(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直線光軸の方向の中央面について対称をなし、長さｌ１の第１のヘキサポール（Ｓ１）を最初に配置し、つづいて第１の円形レンズ（Ｒ１）長さｌ２の第２のヘキサポール（Ｓ２）を配して成る補正器であって、この補正器に第２の円形レンズ（Ｒ２）を設け、前記第２の円形レンズ（Ｒ２）に続いて、前記第１のヘキサポール（Ｓ１）と同一強度であって、その長さが２倍（ｌ３＝２ｌ１）の第３のヘキサポール（Ｓ３）を配して、同一強度の前記第１及び第２円形レンズ（Ｒ１，Ｒ２）を焦点距離の２倍の間隔（２ｆ）を離間して配置し、前記第１及び第２の円形レンズ（Ｒ１，Ｒ２）の間の主焦点に前記第２のヘキサポール（Ｓ２）を配置し、前記第１のヘキサポール（Ｓ１）から前記第１の円形レンズ（Ｒ１）に至る距離を前記第１のヘキサポール（Ｓ１）の面が下流側に配置される前記第１の円形レンズ（Ｒ１）の前方主焦点に一致するようにし、前記第２のヘキサポール（Ｓ２）と前記第3のヘキサポール（Ｓ３）の中心を前記第１の及び第２の円形レンズ（Ｒ１，Ｒ２）の焦点面に一致するようにし、さらに第3及び第４の円形レンズ（Ｒ３，Ｒ４）と第4の及び第５のヘキサポール（Ｓ４，Ｓ５）を前記第３のヘキサポール（Ｓ３）の中心面（Ｚｍ）について対称になるように配置したことを特徴とする３次オフ・アクシス・コマ、３次歪曲および第１度の１次色収差の存在することのない球面収差、界磁曲率およびオフ・アクシス非点収差のような３次収差を除く電子光学補正器。
【請求項２】
前記第１及び第２のヘキサポール（Ｓ１，Ｓ２）の強度を全システムの界磁曲率と同様にオフ・アクシス非点収差を除くように選択し、全システムの隣接するレンズからの距離を３次球面収差を補正の度合いに影響を及ぼすことができるように選択することを特徴とする請求項１に記載の電子光学補正器。
【請求項３】
前記第２の及び第４のヘキサポール（Ｓ２，Ｓ４）を前記第１、第３、第５のヘキサポール（Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５）によって形成されるセクションに関して光軸を中心として方位的に回動するようにしたことを特徴とする請求項１と２とのいずれか１項に記載の電子光学補正器。
【請求項４】
前記第１〜第５ヘキサポール（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５）を１２個の電極または極片から成る１２−ポール要素によって生成することを特徴とする請求項３に記載の電子光学補正器。
【請求項５】
前記補正器のうち２個を２枚組み円形レンズによって直列に配列し、２枚の円形レンズの間隔をその焦点距離の２倍に一致させ、第１の補正器の最後のヘキサポールと前記２枚組み円形レンズの第１の円形レンズとの間隔と、前記２枚組み円形レンズの第２の円形レンズと第２補正器の第１のヘキサポールとの間隔を前記円形レンズの焦点距離に一致させることとを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電子光学補正器。
【請求項６】
撮像されるマスクを物体面に配置し、ウェハを映像面に配置し、投影レンズをビーム通路において物体面の下流側に配置し、対物レンズを映像面の上流面側に配置するようにした特にリソグラフィーに関する寸法縮小電子光学システムにおいて、補正器を前記投影レンズの下流側のビーム通路に挿入したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の電子光学補正器の使用法。
【請求項７】
前記撮像されるマスクを物体面に配置し、ウェハを映像面に配置した特にリソグラフィーに関する寸法縮小電子光学システムにおいて、前記ビーム通路の方向の物体面の下流側に投影レンズを配したことと、前記映像面の上流側に対物レンズを配し、伝達レンズを補正器と対物レンズとの間に配置することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電子光学補正器の使用法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は３次収差、すなわち球面収差、界磁曲率およびオフ・アクシス非点収差を除去する電子光学補正器に関する。この補正器は３次オフ・アクシス・コマ、３次歪曲および１度の１次色収差を除くものである。この補正器の構造は直線光軸の方向の中央面について対称をなしている。長さｌ１のヘキサポールＳ１が最初に配置してあり、これにつづいて円形レンズＲ１、長さｌ２のヘキサポールＳ２が配置してある。
【０００２】
この発明において電子光学システムとは、イオン撮像システムを包含するものであって、その効率はその映像収差によって制約を受ける。この映像収差は、それまでに実行した特別の補正に左右されるもので、特別の映像収差はその性能を制約するものであり、この映像収差を除去することは電子光学システムの改善に極めて重要な進歩をもたらすものといえる。映像収差は、これを軸方向映像収差に系統的に小分けして分類することができ、物体面に光軸の２つのセクションにおいて生ずる基本通路によって決定され、オフ・アクシス映像収差は物体面についての光軸の外側に生ずる基本通路に依存し、色収差は、撮像電子の異なる速度によって生ずるのである。電子顕微鏡に用いる等、電子光学システムを拡張するには、その効率を高めるために軸方向映像収差を除くことが大切である。電子ビームによって物体上に書き込みを行うリソグラフィに利用する等のサイズを小さくする電子光学システムについては、オフ・アクシス映像収差を除くことが肝要である。
【０００３】
その目的とするところは、撮像レンズ・システムとシステム全体の効率の低下を阻止する補正器とから成っていて、その補正器によってシステム全体の効率を低下させる映像収差を除くか、あるいはこれを殆んど皆無にし、一方においては、陰画像収差係数により、他方においては不利益となる映像収差係数が高まることのない補正機能を具備する装置を得ることにある。
【０００４】
オプチック（Ｏｐｔｉｋ）６９第１号（１９８４）２４−２９には円形レンズにおける電子映像収差の補正に２個のヘキサポールを用いることを開示している。これらの補正要素はまた１次球面収差を除くのにも用いられる（オプチック６０第３号（１９８２）２７１−２８１）。
【０００５】
この発明の目的は電子光学補正器を提供することであって、１次第１度の色収差だけでなく、球面収差、界磁曲率、オフ・アクシス非点収差、オフ・アクシス・コマおよび歪曲などのすべての３次映像収差を除き、さらにオフ・アクシス映像収差が生ずることのない電子光学補正器を提供することにある。
【０００６】
この発明の目的を達成する補正器は、中央面について対称をなすもので、その構造は次に示す通りである。
【０００７】
ビームが通過する方向について、焦点の長さｌ１のヘキサポールＳ１が最初に配設してあり、それに続いて、円形レンズＲ１、次に焦点の長さｌ２のヘキサポールＳ２、次で円形レンズＲ２、その次に第１のヘキサポールＳ１と同一の強度で長さｌ３＝２ｌ１のヘキサポールＳ３が、焦点の長さが同一の２ｆの２個の円形レンズＲ１，Ｒ２の主焦点に配してあり、第１のヘキサポールＳ１の内面が、その下流側にある円形レンズの前方主焦点に一致するようにしてあって、ヘキサポールＳ２とＳ３の中心が焦点面になっており、その後に補正器の要素が続いている。その要素はヘキサポールＳ３の中央面Ｚｍについて対称にしてある。
【０００８】
所望するテレスコープ・ガウス光路を生成するために、隣接する円形レンズ間の距離は、２ｆである。ここでｆは円形レンズの焦点の長さを示す。ヘキサポールＳ２，Ｓ４およびＳ３は円形レンズの主焦点の位置に配置してある。ヘキサポールＳ１とＳ５とは、それぞれの内面が円形レンズの焦点になるようにしてある。２次収差の発生を防ぐために、ヘキサポール・レンズＳ１，Ｓ３およびＳ５の強さは同じ大きさにしてある。さらにＳ２＝Ｓ４を調整されるが、その強さはＳ１，Ｓ３およびＳ５について完全に各自独立して選択することができる。
【０００９】
球面収差、界磁曲率およびオフ・アクシス非点収差（すべて３次収差）を除くために、ヘキサポールＳ１とＳ２の強さは各個自由に独自に選択することができる。適正に選択設定することによって、システム全体についての前述した誤差中の２つの誤差を消去することができる。リソグラフィのためには、界磁曲率と同様にオフ・アクシス非点収差をなくすことが重要である。補正器の３次球面収差は、あらゆる収差を削減することはできない。なお多くの場合、それをゼロにすることは不可能である。全体のシステムを適切な位置に配設し、隣接するレンズの間隔を正しく選定することによって、全システムの３次球面収差を広範囲に補正することができる。
【００１０】
以上に述べた映像収差の除去にかえて、この補正器自体は、３次歪曲、コマおよび１次第１度オフ・アクシス色収差がない。したがって補正器を該当する収差の無い電子光学システムに取付けたときに、その装置全体もこれらの収差を生じない。倍率を１に等しくしないために、オフ・アクシス・コマ及び歪曲のないシステムは少くとも４個のレンズから構成するという理論的な考慮を払う必要がある。
【００１１】
この発明の補正器の決定的な利点は、球面収差を適当に設定し、空間的に位置決めし、界磁曲率とオフ・アクシス色収差（すべて３次）を調節して、システム全体が収差のない状態とすることにあるもので、さらに補正器それ自体に収差がないため、システム全体の映像収差、つまり３次歪曲、オフ・アクシス・コマおよび１次第１度色収差が補正器によって増加することがないということにある。
【００１２】
極く普通の場合において、ヘキサポールは常に同じセクションにおいて相互に整列されている。磁気レンズを用いている場合には、磁界が非等方性（方位成分）に導き、映像を回転する。収差を除くために、ヘキサポールＳ２のセクション（Ｓ４は同じセクションにある）の回転はヘキサポールＳ１，Ｓ３およびＳ５について生じ、また共通のセクションに整列する。回転角は磁界によって決まる非等方性の成分の大きさにより決定される。
【００１３】
ヘキサポール磁界を作るためには、１２−ポールを使用する場合には、ヘキサポールの回動は静電装置により機械的配向を維持することができる。これにより電極をリポーリングして所望の角度セクションを回転する。これは複数個の１２−ポールを配設した後に、ポーリングを変更することによって所望の角度だけヘキサポールのフィールドを回動することができる。
【００１４】
以上に述べた補正器は３次まで映像収差を除くことができる。とくにこの発明の好ましい実施態様においては、これらの補正器を連続して次々と配列し、円形レンズ二重極で相互に光学的に接続してある。２個の円形レンズ２ｆの間隔と第１の補正器の最後のヘキサポールと第１の円形レンズとの間隔、および第２の円形レンズと隣接するヘキサポールとの間隔とは焦点距離ｆに等しくしてある。このように連合することによって、両補正器について反対称ビーム通路が得られ、２個の補正手段の４次収差を相互に補償することになる。残余の円形レンズは４次収差がないので、５次および高次収差が残存する。この光学の特性を２重非点収差と名付ける。
【００１５】
この発明による補正器は、リソグラフィーに用いるような小型化した電子光学システムに応用するのに適しており、電子光学システムによってマスクによって定められた寸法が小さくされていて、入射電極により映像面に配置された結晶（ウェハ）に刻印し記入する特定の構造物に用いるのに最も適している。この発明の基本的概念は極めて寸法が小さな電子装置および集積回路を製造するために、光−光学映像と比較して、はるかに小さな波長のために極めて繊細な構造体を再生することができるという利点のある電子光学システムを提供することにある。ここにおいて、補正器は物体の面の背後で、外側に配置した投影レンズのビーム通路の下流側に−できれば、トランスファー・レンズを挿入して−取付け、作動部（ウェハ）に映像面の対物レンズを介して書き込む。ここで対物レンズとは広義のものであって、複数個のレンズによって構成されるシステムから成る場合もある。この発明の補正器は極めて寸法を小さくした電子光学結像システムの効率を低下させる映像収差を除くことができるという利点を備えている。それにより撮像の質を頗る高めることが期待されるのである。
【００１６】
次に、この発明の補正器を略図によって説明する。図面において、ヘキサポールをＳ１で、その長さをｌ１で、円形レンズをＲ１で示す。補正器の構成は次の通りである。
【００１７】
入口側に、第１の長さｌ１のヘキサポールＳ１が配置してある。これに続いて２個の円形レンズＲ１とＲ２から成る円形レンズの１組が配設してある。２個の円形レンズＲ１とＲ２の焦点距離ｆは同一で、その間隔は焦点距離の２倍の２ｆと等しくしてあり、それによって２個の円形レンズでテレスコープ・ビーム通路を生成する。２個の円形レンズＲ１とＲ２との間の焦点面に、長さｌ２のヘキサポールＳ２が配置してある。したがって最初のヘキサポールＳ１は、その下流にある円形レンズの焦点の位置にあることになる。ビーム通路の方向で次のヘキサポールＳ３は、その強度がヘキサポールＳ１と同一のものであるが、それを２重にしたものであって、長さｌ３＝２ｌ１となっている。したがって、ヘキサポールＳ３の中心面は円形レンズの焦点面Ｚｍに一致する。
【００１８】
ビーム通路の方向の補正器の構成は、その中央面Ｚｍについて対称にしてある。それゆえ、前述のヘキサポールと円形レンズの配列と同一で、その詳細を繰返して述べることを省略する。
【００１９】
以上に述べたこの発明の補正器は２つの自由に選択することのできる助変数、すなわちヘキサポールＳ１の強度（またはヘキサポールＳ３とＳ５の強度）およびヘキサポールＳ２の強度（またはヘキサポールＳ４の強度）を備えている。これら２つの助変数で、次の３種の映像収差のうちの２つを自由に設定できる。すなわち３次界磁曲率、オフ・アクシス非点収差と球面収差とをこれら映像収差の発生を相殺するようにする。前述したように、３次収差（３次球面収差について述べた）は幾何助変数を適切に選択すること、とくに間隔を適当にすることによって補正され、３次映像収差に余分の補正を考慮する必要は全く不要である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  光軸についての断面で、ガウス基本通路の再生を示す。
【図１】
0004745582.tif 000002