JPS6044952A

JPS6044952A - 荷電粒子ビ−ム用多重間隙磁気イメ−ジレンズ

Info

Publication number: JPS6044952A
Application number: JP59138043A
Authority: JP
Inventors: ノーマン・ジエイ・テイラー
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1983-07-28
Filing date: 1984-07-05
Publication date: 1985-03-11
Also published as: EP0133016A3; EP0133016A2; US4544847A

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】〔産業上の利用分野〕本発明は、荷電粒子ビーム光学器に関するもので、詩に
、像の集束ヌは倍率に実質的に影響を与えることなく保
全回転させることのでさるイメージレンズに！ｌするも
のである。

〔従来の技術〕

レジスト破４にシた被加工物を選択的に照射するために
、′Ｌｄ子ビーム露光装［ｄが開業的に用層られている
。そのＩＪシ加工物はマスクプレートでも良く、半導体
ウェーッ・であっても良すものである。最終的に集束さ
れた電子ビームが所定のパターンを画成するために彼加
工物の表面にわたって偏向される。その電子ビームはｉ
％　ｆ＋Ｖ度、妬速度で制御され、電子レジスト材中の
微小パターンを露光する。微小な円形スポットビームが
被加工物の表面全体にわたってラスター走査され、所望
のパターンを作るためにターンオン、ターンオフされ得
る。成るいは、そのスポットビームは、所望のパターン
領域に向けられ、ベクトル走査法でこれらのパターン領
域にわたって走査される。何れの方法もかなり遅い。何
故ならば、任意の時刻においてスポットと一ムによりカ
バーされる領域が１ｆｉｔｖ　Ｑ：Ｍに小さいからであ
る。

他の方法においては、電子ビームはいろいろな寸法や形
の長方形に整形される。整形されたビームは、所望のパ
ターンを露光するために、ステップアンドリピートモー
ドで利用することができる。

好適な整形電子ビームに′露光方法にお旨ては、細長い
長方形ビーム又はラインビームが、反軸方向に垂直な方
向に走査される。ビームが走査されると、そのラインの
長さは所望のパターンに対応して変化させられる。この
方法は、いろｂろな形のパターンを一度の処理で露光を
可能にする。整形ビーム露光装置はスポットビーム装置
よシも一般的に速い動作速度て動作し、ウェーッ・に直
接書する装置には適したものとなっている。

整形ビーム全成形する際に、２開孔整形装置がしばしば
使用されている。２つの直交する縁を有する第１の開孔
の像がイメージレンズによって第２の方形開孔上に集束
される。第２の開孔を通過するビームが所釉の長さ及び
幅の断面に整形されるように、整形偏向器が、第１の開
孔の像を第２の開孔に関して動的に配置する。

今日のマイクロリングラフ装置には高度の精度が要求さ
れて−る。最小の図形の寸法は１ミクロン又はそれ以下
のオーダで、図形の精度は通常不ミクロン以下である。

露光の変動は８％以下でなければならな因。上述した２
開孔ビーム整形方法により、最終的なビーム像は第１の
開孔の２つの縁及び第２の開孔の２つの縁によって形成
される。

従って、第１の開口の像の第２の開孔に関するいかなる
回転も、長方形ではなく台形のビームを形成する。像の
回転は開孔同士の機械的々未整合又は磁気レンズ及び偏
向器によって誘動されるビームＮ１によって生じる。更
に、イメージレンズの磁場が第１の開孔の像を第２の開
孔へと集束させるために変化させられると、望ましくな
い回転が誘動される。典型的に、ビーム回転は機械的に
調節可能な開孔によってなされた。その開孔は、所望の
回転を与えるが、使用がむずかしく、複雑な電子ビーム
コラムの構成全必要とする。

〔発明が解決しようとする問題〕

電気信号を印加することによって第１の開孔の像を回転
する能力をイメージレンズに組み入れることが望ましい
。ビームの回転調節で、像の集束も倍率も実質的に変化
させてはならない。逆に、イメージレンズは第１の開孔
の保を回転させることなく第２の開孔上に集束させるこ
とができなければならない。更に、ビームが整形偏向器
によって配置されるときには、イメージレンズによって
誘導される歪みは所定限度以内でなければならない。在
来の磁気レンズは上記必要条件を満すことができない。

１つの間隙レンズでは、回転が変化するとビームの焦点
がほける。９重又は２つの間隙レンズでは、回転調節し
たときにビームの集束は維持されるが、倍率は変化する
０〔問題を解決するための手段〕本発明の一般的な目的は、荷電粒子ビーム用の新規な磁
気レンズを提供することである。

本発明の他の目的は、ｆ２の集束及び倍率に実質的な変
化金しえることなく可変なビーム回転を訪２ｊすするこ
とができる磁気レンズを提供することである０史に、本発明の他の目的は、レンズによって誘導される
ビュム回転を実質的に変化させることなく、東末を変化
させろことができる磁気レンズを提供することである。

（に、本発明の目的は、歪みが所定限度以内で焦点及び
回転を独立に調節可能な磁気レンズ金提供することであ
る。

本発明を実施することにより、これら目的や他の目的、
利点が、荷電粒子ビーム像を作るための磁気レンズにお
いて達成できる。レンズは第１の磁気手段及び第２の磁
気手段から成る。第１の磁気手段は第１の集束磁場全ビ
ームの軸線にそって形成する手段である。ｍｇの磁気手
段は、第１の集束磁場とは反対の極性の第２の集束磁場
を形成する手段で、第１の磁気手段からビームの軸線に
そって間隔ケあけて配置される。第ｌ及び第２の集束磁
場が作動し、共に変化すＺ）と、ビーム回転に実質的な
変化を与えずにビームを集束する。レンズは、更に第８
の磁気手段全有する。その磁気手段は、倍率又は県東に
実質的に変化を与えずにビームを鵬転芒ぜるために変化
させることができる回転磁場をブレ成する手段で、第１
の磁気手段と第２の磁気手段との間で、ビームの軸線に
そって配置される。

典型的には、各磁気手段は、磁極片及び巻線部金有する
。磁極片は中央レンズ孔ｆ：取シ囲み、周囲間隙を画成
するために細繊方向に間隔があけられた部分を有する。

巻線部は、電源からの電流に応答して極片及び間隙を付
勢する。典型的に、第２の集束磁場は第１の集束磁場と
同じ強度及び空間分布を実質的に有する。磁気レンズは
更に第１及び第２の磁シ１手段と結合する補償手段を有
する。

この手段は、回転磁場が増加するときに、第１及び第２
の集束磁」ル）を減少さぜるべく動作する。

ｒ’、Ｉ：ｌ（流側〕基板１２上にレジスト層ｌＯを有する被加工物に選択的
に朋射するだめの荷電粒子ビーム露光装置が６Ｈ’ｌ　
］　ｌｙｅに略示的に示されている。マスクプレート或
いは半将体ウェーハであっても良い基板１ｚ＋ａ、加工
テーブル】４又はステージ上に、荷電粒子ビームの方向
に訊Ｍｈｘ及びｙ方向に可動的に載ｈ）Ｉされて伝る。

との実施例においては、電子ビームがレジスト層ｌＯを
露光するために利用される。イ５制御装置ｉｔ　（図示
せ−ｔ″）が電子ビームコラムの各要素及び１アζ加工
物の露光の間の加工テーブル１４のｉで勅を制御ｌｉ、
ｌする。

第１図の１ｕ子ビームコラムは、コラムの軸線にそって
柚子ビーム１８を射出する電子源１６を有している。電
子ビーム１８は、電子ビームをコラムの軸線に正確に整
合する心合コイルＢＯを通過する。ビーム１８は、通過
する第１の開孔２４を有する第１の開孔プレートｚ１１
に射出される。コンデンサレンズ２６　ｔｊ：　、整形
偏向器２８のプレートの間に電子源１６の像を形成する
ためにビーム１８を集束する。次に、イメージレンズ８
０が、第１の開孔２４の像を通過する第２の開孔８４を
有する第２の開孔プレートへと集束する。整形偏向器４
８は、第２の開孔８４に関して第１の開孔２４の像を偏
向し、可変綜走査に適した断面のビームを形成する。更
に、ビーム１８は整形偏向器２８によってブランクオフ
（ｂｌａｎｋ　ｏｆｆ）　させることができる。次に、
電子ビーム１８は縮小レンズ８６、補正偏向器８８、偏
向コイル４ｏ及び射出レンズを通過する。縮小レンズ８
６及び射出レンズ４ｚは、ビーム１８をその最終寸法へ
と縮小し、整形したビームのｇｉ！’ｆｒ被加工物上に
射出する。

偏向コイル４０は、被加工物上の予め定められた走査場
内の任意の特定の位置へと整形ビームを偏向する。補正
偏向器８８．は、短い距離の間でビーム１８を極めて高
速度で静電偏向する。電子１６と被加工物との間で電子
ビームが横断する領域が処理の間誦真空に保持されるこ
とは理解されよう。

第１の開孔２４は、正方形でもよ込が、好適には、装置
がｈ■変線走査を行うときにＬ字形であることが望゛ま
しい。第２の開孔８４は好適には正方形でｉわる。第１
の開孔２会、第２の開孔８４、イメージレンズ８０、並
びにビーム整成及びビームブランキングを行うだめの整
形偏向器２８の動作は、ｇ　２　Ａ　−Ｓ　ｌ）図に図
示されている。イメージレンズ８０は、第２の開孔８４
上に適当に拡大された第１の開孔の像を集束する。第２
人−２Ｄ図ノ各々は、電子ビームコラムの軸線で見た第
１の開孔の像５０及び第２の開孔８４の重なりを示して
いる。第１の開孔の像５０と第８の開孔８４の相対位置
は、整形偏向器２８、典型的にはへ重靜′ば偏向器に印
加される電圧によって決定される。

第２の開孔８４を通過する電子ビームの部分は、第２の
開孔８４とａｌの開孔の像５０との間の重なりの量によ
って決定される。そしてその通過する電子ビームは、第
１ｉＡ−１０図の斜線領域で示す垂直又は水平に向いた
中間ライン５２の形状の断面を有する。中間ライン６２
は、長さ及び幅が可変である。第２Ｄ図はビーム１８の
ブランキングを図示している。

中間ライン５ｚの像が、縮小レンズ８６及び被加工物の
表面の上の射出レンズ４２によって、第８図に示すよう
に被加工物に射出ライン５８を形成する。第８図には、
可変長の射出ライン５８の走査によシ、任意の形状のパ
ターン６０の繕光がなされることが示されている。最初
に、ビーム１８は第２０図に示すように整形され、偏向
コイル４０によって、パターン６０の左ｐＨ１に耐錐さ
れる。次に、垂直射出ライン５８は、偏向コイル４０に
おける印加電流を増加することによシ右方に走査される
。同時に、整形イぎ号が、整形偏向器ｚ８及び補正偏向
器８８に印加され、ライン６８の長さ及び垂直位置を変
化させる。ライン５８がパターン６０の右端に至ると、
ブランク・オフされ、シフトされ、次の走査パターンに
移る。

第２Ａ図において、中間ラインの縁部６＄１．６４が開
孔２４によシ決定される一方で、縁部６６．６８が開孔
８４によって決定されることがわかるだろう。矩形の中
間ライン５８を得るために、縁部１１２．６８け平行で
なければならず、縁部６４．６６も平行でなければなら
ない。第１の開孔の像と８Ａ２の開孔８４との間のいか
なる相対的回転も、ライン５２の非平行な縁部と々る。

歪んだ中間ライン５Ｌ従って企んだ射出ライン５８は、
射出ライン５８のいろいろな幅のために被加工物上のパ
ターンの形態に関して一様な露光を行うことができなく
なる。本発明全実施することにより、イメージレンズは
像５０全回転させる能力を、像５０の集束又は倍率に実
質的な変化を与えることなく与えることになる。

、〉９４図には、本発明全実施した磁気レンズの略示ｔ
６＋面図が示されている。第４図のレンズは、第１図の
イメージレンズ８０に対応している。レンズは一対の集
束要素７０．７１及び回転要素？！１を有し、これら全
てが円筒状レンズ孔７４を取シ囲んでいる。レンズは軸
線７５に関して回転対称となっている。作動させると、
電子ビーム１８は整形偏向器によって引き出され、軸＆
！７５に関してビームの変動を有しながら、軸線７５に
はほそってレンズを通過する。少なくとも、レンズ孔７
４は動作中高真空に保たれる。

集束要素７０．７１はレンズ孔７４にそって軸線方向に
間隔があけられている。回転要素７２は、集束要素７０
と集束要素７１の間で軸線にそって配置されている。集
束要素７０は磁気外側極片７６及び外側巻線７７を有し
ている。極片７６は、孔？４を取り囲み、孔？４の周囲
分取り囲む外側間隙７８を形成するために軸線方向に間
隔があけられた対向部？６ａ、？６ｂ（ｉｌ有している
。集束要素７１は磁気外側極片８０及び外ｌｌｌＩＩ巻
線８１を有している。極片８０　Ｆｉ、孔７４を取り囲
み、孔７４の周囲を取り囲む外４１１１間隙８２゛テ形
成するために軸線方向に間隔があけられた対向部１３．
０．ａ、　８０ｂを有している。回転要素７２は、磁気
内（Ｉ１１１極片８４及び内側巻線８５を有している。

極片８４ｆま、孔？４を取り囲み、孔？４の周囲を囲む
内番１１間団１８６を形成するために軸線方向に間隔が
あけられた対向部”ａｓ　”ｂ’ｅ有して因る。極片７
６．８０．８４は、第８図に１つの一体的要素として略
示的に示されている。実際の実施例におしては、極片は
数１１１Ａにして製造され、次に相互に組み立てられ、
巻線が５％１所に配置され、そして完全なレンズ組立体
が形成される。

巻線７７．８１，８５は多重巻き導線から成シ、電源か
ら′の電流によって付勢されると、極片７６．８０．８
４及び間隙７８．８２．８−６内に磁場を形成する。巻
線のＩＩＬ流の相対的な方向は、第４図に示す通ｐ　×
　又は　○　によって示される〇×は紙面に向って入る
方向を示し、○は紙面から出て行く方向を示す。集中要
素７０は光学的補償巻線８８′＋−壱することができ、
集束要素７１は光学的補償巻線８９を有することができ
る。光学的補償巻線の目的は以下でれ明する。レンズは
、巻線７７．８１，８５．８８．８９、を１つ又はそれ
以上の′電源に接続するためのコネクタのような手段？
有している。

集束電流が外側巻線？？、８１に印加されると、集束磁
場９０，９１が、第５図のように、間隙１８．８２内に
、そしてレンズ孔７４の隣接部分にそれぞれ形成される
。集束磁場９ｏ、９１は反対の極であり、同じ強度、同
じ場の分布を有している。

反対向きの磁場９０．Ｑｌによって電子ビームに分は与
えられる正味の回転はゼロでめる。回転電流が内側巻線
８６に印加されると、回転磁場９２は内側間隙８６及び
レンズ孔？４の隣＋ｉ部分内に形成される。回転磁場９
２は、実質的に集束又は倍率に影皆を与えることなく、
ｎｒ望の１ｇ１転を電子ビームに与える。回転磁・揚９
２は、必要な回転に依存して、極性全もっことも、ゼロ
になることもできる。集束磁場９ｏ、９１との間に回転
磁場全形成すると、倍率における１回転調節の影響が最
小化される。

本発明に従う磁気レンズの動作特性は、電子ビームが横
切る領域の磁場に依存する。極片部分７６ａと７６ｂ、
８０ａと８０ｂ、８４’ａと８４ｂどの間の磁場が、間
隙？８．８２、ｓ６に限定されずに、それらが磁場と相
互作用するレンズ孔７４の中に仰る。そして、場は、間
隙の幾何学形状、間隙の間の間隔−及び各間隙に印加さ
れる磁場の強度及び極性に依存する。

回転の調節がム”き束又は倍率に実質的に影響を与え々
いための条件を満すためには、間＠７８．８２１．１１
３内の＆ｋ　ｊａｍにおいて、その強度と空間分布に関
して限定が加んられなければなら：ケい。外側間隙７８
．８２の近傍の磁場は選択され、目的物の位ＩＢｓ像の
位置及び必要な倍率に依存する所望の集束のＩｌＩα囲
を与える。磁場の焦点距離の依存性は次のノ瓜りであｚ
ｏ焦点距ＩＡＩＬ”　ｌ／　ｆ　１３　ｔ２（ｚ　）　ｄ
つここで、２二ビーム軸暢にそった距離Ｂｆｆｚ）−集束磁場同様に、焦点距離の励磁への依存性は次の通りである。

焦点距離−１／（Ｎ、Ｉｆ）２ここで、Ｎｆ＝＝各外側巻線？７．８１の巻数Ｉｆ＝各外各巻側巻線、８１の集束電流内側間隙の近傍
の磁場は、ビーム回転の必要範囲を与えるべく選択され
る。回転の磁場への依存性は次の通りである。

回転欠／Ｂ（ｚ）ｄｚここで、Ｂ　（ｚ）一回転磁場同様に、回転の励磁への依存性は次の通りである。

回転＝Ｎ　Ｉここで、Ｎｒ−、内側巻線８５の巻数Ｉ、＝内側巻線８５の回転直流一般的に、開孔２４．８４（第１図）が最初から機緘的
に整合し、可能な限り接近させであることから、必要な
回転範囲は小さい。

外側巻線？？、８１の電流が典型的に寺しく且つ反対向
であることから、集束要素７ｏ、７１によって生じる正
味の回転はゼロである。集束が変化すると、電流は回転
が影響を受けないように等しく保たれる。外側巻１１ｔ
１７７．８１の電流が一定時たけ変化でせることかでき
、従って一定のビーム同転を生じさせることができるこ
とは理解されよう。、ビーム回転の調節は回転磁場ｇ２
を変化させることによって行われる。ビーム回転調節の
集束への形勢を最小化するために、焦点距離の式から次
のことがわかるだろう。

ｆ　［１ｒ”（ｚ）ｄ　ｚ　＜０．０１　ｆ　Ｊ２（ｚ
）ｄ　ｚこの条件は満し得る。そして、回転磁場Ｂｒ（
ｚ）の９抑が比較的小さく、軸線方向の相互作用の距離
又は内側間隙の間隔が比較的大きいときに、必要な回転
が得゛られる。−例として、内側及び外側間隙が等しい
間隙であるとき、上記条件は次のように簡略化できる。

Ｂ　＜Ｏ，ｌＢ。

ビーム回転の９周節の焦点への影善を最小化するための
榮件は次のようにも表することができる。

Ｎ　Ｉ　＜０．１Ｎ（ＩＩ内側間隙８６が第４図に図示しであるとおり１つの間隙
であるが、回転磁場が、上記条件に従う磁場及び相互作
用を調製するために、１つ又はそれ以上の間隙の形状に
よって形成され得ることも理解されよう。

一般的に、レンズは、個々の間隙からの磁場の重なりを
微小量以下に押えるように形状付けられており、それに
より、ビームが回転するときに倍率の変化全所定の限度
以内に保つ。特別に設計したレンズの性能は、上記の１
−１．０．　ＯｈｕとＥ、Ｍｕｎｒ。

（Ｏｐｔｌｌｃ　６１．　Ｎｏ、　２（１９８２）、　
１２１Ｊ　）のコンピューメブロクラムを利用すること
により計算することができる。磁場の重なシは、間隙の
直径Ｉ）（第４図参照）を小さく保つことにより減少す
る。

しかし、間隙の直径が減少すると、Ｗ６光を不一様にも
する歪みは増加することがら、間隙の匣径に下限が設定
される。間隙の直径をレンズの焦点距離の０２から１．
０倍の間の範囲のものにすることが望ましい。磁場の重
なシを減少する付加的な因子が、間隙の間隔Ｓと間隙の
直径りとの比である。

外側間隙７８．８２に対して、８／Ｄの値は、０１２５
から１．５の間の範囲のもので満足のいくものであるが
、好適には０２６から０６の間の範囲が良い。内側間隙
８６に関し、僅かに焦点のぼけが伴うが大きな範囲を与
えるためには、ｓ／Ｄは、磁場の４ｙりをなくすか又は
最小にするという制限内で、比較的大きな値を取る必要
がるる。内側間隙８６に対して、Ｓ／Ｄの値は０．２６
から２０の範ＩＬｉＪが好適である。更に、磁場の麓な
りをなくすか又は７長Ｊ・にするだめの因子は、間隙の
間の距離Ｌ（１）間隙の直径１）に対する比でおる。Ｌ
／Ｄは１から会の間にめることが望ましい。上限として
は、レンズは実施不一」１１目に長くなる。必要条件で
はないが、名レンズの要素？（１、−／ｌ、？２０間隙
は同じで４−）ることが望−ましい。この仁とにより、
円１．３〕状孔７４・のｉｌ！径は一定となり、レンズ
の製造を容易にする。更に、必ず必要ではないが、内側
間１原８０が外１ｉ１１１間隙７８．８２から等距離に
あけらイ」−」゛ることか′￥ｉ−マしい０上述したよ
うに、回転磁場は、１つ又はでれ以上の間隙の形状によ
つ−Ｃ形成することができる。

本発明に従う磁気レンズの一実施例の算出された性能は
第６図に示されている。この例では１）＝１５．２ミリ
メートル、Ｌ−２４ミリメートル、各間隙７８．８２．
８６に対してＳ　／　Ｄ　＝　０．２５でおる。

第６図において、レンズの倍率及び像の回転はＸの関数
でグ５ノにされている。ここで、Ｘは各外側間隙に関す
る内側間隙の公邸励磁（ｆｒａｃｔ　１ｏｎａｌｅｘｃ
ｉｔａｔｉｏｎ）である。また、第６図において、集束
を維持するために必要な外ａｌｌ　１１ｊｊｌ’ｉＡの
アンペア−ターン（ａｍｐｅｒｅ　ｔｕｒｎ）　Ａ　Ｔ
がグラフにされている。大きな回転の変化に対して、集
束を維持するために外側間隙のアンペア−ターン７１−
減少させる必要があることがわかるだろう。しかし、必
要な回転の範囲は僅かな程度に限定され、装置は、集束
の理想的な深さを有している。これら条件が満されると
、内側間隙の励磁は小さく保つことができ、回転調節が
焦点をＩまかずことなくおこない得る。この典型的な動
作範囲は、第６図に示す通り、Ｘｓ　とＸ、の間の範囲
の餉Ｘである。この範囲において、集束に対応するＡＴ
の変化、及び倍率の変化は共に最小である。補償巻線８
８．８９は第６図の曲線を計ｐ゛する上で使用されてい
々い。。

第７図において、本発明を実施した磁気レンズの他の実
施例の性能が図示されている。この実施例にお＾て、間
隙の直径りは１７．８ミリメートルまで増加し、従って
、内側間隙の磁場と外側間隙の磁場との間の重なりが小
さくなる。間隙の間の間隔は２４ミリメートルでＳ／Ｄ
の値は０２１１である。

この小さな場の重なυによって、アンベアーターンＡＴ
曲線に関して倍率曲線のずれが生じる。この特性を利′
用して、ＡＴ曲線の補正を行り、それにより回転駒部の
より広い範囲を得る一方で、集束への影Ｗを最小にする
。補償巻線８８．８９を集束要素７０．７１の有効アン
ベアーターンを減少させるために付勢し、内側巻線８６
による内側間ｌ！Ｘ１８６の励磁を増加させる。これに
より、第７図のＡＴａｉＫの一部に近似した直線が与え
られる。

好適な実施例としては、補償巻線８８，８Ｇは内１１１
１巻馳８５と直列に接続される。補償８８．８９τ使用
することによシ、ビームがレンズの集束又は倍率に実質
的に影響を与えることなく回転可能となる範囲が増加す
る。

〔発明の効果〕

第８図において、本発明を実施した８間隙レンズ及び２
間隙集束レンズに対して、倍率が回転の関数としてグラ
フにされている。２間隙レンズの場合に、回転は、１つ
の巻線の電流を増加し、他の巻線の電流を減少すること
によって得られる。

このことは集束を維持するが、しかし倍率に許容しかた
１変化をもたらす。それは、非対称な励磁がレンズの主
面をシフトするからである。８間隙の場合の回転は、内
側間隙の磁場を変化させ、２つの外側間隙の励磁を一定
に保つことによって得られる。第８図に示すとおシ、倍
率は、８間隙の場合に対してほぼ一定である。

第９図においでは、本発明を実施したレンズが間隙の直
径の関数で歪むことを示している。嬉９図に示す歪みを
計算する際は、第１の開孔と第２の開孔８４との間の間
隔Ｌｔ（第１図参照）を２０ｃｔｎ　、必要な倍率を０
５、第Ｂ、の開孔８４の全偏向場を１６０ミクロン、間
隙距離りを２４ミリメートル、８／Ｄを０．２５と仮定
している。許容可能な歪み及び♂ｆ容５Ｉ能な磁場の屯
なシを有する動作領域が示されている。また、比較のた
めに、第９図には、１つの間隙レンズに関連した歪みを
も図示されている。

本発明の好適実施例は本発明全説明するためのもσ）で
、当条省であれば特Ｗｆ蛸求の部門から逸脱することな
くいろいろな弧形、変更を加えられることは明らかであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ビーム整形全利用した電子ビームリソグラフ
装置ばの略示図である。第２Ａ−ＲＤ図は、１ｊ変な長さ、幅及び方向を有する
ビーム断面を形成する第１図の装置の動作の説明図であ
る。ｍ　８　ｂＡは、第１図の装置ｕによるパターン走査を
図示する。第４図は、本発明を実施した磁気イメージレンズの断面
図である。第５図は、第４図に示すレンズの磁場を図示するＯ第６図は、第４図のレンズの一実施例の性能を図示する
グラフである。第７図は、第４図のレンズの他の実施例の性能全図示す
るグラフである。第８図は、レンズの倍率全回転の関数として図示するグ
ラフでおる。第０図は、磁極片の直径に対するレンズの歪みを図示す
るグラフである。〔主要符号の説明〕７０．７１−一集束要素　７２−一回転要素７４−−レ
ンズ孔　？６．８０．８４−一極片７６ａ、　ｉ６ｂ、
　８０ｇ、　８０ｂ、　８４ａ、　８４ｂ−一対向部分
？’／、　８１．８５−一巻線　７８．８２−一外側曲
隙８８．８９＝−補償巻Ｍ　８６一−内側間隙９０．９
１−一磁場　９ｇ−一回転磁場ＦＩＧ、　ｌ　ＦＩＧ２
ＡＦＩＧ、３ヒｌ（ｊ、６　回転Ｃ度）

Claims

【特許請求の範囲】１、荷電粒子ビーム像を作るための磁気レンズであって
、ａ）前記ビームの軸線にそって第１の集束磁動を形成す
る蕗１の磁気手段と、ｂ）該ＩＡｌの磁気手段から前記ビームの軸線にそって
間隔をあけて配置され、前記第１の集束磁場とは反対の
極性を有する第２の集束磁場を形成する第２の磁気手段
と、Ｃ）前記第１の磁気手段と前記第２の磁気手段との
間で前記ビームの軸線にそって配置され、倍率又は集束
に実質的変化を与えずに前記ビームを回転させるために
変化させることができる回転磁場を形成する第８の磁気
手段と、から成り、前記第１及び第２の集束磁場が、共に変化するときに、
ビームの回転に実質的な変化を与えずにビームを集束す
べく動作するところのレンズ。２、特許請求の範囲第１項に記載されたレンズであって
、前記各磁気手段が、中央レンズ孔を取り囲み、間隙を画
成するために軸線方向に間隔が６けられた部分を有する
磁極片、及び電冴がら受信した１Ｍ、＃Ｌに応答して前
記他片及び前記間腺を付勢する巻線部を有するところの
レンズ０８　特許請求の範囲第１項に記載さｔ’−ｆｃレンズで
あって、／Ｂ：（ｚｌｄｚ（（１０１／Ｂ（”（ｚｌｄｚここで
、２−前記ビーム軸線にそった距離Ｂ　（ｚｌ＝前記回
転磁場Ｂ　ｔ　ｋ）−各前記集束磁場であるところのレンズ。４　特許請求の範囲第８項に記載されたレンズであって
、Ｔ′８ｉ＋記第１及び第２の磁気手段と結合し、Ａｉｌ
記回転磁場が増加したときに、前記第１及び第２の集束
イｌ杼場を減少させるべく動作する補償手段を更に有す
るところのレンズ。５　、特許１．請求の範囲・）％　３１ｒｌｉｉに記載
されたレンズであって、［）ｕ記２′４↓２の集束磁場が、前記第１の磁場と同
じ強度及び空間分布を実質的に有するところのレンズ。６　荷′α粒子ビーム像を作るだめの磁気レンズであつ
゛て、ａ）＋ｉｉｌ記＜’Ｉ　′ｉｔ　Ｒ々子ビームが通過す
る１／ンズ孔にそって軸線方向に間隔があけられた一対
の集束要素と、ｂ）該集束要素との間に軸線方向に配置ｄ芒れた回転要
素と、から成り、前記集束要素の各々が、Ａｉｌ記孔を取り囲み、周囲外側間隙を画成するために
軸線方向（Ｃ間隔があけられた対向する部分を有する外
側極片と、核外側極片を付勢Ｌ７、集束電流に応答して前記外側間
隙の近傍に集束磁場を形成する外側巻線部を有し、前記回転要素が、前記孔を取り囲み、周囲外側間隙を画成するために軸線
方向に間隔があけられた対向する部分を有す内側極片と
、該内側極片を付勢し、回転ｔａ流に応答して前記内側間
隙の近傍に回転磁場を形成する内側巻線部を有する、ところの磁気レンズ。７、　特許請求の範囲第６項に記載されたレンズであっ
て、前記外ｆ１１１間隙の近傍の集束１１＜、’Ｊ場は、強
度が等しく、方向が逆であるところのレンズ。８　特許請求の範囲第６項に記載されたレンズでおって
、前記列側巻線部の前記集束電流の強度が等しいところの
レンズ。９　特許請求の範囲第６項に記載されたレンズであって
、前記外側間隙の個１線方向の寸法ど前記外側間隙の内側
直径との間の比が、０１８５から１５の間の範囲にある
ところのレンズ。ＩＯ特許請求の範囲第６項に４己載されたレンズであっ
て、前記夕ｊ側間隙の’１ｆｉｌｌ　＝ｘ方向の寸法と前記
外側間βλの内直径どの比が、０２５から０５の間の範
囲にあるところのレンズ。１１、特許請求の範囲第１０項に記載されたレンズぐで
あって、前％ｉ′：内伸間隙と前記外側間隙との間の間隔の前記
孔のｖｒ径との比が、■から手の間の範囲にあるところ
のＬ／ンズ。Ｌ２．　ｑ４許栢＊の範囲第１１項１にＯｌシ載された
レンズであって、前Ｎ己内仰１間隙のｌｌ’ｉｉｌ紡方向の寸法と前記内
側聞ＩＱの内直径との比が、０２５から２の間の範囲に
あるところのレンズ。１８　特許請求の範囲第６項に記載されたレンズであっ
て、Ｎ、　Ｉ　’、＜０．１ＮｆＩ　１ここでＮｒ＝前記内側巻線部の巻数Ｎｆ−前記外側巻線部の巻数Ｉ（−前記集束電流でちるところのレンズ。１４、特許請求の範囲第１８項に記載されたレンズであ
って、前記内−側極片及び前記外側極片が中空トロイド゛形状
体であシ、前記各巻線部が前記中空トロイド形状体内に配置されて
いるところのレンズ。ＩＬ　特許請求の範囲第６項に記載８れたレンズであっ
て、前記各集束要素が、更に、前記回転磁場が増加したとき
に、前記外側巻線部によって形成される前記集束磁場を
減少さぜろべく動作する神イｌｈ巻紗都を有するところ
のレンズ。１５　特訂誼求の帥囲第１５項に記載されたレンズでｌ
しって、１１１Ｓ記補償巻線部が、前記内仙１巻線部と直列に龜
１；ｉされ、ｎ’ｌ　Ｓ［３回転イ磁場と同於だけ前記
集束６・）（場を誠少するところのレンズ。