JPH021111A - Electron beam exposure device and electron beam exposure method - Google Patents
Electron beam exposure device and electron beam exposure methodInfo
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔目次〕
概要 牛ζ産業上の
利用分野 iを従来の技術
9央本発明が解決しようとして
いる課題 1つ戯課題を解決するための手段
1+灸作用
17角実施例 t
ri(a)本発明に基づく電子ビーム露光装置の説明
(第1図)
(b)移動するステージ内の渦電流の発生機構(第7図
、第8図)
(C)本発明に基づく磁気対物レンズの説明(第3図〜
第6図)
本発明の効果 29桑〔概要
〕
本発明は、所定方向に連続して移動しているステージに
搭載された対象物に該電子ビームを投射する電子ビーム
露光装置の磁気対物レンズの改良に関し。[Detailed Description of the Invention] [Table of Contents] Overview Cattle ζ Industrial Application Field i Conventional Technology
Problems to be solved by the present invention Means for solving the problem
1+moxibustion effect
17-sided example t
ri(a) Description of electron beam exposure apparatus based on the present invention
(Fig. 1) (b) Eddy current generation mechanism in the moving stage (Figs. 7 and 8) (C) Explanation of the magnetic objective lens based on the present invention (Figs. 3 to 8)
Figure 6) Effects of the present invention 29 [Summary] The present invention provides a magnetic objective lens for an electron beam exposure device that projects an electron beam onto an object mounted on a stage that is continuously moving in a predetermined direction. Regarding improvements.
電子ビームの収束を向上するために磁気対物レンズから
の不要な磁束がステージ方向に漏洩するのを防止するこ
とを目的とし。The purpose is to prevent unnecessary magnetic flux from the magnetic objective lens from leaking toward the stage in order to improve the convergence of the electron beam.
前記対象物に対向して設けられた下部ポールピースを有
する磁気対物レンズを含んで構成され。The magnetic objective lens includes a magnetic objective lens having a lower pole piece provided opposite to the object.
前記対象物の主たる移動方向に直交する方向に走査され
る電子ビームの所定の走査空間に対応して、前記下部ポ
ールピースにボアが開口されており、該ボアは前記電子
ビームは該ボアを通過を許し、前記磁気対物レンズ内の
磁束の大部分は前記下部ポールピースの前記ボア以外の
部分で阻止され前記ステージに漏洩することを禁止した
ことを特徴とするもので、該構成により前記漏洩磁束に
より引き起こされるステージ内の渦電流の発生を回避し
て該電子ビームの良好な収束を維持できるという効果を
有する。A bore is opened in the lower pole piece corresponding to a predetermined scanning space of the electron beam scanned in a direction perpendicular to the main movement direction of the object, and the electron beam passes through the bore. Most of the magnetic flux within the magnetic objective lens is blocked by a portion other than the bore of the lower pole piece, and is prohibited from leaking to the stage, and with this configuration, the leakage magnetic flux is prevented from leaking to the stage. This has the effect of maintaining good convergence of the electron beam by avoiding the generation of eddy currents within the stage caused by eddy currents.
本発明は電子ビームリソグラフィに使用される電子露光
装置に関し、更に詳しくは、被加工物を搭載して連続的
に移動しているステージ内に発生する漏洩磁束に基づく
渦電流の発生を回避して該電子ビームの良好な収束を維
持することができる磁気対物レンズに関する。The present invention relates to an electron exposure apparatus used in electron beam lithography, and more specifically, the present invention relates to an electron exposure apparatus used in electron beam lithography, and more particularly, to an electron exposure apparatus that avoids the generation of eddy currents due to leakage magnetic flux generated in a stage that carries a workpiece and moves continuously. The present invention relates to a magnetic objective lens that can maintain good convergence of the electron beam.
電子ビーム露光システムは大規模半導体装置。The electron beam exposure system is a large-scale semiconductor device.
即ち、LSI、の微細な回路パターンの形成方法として
広く知られている。LSIの集積密度が増大するに連れ
て、従来の光学的リソグラフィ技術は限界に達してきて
、電子ビームリソグラフィのような更に高精度な技術が
要求されて来た。電子ビームリソグラフィの主要な特徴
はその高解像度にある。光学的リソグラフィに固有な光
回折の問題はlO乃至20Kvの電子ビームにより解消
される。該電子ビームの等価波長は1Å以下で紫外線の
波長より かに短いからである。更に、そのパターン形
成は総て電子計算機記で制御され、その工程流れも短い
ので、関連LSIの製造工程の機械化が容易で9歩留ま
りや生産の安定性からも量産に適している。That is, it is widely known as a method for forming fine circuit patterns for LSI. As the integration density of LSIs increases, conventional optical lithography techniques have reached their limits, and more precise techniques such as electron beam lithography have been required. The main feature of electron beam lithography is its high resolution. The light diffraction problems inherent in optical lithography are overcome with 10 to 20 Kv electron beams. This is because the equivalent wavelength of the electron beam is less than 1 Å, which is much shorter than the wavelength of ultraviolet light. Furthermore, since the pattern formation is entirely controlled by an electronic computer and the process flow is short, it is easy to mechanize the related LSI manufacturing process, and it is suitable for mass production in terms of yield and production stability.
電子ビームリソグラフィは電子ビーム投射型と電子ビー
ム走査型の二形式に分類されるが1本発明は後者に関す
るものである。電子ビーム走査型リソグラフィにおいて
は1回路パターンは電子計算機により細く収束された電
子ビームの、偏向とON、OFFを制御して描かれる。Electron beam lithography is classified into two types: electron beam projection type and electron beam scanning type, and the present invention relates to the latter type. In electron beam scanning lithography, one circuit pattern is drawn by controlling the deflection and ON/OFF of a finely focused electron beam by an electronic computer.
電子ビームの走査機構は、電子源からの電子を断面が丸
や角の細い電子ビームに形成する電子ビーム形成手段と
。The electron beam scanning mechanism is an electron beam forming means that forms electrons from an electron source into an electron beam with a round or narrow cross section.
電子ビームを偏向して該電子ビームをラスク或いはベク
トル走査法で走査する電子ビーム偏向手段と該電子ビー
ム偏向手段を制御し被加工物を載せたステージの運動を
制御して該被加工物上に所要の回路パターンを描かせる
パターン発生制御手段とから構成されている。以降は被
加工物は半導体ウェファとして記述していく。An electron beam deflection means for deflecting an electron beam and scanning the electron beam by a rask or vector scanning method, and controlling the movement of a stage on which a workpiece is placed by controlling the electron beam deflection means so as to scan the electron beam on the workpiece. It is comprised of a pattern generation control means for drawing a required circuit pattern. From now on, the workpiece will be described as a semiconductor wafer.
一般に走査スパンはレンズ収差を回避するために2mm
位に限定されている。従ってウェファの全表面は多数の
区分領域に区分されており、−区分領域宛順次に露光さ
れていく。当然ウェファ。Generally, the scanning span is 2mm to avoid lens aberrations.
It is limited to Therefore, the entire surface of the wafer is divided into a large number of divided areas, and the divided areas are sequentially exposed. Of course wafer.
あるひは、ステージは電子ビームの走査と同期して移動
される。ステージは通常は水平面内でX−Y方向に移動
可能である。その移動形式には二種類がある。In some cases, the stage is moved in synchronization with the scanning of the electron beam. The stage is typically movable in the X-Y direction in a horizontal plane. There are two types of movement.
一つはステップ、アンド、レピート方式で9本方式では
ウェファ上の方形区分領域内に電子ビームを照射して要
素パターンを描く。当該の一つの区分領域内のパターン
形成が終了したら、ウェファが移動して次の区分領域の
パターン形成が開始される。One is the step-and-repeat method, and in the nine-step method, an element pattern is drawn by irradiating an electron beam within a rectangular segmented area on the wafer. When pattern formation in one sectioned area is completed, the wafer is moved and pattern formation on the next sectioned area is started.
他の方式は連続移動ステージ方式であって9例えば、
Be1l 電話研究所の開発にかかるEBES(el
ectron beam exposure syst
em)に採用されている方式で本発明もこれに関するも
のである。Another method is a continuous moving stage method,9 for example:
Be1l EBES (el
ectron beam exposure system
em), and the present invention also relates to this method.
本方式では電子ビームはラスク方式で走査され。In this method, the electron beam is scanned using the Rusk method.
ステージは連続的に9通常上たる走査方向に直交した方
向に移動している。本方式の利点はステージの移動と電
子ビームの走査が平行して同時に行われ9時間が節約出
来る点にある。一方、ステップ、アンド、レピート方式
では、ステージの停止際にステージに機械振動が発生し
て2次段の電子ビームの走査の開始までに機械振動の収
束をまつ時間が必要となり、電子ビーム露光の時間が長
くなる。本発明者の経験ではこの待ち時間は0.3秒に
達する。今4インチのウェファに2mm の区分領域
で電子ビーム露光をすると仮定すると全待ち時間は−ウ
エファ当たり 520秒になり、ウェファ全体の電子ビ
ーム露光時間の約 70χを占める。したがって、LS
Iの量産には連続移動ステージ方式の方が適していると
思われる。The stage is continuously moving in a direction normal to the scanning direction. The advantage of this method is that the movement of the stage and the scanning of the electron beam are performed simultaneously in parallel, saving 9 hours. On the other hand, in the step-and-repeat method, mechanical vibrations occur on the stage when the stage stops, and it is necessary to wait for the mechanical vibrations to converge before the secondary stage electron beam scanning starts. It takes longer. In the inventor's experience, this waiting time reaches 0.3 seconds. Assuming that a 4-inch wafer is subjected to electron beam exposure in 2 mm sectional areas, the total waiting time is 520 seconds per wafer, which occupies about 70x of the electron beam exposure time for the entire wafer. Therefore, L.S.
It seems that the continuous moving stage method is more suitable for mass production of I.
しかし9零連続移動ステージ方式にも欠点がある。即ち
、前記の移動中のステージに磁気対物レンズ内で発生す
る磁束の一部、即ち、漏洩磁束が交差すると渦電流が発
生し、その渦電流が新たに磁束を発生する結果、ウェフ
ァに投射する電子ビームの収束が乱されて9回路パター
ンの形成の解像度が低下する。本件については後に詳し
く述べるが1本件に関連して、一般に従来の電子ビーム
露光装置磁気レンズシステムの磁気対物レンズがその構
成要素の一つであるポールピースに円形のボアを有して
いることに注目する必要がある。ボアの形を円形にする
理由はレンズ収差を抑えるために全磁気レンズ系はその
軸の廻りに回転軸対称に設計すると言う設計概念に沿っ
た結果である。However, the 9-zero continuous moving stage system also has drawbacks. That is, when a portion of the magnetic flux generated within the magnetic objective lens, that is, leakage magnetic flux, crosses the moving stage, an eddy current is generated, and as a result, the eddy current generates new magnetic flux, which is projected onto the wafer. The convergence of the electron beam is disturbed and the resolution of the nine-circuit pattern formation is reduced. This matter will be discussed in detail later, but one related point is that the magnetic objective lens of the magnetic lens system of a conventional electron beam exposure apparatus generally has a circular bore in the pole piece, which is one of its components. It is necessary to pay attention. The reason why the shape of the bore is circular is the result of following the design concept that all magnetic lens systems are designed to be rotationally symmetrical around the axis in order to suppress lens aberrations.
円形のボアは電子ビームの走査空間より かに大きく展
開している結果、電子ビームの通過には何らの支障がな
い代わりに、当該磁気対物レンズ内に発生される強力な
磁束が該ボアを通過して移動中のステージに投射し、後
述するように関連電子ビームの収束を乱すことになる。As a result of the circular bore being larger than the scanning space of the electron beam, there is no hindrance to the passage of the electron beam, but the strong magnetic flux generated within the magnetic objective lens passes through the bore. and project it onto the moving stage, disturbing the convergence of the associated electron beam, as will be discussed below.
更に磁気レンズ系、特に磁気対物レンズのレンズ収差を
減殺するためには電子ビームが常に磁気対物レンズの軸
上を走るように制御されていることが望ましい。また、
ウェファ上に電子ビームが投射する際に該電子ビームが
ウェファの表面に直角に投射することが望ましい。電子
ビームがウェファ表面に垂直に投射すると、ウェファ表
面に多少の凸凹や断層状の段があっても、描かれた回路
パターンの変形が回避できるからである。Furthermore, in order to reduce lens aberrations of the magnetic lens system, especially the magnetic objective lens, it is desirable to control the electron beam so that it always runs on the axis of the magnetic objective lens. Also,
When the electron beam is projected onto the wafer, it is desirable that the electron beam be projected at right angles to the surface of the wafer. This is because if the electron beam is projected perpendicularly to the wafer surface, deformation of the drawn circuit pattern can be avoided even if the wafer surface has some unevenness or tomographic steps.
上述の二つの目的を達成するために、磁気対物レンズの
光軸を関連電子ビームの偏向に対応して半径方向に平行
移動させる技術が、可変光軸を有する磁気対物レンズ(
VAL)として、既にインターナショナル・ビジネス機
器社(IBM)により開発されており、同社のEL3シ
ステムに使用されている。その技術は1983.03.
0B付けで公告の米国特許No、 4376249に開
示され7ている。In order to achieve the above two objectives, a technique for translating the optical axis of a magnetic objective lens in the radial direction in response to the deflection of the associated electron beam has been developed.
VAL) has already been developed by International Business Machines Corporation (IBM) and is used in the company's EL3 system. The technology was introduced on March 1983.
It is disclosed in US Pat. No. 4,376,249, published under the designation 0B.
V A L [気対物レンズの内部には、二組の偏向コ
イルと、二組の補償偏向コイル(又は光軸シフトコイル
)が設けられており、これらのコイルは電気的に直列に
接続されていて同時に活性化、される。磁気対物レンズ
の光軸は前記補償コイルにより元来の光軸と平行にシフ
トされ、二組の偏向コイルでウェファ表面に垂直方向、
即ち、磁気対物レンズの光軸と平行に二重偏向された電
子ビームが常にシフトされた磁気対物レンズの光軸上に
−致しであるように制御されている。電子ビームは常に
磁気対物レンズの光軸上にあるために、コマ収差や色収
差が効果的に排除される。V A L [Two sets of deflection coils and two sets of compensation deflection coils (or optical axis shift coils) are provided inside the objective lens, and these coils are electrically connected in series. activated and activated at the same time. The optical axis of the magnetic objective lens is shifted parallel to the original optical axis by the compensation coil, and is shifted in the direction perpendicular to the wafer surface by two sets of deflection coils.
That is, the electron beam, which is doubly deflected parallel to the optical axis of the magnetic objective lens, is controlled so that it always aligns with the optical axis of the shifted magnetic objective lens. Since the electron beam is always on the optical axis of the magnetic objective lens, comatic aberration and chromatic aberration are effectively eliminated.
一方、ウェファはX−Y方向に移動可能なステージ上に
搭載されている。ステージが金属製の層を含む時は、磁
気対物レンズの最下部にある補償コイルから放出された
漏洩磁束がウェファを貫通してステージに達するとステ
ージ内に渦電流が発生する。前記のとおり、磁気対物レ
ンズの下部のポールピースは円形のボアを有するのでこ
の漏洩磁束がステージに入射するのは避けられず、−旦
ステージが移動すれば、必ずステージ内には渦電流が発
生し、磁気対物レンズの電子ビーム収束作用を損なう。On the other hand, the wafer is mounted on a stage movable in the X-Y directions. When the stage includes a metal layer, eddy currents are generated in the stage when the leakage magnetic flux emitted from the compensation coil at the bottom of the magnetic objective passes through the wafer and reaches the stage. As mentioned above, since the pole piece at the bottom of the magnetic objective lens has a circular bore, it is unavoidable that this leakage magnetic flux enters the stage, and once the stage moves, eddy currents are inevitably generated within the stage. This impairs the electron beam focusing effect of the magnetic objective lens.
上述の最下部の補償コイルを除き、かつ上述の渦電流を
含む外部磁束の影響を遮断するために。In order to exclude the above-mentioned bottom compensation coil and to block the influence of external magnetic flux, including the above-mentioned eddy currents.
18M社よりV A I L (Variable a
xis immersionlens)が開発され、
1985.10.01 に米国特許No。V A I L (Variable a) from 18M company
xis immersion lens) was developed,
US Patent No. 1985.10.01.
4544846に開示されている。VAILにはフェラ
イト類のボアのない下部ポールピースが設けられており
、処理されるべきウェファは下部ポールピースの上に位
置し、磁気対物レンズ内に包まれて配置されている。ウ
ェファは磁気対物レンズの磁束内に浸漬された形となり
、磁気対物レンズのポールピースは磁束を閉じ込める磁
気ケージの効果を果たしている。下部ポールピースは強
磁性体のフェライト類であるため磁気対物レンズ内の磁
束は該ポールピースに垂直に入っている。その結果磁気
対物レンズに進入した電子ビームもまたポールピースに
垂直、即ち、ウェファに垂直に投射することになりパタ
ーンの歪みを少なくすることが出来る。然しVAILの
構造でもウェファを連続移動させようとすれば、忽ち下
部ポールピース内に渦電流が発生し前記の問題を起こす
ので2本発明のようなステージ連続移動型の電子ビーム
露光装置には使用出来ない。No. 4,544,846. The VAIL is provided with a ferrite-like boreless lower pole piece, and the wafer to be processed is positioned above the lower pole piece and encased within a magnetic objective lens. The wafer is immersed in the magnetic flux of the magnetic objective lens, and the pole pieces of the magnetic objective lens act as a magnetic cage to confine the magnetic flux. Since the lower pole piece is made of ferrite, which is a ferromagnetic material, the magnetic flux within the magnetic objective lens enters the pole piece perpendicularly. As a result, the electron beam that has entered the magnetic objective lens is also projected perpendicularly to the pole piece, that is, perpendicularly to the wafer, making it possible to reduce pattern distortion. However, even with the VAIL structure, if an attempt is made to move the wafer continuously, eddy currents will suddenly occur in the lower pole piece, causing the above-mentioned problem. Can not.
尚、上述のVAL及びVAILに関しては、更にH,C
,Pfeiffer によりMICROCIRCUI
T ENGINEERING、 l5BN、 0123
457505.の72−81 ページに報告されてい
る。Furthermore, regarding the above-mentioned VAL and VAIL, H, C
, MICROCIRCUI by Pfeiffer
T ENGINEERING, l5BN, 0123
457505. Reported on pages 72-81.
本発明は以上に詳細に述べた従来の電子ビーム露光装置
の磁気対物レンズが有する欠点を改良することをその課
題とするものである。即ち、従来の磁気対物レンズの下
部ポールピースのボアが回転軸対称な円形に形成されて
いることにより、該磁気対物レンズの内部に発生する磁
束が該円形ボアより外部に漏洩してウェファを搭載した
ステージに交差し、該ステージが移動する際に該ステー
ジ内に渦電流が発生して電子ビームの収束を損なう有害
な磁束を新たに発生するのを防止するための磁気対物レ
ンズの改良である。An object of the present invention is to improve the drawbacks of the magnetic objective lens of the conventional electron beam exposure apparatus described in detail above. In other words, because the bore of the lower pole piece of the conventional magnetic objective lens is formed into a circular shape symmetrical to the rotation axis, the magnetic flux generated inside the magnetic objective lens leaks to the outside from the circular bore and prevents the wafer from being mounted. This is an improvement of a magnetic objective lens that intersects a stage that has been moved and prevents eddy currents from being generated within the stage when the stage moves, thereby preventing the generation of new harmful magnetic flux that impairs the convergence of the electron beam. .
主として一方向に延伸する走査空間内において電子ビー
ムを走査しこれに直交する方向に連続して移動している
対象物に該電子ビームを投射して該対称物上に回路パタ
ーンを描く電子ビーム露光装置において、同装置は1表
面に前記対象物を搭載し少なくとも前記移動方向に連続
的に移動可能なステージと、電子放射手段と磁気対物レ
ンズを内蔵し該電子を収束して電子ビームに成形する電
子収束手段と、該電子ビームを偏向させる電子ビーA偏
向手段を有する磁気レンズシステムとを含んで構成され
ている。これらの要素の中、前記磁気対物レンズは、更
に、磁束を発生するコイルと。Electron beam exposure that scans an electron beam in a scanning space that extends mainly in one direction, projects the electron beam onto an object that is continuously moving in a direction perpendicular to the scanning space, and draws a circuit pattern on the object. The apparatus includes a stage on which the object is mounted on one surface and is movable continuously in at least the movement direction, an electron emitting means, and a magnetic objective lens, and converges the electrons and forms them into an electron beam. It is configured to include an electron focusing means and a magnetic lens system having an electron beam A deflecting means for deflecting the electron beam. Among these elements, the magnetic objective lens further includes a coil for generating magnetic flux.
磁性材で作られた上部ポールピースと磁性材で作られ前
記対象物に対向して配設された下部ポールピースとより
成り、該ポールピースOこは電子ビームの前記所定走査
空間に対応した部位に前記電子ビームの通過を許し前記
磁気対物レンズ内で発生する磁束の通過を禁するように
設けられたボアを有していることを特徴としている。It consists of an upper pole piece made of a magnetic material and a lower pole piece made of a magnetic material and placed opposite to the object, and the pole piece O is a portion corresponding to the predetermined scanning space of the electron beam. The magnetic objective lens is characterized in that it has a bore provided to allow the electron beam to pass therethrough and to prohibit the passage of the magnetic flux generated within the magnetic objective lens.
本発明に基づく電子ビーム露光装置の磁気対物レンズに
おいては、電子ビームの投射を受ける半導体ウェファ等
の対象物に対向している下部ポールピースに設けられた
ボアが、電子ビームの走査空間に対応して設けられてい
る。本構造により。In the magnetic objective lens of the electron beam exposure apparatus according to the present invention, the bore provided in the lower pole piece facing the object such as a semiconductor wafer that is projected by the electron beam corresponds to the scanning space of the electron beam. It is provided. Due to this structure.
電子ビームは中央電子計算機の制御通りに対象物の表面
を走査出来るとともに、該磁気対物レンズからの漏洩磁
束は前記下部ポールピース自体により可能な限り減殺さ
れる。その結果、該対象物を搭載して移動中のステージ
に交差する前記漏洩磁束が減殺されそのために発生する
渦電流が減少して電子ビームの収束妨害作用を著しく抑
制する。The electron beam can scan the surface of the object under the control of the central computer, and leakage magnetic flux from the magnetic objective lens is reduced as much as possible by the lower pole piece itself. As a result, the leakage magnetic flux that intersects the stage on which the object is mounted and is moving is attenuated, the eddy currents generated thereby are reduced, and the effect of disturbing the convergence of the electron beam is significantly suppressed.
(a)本発明に基づく電子ビーム露光装置の説明本発明
に関する電子ビーム露光装置は、その磁気対物レンズを
除いては2本発明の発明者の支出が、電子露光システム
とその操作方法と題して。(a) Description of the electron beam exposure apparatus according to the present invention The electron beam exposure apparatus according to the present invention, except for its magnetic objective lens, consists of the following: 2. The inventor of the present invention has made an expenditure of 2000 yen on the electronic exposure system and method of operating the same. .
19B2.12.07 に公告された。米国特許No
、4.362、942 に開示した電子ビーム露光装
置と同一である。本発明においては磁気対物レンズが改
良されている。同装置は、ステップ、アンド、レピート
方式にもステージ連続移動方式にも使用できるが8本発
明では後者に限ることとする。Published on 19B2.12.07. US patent no.
, 4.362, 942. In the present invention, the magnetic objective lens is improved. Although this apparatus can be used in a step, and, repeat method or in a continuous stage movement method, the present invention is limited to the latter method.
第1図は本発明に基づく一実施例の電子ビーム露光装置
を示す。電子銃Gから放射された電子は三つの収束レン
ズ4と磁気対物レンズ9とにより収束されて電子ビーム
Bに形成される。該電子ビームBは磁気対物レンズ9を
通過してX−Y方向可動のステージ11に搭載された半
導体ウェファIOの所望の位置に投射される。ステージ
11゜従ってウェファ10はX方向に連続して移動して
いる。勿論、X、Y、X方向は互いに直交しているもの
とする。FIG. 1 shows an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. Electrons emitted from the electron gun G are converged by three converging lenses 4 and a magnetic objective lens 9 to form an electron beam B. The electron beam B passes through a magnetic objective lens 9 and is projected onto a desired position of a semiconductor wafer IO mounted on a stage 11 movable in the X-Y directions. The stage 11° and therefore the wafer 10 are continuously moving in the X direction. Of course, it is assumed that the X, Y, and X directions are orthogonal to each other.
中央電子計算1cPU12のパターン信号の制御下で、
電子ビームBはビームブランキング手段(図示せず)に
よりON、OFFされ、矩形アパーチュア1により切ら
れ、偏向板2により偏向され、更に別の矩形アパーチュ
ア3により切られて矩形電子ビームに整形される。Under the control of the pattern signal of central electronic computing 1cPU12,
The electron beam B is turned on and off by a beam blanking means (not shown), cut by a rectangular aperture 1, deflected by a deflection plate 2, and further cut by another rectangular aperture 3 to be shaped into a rectangular electron beam. .
パターン信号に対応して上述したように整形された矩形
電子ビームBは二組の偏向コイル対8a。The rectangular electron beam B shaped as described above in accordance with the pattern signal is passed through two deflection coil pairs 8a.
8bと補償コイル(軸シフトコイル)8cにより二重に
偏向された後、ウェファ10の表面上の。8b and a compensation coil (axis shift coil) 8c, on the surface of the wafer 10.
例えば、100ミクロン角の目標とする第1区分領域の
センタ点に垂直に投射される。その後、電子ビームBは
副偏向板5により偏向され数種の矩形パターンの組み合
わせよりなるパターンを作る。副偏向板5は静電的に制
御されている。番号6と7とはそれぞれスティグマトー
ルコイルと収束コイルとを示す。For example, it is projected perpendicularly to the center point of the first segmented area that is a target of 100 microns square. Thereafter, the electron beam B is deflected by the sub-deflection plate 5 to form a pattern consisting of a combination of several types of rectangular patterns. The sub deflection plate 5 is electrostatically controlled. Numbers 6 and 7 indicate a stigmator coil and a focusing coil, respectively.
第1区分領域のパターン形成完了後、電子ビームBは隣
接する第2区分領域のセンター点に移動投射され、引き
続いて中央電子計算機CPU12の制御下で該領域のパ
ターン形成が同様な方法で行われる。このようにして9
例えば20個のY方向に配列した各区分領域のパターン
形成が完了する。即ち、幅100ミクロン、長さ2mm
のリボン状の領域のパターン形成が完了する。従って、
Y方向が主走査方向であるといえる。以降は走査方向と
いえば、それは上述の主走査方向を指すものとする。After the pattern formation of the first divided area is completed, the electron beam B is moved and projected to the center point of the adjacent second divided area, and subsequently the pattern formation of this area is performed in the same manner under the control of the central computer CPU12. . In this way 9
For example, pattern formation for each of the 20 divided areas arranged in the Y direction is completed. i.e. width 100 microns, length 2mm
The pattern formation of the ribbon-shaped area is completed. Therefore,
It can be said that the Y direction is the main scanning direction. Hereinafter, when referring to the scanning direction, it refers to the above-mentioned main scanning direction.
その後、電子ビームBは第一区分領域のX方向に隣接し
た新しい区分領域に戻される。このようにして、ウェフ
ァ10上に1例えば1幅2mm のX方向に延伸した
縞状の領域が全部電子ビームBに投射される。ついで電
子ビーム投射は隣接した幅2mmの縞状領域に移動して
、上述の工程が反復して行われる。Thereafter, the electron beam B is returned to a new divided area adjacent to the first divided area in the X direction. In this way, the entire striped area on the wafer 10 having a width of 2 mm, for example, extending in the X direction is projected onto the electron beam B. The electron beam projection is then moved to an adjacent 2 mm wide striped area and the above steps are repeated.
上述の例においては、電子ビームBの走査は。In the above example, the scanning of electron beam B is:
Y方向には2 mmのスパンに限定され、X方向には別
の狭いスパンの100ミクロンの幅に1311定される
。上述の走査スパンはY方向に著しく長く。It is limited to a span of 2 mm in the Y direction and another narrow span of 100 microns in the X direction. The scan span mentioned above is significantly longer in the Y direction.
X方向に短いので、電子ビームBの走査空間はY方向に
延伸した細長い領域にあるということになる。電子ビー
ムBの投射方向に垂直な上述の走査空間の断面は、上述
の例では幅2 、mmと100ミクロンのY方向に延伸
した細長い矩形の形をしている。Since it is short in the X direction, the scanning space of the electron beam B is in a long and narrow region extending in the Y direction. The cross section of the scanning space perpendicular to the projection direction of the electron beam B has the shape of an elongated rectangle extending in the Y direction with a width of 2 mm and 100 microns in the example described above.
ステージ11は極めて頑丈かつ精密な機構をもち、モー
タ(図示せず)によりX−Y両方向に移動可能である。The stage 11 has an extremely sturdy and precise mechanism, and is movable in both the X and Y directions by a motor (not shown).
ステージ11上に搭載されたウェファ10はパターン信
号に応じて正確且つ安定に移動出来る。一方ステージ1
2は連続的にX方向に移動しているので、その上に搭載
されているウエフ′ア10の移動はパターン信号による
移動と連続した移動とが重畳したものとなる。前記ステ
ージ11上のウェファ10の実際の空間座標位置はレー
ザ干渉計17で検知され、絶えず、中央電子計算機CP
UI 2に帰還され、電子ビームBの投射位置をその瞬
間のパターン信号に対応するよう連続的に修正している
。他の構成要素2例えば。The wafer 10 mounted on the stage 11 can be moved accurately and stably according to the pattern signal. On the other hand, stage 1
Since the wafer 2 is continuously moving in the X direction, the movement of the wafer 10 mounted thereon is a combination of movement caused by the pattern signal and continuous movement. The actual spatial coordinate position of the wafer 10 on the stage 11 is detected by a laser interferometer 17, and is constantly detected by a central computer CP.
It is fed back to the UI 2, and the projection position of the electron beam B is continuously corrected to correspond to the pattern signal at that moment. Other components 2 e.g.
コイル6.7.メモリ13,16. レジスタ14゜
加算器15.コンバータ18.サブスクラブター19、
増幅器21.24は支出の米国特許のNo。Coil 6.7. Memory 13, 16. Register 14° Adder 15. Converter 18. Subscriber 19,
Amplifier 21.24 is the subject of US patent no.
4.362942に述べられているのでここでは省略す
る。4.362942, so it will be omitted here.
(b)移動するステージ内の渦電流の発生機構先に進む
前に、前述の移動中のステージに交差する磁束でステー
ジ内に発生する渦電流の発生機構とその有害効果につい
て詳しく述べよう。(b) Mechanism of generation of eddy currents in a moving stage Before proceeding further, let us discuss in detail the mechanism of generation of eddy currents generated in the stage by magnetic flux crossing the aforementioned moving stage and its deleterious effects.
第7図は従来の電子ビーム露光装置の磁気対物レンズの
構造を示す要部断面図である。磁気対物レンズはX方向
に延伸する軸Aの廻りに軸封゛称に構成されており、上
部ポールピース101 a、これに空間101cを隔て
て対向している下部ポールピース10 l b、ポール
ピース101a、101bを囲み磁束を発生するコイル
102.コイル102を包囲し磁束が磁気対物レンズの
外へ漏洩するのを防ぐシールド105.X−Y方向に移
動可能なステージI07.及びY方向に電子ビームBを
偏向するコイル104で構成されている。ステージ10
7はステージ107を駆動する複雑な機構を有するが簡
単のために単なるプレートで表現されている。FIG. 7 is a sectional view of a main part showing the structure of a magnetic objective lens of a conventional electron beam exposure apparatus. The magnetic objective lens is configured in an axial seal around an axis A extending in the X direction, and includes an upper pole piece 101 a, a lower pole piece 10 l b facing the upper pole piece with a space 101 c in between, and a pole piece. A coil 102 that surrounds 101a and 101b and generates magnetic flux. A shield 105 surrounding the coil 102 and preventing magnetic flux from leaking out of the magnetic objective lens. Stage I07. which is movable in the X-Y direction. and a coil 104 that deflects the electron beam B in the Y direction. stage 10
7 has a complicated mechanism for driving the stage 107, but it is represented by a simple plate for simplicity.
コイル102で発生された磁束はポールピース102a
、102bを通過して磁気対物レンズ内部に放射し、空
間102cの近傍に磁気レンズを形成する。磁気対物レ
ンズ外に漏洩する磁束は磁気シールド105で遮断され
、内部に放射された磁束はポールピース102a、10
2bの内壁に終端する。かくして磁束は原則的には磁気
対物レンズ内に閉じ込められるはずであるが1両ポール
ピース102a、102bには電子ビームBを通過させ
るための円形のボア103a、103bがある。その結
果、磁束はボア103bを経て下方に漏洩しステージ1
07と交差する。The magnetic flux generated by the coil 102 is transferred to the pole piece 102a.
, 102b and radiates into the magnetic objective lens, forming a magnetic lens near the space 102c. The magnetic flux leaking outside the magnetic objective lens is blocked by the magnetic shield 105, and the magnetic flux radiated inside is blocked by the pole pieces 102a, 10.
It terminates on the inner wall of 2b. Thus, in principle, the magnetic flux should be confined within the magnetic objective lens, but each of the pole pieces 102a, 102b has circular bores 103a, 103b through which the electron beam B passes. As a result, the magnetic flux leaks downward through the bore 103b and the stage 1
Intersects with 07.
ステージ107は1例えば、セラミックのような電気絶
縁体で形成されてはいるが、電荷が溜まるのを防止する
ためにその表面は金属の蒸着層で覆われている。その結
果、交差する磁束のためにステージ107が移動すると
渦電流が金属層に発生する。さらに、ステージ107の
下部に設けられた駆動機構は通例は金属製であるので、
該機構が動くとここにも渦電流が発生し、この渦電流が
電子ビームBの収束を妨げる有害な磁束を新たに発生さ
せる。Although the stage 107 is made of an electrical insulator such as ceramic, its surface is covered with a deposited metal layer to prevent charge from accumulating. As a result, eddy currents are generated in the metal layer when the stage 107 moves due to the crossing magnetic fluxes. Furthermore, since the drive mechanism provided at the bottom of the stage 107 is usually made of metal,
When the mechanism moves, eddy currents are also generated here, and these eddy currents newly generate harmful magnetic flux that prevents the electron beam B from converging.
第8図は第7図に示した従来の磁気対物レンズの部分破
断斜視図で、ステージ107.ポールピース101a、
101bのみが示されてウェファは図示されていない。FIG. 8 is a partially cutaway perspective view of the conventional magnetic objective lens shown in FIG. 7, showing the stage 107. Pole piece 101a,
Only 101b is shown and the wafer is not shown.
電子ビームBは走査しない時は中正点POに投射してお
り、走査動作に入るとPI、P2の両点の間を往復して
走査する。第8図に示すように漏洩磁束111 (点線
で示す)は円形ボア103bから漏れてステージ107
と交差する。前に述べた通り、ボア103bの形が円形
であるのは電子ビームB(実線で示す)を通過させX−
Y方向に走査させるとともに、磁気対物レンズを軸Aの
廻りに回転軸対称に設計してレンズの収差を除去しよう
とする意図から採用された形式である。ステージ107
が矢印107aで示すようにX方向に移動すると、ステ
ージ107に交差する磁束が増加する部分106aと、
減少する部分106bとが発生する。かかる部分的な磁
束密度の変化は互いに反対方向に回転する渦電流112
a、112bをそれぞれ部分106a。When not scanning, the electron beam B is projected onto the median point PO, and when the scanning operation begins, it scans by reciprocating between both points PI and P2. As shown in FIG. 8, leakage magnetic flux 111 (indicated by a dotted line) leaks from the circular bore 103b to the stage 107.
intersect with As mentioned earlier, the circular shape of the bore 103b allows the electron beam B (shown by the solid line) to pass through the X-
This format was adopted with the intention of scanning in the Y direction and designing the magnetic objective lens to be rotationally symmetrical about axis A to eliminate lens aberrations. stage 107
a portion 106a in which the magnetic flux crossing the stage 107 increases when the stage 107 moves in the X direction as shown by an arrow 107a;
A decreasing portion 106b occurs. Such partial changes in magnetic flux density result in eddy currents 112 rotating in opposite directions.
a and 112b respectively as part 106a.
106、bに発生させる。その結果1部分106aから
部分106bに達する新たな磁束110が電子ビームB
の経路と交差しながら発生する。106, b. As a result, a new magnetic flux 110 that reaches the part 106b from the first part 106a is transferred to the electron beam B.
It occurs while intersecting with the path of
この新たな磁束110の為に、電子ビームBはX方向に
偏向される。厳密にいえば、電子ビームBの偏向はX方
向のみではなく、微量ではあるがX方向にも偏向される
。磁束110によるこれらの電子ビームBの偏向は中央
電子ビーム露光装置CPUの制御外のもので、如何なる
場合でも電子ビームBの収束を乱しウェファ (図示せ
ず)上に描かれる回路パターンの歪みをもたらす。本発
明は上述のステージ107内に発生する渦電流を低減せ
んとするものである。Due to this new magnetic flux 110, the electron beam B is deflected in the X direction. Strictly speaking, the electron beam B is deflected not only in the X direction but also in the X direction, albeit by a small amount. These deflections of the electron beam B by the magnetic flux 110 are outside the control of the central electron beam exposure unit CPU and in any case may disturb the convergence of the electron beam B and distort the circuit pattern drawn on the wafer (not shown). bring. The present invention aims to reduce the eddy current generated within the stage 107 described above.
(C)本発明に基づく磁気対物レンズの説明第2図は本
発明に基づく磁気対物レンズの要部断面図であり、第3
図は第2図に示す磁気対物レンズの下部ポールピースの
平面図である。第2図に示す従来例と同じく第4図の磁
気対物レンズは軸Aを中心とした回転軸対称構造となっ
ている。(C) Description of the magnetic objective lens based on the present invention FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of the magnetic objective lens based on the present invention, and
The figure is a plan view of the lower pole piece of the magnetic objective lens shown in FIG. 2. Like the conventional example shown in FIG. 2, the magnetic objective lens shown in FIG. 4 has a rotationally symmetrical structure about axis A.
本発明に基づく磁気対物レンズは、上部ポールピース3
1a、下部ポールピース31b、コイル90、外部シー
ルド50から構成されている。更に、電子ビームBをX
方向に二重(二重)偏向するための偏向コイル対34a
、34b、磁気対物レンズのレンズ軸を平行移動させる
ための補償コイル34cがポールピース31aの内部に
設けられている。下部ポールピース31bはステージ1
1に搭載されたウェファ (図示せず)に対向してい為
。ステージ11は従来のものと同様に金属層で表面を被
覆されたセラミク製の仮であり、駆動機構(図示せず)
によりX−X方向に移動可能である。The magnetic objective lens according to the invention has an upper pole piece 3
1a, a lower pole piece 31b, a coil 90, and an outer shield 50. Furthermore, the electron beam B is
Deflection coil pair 34a for double (double) deflection in the direction
, 34b, and a compensation coil 34c for moving the lens axis of the magnetic objective lens in parallel is provided inside the pole piece 31a. The lower pole piece 31b is stage 1
Because it faces the wafer (not shown) mounted on 1. The stage 11 is a temporary structure made of ceramic whose surface is coated with a metal layer as in the conventional stage, and a drive mechanism (not shown) is used.
It is possible to move in the XX direction.
第2図に示す磁気対物レンズの大部分の構造は第7図に
示す従来の磁気対物レンズと同一であるが、第3図の平
面図でより明らかなように、下部ポールピースに開口さ
れたボアの形が従来例と全く異なる。即ち、第3図に示
す本発明に基づくボア33bは幅Wと長さLを有する細
長い矩形、あるいはスリット状、であるのに対し、第8
図に示す従来のポールピースのボア103bは円形であ
る。ボア33bの寸法2位置、及び配置方向は。Most of the structure of the magnetic objective lens shown in FIG. 2 is the same as the conventional magnetic objective lens shown in FIG. 7, but as more clearly seen in the plan view of FIG. The shape of the bore is completely different from the conventional example. That is, the bore 33b according to the present invention shown in FIG.
The bore 103b of the conventional pole piece shown in the figure is circular. The dimensions, position, and orientation of the bore 33b are as follows.
ボア33bが走査中の電子ビームBの通過を許すと同時
に、磁気対物レンズ内の磁束の大部分が出来る丈多く下
部ポールピース31bによって遮られステージ11に交
差しないように決められる。While the bore 33b allows the electron beam B to pass through during scanning, it is determined so that most of the magnetic flux within the magnetic objective lens is blocked by the tall lower pole piece 31b and does not cross the stage 11.
例えば、所定の走査スパンが’l mmで区分領域が1
00 ミクロン角の場合には、ボア33bの上述の寸法
は、 L=20〜40 mm、 L=4〜6 mm
である。スリット状のボア33bの寸法が走査空間のそ
れに比して大きいのは下部ポールピース31bの材料と
して強磁性で残留磁気ヒステリシスが小さいが機械加工
性におとるフェライトを使用しているからである。For example, if the predetermined scan span is 'l mm and the segmented area is 1
In the case of 00 micron square, the above-mentioned dimensions of the bore 33b are: L=20-40 mm, L=4-6 mm
It is. The reason why the size of the slit-shaped bore 33b is larger than that of the scanning space is because the lower pole piece 31b is made of ferrite, which is ferromagnetic and has a small residual magnetic hysteresis but is easy to machine.
第4図は第2図に示す磁気対物レンズの要部−部所面図
を含む斜視図で、電子ビームBと磁気対物レンズの要素
部分との位置関係を示すものである。上方より投射され
た電子ビームBはコイル対34a、34bにより二重偏
向され軸Aに平行にかつ軸Aよりずれて下部ポールピー
ス31bに投射する。磁気対物レンズはコイル90.ポ
ールピース31a、31bにより成形されるが、補償コ
イル34cにより電子ビームBの偏向と同時にこれに連
動して偏向された電子ビームBの経路と一致するように
シフトされる。以上の各コイルの制御は図示されていな
い中央電子計算機(CPU)で行われる。FIG. 4 is a perspective view including a plan view of the main parts of the magnetic objective lens shown in FIG. 2, and shows the positional relationship between the electron beam B and the element parts of the magnetic objective lens. The electron beam B projected from above is doubly deflected by the coil pair 34a and 34b, and is projected onto the lower pole piece 31b parallel to and offset from the axis A. The magnetic objective lens is a coil 90. Although it is shaped by the pole pieces 31a and 31b, it is shifted by the compensation coil 34c so as to coincide with the path of the deflected electron beam B at the same time as the electron beam B is deflected. The control of each coil described above is performed by a central computer (CPU) not shown.
その結果電子ビームBはスリット状のボア33bを通過
し、磁気対物レンズの収差を受けることなく、垂直にウ
ェファ(図示せず)に投射する。As a result, the electron beam B passes through the slit-shaped bore 33b and is projected vertically onto a wafer (not shown) without being affected by the aberration of the magnetic objective lens.
以上の点丈でみれば従来のVAL、またはVAIL系の
′磁気対物レンズと同様な効果があるものといえる。In terms of the above point lengths, it can be said that it has the same effect as the conventional VAL or VAIL type magnetic objective lens.
然し本発明に基づく電子ビーム露光装置においてはすで
に述べたようにステージ11はX方向に絶えず連続的に
移動しているのであるから、ステージ11に交差する磁
束に注目する必要がある。However, in the electron beam exposure apparatus according to the present invention, as described above, the stage 11 is constantly moving in the X direction, so it is necessary to pay attention to the magnetic flux that intersects the stage 11.
第5図(a)及び(b)はそれぞれスリット状のボア3
3bのX方向及びX方向の部分拡大断面図であって、磁
気対物レンズ内から放射された磁束40の分布状態を示
すものである。磁束40の大部分は下部ポールピース3
1bに遮断吸収されている。Figures 5(a) and 5(b) each show a slit-shaped bore 3.
3b are partially enlarged cross-sectional views in the X direction and the X direction, showing the distribution state of the magnetic flux 40 radiated from within the magnetic objective lens. Most of the magnetic flux 40 is at the lower pole piece 3
It is blocked and absorbed by 1b.
一方、ボア33bに投射した磁束40の中、極めて僅か
な磁束40aはスリット状ボア33bを通過してウェフ
ァ10上に投射し、磁束40の他のかなりの部分はの、
ポールピース31bの表面に垂直なボア33bの側壁に
吸収されるのが第5図(b)に表示されている。これは
本発明に基づいて形成されたスリット状ボア33bの特
異な機能である。On the other hand, among the magnetic flux 40 projected to the bore 33b, a very small amount of the magnetic flux 40a passes through the slit-shaped bore 33b and is projected onto the wafer 10, and the other considerable part of the magnetic flux 40 is
It is shown in FIG. 5(b) that it is absorbed into the side wall of the bore 33b perpendicular to the surface of the pole piece 31b. This is a unique function of the slit-like bore 33b formed according to the invention.
以上の記述においては第4のコイル、即ち、第2の補償
コイルがないが、第5図(a)の長平方向のボア33b
の側壁33d上に電子ビームBの偏向方向、即ち、Y方
向偏向をさせるための補償コイルを設けることが出来る
。In the above description, there is no fourth coil, that is, the second compensation coil, but the bore 33b in the longitudinal direction of FIG.
A compensation coil for deflecting the electron beam B in the direction of deflection, that is, in the Y direction, can be provided on the side wall 33d.
第6図は上述の構造を示す斜視図であって、下部ポール
ピース31bに設けられたスリット状ボア33bの長手
方向側壁33d上に補償コイル対35を配設した模様を
示している。補償コイル35は数ターンの銅線で形成さ
れていて、前述のように電子ビームBの偏向に同期して
駆動され、−層電子ビームBの収束を促進する。FIG. 6 is a perspective view showing the above-mentioned structure, and shows a pattern in which a pair of compensation coils 35 are arranged on a longitudinal side wall 33d of a slit-shaped bore 33b provided in a lower pole piece 31b. The compensation coil 35 is formed of several turns of copper wire, and is driven in synchronization with the deflection of the electron beam B, as described above, to promote convergence of the -layer electron beam B.
上述の各実施例においては、電子ビームBは磁気レンズ
系の光軸Xと一方向1例えば、Y軸方向を含む平面内で
偏向、即ち、走査動作をするものとしたが必ずしもこれ
に限らず、被走査領域がX−Y二方向に二次元的に展開
している場合でも。In each of the above-described embodiments, the electron beam B is deflected in a plane that includes the optical axis X of the magnetic lens system in one direction (for example, the Y-axis direction), that is, the scanning operation is not limited to this. , even when the scanned area is expanded two-dimensionally in the X and Y directions.
本発明が適用可能であることは、当該分野に関連する当
業者には明らかなことである。即ち、下部ポールピース
のボアの開口部の形を、該被走査領域を含み、かつボア
を加工技術の許す限り狭い形で形成し、ボアを通じて電
子ビームを投射すると同時に、磁気対物レンズ内から投
射する磁束を出来るだけ下部ポールピースで遮断して、
移動するステージ内に発生する渦電流を減殺し電子ビー
ムの収束を向上する。磁気対物レンズの構造が形成可能
である。It will be obvious to those skilled in the art that the present invention is applicable. That is, the shape of the opening of the bore of the lower pole piece is formed to include the area to be scanned and the bore is as narrow as the processing technology allows, and at the same time the electron beam is projected through the bore and the electron beam is projected from within the magnetic objective lens. Block the magnetic flux as much as possible with the lower pole piece,
Reduces eddy currents generated within the moving stage and improves electron beam convergence. A magnetic objective lens structure can be formed.
また、上述の各実施例においては、電子ビーム露光装置
の露光中にはステージは絶えず一方向に移動しているス
テージ連続移動方式について述べたが1本発明はまたス
テージが間欠的に移動する電子ビーム露光方式にも適用
可能であることは明らかである。即ち、ステージが移動
する限り、それが連続的であろうと間欠的であろうと、
磁束がステージに交差していれば渦電流がステージ内に
発生する。本発明に基づく下部ポールピースに設けたボ
アの形を採用すれば、この渦電流は効果的に減殺出来る
からである。Further, in each of the above-mentioned embodiments, a continuous stage movement method was described in which the stage constantly moves in one direction during exposure using an electron beam exposure apparatus. It is clear that the present invention can also be applied to a beam exposure method. That is, as long as the stage moves, whether it is continuous or intermittent,
If the magnetic flux crosses the stage, eddy currents will be generated within the stage. This is because this eddy current can be effectively reduced by adopting the shape of the bore provided in the lower pole piece according to the present invention.
以上の説明から明らかなように2本発明に基づく電子ビ
ーム露光装置の磁気レンズ系に使用される磁気対物レン
ズから1例えば、半導体ウェファのような被露光対象物
方向へ漏洩する磁束が最小限に抑制減殺されるので、該
対象物を搭載しているステージ内に該ステージの移動に
伴い発生する渦電流が著しく減少する。その結果、該渦
電流で発生される有害な中央電子計算機の制御外の磁束
が減少し、磁気レンズ系で収束されている電子ビームの
収束度を低下させるという従来の問題が解消され、該電
子ビーム露光装置により極めて正確且つ高解像度の回路
パターンをウェファ等の半導体対象物上に容易に描くこ
とが出来る。As is clear from the above description, 2) the magnetic flux leaking from the magnetic objective lens used in the magnetic lens system of the electron beam exposure apparatus according to the present invention toward the exposed object, such as a semiconductor wafer, is minimized; Since the eddy current is suppressed and reduced, the eddy current generated in the stage on which the object is mounted due to the movement of the stage is significantly reduced. As a result, the harmful magnetic flux outside the control of the central electronic computer generated by the eddy current is reduced, and the conventional problem of reducing the degree of convergence of the electron beam focused by the magnetic lens system is solved, and the Beam exposure equipment can easily create highly accurate and high resolution circuit patterns on semiconductor objects such as wafers.
第1図は本発明に基づく一実施例の電子ビーム露光装置
。
第2図は本発明に基づく磁気対物レンズの要部断面図。
第3図は第2図に示す磁気対物レンズの下部ポールピー
スの平面図。
第4図は第2図に示す磁気対物レンズの要部−部断面図
を含む斜視図。
第5図(a)及び(b)はそれぞれスリット状のボア3
3bのX方向及びY方向の部分拡°大断面図。
第6図はボア133bの側壁に設けられた補償コイルの
構造を示す斜視図。
第7図は従来の電子ビーム露光装置の磁気対物レンズの
構造を示す要部断面図。
第8図は第7図に示した従来の磁気対物レンズの部分破
断斜視図である。
図において、
8a、8b、34a。
8c、34c、35
10・・・・・・・
11.107・・・
31a、1ota・
31b、101b・
33b、103b・
40.40a・・・
50.105・・・
90.102・・・
A ・・・・・・・
B ・・・・・・・
をそれぞれ示す。
b・・・偏向コイル。
・・・・補償コイル。
・半導体ウェファ。
・ステージ。
・上部ポールピース。
・下部ポールピース。
・ボア。
・磁束。
・外部シールド。
・レンズコイル。
・磁気レンズ系光軸。
・電子ビームFIG. 1 shows an electron beam exposure apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view of a main part of a magnetic objective lens according to the present invention. 3 is a plan view of the lower pole piece of the magnetic objective lens shown in FIG. 2; FIG. FIG. 4 is a perspective view including a sectional view of a main part of the magnetic objective lens shown in FIG. 2; Figures 5(a) and 5(b) each show a slit-shaped bore 3.
3b is a partially enlarged cross-sectional view in the X direction and the Y direction. FIG. 6 is a perspective view showing the structure of a compensation coil provided on the side wall of the bore 133b. FIG. 7 is a sectional view of a main part showing the structure of a magnetic objective lens of a conventional electron beam exposure apparatus. FIG. 8 is a partially cutaway perspective view of the conventional magnetic objective lens shown in FIG. 7. In the figure, 8a, 8b, 34a. 8c, 34c, 35 10... 11.107... 31a, 1ota, 31b, 101b, 33b, 103b, 40.40a... 50.105... 90.102... A・・・・・・・・・B ・・・・・・・・・ is shown respectively. b... Deflection coil. ...Compensation coil.・Semiconductor wafer. ·stage. - Upper pole piece.・Lower pole piece.・Boa.・Magnetic flux.・External shield.・Lens coil.・Magnetic lens system optical axis.・Electron beam
Claims (6)
動方向に連続的に移動可能なステージと、電子放射手段
と磁気対物レンズを内蔵し該電子を収束して電子ビーム
に成形する電子収束手段と該電子ビームを偏向させる電
子ビーム偏向手段を有する磁気レンズシステムとを含ん
で構成され、少なくとも一方向に延伸する走査空間内に
おいて該電子ビームを走査して前記所定の移動方向に連
続して移動している前記対象物に該電子ビームを投射す
る電子ビーム露光装置であつて、 前記磁気対物レンズは、磁束を発生するコイルと、磁性
材で作られた上部ポールピースと磁性材で作られ前記対
象物に対向して配設され前記磁束を誘導する下部ポール
ピースとより成り、前記下部ポールピースの電子ビーム
の前記走査空間に対応した部位に前記電子ビームの通過
を許し前記磁気対物レンズより漏洩する磁束の通過を禁
するように設けられたボアを有することを特徴とする電
子ビーム露光装置。(1) Electron convergence that includes a stage on which the object to be processed is mounted and can move continuously in at least one predetermined movement direction, an electron emitting means and a magnetic objective lens, and converges the electrons and forms them into an electron beam. and a magnetic lens system having an electron beam deflection means for deflecting the electron beam, scanning the electron beam in a scanning space extending in at least one direction so as to continuously move the electron beam in the predetermined movement direction. The electron beam exposure apparatus projects the electron beam onto the moving object, and the magnetic objective lens includes a coil that generates a magnetic flux, an upper pole piece made of a magnetic material, and an upper pole piece made of a magnetic material. a lower pole piece disposed opposite to the object to guide the magnetic flux; the lower pole piece allows the electron beam to pass through a portion of the lower pole piece corresponding to the scanning space of the electron beam; An electron beam exposure apparatus characterized by having a bore provided to prohibit passage of leaking magnetic flux.
移動方向が直交していることを特徴とする前記特許請求
範囲第1項の電子ビーム露光装置。(2) The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the scanning direction of the electron beam and the moving direction of the stage are orthogonal to each other.
状が前記電子ビームの走査方向に延伸しているスリット
状であることを特徴とする前記特許請求範囲第1項の電
子ビーム露光装置。(3) The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the bore provided in the lower pole piece has a slit shape extending in the scanning direction of the electron beam.
状が前記電子ビームの走査方向に延伸している矩形状で
あることを特徴とする前記特許請求範囲第1項の電子ビ
ーム露光装置。(4) The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the bore provided in the lower pole piece has a rectangular shape extending in the scanning direction of the electron beam.
する前記特許請求範囲第1項の電子ビーム露光装置。(5) The electron beam exposure apparatus according to claim 1, wherein the object is a semiconductor wafer.
内に電子ビームを走査し、移動中のステージに搭載され
た対象物に該電子ビームを照射する電子ビーム露光装置
であって、前記対象物に対向して設けられた下部ポール
ピースを含んで構成され該下部ポールピース内に前記の
限定された電子ビームの走査空間に対応し前記電子ビー
ムを通過させるように限定して開口されたボアを有する
ことを特徴とする電子露光装置。(6) An electron beam exposure device that scans an electron beam within a limited scanning space extending in at least one direction and irradiates the electron beam onto a target mounted on a moving stage, the target being A lower pole piece is provided opposite to the lower pole piece, and a bore is formed in the lower pole piece to correspond to the limited scanning space of the electron beam and to allow the electron beam to pass therethrough. An electronic exposure apparatus comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1036988A JP2712487B2 (en) | 1988-02-16 | 1989-02-15 | Electron beam exposure apparatus and electron beam exposure method |
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JP63-33088 | 1988-02-16 | ||
JP1036988A JP2712487B2 (en) | 1988-02-16 | 1989-02-15 | Electron beam exposure apparatus and electron beam exposure method |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH021111A true JPH021111A (en) | 1990-01-05 |
JP2712487B2 JP2712487B2 (en) | 1998-02-10 |
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ID=26371727
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1036988A Expired - Lifetime JP2712487B2 (en) | 1988-02-16 | 1989-02-15 | Electron beam exposure apparatus and electron beam exposure method |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2712487B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5528048A (en) * | 1994-03-15 | 1996-06-18 | Fujitsu Limited | Charged particle beam exposure system and method |
WO2018173829A1 (en) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | 株式会社ニコン | Exposure device, exposure method, and device manufacturing method |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54137978A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Hitachi Ltd | Electron-beam irradiation unit |
-
1989
- 1989-02-15 JP JP1036988A patent/JP2712487B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54137978A (en) * | 1978-04-19 | 1979-10-26 | Hitachi Ltd | Electron-beam irradiation unit |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5528048A (en) * | 1994-03-15 | 1996-06-18 | Fujitsu Limited | Charged particle beam exposure system and method |
US5614725A (en) * | 1994-03-15 | 1997-03-25 | Fujitsu Limited | Charged particle beam exposure system and method |
US5920077A (en) * | 1994-03-15 | 1999-07-06 | Fujitsu Limited | Charged particle beam exposure system |
US5977548A (en) * | 1994-03-15 | 1999-11-02 | Fujitsu Limited | Charged particle beam exposure system and method |
US6118129A (en) * | 1994-03-15 | 2000-09-12 | Fujitsu Limited | Method and system for exposing an exposure pattern on an object by a charged particle beam which is shaped into a plurality of beam elements |
US6486479B1 (en) | 1994-03-15 | 2002-11-26 | Fujitsu Limited | Charged particle beam exposure system and method |
US6646275B2 (en) | 1994-03-15 | 2003-11-11 | Fujitsu Limited | Charged particle beam exposure system and method |
WO2018173829A1 (en) * | 2017-03-22 | 2018-09-27 | 株式会社ニコン | Exposure device, exposure method, and device manufacturing method |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2712487B2 (en) | 1998-02-10 |
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