微細・高密度パターンをも高
精度・高スループットで形成することのできる電子線縮
小転写装置に関する。
【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号参照）。
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）。
【０００３】従来のこの種の電子線露光装置における電
子線光学系としては、ＳＭＤ（対称磁気ダブレット）あ
るいはＰＲＥＶＡＩＬ（Projection Exposure by Varia
bleAxis Immersion Lens)と呼ばれるものが公知であ
る。
子線光学系としては、ＳＭＤ（対称磁気ダブレット）あ
るいはＰＲＥＶＡＩＬ（Projection Exposure by Varia
bleAxis Immersion Lens)と呼ばれるものが公知であ
る。
【０００４】上述のＳＭＤ方式の縮小投影レンズの場
合、２つのレンズの電流を同じ大きさで増減することに
よって、倍率、回転に変化を与えないで焦点を調整でき
ることは公知である。また、二段のレンズの内の片方の
レンズのコイルを軸方向に２つに分割し、それぞれのコ
イルに流す電流比を、total 電流を一定に保ちながら、
変えることにより倍率を変える方法が公知である（Proc
eed. of the Eight Int. Conf. on Electron and Ion B
eams in Science and Technology, Seattle (USA) 1978
"INVESTIGATIONS ABOUT HIGH PERFORMANCE ELECTRON-M
ICROPROJECTION SYSTEMS" B. Lischke, et al.）。
合、２つのレンズの電流を同じ大きさで増減することに
よって、倍率、回転に変化を与えないで焦点を調整でき
ることは公知である。また、二段のレンズの内の片方の
レンズのコイルを軸方向に２つに分割し、それぞれのコ
イルに流す電流比を、total 電流を一定に保ちながら、
変えることにより倍率を変える方法が公知である（Proc
eed. of the Eight Int. Conf. on Electron and Ion B
eams in Science and Technology, Seattle (USA) 1978
"INVESTIGATIONS ABOUT HIGH PERFORMANCE ELECTRON-M
ICROPROJECTION SYSTEMS" B. Lischke, et al.）。
【０００５】さらに、特開平７−２３５４６９号では、
電子線投影光学系に、主に転写像の倍率を調整する第１
の投影レンズと、主に回転を調整する第２の投影レンズ
を設けることが提案されている。
電子線投影光学系に、主に転写像の倍率を調整する第１
の投影レンズと、主に回転を調整する第２の投影レンズ
を設けることが提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
においては、倍率あるいは回転を調整することによって
発生する収差については、なんら考慮がなされていな
い。また、倍率を変えることにより発生する回転や焦点
ズレについても考慮されていない。本発明は、電子線縮
小転写装置において、倍率調整、回転調整、焦点補正を
電気的に行うことによって短時間に実行でき、これらの
補正によっても収差が事実上発生しないような電子線縮
小転写装置を提供することを目的とする。
においては、倍率あるいは回転を調整することによって
発生する収差については、なんら考慮がなされていな
い。また、倍率を変えることにより発生する回転や焦点
ズレについても考慮されていない。本発明は、電子線縮
小転写装置において、倍率調整、回転調整、焦点補正を
電気的に行うことによって短時間に実行でき、これらの
補正によっても収差が事実上発生しないような電子線縮
小転写装置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、本発明の第１態様の電子線縮小転写装置は、 パタ
ーンの形成されたマスクを照明する電子線照明光学系、
並びに、マスクを通過してパターン化された電子線を試
料上に縮小投影結像させる第１の投影レンズと第２の投
影レンズ、複数の偏向器及びクロスオーバ開口を有する
投影光学系、を備える電子線縮小転写装置であって；
上記各第１の投影レンズ又は第２の投影レンズの軸上磁
場分布にほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生する
補助レンズが、各第１の投影レンズ及び／又は第２の投
影レンズに付設されており、 この補助レンズに流す電
流の向き及び強度を調整することによって、焦点位置、
転写像の回転及び倍率の３つのパラメーターのうちの１
つを、他のパラメーターの変化を最小しつつ、可変とす
ることを特徴とする。
め、本発明の第１態様の電子線縮小転写装置は、 パタ
ーンの形成されたマスクを照明する電子線照明光学系、
並びに、マスクを通過してパターン化された電子線を試
料上に縮小投影結像させる第１の投影レンズと第２の投
影レンズ、複数の偏向器及びクロスオーバ開口を有する
投影光学系、を備える電子線縮小転写装置であって；
上記各第１の投影レンズ又は第２の投影レンズの軸上磁
場分布にほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生する
補助レンズが、各第１の投影レンズ及び／又は第２の投
影レンズに付設されており、 この補助レンズに流す電
流の向き及び強度を調整することによって、焦点位置、
転写像の回転及び倍率の３つのパラメーターのうちの１
つを、他のパラメーターの変化を最小しつつ、可変とす
ることを特徴とする。
【０００８】また、本発明の第２態様の電子線縮小転写
装置は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上
記第１の投影レンズ又は第２の投影レンズの各々の軸上
磁場分布にほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生す
る補助レンズが、各第１の投影レンズ及び第２の投影レ
ンズの各々に付設されており、 各々の補助レンズに、
該補助レンズの付設されている投影レンズと両方共同じ
符号あるいは両方共異なる符号の軸上磁場を発生させ、
焦点位置を補正することを特徴とする。
装置は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上
記第１の投影レンズ又は第２の投影レンズの各々の軸上
磁場分布にほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生す
る補助レンズが、各第１の投影レンズ及び第２の投影レ
ンズの各々に付設されており、 各々の補助レンズに、
該補助レンズの付設されている投影レンズと両方共同じ
符号あるいは両方共異なる符号の軸上磁場を発生させ、
焦点位置を補正することを特徴とする。
【０００９】本発明の第３態様の電子線縮小転写装置
は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上記第
１の投影レンズ又は第２の投影レンズの各々の軸上磁場
分布にほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生する補
助レンズが第１の投影レンズ又は第２の投影レンズの各
々に付設されており、 各々の補助レンズに、互いに同
一符号の軸上磁場を発生させ、転写像の回転を調整する
ことを特徴とする。
は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上記第
１の投影レンズ又は第２の投影レンズの各々の軸上磁場
分布にほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生する補
助レンズが第１の投影レンズ又は第２の投影レンズの各
々に付設されており、 各々の補助レンズに、互いに同
一符号の軸上磁場を発生させ、転写像の回転を調整する
ことを特徴とする。
【００１０】本発明の第４態様の電子線縮小転写装置
は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上記第
１の投影レンズ又は第２の投影レンズの軸上磁場分布に
ほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生する補助レン
ズが該第１の投影レンズ又は第２の投影レンズに付設さ
れており、 該補助レンズに上記磁場を発生させ、転写
像の倍率調整を行うことを特徴とする。
は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上記第
１の投影レンズ又は第２の投影レンズの軸上磁場分布に
ほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生する補助レン
ズが該第１の投影レンズ又は第２の投影レンズに付設さ
れており、 該補助レンズに上記磁場を発生させ、転写
像の倍率調整を行うことを特徴とする。
【００１１】本発明の第５態様の電子線縮小転写装置
は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上記各
第１の投影レンズ又は第２の投影レンズの軸上磁場分布
にほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生する補助レ
ンズを各第１の投影レンズ又は第２の投影レンズに付設
し、 該補助レンズに、 第１及び第２の投影レンズの
軸上磁場分布にほぼ等しく強度が比例して小さい軸上磁
場を発生させて焦点補正を行い、 第１の投影レンズの
軸上磁場に比例し、第２の投影レンズの軸上磁場に比例
し、互いに同一符号の軸上磁場を発生させ、転写像の回
転を調整し、 第１あるいは第２の投影レンズの軸上磁
場分布に比例した軸上磁場を発生させ倍率調整を行い、
焦点補正、回転調整及び倍率調整の３つのうちの１つ
以上を行うことにより副作用的に発生した上記３項目の
うちのいずれか１つを、上記３つの補正又は調整のうち
のいずれか１つに係る軸上磁場分布を発生し、補正し直
すことを特徴とする。
は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上記各
第１の投影レンズ又は第２の投影レンズの軸上磁場分布
にほぼ比例していて強度が小さい磁場を発生する補助レ
ンズを各第１の投影レンズ又は第２の投影レンズに付設
し、 該補助レンズに、 第１及び第２の投影レンズの
軸上磁場分布にほぼ等しく強度が比例して小さい軸上磁
場を発生させて焦点補正を行い、 第１の投影レンズの
軸上磁場に比例し、第２の投影レンズの軸上磁場に比例
し、互いに同一符号の軸上磁場を発生させ、転写像の回
転を調整し、 第１あるいは第２の投影レンズの軸上磁
場分布に比例した軸上磁場を発生させ倍率調整を行い、
焦点補正、回転調整及び倍率調整の３つのうちの１つ
以上を行うことにより副作用的に発生した上記３項目の
うちのいずれか１つを、上記３つの補正又は調整のうち
のいずれか１つに係る軸上磁場分布を発生し、補正し直
すことを特徴とする。
【００１２】本発明の第６態様の電子線縮小転写装置
は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上記各
投影レンズに、各２つの補助レンズを軸方向に並べて付
設し、これらの補助レンズに、マスク側から試料に向け
て１、２、３、４と番号を付した場合において、補助レ
ンズ１と２に互いに逆方向の軸上磁場が発生するような
電流を流し、補助レンズ３と４にも互いに逆方向の軸上
磁場が発生するような電流を流し、補助レンズ１と３に
は同一方向の磁場が発生するような電流を流すことによ
り転写像の倍率を調整することを特徴とする。
は、上記同様の電子線縮小転写装置であって； 上記各
投影レンズに、各２つの補助レンズを軸方向に並べて付
設し、これらの補助レンズに、マスク側から試料に向け
て１、２、３、４と番号を付した場合において、補助レ
ンズ１と２に互いに逆方向の軸上磁場が発生するような
電流を流し、補助レンズ３と４にも互いに逆方向の軸上
磁場が発生するような電流を流し、補助レンズ１と３に
は同一方向の磁場が発生するような電流を流すことによ
り転写像の倍率を調整することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明の電子線縮小転写装置にお
いては、 上記投影レンズのボア内に、軸方向にフェラ
イトと絶縁材料のリングを交互に積み上げた筒状のフェ
ライトスタック等の磁気シールド手段を設け、上記補助
レンズを、該磁気シールド手段と光軸との間に設けるこ
とが好ましい。この態様においては、フェライトスタッ
クの内側に補助コイルがあるので高速で回転、倍率、焦
点を合せられる。また、コイルを４個、互いに距離を離
して設けることとすれば３つのパラメーターを他に影響
を与えないで調整できる。
いては、 上記投影レンズのボア内に、軸方向にフェラ
イトと絶縁材料のリングを交互に積み上げた筒状のフェ
ライトスタック等の磁気シールド手段を設け、上記補助
レンズを、該磁気シールド手段と光軸との間に設けるこ
とが好ましい。この態様においては、フェライトスタッ
クの内側に補助コイルがあるので高速で回転、倍率、焦
点を合せられる。また、コイルを４個、互いに距離を離
して設けることとすれば３つのパラメーターを他に影響
を与えないで調整できる。
【００１４】以下、図面を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の電子線縮小転写装置の投影レンズにおける
軸上磁場分布を示す図である。横軸は、マスクから試料
（ウエハ）方向に測った光軸方向の位置（mm）を示す。
縦軸は、光軸上における光軸方向（Ｚ方向）軸上磁場の
強さ（Ｂｚ）を示す。横軸の０〜５００mmは第１の投影
レンズの領域であり、５００〜６００mmは第２の投影レ
ンズの領域である。図中の実線３１は第１の投影レンズ
本体の磁場を示し、図中の右上の実線４１は第２の投影
レンズ本体の磁場を示す。いずれも、両端が０で中央部
が山形に盛り上がった分布である。
は、本発明の電子線縮小転写装置の投影レンズにおける
軸上磁場分布を示す図である。横軸は、マスクから試料
（ウエハ）方向に測った光軸方向の位置（mm）を示す。
縦軸は、光軸上における光軸方向（Ｚ方向）軸上磁場の
強さ（Ｂｚ）を示す。横軸の０〜５００mmは第１の投影
レンズの領域であり、５００〜６００mmは第２の投影レ
ンズの領域である。図中の実線３１は第１の投影レンズ
本体の磁場を示し、図中の右上の実線４１は第２の投影
レンズ本体の磁場を示す。いずれも、両端が０で中央部
が山形に盛り上がった分布である。
【００１５】図中の点線３２、４２は、焦点調整を行う
際の補助レンズの軸上磁場分布を示す。なお、この焦点
調整用補助レンズの軸上磁場分布については、縦軸を１
００倍に拡大して示してある。したがって、焦点調整用
磁場の強さは投影レンズ本体の磁場の強さの１／１００
以下である。投影レンズ本体の軸上磁場分布３１、４１
に合わせて、補助レンズに点線３２、４２のような軸上
磁場を発生させることにより、２段の投影レンズがより
強い屈折力を有することとなり、焦点距離が短くなる。
その結果、マスクの焦点面は下り、ウエハの焦点面は上
る。しかし、このような調整によっても、図のＺ軸の上
下で点線３２と４２の積分値は互いに打ち消し合うの
で、転写像の回転に変化は生じない。また、倍率につい
ても各レンズの主面位置が変化しないので、変化は生じ
ない。
際の補助レンズの軸上磁場分布を示す。なお、この焦点
調整用補助レンズの軸上磁場分布については、縦軸を１
００倍に拡大して示してある。したがって、焦点調整用
磁場の強さは投影レンズ本体の磁場の強さの１／１００
以下である。投影レンズ本体の軸上磁場分布３１、４１
に合わせて、補助レンズに点線３２、４２のような軸上
磁場を発生させることにより、２段の投影レンズがより
強い屈折力を有することとなり、焦点距離が短くなる。
その結果、マスクの焦点面は下り、ウエハの焦点面は上
る。しかし、このような調整によっても、図のＺ軸の上
下で点線３２と４２の積分値は互いに打ち消し合うの
で、転写像の回転に変化は生じない。また、倍率につい
ても各レンズの主面位置が変化しないので、変化は生じ
ない。
【００１６】図中の一点鎖線３３、４３は、転写像の回
転調整を行う際の補助レンズの軸上磁場分布を示す。こ
の回転調整用軸上磁場分布については、縦軸を２００倍
に拡大して示してある。第１の投影レンズ側の補助レン
ズの軸上磁場分布３３は、投影レンズ本体の磁場と符号
が反対（逆方向）で、分布の形状は投影レンズ本体の分
布に比例している。一方、第２の投影レンズ側の補助レ
ンズの軸上磁場分布４３は、投影レンズ本体の磁場と符
号も同一で、分布の形状は投影レンズ本体の分布に比例
している。この補助レンズの磁場３３、４３を、Ｚ＝０
からＺ＝６００まで積分した値に比例した転写像の回転
が得られる。この時、焦点は、第１の投影レンズが弱く
なり、第２の投影レンズが強くなるので第１近似では変
化しない。また、倍率は次のように考えればわかるよう
に第１近似では変化しない。すなわち、マスクから光軸
に平行に第１の投影レンズに入射した主光線は、第１の
投影レンズが補助レンズの磁場３３の影響で少し弱くな
っているため、クロスオーバの位置（Ｚ＝５００mm）よ
りわずかにマスク側の位置で光軸と交わる。第２の投影
レンズは補助レンズの磁場４３が磁場を強めるので、焦
点距離が短くなっている。したがって、クロスオーバよ
りわずかに第２の投影レンズに近い光軸上の主光線は、
第２の投影レンズによってほぼ回転レンズを動作する前
と同じ試料上の位置に結像し、倍率変化はない。
転調整を行う際の補助レンズの軸上磁場分布を示す。こ
の回転調整用軸上磁場分布については、縦軸を２００倍
に拡大して示してある。第１の投影レンズ側の補助レン
ズの軸上磁場分布３３は、投影レンズ本体の磁場と符号
が反対（逆方向）で、分布の形状は投影レンズ本体の分
布に比例している。一方、第２の投影レンズ側の補助レ
ンズの軸上磁場分布４３は、投影レンズ本体の磁場と符
号も同一で、分布の形状は投影レンズ本体の分布に比例
している。この補助レンズの磁場３３、４３を、Ｚ＝０
からＺ＝６００まで積分した値に比例した転写像の回転
が得られる。この時、焦点は、第１の投影レンズが弱く
なり、第２の投影レンズが強くなるので第１近似では変
化しない。また、倍率は次のように考えればわかるよう
に第１近似では変化しない。すなわち、マスクから光軸
に平行に第１の投影レンズに入射した主光線は、第１の
投影レンズが補助レンズの磁場３３の影響で少し弱くな
っているため、クロスオーバの位置（Ｚ＝５００mm）よ
りわずかにマスク側の位置で光軸と交わる。第２の投影
レンズは補助レンズの磁場４３が磁場を強めるので、焦
点距離が短くなっている。したがって、クロスオーバよ
りわずかに第２の投影レンズに近い光軸上の主光線は、
第２の投影レンズによってほぼ回転レンズを動作する前
と同じ試料上の位置に結像し、倍率変化はない。
【００１７】図中の破線３４、４４は、転写像の倍率調
整を行う際の補助レンズの軸上磁場分布を示す。第１の
投影レンズ側の軸上磁場分布３４はＺ＝０〜５００mmの
間で０である。この倍率調整用軸上磁場分布について
は、縦軸を５００倍に拡大して示してある。第２の投影
レンズ側の軸上磁場分布４４は、投影レンズ本体の磁場
４１と符号が反対で分布の形状は比例している。この磁
場を発生させることにより、第１の投影レンズの強さは
変わらず第２の投影レンズの強さは弱くなるので倍率は
１に近付く。この場合もちろん焦点条件も回転も狂うの
で上記Ｚ補正をレンズと回転レンズで補正し直せばよ
い。
整を行う際の補助レンズの軸上磁場分布を示す。第１の
投影レンズ側の軸上磁場分布３４はＺ＝０〜５００mmの
間で０である。この倍率調整用軸上磁場分布について
は、縦軸を５００倍に拡大して示してある。第２の投影
レンズ側の軸上磁場分布４４は、投影レンズ本体の磁場
４１と符号が反対で分布の形状は比例している。この磁
場を発生させることにより、第１の投影レンズの強さは
変わらず第２の投影レンズの強さは弱くなるので倍率は
１に近付く。この場合もちろん焦点条件も回転も狂うの
で上記Ｚ補正をレンズと回転レンズで補正し直せばよ
い。
【００１８】図中の二点鎖線３５、４５は、各補助レン
ズを各投影レンズ内で２分割して、交互に逆方向の磁場
を発生させることにより転写像の倍率調整を行う際の補
助レンズの軸上磁場分布を示す。軸上磁場分布３５は、
第１の投影レンズ内の左半分（Ｚ＝０〜２５０）ではマ
イナスであり、右半分（Ｚ＝２５０〜５００）ではプラ
スである。また、軸上磁場分布４５も、第２の投影レン
ズ内の左半分（Ｚ＝５００〜５５０）ではマイナスであ
り、右半分（Ｚ＝５５０〜６００）ではプラスである。
両曲線３１、４５は、いずれも、なだらかに上下するサ
インカーブ状の分布をしており、各カーブの一回微分値
は低くおさえられている。なお、この一回微分値を低く
おさえたカーブの形状は、図１の全軸上磁場分布に共通
する事項である。
ズを各投影レンズ内で２分割して、交互に逆方向の磁場
を発生させることにより転写像の倍率調整を行う際の補
助レンズの軸上磁場分布を示す。軸上磁場分布３５は、
第１の投影レンズ内の左半分（Ｚ＝０〜２５０）ではマ
イナスであり、右半分（Ｚ＝２５０〜５００）ではプラ
スである。また、軸上磁場分布４５も、第２の投影レン
ズ内の左半分（Ｚ＝５００〜５５０）ではマイナスであ
り、右半分（Ｚ＝５５０〜６００）ではプラスである。
両曲線３１、４５は、いずれも、なだらかに上下するサ
インカーブ状の分布をしており、各カーブの一回微分値
は低くおさえられている。なお、この一回微分値を低く
おさえたカーブの形状は、図１の全軸上磁場分布に共通
する事項である。
【００１９】この軸上磁場分布３５、４５により、第１
の投影レンズの左半分においてはレンズは強められてい
るので、このレンズ内を通る光軸から離れた位置にある
主光線は光軸寄りに軌道が寄る。一方、第１の投影レン
ズの右半分においてはレンズは弱められているので、主
光線の光軸は軌道から外れる方向に寄る。しかし、当初
に曲げられた角度が元に戻るだけの効果しかなく、第１
の投影レンズから出る主光線は、クロスオーバよりも手
前の位置で光軸と交わる。次に、第２の投影レンズ中に
おいては、左半分ではレンズが弱められているので、上
記主光線は、さらに光軸から離れる方向に向く。最後
に、第２の投影レンズの右半分でレンズが強められてい
るので主光線は光軸方向に寄せられるが、上述と同じ理
由で修正しきれずにウエハ上の光軸から離れた位置に結
像する。したがって、この場合は、転写像が大きくなる
（縮小率が下がる）方向に倍率を変更できる。
の投影レンズの左半分においてはレンズは強められてい
るので、このレンズ内を通る光軸から離れた位置にある
主光線は光軸寄りに軌道が寄る。一方、第１の投影レン
ズの右半分においてはレンズは弱められているので、主
光線の光軸は軌道から外れる方向に寄る。しかし、当初
に曲げられた角度が元に戻るだけの効果しかなく、第１
の投影レンズから出る主光線は、クロスオーバよりも手
前の位置で光軸と交わる。次に、第２の投影レンズ中に
おいては、左半分ではレンズが弱められているので、上
記主光線は、さらに光軸から離れる方向に向く。最後
に、第２の投影レンズの右半分でレンズが強められてい
るので主光線は光軸方向に寄せられるが、上述と同じ理
由で修正しきれずにウエハ上の光軸から離れた位置に結
像する。したがって、この場合は、転写像が大きくなる
（縮小率が下がる）方向に倍率を変更できる。
【００２０】収差的には、上記４種類の補助レンズ磁場
をどのような比率で加算しても総合したレンズ磁場の軸
上磁場分布は図の実線から大きくは狂わないで、第１の
投影レンズと第２の投影レンズ間の比率がわずかに狂う
のみである。収差に大きく効く軸上磁場分布を１回微分
した値があまり変わらないので収差はほとんど増えな
い。
をどのような比率で加算しても総合したレンズ磁場の軸
上磁場分布は図の実線から大きくは狂わないで、第１の
投影レンズと第２の投影レンズ間の比率がわずかに狂う
のみである。収差に大きく効く軸上磁場分布を１回微分
した値があまり変わらないので収差はほとんど増えな
い。
【００２１】図２は、本発明の１実施例に係る電子線縮
小転写装置の投影光学系及びその制御系の構成を示す模
式的側面断面図である。図の最上部に示されているマス
ク７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。ここで、照明光の主光線はマスク７に
垂直（光軸に平行）である。マスク７の下には、順に、
第１の投影レンズ９、第２の投影レンズ１０、試料（ウ
エハ）８が光軸（中央の一点鎖線）に沿って配置されて
いる。
小転写装置の投影光学系及びその制御系の構成を示す模
式的側面断面図である。図の最上部に示されているマス
ク７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。ここで、照明光の主光線はマスク７に
垂直（光軸に平行）である。マスク７の下には、順に、
第１の投影レンズ９、第２の投影レンズ１０、試料（ウ
エハ）８が光軸（中央の一点鎖線）に沿って配置されて
いる。
【００２２】第１の投影レンズ９の本体は、断面内向き
コの字状の回転対称形の磁極９ｂの内周にコイル１１を
巻回したものである。上部の磁極９ａ及び下部の磁極９
ｃは、光軸寄りに突き出ており、コイル１１の上下面を
覆っている。上部磁極９ａ及び下部磁極９ｃの内側に
は、フェライトリング１５ａあるいは９ｄが配置されて
いる。両フェライトリング１５ａと９ｄの間に光軸方向
の磁力線が形成されている。
コの字状の回転対称形の磁極９ｂの内周にコイル１１を
巻回したものである。上部の磁極９ａ及び下部の磁極９
ｃは、光軸寄りに突き出ており、コイル１１の上下面を
覆っている。上部磁極９ａ及び下部磁極９ｃの内側に
は、フェライトリング１５ａあるいは９ｄが配置されて
いる。両フェライトリング１５ａと９ｄの間に光軸方向
の磁力線が形成されている。
【００２３】第１の投影レンズ９の内径部には、フェラ
イトスタック１７が嵌め込まれている。フェライトスタ
ック１７は、フェライトリング１５と絶縁物リング１６
を交互に重ね合わせたものである。各リングの外径は、
コイル１１や上下磁極９ａ、９ｃの内径にほぼ等しい。
また、各リング（９ｄ除く）の内径は、後述する補助レ
ンズ１３の外径にほぼ等しい。このフェライトスタック
１７は、補助レンズ１３の磁場が外に漏れないようシー
ルドする役割を果たす。最下部のフェライトリング９ｄ
の内径は、特に内側（補助レンズ１３よりは内側）に突
出している。
イトスタック１７が嵌め込まれている。フェライトスタ
ック１７は、フェライトリング１５と絶縁物リング１６
を交互に重ね合わせたものである。各リングの外径は、
コイル１１や上下磁極９ａ、９ｃの内径にほぼ等しい。
また、各リング（９ｄ除く）の内径は、後述する補助レ
ンズ１３の外径にほぼ等しい。このフェライトスタック
１７は、補助レンズ１３の磁場が外に漏れないようシー
ルドする役割を果たす。最下部のフェライトリング９ｄ
の内径は、特に内側（補助レンズ１３よりは内側）に突
出している。
【００２４】フェライトスタック１７の内側には、コイ
ルからなる第１補助レンズ１３が配置されている。補助
レンズ１３は、第１の投影レンズのコイル１１と光軸方
向の高さが等しく、線の巻数は少ない（数十分の１）。
補助レンズ１３は、磁気シールドであるフェライトスタ
ック１７と光軸との間に配置されており、磁力線が鉄や
パーマロイ等の応答の遅い強磁性体を通らないようフェ
ライトスタックでシールドされているので、高速に軸上
磁場を変化させることができる。
ルからなる第１補助レンズ１３が配置されている。補助
レンズ１３は、第１の投影レンズのコイル１１と光軸方
向の高さが等しく、線の巻数は少ない（数十分の１）。
補助レンズ１３は、磁気シールドであるフェライトスタ
ック１７と光軸との間に配置されており、磁力線が鉄や
パーマロイ等の応答の遅い強磁性体を通らないようフェ
ライトスタックでシールドされているので、高速に軸上
磁場を変化させることができる。
【００２５】第２の投影レンズ１０は、第１の投影レン
ズを相似形で縮小率で小形化し倒立させた形をしてい
る。第２の投影レンズ１０の極性は第１の投影レンズ９
の逆である。第２の投影レンズ１０の内径部には、第１
の投影レンズ同様に、フェライトスタック１８を介して
第２補助レンズ１４が嵌め込まれている。
ズを相似形で縮小率で小形化し倒立させた形をしてい
る。第２の投影レンズ１０の極性は第１の投影レンズ９
の逆である。第２の投影レンズ１０の内径部には、第１
の投影レンズ同様に、フェライトスタック１８を介して
第２補助レンズ１４が嵌め込まれている。
【００２６】各補助レンズ１３、１４には、制御電源
５、６が接続されている。各制御電源５、６には、計算
器４を介して補正量の入力１、２、３が与えられる。
１、２、３はそれぞれＺ補正量、θ補正量、倍率補正量
の入力である。計算器４は、これらの入力に応じて補正
磁場を作るコイル１３及び１４に与える電流量を計算
し、制御電源５及び６を駆動して、Ｚ補正、θ補正、倍
率補正値の入力に合った電流をコイル１３及び１４に流
す。
５、６が接続されている。各制御電源５、６には、計算
器４を介して補正量の入力１、２、３が与えられる。
１、２、３はそれぞれＺ補正量、θ補正量、倍率補正量
の入力である。計算器４は、これらの入力に応じて補正
磁場を作るコイル１３及び１４に与える電流量を計算
し、制御電源５及び６を駆動して、Ｚ補正、θ補正、倍
率補正値の入力に合った電流をコイル１３及び１４に流
す。
【００２７】コイル１３及び１４は、フェライトスタッ
クが存在する条件の下で、それぞれ第１及び第２の投影
レンズの軸上磁場分布に比例する軸上磁場を発生するよ
う、シミュレーションにより設計されているとともに、
実測により修正されている。この図２の実施例では、図
１で説明した焦点調整用軸上磁場分布（点線３２、４
２）、回転調整軸上磁場分布（一点鎖線３３、４３）、
及び倍率調整磁場（破線３４、４４）を発生することが
できる。
クが存在する条件の下で、それぞれ第１及び第２の投影
レンズの軸上磁場分布に比例する軸上磁場を発生するよ
う、シミュレーションにより設計されているとともに、
実測により修正されている。この図２の実施例では、図
１で説明した焦点調整用軸上磁場分布（点線３２、４
２）、回転調整軸上磁場分布（一点鎖線３３、４３）、
及び倍率調整磁場（破線３４、４４）を発生することが
できる。
【００２８】ここで、補助レンズにどのような補正値が
入力されたとしても、それらが極端に大きくなければ、
レンズの軸上磁場分布の形状をほとんど変化させないた
め、収差の発生はほとんどないことが確認された。
入力されたとしても、それらが極端に大きくなければ、
レンズの軸上磁場分布の形状をほとんど変化させないた
め、収差の発生はほとんどないことが確認された。
【００２９】図３は、本発明の他の１実施例に係る電子
線縮小転写装置の投影光学系及びその制御系の構成を示
す模式的側面断面図である。この実施例では、各補助レ
ンズ１３′、１４′が、上下に２分割されている。しか
し、各補助レンズ１３′、１４′全体としては、各投影
レンズ９、１０の内径部の上下方向に延びるように、各
投影レンズ９、１０と同じ高さに設けられている。そし
て別個の制御電源５ａ、５ｂ並びに６ａ、６ｂによって
制御される。したがって、各補助レンズ１３′、１４′
内で、上下の磁場の極性や強さを変更することができ
る。この構成によって、図１の二点鎖線３５、４５で示
したような、各投影レンズ内で反転する一対の補正軸上
磁場分布を形成することができ、転写像の倍率等を調整
することができる。
線縮小転写装置の投影光学系及びその制御系の構成を示
す模式的側面断面図である。この実施例では、各補助レ
ンズ１３′、１４′が、上下に２分割されている。しか
し、各補助レンズ１３′、１４′全体としては、各投影
レンズ９、１０の内径部の上下方向に延びるように、各
投影レンズ９、１０と同じ高さに設けられている。そし
て別個の制御電源５ａ、５ｂ並びに６ａ、６ｂによって
制御される。したがって、各補助レンズ１３′、１４′
内で、上下の磁場の極性や強さを変更することができ
る。この構成によって、図１の二点鎖線３５、４５で示
したような、各投影レンズ内で反転する一対の補正軸上
磁場分布を形成することができ、転写像の倍率等を調整
することができる。
【００３０】
【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、倍率調整、回転調整、焦点補正を電気的に行
うことによって短時間に実行でき、これらの補正によっ
ても収差が事実上発生しないような電子線縮小転写装置
を提供することができる。
によれば、倍率調整、回転調整、焦点補正を電気的に行
うことによって短時間に実行でき、これらの補正によっ
ても収差が事実上発生しないような電子線縮小転写装置
を提供することができる。
【図１】本発明の１実施例に係る電子線縮小転写装置の
投影レンズにおける軸上磁場分布を示す図である。
投影レンズにおける軸上磁場分布を示す図である。
【図２】本発明の１実施例に係る電子線縮小転写装置の
投影光学系及びその制御系の構成を示す模式的側面断面
図である。
投影光学系及びその制御系の構成を示す模式的側面断面
図である。
【図３】本発明の他の１実施例に係る電子線縮小転写装
置の投影光学系及びその制御系の構成を示す模式的側面
断面図である。
置の投影光学系及びその制御系の構成を示す模式的側面
断面図である。
１、２、３ 補正量入力 ４ 計算器 ５、６ 制御電源 ７ マスク ８ ウエハ（試料） ９ 第１の投影レ
ンズ ９ａ 上部磁極 ９ｂ 磁極 ９ｃ 下部磁極 ９ｄ 下部フェラ
イトリング １０ 第２の投影レンズ １１、１２ コイ
ル １３ 第１補助レンズ（コイル） １４ 第２補助レ
ンズ（コイル） １５ フェライトリング １６ 絶縁物リン
グ １７、１８ フェライトスタック
ンズ ９ａ 上部磁極 ９ｂ 磁極 ９ｃ 下部磁極 ９ｄ 下部フェラ
イトリング １０ 第２の投影レンズ １１、１２ コイ
ル １３ 第１補助レンズ（コイル） １４ 第２補助レ
ンズ（コイル） １５ フェライトリング １６ 絶縁物リン
グ １７、１８ フェライトスタック
Claims (7)
- 【請求項１】 パターンの形成されたマスクを照明する
電子線照明光学系、並びに、マスクを通過してパターン
化された電子線を試料上に縮小投影結像させる第１の投
影レンズと第２の投影レンズ、複数の偏向器及びクロス
オーバ開口を有する投影光学系、を備える電子線縮小転
写装置であって；上記各第１の投影レンズ又は第２の投
影レンズの軸上磁場分布にほぼ比例していて強度が小さ
い磁場を発生する補助レンズが、各第１の投影レンズ及
び／又は第２の投影レンズに付設されており、 この補助レンズに流す電流の向き及び強度を調整するこ
とによって、焦点位置、転写像の回転及び倍率の３つの
パラメーターのうちの１つを、他のパラメーターの変化
を最小しつつ、可変とすることを特徴とする電子線縮小
転写装置。 - 【請求項２】 パターンの形成されたマスクを照明する
電子線照明光学系、並びに、マスクを通過してパターン
化された電子線を試料上に縮小投影結像させる第１の投
影レンズと第２の投影レンズ、複数の偏向器及びクロス
オーバ開口を有する投影光学系、を備える電子線縮小転
写装置であって；上記第１の投影レンズ又は第２の投影
レンズの各々の軸上磁場分布にほぼ比例していて強度が
小さい磁場を発生する補助レンズが、各第１の投影レン
ズ及び第２の投影レンズの各々に付設されており、 各々の補助レンズに、該補助レンズの付設されている投
影レンズと両方共同じ符号あるいは両方共異なる符号の
軸上磁場を発生させ、焦点位置を補正することを特徴と
する電子線縮小転写装置。 - 【請求項３】 パターンの形成されたマスクを照明する
電子線照明光学系、並びに、マスクを通過してパターン
化された電子線を試料上に縮小投影結像させる第１の投
影レンズと第２の投影レンズ、複数の偏向器及びクロス
オーバ開口を有する投影光学系、を備える電子線縮小転
写装置であって；上記第１の投影レンズ又は第２の投影
レンズの各々の軸上磁場分布にほぼ比例していて強度が
小さい磁場を発生する補助レンズが第１の投影レンズ又
は第２の投影レンズの各々に付設されており、 各々の補助レンズで、上下で符号の等しい軸上磁場を発
生させ、転写像の回転を調整することを特徴とする電子
線縮小転写装置。 - 【請求項４】 パターンの形成されたマスクを照明する
電子線照明光学系、並びに、マスクを通過してパターン
化された電子線を試料上に縮小投影結像させる第１の投
影レンズと第２の投影レンズ、複数の偏向器及びクロス
オーバ開口を有する投影光学系、を備える電子線縮小転
写装置であって；上記第１の投影レンズ又は第２の投影
レンズの軸上磁場分布にほぼ比例していて強度が小さい
磁場を発生する補助レンズが該第１の投影レンズ又は第
２の投影レンズに付設されており、 該補助レンズに上記磁場を発生させ、転写像の倍率調整
を行うことを特徴とする電子線縮小転写装置。 - 【請求項５】 パターンの形成されたマスクを照明する
電子線照明光学系、並びに、マスクを通過してパターン
化された電子線を試料上に縮小投影結像させる第１の投
影レンズと第２の投影レンズ、複数の偏向器及びクロス
オーバ開口を有する投影光学系、を備える電子線縮小転
写装置であって；上記各第１の投影レンズ又は第２の投
影レンズの軸上磁場分布にほぼ比例していて強度が小さ
い磁場を発生する補助レンズを各第１の投影レンズ又は
第２の投影レンズに付設し、 該補助レンズに、 第１及び第２の投影レンズの軸上磁場分布にほぼ等しく
強度が比例して小さい軸上磁場を発生させて焦点補正を
行い、 第１の投影レンズの軸上磁場に比例し、第２の投影レン
ズの軸上磁場に比例し、互いに同符号の軸上磁場を発生
させ、転写像の回転を調整し、 第１あるいは第２の投影レンズの軸上磁場分布に比例し
た軸上磁場を発生させ倍率調整を行い、 焦点補正、回転調整及び倍率調整の３つのうちの１つ以
上を行うことにより副作用的に発生した上記３項目のう
ちのいずれか１つを、上記３つの補正又は調整のうちの
いずれか１つに係る軸上磁場分布を発生し、補正し直す
ことを特徴とする電子線縮小転写装置。 - 【請求項６】 パターンの形成されたマスクを照明する
電子線照明光学系、並びに、マスクを通過してパターン
化された電子線を試料上に縮小投影結像させる第１の投
影レンズと第２の投影レンズ、複数の偏向器及びクロス
オーバ開口を有する投影光学系、を備える電子線縮小転
写装置であって；上記各投影レンズに、各２つの補助レ
ンズを軸方向に並べて付設し、 これらの補助レンズに、マスク側から試料に向けて１、
２、３、４と番号を付した場合において、補助レンズ１
と２に互いに逆方向の軸上磁場が発生するような電流を
流し、補助レンズ３と４にも互いに逆方向の軸上磁場が
発生するような電流を流し、補助レンズ１と３には同一
方向の磁場が発生するような電流を流すことにより転写
像の倍率を調整することを特徴とする電子線縮小転写装
置。 - 【請求項７】 上記投影レンズのボア内に、軸方向にフ
ェライトと絶縁材料のリングを交互に積み上げた筒状の
フェライトスタック等の磁気シールド手段を設け、上記
補助レンズを、該磁気シールド手段と光軸との間に設け
たことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項記載の電
子線縮小転写装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9218342A JPH1154412A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 電子線縮小転写装置 |
| US09/120,260 US6011268A (en) | 1997-07-30 | 1998-07-21 | Demagnifying projection-optical system for electron beam lithography with aberration control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9218342A JPH1154412A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 電子線縮小転写装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154412A true JPH1154412A (ja) | 1999-02-26 |
Family
ID=16718375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9218342A Pending JPH1154412A (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 電子線縮小転写装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6011268A (ja) |
| JP (1) | JPH1154412A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418231B1 (ko) * | 1999-10-07 | 2004-02-11 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 투사 리소그래피를 위한 장치 |
| JP2013197289A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Nuflare Technology Inc | マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 |
| US8835868B2 (en) | 2012-12-26 | 2014-09-16 | Nuflare Technology, Inc. | Multi charged particle beam writing apparatus |
| US8884254B2 (en) | 2012-12-26 | 2014-11-11 | Nuflare Technology, Inc. | Charged particle beam writing apparatus |
| US9343266B2 (en) | 2012-08-30 | 2016-05-17 | Nuflare Technology, Inc. | Charged particle beam pattern writing method and charged particle beam writing apparatus that corrects beam rotation utilizing a correlation table |
| US10886102B2 (en) | 2018-07-05 | 2021-01-05 | Nuflare Technology, Inc. | Multiple electron beam irradiation apparatus, multiple electron beam irradiation method, and multiple electron beam inspection apparatus |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6486480B1 (en) * | 1998-04-10 | 2002-11-26 | The Regents Of The University Of California | Plasma formed ion beam projection lithography system |
| JP2002217091A (ja) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Nikon Corp | 荷電粒子線露光装置 |
| DE10235455B9 (de) * | 2002-08-02 | 2008-01-24 | Leo Elektronenmikroskopie Gmbh | Teilchenoptische Vorrichtung und Verfahren zum Betrieb derselben |
| DE102004019834B4 (de) * | 2004-04-23 | 2007-03-22 | Vistec Electron Beam Gmbh | Korrekturlinsen-System für ein Partikelstrahl-Projektionsgerät |
| US20180104510A1 (en) * | 2016-05-27 | 2018-04-19 | Faye Hendley Elgart | Orthogonal double dipole cancer therapy treatment beam scanning apparatus and method of use thereof |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3163885B2 (ja) * | 1994-02-22 | 2001-05-08 | 富士通株式会社 | 荷電粒子ビーム露光装置及び露光方法 |
| US5663568A (en) * | 1995-10-20 | 1997-09-02 | Lucent Technologies Inc. | Apparatus for controlling a charged particle beam and a lithographic process in which the apparatus is used |
| JPH09180987A (ja) * | 1995-12-26 | 1997-07-11 | Nikon Corp | 荷電粒子線転写装置 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP9218342A patent/JPH1154412A/ja active Pending
-
1998
- 1998-07-21 US US09/120,260 patent/US6011268A/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100418231B1 (ko) * | 1999-10-07 | 2004-02-11 | 루센트 테크놀러지스 인크 | 투사 리소그래피를 위한 장치 |
| JP2013197289A (ja) * | 2012-03-19 | 2013-09-30 | Nuflare Technology Inc | マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 |
| US9343266B2 (en) | 2012-08-30 | 2016-05-17 | Nuflare Technology, Inc. | Charged particle beam pattern writing method and charged particle beam writing apparatus that corrects beam rotation utilizing a correlation table |
| US8835868B2 (en) | 2012-12-26 | 2014-09-16 | Nuflare Technology, Inc. | Multi charged particle beam writing apparatus |
| US8884254B2 (en) | 2012-12-26 | 2014-11-11 | Nuflare Technology, Inc. | Charged particle beam writing apparatus |
| US10886102B2 (en) | 2018-07-05 | 2021-01-05 | Nuflare Technology, Inc. | Multiple electron beam irradiation apparatus, multiple electron beam irradiation method, and multiple electron beam inspection apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6011268A (en) | 2000-01-04 |
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