JPS60105229A - Charged beam exposure apparatus - Google Patents

Charged beam exposure apparatus

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JPS60105229A
JPS60105229A JP58213528A JP21352883A JPS60105229A JP S60105229 A JPS60105229 A JP S60105229A JP 58213528 A JP58213528 A JP 58213528A JP 21352883 A JP21352883 A JP 21352883A JP S60105229 A JPS60105229 A JP S60105229A
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JP
Japan
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lens
fly
eye lens
center
hole
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Application number
JP58213528A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenichi Saito
賢一 斎藤
Tsuneo Okubo
恒夫 大久保
Kiichi Takamoto
喜一 高本
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor

Abstract

PURPOSE:To reduce image surface curvature aberration for electrostatic lens to uniformly draw a fine pattern by increasing diameter of a plurality of electrostatic lenses arranged on the flies-eye lens as the electrostatic lens becomes far from the center of flies-eye lens. CONSTITUTION:An Einzell lens 503 among five Einzell lenses (electrostatic lens) is arranged at the center 606 of flies-eye lens 505 and four Einzell lenses represented by 502 and 504 in the periphery are arranged like a cross at the positions separated by 50mm. from the center 606. Regarding lens hole of the second electrode 507 corresponding to the Einzell lenses 502-504, a hole diameter of lens hole 601 is 3mm. but a hole diameter of lens holes 602-605 is set to 3.21mm. in order to compensate displacement from wafer position of focusing position of object aperture image. Image surface curvature aberration of four Einzell lenses 502, 504 arranged in the periphery can be eliminated by employing the flies-eye lens 505 having such a structure.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、集積回路素子等の製造工程において、ウェハ
やマスク基板等の試別に微細ツクタンを描画する荷電ビ
ーム露光装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a charged beam exposure apparatus for drawing fine patterns on wafers, mask substrates, etc. in the manufacturing process of integrated circuit devices and the like.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

荷電ビーム露光装置の一例として文献(I。 Reference (I.

Brodie+ E、R,Westerberg+ D
、R,ConesJ*J、Mura)r+ N、Wll
liams+ and L、Ga51orek :” 
A Multiple −Electron −Bea
m ExposureSystem for High
 −Throughput Direct −Wrlt
e Submicrometer Lithograp
hy ” 、IEEETrans、on Electr
on Devtces、Vol、ED −2Lpa 1
422 (1981))に掲載されているマルチ電子ビ
ーム露光装置を第1図に示す。101は電子銃部、10
2はブランカ、103および104は偏向器、105に
代表されるレンズは、ビーム制限アパーチャとレンズア
パーチャで構成すれる静電レンズ、106は一平面上に
同一電極構造の静電レンズ105を多数配置することで
構成シたフライズアイレンズ、107はステージ、10
8はステージ107に搭載されたウェハ、109はフラ
イズアイレンズ106を通過する前の電子ビーム、11
0に代表されるビームは、フライズアイレンズ106を
通過した後の電子ビーム、11ノはオブジェクト・アパ
ーチャ、である。ここで、後の説明を容易にするために
、フライズアイレンズの中心を定義しておく。第1図の
112がフライズアイレンズの中心であシ、電子ビーム
源直下にあたるフライズアイレンズ上の点と定義する。
Brodie+ E, R, Westerberg+ D
, R, Cones J*J, Mura) r+ N, Wll
liams+ and L, Ga51orek:”
A Multiple -Electron-Bea
m Exposure System for High
-Throughput Direct -Wrlt
e Submicrometer Lithograp
hy”, IEEE Trans, on Electr.
on Devtces, Vol, ED-2Lpa 1
422 (1981)) is shown in FIG. 1. 101 is an electron gun section, 10
2 is a blanker, 103 and 104 are deflectors, a lens represented by 105 is an electrostatic lens composed of a beam limiting aperture and a lens aperture, and 106 is a large number of electrostatic lenses 105 having the same electrode structure arranged on one plane. 107 is the stage, 10 is the fly's eye lens composed of
8 is a wafer mounted on the stage 107, 109 is an electron beam before passing through the fly's eye lens 106, 11
The beam represented by 0 is the electron beam after passing through the fly's eye lens 106, and 11 is the object aperture. Here, in order to facilitate the explanation later, the center of the fly's eye lens will be defined. Reference numeral 112 in FIG. 1 is the center of the fly's eye lens, which is defined as a point on the fly's eye lens directly below the electron beam source.

フライズアイレンズの中心112において、電子ビーム
は、フライズアイレンズ106に対して垂直に入射して
いる。
At the center 112 of the fly's eye lens, the electron beam is incident perpendicularly to the fly's eye lens 106.

オブジェクト・アパーチャ111から出た電子ビーム1
09は放射状に拡がシ、フライズアイレンズ106をほ
ぼ一様に照射している。フライズアイレンズ106の径
は約10.5 cmテする。フライズアイレンズ106
の各静電レンズを通して、オブジェクト・アノぐ−チャ
111の像が、ウェハ108上に、静電レンズの個数分
だけ投影される。
Electron beam 1 emitted from object aperture 111
09 spreads radially and irradiates the fly's eye lens 106 almost uniformly. The diameter of the fly's eye lens 106 is approximately 10.5 cm. fly's eye lens 106
Through each electrostatic lens, images of the object feature 111 are projected onto the wafer 108 by the number of electrostatic lenses.

このような電子光学系において、フライズアイレンズの
中心112に配置された静電レンズでは、入射ビーム方
向とレンズの光軸とが一致しているため、像面何曲収差
は零である。しかし、フライズアイレンズ106の周辺
部に配置された静電レンズでは、入射ビームとレンズの
光軸とのなす角度が太きくなシ、像面何曲収差が無視で
きない。−例として、静電レンズに第2図に示すような
アインツエルレンズを用いた場合の像面彎曲収差を第3
図に示す。2112図において、201はビーム制限板
、202はアインツエルレンズ、203はアインツエル
レンズ202を構成する第1電極、204はアインツエ
ルレンズ202f:構成する第2電極、205はアイン
ツエルレンズ202を構成する第3ルア極、206は光
軸である。第3図の計算において、ビーム制限板201
においている孔の孔径は0.2 rrm %第1電極2
03〜第3電極205においている孔の孔径は3祁、ビ
ーム制限板201と第1電極203との間隔は1mI+
+1第1 @桓’。
In such an electron optical system, in the electrostatic lens disposed at the center 112 of the fly's eye lens, the direction of the incident beam and the optical axis of the lens coincide, so that the field aberration is zero. However, in the case of an electrostatic lens disposed at the periphery of the fly's eye lens 106, the angle between the incident beam and the optical axis of the lens is not large, and the field aberration cannot be ignored. - As an example, let us consider the field curvature aberration when using an Einzel lens as shown in Figure 2 as an electrostatic lens.
As shown in the figure. In Figure 2112, 201 is a beam limiting plate, 202 is an Einzel lens, 203 is a first electrode that makes up the Einzel lens 202, 204 is a second electrode that makes up the Einzel lens 202f, and 205 is a second electrode that makes up the Einzel lens 202. The third Luer pole 206 is the optical axis. In the calculation of FIG. 3, the beam limiting plate 201
The pore diameter of the hole in the first electrode 2 is 0.2 rrm%.
03~The hole diameter of the hole in the third electrode 205 is 3 mI, and the distance between the beam limiting plate 201 and the first electrode 203 is 1 mI+
+1 1st @Han'.

203と第2電極204との間隔、および第2電極20
4と第3電極205との間隔は5目、第1電極203と
第3電極205の電格の片みは1mm、第2電極204
の厚みは6 rnmとした。
203 and the second electrode 204, and the second electrode 20
The distance between the 4th electrode 203 and the third electrode 205 is 5, the one end of the electric rating between the first electrode 203 and the third electrode 205 is 1 mm, and the second electrode 204
The thickness was 6 nm.

オブジェクト・アi!−チャ111と第2電極204の
中央との距離は約1400調、第21ら。
Object i! - The distance between the chart 111 and the center of the second electrode 204 is approximately 1400 degrees, 21st et al.

極204の中央とウェハ108との距離は19瓢に設定
した。ビーム加速電圧は30 kVとし、第1電極20
3、および第3電極205に30kV、第2電4ffi
 204に約11 kVe印加L*。この電極栴造、レ
ンズ励起条件下では、ビーム開き角は5 mrad 、
倍率は1/70となる。第3図より、フライズアイレン
ズの中心112から5mm以内に位置している静■、レ
ンズにおける像面何曲収差は0.021μm以下である
のに対し、フライズアイレンズの中心112から50調
離れて位置している静電レンズにおける像面彎曲収差は
2.1μmとなる。したがって、このような電子光学系
を採用した装置によシバタンを描画する場合、■ウェハ
の中心部と周辺部とで、ビーム電流密度分布形状が大き
く異なシ、ウェハ全面にわたって均一なパタンを描画す
ることはできない、■ウェハ周辺部では収差が2,1μ
mも生じるため、最小ノやタン幅が1μm以下のような
高密度LS■ノ臂タンをウェハ周辺部に描画することは
できない、という問題点があった。
The distance between the center of the pole 204 and the wafer 108 was set to 19 mm. The beam acceleration voltage was 30 kV, and the first electrode 20
3, and 30kV to the third electrode 205, and a second voltage of 4ffi
Approximately 11 kVe L* was applied to 204. Under these electrode and lens excitation conditions, the beam aperture angle is 5 mrad,
The magnification will be 1/70. From Figure 3, it can be seen that the field aberration of a lens located within 5 mm from the center 112 of the fly's eye lens is less than 0.021 μm, whereas it is located 50 tones away from the center 112 of the fly's eye lens. The field curvature aberration of the electrostatic lens located at the center is 2.1 μm. Therefore, when drawing a pattern using a device that employs such an electron optical system, ■ the shape of the beam current density distribution differs greatly between the center and the periphery of the wafer, and it is necessary to draw a uniform pattern over the entire surface of the wafer. ■The aberration is 2.1μ at the wafer periphery.
Therefore, there was a problem in that it was impossible to draw a high-density LS arm tongue with a minimum width of 1 μm or less at the periphery of the wafer.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、対物レンズにフライズアイレンズを用いた荷
電ビーム色λ光装偶“において、フライズアイレンズ上
に配信、された複数の静電レンズのそれぞれの孔径を、
フライズアイレンズの中心とそれぞれの静電レンズの中
心とのh’[:i mi+に応じて変化させることを特
徘、とじ、その目的は、フライズアイレンズ上のすべて
の青」・電レンズに対する像面飽・曲収差を低減し、ウ
エノ・等の試料全面にわたって均一に微細なバタンを描
画することにある。
In the present invention, in a charged beam color λ light conduit using a fly's eye lens as an objective lens, the aperture diameter of each of a plurality of electrostatic lenses distributed on the fly's eye lens is
The purpose is to vary the distance between the center of the fly's eye lens and the center of each electrostatic lens according to h'[:i mi+, the purpose of which is to change all the blue on the fly's eye lens to The objective is to reduce image field saturation and curvature aberration, and to uniformly draw fine patterns over the entire surface of a sample such as Ueno.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

まず、本発明の詳細な説明しておく。第4図は、フライ
ズアイレンズの中心に位置している1個のアインツエル
レンズについて、物面−レンズ間距離を約1400mm
に固定し、励起条件を一定にして、第2電極204にお
いている孔の孔径を変えたときの像面−レンズ間距離の
B11個である。ここで、物面と第2%極;zo4の中
央との距離を物面−レンズ間距離、像面と第2電極20
4の中央との距離を像面−レンズ間距離と定義した。ア
インツエルレンズの電極構造は、第2電極204におい
ている孔の孔径を除いて第3図をめた場合と同じである
。アインツエルレンズの励起条件も第3図をめた場合と
同じである。第2電極204においている孔の孔径を大
きくしていくと、像面−レンズ間距離は大きくなる。例
えば、孔径が3mの場合の像面−レンズ間距離は19m
であシ、孔径′f:5聴と大きくすると像面−レンズ間
距離は22叫と大きくなる。一方、フライズアイレンズ
中のすべてのアインツエルレンズのレンズ孔の孔径が等
しく、かつ、フライズアイレンズの中心に位置したアイ
ンツエルレンズの像面位fffを試料面位ゑに設定した
場合の、フライズアイレンズの周辺部に位置したアイン
ツエルレンズにおける像面化・曲収差は、アインツエル
レンズの中心とフライズアイレンズの中心との距離の二
乗KJ=t51して像面位置が試料面位置よシフライズ
アイレンズ側にずれることによシ生じる。すなわち、フ
ライズアイレンズの周辺部に位置したアインツエルレン
ズでは、フライズアイl/クズの中心に位置したアイン
ツエルレンズと比較して、像面−レンズ間距離が短くな
っている。この侶面位置のずれ量を補正し、フライズア
イレンズの中のすべてのアインツエルレンズの像面位置
を試料面位置に設定することができれば、像面%曲収差
を大幅に低減することができる。
First, the present invention will be explained in detail. Figure 4 shows the distance between the object surface and the lens of approximately 1400 mm for one Einzel lens located at the center of the fly's eye lens.
The distance between the image plane and the lens is B11 when the diameter of the hole in the second electrode 204 is changed while keeping the excitation condition constant. Here, the distance between the object plane and the center of the 2nd % pole; zo4 is the object plane-lens distance, and the image plane and the second electrode 20
4 was defined as the distance between the image plane and the lens. The electrode structure of the Einzel lens is the same as that shown in FIG. 3 except for the diameter of the hole in the second electrode 204. The excitation conditions for the Einzel lens are also the same as those shown in FIG. As the diameter of the hole in the second electrode 204 increases, the distance between the image plane and the lens increases. For example, when the hole diameter is 3m, the distance between the image plane and the lens is 19m.
If the aperture diameter 'f' is increased to 5 mm, the distance between the image plane and the lens becomes 22 mm. On the other hand, when the diameters of the lens holes of all Einzel lenses in the fly's eye lens are equal and the image plane position fff of the Einzel lens located at the center of the fly's eye lens is set to the sample plane position, the fly's eye Image plane aberration and curvature aberration in the Einzel lens located at the periphery of the lens are caused by the square of the distance between the center of the Einzel lens and the center of the fly's eye lens KJ = t51, and the image plane position is shifted from the sample surface position. This is caused by shifting toward the eye lens side. That is, in the Einzel lens located at the periphery of the fly's eye lens, the distance between the image plane and the lens is shorter than that of the Einzel lens located at the center of the fly's eye l/scum. If it is possible to correct the amount of deviation in the image plane position and set the image plane position of all Einzel lenses in the fly's eye lens to the sample plane position, it is possible to significantly reduce the field % curvature aberration. .

本発明はこれらの点に着目し、フライズアイレンズを対
物レンズに用いた荷電ビーム島光装置において、フライ
ズアイレンズ上に配置された各アインツエルレンズの第
2電椋204においている孔の孔径を、フライズアイレ
ンズの中心から離れた位置に配置されているアインツエ
ルレンズはど大きくなるようにし、すべてのアインツエ
ルレンズの像面−レンズ間距離を等しくするようにした
ものである。したがって本発明によれば、フライズアイ
レンズ中のすべてのアインツエルレンズにおける像面位
置を試料面位置に設定できるため、像面管曲収差を大幅
に低減することができる。
The present invention focuses on these points, and in a charged beam island optical device using a fly's eye lens as an objective lens, the diameter of the hole in the second plate 204 of each Einzel lens placed on the fly's eye lens is determined. , the Einzel lenses located away from the center of the fly's eye lens are made larger, and the image plane-to-lens distances of all the Einzel lenses are made equal. Therefore, according to the present invention, the image plane positions of all the Einzel lenses in the fly's eye lens can be set to the sample plane position, so that the field tube aberration can be significantly reduced.

以下、本発明の一実施例として、5本の′電子ビームを
用いてウェハ上に5つのLSIパタンを同時に露光可能
なマルチ電子ビーム露光装置について説明する。電子光
学鏡体の構成は、フライズアイレンズ10Gの構造を除
くと第1図と同じである、そこで、ここでは、フライズ
アイレンズの構造のみを示すことにする。第5図は、フ
ライズアイレンズの断面図を模式的に示した図である。
Hereinafter, as an embodiment of the present invention, a multi-electron beam exposure apparatus capable of simultaneously exposing five LSI patterns on a wafer using five electron beams will be described. The structure of the electron optical mirror body is the same as that in FIG. 1 except for the structure of the fly's eye lens 10G, so only the structure of the fly's eye lens will be shown here. FIG. 5 is a diagram schematically showing a cross-sectional view of a fly's eye lens.

501はビーム制限板、502〜504はアインツエル
レンズ、505は5個のアインツエルレンズが十字状に
配置されているフライズアイレンズである。ここでは断
面図のためアインツエルレンズは3個しか示されていな
い。
501 is a beam limiting plate, 502 to 504 are Einzel lenses, and 505 is a fly's eye lens in which five Einzel lenses are arranged in a cross shape. Since this is a cross-sectional view, only three Einzel lenses are shown here.

5θ6はフライズアイレンズ′f:構成する第1電極、
507はフライズアイレンズを構成する第2電極、50
8はフライズアイレンズを招−成する第3電極である。
5θ6 is the fly's eye lens 'f: the first electrode constituting it;
507 is a second electrode constituting the fly's eye lens;
8 is a third electrode forming a fly's eye lens.

第2電極507の平面図を第6図に示す。A plan view of the second electrode 507 is shown in FIG.

601〜605はレンズ孔である。606はフライズア
イレンズの中心である。A −B 線で切った断面図が
第5図である。したがって、レンズ孔603がアインツ
エルレンズ502の第2電極上の孔、レンズ孔601が
アインツエルレンズ503の第2電極上の孔、レンズ孔
605がアインツエルレンズ504の第2電極上の孔、
に対応している。
601 to 605 are lens holes. 606 is the center of the fly's eye lens. FIG. 5 is a sectional view taken along line A-B. Therefore, the lens hole 603 is a hole on the second electrode of the Einzel lens 502, the lens hole 601 is a hole on the second electrode of the Einzel lens 503, the lens hole 605 is a hole on the second electrode of the Einzel lens 504,
It corresponds to

アインツエルレンズ503はフライズアイレンズの中心
606に配置されている。フライズアイレンズ505の
周辺部にある5 02,504で代表される4個のアイ
ンツエルレンズは、フライズアイレンズの中心506か
ら50調離れた位置に十字状に配置されている。オブジ
ェクト・アパーチャ111、フライズアイレンズ505
、ウェハ108の位置関係、およびフライズアイレンズ
505の励起条件は第3図をめた場合と同じである。各
アインツエルレンズの構造は、第2電極507のレンズ
孔を除いて、第3図をめた場合と同じである。
Einzel lens 503 is placed at the center 606 of the fly's eye lens. Four Einzel lenses represented by 502 and 504 on the periphery of the fly's eye lens 505 are arranged in a cross shape at positions 50 steps away from the center 506 of the fly's eye lens. Object aperture 111, fly's eye lens 505
, the positional relationship of the wafer 108, and the excitation conditions of the fly's eye lens 505 are the same as those shown in FIG. The structure of each Einzel lens is the same as that shown in FIG. 3 except for the lens hole of the second electrode 507.

11r21を極507のレンズ孔については、レンズ孔
601の孔径は3mであるのに対し、レンズ孔602〜
6θ5の孔径は321咽である。すなわち、レンズ孔6
02〜605の孔径をレンズ孔60ノの孔径より大きく
している。ここでは、レンズ孔605を例にとり、孔径
を3.21調にした理由を説明する。レンズ孔605の
孔径がレンズ孔60ノの孔径と同じ3叫の場合、第3図
よシ、アインツエルレンズ504における像面彎曲収差
は2.1μmとなる。これにより、オブジェクト・アノ
4−チャ像の結像位置は、ウェハ位置から(2,1μm
15mrad )==0.42vrynだけフライズア
イレンズ505f411にずれる。このずれ量を、レン
ズ孔605の孔径を増大させることによシ補正するため
に、アインツエルレンズ504における、レンズ孔60
5の孔径と像面−レンズ間距離との関係をめた。この結
果を第7図に示す。この図よシ、像面−レンズ間距離を
、第2電極507の中央とウェハ10Bとの距離である
19調にするためには、レンズ孔605の孔径を3.2
1mにする必要があることがわかる。以上よシ、レンズ
孔605の孔径を3.21間に決定した。
Regarding the lens hole 11r21 with pole 507, the hole diameter of lens hole 601 is 3 m, while lens hole 602~
The pore diameter of 6θ5 is 321 mm. That is, the lens hole 6
The diameters of the holes 02 to 605 are made larger than the diameter of the lens hole 60. Here, the reason why the hole diameter is set to 3.21 will be explained by taking the lens hole 605 as an example. When the diameter of the lens hole 605 is the same as the diameter of the lens hole 60, the field curvature aberration in the Einzel lens 504 is 2.1 μm, as shown in FIG. As a result, the imaging position of the object/anomaly image is (2.1 μm) from the wafer position.
15mrad)==0.42vryn to the fly's eye lens 505f411. In order to correct this amount of deviation by increasing the diameter of the lens hole 605, the lens hole 605 of the Einzel lens 504 is
The relationship between the hole diameter of No. 5 and the distance between the image plane and the lens was determined. The results are shown in FIG. In this figure, in order to set the distance between the image plane and the lens to 19 steps, which is the distance between the center of the second electrode 507 and the wafer 10B, the diameter of the lens hole 605 must be set to 3.2 mm.
It turns out that it needs to be 1m. Based on the above, the diameter of the lens hole 605 was determined to be 3.21 mm.

本マルチ電子ビーム露光装置では、このような構造のフ
ライズアイレンズ505f’Jf7川しているので、フ
ライズアイレンズ5θ5中のすべてのアインツエルレン
ズにおいて、オブジェクト・アパーチャ像の結像位置を
ウェハ位置と一致させることができる。この結果、フラ
イズアイレンズ5θ5の周辺部に配置された4個のアイ
ンツエルレンズの像面彎曲収差を除去することができる
In this multi-electron beam exposure system, the fly's eye lens 505f'Jf7 has such a structure, so the imaging position of the object aperture image is set to the wafer position in all Einzel lenses in the fly's eye lens 5θ5. Can be matched. As a result, the field curvature aberration of the four Einzel lenses arranged around the fly's eye lens 5θ5 can be removed.

つぎに、本発明の別の実施例として7×5本の電子ビー
ムを用いてLSIバタンを描画するマルチ電子ビーム露
光装置について説明する。電子光学鏡体の構成は、フラ
イズアイレンズ106のi;i造を除くと第1図と同じ
である。フライズアイレンズの構造は、■フライズアイ
レンズ上のアインツエルレンズの配置、■フライズアイ
レンズを構成する第2電極の構造、を除くと第5図と同
じである。そこで、ここでは、フライズアイレンズを構
成する第2電罹の構造のみを示すことにする。第8図は
、フライズアイレンズを構成する第2電極の平面図であ
る。80ノは半径60謔の円板から成る第2電極、80
2はフライズアイレンズの中心、803〜805に代表
される7×5個の孔はレンズ孔である。これらのレンズ
孔は、15調間隔で7×5のマトリックス状に配置され
ている。806はフライズアイレンズの中心802f中
心とした半径60調の円と半径40twnの円とで囲ま
れた領域、807はフライズアイレンズの中心802を
中心とした半径40mの円と半径20叫の円とで囲まれ
た領域、808はフライズアイレンズの中心802を中
心とした半径20rtrmの円に囲まれた領域である。
Next, as another embodiment of the present invention, a multi-electron beam exposure apparatus for drawing LSI patterns using 7×5 electron beams will be described. The configuration of the electron optical mirror body is the same as that shown in FIG. 1 except for the i; i design of the fly's eye lens 106. The structure of the fly's eye lens is the same as that shown in FIG. 5, except for (1) the arrangement of the Einzel lens on the fly's eye lens, and (2) the structure of the second electrode constituting the fly's eye lens. Therefore, only the structure of the second electrolyte that constitutes the fly's eye lens will be shown here. FIG. 8 is a plan view of the second electrode constituting the fly's eye lens. 80 is a second electrode consisting of a disk with a radius of 60 cm, 80
2 is the center of the fly's eye lens, and 7×5 holes represented by 803 to 805 are lens holes. These lens holes are arranged in a 7×5 matrix at 15 tone intervals. 806 is an area surrounded by a circle with a radius of 60 twn and a circle with a radius of 40 twn centered on the center 802f of the fly's eye lens, and 807 is a circle with a radius of 40 m and a circle with a radius of 20 twn centered on the center 802 of the fly's eye lens. 808 is an area surrounded by a circle with a radius of 20 rtrm centered on the center 802 of the fly's eye lens.

領域806中に存在する803に代表されるレンズ孔の
孔径は3.21m、領域807中に存在する804に代
表されるレンズ孔の孔径は3.08調、領域808中に
存在する805に代表されるレンズ孔の孔径は3.01
wnである。領域806中のレンズ孔の孔径は、フライ
ズアイレンズの中心802から50簡離れた位置にある
アインツエルレンズの像面彎曲収差を零にするように、
第6図と同じ方法で定めた。同様に、領域807、およ
び領域808中のレンズ孔の孔径は、フライズアイレン
ズの中心802からそれぞれ30咽、および10Wn離
れた位置にあるアインツエルレンズの像面彎曲収差を零
にするように定めた。すなわち、第2電極801をフラ
イズアイレンズの中心802からの距離に応じて3つの
領域に分け、これらの領域中に存在するレンズ孔の孔径
を、領域の、中央を通る同心円上に位置したアインツエ
ルレンズの像面何曲収差ヲ零にする値で代表させている
The diameter of the lens hole represented by 803 present in the region 806 is 3.21 m, the diameter of the lens hole represented by 804 present in the region 807 is 3.08 mm, and the diameter of the lens hole represented by 805 present in the region 808 is 3.21 m. The diameter of the lens hole is 3.01
It is wn. The diameter of the lens hole in the region 806 is set so that the field curvature aberration of the Einzel lens located 50 degrees away from the center 802 of the fly's eye lens is made zero.
It was determined using the same method as in Figure 6. Similarly, the aperture diameters of the lens holes in the region 807 and the region 808 are determined so as to reduce the field curvature aberration of the Einzel lens located 30 mm and 10 Wn away from the center 802 of the fly's eye lens to zero, respectively. Ta. That is, the second electrode 801 is divided into three regions according to the distance from the center 802 of the fly's eye lens, and the diameter of the lens hole existing in these regions is determined by the diameter of the lens hole located on the concentric circle passing through the center of the region. It is represented by the value that makes the field aberration of the L lens zero.

本マルチ電子ビーム露光装置では、このような構造のフ
ライズアイレンズを採用しているので、簡単なレンズ設
計でフライズアイレンズ上のすべてのアインツエルレン
ズの像面彎曲収差を大幅に低減することができる。なお
、領域の数、それぞれの領域の幅を自由に設定してよい
ことは自明である。
This multi-electron beam exposure system uses a fly's eye lens with this structure, so it is possible to significantly reduce the field curvature of all Einzel lenses on the fly's eye lens with a simple lens design. can. Note that it is obvious that the number of regions and the width of each region may be set freely.

ここでは、アインツエルレンズの第2電極においている
孔の孔径を変えた場合を例にとシ本発明を説明してきた
が、アインツエルレンズの他の電極においている孔の孔
径を変えた場合、あるいは、複数の電極においている孔
の孔径を同時に変えた場合も同様のことがいえる。また
、アインツエルレンズ以外の静電レンズの孔径を変えた
場合も同様である。
Here, the present invention has been explained using an example in which the diameter of the hole in the second electrode of the Einzel lens is changed. The same thing can be said when the diameters of holes in multiple electrodes are changed at the same time. The same applies when the aperture diameter of an electrostatic lens other than the Einzel lens is changed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、フライズアイレンズ上に配置された複数
の静電レンズのそれぞれの孔径を、フライズアイレンズ
の中心とそれぞれの静電レンズの中心との距離に応じて
変化させたので、フライズアイレンズ上のすべての静霜
−レンズの像面彎曲収差が大幅に低減される。この結果
、ウェハ等の試料全面にわたって均一に微細なノ9タン
を描画することができる。
As described above, since the aperture diameter of each of the plurality of electrostatic lenses arranged on the fly's eye lens was changed according to the distance between the center of the fly's eye lens and the center of each electrostatic lens, the fly's eye Any static frost on the lens - the field curvature aberration of the lens is significantly reduced. As a result, fine patterns can be drawn uniformly over the entire surface of the sample such as a wafer.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は電子ビーム露光装置の模式図、第2図は従来の
アインツエルレンズの断面図、第3図は従来の電子ビー
ム露光装置に使用されているフライズアイレンズの像面
忙・曲収差特性の一例を示す図、第4図は本発明の詳細
な説明するための図でアインツエルレンズの第2電極に
おいている孔の孔径と像面−レンズ間距離との関係の一
例を示す特性図、第5図は本発明の実施例によるマルチ
電子ビーム露光装置のフライズアイレンズの一例を示す
断面図、第6図は第5図のフライズアイレンズを構成す
る第2′亀械の平面図、第7図は本発明の実施例におけ
るアインツエルレンズの第2電極においている孔の孔径
と像面−レンズ間距離との関係の一例を示す特性図、第
8図は本発明の別の実施例によるマルチ電子ビーム露光
装置のフライズアイレンズを構成する第2電極の一例を
示す平面図である。 101・・・電子銃部、102・・・ブランカ、103
および104・・・偏向器、105・・・静電レンズ、
106・・・フライズアイレンズ、107・・・ステー
ジ、108・・・ウェハ、109および310・・・電
子ビーム、11ノ・・・オブジェクト・アノ9−チャ、
112・・・フライズアイレンズの中心、201・・・
ビーム制限板、202・・・アインツエルレンズ、20
3・・・第1電罹、204・・・第2電極、205・・
・第3電核、206・・・光軸、50ノ・・・ビーム制
限板、502〜504・・・アインツエルレンズ、50
5・・・フライズアイレンズ、506・・・第1電ホj
イ、507・−・第2電極、508・・・第3電極、6
01〜605・・・レンズ孔、606・・・フライズア
イレンズの中心、801・・・第2電極、802・・・
フライズアイレンズの中心、803〜805・・・レン
ズ孔、806・・・フライズアイレンズの中心802を
中心とした半径60簡の円と半径40瓢の円とで囲まれ
た領域、807・・・フライズアイレンズの中心802
を中心とした半径40叫の円と半径20−の円とで囲ま
れた領域、BO&・・・フライズアイレンズの中心80
2を中心とした半径20mの円にeまれだ領域。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第 3 図′ の中ノし・ビの距′M、(mm) 第4図 第2゛@権におけるしンズ孔の孔径[mml第5図 第6図 04 第7図 第2電極におけるしンス゛3Lの孔径tmml第8図
Figure 1 is a schematic diagram of an electron beam exposure system, Figure 2 is a cross-sectional view of a conventional Einzel lens, and Figure 3 is a diagram showing field curvature and curvature of a fly's eye lens used in a conventional electron beam exposure system. A diagram showing an example of the characteristics. FIG. 4 is a diagram for explaining the present invention in detail, and is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the hole diameter of the hole in the second electrode of the Einzel lens and the distance between the image plane and the lens. , FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of a fly's eye lens of a multi-electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a plan view of a 2' mechanism constituting the fly's eye lens of FIG. 5. FIG. 7 is a characteristic diagram showing an example of the relationship between the diameter of the hole in the second electrode of the Einzel lens and the distance between the image plane and the lens in an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is another embodiment of the present invention. FIG. 3 is a plan view showing an example of a second electrode constituting a fly's eye lens of a multi-electron beam exposure apparatus according to the present invention. 101...Electron gun section, 102...Blanka, 103
and 104...deflector, 105...electrostatic lens,
106... Fly's eye lens, 107... Stage, 108... Wafer, 109 and 310... Electron beam, 11... Object/Anno 9-cha,
112...center of fly's eye lens, 201...
Beam restriction plate, 202... Einzel lens, 20
3...First electrode, 204...Second electrode, 205...
・Third electron nucleus, 206... Optical axis, 50... Beam restriction plate, 502-504... Einzel lens, 50
5...Fly's eye lens, 506...1st Den Hoj
A, 507--Second electrode, 508-Third electrode, 6
01-605... Lens hole, 606... Center of fly's eye lens, 801... Second electrode, 802...
Center of the fly's eye lens, 803-805... Lens hole, 806... Area surrounded by a circle with a radius of 60 squares centered on the center 802 of the fly's eye lens, and a circle with a radius of 40 square meters, 807...・Center 802 of fly's eye lens
The area surrounded by a circle with a radius of 40 and a circle with a radius of 20 - centered on BO &... The center of the fly's eye lens is 80
A rare area in a circle with a radius of 20 m centered on 2. Applicant's Representative Patent Attorney Takehiko Suzue No. 3 Distance of the center drill bit in Fig.' M, (mm) Fig. 4 Hole diameter of the hole in Fig. 2 [mm] Fig. 5 Fig. 6 04 Fig. 7 Pore diameter tmml of the thin 3L in the second electrode Fig. 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 一平面上に複数の静電レンズを配置することによ多構成
されるフライズアイレンズを用いた荷電ビーム露光装置
において、該フライズアイレンズは複数の静電レンズか
ら成シ、該静電レンズの孔径は、該静電レンズがフライ
ズアイレンズの中心から離れるにしたがって増大するこ
とを特徴とする荷電ビーム露光装置。
In a charged beam exposure apparatus using a fly's eye lens configured by arranging a plurality of electrostatic lenses on one plane, the fly's eye lens is composed of a plurality of electrostatic lenses. A charged beam exposure apparatus characterized in that the hole diameter increases as the electrostatic lens moves away from the center of the fly's eye lens.
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