JPH05198490A - Charged-particle beam exposure system - Google Patents
Charged-particle beam exposure systemInfo
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- JPH05198490A JPH05198490A JP946492A JP946492A JPH05198490A JP H05198490 A JPH05198490 A JP H05198490A JP 946492 A JP946492 A JP 946492A JP 946492 A JP946492 A JP 946492A JP H05198490 A JPH05198490 A JP H05198490A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、荷電粒子ビーム露光装
置に関し、特に高精度、高スループットの荷電粒子ビー
ム露光装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged particle beam exposure apparatus, and more particularly to a highly accurate and high throughput charged particle beam exposure apparatus.
【０００２】近年、半導体集積回路装置の高密度化に伴
い、微細化、高精度化されたパターンを露光することが
要求されている。電子ビーム露光等の荷電粒子ビーム露
光は潜在的にこれらの要求を満足する能力を有してい
る。露光パターンの位置精度は、試料を載置するステー
ジの精度と荷電粒子ビームの位置精度によって定まる。In recent years, with the increase in density of semiconductor integrated circuit devices, it has been required to expose finer and more precise patterns. Charged particle beam exposure, such as electron beam exposure, has the potential to potentially meet these requirements. The positional accuracy of the exposure pattern is determined by the accuracy of the stage on which the sample is placed and the positional accuracy of the charged particle beam.
【０００３】[0003]
【従来の技術】従来の電子ビーム露光装置においては、
静電偏向によりサブフィールドを描画する。静電偏向に
より偏向できる領域は、通常高々数百μｍ□の領域であ
る。より広い領域を描画するために、複数段の電磁偏向
コイルが備えられている。すなわち、電磁偏向コイルに
よって電子ビームを広い範囲で偏向しつつ、静電偏向に
より微細な部分の偏向を行なう。2. Description of the Related Art In a conventional electron beam exposure apparatus,
Subfields are drawn by electrostatic deflection. The area that can be deflected by electrostatic deflection is usually at most several hundred μm □. A plurality of stages of electromagnetic deflection coils are provided to draw a wider area. That is, while the electron beam is deflected in a wide range by the electromagnetic deflection coil, a minute portion is deflected by electrostatic deflection.
【０００４】しかしながら、電磁偏向コイルを用いて
も、たとえば８インチウエハの全面を偏向走査すること
はできない。そこで、半導体ウエハ等の試料はステージ
上に載置され、ステージを移動させることにより試料上
の広い範囲にパターンを描画する。However, even if the electromagnetic deflection coil is used, it is impossible to deflect-scan the entire surface of, for example, an 8-inch wafer. Therefore, a sample such as a semiconductor wafer is placed on a stage, and the stage is moved to draw a pattern in a wide range on the sample.
【０００５】パターンの描画方式として、主にステップ
アンドリピート（ＳＲ）モードと、コンティニュアスム
ーブ（ＣＭ）モードが知られている。ＳＲモードにおい
ては、ステージは断続的に移動され、ステージが停止し
ている間に電子ビーム露光が行なわれる。ＣＭモードに
おいては、ステージは連続的に移動し、ステージ移動と
電子ビーム露光とが平行して行なわれる。As a pattern drawing method, a step and repeat (SR) mode and a continuous move (CM) mode are mainly known. In the SR mode, the stage is moved intermittently, and electron beam exposure is performed while the stage is stopped. In the CM mode, the stage moves continuously, and stage movement and electron beam exposure are performed in parallel.
【０００６】ＳＲは、メインフィールド露光後に必ず次
のフィールドへ移動しなければならず、ステージの加速
／移動／停止をその度に繰り返さなければならない。そ
の回数はメインフィールドの大きさと試料の大きさで変
わるが、たとえば４インチウエハを２ｍｍ□のメインフ
ィールドで露光する場合、約１０００回の移動回数とな
る。The SR must always move to the next field after the main field exposure, and must repeat the acceleration / movement / stop of the stage each time. The number of times varies depending on the size of the main field and the size of the sample, but when a 4-inch wafer is exposed in a main field of 2 mm □, the number of times of movement is about 1000 times.
【０００７】また、露光中において電子ビーム鏡筒のキ
ャリブレーションの必要が生じるため、キャリブレーシ
ョン位置へステージを移動させる必要もある。また、キ
ャリブレーション自体においてもステージの移動が必要
である。Further, since it is necessary to calibrate the electron beam lens barrel during exposure, it is necessary to move the stage to the calibration position. Also, the stage itself must be moved in the calibration itself.
【０００８】全てのステージ移動は、全体としての露光
時間に含まれるため、ステージが完全に停止するまでの
静定待ち時間が同じならば、ステージ移動速度はできる
かぎり大きいほうが露光時間短縮のために好ましい。ま
た、加速度も大きいほうが好ましい。Since all stage movements are included in the exposure time as a whole, if the static waiting time until the stage is completely stopped is the same, the stage movement speed should be as high as possible to shorten the exposure time. preferable. Also, it is preferable that the acceleration is large.
【０００９】ＣＭは、ＳＲに比べ、ステージの移動回
数、すなわち加速停止回数が少ない。ステージが連続的
に移動し、メインフィールド毎の停止加速が省略できる
ので、露光において必要なステージの停止加速は試料の
端でＵターンするときのみであり、途中の停止は省略で
きる。In CM, the number of stage movements, that is, the number of acceleration stops is smaller than that in SR. Since the stage moves continuously and the stop acceleration for each main field can be omitted, the stop acceleration required for the exposure is only when making a U-turn at the edge of the sample, and the intermediate stop can be omitted.
【００１０】しかしながら、ＣＭにも電子ビーム鏡筒の
キャリブレーションは必要であり、Ｕターンも含めて全
てのステージ移動は直接露光時間に反映される。このた
め、電子ビーム露光がステージ移動に追従できる範囲内
において、ステージ移動速度はできるかぎり大きいほう
が好ましい。また、加速度は大きいほうが好ましいこと
に変わりはない。However, it is necessary to calibrate the electron beam lens barrel even in the CM, and all stage movements including the U-turn are directly reflected in the exposure time. Therefore, it is preferable that the stage moving speed is as high as possible within the range where the electron beam exposure can follow the stage movement. Further, it is still preferable that the acceleration is large.
【００１１】電子ビーム露光は、一般にポイントビー
ム、可変矩形ビーム、ブロックパターンビーム等を用い
て行われる。いずれの場合にも、ウエハ上の所望の領域
を露光するためには、ステージを位置決めし、電子ビー
ムを偏向し、位置決めすることが必要である。Electron beam exposure is generally performed using a point beam, a variable rectangular beam, a block pattern beam, or the like. In either case, it is necessary to position the stage and deflect and position the electron beam to expose the desired area on the wafer.
【００１２】図５を参照して、ブロック露光の可能な電
子ビーム露光装置の説明を行なう。露光装置は、露光部
１１０と制御部１５０とに大きく分けられる。露光部１
１０は、電子ビームを発生し、スポット状もしくはパタ
ーン状に整形し、露光対象物の所望位置に露光する部分
である。制御部１５０は、露光部１１０を制御する信号
を形成する部分である。なお、露光部１１０の下には露
光対象物Ｗを載置するステージ１３５がある。An electron beam exposure apparatus capable of block exposure will be described with reference to FIG. The exposure apparatus is roughly divided into an exposure unit 110 and a control unit 150. Exposure unit 1
Reference numeral 10 denotes a portion for generating an electron beam, shaping it into a spot shape or a pattern shape, and exposing it at a desired position on an exposure object. The control unit 150 is a unit that forms a signal for controlling the exposure unit 110. Below the exposure unit 110, there is a stage 135 on which the exposure target W is placed.
【００１３】まず、露光部１１０について説明する。カ
ソード電極１１１から発生した電子は、グリッド電極１
１２およびアノード電極１１３によって引出される。こ
れらの電極１１１、１１２、１１３が荷電粒子ビーム発
生源１１４を構成する。First, the exposure section 110 will be described. Electrons generated from the cathode electrode 111 are generated by the grid electrode 1
12 and the anode electrode 113. These electrodes 111, 112, 113 form a charged particle beam generation source 114.
【００１４】荷電粒子ビーム発生源１１４から発生した
電子ビームは、たとえば矩形状開口を有する第１のスリ
ット１１５によって整形され、電子ビームを集束する第
１の電子レンズ１１６を通過し、透過マスク１２０上の
ビーム照射位置を修正偏向するためのスリットデフレク
タ１１７に入射する。スリットデフレクタ１１７は、修
正偏向信号Ｓ１によって制御される。The electron beam generated from the charged particle beam generation source 114 is shaped by, for example, a first slit 115 having a rectangular opening, passes through a first electron lens 116 that focuses the electron beam, and is transmitted onto the transmission mask 120. Is incident on the slit deflector 117 for correcting and deflecting the beam irradiation position of. The slit deflector 117 is controlled by the modified deflection signal S1.
【００１５】電子ビームを所望のパターンに整形するた
めに、矩形開口や所定パターンのブロックパターン開口
等の複数の透過孔を有する透過マスク（ステンシルマス
ク）１２０を用いる。In order to shape the electron beam into a desired pattern, a transmission mask (stencil mask) 120 having a plurality of transmission holes such as a rectangular opening and a block pattern opening of a predetermined pattern is used.
【００１６】スリットデフレクタ１１７を通過した電子
ビームは、対向して設けられた第２の電子レンズ１１
８、第３の電子レンズ１１９、これらの電子レンズ間に
水平方向に移動可能に装着された透過マスク１２０、透
過マスク１２０の上および下に配置され、それぞれ位置
情報Ｐ１〜Ｐ４に応じて、電子ビームを偏向し、透過マ
スク１２０上の透過孔の１つを選択する第１〜第４の偏
向器１２１〜１２４を含む電子ビーム整形部を通って所
望パターンに整形される。The electron beam that has passed through the slit deflector 117 has a second electron lens 11 provided opposite thereto.
8, a third electron lens 119, a transparent mask 120 mounted horizontally movable between these electron lenses, and arranged above and below the transparent mask 120, respectively, according to the position information P1 to P4. The beam is deflected and shaped into a desired pattern through an electron beam shaping unit including first to fourth deflectors 121 to 124 that select one of the transmission holes on the transmission mask 120.
【００１７】整形された電子ビームは、ブランキング信
号ＳＢを印加されるブランキング電極１２５によって遮
断、もしくは通過される。ブランキング電極１２５を通
過した電子ビームは、第４の電子レンズ１２６、アパー
チャ１２７、リフォーカスコイル１２８、第５の電子レ
ンズ１２９によって調整され、フォーカスコイル１３０
に入射する。フォーカスコイル１３０は、電子ビームを
露光対象面上にフォーカスさせる機能を有する。また、
スティグコイル１３１は、非点収差を修正する。The shaped electron beam is blocked or passed by the blanking electrode 125 to which the blanking signal SB is applied. The electron beam that has passed through the blanking electrode 125 is adjusted by the fourth electron lens 126, the aperture 127, the refocus coil 128, and the fifth electron lens 129, and the focus coil 130 is adjusted.
Incident on. The focus coil 130 has a function of focusing the electron beam on the exposure target surface. Also,
The stig coil 131 corrects astigmatism.
【００１８】電子ビームは、さらに第６の電子レンズ１
３２、露光位置決定信号Ｓ２、Ｓ３に応じて露光対象物
Ｗ上の位置決めを行なう電子偏向コイルであるメインデ
フレクタ１３３、および静電偏向器であるサブデフレク
タ１３４によってその位置を制御され、露光対象物Ｗ上
の所望位置に照射される。The electron beam further includes a sixth electron lens 1
32, its position is controlled by a main deflector 133, which is an electronic deflection coil that positions the object W to be exposed according to the exposure position determination signals S2 and S3, and a sub-deflector 134, which is an electrostatic deflector. The desired position on W is irradiated.
【００１９】なお、露光対象物Ｗは、ＸＹ方向に移動可
能なステージ１３５に載置され、移動される。また、露
光部１１０には、さらに第１〜第４のアラインメントコ
イル１３６、１３７、１３８、１３９が設けられてい
る。The exposure object W is placed and moved on the stage 135 which is movable in the XY directions. The exposure unit 110 is further provided with first to fourth alignment coils 136, 137, 138, 139.
【００２０】制御部１５０は、メモリ１５１、ＣＰＵ１
５２を有する。集積回路装置の設計データは、メモリ１
５１に記憶され、ＣＰＵ１５２によって読み出され、処
理される。ＣＰＵ１５２は、その他荷電粒子ビーム露光
装置全体を制御する。The control unit 150 includes a memory 151 and a CPU 1.
52. The design data of the integrated circuit device is stored in the memory 1
It is stored in 51, read out by the CPU 152, and processed. The CPU 152 controls the whole other charged particle beam exposure apparatus.
【００２１】インターフェイス１５３は、ＣＰＵ１５２
によって取り込まれた描画情報、たとえばパターンを描
画すべきウエハＷ上の描画位置情報、および透過マスク
１２０のマスク情報等の各種情報等を転送する。データ
メモリ１５４は、インターフェイス１５３から転送され
た描画パターン情報およびマスク情報を記憶保持する。The interface 153 is the CPU 152.
The drawing information taken in by, for example, the drawing position information on the wafer W where the pattern is to be drawn, various information such as mask information of the transparent mask 120, and the like are transferred. The data memory 154 stores and holds the drawing pattern information and mask information transferred from the interface 153.
【００２２】パターン制御コントローラ１５５は、デー
タメモリ１５４から描画パターン情報およびマスク情報
を受け、それらに従って透過マスクの透過孔の１つを指
定し、その指定透過孔の透過マスク上での位置を示す位
置信号Ｐ１〜Ｐ４を発生すると共に、描画すべきパター
ン形状と指定透過孔形状との形状差に応じた補正値Ｈを
演算する処理を含む各種処理を行なう指定手段、保持手
段、演算手段および出力手段を有する。The pattern controller 155 receives the drawing pattern information and the mask information from the data memory 154, designates one of the transmission holes of the transmission mask according to the information, and indicates the position of the designated transmission hole on the transmission mask. Designating means, holding means, computing means, and output means for generating various signals P1 to P4 and performing various processing including processing for computing a correction value H according to the shape difference between the pattern shape to be drawn and the designated transmission hole shape. Have.
【００２３】デジタル・アナログ変換器機能および増幅
器機能を有するアンプ部１５６は、補正値Ｈを受け、修
正偏向信号Ｓ１を生成する。マスク移動機構１５７は、
パターン制御コントローラ１５５からの信号に従い、必
要に応じて透過マスク１２０を移動させる。An amplifier section 156 having a digital / analog converter function and an amplifier function receives the correction value H and generates a corrected deflection signal S1. The mask moving mechanism 157
According to the signal from the pattern controller 155, the transparent mask 120 is moved as necessary.
【００２４】ブランキング制御回路１５８は、パターン
制御コントローラ１５５からの信号に応じて、デジタル
・アナログ変換器機能、および増幅器機能を有するアン
プ部１５９を制御し、ブランキング信号ＳＢを発生させ
る。The blanking control circuit 158 controls the amplifier section 159 having a digital / analog converter function and an amplifier function in response to a signal from the pattern controller 155 to generate a blanking signal SB.
【００２５】シーケンスコントローラ１６０は、インタ
ーフェイス１５３から描画位置情報を受け、描画処理シ
ーケンスを制御する。ステージ移動機構１６１は、シー
ケンスコントローラ１６０からの信号に応じて、必要に
応じてステージ１３５を移動させる。The sequence controller 160 receives the drawing position information from the interface 153 and controls the drawing processing sequence. The stage moving mechanism 161 moves the stage 135 as needed according to a signal from the sequence controller 160.
【００２６】このステージ１３５の移動は、レーザ干渉
計１６２によって検出され、偏向制御回路１６３に供給
される。偏向制御回路１６３は、ウエハＷ上の露光位置
を演算し、露光位置決定信号Ｓ２、Ｓ３を発生するアン
プ部１６４、１６５に信号を供給すると共に、シーケン
スコントローラ１６０にも信号を供給する。なお、アン
プ部１６４、１６５は、それぞれデジタル・アナログ変
換器機能、および増幅器機能を有する。The movement of the stage 135 is detected by the laser interferometer 162 and supplied to the deflection control circuit 163. The deflection control circuit 163 calculates the exposure position on the wafer W and supplies the signals to the amplifier units 164 and 165 that generate the exposure position determination signals S2 and S3, and also supplies the signals to the sequence controller 160. The amplifier units 164 and 165 have a digital / analog converter function and an amplifier function, respectively.
【００２７】通常の電子ビーム露光においては、電磁偏
向器であるメインデフレクタ１３３によって２〜１０ｍ
ｍ□の偏向フィールドをビーム偏向し、静電偏向器であ
るサブデフレクタ１３４によって、１００μｍ□程度の
サブフィールドを偏向する。In normal electron beam exposure, the main deflector 133, which is an electromagnetic deflector, is used for 2 to 10 m.
The m.quadrature.deflection field is beam-deflected, and a subdeflector 134 which is an electrostatic deflector deflects a subfield of about 100 .mu.m.quadrature.
【００２８】パターンデータは、ＣＰＵ１５２によって
メモリ１５１から読み出され、データメモリ１５４に転
送され、ここに蓄積される。データメモリ１５４から読
み出されたパターンデータによって、パターン制御コン
トローラ１５５はパターンを各ショットごとに分解す
る。The pattern data is read from the memory 151 by the CPU 152, transferred to the data memory 154, and stored therein. The pattern controller 155 decomposes the pattern for each shot based on the pattern data read from the data memory 154.
【００２９】各ショットに分解されたパターンデータ
は、メインデフレクタ１３３用のデータ、サブデフレク
タ１３４用のデータ、スリットデフレクタ１１７用のデ
ータ、ブランキング信号ＳＢ等に分離され、電子ビーム
を偏向制御する。The pattern data decomposed into each shot is separated into data for the main deflector 133, data for the sub-deflector 134, data for the slit deflector 117, blanking signal SB, etc. to control the deflection of the electron beam.
【００３０】電子ビーム露光等の荷電粒子ビーム露光
は、真空中で行なう必要がある。このため、被露光試料
を保持し、移動させるステージも真空中に配置する必要
がある。高スループットを実現させるためには、真空中
に存在するステージを急加速し、高速移動させる必要が
ある。Charged particle beam exposure such as electron beam exposure must be performed in vacuum. Therefore, the stage for holding and moving the sample to be exposed also needs to be arranged in vacuum. In order to realize high throughput, it is necessary to rapidly accelerate the stage existing in vacuum and move it at high speed.
【００３１】一方、ステージの位置決め精度は、０．０
５μｍ程度が要求され、将来的には０．０１μｍ程度の
位置決め精度が要求される。レーザ測長技術は、この精
度を十分満たすものである。On the other hand, the positioning accuracy of the stage is 0.0
About 5 μm is required, and positioning accuracy of about 0.01 μm will be required in the future. The laser measurement technology sufficiently satisfies this accuracy.
【００３２】したがって、ステージの移動をレーザ測長
装置によってモニタし、ステージ駆動機構をフィールド
バック制御すれば、このような位置決め精度を実現でき
るものと考えられる。Therefore, it is considered that such positioning accuracy can be realized by monitoring the movement of the stage with a laser length measuring device and performing field back control of the stage drive mechanism.
【００３３】図６に、従来技術によるステージの構造を
示す。ステージを収容するハウジング１７０は、下面に
ベース１７１を有し、このベース１７１上にＸＹステー
ジが配置されている。ＸＹステージは、Ｙステージ１７
３の上にＸステージ１７５が載せられた構造を有する。
Ｙステージ１７３は、タイヤ１７７によってＹ方向に移
動可能に構成され、アクチュエータ１８３によりＹ方向
に駆動される。FIG. 6 shows the structure of a conventional stage. The housing 170 that houses the stage has a base 171 on the lower surface, and the XY stage is arranged on the base 171. XY stage is Y stage 17
3 has a structure in which the X stage 175 is placed.
The Y stage 173 is configured to be movable in the Y direction by the tire 177, and is driven in the Y direction by the actuator 183.
【００３４】アクチュエータ１８３は、キャプスタン１
８５とピンチローラ１８４によって挟持され、キャプス
タン１８５が回転することによって駆動される。Ｙステ
ージ１７３の上面には、Ｘ方向のガイド１８１が設けら
れており、Ｘステージ１７５の下面に設けられたピンチ
ローラ１７９がこのＸ方向のガイド１８１を両側から挟
み、Ｘステージ１７５をＸ方向のみに移動可能に案内す
る。The actuator 183 is the capstan 1
It is nipped by 85 and the pinch roller 184, and driven by the rotation of the capstan 185. A guide 181 in the X direction is provided on the upper surface of the Y stage 173, and a pinch roller 179 provided on the lower surface of the X stage 175 sandwiches the guide 181 in the X direction from both sides so that the X stage 175 is only in the X direction. You can move to.
【００３５】Ｘステージ１８５は、タイヤ１７８によっ
てＹステージ１７３上に保持されている。Ｘステージ１
７５の駆動もＹステージ１７３の駆動と同様に行なわれ
る。Ｘステージ１７５の上には、ウエハＷがカセットに
収納された状態で載置されている。The X stage 185 is held on the Y stage 173 by the tire 178. X stage 1
The driving of 75 is performed similarly to the driving of the Y stage 173. On the X stage 175, the wafer W is placed in a cassette.
【００３６】Ｘステージ１７５の２辺上にはレーザ干渉
計１９０と光学的に結合されたミラーＭｘ、Ｍｙが取り
付けられており、Ｘステージ１７５の位置をモニタす
る。レーザ測長装置は、１／５０〜１／１００波長程度
の測長が可能である。Mirrors Mx and My optically coupled to the laser interferometer 190 are attached on two sides of the X stage 175, and the position of the X stage 175 is monitored. The laser length measuring device is capable of measuring lengths of about 1/50 to 1/100 wavelength.
【００３７】図６（Ａ）にはタイヤでステージを保持す
る形式を示したが、重量ステージの場合にはタイヤの代
わりにコロが用いられる。図６（Ｂ）にコロの構成を概
略的に示す。円柱状の形状をしたコロ１９４がリテーナ
１９２の開口部分に保持され、非対象物を保持する。コ
ロを用いたステージの場合、図６（Ａ）に示すステージ
のタイヤ１７７、１７８の代わりにコロが用いられる。FIG. 6 (A) shows a form in which the stage is held by a tire, but in the case of a heavy stage, a roller is used instead of the tire. FIG. 6B schematically shows the structure of the rollers. A cylindrical roller 194 is held in the opening of the retainer 192 to hold an object. In the case of a stage using rollers, rollers are used instead of the tires 177 and 178 of the stage shown in FIG.
【００３８】[0038]
【発明が解決しようとする課題】ところで、 長時間のステージランニング後にビームの位置ずれを
引き起こすことが確認された。 ステージを鏡筒直下に長時間停止させた場合と、鏡筒
から離して長時間停止した場合とでビーム原点の変動が
確認された。By the way, it has been confirmed that the beam may be displaced after a long period of stage running. It was confirmed that the origin of the beam changed when the stage was stopped just below the lens barrel for a long time and when it was stopped for a long time away from the lens barrel.
【００３９】すなわち、ステージ位置を高精度でモニタ
し、フィールドバック制御を行なっても要求される位置
決め精度を得ることができない。本発明の目的は、高い
位置決め精度を有する荷電粒子ビーム露光装置を提供す
ることである。That is, even if the stage position is monitored with high accuracy and the field back control is performed, the required positioning accuracy cannot be obtained. An object of the present invention is to provide a charged particle beam exposure apparatus having high positioning accuracy.
【００４０】本発明の他の目的は、長時間の連続使用に
対しても高い位置決め精度を有する荷電粒子ビーム露光
装置を提供することである。Another object of the present invention is to provide a charged particle beam exposure apparatus having a high positioning accuracy even for continuous use for a long time.
【００４１】[0041]
【課題を解決するための手段】本発明の荷電粒子ビーム
露光装置は、試料をステージ上に載置し、ステージを移
動させることによって試料を移動させ、試料上に荷電粒
子ビームを照射する荷電粒子ビーム露光装置であって、
前記ステージが冷媒流路を有し、冷媒流路が外部冷媒源
に接続されている。A charged particle beam exposure apparatus of the present invention places a sample on a stage, moves the sample by moving the stage, and irradiates the sample with a charged particle beam. A beam exposure apparatus,
The stage has a coolant channel, and the coolant channel is connected to an external coolant source.
【００４２】[0042]
【作用】長時間のステージランニング後、荷電粒子ビー
ム照射の有無に拘らず、荷電粒子ビームの位置ずれが生
じることは、ステージの熱膨張が原因であると分かっ
た。It has been found that the thermal expansion of the stage causes the positional deviation of the charged particle beam regardless of the irradiation of the charged particle beam after the stage has been running for a long time.
【００４３】長時間のランニングによって、ステージを
構成する可動部材の部分において、摩擦熱が発生し、そ
のためにステージが熱膨張を起こしている。ステージ自
身がその寸法を変化させれば、ステージ端部に取り付け
られたレーザ干渉計のミラー位置を正確に制御しても、
ステージ上での位置は変動してしまう。By running for a long time, frictional heat is generated in the movable member forming the stage, which causes thermal expansion of the stage. If the stage itself changes its dimensions, even if the mirror position of the laser interferometer attached to the end of the stage is accurately controlled,
The position on the stage changes.
【００４４】鏡筒直下の位置と、鏡筒から離れた位置に
おいて、ビーム原点の変動が生じることは、鏡筒内のコ
イル等の発熱による熱輻射が影響していることが分かっ
た。荷電粒子ビームの解像度を高めるため、試料面と鏡
筒下部の面との間隔は数ｍｍ程度しかなく、コイル、そ
の他の構造物と試料面との間の距離は短い。It was found that the variation of the beam origin at the position directly below the lens barrel and at the position away from the lens barrel is affected by the heat radiation due to the heat generated by the coil in the lens barrel. In order to improve the resolution of the charged particle beam, the distance between the sample surface and the lower surface of the lens barrel is only about several mm, and the distance between the coil and other structures and the sample surface is short.
【００４５】さらに、短焦点化に伴い、コイルの発熱量
は大きくなっている。したがって、コイル等からの熱輻
射を受けた試料自体やステージが熱膨張を引起し、ビー
ムの位置ずれを発生する。Further, as the focal length is shortened, the heat generation amount of the coil is increased. Therefore, the sample itself or the stage which receives the heat radiation from the coil or the like causes thermal expansion, and the beam is displaced.
【００４６】荷電粒子ビーム露光装置においては、ステ
ージは真空中に配置されるため、一旦ステージに蓄積さ
れた熱は、タイヤ、コロ等の接触面を通して熱伝導で伝
わるか、熱輻射によって外部に伝達されるしかない。し
たがって、一旦ステージに蓄積された熱は、外部に伝達
されにくい状態になっている。In the charged particle beam exposure apparatus, since the stage is placed in a vacuum, the heat once accumulated on the stage is transferred by heat conduction through the contact surface of the tire, rollers or the like, or is transferred to the outside by heat radiation. There is no choice but to be done. Therefore, the heat once accumulated in the stage is difficult to be transferred to the outside.
【００４７】たとえば、約８×１０-6の熱膨張係数（セ
ラミックにおける代表的な値）を有するステージにおい
て、約０．１℃の温度上昇があると、４０ｃｍのステー
ジはその両端で約０．３μｍの熱膨張による位置ずれを
発生させる。ステージ中央部に試料が固定されていると
して、ビームの位置ずれは約０．１５μｍとなる。この
値はサブミクロンのパターン形成においては致命的な値
となる。For example, in a stage having a coefficient of thermal expansion of about 8 × 10 -6 (a typical value for ceramics), a temperature rise of about 0.1 ° C. will cause a 40 cm stage to reach about 0. Displacement occurs due to thermal expansion of 3 μm. Assuming that the sample is fixed at the center of the stage, the beam position shift is about 0.15 μm. This value is a fatal value in submicron pattern formation.
【００４８】ステージに冷媒流路を形成し、冷媒流路に
外部冷媒源から冷媒を流せば、ステージを強制的に冷却
することが可能となる。冷媒の温度を管理することによ
り、ステージの温度を管理することができ、ステージの
温度上昇を防止することができる。The stage can be forcibly cooled by forming the coolant channel in the stage and flowing the coolant from the external coolant source into the coolant channel. By controlling the temperature of the refrigerant, the temperature of the stage can be controlled, and the temperature rise of the stage can be prevented.
【００４９】[0049]
【実施例】本発明は、高精度、高スループットの荷電粒
子ビーム露光装置の開発の過程で生まれた。以下、開発
の流れに沿って本発明を説明する。The present invention was born in the process of developing a charged particle beam exposure apparatus with high accuracy and high throughput. Hereinafter, the present invention will be described according to the flow of development.
【００５０】荷電粒子ビームのクーロン相互作用を避け
ようとすると、荷電粒子ビームの光学系を短焦点化する
必要が生じる。光学系を短焦点化すると、偏向能率は劣
化し、同一の偏向距離を得ようとするとより大きな電流
が必要となる。In order to avoid the Coulomb interaction of the charged particle beam, it is necessary to shorten the focal point of the charged particle beam optical system. When the optical system has a short focal length, the deflection efficiency deteriorates, and a larger current is required to obtain the same deflection distance.
【００５１】また、電磁偏向コイルをなるべく高速で動
作させようとすると、インダクタンスを小さくする必要
があり、コイルの面積を小さくすることが望まれる。こ
のような構成においては、電磁偏向コイルを用いて荷電
粒子ビームを操作すると、コラム内で局所的な発熱が生
じることを避けることはできない。このような発熱は、
たとえば数Ｗから十数Ｗ程度になる。In order to operate the electromagnetic deflection coil as fast as possible, it is necessary to reduce the inductance, and it is desirable to reduce the area of the coil. In such a structure, when the charged particle beam is operated using the electromagnetic deflection coil, it is inevitable that local heat is generated in the column. Such fever
For example, it is about several watts to tens of watts.
【００５２】このような荷電粒子ビーム露光装置を使用
すると、荷電粒子ビームの偏向位置、フォーカス位置が
使用時間と共に変動するドリフトが生じた。荷電粒子ビ
ームの偏向位置、フォーカス位置を変化させる原因とし
て以下のものが考えられる。When such a charged particle beam exposure apparatus is used, a drift occurs in which the deflection position and the focus position of the charged particle beam fluctuate with the time of use. The following are possible causes for changing the deflection position and the focus position of the charged particle beam.
【００５３】（ａ）アンプ、レンズ電源の出力変化、
（ｂ）コイルが発生する磁束の変化に伴う金属性の周辺
部品に流れる渦電流、（ｃ）ビームの通過する部分のチ
ャージアップ、（ｄ）偏向コイルの位置、寸法の変動、
（ｅ）コイルの発熱によるコイル自体、ボビン、その他
の構造物の温度変化による位置、寸法の変動。(A) Output change of amplifier and lens power supply,
(B) Eddy current flowing in metallic peripheral parts due to changes in magnetic flux generated by the coil, (c) charge-up of the portion where the beam passes, (d) variation in position and size of the deflection coil,
(E) The position and size of the coil itself, the bobbin, and other structures change due to temperature changes due to heat generation of the coil.
【００５４】本発明者らは、初め偏向コイルの応答特性
が非常に悪化したことを疑った。しかし、アンプの出力
は変化しておらず、整定の時定数も同じであった。さら
に、偏向コイルのインダクタンスもほぼ同じである。つ
まり、偏向磁界は整定しているにも拘らず、ビーム位置
を変化させる要因がある。同じ偏向を行なった場合の渦
電流は露光前後で変化するとは考えられない。The present inventors initially suspected that the response characteristics of the deflection coil were extremely deteriorated. However, the output of the amplifier did not change and the settling time constant was the same. Further, the inductance of the deflection coil is almost the same. That is, although the deflection magnetic field is settled, there is a factor that changes the beam position. The eddy current when the same deflection is performed cannot be considered to change before and after exposure.
【００５５】さらに、ビームを偏向していない場合、光
軸上のビーム位置は長時間にわたり再現性がある。した
がってチャージアップも考えられない。残る可能性とし
て、コイルの発熱によるコイル自体、ボビン、その他の
構造物（ポールピース等）の温度変化による位置、寸法
の変動が残る。上述のように、電磁偏向コイルの発熱は
数Ｗから十数Ｗあり、電磁偏向コイルを真空中に配置す
ると、その放熱効果は低い。Further, when the beam is not deflected, the beam position on the optical axis has reproducibility for a long time. Therefore, charge-up cannot be considered. As a possibility of remaining, fluctuations in position and size due to temperature changes of the coil itself, bobbin, and other structures (pole pieces, etc.) due to heat generation of the coil remain. As described above, the electromagnetic deflection coil generates heat of several W to several tens of W, and when the electromagnetic deflection coil is placed in a vacuum, its heat radiation effect is low.
【００５６】短焦点化された収束偏向系においては、レ
ンズ磁界強度を大きくし、偏向磁界強度をも大きくしな
ければならないため、レンズ磁極が小さくなり、その内
側におかれる偏向コイルは光軸方向においても、半径方
向においても狭い空間に隙間なく配置されることにな
る。したがって、コイルを保持している部品は軽薄短小
化されており、熱容量は従来のものの数分の１になって
いる。In a converging deflection system with a short focal length, the lens magnetic field strength must be increased and the deflection magnetic field strength must also be increased. Therefore, the lens magnetic pole becomes small, and the deflection coil placed inside the lens magnetic pole is in the optical axis direction. Also in the radial direction, they are arranged in a narrow space without any gap. Therefore, the parts holding the coil are light, thin, short and small, and the heat capacity is a fraction of that of the conventional one.
【００５７】また、ＸＹの系統でコイルの半径の違いは
小さくなっている。また、コイルの大きさは小型化して
いるにも拘らず、その線材の太さはほぼ同じであり、積
層方向のコイルの厚みは大きくなり、内側のコイルの回
りを外側のコイルの線材が覆い隠している。Further, the difference in the radius of the coil is small in the XY system. In addition, although the size of the coil has been reduced, the thickness of the wire is almost the same, the thickness of the coil in the stacking direction becomes large, and the wire around the inner coil is covered by the wire around the outer coil. I'm hiding it.
【００５８】コイルの外側を空冷しても、空冷の効果は
内側と外側のコイルで大きく異なり、内側のコイルを直
接冷却することはほとんどできず、ボビンの熱伝導で冷
却しているような状況になる。このため、内側のコイル
と外側のコイルでは冷却効果が異なっている。Even if the outer side of the coil is air-cooled, the effect of air-cooling is greatly different between the inner and outer coils, and the inner coil can hardly be directly cooled, and the bobbin is used for heat conduction. become. Therefore, the cooling effect differs between the inner coil and the outer coil.
【００５９】空冷の効果を大きくするために細い線材を
用いてコイルを制作すると、コイルの発熱が大きくなる
ため、コイル線材自体の熱膨張とコイルが接着してある
ボビンの熱膨張によってさらにビームの偏向精度が劣化
する。When a coil is manufactured by using a thin wire rod to increase the effect of air cooling, heat generation of the coil becomes large. Therefore, the thermal expansion of the coil wire rod and the thermal expansion of the bobbin to which the coil is adhered further increase the beam width. Deflection accuracy deteriorates.
【００６０】コイル線材に銅を使用し、ボビンにセラミ
ックを用いた場合、それぞれの熱膨張係数は１．７×１
０-5、８×１０-6であるので主偏向領域を２ｍｍ□とす
れば、温度上昇が１０℃あった場合、それぞれ０．３４
μｍ、０．１６μｍの位置ずれを主偏向領域において発
生する恐れがある。When copper is used for the coil wire and ceramic is used for the bobbin, the coefficient of thermal expansion of each is 1.7 × 1.
Since 0 -5 and 8 x 10 -6 , if the main deflection area is set to 2 mm □, when the temperature rise is 10 ° C, 0.34 each.
There is a possibility that a positional deviation of μm or 0.16 μm may occur in the main deflection region.
【００６１】実際にはコイルとボビンは接着してあるた
め、位置ずれ量は０．３４μｍと０．１６μｍの間の値
をとると予想できる。この値を０．２μｍと想定して
も、主偏向領域の位置ずれは最大０．４μｍとなり、サ
ブミクロンのパターン作成においては致命的な誤差とな
る。Since the coil and the bobbin are actually adhered to each other, it can be expected that the positional deviation amount takes a value between 0.34 μm and 0.16 μm. Even if this value is assumed to be 0.2 μm, the positional deviation of the main deflection region is 0.4 μm at maximum, which is a fatal error in submicron pattern formation.
【００６２】さらに大きな問題は、コイルの発熱がコイ
ル線材自体の熱膨張とコイルが接着してあるボビンの熱
膨張を引起し、さらに熱膨張により投影レンズを構成す
るフェライト等のポールピースの熱膨張も発生させるこ
とである。A more serious problem is that the heat generated by the coil causes the thermal expansion of the coil wire itself and the thermal expansion of the bobbin to which the coil is adhered, and the thermal expansion of the pole piece such as ferrite forming the projection lens. Is also to be generated.
【００６３】これらの熱膨張は、コイルの偏向方向、偏
向能率、レンズ磁界強度を変化させる。このため、偏向
位置の精度を悪化させ、特に磁極の熱膨張は偏向座標の
原点ずれや焦点ずれを引き起こす。These thermal expansions change the coil deflection direction, deflection efficiency, and lens magnetic field strength. For this reason, the accuracy of the deflection position is deteriorated, and especially the thermal expansion of the magnetic pole causes the deviation of the origin of the deflection coordinates and the deviation of the focus.
【００６４】特にステージ連続移動による露光において
は、露光前に試料面上の位置合わせマークを前もって検
出し、露光時の補正係数を決定してから露光するため、
露光中におこる露光位置の精度の悪化、偏向座標の原点
ずれや焦点ずれは致命的となる。Particularly in the exposure by the continuous movement of the stage, the alignment mark on the sample surface is detected in advance before the exposure, and the exposure is performed after the correction coefficient at the exposure is determined.
The deterioration of the accuracy of the exposure position, the deviation of the origin of the deflection coordinates, and the deviation of the focus during the exposure are fatal.
【００６５】図７に、主偏向器を発熱させ続けた場合の
ビーム位置の変動成分を測定した結果を示す。図７上段
はオフセット位置のずれ量ｄ１が時間と共に変化する様
子を示すグラフである。図７中段はローテーション方向
の位置ずれｄ２が時間と共に変化する様子を示すグラフ
である。また、図７下段はゲイン方向の位置ずれｄ３が
時間と共に変化する様子を示すグラフである。FIG. 7 shows the result of measuring the fluctuation component of the beam position when the main deflector is continuously heated. The upper part of FIG. 7 is a graph showing how the offset position deviation amount d1 changes with time. The middle part of FIG. 7 is a graph showing how the positional deviation d2 in the rotation direction changes with time. Further, the lower part of FIG. 7 is a graph showing how the positional deviation d3 in the gain direction changes with time.
【００６６】主偏向器を発熱させ続けた場合、これらの
ずれ量は図中破線で示すようにかなり大きな値まで変化
する。図から明らかなように、これらのずれ量はサブミ
クロンパターンを露光する露光装置としては致命的なほ
ど大きい。When the main deflector continues to generate heat, these deviation amounts change to a considerably large value as shown by the broken line in the figure. As is clear from the figure, these shift amounts are fatally large for an exposure apparatus that exposes a submicron pattern.
【００６７】そこで、主偏向器を構成する電磁偏向コイ
ルを冷却し、加熱を抑えることによってドリフトを防止
することが考えられる。本発明者らは実際に冷却能力の
大きな電磁偏向コイルを作成してその効果を調べた。Therefore, it can be considered to prevent drift by cooling the electromagnetic deflection coil forming the main deflector and suppressing heating. The present inventors actually created an electromagnetic deflection coil having a large cooling capacity and investigated its effect.
【００６８】コイル支持用のボビンとして、内側ボビン
と外側ボビンを有する二重構造ボビンを採用した。コイ
ルは半径方向に一層巻きとし、回転方向に円弧状に巻き
重ね、所望の巻き数を形成した。このコイルを円筒面に
沿って曲げ、サドル状コイルを作成した。A double structure bobbin having an inner bobbin and an outer bobbin was adopted as the coil supporting bobbin. The coil was wound in one layer in the radial direction and was wound in an arc shape in the rotating direction to form a desired number of turns. This coil was bent along a cylindrical surface to form a saddle-shaped coil.
【００６９】曲率半径の異なるサドル状コイルを形成
し、小さな曲率半径を有するコイルは内側ボビンの外側
円周上に固定し、大きな曲率半径を有するコイルは外側
ボビンの内側円周上に固定した。内側コイルと外側コイ
ルの間には空間を残し、冷媒を光軸方向に流せるように
流路を構成した。Saddle coils having different radii of curvature were formed, coils having a small radius of curvature were fixed on the outer circumference of the inner bobbin, and coils having a large radius of curvature were fixed on the inner circumference of the outer bobbin. A space was left between the inner coil and the outer coil, and a flow path was formed so that the coolant could flow in the optical axis direction.
【００７０】ボビンは、複数段のコイルによって独立ま
たは一体化された構造とし、石英を主成分とする線膨張
係数の小さな材料で構成した。冷媒としては、純水また
はヘリウムガスを用い、強制還流を行なった。The bobbin has a structure which is independent or integrated by a plurality of stages of coils, and is made of a material containing quartz as a main component and having a small linear expansion coefficient. Pure water or helium gas was used as the refrigerant, and forced reflux was performed.
【００７１】このようにして、主偏向器の電磁偏向コイ
ルを効率よく冷却し、ポールピース等の構造物への熱伝
導を減少させた。効果的な放熱を行なうことによって構
造物の温度上昇は著しく小さくなるものと期待された。In this way, the electromagnetic deflection coil of the main deflector was efficiently cooled, and the heat conduction to the structure such as the pole piece was reduced. It was expected that the temperature rise of the structure would be significantly reduced by effective heat dissipation.
【００７２】このような構成の電磁偏向コイルを用いた
場合の電子ビームの位置変動を図７に実線で示す。図７
において、曲線ｆ１は冷却を実施した時のオフセット位
置のずれ量を時間の関数として示し、曲線ｆ２は同様、
冷却を行なった時のローテーション方向の位置ずれを時
間の関数として示し、曲線ｆ３は冷却を行なった時のゲ
イン方向の位置ずれを時間の関数として示す。The position variation of the electron beam when the electromagnetic deflection coil having such a configuration is used is shown by the solid line in FIG. Figure 7
In, the curve f1 shows the amount of offset position deviation when cooling is performed as a function of time, and the curve f2 similarly.
The positional deviation in the rotation direction during cooling is shown as a function of time, and the curve f3 shows the positional deviation in the gain direction during cooling as a function of time.
【００７３】ところが、図から明らかなように、電磁偏
向コイルの冷却を行なったにも拘らず、ビーム位置変動
は冷却を行なわなかった場合の約半分に減少したのに過
ぎなかった。However, as is clear from the figure, the beam position fluctuation was reduced to about half of that without cooling, even though the electromagnetic deflection coil was cooled.
【００７４】たとえば、オフセット位置のずれ量は露光
開始後約３分で、冷却を行なわなかった場合に約０．５
μｍであったものが冷却を行なうことによって約０．３
μｍに減少したのみであった。時間経過と共に、オフセ
ット位置のずれ量は次第に飽和するが、その時点におけ
るずれ量は約０．４μｍもあり、許容できる値ではなか
った。For example, the shift amount of the offset position is about 3 minutes after the start of exposure, and about 0.5 when the cooling is not performed.
What was μm was about 0.3 by cooling.
It was only reduced to μm. The amount of offset position offset gradually saturates over time, but the amount of offset at that time was about 0.4 μm, which was not an acceptable value.
【００７５】また、ローテーション方向の位置ずれも冷
却を行なわなかった場合に比べて、冷却を行なってもそ
の値は約半分に減少するのに過ぎなかった。ゲイン方向
の位置ずれの減少はさらに少なかった。Further, the positional deviation in the rotation direction was only reduced to about half even when the cooling was performed, compared with the case where the cooling was not performed. The decrease in misalignment in the gain direction was even smaller.
【００７６】つまり、発熱に対して冷却効率は向上した
ものの、完全に冷却できているわけではなく、発熱によ
る構造物の温度変化が発生していることが明らかであ
る。発熱量が無視できるほど冷媒の冷却能力を増加させ
ることが考えられるが、冷媒の流量を増加させると流量
の増大による機械的振動等を引き起こす可能性がある。
また、冷媒の流量増加にも限界がある。電磁偏向コイル
からポールピース等への熱伝導をさらに減少させること
も考えられるが、やはり限界がある。That is, although the cooling efficiency is improved with respect to the heat generation, the cooling is not completed completely, and it is clear that the temperature change of the structure is caused by the heat generation. Although it is possible to increase the cooling capacity of the refrigerant to such an extent that the amount of heat generated can be ignored, increasing the flow rate of the refrigerant may cause mechanical vibration or the like due to the increase in the flow rate.
Moreover, there is a limit to the increase in the flow rate of the refrigerant. It is conceivable to further reduce the heat conduction from the electromagnetic deflection coil to the pole piece or the like, but there is still a limit.
【００７７】また、電磁偏向コイルの発熱に対するポー
ルピースの温度上昇を測定したところ、冷却を行なう前
には１０分で約１．５℃あったものが冷却を行なうと１
０分で約０．３℃に減少していた。温度上昇は１０分程
度で飽和しており、飽和する値は冷却を行なう場合と行
なわない場合で大きく変化する。すなわち、冷却効果は
十分認められる。When the temperature rise of the pole piece due to the heat generation of the electromagnetic deflection coil was measured, it was found that the temperature was about 1.5 ° C. in 10 minutes before cooling, but 1
It decreased to about 0.3 ° C. in 0 minutes. The temperature rise is saturated in about 10 minutes, and the saturated value greatly changes depending on whether cooling is performed or not. That is, the cooling effect is sufficiently observed.
【００７８】しかし、露光系の精度を十分改善するには
程遠い。特に駆動電流変化後の初期における温度変化に
はあまり差がないため、３分程度の時間内ではビーム位
置のドリフトに注目すると冷却による効果は著しいとは
言えない。However, the accuracy of the exposure system is far from being sufficiently improved. In particular, since there is not much difference in the temperature change in the initial stage after the change of the drive current, the effect of cooling cannot be said to be remarkable when focusing on the drift of the beam position within the time of about 3 minutes.
【００７９】半導体集積回路が要求する高い精度を得よ
うとすると、主偏向器の発熱による構造物の温度変化は
０．１℃たりとも許容できないと考えられる。これを上
述のような冷却で実現することは極めて難しい。In order to obtain the high accuracy required by the semiconductor integrated circuit, it is considered that the temperature change of the structure due to the heat generation of the main deflector is not allowable even 0.1 ° C. It is extremely difficult to achieve this by cooling as described above.
【００８０】図８に、上述の課題を解決するために作成
した荷電粒子ビーム露光装置を示す。図８（Ａ）は構成
を示す断面図であり、図８（Ｂ）はその動作を説明する
ための概略的グラフである。FIG. 8 shows a charged particle beam exposure apparatus created to solve the above problems. FIG. 8A is a cross-sectional view showing the structure, and FIG. 8B is a schematic graph for explaining the operation.
【００８１】図８（Ａ）において、電磁レンズコイル２
１１は鉄ヨーク２１２と磁気的に結合し、鉄ヨーク２１
２の先端には鉄等で作成された磁極片であるポールピー
ス２１３が磁気的に結合している。電磁レンズの内側に
は、ボビン等のコイル支持部２１４が配置されており、
コイル支持部２１４の外側には電磁偏向コイル２１６が
取り付けられている。In FIG. 8A, the electromagnetic lens coil 2
11 is magnetically coupled to the iron yoke 212,
A pole piece 213, which is a pole piece made of iron or the like, is magnetically coupled to the tip of 2. Inside the electromagnetic lens, a coil support portion 214 such as a bobbin is arranged,
An electromagnetic deflection coil 216 is attached to the outside of the coil support portion 214.
【００８２】また、コイル支持部２１４の内側には静電
偏向電極２１７が互いに対向して配置されている。な
お、電磁偏向コイル２１６および静電偏向電極２１７の
数は簡略化して示してある。電磁偏向コイル２１６の外
側近傍には発熱体２１０が配置されている。Further, the electrostatic deflection electrodes 217 are arranged inside the coil support portion 214 so as to face each other. The numbers of the electromagnetic deflection coil 216 and the electrostatic deflection electrode 217 are shown in a simplified manner. The heating element 210 is arranged near the outside of the electromagnetic deflection coil 216.
【００８３】発熱体２１０は、たとえば抵抗要素で構成
され、電流を流すことによってジュール熱を発生する。
この発熱体２１０に流す電流は、図８（Ｂ）に示すよう
に、発熱体２１０が発生する熱Ｑ２と電磁偏向コイル２
１６が発生する熱Ｑ１の和が一定値Ｑ０となるように制
御される。The heating element 210 is composed of, for example, a resistance element, and generates Joule heat by passing an electric current.
As shown in FIG. 8B, the current flowing through the heating element 210 is the heat Q2 generated by the heating element 210 and the electromagnetic deflection coil 2.
It is controlled so that the sum of the heat Q1 generated by 16 becomes a constant value Q0.
【００８４】すなわち、電磁偏向コイル２１６に流す電
流によって電磁偏向コイル２１６が発生する熱Ｑ１が実
線のように変化する場合、発熱体２１０にこの変化を補
償するような電流変化を供給し、その発生する熱Ｑ２を
破線で示すように逆向きに変化させることにより、その
和である熱Ｑ０が一定の値になるように制御する。That is, when the heat Q1 generated by the electromagnetic deflection coil 216 changes as indicated by the solid line due to the current flowing through the electromagnetic deflection coil 216, a current change that compensates for this change is supplied to the heating element 210, and the generation thereof is generated. By changing the heat Q2 to be applied in the opposite direction as indicated by the broken line, the heat Q0, which is the sum, is controlled to have a constant value.
【００８５】このように制御することにより、電磁偏向
コイルと発熱体とが全体として発生する熱Ｑ０は常に一
定値となり、系が一旦安定状態に達した後は温度変化が
生じなくなる。By controlling in this way, the heat Q0 generated as a whole by the electromagnetic deflection coil and the heating element is always a constant value, and the temperature does not change after the system once reaches a stable state.
【００８６】また、ビームを試料ウエハ２１９上に照射
しないときは、図８（Ｂ）の露光開始の位置に示すよう
に、電磁偏向コイル２１６に一定量の電流を流し、その
発生する熱Ｑ１が発熱総量Ｑ０の約半分程度となるよう
にし、発熱体２１０からほぼ同等の熱量Ｑ２を発生する
のが好ましい。When the sample wafer 219 is not irradiated with the beam, as shown in the exposure start position in FIG. 8B, a certain amount of current is passed through the electromagnetic deflection coil 216, and the heat Q1 generated by the electromagnetic deflection coil 216 is generated. It is preferable that the total heat generation amount Q0 is set to about half and the heat generating element 210 generates substantially the same heat amount Q2.
【００８７】このように、試料ウエハ上に荷電粒子ビー
ムを照射しないときも、電磁偏向コイルにアイドル電流
を流すことにより、試料ウエハ上に荷電粒子ビームを照
射する場合にどのような電流値が設定されても、変化幅
が従来の最大値の半分程度以下となり、その変化に速や
かに対応させることが容易となる。As described above, even when the charged particle beam is not irradiated onto the sample wafer, the current value is set when the charged particle beam is irradiated onto the sample wafer by causing the idle current to flow through the electromagnetic deflection coil. Even if the change is made, the change width becomes about half or less of the conventional maximum value, and it becomes easy to quickly cope with the change.
【００８８】なお、電磁偏向コイル２１６に最大電流を
流す場合にも、発熱体２１０にある程度の電流が流れる
ように設定するのが、より安定な温度補償を行なう点か
ら好ましい。Even when the maximum current is passed through the electromagnetic deflection coil 216, it is preferable to set a certain amount of current through the heating element 210 from the viewpoint of more stable temperature compensation.
【００８９】また、電磁偏向コイル２１６と発熱体２１
０により常に一定の熱を発生させるため、ポールピース
等の構造体は温度上昇を示す。発熱体２１０の発熱が加
わるため、温度上昇の値は従来より大きくなる。温度上
昇が飽和した状態で非点収差、焦点、歪み等光学系の補
正を行ない、露光時はこれらのデータを用いて補正を行
なう。Further, the electromagnetic deflection coil 216 and the heating element 21
Since 0 always generates a constant heat, the structure such as the pole piece shows a temperature rise. Since the heat of the heating element 210 is added, the value of the temperature rise becomes larger than that of the conventional one. When the temperature rise is saturated, the astigmatism, focus, distortion, and other optical system corrections are performed, and during exposure, these data are used to make corrections.
【００９０】図９は、荷電粒子ビーム露光装置のコラム
構成例を示すブロック図である。パターン発生部２２１
は、パターンデータを発生し、そのＸ方向成分をデジタ
ル・アナログ変換器２２２ａ、そのＹ方向成分をデジタ
ル・アナログ変換器２２２ｂに供給すると共に、偏向デ
ータをアナログ演算回路２２４にも供給する。FIG. 9 is a block diagram showing a column configuration example of the charged particle beam exposure apparatus. Pattern generator 221
Generates pattern data, supplies its X-direction component to the digital-analog converter 222a and its Y-direction component to the digital-analog converter 222b, and also supplies deflection data to the analog operation circuit 224.
【００９１】デジタル・アナログ変換器２２２ａ、２２
２ｂは、アナログ量に変換した偏向データを電磁偏向コ
イル駆動回路２２３ａ、２２３ｂに供給し、電磁偏向コ
イル２２６を駆動する駆動電流を発生させる。Digital / analog converters 222a, 22
2b supplies the deflection data converted into the analog amount to the electromagnetic deflection coil drive circuits 223a and 223b to generate a drive current for driving the electromagnetic deflection coil 226.
【００９２】デジタル・アナログ変換器２２２ａ、２２
２ｂの出力信号は、アナログ演算回路２２４にも供給さ
れる。アナログ演算回路２２４はａ（１−ｂＸ2 −ｃＹ
2 ） 1/2 に相当する制御信号を補償用ヒータ駆動回路２
２５に供給する。補償用ヒータ駆動回路２２５は一定値
から電磁偏向コイル２２６で発生する熱量を差し引いた
熱量に相当する電流を発生し、補償用ヒータ２２７に供
給する。Digital-analog converters 222a, 22
The output signal of 2b is also supplied to the analog arithmetic circuit 224.
Be done. The analog arithmetic circuit 224 is a (1-bX2-CY
2) 1/2A control signal corresponding to the heater driving circuit 2 for compensation
Supply to 25. The compensation heater drive circuit 225 has a constant value
Minus the amount of heat generated by the electromagnetic deflection coil 226
Generates a current equivalent to the amount of heat and supplies it to the heater 227 for compensation.
To pay.
【００９３】電磁偏向コイル２２６は、電子ビームＥＢ
を偏向させる磁場を発生すると共に、流れる電流によっ
て発熱を生じる。補償用ヒータ２２７は、電磁偏向コイ
ル２２６が発生する熱の変化を補償するようにその発生
する熱を変化させる。The electromagnetic deflection coil 226 uses the electron beam EB.
A magnetic field is generated to deflect the light, and heat is generated by the flowing current. The compensating heater 227 changes the generated heat so as to compensate for the change in the heat generated by the electromagnetic deflection coil 226.
【００９４】すなわち、電磁偏向コイル２２６と補償用
ヒータ２２７の発生する熱の総量は常に一定に保たれ
る。このため、電磁偏向コイル２２６、補償用ヒータ２
２７がその周囲に与える熱的影響は偏向の大小によって
変化せず、一定値に保たれる。電子ビームＥＢはファイ
ナルアパーチャＦＡを通過し、投影レンズ２２８によっ
て試料ウエハＷ上に焦合されると共に、電磁偏向コイル
２２６によって所望の位置に偏向される。That is, the total amount of heat generated by the electromagnetic deflection coil 226 and the compensating heater 227 is always kept constant. Therefore, the electromagnetic deflection coil 226 and the compensating heater 2
The thermal effect of 27 on the surroundings does not change depending on the magnitude of the deflection and is kept at a constant value. The electron beam EB passes through the final aperture FA, is focused on the sample wafer W by the projection lens 228, and is deflected to a desired position by the electromagnetic deflection coil 226.
【００９５】アナログ演算回路２２４は、電磁偏向コイ
ル２２６と補償用ヒータ２２７の発生する熱の総量が一
定になるようにパターンデータに基づく演算を行ない、
制御信号を補償用ヒータ駆動回路２２５に供給する。な
お、ａ、ｂ、ｃは、電磁偏向コイル２２６と補償用ヒー
タ２２７が発生する熱の総量が一定となるように設定す
る補正係数である。The analog operation circuit 224 performs an operation based on the pattern data so that the total amount of heat generated by the electromagnetic deflection coil 226 and the compensating heater 227 becomes constant.
The control signal is supplied to the compensating heater driving circuit 225. Note that a, b, and c are correction coefficients that are set so that the total amount of heat generated by the electromagnetic deflection coil 226 and the compensation heater 227 is constant.
【００９６】このように、電磁偏向コイル近傍の発熱量
を一定とすることにより、ビーム位置の移動による温度
変化をなくすことができ、ビームの位置ドリフトが防止
される。As described above, by keeping the amount of heat generated in the vicinity of the electromagnetic deflection coil constant, it is possible to eliminate the temperature change due to the movement of the beam position and prevent the beam position drift.
【００９７】従来の電子ビーム露光装置においては、電
磁偏向コイルの発熱による電子ビーム位置ドリフト量は
電磁偏向コイルを冷却しても約０．３μｍであったが、
図５に示す構成によって電子ビーム位置ドリフト量は約
０．０５μｍにすることができた。In the conventional electron beam exposure apparatus, the electron beam position drift amount due to heat generation of the electromagnetic deflection coil was about 0.3 μm even when the electromagnetic deflection coil was cooled.
The configuration shown in FIG. 5 enabled the electron beam position drift amount to be about 0.05 μm.
【００９８】図１０は、荷電粒子ビーム露光装置の他の
コラム構成例を概略的に示すブロック図である。図中、
電磁レンズコイル２１１、鉄ヨーク２１２、ポールピー
ス２１３は、図８に示すものと同等の構成である。電磁
レンズの内側には、二重構造になったボビンで形成され
たコイル支持部２１４ａ、２１４ｂが配置されている。FIG. 10 is a block diagram schematically showing another column configuration example of the charged particle beam exposure apparatus. In the figure,
The electromagnetic lens coil 211, the iron yoke 212, and the pole piece 213 have the same structure as that shown in FIG. Inside the electromagnetic lens, coil support portions 214a and 214b formed of a double-structured bobbin are arranged.
【００９９】すなわち、内側ボビン２１４ｂと外側ボビ
ン２１４ａによって円筒状の空間が画定され、その間に
流路２１５を構成している。電磁偏向コイル２１６は２
つの部分に分割され、その一方は内側ボビン２１４ｂに
固定され、他方は外側ボビン２１４ａに固定されてい
る。流路２１５はその中間を通過する。That is, a cylindrical space is defined by the inner bobbin 214b and the outer bobbin 214a, and the flow path 215 is formed between them. The electromagnetic deflection coil 216 has two
It is divided into two parts, one of which is fixed to the inner bobbin 214b and the other of which is fixed to the outer bobbin 214a. The flow path 215 passes through the middle thereof.
【０１００】パターン発生部２２１は、荷電粒子ビーム
の偏向データを発生し、デジタル・アナログ変換器（Ｄ
ＡＣ）２２２に供給する。ＤＡＣ２２２は、偏向データ
を主偏向アンプ２２３ａに供給し、電磁偏向コイル２１
６を駆動する電流を発生させる。The pattern generating section 221 generates deflection data of the charged particle beam and outputs it to the digital / analog converter (D
AC) 222. The DAC 222 supplies the deflection data to the main deflection amplifier 223a, and the electromagnetic deflection coil 21
A current driving 6 is generated.
【０１０１】また、ＤＡＣ２２２は、偏向データに相当
する信号を熱補償回路２３３に供給し、発熱体２３４に
供給する電流ｉを可変設定する。発熱体２３４は、冷却
媒体２３１が流れる冷媒通路内に配置される。冷媒通路
２３２を介して電磁レンズ内の冷媒流路２１５に発熱体
２３４と接触した冷媒が供給される。この冷却媒体は一
定速度で供給されるが、熱補償回路２３３から発熱体２
３４に供給される電流ｉは偏向データによって制御さ
れ、それに伴って冷却能力が変化する。電流ｉは電磁レ
ンズ近傍で電磁偏向コイル２１６が発生する熱と冷却媒
体が与える熱の総和が一定になるように調整される。The DAC 222 also supplies a signal corresponding to the deflection data to the heat compensation circuit 233 and variably sets the current i supplied to the heating element 234. The heating element 234 is arranged in the refrigerant passage through which the cooling medium 231 flows. The coolant in contact with the heating element 234 is supplied to the coolant passage 215 in the electromagnetic lens via the coolant passage 232. This cooling medium is supplied at a constant speed, but the heat compensating circuit 233 causes the heating element 2 to
The current i supplied to 34 is controlled by the deflection data, and the cooling capacity changes accordingly. The current i is adjusted so that the sum of the heat generated by the electromagnetic deflection coil 216 and the heat given by the cooling medium near the electromagnetic lens becomes constant.
【０１０２】このため、図９に示す実施例同様、電磁レ
ンズ近傍で発生する熱の総量は一定となり、偏向の大小
に拘らず、電磁レンズ近傍の温度は一定に保たれる。図
１１は、荷電粒子ビーム露光装置の他のコラム構成を示
すブロック図である。パターン発生部２２１、ＤＡＣ２
２２ａ、２２２ｂ、電磁偏向コイル駆動回路２２３ａ、
２２３ｂアナログ演算回路２２４、補償用ヒータ駆動回
路２２５、電磁偏向コイル２２６、補償用ヒータ２２
７、投影レンズ２２８、ファイナルアパーチャＦＡは、
図９に示すものと同等である。Therefore, as in the embodiment shown in FIG. 9, the total amount of heat generated in the vicinity of the electromagnetic lens is constant, and the temperature in the vicinity of the electromagnetic lens is kept constant regardless of the magnitude of deflection. FIG. 11 is a block diagram showing another column configuration of the charged particle beam exposure apparatus. Pattern generator 221, DAC2
22a, 222b, an electromagnetic deflection coil drive circuit 223a,
223b analog operation circuit 224, compensation heater drive circuit 225, electromagnetic deflection coil 226, compensation heater 22
7, projection lens 228, final aperture FA,
It is equivalent to that shown in FIG.
【０１０３】パターン発生部２２１の出力信号がデジタ
ル・アナログ変換器（ＤＡＣ）２２２ｃ、２２２ｄにも
供給され、これらのＤＡＣ２２２ｃ、２２２ｄからアナ
ログ演算回路２２４に荷電粒子ビームの偏向量Ｘ、Ｙに
対応する信号が供給される。The output signal of the pattern generator 221 is also supplied to digital-to-analog converters (DAC) 222c and 222d, and these DACs 222c and 222d correspond to the analog operation circuits 224 in accordance with the deflection amounts X and Y of the charged particle beam. Signal is supplied.
【０１０４】このように、電磁偏向コイル駆動回路２２
３に供給される信号と、アナログ演算回路２２４に供給
される信号を独立としたことにより、補償用ヒータ２２
７で発生する熱量を変化させることによって荷電粒子ビ
ームを偏向させるデータに影響を与えることが防止でき
る。Thus, the electromagnetic deflection coil drive circuit 22
3 is independent of the signal supplied to the analog operation circuit 224, the compensation heater 22
It is possible to prevent the influence on the data for deflecting the charged particle beam by changing the amount of heat generated in 7.
【０１０５】また、電磁偏向コイルに与える信号とは別
個に補償用ヒータに与える電流を調整することが容易と
なる。以上の構成においては、電磁偏向コイルの近傍に
１つの発熱体を配置した。しかしながら、発熱体と電磁
偏向コイルとは異なる位置にあり、各々が発生する熱が
たとえば電磁レンズのポールピースに伝達される時間に
は差がある。電磁偏向コイルが発生する熱の変化を発熱
体が発生する熱の変化によって補償しようとする場合、
単一の発熱体を用いるとその過渡状態において、熱の伝
達時間の差による変動が生じ、補償が制限される。Further, it becomes easy to adjust the current supplied to the compensating heater separately from the signal supplied to the electromagnetic deflection coil. In the above configuration, one heating element is arranged near the electromagnetic deflection coil. However, the heating element and the electromagnetic deflection coil are at different positions, and there is a difference in the time for which the heat generated by each is transferred to the pole piece of the electromagnetic lens, for example. When trying to compensate the change in heat generated by the electromagnetic deflection coil by the change in heat generated by the heating element,
The use of a single heating element causes fluctuations due to the difference in heat transfer time in the transient state and limits compensation.
【０１０６】たとえば、電磁偏向コイルに流す電流値を
大幅に変化させた場合、電磁偏向コイルの発熱による変
化を補償用ヒータによる発熱によって補償しようとして
も完全に補償することは困難である。For example, when the value of the current flowing through the electromagnetic deflection coil is changed significantly, it is difficult to completely compensate for the change due to the heat generation of the electromagnetic deflection coil even if the heat generated by the compensating heater is to be compensated.
【０１０７】図１２（Ａ）に、このような単一発熱体に
よる補償の限界を概略的に示す。図中、横軸は時間を秒
で示し、縦軸は偏向フィールドの変化（同じ偏向データ
で実際に電子ビームが偏向される位置の変化）、たとえ
ばフィールド中心のドリフト量を示す。FIG. 12A schematically shows the limit of compensation by such a single heating element. In the figure, the horizontal axis represents time in seconds, and the vertical axis represents changes in the deflection field (changes in the position where the electron beam is actually deflected by the same deflection data), for example, the drift amount at the center of the field.
【０１０８】電磁偏向コイルの発熱と補償用発熱体の発
熱による変化を加算した全体の変化をｐ０で示す。時間
ｔ＝０において、電磁偏向コイルに流す電流値０から所
定値までを大幅に増加させたとする。このとき、補償用
発熱体に流す電流は大幅に減少させたとする。The total change obtained by adding the changes due to the heat generation of the electromagnetic deflection coil and the heat generation of the compensating heating element is shown by p0. At time t = 0, it is assumed that the value of the current flowing through the electromagnetic deflection coil from 0 to a predetermined value is significantly increased. At this time, it is assumed that the current flowing through the compensating heating element is significantly reduced.
【０１０９】なお、補償用発熱体に電流を供給せず、電
磁偏向コイルのみを発熱させた場合の偏向フィールドの
変化をｐ１で示し、電磁偏向コイルに電流を供給せず、
補償用発熱体に流す補償用電流のみを減少させたときの
偏向フィールドの変化を破線ｐ２で示す。It should be noted that a change in the deflection field when only the electromagnetic deflection coil is heated without supplying current to the compensating heating element is shown by p1, and no current is supplied to the electromagnetic deflection coil.
A change in the deflection field when only the compensating current flowing through the compensating heating element is reduced is shown by a broken line p2.
【０１１０】電磁偏向コイルに流す偏向電流と、補償用
発熱体に流す補償用電流の値は、充分な時間が経過した
後には、偏向フィールドに変化を生じさせないような値
に選ぶ。このように、設定しても、過渡状態においては
偏向フィールドに変化が生じてしまう。これは曲線ｐ１
とｐ２の過渡状態が異なる変化を示すためである。な
お、図においては、偏向フィールドに下に凸の変化が生
じる場合を示したが、補償用発熱体の配置によっては上
に凸の変化が現れる。The values of the deflection current flowing through the electromagnetic deflection coil and the compensation current flowing through the compensating heating element are selected so as not to cause a change in the deflection field after a sufficient time has elapsed. In this way, even if set, the deflection field will change in the transient state. This is the curve p1
This is because the transient states of and p2 show different changes. Although the drawing shows the case where a downward convex change occurs in the deflection field, the convex change appears upward depending on the arrangement of the compensating heating element.
【０１１１】このように、補償用発熱体を設け、電磁偏
向コイルの発熱量の変化を補償用発熱体の発熱量の変化
で補償することにより、偏向フィールドの変化を著しく
低減することができるが、過渡状態においても偏向フィ
ールドの変化を完全に防止することはきわめて難しい。
以下、過渡状態における偏向フィールドの変化も充分防
止することができる構成例を説明する。As described above, by providing the compensating heating element and compensating the change in the calorific value of the electromagnetic deflection coil with the change in the calorific value of the compensating heating element, the change in the deflection field can be remarkably reduced. It is extremely difficult to completely prevent the change of the deflection field even in the transient state.
Hereinafter, a configuration example in which the change of the deflection field in the transient state can be sufficiently prevented will be described.
【０１１２】図１３に荷電粒子ビーム露光装置の他のコ
ラム構成を示す。電磁レンズコイル２１１、鉄ヨーク２
１２、ポールピース２１３、コイル支持部２１４、電磁
偏向コイル２１６、静電偏向電極２１７は、図８に示す
実施例と同様である。FIG. 13 shows another column structure of the charged particle beam exposure apparatus. Electromagnetic lens coil 211, iron yoke 2
12, the pole piece 213, the coil support portion 214, the electromagnetic deflection coil 216, and the electrostatic deflection electrode 217 are the same as those in the embodiment shown in FIG.
【０１１３】本構成例においては、３つの発熱体２２７
ａ、２２７ｂ、２２７ｃが、電磁偏向コイル２１６の近
傍に、かつ電磁偏向コイル２１６の実効的中心の上下に
亘って分布して設けられている。また、これらの発熱体
２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃにそれぞれ独立に電流を
供給することのできる補償用ヒータ駆動回路２４１、２
４２、２４３が含まれる制御回路２３９が設けられてい
る。In this configuration example, three heating elements 227 are used.
a, 227b, and 227c are provided near the electromagnetic deflection coil 216 and above and below the effective center of the electromagnetic deflection coil 216. Further, compensation heater driving circuits 241 and 2 capable of independently supplying currents to the heating elements 227a, 227b, and 227c.
A control circuit 239 including 42 and 243 is provided.
【０１１４】電磁偏向コイルの偏向データＤｘ、Ｄｙが
電磁偏向コイル駆動回路（図示せず）に供給されると共
に、電磁偏向コイルの発熱量計算回路２３７に供給さ
れ、電磁偏向コイルの発熱する熱量Ｗが計算される。The deflection data Dx and Dy of the electromagnetic deflection coil are supplied to an electromagnetic deflection coil drive circuit (not shown) and are also supplied to a heat generation amount calculation circuit 237 of the electromagnetic deflection coil to generate heat amount W of the electromagnetic deflection coil. Is calculated.
【０１１５】補償発熱量計算回路２３８は、発生すべき
一定熱量Ｗ0 から電磁偏向コイルの発熱量Ｗを減算し、
補償用発熱体が発生すべき熱量を求める。この熱量が制
御回路２３９に供給され、制御回路２３９は３つの発熱
体２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃがそれぞれ発生すべき
熱量を求める。駆動回路２４１、２４２、２４３は、こ
れらの計算に基づく電流を供給し、発熱体２２７ａ、２
２７ｂ、２２７ｃを発熱させる。The compensation calorific value calculation circuit 238 subtracts the calorific value W of the electromagnetic deflection coil from the constant calorific value W 0 to be generated,
Determine the amount of heat that the compensating heating element should generate. This amount of heat is supplied to the control circuit 239, and the control circuit 239 determines the amount of heat that each of the three heating elements 227a, 227b, 227c should generate. The drive circuits 241, 242, 243 supply the currents based on these calculations, and the heating elements 227 a, 2
27b and 227c are caused to generate heat.
【０１１６】発熱体２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃは電
磁偏向コイル２１６の近傍に配置されているが、それぞ
れその位置が異なり、たとえば電磁レンズのポールピー
スに熱を伝達するための伝達特性が異なる。電磁偏向コ
イル２１６の実効的中心の上下に亘って発熱体２２７
ａ、２２７ｂ、２２７ｃが設けられているため、各伝達
特性は電磁偏向コイルの伝達特性の上下に分布する。The heating elements 227a, 227b, 227c are arranged in the vicinity of the electromagnetic deflection coil 216, but their positions are different, and the transfer characteristics for transferring heat to the pole piece of the electromagnetic lens, for example, are different. A heating element 227 is provided above and below the effective center of the electromagnetic deflection coil 216.
Since a, 227b, and 227c are provided, each transfer characteristic is distributed above and below the transfer characteristic of the electromagnetic deflection coil.
【０１１７】したがって、これら３つの発熱体が発生す
る熱量を調整することにより、たとえば実効熱伝達時間
を電磁偏向コイルと同時に設定し、ポールピース等周辺
機器に与える熱的影響を調整し、図１２（Ｂ）に示すよ
うに、その総和である影響を過渡状態においても一定値
に保つことが可能となる。なお、図１２（Ｂ）におい
て、発熱体２２７ａ、２２７ｂ、２２７ｃがそれぞれ独
立に与える偏向フィールドの変化への影響をｐ２、ｐ
３、ｐ４で示す。Therefore, by adjusting the amount of heat generated by these three heating elements, for example, the effective heat transfer time is set at the same time as the electromagnetic deflection coil, and the thermal influence on the peripheral equipment such as the pole piece is adjusted. As shown in (B), it is possible to keep the effect of the total at a constant value even in a transient state. Note that in FIG. 12B, the influence of the heating elements 227a, 227b, and 227c on the change of the deflection field independently exerted by p2 and p.
3, p4.
【０１１８】このように、複数の発熱体を電磁偏向コイ
ルの中心を挟んで光軸上の異なる位置に配置し、その特
性を異ならせることにより、過渡状態における偏向フィ
ールドの変化をさらに低減することが可能となる。As described above, the plurality of heating elements are arranged at different positions on the optical axis with the center of the electromagnetic deflection coil interposed therebetween, and the characteristics thereof are made different to further reduce the change of the deflection field in the transient state. Is possible.
【０１１９】図１４は、荷電粒子ビーム露光装置の他の
コラム構成を示す。図１０に示す構成例同様、冷却媒体
を用い、さらに電磁レンズ内側の流路中に複数の発熱体
を設けた構成である。電磁偏向コイル２１６（Ｘ）、２
１６（Ｙ）は、コイル支持体２１４ａ、２１４ｂの形成
する流路２１５内に配置されており、さらに流路２１５
内には２つの発熱体２３４ａ、２３４ｂが電磁偏向コイ
ル近傍に、かつ光軸方向に関して上下に配置されてい
る。FIG. 14 shows another column structure of the charged particle beam exposure apparatus. Similar to the configuration example shown in FIG. 10, a cooling medium is used and a plurality of heating elements are further provided in the flow path inside the electromagnetic lens. Electromagnetic deflection coil 216 (X), 2
16 (Y) is arranged in the flow path 215 formed by the coil supports 214a and 214b, and further, the flow path 215.
Inside, two heating elements 234a and 234b are arranged near the electromagnetic deflection coil and above and below in the optical axis direction.
【０１２０】パターン発生部２２１は、荷電粒子ビーム
の偏向データをＤＡＣ２２２に供給し、ＤＡＣ２２２は
主偏向アンプ２２３ａを介して電磁偏向コイル２１６に
駆動電流を供給する。The pattern generator 221 supplies the deflection data of the charged particle beam to the DAC 222, and the DAC 222 supplies a drive current to the electromagnetic deflection coil 216 via the main deflection amplifier 223a.
【０１２１】ＤＡＣ２２２は、また熱補償回路２３３ａ
に偏向データを供給し、熱補償回路２３３ａは偏向デー
タに基づき２つの発熱体２３４ａ、２３４ｂに供給すべ
き電流ｉ1 、ｉ2 を発生させる。The DAC 222 also includes a thermal compensation circuit 233a.
The deflection data is supplied to the heat compensation circuit 233a, and the heat compensation circuit 233a generates the currents i 1 and i 2 to be supplied to the two heating elements 234a and 234b based on the deflection data.
【０１２２】発熱体２３４ａ、２３４ｂはポールピース
に対する熱伝達特性の異なる流路２１５内の異なる場所
に配置されており、ポールピース２１３等に与える熱的
影響が異なる。これら２つの発熱体２３４ａ、２３４ｂ
の発生する熱量を調整することにより、図１３に示す構
成例同様、過渡状態における偏向フィールドの変化を低
減することができる。The heating elements 234a and 234b are arranged at different places in the flow path 215 having different heat transfer characteristics with respect to the pole pieces, and have different thermal effects on the pole pieces 213 and the like. These two heating elements 234a, 234b
By adjusting the amount of heat generated by, the change in the deflection field in the transient state can be reduced as in the configuration example shown in FIG.
【０１２３】図１５は、複数の発熱体に供給する電流を
それぞれ独立に制御することのできる制御回路の構成例
を示す。図においては、４つの発熱体２２７ａ、２２７
ｂ、２２７ｃ、２２７ｄが設けられ、それぞれ４つの電
流源２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、４１ｄから電流を
供給される。FIG. 15 shows a structural example of a control circuit capable of independently controlling the currents supplied to a plurality of heating elements. In the figure, four heating elements 227a, 227 are shown.
b, 227c and 227d are provided, and currents are supplied from four current sources 241a, 241b, 241c and 41d, respectively.
【０１２４】電流源２４１は、入力電圧によってその発
生する電流値を変換する電圧／電流変換回路であり、そ
の入力側にはそれぞれ可変抵抗器ＶＲ１、ＶＲ２、ＶＲ
３、ＶＲ４が接続されている。可変抵抗器ＶＲ１、ＶＲ
２、ＶＲ３、ＶＲ４は直列に接続され、その一端が接地
され、他端に（Ｗ0 −Ｗ）に比例する信号が与えられ
る。The current source 241 is a voltage / current conversion circuit for converting the current value generated by the input voltage, and the variable resistors VR1, VR2, VR are provided on the input sides thereof, respectively.
3 and VR4 are connected. Variable resistors VR1 and VR
Is 2, VR3, VR4 are connected in series, one end of which is grounded, it is given a signal which is proportional to (W 0 -W) at the other end.
【０１２５】すなわち、（Ｗ0 −Ｗ）は４つの発熱体が
全体として発生すべき熱量に比例した信号であり、可変
抵抗器ＶＲ１〜ＶＲ４を調整することにより、４つの発
熱体２２７ａ〜２２７ｄがそれぞれ発生すべき熱量の比
が可変調整できる。That is, (W 0 -W) is a signal proportional to the amount of heat that the four heating elements should generate as a whole, and the four heating elements 227a to 227d are adjusted by adjusting the variable resistors VR1 to VR4. The ratio of the amount of heat to be generated can be variably adjusted.
【０１２６】図１３〜図１５に示すような構成におい
て、複数の発熱体が発生すべき熱量の決定はその構成か
ら理論的に導出してもよいが、より好ましくは実験的に
定めるのがよい。In the configurations as shown in FIGS. 13 to 15, the amount of heat to be generated by a plurality of heating elements may be theoretically derived from the configuration, but more preferably it should be determined experimentally. ..
【０１２７】たとえば、複数の発熱体の各々に独立に電
流を供給し、その結果生じる偏向フィールドの変化を測
定し、また種々の偏向データに基づき偏向フィールドの
変化を測定し、偏向データに基づく偏向フィールドの変
化を補償すべき発熱体発熱量の比を求め、さらに実際に
電磁偏向コイル、発熱体に電流を流してその変化を求
め、最終的に発熱体に供給すべき電流値を定める。For example, a current is independently supplied to each of the plurality of heating elements, the resulting change in the deflection field is measured, the change in the deflection field is measured based on various deflection data, and the deflection based on the deflection data is measured. The ratio of the calorific value of the heating element to be compensated for the field change is obtained, and the current is actually applied to the electromagnetic deflection coil and the heating element to obtain the change, and finally the current value to be supplied to the heating element is determined.
【０１２８】なお、発熱体としては電流を流すことによ
り、磁場を発生しない抵抗素子が好ましく、たとえばツ
イストされたペア線をコイル状に巻いた無誘導コイルに
よって構成することが好ましい。この場合、電磁偏向コ
イルの発熱分布と発熱体の発熱分布を極めて近接させる
こともできる。It is preferable that the heating element is a resistance element that does not generate a magnetic field by passing an electric current, for example, a non-inductive coil in which a twisted pair wire is wound in a coil shape. In this case, the heat distribution of the electromagnetic deflection coil and the heat distribution of the heating element can be made extremely close to each other.
【０１２９】また、発熱補償を行なう場合、系全体の温
度が上昇するため、昇温された状態において光学系の非
点収差補正、焦点補正、歪補正等が行なえるように各構
成部分を調整することが好ましい。Further, when the heat is compensated, the temperature of the entire system rises. Therefore, each component is adjusted so that astigmatism correction, focus correction, distortion correction and the like of the optical system can be carried out in a heated state. Preferably.
【０１３０】発熱体が僅かな磁場を発生したとしても、
発熱体に流れる電流は主偏向器の電流設定に同期して行
なわれ、各種補正マップの測定時において熱補償を行な
っているため、発熱体の発生する磁場によるビームの位
置、焦点ずれは補正マップに取り込まれることになる。Even if the heating element generates a slight magnetic field,
The current flowing through the heating element is synchronized with the current setting of the main deflector, and thermal compensation is performed during measurement of various correction maps. Therefore, the beam position and defocus due to the magnetic field generated by the heating element are corrected in the correction map. Will be taken into account.
【０１３１】熱伝導による温度変化の時間遅れに対して
は、発熱体の配置を主偏向器の光軸方向長さの中心位置
から上下に少なくとも２ヵ所以上に分け、それぞれの発
熱体の発熱量を調整することにより、発熱体と主偏向器
のコイルの発熱がポールピース等の構造物へ及ぼす影響
を等価にすることができ、熱伝導の影響も等価にするこ
ともできる。With respect to the time delay of the temperature change due to heat conduction, the heating elements are arranged at least at two positions above and below the center position of the length of the main deflector in the optical axis direction, and the heating value of each heating element is increased. The effect of heat generation of the heating element and the coil of the main deflector on the structure such as the pole piece can be made equal by adjusting the above, and the effect of heat conduction can also be made equal.
【０１３２】したがって、鏡筒内部、外部の温度は露光
時、調整時においても常に一定に保たれるため、ポール
ピースその他の構造物が熱膨張による位置、寸法変化を
起こすことがない。このため常に安定にビーム位置、焦
点位置が決定され、高精度にパターンを描画することが
できる。Therefore, the temperature inside and outside the lens barrel is always kept constant during exposure and adjustment, so that the pole piece and other structures do not change their positions and dimensions due to thermal expansion. Therefore, the beam position and the focus position are always determined stably, and the pattern can be drawn with high accuracy.
【０１３３】ところで、上述のように電子ビームを安定
化させた電子ビーム露光装置を用いて、実際に露光を行
なうと、まだ電子ビームの位置の不確定さが生じること
が分かった。たとえば、長時間ステージを単にランニン
グさせると、その後の電子ビームには位置ずれが生じ
た。By the way, it has been found that when the electron beam exposure apparatus in which the electron beam is stabilized as described above is actually used for exposure, the position of the electron beam is uncertain. For example, if the stage was simply run for a long time, the electron beam after that was displaced.
【０１３４】この原因を究明すると、ステージの熱膨張
であることが判明した。ステージはコロまたはタイヤ、
レール、ガイドレール、キャプスタン、アクチュエータ
等の可動部材を含み、これらの可動部材に関連して摩擦
が生じている。これらの摩擦が生じる部分においては、
何らかの摩擦熱が発生し、熱膨張を起こす。Upon investigating the cause of this, it was found to be the thermal expansion of the stage. The stage is rollers or tires,
It includes movable members such as rails, guide rails, capstans, and actuators, and friction is generated in association with these movable members. In the areas where these frictions occur,
Some frictional heat is generated, causing thermal expansion.
【０１３５】たとえば、一般にマイクロスリップと呼ば
れる滑りは制御することがきわめて困難であるが、この
ようなマイクロスリップによっても摩擦熱が発生する。
また、ステージをレーザ干渉計によって位置をモニタせ
ずに駆動すれば、必ず位置の変動が生じている。この事
実は摩擦の存在を意味しており、摩擦の存在が摩擦熱の
発生を意味する。ステージは真空中に置かれるため、放
熱性能が乏しい。このため、ステージにおいて摩擦熱が
発生すると、ステージの温度上昇を招いてしまう。For example, it is extremely difficult to control slip called generally microslip, but such microslip also generates frictional heat.
Further, if the stage is driven without the position being monitored by the laser interferometer, the position is always changed. This fact means the existence of friction, and the existence of friction means the generation of frictional heat. Since the stage is placed in a vacuum, the heat dissipation performance is poor. Therefore, when frictional heat is generated on the stage, the temperature of the stage rises.
【０１３６】図１に、本発明の実施例による電子ビーム
露光装置のステージ部分を示す。図１（Ａ）は正面を示
し、図１（Ｂ）は側面を示す。ステージを真空中に格納
するハウジング５の下面を構成するベース１の上に、Ｙ
ステージ２がタイヤ４を介して支持されている。Ｙステ
ージ２は、ガイド７に接触するガイドローラによって一
方向にのみ移動可能に配置されており、ピンチローラ１
８とキャプスタン１９によって駆動されるアクチュエー
タ１７によって駆動される。FIG. 1 shows a stage portion of an electron beam exposure apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 1A shows the front surface, and FIG. 1B shows the side surface. On the base 1 which constitutes the lower surface of the housing 5 for storing the stage in a vacuum, Y
The stage 2 is supported via the tire 4. The Y stage 2 is arranged so as to be movable only in one direction by a guide roller that comes into contact with the guide 7.
8 and the actuator 17 driven by the capstan 19.
【０１３７】Ｙステージ２の上には、Ｘステージ３がタ
イヤ４を介して支持されている。Ｙステージ２の表面に
は、Ｘ方向に沿ってガイド８が配置されており、Ｘステ
ージ３の下面に取り付けられたガイドローラ９によって
Ｘステージ３はＸ方向に移動可能に保持されている。Ｘ
ステージ３は、図示しない駆動機構により、Ｘ方向に駆
動される。The X stage 3 is supported on the Y stage 2 via tires 4. A guide 8 is arranged on the surface of the Y stage 2 along the X direction, and the X stage 3 is held movably in the X direction by a guide roller 9 attached to the lower surface of the X stage 3. X
The stage 3 is driven in the X direction by a drive mechanism (not shown).
【０１３８】Ｘステージ３の上には、試料１０が載置さ
れており、Ｘステージ３、Ｙステージ２によってＸＹ平
面内に移動可能に保持されている。ステージの位置は、
Ｘステージ３上に設けたレーザ干渉計用のミラーＭｘ、
Ｍｙによってモニタされる。図１（Ａ）にＹ方向の位置
をモニタするためのミラーＭｙを示し、図１（Ｂ）にＸ
方向の位置をモニタするためのミラーＭｘを示す。The sample 10 is placed on the X stage 3, and is held by the X stage 3 and the Y stage 2 so as to be movable in the XY plane. The position of the stage is
A mirror Mx for a laser interferometer provided on the X stage 3,
Monitored by My. FIG. 1A shows a mirror My for monitoring the position in the Y direction, and FIG. 1B shows X.
3 shows a mirror Mx for monitoring directional position.
【０１３９】また、ステージ上部には、短焦点の投影レ
ンズ２１が配置されており、投影レンズ２１の内側に電
磁偏向コイルで構成されたメインデフレクタ２２と対向
電極で構成されたサブデフレクタ２３が配置されてい
る。メインデフレクタ２２は、電子ビームを偏向させる
ためにパターン位置に応じた電流を流す。このメインデ
フレクタに流れる電流によってメインデフレクタ２２は
発熱する。メインデフレクタ２２の温度が上昇すると、
その温度に対応する熱輻射が発生し、メインデフレクタ
２２を見る試料１０表面は熱輻射を受ける。この熱輻射
によっても、試料１０およびステージは加熱される。A short focus projection lens 21 is arranged above the stage, and a main deflector 22 composed of an electromagnetic deflection coil and a sub deflector 23 composed of a counter electrode are arranged inside the projection lens 21. Has been done. The main deflector 22 supplies a current according to the pattern position in order to deflect the electron beam. The main deflector 22 generates heat due to the current flowing through the main deflector. When the temperature of the main deflector 22 rises,
Heat radiation corresponding to the temperature is generated, and the surface of the sample 10 looking at the main deflector 22 receives the heat radiation. The sample 10 and the stage are also heated by this heat radiation.
【０１４０】Ｙステージ２およびＸステージ３の内部に
は、冷媒流路１１、１４が形成されており、互いにＸ方
向に伸縮自在なベローズ１５で接続されている。また、
これらの冷媒流路は、外部の冷媒源とベローズ１２によ
って接続される。図示の構成においては、Ｙステージ２
内の冷媒流路１１が、Ｙ方向に伸縮自在なベローズ１２
によって接続されている。Refrigerant flow paths 11 and 14 are formed inside the Y stage 2 and the X stage 3 and are connected to each other by bellows 15 which can expand and contract in the X direction. Also,
These refrigerant channels are connected to an external refrigerant source by a bellows 12. In the configuration shown, the Y stage 2
The refrigerant passage 11 in the bellows 12 is expandable and contractible in the Y direction.
Connected by.
【０１４１】ベース１上に支持されたステージの加熱源
は、ステージ自体の中における摩擦部分と鏡筒からの輻
射熱である。冷媒流路１１、１４は、これらの加熱源か
らの熱を効率的に除去するように配置される。The heating source of the stage supported on the base 1 is the radiant heat from the friction portion and the lens barrel in the stage itself. The coolant channels 11 and 14 are arranged so as to efficiently remove the heat from these heating sources.
【０１４２】図２は、Ｙステージにおける冷媒流路の配
置例を示す。Ｙステージ２は、ガイド７に沿ってＹ方向
に移動可能である。その下面には４個のタイヤ４が設け
られている。Ｙステージ２に対する主な加熱源はこれら
４個のタイヤ４の摩擦部分である。冷媒流路１１は、こ
れら４個のタイヤ４の上部を通って配置され、タイヤ４
の摩擦部分によって発熱が生じたときにはその熱を速や
かに取り去るように配置されている。FIG. 2 shows an example of the arrangement of the coolant channels in the Y stage. The Y stage 2 is movable in the Y direction along the guide 7. Four tires 4 are provided on the lower surface thereof. The main heating source for the Y stage 2 is the frictional portion of these four tires 4. The refrigerant flow passage 11 is arranged through the upper portions of these four tires 4, and the tire 4
When heat is generated by the frictional portion of, the heat is quickly removed.
【０１４３】なお、冷媒流路１１は、その中間点で一旦
ベローズ１５ａを介してＸステージに接続され、Ｘステ
ージから戻るベローズ１５ｂが残りの冷媒流路に接続さ
れている。The refrigerant passage 11 is once connected to the X stage via the bellows 15a at its intermediate point, and the bellows 15b returning from the X stage is connected to the remaining refrigerant passages.
【０１４４】図３は、Ｙステージの他の構成例を示す。
本構成は、重量物を載置できるステージ用であり、タイ
ヤの代わりにコロ３０が用いられている。また、ガイド
８の側面にもガイド用のガイドローラ３１が用いられて
いる。冷媒流路１１は、これらの摩擦部分を効率よく冷
却するように、コロ３０の下部に冷媒流路１１ａ、１１
ｂ、１１ｃ、１１ｄが配置されている。FIG. 3 shows another structural example of the Y stage.
This configuration is for a stage on which a heavy object can be placed, and rollers 30 are used instead of tires. A guide roller 31 for guiding is also used on the side surface of the guide 8. The coolant flow passage 11 has coolant flow passages 11a, 11a at the bottom of the roller 30 so as to efficiently cool these friction portions.
b, 11c and 11d are arranged.
【０１４５】また、ガイド８の両側面に配置されたガイ
ドローラ３１によっても摩擦熱が発生するため、これら
のガイドローラ３１と接する面にも冷媒流路１１ｅ、１
１ｆ、１１ｇ、１１ｈが配置されている。Further, since friction heat is also generated by the guide rollers 31 arranged on both side surfaces of the guide 8, the refrigerant flow passages 11e, 1 are also formed on the surfaces in contact with these guide rollers 31.
1f, 11g, and 11h are arranged.
【０１４６】このように、摩擦熱の発生し得る全ての場
所に冷媒流路を配置することにより、摩擦により熱が発
生してもその熱を速やかに取り去ることが可能となる。
なお、Ｙステージ２の上に配置されるＸステージ３は、
上部よりの輻射熱も受けるため、冷媒流路はこれらの輻
射熱をも効率的に除去することができるように配置する
ことが好ましい。By arranging the refrigerant passages in all the places where frictional heat can be generated in this manner, even if heat is generated by friction, it is possible to quickly remove the heat.
The X stage 3 arranged on the Y stage 2 is
Since the radiant heat from the upper part is also received, it is preferable to arrange the refrigerant flow path so that these radiant heat can be efficiently removed.
【０１４７】図４は、ベローズの配置を簡単化すること
のできる同軸ベローズの構成例を示す。同軸ベローズ４
０は、内側ベローズ４１および外側ベローズ４２が同軸
に配置された構成を有する。このような同軸ベローズを
用いることによって１つのベローズで冷媒を供給および
回収することが可能となる。たとえば、外側ベローズ４
２を用いて冷媒を供給し、内側ベローズ４１を用いて発
生する熱を吸収した冷媒を回収する。FIG. 4 shows an example of the structure of a coaxial bellows which can simplify the arrangement of the bellows. Coaxial bellows 4
0 has a configuration in which the inner bellows 41 and the outer bellows 42 are arranged coaxially. By using such a coaxial bellows, it becomes possible to supply and recover the refrigerant with one bellows. For example, outer bellows 4
2 is used to supply the refrigerant, and the inner bellows 41 is used to recover the heat-generated refrigerant.
【０１４８】図示の構成においては、Ｘ、Ｙ方向のステ
ージ移動に伴い、伸縮を繰り返すフレキシブルなベロー
ズは、一定方向の伸縮のみでよく、その耐久時間を長く
保ち、上下のステージの温度を同等に管理することがで
きる。In the structure shown in the figure, the flexible bellows, which expands and contracts with the movement of the stage in the X and Y directions, only needs to expand and contract in a fixed direction, keeps its durability for a long time, and makes the temperatures of the upper and lower stages equal. Can be managed.
【０１４９】なお、摩擦熱はその発生を予測することが
難しいが、発生する熱量自体は電磁偏向コイルほど大き
くない。そのため、一定温度の冷媒を強制還流すること
で満足できる放熱が行なわれる。Although it is difficult to predict the generation of frictional heat, the amount of heat generated is not as large as that of the electromagnetic deflection coil. Therefore, satisfactory heat dissipation is performed by forcibly refluxing the refrigerant having a constant temperature.
【０１５０】なお、ステージの速度等に応じて冷媒の温
度を調整することも可能である。以上説明したように、
鏡筒のコラム構成においては、電磁偏向コイルの近傍に
発熱体を配置し、全体としての発熱量を一定に保つと共
に、ステージには冷媒を供給し、摩擦や熱輻射による加
熱を防止することにより、高精度の荷電粒子ビーム露光
が行なえる。The temperature of the refrigerant can be adjusted according to the speed of the stage and the like. As explained above,
In the column configuration of the lens barrel, by placing a heating element near the electromagnetic deflection coil to keep the amount of heat generated as a whole constant, and to supply a refrigerant to the stage to prevent heating due to friction and heat radiation. High-precision charged particle beam exposure can be performed.
【０１５１】以上実施例に沿って本発明を説明したが、
本発明はこれらに制限されるものではない。たとえば、
種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者
に自明であろう。The present invention has been described above with reference to the embodiments.
The present invention is not limited to these. For example,
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, improvements, combinations and the like can be made.
【０１５２】[0152]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ステージの可動部材における摩擦部分近傍に冷媒流路を
配置し、冷媒を流すことにより摩擦により発生する熱を
速やかに取り去ることができる。As described above, according to the present invention,
By arranging the refrigerant flow path near the frictional portion of the movable member of the stage and flowing the refrigerant, the heat generated by friction can be quickly removed.
【０１５３】また、鏡筒部分からの熱輻射に対しても、
ステージ内に冷媒流路を配置することにより、ステージ
の温度変化を効率的に防止することができる。ステージ
の温度変化を防止することにより、ステージの熱膨張を
防止し、高精度の荷電粒子ビーム露光を可能にする。Also, for heat radiation from the lens barrel,
By arranging the coolant channel in the stage, the temperature change of the stage can be efficiently prevented. By preventing the temperature change of the stage, thermal expansion of the stage is prevented and highly accurate charged particle beam exposure becomes possible.
【図１】本発明の実施例による電子ビーム露光装置を概
略的に示す正面図、側面図である。FIG. 1 is a front view and a side view schematically showing an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の実施例による電子ビーム露光装置のＹ
ステージ内の冷媒流路の配置例を示す平面図である。FIG. 2 is a view of Y of the electron beam exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
It is a top view showing an example of arrangement of a refrigerant channel in a stage.
【図３】本発明の実施例による電子ビーム露光装置のＹ
ステージの他の構成例を示す斜視図である。FIG. 3 is a diagram of Y of the electron beam exposure apparatus according to the embodiment of the present invention.
It is a perspective view which shows the other structural example of a stage.
【図４】本発明の実施例に用いる同軸ベローズの構成を
概略的に示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a coaxial bellows used in an embodiment of the present invention.
【図５】従来の技術によるＥＢ露光装置の構成を概略的
に示すブロック図である。FIG. 5 is a block diagram schematically showing a configuration of an EB exposure apparatus according to a conventional technique.
【図６】従来の技術によるＥＢ露光装置のステージ部分
を説明するための概略側面図およびコロの平面図であ
る。FIG. 6 is a schematic side view and a plan view of a roller for explaining a stage portion of an EB exposure apparatus according to a conventional technique.
【図７】主偏向器を発熱させ続けた時の、冷却を行なわ
ない場合と冷却を行なった場合のビーム位置の変動を示
すグラフである。FIG. 7 is a graph showing changes in beam position when cooling is performed and when the main deflector is continuously heated.
【図８】荷電粒子ビーム露光装置を示す断面図および動
作波形図である。FIG. 8 is a sectional view and an operation waveform diagram showing a charged particle beam exposure apparatus.
【図９】荷電粒子ビーム露光装置のブロック図である。FIG. 9 is a block diagram of a charged particle beam exposure apparatus.
【図１０】荷電粒子ビーム露光装置のブロック図であ
る。FIG. 10 is a block diagram of a charged particle beam exposure apparatus.
【図１１】荷電粒子ビーム露光装置のブロック図であ
る。FIG. 11 is a block diagram of a charged particle beam exposure apparatus.
【図１２】過渡状態を説明するためのグラフである。FIG. 12 is a graph for explaining a transient state.
【図１３】荷電粒子ビーム露光装置のブロック図であ
る。FIG. 13 is a block diagram of a charged particle beam exposure apparatus.
【図１４】荷電粒子ビーム露光装置のブロック図であ
る。FIG. 14 is a block diagram of a charged particle beam exposure apparatus.
【図１５】荷電粒子ビーム露光装置における制御回路の
構成例を示す回路図である。FIG. 15 is a circuit diagram showing a configuration example of a control circuit in the charged particle beam exposure apparatus.
１ ベース ２ Ｙステージ ３ Ｘステージ ４ タイヤ ５ ハウジング ７、８ ガイド ９ ガイドローラ １０ 試料 １１、１４ 冷媒流路 １２、１５ ベローズ １７ アクチュエータ １８ ピンチローラ １９ キャプスタン ２１ 投影レンズ ２２ メインデフレクタ ２３ サブデフレクタ Ｑ 熱 ２１０ 発熱体 ２１１ 電磁レンズコイル ２１２ 鉄ヨーク ２１３ ポールピース ２１４ コイル支持部 ２１６ 電磁偏向コイル ２１７ 静電偏向電極 ２１９ 試料ウエハ ２２２ デジタル・アナログ変換器 ２２３ 電磁偏向コイル駆動回路 ２２４ アナログ演算回路 ２２５ 補償用ヒータ駆動用回路 ２２６ 電磁偏向コイル ２２７ 補償用ヒータ ２２８ 投影レンズ ＦＡ ファイナルアパーチャ ＥＢ 電子ビーム ２３４ 発熱体 ２３１ 冷却媒体 1 Base 2 Y stage 3 X stage 4 Tire 5 Housing 7, 8 Guide 9 Guide roller 10 Sample 11, 14 Refrigerant flow path 12, 15 Bellows 17 Actuator 18 Pinch roller 19 Capstan 21 Projection lens 22 Main deflector 23 Sub deflector Q Heat 210 heating element 211 electromagnetic lens coil 212 iron yoke 213 pole piece 214 coil support 216 electromagnetic deflection coil 217 electrostatic deflection electrode 219 sample wafer 222 digital / analog converter 223 electromagnetic deflection coil drive circuit 224 analog operation circuit 225 compensation heater drive Circuit 226 Electromagnetic deflection coil 227 Compensating heater 228 Projection lens FA Final aperture EB Electron beam 234 Heating element 231 Cooling medium
Claims (5)
載置し、ステージを移動させることによって試料を移動
させ、試料上に荷電粒子ビームを照射する荷電粒子ビー
ム露光装置であって、 前記ステージ（２、３）が冷媒流路（１１、１４）を有
し、冷媒流路が外部冷媒源に接続されている荷電粒子ビ
ーム露光装置。1. A charged particle beam exposure apparatus for placing a sample (10) on a stage (2, 3), moving the sample by moving the stage, and irradiating the sample with a charged particle beam. A charged particle beam exposure apparatus in which the stage (2, 3) has a coolant channel (11, 14), and the coolant channel is connected to an external coolant source.
冷媒源との接続が一方向に伸縮可能なベローズ（１２）
を用いて行なわれている請求項１記載の荷電粒子ビーム
露光装置。2. A bellows (12) in which the connection between the refrigerant flow path (11) of the stage and an external refrigerant source is unidirectionally expandable and contractible.
2. The charged particle beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the charged particle beam exposure apparatus is used.
ステージ（２）と、該下段ステージ上で他の方向に移動
する上段ステージ（３）を含み、前記上段ステージ
（３）と下段ステージ（２）はそれぞれ冷媒流路（１
４、１１）を有し、上段ステージの冷媒流路（１４）と
下段ステージの冷媒流路が（１１）が上段ステージの移
動方向に伸縮可能なベローズ（１５）で接続されている
請求項１ないし２記載の荷電粒子ビーム露光装置。3. The stage includes a lower stage (2) which moves in one direction and an upper stage (3) which moves in the other direction on the lower stage, and the upper stage (3) and the lower stage ( 2) are the refrigerant flow paths (1
4, 11), wherein the refrigerant flow passage (14) of the upper stage and the refrigerant flow passage (11) of the lower stage are connected by a bellows (15) which is expandable and contractible in the moving direction of the upper stage. 3. The charged particle beam exposure apparatus according to any one of 1 to 3
１〜３のいずれかに記載の荷電粒子ビーム露光装置。4. The charged particle beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the bellows has a coaxial structure.
ックで作成されている請求項１〜４のいずれかに記載の
荷電粒子ビーム露光装置。5. The charged particle beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the stage is mainly made of alumina ceramics.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP946492A JPH05198490A (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Charged-particle beam exposure system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP946492A JPH05198490A (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Charged-particle beam exposure system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198490A true JPH05198490A (en) | 1993-08-06 |
Family
ID=11720998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP946492A Withdrawn JPH05198490A (en) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Charged-particle beam exposure system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198490A (en) |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |