JPS58202529A - 荷電ビ−ム光学鏡筒 - Google Patents

荷電ビ−ム光学鏡筒

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JPS58202529A
JPS58202529A JP8593482A JP8593482A JPS58202529A JP S58202529 A JPS58202529 A JP S58202529A JP 8593482 A JP8593482 A JP 8593482A JP 8593482 A JP8593482 A JP 8593482A JP S58202529 A JPS58202529 A JP S58202529A
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deflection
deflector
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護 中筋
Kanji Wada
和田 寛次
Tadahiro Takigawa
忠宏 滝川
Izumi Kasahara
笠原 泉
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Toshiba Corp
Shibaura Machine Co Ltd
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Toshiba Corp
Toshiba Machine Co Ltd
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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    • B82NANOTECHNOLOGY
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
    • H01J37/147Arrangements for directing or deflecting the discharge along a desired path
    • HELECTRICITY
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    • H01J37/3174Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電子ビーム露光装置やイオンビーム露光装置
等の荷電ビーム装置に用いられる荷電ビーム光学鏡筒の
改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近時、半導体ウェハやマスク基板等の試料に微細i4タ
ーンを形成するものとして各種の電子ビーム露光装置が
開発されている。そして、これらの装置のうちで電子ビ
ームの寸法および形状を可変しながら描画を行う、所謂
ビーム寸法可変型の電子ビーム露光装置が高速描画に最
も適していると云われている。
第1図はこのような装置に用いられる従来の電子ビーム
光学鏡筒の要部を示す概略構成図である。図中1はビー
ム整形用の第17・臂−チャマスク、2はコンデンサレ
ンズ、sは偏向器、4はビーム整形用の第2アパーチヤ
マスクである。第1アパーチヤマスク1の上方に形成さ
れた第1クロスオーバP1は、レンズ2にょシ偏 。
内器3の偏向中心に結像され、この偏向中心に第2 り
o スオーバP2が形成されている。第1アパーチヤマ
スク1のアパーチャは、レンズ2によシ第2アパーチャ
マスク4上に投影され、このマスク4上にアノ9−チャ
像P3が形成されている。しかして、偏向器3によシミ
子ビームを所定方向に偏向すると、上記アパーチャ像P
3の第27ノj−チャマスク4のアパーチャに対する位
置が変化する。すなわち、第2ア・臂−チャマスク4の
ア・母−チャとアパ−チャ重P3の重なシ状態が変化す
る。これによシ、図示しないレンズ等によって第2アパ
ーチヤマスク4のアパーチャを試料面に結像すると、最
終的に試料面に結像される像は前記第2アパーチヤマス
ク4のアノj−チャとアパーチャ像P3との重なり部分
となる。しだがっ□て、偏向器3で電子ビームを偏向す
ることによって、試料面に照射されるビーム寸法および
形状を可変できることになる。
しかしながら、この種の装置にあっては次のような問題
があった。すなわち、前記第1図に示した構成では、偏
向板3の偏向中心にクロスオーバP!がないと、ビーム
の寸法や形状等を変えたときに試料面に照射されるビー
ム強度が変動する。このため、偏向板3の偏向中心にり
OXオー/? P 2 を形成するだめのレン、x” 
2 カ不可欠となplこれがために構成の複雑化および
コスト高を招いた。また、構成が複雑になることからそ
の調整が煩雑で安定性に欠ける等の問題があった。
このような問題を解決するものとして本発明者等は第2
図に示す如き電子ビーム光学鏡筒を提案した(特願昭5
6−101452号)。この提案は2枚のア・千−チャ
マスクを近接配置し、アパーチャマスクに入射する荷電
ビームの入射角を変えることによって、各アパーチャマ
スクのアパーチャ重なシ状態を可変するようにしたもの
である。例えば、第2図に示す如く2枚のビーム整形層
ア・母−チャマスク11.12を微小距離りだけ離して
対向配置し、これらのア・千−チャマスク11.12の
上方(ビーム入射側)に第1および第2の偏向器13.
14をそれぞれ配置する。さらに、ア・9−チャマスク
11゜120下方(試料側)に第3および第4の偏向器
15.16をそれぞれ配置すると共に、偏向器15.1
6の下方に対物レンズ17を配置する。なお、第2図中
18は試料面を示し、19は対物レンズ17の主面に設
けられたアミ4−チャマスクを示している。
しかして、いま第1の偏向器13によシミ子ビームを一
方向(紙面左方向)に偏向すると共に第2の偏向器14
によシ同ビームを上記と逆方向に偏向し、ア・ぐ−チャ
マスク11上でのビーム位置が変わらない条件で、同マ
スク1ノに入射する電子ビームの傾きを変える。これに
よJ) 、7 z+−チャマスク11.12のアパーチ
ャ重なシが変化し、ビーム寸法およびビーム形状が可変
される。ここで、電子ビームの光軸(図5− 中1点鎖線で示す)に対する傾きをφとすると、L・φ
積だけ重なシの領域が減少することになる。
また、偏向器13.14による最大偏向角φmaXは、
第3図に示す如くア・ぐ−チャ径をDとすると次式で示
される。
φmaxキvし・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・(1)次に、アパーチャマスク11.
12を介して整形された電子ビームを第3および第4の
偏向器15.16によυそれぞれ逆方向に偏向し1.ビ
ームの傾きφを補正すると共にビームの軸を前記光軸に
一致せしめる。これによ如、上記整形されたビームは対
物レンズ17を介して試料面18上に結像されることに
なる。
ところが、このような構成で′は偏向器の数だけ側方用
電源が必要となシ、シかもそれらを一定の関係で動作さ
せる必要がある。このため、偏向器を駆動するだめの電
源が複雑化し、その制御が極めて困難になる等の問題を
招いた。なお、上述した問題は電子ビーム光学鏡筒に限
らず、イオンビーム光学鏡筒についても同様に云えるこ
とである。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、偏向器を駆動する電源を1個とするこ
とができ、構成の簡略化および偏向制御の容易化をはか
り得て、ひいては信頼性の向上をはかし得る荷電ビーム
光学鏡筒を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は偏向器に直列或いは並列に可変インピー
ダンス負荷を接続し、それぞれの偏向器の感度を可変で
きるようにしたことVある。
すなわち本発明は、2枚のビーム整形用ア・ぐ−チャマ
スクおよび2組以上の偏向器を備え、荷電ビームの寸法
および形状を可変制御し該ビームを試料面上に照射する
荷電ビーム光学鏡筒において、上記偏向器の少なくとも
1つに可変インピーダンス負荷を直列或諭は並列接続し
、かつこれらの偏向器を同一電源に接続するようにした
ものである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、偏向器の偏向中心にクロスオー・々を
形成するためのレンズを要することなくビームの寸法お
よび形状を可変し得るのは勿論のこと、複数の偏向器を
同一の電源で駆動することができる。したがって、構成
の簡略化および制御の容易化をはかシ得、ひいては信頼
性の向上をはかり得る。
〔発明の実施例〕
第4図は本発明の一実施例に係わる電子ビーム光学鏡筒
を示す概略構成図である。なお、第2図と同一部分には
、同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。前記
第1乃至第4の偏向器13.〜,16はそれぞれ電磁偏
向コイルからなるもので、これらの偏向コイル13〜。
16は直列接続されて電源20に接続されている。偏向
コイル13.〜,16には可変抵抗器(可変インピーダ
ンス負荷)21.〜24がそれぞれ並列接続されている
。そして、可変抵抗器21.〜24を可変設定すること
によって、偏向コイル13.〜,16の各偏向感度がそ
れぞれ調節されるものとなっている。
このように構成された電子ビーム光学鏡筒の作用を説明
する。まず、前記4つの偏向コイル13、〜,16を同
一の電源20で動作させるには、各偏向コイル13.〜
,16の配置位置を第4図に示す如く定め、それぞれの
偏向感度を次式のように決めればよい。
ここで、aは第1および第2(第3および第4)の偏向
コイル間距離、bは偏向ビーム軸および光軸の交点8と
第2(第3)の偏向コイルとの間の距離、θlは第1お
よび第4の偏向コイル13.16によるビーム偏向角度
、θ2は第2および第3の偏向コイル13.14による
ビーム偏向角度である。
上記第2式および第3式よシθを消去すると、aθ1−
b(θ2−01) (a+b)θ1””b”! 9− この第4式から第1の偏向コイル13と第2の偏向コイ
ル14との偏向感度比をb:(a十b)にすればよく、
第4の偏向コイル16と第3の偏向コイル15との偏向
感度比も同様とし、第1および第4の偏向コイル13.
16の偏向感度を等しくすればよいことが判る。
ところが、実際にはコイルの取付精度、その他の関係で
a、bの寸法が正確でないとか、コイルの巻数の1ター
ン以下の処理のやの方等の誤差のため、偏向感度を上記
比率(a:a十b)に精度良く設定することが困難で、
同一電源で各偏向コイルを駆動した場合、電子ビームの
寸法および形状を精度良く制御することはできない、そ
こで、上記誤差分を前記可変抵抗器21゜〜、24によ
り微調整することによシ、これを解決することができた
。すなわち、任意の一状態において可変抵抗器21.〜
,24の抵抗値を微調整し、偏向コイル13.〜,16
に流れ10− る電流の比を定めておけば、電源20の電圧を可変した
場合も上記電流の比は不変となる。つまシ、可変抵抗器
21.〜,24の調整によシ偏向コイル13.〜,16
の偏向感度を所定の比率に高精度に設定することができ
、かつ電源電圧が可変してもこの比率を保持することが
可能となる。これによυ、ビームの寸法や形状を可変さ
せた場合のビーム位置不動、軸条性不動、アパーチャ照
明条件一定の関係を満足させることができた。なお、偏
向コイルの抵抗が数〔Ω〕であるのに対し、可変抵抗器
の抵抗に数10〔kΩ〕であった。
カくシて本実施によると、4つの偏向コイルζ/ J 
奢二、 、 / fμを同一の電源2.で駆動制御する
ことができる。したがって従来4つの偏向用電源を必要
としたのに比べ1/4の簡略化がはかれ、かつ調整を短
時間で行うことができ、さらに故障の確立も大幅に減ら
すこ′とができる。また、何らかの要因で電源電圧が変
動した場合、4つの電源で制御したときのようにビーム
軸がずれる等の不都合を避けることができ、ビーム安定
性の向上をもはかシ得る。
第5図は他の実施例を示す概略構成図である。
この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、偏向器
を2つとしたことである。すなわち、ビーム整形剤アパ
−チャマスク11.12の間に2つの偏向コイル13.
14が設けられ、これらの偏向コイル13.14は先の
実施例と同様に直列に電源20と接続され、かつそれぞ
れ可変抵抗器21.22が並列接続されている。このよ
うな構成であっても先の実施例と同様の効果を奏するの
は勿論のことである。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施す
ることができる。例えば、前記偏向器は電磁偏向コイル
に限るものではなく、静電偏向板であってもよい。この
場合、第6図に示す如く、偏向板と直列に可変抵抗器を
接続し、これらを並列にして電源に接続するようにすれ
ばよい。また、電子ビーム光学鏡筒の他にイオンビーム
光学鏡筒に適用できるのは勿論のことである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電子ビーム光学鏡筒の要部を示す概略構
成図、第2図および第3図はそれぞれ本発明の基本とな
る電子ビーム光学鏡筒を示す概略構成図、第4図は本発
明の一実施例に係わる電子ビーム光学鏡筒を示す概略構
成図、第5図は他の実施例を示す概略構成図、第6図は
変形例を示す要部構成図である。 11.12・・・アパーチャマスク、13.14゜15
.16・・・偏向器、17・・・対物レンズ、20・・
・電源、21,22,23,24・・・可変抵抗器。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 本・彦13− 第1図 第2図 第3図 15図 第4図 123− 第6図 1−・

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  2枚のビーム整形用アパーチャマスクおよび
    2組以上の偏向器を備え、荷電ビームの寸法および形状
    を可変制御し該ビームを試料面上に照射する荷電ビーム
    光学鏡筒において、上記偏向器の少なくとも1つに可変
    インピーダンス負荷を直列或いは並列接続し、かつこれ
    らの偏向器を同一電源に接続してなることを特徴とす 
    ゛る荷電ビーム光学鏡筒。
  2. (2)前記偏向器として電磁偏向コイルを用い、これら
    の偏向コイルを直列接続すると共に、該偏向コイルに前
    記可変インピーダンス負荷を並列接続したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の荷電ビーム光学鏡筒。
  3. (3)前記偏向器として静電偏向板を用い、該偏向板に
    前記可変インピーダンス負荷を直列接続すると共に、こ
    れらを並列接続したことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項記載の荷電ビーム光学鏡筒。
JP8593482A 1982-05-21 1982-05-21 荷電ビ−ム光学鏡筒 Granted JPS58202529A (ja)

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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5093571A (ja) * 1973-12-19 1975-07-25
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