JPS583228A - 荷電ビ−ム光学鏡筒 - Google Patents

荷電ビ−ム光学鏡筒

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JPS583228A
JPS583228A JP10145081A JP10145081A JPS583228A JP S583228 A JPS583228 A JP S583228A JP 10145081 A JP10145081 A JP 10145081A JP 10145081 A JP10145081 A JP 10145081A JP S583228 A JPS583228 A JP S583228A
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JP
Japan
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deflector
aperture
mask
deflectors
diameter
Prior art date
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Pending
Application number
JP10145081A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadahiro Takigawa
忠宏 滝川
Mamoru Nakasuji
護 中筋
Kanji Wada
和田 寛次
Shunichi Sano
俊一 佐野
Izumi Kasahara
笠原 泉
Kazuo Tsuji
和夫 辻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Machine Co Ltd
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Machine Co Ltd, Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10145081A priority Critical patent/JPS583228A/ja
Publication of JPS583228A publication Critical patent/JPS583228A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002Details
    • H01J37/3007Electron or ion-optical systems

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

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】 本発明は、電子ビー^露光装置中イオンV−ム露光装置
等の荷電ビー装羨置に用いられる荷電ビーム光学鏡筒の
改良に関する。
近時、電子ビーム露光装置でレチクル中!スク等を作成
することが盛んに&つていゐが、円形ビームで描画を行
う場合には、感光剤であるレジストリ材質、レジスト0
Willグロ竜スおよび描画すべ會最小Δターンの寸法
勢によって、円形ビームo11径或いはV一本電流を変
える必要がある。そして、上記V−ム直径中C−ム電流
等を変えるには、従来電子光学鏡筒のレンズ倍率或いは
電子銃輝iを変えるようKしていた。
第1図はビーム寸法可変IIO従来の電子ビーム光学鏡
筒を示す概略構成図である0図中1はカソード1、クエ
ネルト電極Jおよび7ノード4からなる電子銃であシ、
5は第1コンデンサレンズ、Cはブランキング用偏向器
、rは第2コンデンナレンズ、8はビーム位置決め用偏
向器、#社対物レンズ、10は試料面、1ノは高圧電源
、11はバイアス抵抗、IJはカソード加熱用電源であ
る。を九、14は試料@10上のビーム電流を検出する
丸めの77ラデーカツプ、ljは電流針、1−は試料面
10におけるC−ムO**をm*するためのナイフェツ
ジである。電子銃10作る第1り冒スオーパP1は1菖
1コンデンナレンje5によ〉偏向器Cの偏向中心に結
像され、ζO位置に第2り謬スオー/4pmが形成され
て%A為、そして、第2コンデンナレs;yeyKよシ
同しンズrO下方に第3り―スオー/# p 、が形成
され、このりUスオー/4Plが対物レンズ−によシ試
料@10に結偉畜れている。
このような構成であれば、試料面1−上に結像されるビ
ームの直径は、第2コンデンナレンズ1および対物レン
ズ9の各倍率によって制御される。第1クロスオー/4
P重の輝度は、バイアス抵抗xzKよシカソード・ウェ
ネルト間のバイアス電圧を操作するか、或^は電@II
Kよシカノード加熱電流を操作するかによって制御され
る。そして、ビーム電流!紘C−ムO直径4とり四スオ
ーノぐPlの輝度Bが定まれば、次式で示すように定義
される。
I−B(παd)A ただし、αは電子ビームO収束牟頂角である。
かくしてしy、IIP倍率或いはクロスオーΔ輝直を変
えることによりてV−ム直価やビーム電流等を可変する
ことができ、電子ビーム描画を効果的に行うことがで自
る。
しかしながら、この種の装置に用いられる電子ピーλ光
学鏡筒にあっては次の(1)〜(3)のよう慶問題があ
った。
(1)  ビームの直径を変える九めにレン、IP1.
9の倍率を変えると、ビームの走査方向が回転する。こ
のため、ビームの直径を変える毎に走査方向を調整して
元に戻す必要があ)、その操作が極めて煩雑である。
(2)  レン、Ier、pの倍率を変えると、試料面
10上でのビーム位置が変わってしまう、このため、ビ
ームの直径を変えゐ毎に原点マーカ等を基準にしてビー
ム位置を元に戻す必要があり、その操作が極めて煩雑で
ある。
(3)電子銃の条件を変えクロスオーAp、の輝度を変
えると、クロスオーバP1の直径および電流も変わる。
すなわち、試料面10上でのビームの直径およびビーム
電流が同時に変わる。
このため、電子銃条件を変える毎にレンズ7゜9の倍率
を変える必要が生じる。
このように1従来同一試料面内でビームの直径を可変す
る仁とは極めて困難であった。を九、上述した問題は電
子ビーム光学鏡筒のみならず、イオンビーム光学鏡筒に
ついても買える仁とである。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするとζろ祉、同一試料面内で荷電ビームの直径を容
易に変えることのできる荷電ビーム光学鏡筒を提供する
ことKある。
まず、本発明の詳細な説明する0本発明の骨子は、直径
の興なる複数のア・量−チャを有したアノ臂−チャiス
クを用い、偏向器によるC−ム偏向によシビーム照射さ
れるア/中−チャを選択するようにしたものである0例
えば、第2図に示す如く直径の相異なる6個の円形アパ
ーチャ21a、〜、21fを同一直線上に配列し°たビ
ーム整形用ア/4−チャマスク21の上方(ビーム入射
側)K、アノ臂−チャ選択用偏向器12゜2Jを配置す
ると共に、下方(試料側)flcビーム振シ戻し用偏向
器24ellを配置すゐ、そして、偏向器JJKよルビ
ームを一方向C紙面左方向)K偏向すると共に、偏向a
123にょシ該ビームを上記と逆方向KrHJじ角度だ
け偏向すれば、ア・臂−チャマスクjJK照射されるビ
ームの位置が左方向にずれ、例えばア・譬−チャ11b
がビーム照射される。すなわち、偏向器xx、xzKよ
シアノ臂−チャ11hか選択される。そして、仁のとき
ア/母−チャIlbに照射されるビームの軸はアノ−チ
ャマスク2ノと垂直なものとなる1次に、アイ−チャJ
7&+を介したビームを偏向器14.11によ)振シ戻
し、偏向器14.11tCよ)偏向されたビームの軸を
光軸(偏向1!71で偏肉される前のビームの軸)と一
致せしめる。これによル偏向器25の下方に設けられた
電子レンズ(図示せず)郷によって、アパーチャxib
o@が試料面に結像されることkなる。かぐして、アノ
−チャ選択用偏向器zx、、zsl/Cよる偏向によ〕
ビーム照射されるアイ−チャl1m、〜、21fを選択
し、ビーム振〕戻し用偏向@x4*ziによシビームを
振シ戻す仁とによって、試料面上でのビームの直径が可
変制御される。
なお、上記説明ではアノ−チャ選択用偏向器72、Jl
の2組を用いたが、偏向器21を省略することもできる
。この場合、偏向器11によシ第2図中破aK示す如く
ビームを偏向し、さらに偏向器14.21にょシ同図中
破線に示す如くビームを偏向すればよい。
本発明はこのような点に着目し、直径の相異なるn個の
7/4−チャを有したア/臂−チャマスクのビーム入射
側に少なくとも1組のアノヤーチャ選択用偏向器を配置
すゐと共に、アパーチャマスクの試料側に同マスクを介
し九−一ムをそれぞれ逆方向に偏向する2組の偏向器を
配置し、上記アノ−チャ選択用偏向l1IKよりビーム
照射すべきアノ母−チャを選択し、上記ビーム振ル戻し
用偏向器によシピームを振〕戻し該虻−ムの軸を光軸と
一致せしめるようにしたものである。
したがって本発明によれば、ア/量−チャ選択用偏向器
およびビームJllシ戻し用偏向器による各偏向量を適
崗に制御することKよって、試料面上でのビームの直径
を容易に変えることができる。しかも、ビーム0Ill
を変えて亀、試料面上KThける走査方向が回転したル
ビーム位置が変動する等の不都合状生じない、ヒのため
、前記舎偏向量を適mに制御するのみでビームの直径を
効果的に変えることができ、その操作が極めて簡略化さ
れゐ等の効果を賽する。
以下、本発IJ!O詳細を図示の実施例によって説明す
る。
第3図は本発明を電子ビーム露光装置に適用した一実施
例を示す概略構成図である。なお、第1図および第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。この実施例が前記第1図に示しえ装置と異なる
点は、前記第2コンテンナレンズ1を省略する代シに1
前記ビーム整形用アΔ−チャマスク21および偏向器2
2.〜,24を付加したことである。
すなわち、前記第1コンデンナレン−eelの下方(試
料側)Kfツンキング用偏向器d、ア・苧−チャ選択用
偏向器xz、xs、アΔ−チャ1ス夕11.ビーム振り
戻し用偏向器24.26゜ビーム位置決め用偏向I[#
および対物レン、Iegが上記履に配置されている。そ
して、電子銃lの作るクロスオー/4P1はコンデンサ
レンズ5によ〕アパーチャマスク21上に形成されるも
のとなっている。また、fランキング用偏向器6はアノ
−チャマスク210アΔ−チャ21a。
〜、21fの配列方向と直交する方向にビームを偏向す
るものとなっている。さらに、ア・ター’F−−?j−
71,〜、11tO直径は左からl1kd(#lK)、
d+a(sm)、d+2a(趣)、−、d+5m〔μm
〕に設定されている。
このような構成であれば、偏向1axx、zsKより電
子ビームを所定方向に偏向すると共に偏向器24.25
によ)同ビームを振p戻すことkより、電子ビームは見
かけ上図中破線に示す光路を進む。すなわち、試料面1
0上ではアイ−チャ21&、〜、zxftDいずれを介
して結像されたビームもその位1fが常に不便となる。
さらに、ビームの直径を変えるのにレンye z e 
#の各倍率等を変えゐ必要がないので、ビームの走査方
向が回転する等の不都合は生じない・一方、試料面10
上におけるビーム電流は、アノ−チャ21農、〜、21
fの選択に関係なく電子銃1の輝度に比例する。し九が
って、あるビーム径におけるビーム電流は/苛イアス抵
抗12或いはカソード加熱用電源11を操作する仁とに
よシ容、IK制御できる。
このように本装置によれば、試料面10上でのビームの
直径を変えても、試料@zoKおけゐ走査方向は回転せ
ず、ビームの位置は変動しない。さもに、ビーム電流と
ビーム径とを独立に変光られる等の効果を奏すゐ、この
ため、同−試料上でビーム01111を変えて一例も補
正を行う必要がなく、連続して描画を行い得る。さらに
、ビームの直径を他の・ナツメー!と独立させて変える
ことができるので、例えばノダターンの内部拡大いビー
ムで、周辺部社細いビームで描画する、或い紘大きなパ
ターンは太いビームで、小さなパターンは細いビームで
描画する等の効果的な描画が可能となる。オた、ア/量
−チャ21a、〜、21fを同一直線上に配列し、ブラ
ンキング用偏向器60偏向方向を上記直線と略直交する
方向としているので、ア/臂−チャマスク21をlラン
キング用として用いることができる。さらに、コンデン
サレンズ1が不要となるので、構成の簡略化およびロー
コスト化をはか〕得る等の効果を奏する。
なお、本発明は上述した1g!膣例に@定されるもので
はない。例えば、前記ビーム整彫用ア/譬−チャマスク
のアノ−チャ祉、直線状でなくマトリクス状に配列され
たものでもよい、さらに、アノ4−チャの数や直径等は
仕様に応じて適宜定めればよい。また、クリティカル照
明方式に限らずケーラ照明方式の電子ビーム露光装置に
適用すゐことかできる。さらに1電子ビーム露光装置に
限らずイオンビーム露光装置、その他各種の荷電ビーム
装置に適用することもできる。
また、アノ−チャマスクをV−人達行方向と略直交する
面内で機械的に移動し得る構成とするよびビーム振夛戻
し用偏向器を省略することも可能である。ただし、この
場合アノ臂−チャiスクO機械的移動によルアノーチャ
を選択するので、その精度が悪くなることは免れない、
その他、本発明はそO要旨を逸脱しない範囲で、種種変
形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来装置の一例を示す概略構成図、第2図は本
発明の詳細な説明する丸めの模式図、第3図は本発明を
電子ビーム露光装置に適用し九−実施例を示す概略構成
図である。 1・・・電子銃、I−コンデンサレンズ、6・・・ブラ
ンキング用偏向板、8・−♂−ム位置決め用偏向板、p
・・・対物レンズ、10・−・試料面、21・・・ビー
ム整形剤アーーチヤiスク、jJm、〜、21f・・・
アノターチャ、11.11・・・7ノ臂−チャ選択用偏
向器、24.21・・・ビーム振〕戻し用偏向器・出願
人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦才1 図 才3図 第1頁の続き 0発 明 者 笠原泉 0発 明 者 辻和夫 式会社沼津事業所内 ■出 願 人 東芝機械株式会社 東京都中央区銀座4丁目2番11 号

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  荷電V−ムの寸法を可変制御し該ビームを試
    料買上K11l射する荷電ビーム光学鏡筒において、直
    lIO相異なる麓個OF3形アΔ−チャを有し九ビーム
    11形用アパーチャーrスクと、仁の7−−チヤマスク
    011#−ム入射側に配置され上記V−ムを偏向してビ
    ーム照射されるア/4−チャを選択する少なくとも11
    Ilのアイ−チャ選択用偏向器と、上記アノ−チャマス
    タの試料@に配置され上記アーーチヤ!スクな介したビ
    ームをそれぞれ逆一方向に偏向し諌ビー^の軸を光軸に
    一致せしめる2組の一部ム振シ戻し用偏向器とを具備し
    てなるヒとを特徴とする荷電ビーム光学am。
  2. (2)前記アパーチャマスクは、そのアパーチャ直径で
    定義されたものであることを時機とすゐ特許請求の範囲
    第1項記載の荷電ビーム光学鏡筒。
  3. (3)  前記アパーチャマスクは、1個のアーーチヤ
    を同−線上に配列してなるものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の荷電ビーム光学鏡筒。
  4. (4)前記アノ−チャ選択用偏向器社、前記ビームをそ
    れぞれ逆方向K11jじ角度だけ偏向せしめる2組の偏
    向器からなるものであゐと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。
JP10145081A 1981-06-30 1981-06-30 荷電ビ−ム光学鏡筒 Pending JPS583228A (ja)

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