JP2000232052A - 荷電粒子線転写露光装置 - Google Patents
荷電粒子線転写露光装置Info
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- 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
- H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
- H01J37/317—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for changing properties of the objects or for applying thin layers thereon, e.g. for ion implantation
- H01J37/3174—Particle-beam lithography, e.g. electron beam lithography
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
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- B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 減速電界に寄生する収差を比較的簡易な方法
で処理できる荷電粒子線転写露光装置を提供する。 【解決手段】 本露光装置は、ウエハ９１上に転写すべ
きパターンを有するマスク５１を照明する照明光学系
と、マスク５１を通過した荷電粒子線をウエハ９１上に
投影する投影光学系を備える。マスクと投影光学系（ラ
イナーチューブ５５）間、及び、投影光学系（ライナー
チューブ７７）とウエハ９１間に減速電界が設けられて
いることを特徴とする。このため、マスク・投影光学系
間の減速電界の有する凸レンズ作用に起因する収差と、
投影光学系・ウエハ間の減速電界の有する凹レンズ作用
に起因する収差の少なくとも一部同士を相殺でき、減速
電界に寄生する収差を比較的簡易な方法で処理できる。
で処理できる荷電粒子線転写露光装置を提供する。 【解決手段】 本露光装置は、ウエハ９１上に転写すべ
きパターンを有するマスク５１を照明する照明光学系
と、マスク５１を通過した荷電粒子線をウエハ９１上に
投影する投影光学系を備える。マスクと投影光学系（ラ
イナーチューブ５５）間、及び、投影光学系（ライナー
チューブ７７）とウエハ９１間に減速電界が設けられて
いることを特徴とする。このため、マスク・投影光学系
間の減速電界の有する凸レンズ作用に起因する収差と、
投影光学系・ウエハ間の減速電界の有する凹レンズ作用
に起因する収差の少なくとも一部同士を相殺でき、減速
電界に寄生する収差を比較的簡易な方法で処理できる。
Description
【０００１】本発明は、電子線やイオンビーム等の荷電
粒子線を用いてマスク上のパターンを感応基板（ウエハ
等）上に転写する装置に関する。特には、マスクへの荷
電粒子線入射速度よりも感応基板への荷電粒子線入射速
度を低くする方式の装置において、マスク・感応基板間
の減速電界のレンズ作用に寄生する収差発生を抑制でき
るよう改良を加えた荷電粒子線転写露光装置に関する。
粒子線を用いてマスク上のパターンを感応基板（ウエハ
等）上に転写する装置に関する。特には、マスクへの荷
電粒子線入射速度よりも感応基板への荷電粒子線入射速
度を低くする方式の装置において、マスク・感応基板間
の減速電界のレンズ作用に寄生する収差発生を抑制でき
るよう改良を加えた荷電粒子線転写露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平８−１２４８３４号には、マスク
・ウエハに減速電界を設けてマスクへの荷電粒子線入射
速度よりも感応基板への荷電粒子線入射速度を低くする
電子線転写露光装置が開示されている。この方式の露光
装置のねらいは次のとおりである。 （１）マスクに入射する電子線の速度をできるだけ早く
することにより、散乱コントラスト型のマスクを使用す
る場合においても高い電子線通過率とコントラストを確
保する。また、マスクの電子線通過率を高くすることに
より、吸収電子によるマスクの加熱を低減できる。さら
に色収差も小さくなる。 （２）一方、ウエハに入射する電子線の速度は、マスク
通過時よりも相当程度減速することにより、レジストの
感度低下とレジスト及びウエハの発熱を抑制する。
・ウエハに減速電界を設けてマスクへの荷電粒子線入射
速度よりも感応基板への荷電粒子線入射速度を低くする
電子線転写露光装置が開示されている。この方式の露光
装置のねらいは次のとおりである。 （１）マスクに入射する電子線の速度をできるだけ早く
することにより、散乱コントラスト型のマスクを使用す
る場合においても高い電子線通過率とコントラストを確
保する。また、マスクの電子線通過率を高くすることに
より、吸収電子によるマスクの加熱を低減できる。さら
に色収差も小さくなる。 （２）一方、ウエハに入射する電子線の速度は、マスク
通過時よりも相当程度減速することにより、レジストの
感度低下とレジスト及びウエハの発熱を抑制する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明者によれば、上
記特開平８−１２４８３４号に開示されている電子線転
写露光装置には以下の未解決の問題があると考えられ
る。 （１）投影光学系のレンズのライナーチューブ（又は同
号図２のシールド１５）とウエハ間に形成される減速電
界の静電レンズ作用により、投影光学系に新たな収差が
生じる。この対策について配慮がなされていない。 （２）レンズのライナーチューブに高電圧を印加する場
合に生じうる問題点への対策が考えられていない。ま
た、試料面に凹凸がある場合に発生する収差の対策が考
えられていない。
記特開平８−１２４８３４号に開示されている電子線転
写露光装置には以下の未解決の問題があると考えられ
る。 （１）投影光学系のレンズのライナーチューブ（又は同
号図２のシールド１５）とウエハ間に形成される減速電
界の静電レンズ作用により、投影光学系に新たな収差が
生じる。この対策について配慮がなされていない。 （２）レンズのライナーチューブに高電圧を印加する場
合に生じうる問題点への対策が考えられていない。ま
た、試料面に凹凸がある場合に発生する収差の対策が考
えられていない。
【０００４】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、次のような特長を有する荷電粒子線転写露光
装置を提供することを目的とする。 （１）減速電界に寄生する収差を比較的簡易な方法で処
理できる。 （２）比較的低電圧の電源で高加速電圧を得る。 （３）投影レンズ中と感応基板面でのビーム収束半角の
減速電界による変化を有効に利用できる。 （４）レンズのライナーチューブに高電圧を印加した場
合にレンズ自体に生じうる問題点を防止できる。 （５）ビーム調整やレジストレーション用の検出器を適
切に配置できる。 （６）試料面あるいはレチクル面が平坦でないことによ
る影響を防止する。
たもので、次のような特長を有する荷電粒子線転写露光
装置を提供することを目的とする。 （１）減速電界に寄生する収差を比較的簡易な方法で処
理できる。 （２）比較的低電圧の電源で高加速電圧を得る。 （３）投影レンズ中と感応基板面でのビーム収束半角の
減速電界による変化を有効に利用できる。 （４）レンズのライナーチューブに高電圧を印加した場
合にレンズ自体に生じうる問題点を防止できる。 （５）ビーム調整やレジストレーション用の検出器を適
切に配置できる。 （６）試料面あるいはレチクル面が平坦でないことによ
る影響を防止する。
【０００５】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】上
記課題を解決するため、本件発明の荷電粒子線転写露光
装置は、感応基板上に転写すべきパターンを有するマス
クを照明する照明光学系と、マスクを通過した荷電粒子
線を感応基板上に投影する投影光学系と、を備える荷電
粒子線転写露光装置であって；マスクと投影光学系間、
及び、投影光学系と感応基板間に減速電界が設けられて
いることを特徴とする。
記課題を解決するため、本件発明の荷電粒子線転写露光
装置は、感応基板上に転写すべきパターンを有するマス
クを照明する照明光学系と、マスクを通過した荷電粒子
線を感応基板上に投影する投影光学系と、を備える荷電
粒子線転写露光装置であって；マスクと投影光学系間、
及び、投影光学系と感応基板間に減速電界が設けられて
いることを特徴とする。
【０００６】このため、マスク・投影光学系間の減速電
界の有する凸レンズ作用に起因する収差と、投影光学系
・感応基板間の減速電界の有する凹レンズ作用に起因す
る収差の少なくとも一部同士を相殺でき、減速電界に寄
生する収差を比較的簡易な方法で処理できる。
界の有する凸レンズ作用に起因する収差と、投影光学系
・感応基板間の減速電界の有する凹レンズ作用に起因す
る収差の少なくとも一部同士を相殺でき、減速電界に寄
生する収差を比較的簡易な方法で処理できる。
【０００７】本発明の一態様においては、上記投影光学
系がリング状の磁極と励磁コイルを有するレンズを備
え、該磁極及び励磁コイルの内径にライナーチューブが
嵌装されており、該ライナーチューブとマスク又は感応
基板との間に上記減速電界を形成する電圧が印加されて
いる。
系がリング状の磁極と励磁コイルを有するレンズを備
え、該磁極及び励磁コイルの内径にライナーチューブが
嵌装されており、該ライナーチューブとマスク又は感応
基板との間に上記減速電界を形成する電圧が印加されて
いる。
【０００８】本発明の他の一態様においては、上記荷電
粒子線転写露光装置が電子線露光装置であって、上記投
影光学系がリング状の磁極と励磁コイルを有するレンズ
を備え、該磁極及び励磁コイルの内径にライナーチュー
ブが嵌装されており、上記照明光学系がリング状の磁極
と励磁コイルを有するレンズを備え、該磁極及び励磁コ
イルの内径にライナーチューブが嵌装されており、荷電
粒子線源である電子銃のカソードに負の高圧（Ｖｋ）を
印加し、照明光学系のレンズのライナーチューブに正の
高圧（Ｖｉ）を印加し、マスクに上記Ｖｉに等しいかそ
れよりも高い正の高圧（Ｖｍ）を印加し、投影光学系の
レンズのライナーチューブに上記Ｖｉよりも低い正の高
圧（Ｖｐ）を印加し、ウエハに上記Ｖｐよりも低い電圧
（Ｖｗ）を印加するか又は接地する。
粒子線転写露光装置が電子線露光装置であって、上記投
影光学系がリング状の磁極と励磁コイルを有するレンズ
を備え、該磁極及び励磁コイルの内径にライナーチュー
ブが嵌装されており、上記照明光学系がリング状の磁極
と励磁コイルを有するレンズを備え、該磁極及び励磁コ
イルの内径にライナーチューブが嵌装されており、荷電
粒子線源である電子銃のカソードに負の高圧（Ｖｋ）を
印加し、照明光学系のレンズのライナーチューブに正の
高圧（Ｖｉ）を印加し、マスクに上記Ｖｉに等しいかそ
れよりも高い正の高圧（Ｖｍ）を印加し、投影光学系の
レンズのライナーチューブに上記Ｖｉよりも低い正の高
圧（Ｖｐ）を印加し、ウエハに上記Ｖｐよりも低い電圧
（Ｖｗ）を印加するか又は接地する。
【０００９】このようにすることにより、電子銃のカソ
ードとマスク間に高い加速電圧（｜Ｖｋ｜＋Ｖｍ）を実
現できるとともに、Ｖｋ及びＶｍのそれぞれの絶対値は
低く抑制できる。また、マスクと投影レンズライナーチ
ューブ間に（Ｖｍ−Ｖｐ）の減速電界、投影レンズライ
ナーチューブと感応基板間に（Ｖｐ−Ｖｗ又は０）の減
速電界を実現できる。
ードとマスク間に高い加速電圧（｜Ｖｋ｜＋Ｖｍ）を実
現できるとともに、Ｖｋ及びＶｍのそれぞれの絶対値は
低く抑制できる。また、マスクと投影レンズライナーチ
ューブ間に（Ｖｍ−Ｖｐ）の減速電界、投影レンズライ
ナーチューブと感応基板間に（Ｖｐ−Ｖｗ又は０）の減
速電界を実現できる。
【００１０】ここで、上記Ｖｋの絶対値とＶｍの絶対値
がほぼ等しいことが好ましい。カソード電源及びマスク
印加電源の電圧の絶対値を最小としつつ高い加速電圧を
実現できる。
がほぼ等しいことが好ましい。カソード電源及びマスク
印加電源の電圧の絶対値を最小としつつ高い加速電圧を
実現できる。
【００１１】本発明の荷電粒子線転写露光装置において
は、上記マスクに入射する電子のエネルギを１２０KeV
以上とし、上記感応基板に入射する電子のエネルギを６
０KeV 以下とすることが好ましい。マスクへの電子線入
射速度を高くすることにより、マスクでの吸収電子線を
減らしてマスクの温度上昇を低減でき高精度のパターン
転写を行うことができる。また、散乱コントラスト方式
の電子露光のコントラストを高くできる。一方、感応基
板への電子線入射速度を低くすることにより、レジスト
の感度低下と感応基板の発熱を抑制でき高精度のパター
ン形成を行うことができる。
は、上記マスクに入射する電子のエネルギを１２０KeV
以上とし、上記感応基板に入射する電子のエネルギを６
０KeV 以下とすることが好ましい。マスクへの電子線入
射速度を高くすることにより、マスクでの吸収電子線を
減らしてマスクの温度上昇を低減でき高精度のパターン
転写を行うことができる。また、散乱コントラスト方式
の電子露光のコントラストを高くできる。一方、感応基
板への電子線入射速度を低くすることにより、レジスト
の感度低下と感応基板の発熱を抑制でき高精度のパター
ン形成を行うことができる。
【００１２】本発明の荷電粒子線転写露光装置において
は、上記相殺させた残りの収差を、マスクとウエハ間に
設けた多段の偏向器あるいは非点収差補正器で補正する
ことが好ましい。より高精度のパターン形成が可能とな
る。
は、上記相殺させた残りの収差を、マスクとウエハ間に
設けた多段の偏向器あるいは非点収差補正器で補正する
ことが好ましい。より高精度のパターン形成が可能とな
る。
【００１３】本発明の荷電粒子線転写露光装置において
は、感応基板へのビーム収束半角が１０mrad以上である
ことが好ましい。本発明の荷電粒子線転写露光装置で
は、投影光学系と感応基板間の減速電界の作用により、
感応基板面直上で荷電粒子線（投影ビーム）が光軸方向
に減速される。しかし、この際にビームは光軸直角方向
には減速されないため、感応基板へのビーム収束半角が
大きくなる（図３を参照しつつ後述する）。しかしなが
ら、感応基板面から離れた投影レンズ内をビームが通過
する時は、ビームレットは小さくビーム径が小さいので
空間電荷効果は大きくなる。そこで、感応基板へのビー
ム収束半角を１０mrad以上（あるいはさらに１２rad 以
上）とすることにより空間電荷効果があまり大きくなら
ないようにできる。
は、感応基板へのビーム収束半角が１０mrad以上である
ことが好ましい。本発明の荷電粒子線転写露光装置で
は、投影光学系と感応基板間の減速電界の作用により、
感応基板面直上で荷電粒子線（投影ビーム）が光軸方向
に減速される。しかし、この際にビームは光軸直角方向
には減速されないため、感応基板へのビーム収束半角が
大きくなる（図３を参照しつつ後述する）。しかしなが
ら、感応基板面から離れた投影レンズ内をビームが通過
する時は、ビームレットは小さくビーム径が小さいので
空間電荷効果は大きくなる。そこで、感応基板へのビー
ム収束半角を１０mrad以上（あるいはさらに１２rad 以
上）とすることにより空間電荷効果があまり大きくなら
ないようにできる。
【００１４】本発明の荷電粒子線転写露光装置において
は、上記マスクと感応基板とを投影の縮小率比で内分す
る位置にコントラスト開口が設けられており、該コント
ラスト開口でのビーム強度分布が、光軸付近（中央部）
よりも光軸から離れた周辺部で大であることが好まし
い。このような、いわゆるホロウビームを用いることに
より、投影光学系における空間電荷効果を低減できる。
なお、本発明においてはマスクと感応基板間に減速電界
を設けて荷電粒子線速度を遅くしているが、投影光学系
における荷電粒子線速度が遅くなると空間電荷効果によ
りビームぼけが大きくなる方向となる。そこで上記のよ
うにビーム収束半角を比較的大きくする、あるいはホロ
ウビームを用いる等の対策を併用することが好ましい。
は、上記マスクと感応基板とを投影の縮小率比で内分す
る位置にコントラスト開口が設けられており、該コント
ラスト開口でのビーム強度分布が、光軸付近（中央部）
よりも光軸から離れた周辺部で大であることが好まし
い。このような、いわゆるホロウビームを用いることに
より、投影光学系における空間電荷効果を低減できる。
なお、本発明においてはマスクと感応基板間に減速電界
を設けて荷電粒子線速度を遅くしているが、投影光学系
における荷電粒子線速度が遅くなると空間電荷効果によ
りビームぼけが大きくなる方向となる。そこで上記のよ
うにビーム収束半角を比較的大きくする、あるいはホロ
ウビームを用いる等の対策を併用することが好ましい。
【００１５】本発明の荷電粒子線転写露光装置において
は、上記ライナーチューブが、セラミックス製の本体
と、該本体の内面及び端面に広がる導電体からなる内膜
と、該本体の外面に広がる導電体からなる外膜とを有
し、上記内膜に高電圧を印加し、上記外膜を接地するこ
とが好ましい。レンズのライナーチューブ外面の電位は
０であるので、ライナーチューブ外側のレンズの磁極や
励磁コイルとライナーチューブ間の特別な絶縁や、磁極
・励磁コイルと外部機器間の特別な絶縁は不要である。
は、上記ライナーチューブが、セラミックス製の本体
と、該本体の内面及び端面に広がる導電体からなる内膜
と、該本体の外面に広がる導電体からなる外膜とを有
し、上記内膜に高電圧を印加し、上記外膜を接地するこ
とが好ましい。レンズのライナーチューブ外面の電位は
０であるので、ライナーチューブ外側のレンズの磁極や
励磁コイルとライナーチューブ間の特別な絶縁や、磁極
・励磁コイルと外部機器間の特別な絶縁は不要である。
【００１６】本発明の荷電粒子線転写露光装置において
は、マスクと投影レンズライナーチューブ間、及び／又
は、投影レンズライナーチューブと感応基板間に、これ
らの間の減速電界の有するレンズ作用を増減させるため
の少なくとも中心部は軸対称の開口板が設けられている
ことが好ましい。この開口板は、光軸上の電界の傾斜を
調整する作用を有する。さらに、開口板に入射する荷電
粒子線を検出して荷電粒子ビームの評価あるいはマーク
検出を行うこともできる。さらにレチクル面あるいは試
料面が平坦でないことによる収差を防止できる。
は、マスクと投影レンズライナーチューブ間、及び／又
は、投影レンズライナーチューブと感応基板間に、これ
らの間の減速電界の有するレンズ作用を増減させるため
の少なくとも中心部は軸対称の開口板が設けられている
ことが好ましい。この開口板は、光軸上の電界の傾斜を
調整する作用を有する。さらに、開口板に入射する荷電
粒子線を検出して荷電粒子ビームの評価あるいはマーク
検出を行うこともできる。さらにレチクル面あるいは試
料面が平坦でないことによる収差を防止できる。
【００１７】以下、図面を参照しつつ説明する。図１
は、本発明の一実施例に係る電子線転写露光装置の光学
系の全体構成を示す模式的断面図である。図の最上部に
は電子銃のカソード１３が示されている。このカソード
１３はリング状の電子放出面１３ａを有する。このカソ
ード１３にはカソード電源１９が接続されており、負の
高電圧（Ｖｋ、一例−６０KV）が印加される。電子放出
面１３ａからは中空ビームを放出する。なお、マスク５
１面に結像する照明ビームは、この電子銃が作るクロス
オーバ近傍の強度が平坦な部分で照明するので、中実の
ビームである。
は、本発明の一実施例に係る電子線転写露光装置の光学
系の全体構成を示す模式的断面図である。図の最上部に
は電子銃のカソード１３が示されている。このカソード
１３はリング状の電子放出面１３ａを有する。このカソ
ード１３にはカソード電源１９が接続されており、負の
高電圧（Ｖｋ、一例−６０KV）が印加される。電子放出
面１３ａからは中空ビームを放出する。なお、マスク５
１面に結像する照明ビームは、この電子銃が作るクロス
オーバ近傍の強度が平坦な部分で照明するので、中実の
ビームである。
【００１８】カソード１３の下には制御アノード１５が
配置されている。制御アノード１５には制御アノード電
源２１が接続されており、カソード１３に対して正の電
圧（一例−５０KV）が印加される。この制御アノード１
５は、カソード１３の電子放出面１３ａから放出される
電子線を絞る働きをする。
配置されている。制御アノード１５には制御アノード電
源２１が接続されており、カソード１３に対して正の電
圧（一例−５０KV）が印加される。この制御アノード１
５は、カソード１３の電子放出面１３ａから放出される
電子線を絞る働きをする。
【００１９】制御アノード１５の下方にはアノードを兼
ねる照明レンズ系のライナーチューブ１７が配置されて
いる。ライナーチューブ１７は上端につばのついた中空
円筒形をしており、本体は絶縁材であるセラミックス製
である。ライナーチューブ１７の上端面（つば部の上
面）と内面には金属膜１７ａがコーティングされてい
る。この金属膜１７ａには、ライナーチューブ電源４３
が接続されており、正の高電圧（一例＋４０KV）が印加
される。なお、一例として、ライナーチューブ１７本体
をアルミナセラミックス製で厚さ２mmとし、金属膜１７
ａとしてＴｉ５０nmとＰｔ２００nmをスパッタ法により
コーティングすることができる。ライナーチューブ１７
の上端面の金属膜１７ａは、電子銃のアノードの役割を
する。なお、この例におけるカソード１３とアノード１
７ａ間の加速電圧は４０−（−６０）＝１００KVであ
る。
ねる照明レンズ系のライナーチューブ１７が配置されて
いる。ライナーチューブ１７は上端につばのついた中空
円筒形をしており、本体は絶縁材であるセラミックス製
である。ライナーチューブ１７の上端面（つば部の上
面）と内面には金属膜１７ａがコーティングされてい
る。この金属膜１７ａには、ライナーチューブ電源４３
が接続されており、正の高電圧（一例＋４０KV）が印加
される。なお、一例として、ライナーチューブ１７本体
をアルミナセラミックス製で厚さ２mmとし、金属膜１７
ａとしてＴｉ５０nmとＰｔ２００nmをスパッタ法により
コーティングすることができる。ライナーチューブ１７
の上端面の金属膜１７ａは、電子銃のアノードの役割を
する。なお、この例におけるカソード１３とアノード１
７ａ間の加速電圧は４０−（−６０）＝１００KVであ
る。
【００２０】この電子線転写露光装置の照明光学系は合
計３個のレンズ（第１コンデンサレンズ２３、第２コン
デンサレンズ２９、照明レンズ３３）を備える。各レン
ズ２３、２９、３３は、断面が内向きコの字状で回転対
称中空形の磁極２３ａ、２９ａ、３３ａを存する。各磁
極は各レンズの磁気回路を構成する。各磁極２３ａ、２
９ａ、３３ａの内側には、コイルを光軸周りに巻いた励
磁コイル（×印の部分）が配置されている。
計３個のレンズ（第１コンデンサレンズ２３、第２コン
デンサレンズ２９、照明レンズ３３）を備える。各レン
ズ２３、２９、３３は、断面が内向きコの字状で回転対
称中空形の磁極２３ａ、２９ａ、３３ａを存する。各磁
極は各レンズの磁気回路を構成する。各磁極２３ａ、２
９ａ、３３ａの内側には、コイルを光軸周りに巻いた励
磁コイル（×印の部分）が配置されている。
【００２１】各レンズ２３、２９、３３の内径には上述
のライナーチューブ１７が嵌め込まれている。第１コン
デンサレンズ２３の内側の下部にはブランキング偏向器
２５が配置されている。ライナーチューブ１７内側にお
ける、第２コンデンサレンズ２９の上磁極と同じ高さ位
置には成形開口２７が配置されている。同じくライナー
チューブ１７内側における、照明レンズ３３の上磁極と
同じ高さ位置にはブランキング開口３１が配置されてい
る。
のライナーチューブ１７が嵌め込まれている。第１コン
デンサレンズ２３の内側の下部にはブランキング偏向器
２５が配置されている。ライナーチューブ１７内側にお
ける、第２コンデンサレンズ２９の上磁極と同じ高さ位
置には成形開口２７が配置されている。同じくライナー
チューブ１７内側における、照明レンズ３３の上磁極と
同じ高さ位置にはブランキング開口３１が配置されてい
る。
【００２２】照明レンズ３３の内周部にはフェライトス
タック３５が嵌め込まれており、さらにその内側には照
明ビーム偏向器３７が嵌め込まれている。フェライトス
タック３５は、絶縁物リングとフェライトリングを交互
に積み重ねたものであり、その内側の偏向器３７の高周
波磁気が外に漏れないようにシールドする。偏向器３７
は、ライナーチューブ１７の外周部に光軸方向に５段設
けられている。照明レンズ３３の磁極３３ａの内周部に
はフェライト磁極３９が配置されている。
タック３５が嵌め込まれており、さらにその内側には照
明ビーム偏向器３７が嵌め込まれている。フェライトス
タック３５は、絶縁物リングとフェライトリングを交互
に積み重ねたものであり、その内側の偏向器３７の高周
波磁気が外に漏れないようにシールドする。偏向器３７
は、ライナーチューブ１７の外周部に光軸方向に５段設
けられている。照明レンズ３３の磁極３３ａの内周部に
はフェライト磁極３９が配置されている。
【００２３】照明光学系の作用について説明する。第１
コンデンサレンズ２３は、カソード１３の電子放出面１
３ａからでた電子線の作るクロスオーバ像を成形開口２
７に結像させる。同成形開口２７は照明ビームの外形を
成形し、マスク上の１つの単位露光パターン領域（サブ
フィールド）を照明する形状・寸法とする（例えばマス
ク上で１辺１mm強の正方形）。ブランキング偏向器２５
は、マスク５１に照明ビームを当てたくない時に電子線
を偏向してブランキング開口３１の開口板に当ててビー
ムを遮断する。
コンデンサレンズ２３は、カソード１３の電子放出面１
３ａからでた電子線の作るクロスオーバ像を成形開口２
７に結像させる。同成形開口２７は照明ビームの外形を
成形し、マスク上の１つの単位露光パターン領域（サブ
フィールド）を照明する形状・寸法とする（例えばマス
ク上で１辺１mm強の正方形）。ブランキング偏向器２５
は、マスク５１に照明ビームを当てたくない時に電子線
を偏向してブランキング開口３１の開口板に当ててビー
ムを遮断する。
【００２４】第２コンデンサレンズ２９は、ブランキン
グ開口３１の位置にクロスオーバを結像する。照明レン
ズ３３は、成形開口２７の像をマスク５１上に結像す
る。照明レンズ３３内の照明ビーム偏向器３７は、光軸
垂直面内で照明ビームを高速で偏向する。この偏向によ
りマスク５１上に多数形成されている多数のサブフィー
ルドを順次照明する。なお、マスクを載置するステージ
とウエハを載置するステージを走査すれば、光学系の視
野を超える広い領域を露光することもできる。
グ開口３１の位置にクロスオーバを結像する。照明レン
ズ３３は、成形開口２７の像をマスク５１上に結像す
る。照明レンズ３３内の照明ビーム偏向器３７は、光軸
垂直面内で照明ビームを高速で偏向する。この偏向によ
りマスク５１上に多数形成されている多数のサブフィー
ルドを順次照明する。なお、マスクを載置するステージ
とウエハを載置するステージを走査すれば、光学系の視
野を超える広い領域を露光することもできる。
【００２５】照明レンズ３３の下には、上下を中空円板
４１、５３に挟まれたマスク５１が配置されている。マ
スク５１にはウエハに転写するパターンが形成されてい
る。
４１、５３に挟まれたマスク５１が配置されている。マ
スク５１にはウエハに転写するパターンが形成されてい
る。
【００２６】電子線転写露光用のマスクとしては、いわ
ゆるステンシルマスク（孔明き型）と散乱メンブレンマ
スクとがある。ステンシルマスクは、Ｓｉ薄膜に露光パ
ターンの形の孔を開けたものである。散乱メンブレンマ
スクは、Ｓｉ等のメンブレン上にＴａやＷ等の高電子線
散乱物質の層（散乱層）を成膜したものである。散乱層
のないメンブレン部を比較的散乱されずに通過した電子
線が感応基板上のレジストに有効なドーズを与える。本
発明の露光装置は高速で電子線をマスクに入射させるこ
とを主旨の１つとしているので、散乱メンブレンマスク
への適用も念頭に置いたものである。
ゆるステンシルマスク（孔明き型）と散乱メンブレンマ
スクとがある。ステンシルマスクは、Ｓｉ薄膜に露光パ
ターンの形の孔を開けたものである。散乱メンブレンマ
スクは、Ｓｉ等のメンブレン上にＴａやＷ等の高電子線
散乱物質の層（散乱層）を成膜したものである。散乱層
のないメンブレン部を比較的散乱されずに通過した電子
線が感応基板上のレジストに有効なドーズを与える。本
発明の露光装置は高速で電子線をマスクに入射させるこ
とを主旨の１つとしているので、散乱メンブレンマスク
への適用も念頭に置いたものである。
【００２７】マスク５１にはマスク電源４５が接続され
ており正の高電圧（例えば６０KV）が印加される。電子
銃カソード１３とマスク５１の間にかかる加速電圧は＋
６０KV−（−６０KV）＝１２０KVである。マスク５１と
照明光学系のライナーチューブ１７との間の電圧差は＋
６０KV−４０KV＝２０KVである。
ており正の高電圧（例えば６０KV）が印加される。電子
銃カソード１３とマスク５１の間にかかる加速電圧は＋
６０KV−（−６０KV）＝１２０KVである。マスク５１と
照明光学系のライナーチューブ１７との間の電圧差は＋
６０KV−４０KV＝２０KVである。
【００２８】照明レンズ３３とマスク５１間の中空円板
４１は金属製の薄い板であり、光軸部に孔が開いてい
る。この中空円板４１は、印可電圧がマスクと同電圧で
あり、マスク面の平坦度の悪さが収差を発生させないと
いう作用をなす。マスク５１の下の中空円板５３も上記
中空円板４１と同じものであって、上記中空円板４１と
同じ作用をなす。
４１は金属製の薄い板であり、光軸部に孔が開いてい
る。この中空円板４１は、印可電圧がマスクと同電圧で
あり、マスク面の平坦度の悪さが収差を発生させないと
いう作用をなす。マスク５１の下の中空円板５３も上記
中空円板４１と同じものであって、上記中空円板４１と
同じ作用をなす。
【００２９】マスク５１とウエハ９１の間には、２段の
投影レンズ（第１投影レンズ５９、第２投影レンズ７
３）を備える投影光学系が備えられている。これらの投
影レンズ５９、７３によって、マスク上のパターンが縮
小（例えば１／４）されてウエハ上に転写される。な
お、この露光装置では、露光はマスクのサブフィールド
毎に行われ、サブフィールドの像はウエハ上のしかるべ
き位置に投影される。各投影レンズ５９、７３は、断面
が内向きコの字状で回転対称中空形の磁極を存する。各
磁極は各レンズの磁気回路を構成する。各磁極の内側に
は、コイルを光軸周りに巻いた励磁コイル（×印の部
分）が配置されている。
投影レンズ（第１投影レンズ５９、第２投影レンズ７
３）を備える投影光学系が備えられている。これらの投
影レンズ５９、７３によって、マスク上のパターンが縮
小（例えば１／４）されてウエハ上に転写される。な
お、この露光装置では、露光はマスクのサブフィールド
毎に行われ、サブフィールドの像はウエハ上のしかるべ
き位置に投影される。各投影レンズ５９、７３は、断面
が内向きコの字状で回転対称中空形の磁極を存する。各
磁極は各レンズの磁気回路を構成する。各磁極の内側に
は、コイルを光軸周りに巻いた励磁コイル（×印の部
分）が配置されている。
【００３０】各レンズ５９、７３の内周にはライナーチ
ューブ５５及び７７が嵌め込まれている。ライナーチュ
ーブ５５、７７は、上端又は下端につばのついた中空円
筒形をしており、本体は絶縁材であるセラミックス製で
ある。上のライナーチューブ５５の上端面（つば部の上
面）と内面には金属膜５５ａがコーティングされてい
る。一方、下のライナーチューブ７７の下端面と内面に
も金属膜７７ａがコーティングされている。これらの金
属膜５５ａ、７７ａには、ライナーチューブ電源４３が
接続されており、正の高電圧（一例＋４０KV）が印加さ
れる。
ューブ５５及び７７が嵌め込まれている。ライナーチュ
ーブ５５、７７は、上端又は下端につばのついた中空円
筒形をしており、本体は絶縁材であるセラミックス製で
ある。上のライナーチューブ５５の上端面（つば部の上
面）と内面には金属膜５５ａがコーティングされてい
る。一方、下のライナーチューブ７７の下端面と内面に
も金属膜７７ａがコーティングされている。これらの金
属膜５５ａ、７７ａには、ライナーチューブ電源４３が
接続されており、正の高電圧（一例＋４０KV）が印加さ
れる。
【００３１】ライナーチューブ５５の下端部内面にはコ
ントラスト開口７１が配置されている。このコントラス
ト開口７１の置かれている位置は、マスクとウエハ間を
縮小率で内分する点であり、照明系の電子銃のクロスオ
ーバの像が形成される点でもある。コントラスト開口７
１は、マスク５１の非パターン部で散乱された電子線を
遮断する。
ントラスト開口７１が配置されている。このコントラス
ト開口７１の置かれている位置は、マスクとウエハ間を
縮小率で内分する点であり、照明系の電子銃のクロスオ
ーバの像が形成される点でもある。コントラスト開口７
１は、マスク５１の非パターン部で散乱された電子線を
遮断する。
【００３２】第１投影レンズ５９の内周部の上下磁極５
７の間のレンズ励磁コイルの内側には、絶縁物リングと
フェライトリングとを積み重ねたフェライトスタック６
１が嵌め込まれている。このフェライトスタック６１
は、その内側の諸コイルの高周波磁気が外に洩れないよ
うにシールするためのものである。上下磁極５７の内径
（ボーア径）はフェライトスタック６１の内径より小さ
く形成されている。
７の間のレンズ励磁コイルの内側には、絶縁物リングと
フェライトリングとを積み重ねたフェライトスタック６
１が嵌め込まれている。このフェライトスタック６１
は、その内側の諸コイルの高周波磁気が外に洩れないよ
うにシールするためのものである。上下磁極５７の内径
（ボーア径）はフェライトスタック６１の内径より小さ
く形成されている。
【００３３】フェライトスタック６１の内側には、４段
の収差補正用偏向器６３、非点補正コイル６５、ダイナ
ミックフォーカスコイル兼倍率・回転補正用コイル６６
が配置されている。収差補正用偏向器６３は、３次の幾
何光学収差を除去する（T. Hosokawa, Optik, 56, No.1
(1980) 21-30 参照）。非点補正コイル６５は非点収差
補正用のコイルである。ダイナミックフォーカスコイル
兼倍率・回転補正用コイル６６は投影レンズ２の焦点調
整を行うとともに、回転調整と倍率調整を行う。
の収差補正用偏向器６３、非点補正コイル６５、ダイナ
ミックフォーカスコイル兼倍率・回転補正用コイル６６
が配置されている。収差補正用偏向器６３は、３次の幾
何光学収差を除去する（T. Hosokawa, Optik, 56, No.1
(1980) 21-30 参照）。非点補正コイル６５は非点収差
補正用のコイルである。ダイナミックフォーカスコイル
兼倍率・回転補正用コイル６６は投影レンズ２の焦点調
整を行うとともに、回転調整と倍率調整を行う。
【００３４】第２投影レンズ７３は、基本的には、第１
投影レンズ５９を相似形に縮小率（一例で１／４）で小
形化し倒立させた形をしている。さらに以下の対称磁気
ダブレットの条件を満たすよう構成されている。すなわ
ち、クロスオーバC.O.から両レンズの磁極までの距離、
ボーア径（磁極内径）比、レンズギャップ（磁極の光軸
方向高さ）比を、第１投影レンズ５９と第２投影レンズ
７３で４：１としている。
投影レンズ５９を相似形に縮小率（一例で１／４）で小
形化し倒立させた形をしている。さらに以下の対称磁気
ダブレットの条件を満たすよう構成されている。すなわ
ち、クロスオーバC.O.から両レンズの磁極までの距離、
ボーア径（磁極内径）比、レンズギャップ（磁極の光軸
方向高さ）比を、第１投影レンズ５９と第２投影レンズ
７３で４：１としている。
【００３５】第２投影レンズ７３の内径部には、第１投
影レンズ同様に、４段の収差補正偏向器８３及び非点補
正コイル８５、ダイナミックフォーカスコイル兼倍率・
回転補正用コイル８６が配置されている。両レンズ内の
収差補正偏向器及び諸コイルは、クロスオーバC.O.を中
心として相似点対称に配置されている。各ペアをなす偏
向器、コイルは、それぞれ一台の制御電源（図示され
ず）に直列に接続されている。
影レンズ同様に、４段の収差補正偏向器８３及び非点補
正コイル８５、ダイナミックフォーカスコイル兼倍率・
回転補正用コイル８６が配置されている。両レンズ内の
収差補正偏向器及び諸コイルは、クロスオーバC.O.を中
心として相似点対称に配置されている。各ペアをなす偏
向器、コイルは、それぞれ一台の制御電源（図示され
ず）に直列に接続されている。
【００３６】この実施例の投影光学系では、第１投影レ
ンズ５９と第２投影レンズ７３の間のコントラスト開口
７１の位置にも非点補正コイル８１が配置されている。
この非点補正コイル８１の作用については後述する。
ンズ５９と第２投影レンズ７３の間のコントラスト開口
７１の位置にも非点補正コイル８１が配置されている。
この非点補正コイル８１の作用については後述する。
【００３７】第２の投影レンズ７３の下には中空円板７
９とウエハ（感応基板）９１が配置されている。ウエハ
９１の上にはレジストが塗布されており、そのレジスト
に電子線ドーズが与えられてマスク５１上のパターンが
転写される。
９とウエハ（感応基板）９１が配置されている。ウエハ
９１の上にはレジストが塗布されており、そのレジスト
に電子線ドーズが与えられてマスク５１上のパターンが
転写される。
【００３８】この例では、ウエハ９１は電気的に接地さ
れている。したがって、第２投影レンズ７３のライナー
チューブ７７の下端面の金属膜７７ａとウエハ９１の間
には、Ｖｐ−０＝４０KVの減速電界が存在する。この減
速電界の作用については図３を参照しつつ後述する。中
空円板７９は金属製の薄い板であり、光軸部に孔が開い
ている。また、同中空円板７９には抵抗コンデンサ（図
示されず、直流電圧成分をカットする）を介して増幅器
８７が接続されている。この増幅器８７においては、抵
抗コンデンサの両端の電位が増幅され、ウエハ９１から
の２次電子や反射電子信号を検出できる。この信号によ
ってビームの評価やビームの軸合せあるいはマーク検出
を行うことができる。
れている。したがって、第２投影レンズ７３のライナー
チューブ７７の下端面の金属膜７７ａとウエハ９１の間
には、Ｖｐ−０＝４０KVの減速電界が存在する。この減
速電界の作用については図３を参照しつつ後述する。中
空円板７９は金属製の薄い板であり、光軸部に孔が開い
ている。また、同中空円板７９には抵抗コンデンサ（図
示されず、直流電圧成分をカットする）を介して増幅器
８７が接続されている。この増幅器８７においては、抵
抗コンデンサの両端の電位が増幅され、ウエハ９１から
の２次電子や反射電子信号を検出できる。この信号によ
ってビームの評価やビームの軸合せあるいはマーク検出
を行うことができる。
【００３９】次に、投影光学系における減速電界につい
て説明する。マスク５１と投影レンズライナーチューブ
５５（上端面の ５５ａ）間に６０KV−４０KV＝２０KV
の減速電界が形成されている。この部分における減速電
界の作用については図２を参照しつつ後述する。第１投
影レンズ５９内のライナーチューブ５５と第２投影レン
ズ７３内のライナーチューブ７７内面には、上述のよう
に電気的に接続された膜５５ａ、７７ａが形成されてい
る。したがって、第１投影レンズ５９、第２投影レンズ
７３内孔部には電界はない。
て説明する。マスク５１と投影レンズライナーチューブ
５５（上端面の ５５ａ）間に６０KV−４０KV＝２０KV
の減速電界が形成されている。この部分における減速電
界の作用については図２を参照しつつ後述する。第１投
影レンズ５９内のライナーチューブ５５と第２投影レン
ズ７３内のライナーチューブ７７内面には、上述のよう
に電気的に接続された膜５５ａ、７７ａが形成されてい
る。したがって、第１投影レンズ５９、第２投影レンズ
７３内孔部には電界はない。
【００４０】第２投影レンズ７３とウエハ９１の間の中
空円板７９には、＋２０KVの電圧が印加されている。こ
の中空円板７９の内径（開口径）や印加電圧を調整する
ことにより、第２投影レンズ７３とウエハ９１間の電界
に寄生するレンズの収差を調整できる。例えば、対称性
に注目し中空円板７９の内径と位置の対称性に注意して
収差補正できる。すなわち、レンズと円板、試料面で形
成される静電レンズの焦点距離を調整することにより、
負の収差の大きさを調整できる。また、この円板に印加
する電圧を試料室と同電位とし、穴径を小さくすれば、
試料面が平坦でないことにより生じる収差を低減でき
る。
空円板７９には、＋２０KVの電圧が印加されている。こ
の中空円板７９の内径（開口径）や印加電圧を調整する
ことにより、第２投影レンズ７３とウエハ９１間の電界
に寄生するレンズの収差を調整できる。例えば、対称性
に注目し中空円板７９の内径と位置の対称性に注意して
収差補正できる。すなわち、レンズと円板、試料面で形
成される静電レンズの焦点距離を調整することにより、
負の収差の大きさを調整できる。また、この円板に印加
する電圧を試料室と同電位とし、穴径を小さくすれば、
試料面が平坦でないことにより生じる収差を低減でき
る。
【００４１】次に、マスクと投影光学系間、投影光学系
とウエハ間の減速電界の作用についてさらに詳しく説明
する。図２は、マスクと第１投影レンズのライナーチュ
ーブ間の減速電界及びその作用を模式的に示す図であ
る。マスク５１とライナーチューブ５５の間には減速電
界が形成されており、電界の等ポテンシャル面１０１は
下に凸になっている。したがって電子の軌道は矢印の線
１０３で示すように内側へ屈折される。すなわち、この
部分の減速電界は凸レンズ作用がある。
とウエハ間の減速電界の作用についてさらに詳しく説明
する。図２は、マスクと第１投影レンズのライナーチュ
ーブ間の減速電界及びその作用を模式的に示す図であ
る。マスク５１とライナーチューブ５５の間には減速電
界が形成されており、電界の等ポテンシャル面１０１は
下に凸になっている。したがって電子の軌道は矢印の線
１０３で示すように内側へ屈折される。すなわち、この
部分の減速電界は凸レンズ作用がある。
【００４２】図３は、第２投影レンズのライナーチュー
ブとウエハ間の減速電界及びその作用を模式的に示す図
である。ライナーチューブ７７とウエハ９１の間では等
ポテンシャル線１１５は上に凸となり、電子の軌道１１
１は外側へ曲げられる。つまり、この部分では電子は凹
レンズ作用を受ける。上記マスク・第１投影レンズライ
ナーチューブ間の凸レンズと第２投影レンズ・ウエハ間
の凹レンズで収差が打ち消されるのは明らかである。さ
らに、投影レンズ５９、７３の内部に多段偏向器６３、
８３を設け凸レンズ、凹レンズで打ち消し合った残りの
収差を補正することができる。またサブフィールド像の
線形歪は、投影レンズの中央部に配置した非点補正コイ
ル６５及び８５で特定の方向の像の倍率を調整すること
により補正できる。一方、ビーム分解能を劣化させる非
点収差は、クロスオーバ開口７１位置に設けた非点補正
コイル８１で問題の非点と逆方向の非点収差を発生する
ことにより有効に補正できる。
ブとウエハ間の減速電界及びその作用を模式的に示す図
である。ライナーチューブ７７とウエハ９１の間では等
ポテンシャル線１１５は上に凸となり、電子の軌道１１
１は外側へ曲げられる。つまり、この部分では電子は凹
レンズ作用を受ける。上記マスク・第１投影レンズライ
ナーチューブ間の凸レンズと第２投影レンズ・ウエハ間
の凹レンズで収差が打ち消されるのは明らかである。さ
らに、投影レンズ５９、７３の内部に多段偏向器６３、
８３を設け凸レンズ、凹レンズで打ち消し合った残りの
収差を補正することができる。またサブフィールド像の
線形歪は、投影レンズの中央部に配置した非点補正コイ
ル６５及び８５で特定の方向の像の倍率を調整すること
により補正できる。一方、ビーム分解能を劣化させる非
点収差は、クロスオーバ開口７１位置に設けた非点補正
コイル８１で問題の非点と逆方向の非点収差を発生する
ことにより有効に補正できる。
【００４３】次に図３を参照しつつ投影光学系とウエハ
直上におけるビーム収束半角について考察する。収束し
てくる電子線１１３は、ウエハ９１付近で光軸方向に減
速されるが放射方向は減速されないため、軌道１１３
は、投影レンズを通る時は収束半角α1 が小さく、ウエ
ハ面での収束半角α2 は大きい。すなわち、投影光学系
の大部分の光路では収束半角α1 が小さく、ビーム径が
小さいので空間電荷効果が大きい。しかし、開口半角α
2 を１０mradあるいは１２mrad以上とすることにより空
間電荷効果があまり大きくならないようにできる。
直上におけるビーム収束半角について考察する。収束し
てくる電子線１１３は、ウエハ９１付近で光軸方向に減
速されるが放射方向は減速されないため、軌道１１３
は、投影レンズを通る時は収束半角α1 が小さく、ウエ
ハ面での収束半角α2 は大きい。すなわち、投影光学系
の大部分の光路では収束半角α1 が小さく、ビーム径が
小さいので空間電荷効果が大きい。しかし、開口半角α
2 を１０mradあるいは１２mrad以上とすることにより空
間電荷効果があまり大きくならないようにできる。
【００４４】さらに投影レンズ内における電子線を中空
ビームとすることにより空間電荷効果がさらに小さくで
きる。この実施例では、電子銃カソードのリング状の電
子放出面１３ａのカソード像をコントラスト開口３６に
結像させることによって中空ビームとし、空間電荷効果
をさらに小さくしている。この時ビーム半角の一例は、
内径までが１５mrad、外径までを２０mrad程度である。
ビームとすることにより空間電荷効果がさらに小さくで
きる。この実施例では、電子銃カソードのリング状の電
子放出面１３ａのカソード像をコントラスト開口３６に
結像させることによって中空ビームとし、空間電荷効果
をさらに小さくしている。この時ビーム半角の一例は、
内径までが１５mrad、外径までを２０mrad程度である。
【００４５】上述のように、本実施例では、カソードに
−６０KVを与え、マスクに＋６０KVを与えれば、マスク
に入射するビームエネルギは１２０KVとなり、マスクで
吸収されるビームエネルギは小さく、マスクの加熱は小
さい。そして、カソード又はマスクとアースとの電位差
は６０KVしかないので、制御電源は安価で放電の恐れも
少ない。
−６０KVを与え、マスクに＋６０KVを与えれば、マスク
に入射するビームエネルギは１２０KVとなり、マスクで
吸収されるビームエネルギは小さく、マスクの加熱は小
さい。そして、カソード又はマスクとアースとの電位差
は６０KVしかないので、制御電源は安価で放電の恐れも
少ない。
【００４６】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、マスクへの荷電粒子線入射速度よりも感応基
板への荷電粒子線入射速度を低くする方式の荷電粒子線
転写露光装置装置において、マスク感応基板間の減速電
界のレンズ作用に寄生する収差発生を抑制できる装置を
提供できる。
によれば、マスクへの荷電粒子線入射速度よりも感応基
板への荷電粒子線入射速度を低くする方式の荷電粒子線
転写露光装置装置において、マスク感応基板間の減速電
界のレンズ作用に寄生する収差発生を抑制できる装置を
提供できる。
【図１】本発明の一実施例に係る電子線転写露光装置の
光学系の全体構成を示す模式的断面図である。
光学系の全体構成を示す模式的断面図である。
【図２】マスクと第１投影レンズライナーチューブ間の
減速電界及びその作用を模式的に示す図である。
減速電界及びその作用を模式的に示す図である。
【図３】第２投影レンズライナーチューブとウエハ間の
減速電界及びその作用を模式的に示す図である。
減速電界及びその作用を模式的に示す図である。
１３ カソード １３ａ 電子放出
面 １５ 制御アノード １７ ライナー
チューブ １７ａ 金属膜 １９ カソード
電源 ２１ 制御アノード電源 ２３ 第１コン
デンサレンズ ２３ａ 磁極 ２５ ブランキ
ング偏向器 ２７ 成形開口 ２９ 第２コン
デンサレンズ ２９ａ 磁極 ３１ ブランキ
ング開口 ３３ 照明レンズ ３３ａ 磁極 ３５ フェライトスタック ３７ 照明ビーム偏向器 ３９ フェライ
ト磁極 ４１、５３、７９ 中空円板 ４３ ライナー
チューブ電源 ４５ マスク電源 ５１ マスク ５５、７７ ライナーチューブ ５７ 上下磁極 ５５ａ、７７ａ 金属膜 ５９ 第１投影
レンズ ６１ フェライトスタック ６３、８３ 収差
補正用偏向器 ６５、８１、８５ 非点補正コイル ７１ コントラス
ト開口 ６６、８６ ダイナミックフォーカスコイル兼倍率・回
転補正用コイル ７３ 第２投影レンズ ８７ 増幅器 ９１ ウエハ １０１、１１５ 等
ポテンシャル面 １０３ 電子線 １１１ 電子の軌
道 １１３ 電子線
面 １５ 制御アノード １７ ライナー
チューブ １７ａ 金属膜 １９ カソード
電源 ２１ 制御アノード電源 ２３ 第１コン
デンサレンズ ２３ａ 磁極 ２５ ブランキ
ング偏向器 ２７ 成形開口 ２９ 第２コン
デンサレンズ ２９ａ 磁極 ３１ ブランキ
ング開口 ３３ 照明レンズ ３３ａ 磁極 ３５ フェライトスタック ３７ 照明ビーム偏向器 ３９ フェライ
ト磁極 ４１、５３、７９ 中空円板 ４３ ライナー
チューブ電源 ４５ マスク電源 ５１ マスク ５５、７７ ライナーチューブ ５７ 上下磁極 ５５ａ、７７ａ 金属膜 ５９ 第１投影
レンズ ６１ フェライトスタック ６３、８３ 収差
補正用偏向器 ６５、８１、８５ 非点補正コイル ７１ コントラス
ト開口 ６６、８６ ダイナミックフォーカスコイル兼倍率・回
転補正用コイル ７３ 第２投影レンズ ８７ 増幅器 ９１ ウエハ １０１、１１５ 等
ポテンシャル面 １０３ 電子線 １１１ 電子の軌
道 １１３ 電子線
Claims (12)
- 【請求項１】 感応基板上に転写すべきパターンを有す
るマスクを照明する照明光学系と、マスクを通過した荷
電粒子線を感応基板上に投影する投影光学系と、を備え
る荷電粒子線転写露光装置であって；マスクと投影光学
系間、及び、投影光学系と感応基板間に減速電界が設け
られていることを特徴とする荷電粒子線転写露光装置。 - 【請求項２】 マスク・投影光学系間の減速電界の有す
る凸レンズ作用に起因する収差と、投影光学系・感応基
板間の減速電界の有する凹レンズ作用に起因する収差の
少なくとも一部同士を相殺することを特徴とする請求項
１記載の荷電粒子線転写露光装置。 - 【請求項３】 上記投影光学系がリング状の磁極と励磁
コイルを有するレンズを備え、該磁極及び励磁コイルの
内径にライナーチューブが嵌装されており、該ライナー
チューブとマスク又は感応基板との間に上記減速電界を
形成する電圧が印加されていることを特徴とする請求項
１又は２記載の荷電粒子線転写露光装置。 - 【請求項４】 上記荷電粒子線転写露光装置が電子線露
光装置であって、 上記照明光学系がリング状の磁極と励磁コイルを有する
レンズを備え、該磁極及び励磁コイルの内径にライナー
チューブが嵌装されており、 上記投影光学系がリング状の磁極と励磁コイルを有する
レンズを備え、該磁極及び励磁コイルの内径にライナー
チューブが嵌装されており、 荷電粒子線源である電子銃のカソードに負の高圧（Ｖ
ｋ）を印加し、 照明光学系のレンズのライナーチューブに正の高圧（Ｖ
ｉ）を印加し、 マスクに上記Ｖｉに等しいかそれよりも高い正の高圧
（Ｖｍ）を印加し、 投影光学系のレンズのライナーチューブに上記Ｖｉより
も低い正の高圧（Ｖｐ）を印加し、 ウエハに上記Ｖｐよりも低い電圧（Ｖｗ）を印加するか
又は接地することを特徴とする請求項１又は２記載の荷
電粒子線転写露光装置。 - 【請求項５】 上記Ｖｋの絶対値とＶｍの絶対値がほぼ
等しいことを特徴とする請求項４記載の荷電粒子線転写
露光装置。 - 【請求項６】 上記マスクに入射する電子のエネルギを
１２０KeV 以上とし、 上記感応基板に入射する電子のエネルギを６０KeV 以下
とすることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記
載の荷電粒子線転写露光装置。 - 【請求項７】 上記相殺させた残りの収差を、マスクと
ウエハ間に設けた多段の偏向器あるいは非点収差補正器
で補正することを特徴とする請求項２記載の荷電粒子線
転写露光装置。 - 【請求項８】 感応基板へのビーム収束半角が１０mrad
以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１
項記載の荷電粒子線転写露光装置。 - 【請求項９】 上記マスクと感応基板とを投影の縮小率
比で内分する位置にコントラスト開口が設けられてお
り、 該コントラスト開口でのビーム強度分布が、光軸付近
（中央部）よりも光軸から離れた周辺部で大となる荷電
粒子線源とレンズ系をもつことを特徴とする請求項８記
載の荷電粒子線転写露光装置。 - 【請求項１０】 上記ライナーチューブが、セラミック
ス製の本体と、該本体の内面及び端面に広がる導電体か
らなる内膜を有し、 上記内膜に高電圧を印加することを特徴とする請求項３
又は４記載の荷電粒子線転写露光装置。 - 【請求項１１】 マスクと投影レンズライナーチューブ
間、及び／又は、投影レンズライナーチューブと感応基
板間に、これらの間の減速電界中に少なくとも中心部は
軸対称の開口板が設けられていることを特徴とする請求
項１〜４いずれか１項記載の荷電粒子線転写露光装置。 - 【請求項１２】 上記開口板に入射する荷電粒子線を検
出して荷電粒子ビームの評価あるいはマーク検出を行う
ことを特徴とする請求項１１記載の荷電粒子線転写露光
装置。
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|---|---|---|---|
| JP11031358A JP2000232052A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 荷電粒子線転写露光装置 |
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|---|---|---|---|
| JP11031358A JP2000232052A (ja) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | 荷電粒子線転写露光装置 |
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|---|---|
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| US6218676B1 (en) * | 1998-06-05 | 2001-04-17 | Nikon Corporation | Charged-particle-beam image-transfer apparatus exhibiting reduced space-charge effects and device fabrication methods using the same |
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-
1999
- 1999-02-09 JP JP11031358A patent/JP2000232052A/ja active Pending
-
2000
- 2000-02-04 US US09/498,923 patent/US6429441B1/en not_active Expired - Fee Related
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| US7960703B2 (en) | 2007-09-04 | 2011-06-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Charged-particle beam lithography apparatus and device manufacturing method |
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