JPS63141248A - 電子ビ−ム露光装置 - Google Patents

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】 〔概　要〕 対物レンズコイル中にｘ、ｙの各軸に対して前段、主、
後段の３種類の偏光コイルを一定の条件で配置して電子
ビームの像面に対する垂直入射を可能とする電子ビーム
露光装置を提供する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は電子ビーム露光装置に係り、特に像面に対して
垂直入射が可能な複合収束偏向系を有する電子ビーム露
光装置に関する。

〔従来の技術及び問題点〕

電子ビーム露光は波長が短かい電子ビームを用いて露光
を行なう装置であり、微細加工に適する。

従来第４図に示すように上段偏向コイル１、下段偏向コ
イル２、対物レンズコイル３及びフェライトリング４か
らなる２段コイルを有する電子ビーム露光装置は電子ビ
ーム５が像面６に対して垂直入射とならないために位置
ずれを起こす。

すなわち第５図に示すように像面（例えばウェハー面）
が基準の高さからずれることにより形成される像がＡの
分だけずれる。

上記欠点を解消すべく像面に対して垂直に入射し、しか
も収差の小さな方式としてＩＢＭのＰｆｅｉｆｆｅｒら
によってＶ　Ａ　Ｌ　（ＶＡＲＩＡＢＬＥ　ＡＸＩＳ　
ＬＥＮＳ）方式が発表されている。

この方式は第６図に示すように上段偏向コイル１０、下
段偏向コイル１１からなる偏向コイル１２と対物レンズ
軸移動用コイル１３、及び規準レンズコイル１４、対物
レンズコイル１５からなる。図中１６はフェライトリン
グ、１７はレンズ枠を示す。

第７図は上記第６図を筒素化した図であり、上段偏向コ
、イル１０．と下段偏向コイル１１は互いに逆向きの磁
界を発生させ、電子ビーム５を該偏向コイル１１　、１
２で偏向した後、電子ビームを像面に対して垂直にし後
段に入射させる。軸移動用コイル１３の磁界と対物レン
ズコイル１５の磁界との合成によりみかけ上対物レンズ
の軸を左に偏光したビームの入射位置に合せて収差を押
えいわゆるボケの補正をしている。

この方式でも電子ビームが像面に対して垂直に入射し、
収差も押えられるが、偏向コイル系の前段系と軸移動用
コイル系の後段系とシステム的に２つのコントロール系
等が必要な複雑な構成であり、しかも取扱いも複雑とな
る。

本発明は上記問題を解決するもので電子ビームの像面に
対する垂直入射及び収差の向上を簡単な装置で達成する
ことを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点は本発明によれば一定方向にレンズ磁界を有
する対物レンズと、該対物レンズの磁界方向に直交する
方向に一つの磁界方向を有する第１コイルと、該第１コ
イルの磁界方向を基準として９０°　±２０’回転させ
た方向に磁界の方向を有する第２コイルと、該第１コイ
ルの磁界方向を基準として前記第２コイル回転方向と反
対方向に１２０゜±２０°回転させた方向に磁界を有す
る第３コイルとを具備することを特徴とする電子ビーム
露光装置によって解決される。

本発明では前記第１コイル、第２コイル、第３コイルを
それぞれ前段コイル、主コイル、後段コイルとして電子
ビーム露光面に向かって順次配設する。

〔作　用〕

本発明によれば像面に向けられた電子ビームが垂直にな
るように３つの偏向コイルの磁界方向が特定されている
ので、容易に垂直ビームを得ることができる。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る電子ビーム露光装置の構成の一実
施例を説明するための模式図である。

第１図に示すように本発明の電子ビーム露光装置は電磁
偏向系２０として前段コイル２１、主コイル２２後段コ
イル２３がそれぞれ順次像面に近づく位置にしかも像面
に垂直に配置されてており、該電磁偏向系２０を中心に
配置するように像面に垂直に対物レンズコイル２４が設
けられている。

図中２６はダイナミックスティグで非点収差補正のため
に設けられ、２７はダイナミックフォーカスで湾曲補正
のために設けられている。また２８゜２９はそれぞれフ
ェライトリング、対物レンズ枠を示す。

第２図及び第３図は第１図に示した構成のうち特に対物
レンズと電磁偏向系コイルの位置関係を説明するための
要部正面図とその上面図である。

第２図、第３図に示すように入射電子ビームは前段コイ
ル２１で振られ、その電子ビームは磁界の向きが像面よ
り入射点側を向いている対物レンズ主コイル２２により
生ずる磁界中をはパ−直線に進み所定の偏向量の大部分
を消化する。この対物レンズ、主コイル２２だけではビ
ームは（ａ）のように進んである勾配で像面に達する。

一方後段コイル２３のみ使用した場合ビームがレンズと
後段コイル２３により　（ｂ）のように進んで（ａ）の
勾配と異なる他の勾配で像面に達するとする。

（ａ）、（ｂ）を一定の条件にすると両者の勾配が打消
しあって像面に垂直に入射する。

今上記の（ｃ）が垂直に入射する（ａ）（ｂ）の条件を
検討する。

まず前段コイル及び主コイルによって像面に入射される
位置をＸ軸ｙ軸上の（Ｘｍ　　、）’１）とし入射勾配
は（ＸＺ＋）”ａ）とする。また後段コイルによって像
面に入射される位置を（ｘｂ　　。

ｙｂ）とし入射勾配は（Ｘ’ｂ＋３”ｂ）とする。

そこで全コイルによって像面に入射される位置は両者を
加算すればよく、従って位置は、（ｘｃ、ｙｃ）＝　（
ｘｍ、ｙｍ）＋　（ｘｂ、ｙｂ）”　（ｘａ＋ｘｂ、ｙ
ｍ＋ｙｂ）　　　（１）入射勾配は、 （ｘ′。＋ｙ’ｃ）−（ｘ’ｍ＋ｘ’ｂ＋ｙ’ｍ＋ｙ’
ｂ）ここで像面に垂直に入射される条件は （ｘ　／。、ｙ’ｃ）”　（０，０）　　　　　　（３
）である。

（２）、　（３）式からＸ　’ａ　＋ｘ　’ｂ　＝０’
（４））”　ａ　＋　Ｖ　’ｂ　＝０　（５）更に所定
の偏向量りを得るには例えばＸ軸の正の向きへの偏向の
場合、 （ｘｃ、ｙｃ）＝　　（Ｌ　、Ｏ）　　　　（６）であ
ればよい。（１）（６）式より Ｘｓ　＋　ｘｂ＝　Ｌ　　　　　　　（７））’　ａ　
”　）’　ｂ　”　Ｏ（８）但し第３図では見易くする
ため（ｃ）はＸ軸と一致していない。

コイルの位置、大きさ、巻数により各コイルの能率は決
まる。垂直入射のための相対強度は上記（４）、（５）
式から求められる。

通常用いられている条件を（４）、　（５）式に当ては
めると、物点に近い前段コイルにより生ずる磁界の方向
を基準として、それぞれ対物レンズ上（２）　部の主コ
イルの磁界が時計廻りに９０°±（２０°）の方向を向
くように主コイルを配置し、対物レンズ下部の後段コイ
ルの磁界が反時計廻りに１２０゜（±２０°）の方向を
向くように後段コイルを配置すれば像面に垂直に入射す
ることがわかった。なお±２０’　は各コイルの位置、
大きさ等を変えた場合相対角度を変える必要があること
を示す。しかし条件一定のもとではコイルの配置が一意
的にきまるのは既に示した通りである。

本実施例は対物レンズの磁界の方向が上向きの場合であ
って、対物レンズの磁界の方向が下向きの場合は前段コ
イルにより生じる磁界の方向に対して主コイル、後段コ
イルの磁界の向きは本実施例と反対方向となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば電子ビームが簡単な
系で像面に垂直入射が可能となり更に本実施例は入射角
だけでなく収差も各コイルが打消し合うような配置とな
っているためコマ収差、色収差等の収差を小さくするこ
とも可能となった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電子ビーム露光装置の構成の一実
施例を説明するための模式図であり；第２図及び第３図
は第１図に示した構成のうち特に対物レンズと電磁偏向
系コイルの位置関係を説明するための要部正面図とその
上面図であり；第４図は一つの従来例を説明するための
模式図であり； 第５図は電子ビームの位置ずれ説明するための図であり
； 第６図及び第７図は他の一つの実施例を説明するための
図で特に第７図は第６図の要部模式図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、一定方向にレンズ磁界を有する対物レンズと、該対
   物レンズの磁界方向に直交する方向に一つの磁界方向を
   有する第１コイルと、該第１コイルの磁界方向を基準と
   して９０°±２０°回転させた方向に磁界の方向を有す
   る第２コイルと、該第１コイルの磁界方向を基準として
   前記第２コイル回転方向と反対方向に１２０°±２０°
   回転させた方向に磁界を有する第３コイルとを具備する
   ことを特徴とする電子ビーム露光装置。 ２、前記第１コイル、第２コイル、第３コイルをそれぞ
   れ前段コイル、主コイル、後段コイルとして電子ビーム
   露光面に向かって順次配設することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の装置。