JPS5983336A - 荷電粒子線集束偏向装置 - Google Patents

荷電粒子線集束偏向装置

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JPS5983336A
JPS5983336A JP19307782A JP19307782A JPS5983336A JP S5983336 A JPS5983336 A JP S5983336A JP 19307782 A JP19307782 A JP 19307782A JP 19307782 A JP19307782 A JP 19307782A JP S5983336 A JPS5983336 A JP S5983336A
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JP
Japan
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deflection
deflector
charged particle
particle beam
electromagnetic lens
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JP19307782A
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JPH0234426B2 (ja
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Hidekazu Goto
英一 後藤
Takashi Soma
相馬 嵩
Masanori Idesawa
出沢 正徳
Teruo Someya
染谷 輝夫
Toshinori Goto
後藤 俊徳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jeol Ltd
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Original Assignee
Jeol Ltd
Nihon Denshi KK
RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/02Details
    • H01J37/04Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は荷電粒子線を大きい角度偏向さけても、偏向に
伴なう収差の影響を極めて少くし得る荷電粒子線集束偏
向装置に関づる。
電子あるいはイオンビーム描画装置に83いて、荷電粒
子線の偏向範囲を拡大−づることは、荷電粒子線の偏向
に比べて著しく時間を要り゛る被描画材1’3+の移動
の回数を減少させることができるため、スルーブッ1へ
を向上させる意味において最も重要な要因となる。しか
しながら、偏向範囲を拡大するに什なっで、電子線の材
料への斜め入射の問題が無視できなくなると共に、各種
の収差が大きくなり、微細な図形の高精度の描画が困難
となる。
特開昭5/1132962号に開示された発明では、様
な軸上分布を右する回転対称磁界内に少くとも3段の静
電偏向電極を配置し、該各電極の位置。
幅、内径、印加電圧等のパラメータを荷電粒子線の斜め
入射と各収差を減少ゼしめるように選択しくいる。この
発明によって、理論上は荷電粒子線の斜め入射の影響を
無くし、色収差、コマ収差等を実用−に無視でさる程度
まで減少させることができるが、実際上は、偏向器の数
が多く構成が複雑(あると具に、現状では次のような欠
点を有していることが判明した。すなわち、装置製作時
におい−(、偏向電極の工作9組立が必ずしもこの発明
r要求される精度で行うことができないため、組立後に
d3いて偏向器の大きさ、内径1位置等に誤差が生じる
。この誤差の補正を行うため、該誤差に応じて他のパラ
メータ、例えば、各偏向器への印加電圧、磁場の強さ等
の再調整を行わねばならないが、この再調整によって該
電圧、磁場の強さの最適値を見出すことは誤差が生じた
パラメータ(3つ以上の偏向器夫々の位置、大きさ、内
径)の数が多いために極めて困難である。更に、この発
明においては、非線形的収差、すなわち、偏向非点収差
及び偏向湾曲収差の補正は偏向角度に応じた補正電圧を
各偏向器に供給する所謂動的補正によって行っているた
め、該補正電圧を作成する制御回路が複雑且つ高価とな
る。更に又、当然のことながら上述した一部のパラメー
タには製造上の誤差があるため、該動的補正電圧も予め
求めた理論的な値から変化させねばならないが、該補正
電圧は偏向角度に応じて各偏向器毎にnl算によって求
められているもので、このような微細な角度毎に各偏向
器用に求められている補正電圧全てに対して該誤差を除
去するための補止を加えることは、はとんど不可能に近
い。
本発明は上)ホした点に鑑みてなされたもので、荷電粒
子線を大きな角度偏向させても収差を極めて少くし得る
構造が簡単で且つ動的補正の必要がない荷電粒子線集束
偏向装置を提供する。
本発明者は集束偏向系の収差の大きさと、偏向器の大き
さ1位置、印加電圧等のパラメータとの関係を大型電子
81算機を使用して詳細に調べた結果、ある電磁レンズ
系内に第1と第2の偏向器を配置し、偏向色収差、偏向
コマ収差あるいは垂直入射誤差のうちいずれかが零どな
るように、これらの偏向器への印加電圧の比と偏向方向
のなり角度を固定して偏向電圧を供給ずれば、荷電粒子
線が照q・1される面上での偏向収差の合計が実用上問
題とならない範囲にまで減少できることを見出し、本発
明を完成り゛るにに至った。
本発明に桔づく荷電粒子線集束偏向装置は、荷電粒子線
を所望の面に集束するための縮小電磁レンズと該縮小電
磁レンズの後段に配置された投影電磁レンズと、該縮小
電磁レンズの像面近傍であり該投影電磁レンズの物面近
傍に配置された第1の静電偏向器と、該投影電磁レンズ
が形成する磁場因に配置された第2の静電偏向器と、該
第1と第2の偏向器にJ、って該荷電粒子線を偏向さけ
、該所望の面上の荷電粒子線の照射位置を変化させるた
めに該第1と第2の偏向器に偏向電圧を供給Jるための
回路とを備え、該第1の偏向器と第2の偏向器に供給さ
れる電圧の比ど、該第1の偏向器による荷電粒子線の偏
向方向と第2の偏向器による荷電粒子線の偏向方向との
なす角度が、該所望の面上での荷電粒子線の偏向色収差
、偏向コマ収差あるいは垂直入射誤差のいずれかが零と
なるJ:うに選択されている。
以下本発明の一実施例を添付図面に基づき詳jホする。
第1図は本発明に基づく電子ビーム集束偏向装置を示し
ており、第2図は該第1図の装置に使用されている電磁
レンズ系の軸上磁場分布を示している。図中1はヨーク
2と励磁コイル3j、りなる短焦点の縮小電磁レンズで
あり、4はヨーク5ど4つの励磁コイル6a、6b、6
c、6dよりなる投影電磁レンズである。該縮小電磁レ
ンズ1には強い励磁電流が流され、第2図のMlで示す
分布のr41揚が形成される。該投影電磁レンズ4のヨ
ーク5は4つのl、it 14i間ギャップが形成され
るように形づくられ−(’ J5す、夫々のギャップに
対応して励(6二1イル6a〜6dが設【〕られている
。該励磁:Jイル5a〜6dには別々に励磁電流が供給
され(おり、函励)41電流を適切に調整りることによ
つ(第2図の分布M4の如くある範囲内において所望な
磁場分イ5、例えば、略一様な磁場分布を1qることが
できる。尚、該ギャップ及び励磁コイルの数をより多く
し、夫々の励磁電流を調整づれば、J、り所望とりる磁
場分布を得ることができる。該両電罎レンズは該縮小電
磁レンズ1の像面位置と該投影電磁レンズ4の物面位置
とが略一致するように配置され(いる。該縮小電磁レン
ズ1の像面(O置、づなわ1)、該投影電磁レンズ4の
物面位置近傍には第1の静電偏向器7が配置され、又、
該投影電長長レンズ4の形成する磁場の中には第2の静
電偏向器83が配置されている。該両偏向器は第1図で
は2枚の偏向板の如く示されているが、実際には第3図
に承り如く、光@Zの回りに等間隔で配置された8つの
電極「1〜「8に」;ってlf6成されている。該各偏
向器を構成する電極の数は例えば、4本でも良いが、電
子ビームを正確に定められた方向に偏向するためには、
8極あるいは12極等の多極である方が望ましい。該両
電磁レンズ1,4によって電子ビームは被描画材料の如
き材料9上に集束されると共に、該第1と第2の偏向器
7,8に供給される偏向電圧に応じて該電子ビームは偏
向され、該材料9上での電子ビームの照射位置は変化さ
せられる。尚、該第1と第2の偏向器の間には第3の偏
向器10が配置されているが、該第3の偏向器10は第
1と第2の偏向器(こj;って人ぎく偏向された電子ビ
ームを微小な領域内で偏向するために使用される。11
は電子計算(幾であり、該電子計算fX111からは大
偏向信号と小偏向信号が発生され、該大偏向信号はDA
変換器12を介して該第1の偏向器7に供給されると共
に、偏向信号調整回路13及びDA変換器14を介して
該第2の偏向器8に供給されてd3す、該小偏向信号は
DA変換器15を介して第3の偏向器に供給されている
さて、本発明者は上述した構成において各偏向器を動作
させない時の電子ビームの軌道Δlと第1と第20)偏
向;(1:を動作さけた時の軌道CIを用い、偏向にf
′4”、’;う各収差の81算を電子計樟機を使用しで
iiつだ。そ(〕て、第1の偏向器7に印加される偏向
電圧と第2の偏向器8に印加される偏向電圧の杜をある
値に固定覆ると共に、該第1の偏向器7にJ、る偏向方
向と第2の偏向器8による偏向方向どのなり角磨く相対
偏向角)をある値に固定した場合に、偏向電圧値を変化
させても、偏向色11v、差、偏向]711V、差ある
いは材料に対する電子じ一ムの垂直入射誤差のいずれか
1つが零となることをMr ’FrlしICo尚、第1
図の電磁レンズ系に入用した電子ビームは該電磁レンズ
によって集束されると共に、偏向作用、回転作用も受番
プる。その結果、第4図に示J矢印りに示す方向に電子
ビームを偏向りるためには、該第1の偏向器によって矢
印1〕1に示り方向に偏向し、該第2の偏向器8にJ、
つ(矢印1) 4の方向に偏向しな(プればならない。
該矢印D1の方向と矢印D4の方向とのな1゛角度θが
上述した相対偏向角である。更に、本発明者は偏向色収
差、偏向コマ収差あるいは垂直入射誤差のいずれかが零
どなるような偏向電圧比及び該角度θにおいて、第1と
第2の偏向器の中心位置及び該偏向器を構成する電極の
長さを任意パラメータどして変化させ、電子計算例によ
るシミュレーションを行ったところ、該任意パラメータ
がある値の時に、除去し1りない他の偏向収差あるいは
垂直入射誤差σ) l−一タルが極めて小さくなること
を見出した。尚、この最適な任意パラメータの値は電磁
レンズによる磁場の強さ、8向器に印加される電圧の比
、相対偏向角に応じて変化り゛る。
ここで、上記シミュレーションの一例を第1表に示ず。
法衣において、A、B、Cは夫々偏向コマ収差、偏向色
収差及び垂直入射誤差を零とした場合のシミュレーショ
ン結果である。法衣にJ3いて、垂直入射誤差の単位が
ラジアンである以外は各収差の単位はpHである。又、
該表中の総合収差には歪収差が含まれていないが、これ
は、歪収差か、偏向電圧に応じて必要な補正電圧を該偏
向電圧にΦ畳りるようにした、既に一般的となっている
技術を使用して独立に除去することができるノζめであ
る。
第1表 尚、上記シミコレ−ジョンは、電子線の加速型j−1が
20kV、電子線エネルギーの広がりが20V、4.f
l斜面面上J3 Cjる電子線の聞き角が5×10−3
ラジアン、電磁レンズ系の物面上の電子ビームの形状は
一辺が10 +rWの正方形1月利面上の偏向領域が1
0mn+の正方形の条件で行われており、各収差の値は
、該偏向領域のコーナーにおける値である。
上記した第1表より明らかな如く、A、B、Cのいずれ
の場合も全収差の和を極めて小さくすることができる。
特に、偏向色収差を零とり−るような電圧比と相対偏向
角の第1と第2の偏向器を使用J゛れば、総合収差の値
は0.175pmと著しく小さく出来、iQn+n+角
の大偏向領域においても、月利の移動を伴な4つずに1
ノブミクロンの精度で描画を行うことが可能となる。尚
、偏向色収差を零とする電磁レンズ系及び静電偏向系の
一例は、次のとおりである。
物面と祠斜面の間の距離・・・・・・・・・300mm
縮小電磁レンズの縮小比・・・・・・・・・1/3第1
の偏向器の電極長・・・・・・・・・・・・30mm第
2の偏向器の電極長・・・・・・・・・・・・9Qn+
m両偏向器間の相対的回転角・・・・・・28゜両偏向
器に印加する電圧の比・・・1:2ここで、第1図に示
した実施例において、偏向伝号調整回路13は、該第1
の偏向器7に印加される電圧値に3・1して第2の偏向
器8に印加される電圧値が常に248となるように、又
、該第2の偏向器と第1の偏向器との相対回転角が28
°となるJ、うに調整されている。この状態C電子削粋
礪11から描画Jべぎパターンに応じた大偏向信号と小
偏向信号を各偏向器に供給覆れば、拐料上には収差の極
めて小さな電子ビームが投射され、微細なパターンが高
精度で描画される。尚、第3の偏向器9に印加される偏
向電圧には特別な補正が施されていないが、該第3の偏
向器による偏向は偏向範囲が極めて制限された微細な領
域であるため、それによる収差は無視し1qる。
以」二詳述した如く、本発明は偏向器が2段の簡!、l
i ID 4t4成て・あり、更には動的な補正の必要
なしに、電子ビームを大きい角度偏向させても偏向に伴
なう収差を実用上問題とならない範囲とすることがCき
る。又、装置の製作時に、加工誤差2組立誤フイがあつ
一ηも、調整パラメータは両偏向器に印加される電圧の
比と相対的回転角の2つしかなく、又、動的補正も行っ
ていないため、該電圧比と回転角を予め計紳された値の
近傍で若干変化さければ、収差の極めて少ない最良の値
を見イ」(プ出すことができるので、該誤差の補正も簡
単に行うことができる。従って、本発明に基づく集束偏
向装置を電子ビーム描画装置に組込めば、その実用的価
値は頗る大である。尚、上述した実施例は電子ビームを
例に説明したが、イオンビームにも本発明を適用するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示J−図、第2図は第1図
に示した実施例におtプる電磁レンズ系の軸上磁場分布
を示す図、第3図は静電偏向器のIJJi面形状を示す
図、第4図は電子線の材料面上の偏向方向と第1と第2
の偏向器による偏向方向とを示す図である。 1:縮小電磁レンズ 4:投影電磁レンズ 7.8.10:静電偏向器 9 : 1.fl籾 11:電子51亦懇 12.14.15:DA変換器 13:偏向信号調整回路 特許出願人 日木雷子株式会社 代表者 伊藤 −夫 理化学研究所 理事長 宮島 龍興

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 イ11電粒子線を所望の面に集束りるための縮小電
    磁レンズと該縮小電磁レンズの接設に配置された投影電
    磁レンズと、該縮小Wi磁レンズの像面近傍であり該投
    影電磁レンズの物面近傍に配置され/、: ff+ 1
    の静電偏向器と、該投影電磁レンズが形成づる讃場内に
    配置された第2の静電偏向器と、該第1と第2の偏向器
    によって該荷電粒子線を偏向さけ、該所望の面上の荷電
    粒子線の照射位置を変化さけるために該第1ど第2の偏
    向器に偏向電圧をIll給りるための回路とを備え、該
    第1の偏向器と第2の偏向器に供給される電LLの比と
    、該第1の偏向器による荷電粒子線の偏向方向と第2の
    偏向器による荷電粒子線の偏向方向とのなづ角度が、該
    所望の面上での荷電粒子線の偏向色収差、偏向〕7収シ
    イ−あるいは垂直入射誤差のいずれかが零となるJ、う
    に選II<されていることを特徴とする荷電粒子線集束
    偏向装置。 2、該投影電磁レンズは複数の磁極間ギ17ツブを有し
    、該ギャップに対応した励磁コイルが設cノられ−U 
    J3す、該励磁コイルに供給される励磁電流を調整覆る
    ことによっ−C所望な磁場が形成されるにうにIf(成
    されている特許請求の範囲第1項記載の荷電粒子線集束
    偏向装置。 3、該第1と第2の偏向器によって比較的大きな角度の
    偏向を行い、第3の偏向器によって微mな角度の偏向を
    行うようにした特許請求の範囲第1項乃至第2項記載の
    荷電粒子線集束偏向装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6476656A (en) * 1987-09-16 1989-03-22 Toshiba Corp Charged beam depicting device
JP2007534124A (ja) * 2004-04-23 2007-11-22 ヴィステック エレクトロン ビーム ゲーエムべーハー 粒子光学照的射系用の照射コンデンサー
JP2008153131A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Jeol Ltd 荷電粒子ビーム装置
US7521688B2 (en) 2006-01-11 2009-04-21 Jeol Ltd. Charged-particle beam instrument

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0642644U (ja) * 1992-11-06 1994-06-07 佐藤工業株式会社 包装用仕切りと仕切り付き包装箱

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5648052A (en) * 1979-09-17 1981-05-01 Varian Associates Method of double deflecting and scanning charged particle beam and condenser

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5648052A (en) * 1979-09-17 1981-05-01 Varian Associates Method of double deflecting and scanning charged particle beam and condenser

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6476656A (en) * 1987-09-16 1989-03-22 Toshiba Corp Charged beam depicting device
JP2007534124A (ja) * 2004-04-23 2007-11-22 ヴィステック エレクトロン ビーム ゲーエムべーハー 粒子光学照的射系用の照射コンデンサー
US7521688B2 (en) 2006-01-11 2009-04-21 Jeol Ltd. Charged-particle beam instrument
JP2008153131A (ja) * 2006-12-19 2008-07-03 Jeol Ltd 荷電粒子ビーム装置
US7820978B2 (en) 2006-12-19 2010-10-26 Jeol Ltd. Charged-particle beam system

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