JPS5953658B2 - 電子レンズ - Google Patents
電子レンズInfo
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- JPS5953658B2 JPS5953658B2 JP55008797A JP879780A JPS5953658B2 JP S5953658 B2 JPS5953658 B2 JP S5953658B2 JP 55008797 A JP55008797 A JP 55008797A JP 879780 A JP879780 A JP 879780A JP S5953658 B2 JPS5953658 B2 JP S5953658B2
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- lens
- electron
- electron beam
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- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 4
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/10—Lenses
- H01J37/14—Lenses magnetic
- H01J37/141—Electromagnetic lenses
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電子線描画装置等において用いられる電子レ
ンズに関するものである。
ンズに関するものである。
一般に、半導体製造に用いられる電子線描画装置等にお
いては、電子線を大きく偏向したとき焦点ずれが生じる
。
いては、電子線を大きく偏向したとき焦点ずれが生じる
。
そのため、従来では、レンズ磁場内にただ一つのコイル
を配置し、これによつて焦点距離の変化をさせる、所謂
動的焦点補正を行なつていた。しかし、このとき電子線
のレンズによる回転量変化が生じ、電子線を軸中心より
偏向しているときは位置のずれが生じる。ただ、従来は
、レンズの中心軸上のみに電子線を通過させる方式であ
つたため、この回転量変化は問題にならなかつた。近年
、電子レンズの軸外に電子線を通過させる電子光学系が
考えられるに至つて、この回転量変化による位置ずれは
重要な問題となる。
を配置し、これによつて焦点距離の変化をさせる、所謂
動的焦点補正を行なつていた。しかし、このとき電子線
のレンズによる回転量変化が生じ、電子線を軸中心より
偏向しているときは位置のずれが生じる。ただ、従来は
、レンズの中心軸上のみに電子線を通過させる方式であ
つたため、この回転量変化は問題にならなかつた。近年
、電子レンズの軸外に電子線を通過させる電子光学系が
考えられるに至つて、この回転量変化による位置ずれは
重要な問題となる。
特に電子線描画装置のように高精度で位置決めする必要
のある場合には大きな問題となる。第１図は従来の電子
レンズを説明する図である。
のある場合には大きな問題となる。第１図は従来の電子
レンズを説明する図である。
レンズ２によつて生じる磁場をＢＬとし、コイル３によ
つて生じる磁場をＢ。とすると、このときの焦点距離ｆ
と回転量θは次式となる。−＝−ｆ（ＢＬ＋Ｂｏ）２ｄ
２１ｆ８ｍ（Ｉ）Ｏ θ＝ ／７′ ｆ（ＢＬ＋ Ｂｃ）ｄ２２８ｍ（Ｄｏこ
こに、ｅは電子の電荷、ｍは電子の質量、Φ。
つて生じる磁場をＢ。とすると、このときの焦点距離ｆ
と回転量θは次式となる。−＝−ｆ（ＢＬ＋Ｂｏ）２ｄ
２１ｆ８ｍ（Ｉ）Ｏ θ＝ ／７′ ｆ（ＢＬ＋ Ｂｃ）ｄ２２８ｍ（Ｄｏこ
こに、ｅは電子の電荷、ｍは電子の質量、Φ。
は加速電圧である。今、Ｂ。
■０のときからのそれぞれの変化量Δを考えると、Δ（
一）一ー ｆ２ＢＬＢｃｄ２３ｆ８ｍΦｏΔθ■Ａ’ｆ
Ｂｃｄ２４ ８ｍΦ０ フ 但し ＢＬ＞＞Ｂｃ となる。
一）一ー ｆ２ＢＬＢｃｄ２３ｆ８ｍΦｏΔθ■Ａ’ｆ
Ｂｃｄ２４ ８ｍΦ０ フ 但し ＢＬ＞＞Ｂｃ となる。
ここで、レンズ２の磁場の半値幅をＬＬとし、またレン
ズ２と結像面１との距離をｂとする。上式１〜□におけ
る各積分を磁場最大値と半値幅で表現し、焦点距離変化
により結像面のみが５移動すると考えて整理すると、Δ
ｂＶｆＬ−ＬＬ Δθ＝−−・ なる近似式が成り立つ。
ズ２と結像面１との距離をｂとする。上式１〜□におけ
る各積分を磁場最大値と半値幅で表現し、焦点距離変化
により結像面のみが５移動すると考えて整理すると、Δ
ｂＶｆＬ−ＬＬ Δθ＝−−・ なる近似式が成り立つ。
ここにΔｂはｂの変化量、Ｆ，はＢ。＝Ｏのときの焦点
距離である。なお、図において、ＢＬｍａｘ．、ＢＯｒ
ｒｌａＸ．はそれぞれレンズ２およびコイル３の各磁場
の最大値、ＬＯはコイル３の磁場の半値幅、およびａは
物点４とレンズ２との距離を示す。今一例として、ｂ＝
８０ｍｍ、Δｂ＝０．１ｍｍ．ｆＬ−５０ｍｍ．ＬＬ＝
５０ｍｍとするとΔθ＝０．４ｍγとなる。
距離である。なお、図において、ＢＬｍａｘ．、ＢＯｒ
ｒｌａＸ．はそれぞれレンズ２およびコイル３の各磁場
の最大値、ＬＯはコイル３の磁場の半値幅、およびａは
物点４とレンズ２との距離を示す。今一例として、ｂ＝
８０ｍｍ、Δｂ＝０．１ｍｍ．ｆＬ−５０ｍｍ．ＬＬ＝
５０ｍｍとするとΔθ＝０．４ｍγとなる。
そして、レンズの前段で電子線を偏向していたとし、結
像面での偏向量をｒとすると、位置ずれ量δは、δ＝γ
・Δθで表わされる。そこで、代表的な実用範囲の一例
として、γ＝１．４ｍｍ（２ｍｍロフイールド）のとき
、δ＝０．５６μｍ γ＝２．１ｍｍ（３ｍｍ？フイー
ルド）のとき、δ＝０．８４μｍの位置ずれ（図示のＺ
軸に対して垂直方向）が生じることになる。
像面での偏向量をｒとすると、位置ずれ量δは、δ＝γ
・Δθで表わされる。そこで、代表的な実用範囲の一例
として、γ＝１．４ｍｍ（２ｍｍロフイールド）のとき
、δ＝０．５６μｍ γ＝２．１ｍｍ（３ｍｍ？フイー
ルド）のとき、δ＝０．８４μｍの位置ずれ（図示のＺ
軸に対して垂直方向）が生じることになる。
電子線描画装置のように、０．１μｍ以下の高精度を得
ようとしたときには、大きな問題となる。本発明は、上
記の点に着目してなされたものであり、上述したような
位置ずれを生じさせずに、焦点距離のみ変化させ得るよ
うな電子レンズを提供することを目的とする。
ようとしたときには、大きな問題となる。本発明は、上
記の点に着目してなされたものであり、上述したような
位置ずれを生じさせずに、焦点距離のみ変化させ得るよ
うな電子レンズを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明では電子レンズ磁場
内において、電子レンズの近傍に少なくとも２個のコイ
ルを配置し、上記コイルにそれぞれ逆方向の励磁を与え
ることにより、上記電子レンズの焦点を調整するように
構成したものである。
内において、電子レンズの近傍に少なくとも２個のコイ
ルを配置し、上記コイルにそれぞれ逆方向の励磁を与え
ることにより、上記電子レンズの焦点を調整するように
構成したものである。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明する。
第２図および第３図は、それぞれ本発明の電子レンズの
実施例を説明する図である。
実施例を説明する図である。
以下に、本発明では、前述した従来における問題が生じ
ないことを証明する。図において、コイル５，６によつ
て生じる各磁場はそれぞれ、ＢＯｌ、−ＢＯ２とする。
ないことを証明する。図において、コイル５，６によつ
て生じる各磁場はそれぞれ、ＢＯｌ、−ＢＯ２とする。
ここで、ＦＢＯ，ｄｚ＝ＦＢＯ２ｄｚである。従つて、
第２図および第３図のいずれの場合も、また、 第２図および第３図のいずれの場合も である。
第２図および第３図のいずれの場合も、また、 第２図および第３図のいずれの場合も である。
今、第２図に示すように、ＢＯｌ、ＢＯ２の配置上のレ
ンズの磁場ＢＬがほ・゛同一のときには、ＦＢＬ−ＢＯ
ｌｄｚ：ＦＢｌ・ＢＯ２ｄｚとなるゆえに、 となる。
ンズの磁場ＢＬがほ・゛同一のときには、ＦＢＬ−ＢＯ
ｌｄｚ：ＦＢｌ・ＢＯ２ｄｚとなるゆえに、 となる。
磁場Ｂ。
ｌ、ＢＯ２の重なりがなければ近似的に、で表現でき、
焦点距離変化を生じさせることが可能である。また、第
３図に示すように、ＢＯｌ、ＢＯ２の配置上のＢ１が異
なるときには、ＢＬ〉〉ＢＯｌ、ＢＯ２とすると、とな
り、磁場の重なりがないときは、 となり、焦点距離変化を第２図の例と同様に生じさせる
ことができる。
焦点距離変化を生じさせることが可能である。また、第
３図に示すように、ＢＯｌ、ＢＯ２の配置上のＢ１が異
なるときには、ＢＬ〉〉ＢＯｌ、ＢＯ２とすると、とな
り、磁場の重なりがないときは、 となり、焦点距離変化を第２図の例と同様に生じさせる
ことができる。
但し、上記Ｂ，ｌ、Ｂ，２はそれぞれＢ。ｌ、ＢＯ２の
存在区間でのＢ，の平均値である。また、ＢＯｍ８Ｘ．
、ＬＯはそれぞれＢ。ｌ、ＢＯ２が等しいときのコイル
の磁場の最大値、半値幅である。なお、上記実施例にお
いて、レンズ内に配設せしめる２個のコイルは、只イル
の巻数を等しくし、巻方向を逆にすることによつて構成
し得る。
存在区間でのＢ，の平均値である。また、ＢＯｍ８Ｘ．
、ＬＯはそれぞれＢ。ｌ、ＢＯ２が等しいときのコイル
の磁場の最大値、半値幅である。なお、上記実施例にお
いて、レンズ内に配設せしめる２個のコイルは、只イル
の巻数を等しくし、巻方向を逆にすることによつて構成
し得る。
また、レンズは磁路を含むが、コイルは磁路を含んでは
ならず、コイルによつてつくられる磁場が磁路によつて
生じたエデイカレント （ＥｄｄｙＣｕケＥｎｔ）によ
つて影響を受けることないように構成されることが望ま
しい。例えば、上記実施例において、コイル５，６の近
傍の磁路をフエライトでつくるようにしてもよい。更に
、本発明においてはレンズ内に配設するコイルの位置は
、上記実施例に限定されるものではなく、設定条件等に
より適宜設定可能なものである。
ならず、コイルによつてつくられる磁場が磁路によつて
生じたエデイカレント （ＥｄｄｙＣｕケＥｎｔ）によ
つて影響を受けることないように構成されることが望ま
しい。例えば、上記実施例において、コイル５，６の近
傍の磁路をフエライトでつくるようにしてもよい。更に
、本発明においてはレンズ内に配設するコイルの位置は
、上記実施例に限定されるものではなく、設定条件等に
より適宜設定可能なものである。
また、本発明においては、レンズ内に配設するコイルの
個数は、本質的には上記実施例において示した２個に限
定されるものではなく、２個以上であつてもよい。さら
にまた、本発明は、本質的には集束レンズ系であつても
縮小レンズ系であつてもよい。以上説明したごとく、本
発明は、焦点距離のみ変化を生じせしめ、電子線の電子
レンズによる回転を生じさせないように構成したもので
あり、電子線描画装置等のように（焦点距離のみ変化せ
しめ、他に何らの影響も与えない）高精度位置決めを必
要とする電子線装置に有効である。
個数は、本質的には上記実施例において示した２個に限
定されるものではなく、２個以上であつてもよい。さら
にまた、本発明は、本質的には集束レンズ系であつても
縮小レンズ系であつてもよい。以上説明したごとく、本
発明は、焦点距離のみ変化を生じせしめ、電子線の電子
レンズによる回転を生じさせないように構成したもので
あり、電子線描画装置等のように（焦点距離のみ変化せ
しめ、他に何らの影響も与えない）高精度位置決めを必
要とする電子線装置に有効である。
第１図は、従来の電子レンズを説明する図、第２図及び
第３図は、それぞれ本発明の実施例を示す図である。 図において、１・・・・・・結像面、２・・・・・・レ
ンズ、３，５，６・・・・・・コイル、４・・・・・・
物点。
第３図は、それぞれ本発明の実施例を示す図である。 図において、１・・・・・・結像面、２・・・・・・レ
ンズ、３，５，６・・・・・・コイル、４・・・・・・
物点。
Claims (1)
- １ 電子光学レンズ磁場内に、少なくとも２個のコイル
を配置し、該コイルにそれぞれ逆方向の励磁を与える如
く構成して、前記電子光学レンズ内で電子線の回転量変
化を生じさせることなく焦点距離を調整可能にしたこと
を特徴とする電子レンズ。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55008797A JPS5953658B2 (ja) | 1980-01-30 | 1980-01-30 | 電子レンズ |
| US06/225,269 US4400622A (en) | 1980-01-30 | 1981-01-15 | Electron lens equipment |
| NLAANVRAGE8100375,A NL184985C (nl) | 1980-01-30 | 1981-01-27 | Elektronenlensuitrusting. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55008797A JPS5953658B2 (ja) | 1980-01-30 | 1980-01-30 | 電子レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56107460A JPS56107460A (en) | 1981-08-26 |
| JPS5953658B2 true JPS5953658B2 (ja) | 1984-12-26 |
Family
ID=11702849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55008797A Expired JPS5953658B2 (ja) | 1980-01-30 | 1980-01-30 | 電子レンズ |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4400622A (ja) |
| JP (1) | JPS5953658B2 (ja) |
| NL (1) | NL184985C (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4544847A (en) * | 1983-07-28 | 1985-10-01 | Varian Associates, Inc. | Multi-gap magnetic imaging lens for charged particle beams |
| GB2192092A (en) * | 1986-06-25 | 1987-12-31 | Philips Electronic Associated | Magnetic lens system |
| JPH08138602A (ja) * | 1994-11-08 | 1996-05-31 | Hitachi Ltd | 電子線装置 |
| 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 |
| JPH10106471A (ja) * | 1996-09-30 | 1998-04-24 | Nikon Corp | 荷電粒子線装置及び該装置の使用方法 |
| US7078994B2 (en) * | 2003-02-18 | 2006-07-18 | Glenn Henry Martin | Constant power and temperature coil |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2323328A (en) * | 1940-10-31 | 1943-07-06 | Rca Corp | Projection lens for electron microscopes |
| DE1804199C3 (de) * | 1968-03-26 | 1975-12-18 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Korpuskularstrahlgerät zur wahlweisen Abbildung eines Präparates oder seines Beugungsdiagrammes |
| NL7203264A (ja) * | 1972-03-10 | 1973-09-12 | ||
| JPS551187A (en) * | 1979-04-23 | 1980-01-07 | Toshiba Corp | Electron beam exposure apparatus |
| JPS551186A (en) * | 1979-04-23 | 1980-01-07 | Toshiba Corp | Electron beam exposure apparatus |
-
1980
- 1980-01-30 JP JP55008797A patent/JPS5953658B2/ja not_active Expired
-
1981
- 1981-01-15 US US06/225,269 patent/US4400622A/en not_active Expired - Lifetime
- 1981-01-27 NL NLAANVRAGE8100375,A patent/NL184985C/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL8100375A (nl) | 1981-09-01 |
| NL184985C (nl) | 1989-12-18 |
| US4400622A (en) | 1983-08-23 |
| NL184985B (nl) | 1989-07-17 |
| JPS56107460A (en) | 1981-08-26 |
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