(57)【要約】【課題】特にレンズが占有するスペースを縮減することによって、静電レンズ系の磁気シールドを容易にする。【解決手段】荷電粒子ビーム露光装置において、静電レンズ（ＭＬ）は、粒子ビーム光路を回転対称（ＥＦＲ，ＥＭ，ＥＦＮ）で取り囲むいくつかの（少なくとも３つの）電極を備えており；該電極は、前記粒子ビーム光路の中心をあらわす共通の光軸上に同軸的に配置され且つ給電系を通して異なる静電電位が供給される。前記電極（ＥＭ）の少なくとも一つのサブセット（部分集合）は、前記光軸に沿って連続的に整列して配置された実質的に同等の形状の一連の電極として具現される電極列を形成しており、前記電極列の前記電極（ＥＭ）の外側部分は、次および前の電極に向かって、それぞれ対峙している対応する対向面（ｆ１，ｆ２）の外側部分（ＯＲ）を有している。望ましくは、前記電極の長さは、前記面（ｆ１，ｆ２）の内側半径（ｒｉ１）の少なくとも４．１倍（３倍）である。【選択図】図３
2005108842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粒子ビーム光路を回転対称（ＥＦＲ，ＥＭ，ＥＦＮ）で取り囲む少なくとも３つの電極を備えており、該電極は、前記粒子ビーム光路の中心をあらわす共通の光軸上に同軸的に配置され、且つ前記電極にそれぞれ異なる静電電位を供給するための給電系が設けられている、荷電粒子ビーム露光装置における静電レンズ（ＭＬ）において、
前記電極（ＥＭ）の少なくとも一つのサブセット（部分集合）は、前記光軸に沿って連続的に整列して配置された実質的に同等の形状の一連の電極として具現される電極列を形成しており、前記電極列の前記電極（ＥＭ）の外側部分（ＯＲ）は、次および前の電極に向かって、それぞれ対峙している対応する対向面（ｆ１，ｆ２）を有することを特徴とする静電レンズ。
【請求項２】
前記電極の長さは、前記面（ｆ１，ｆ２）の内側半径（ｒｉ１）の少なくとも４．１倍である請求項１に記載の静電レンズ。
【請求項３】
前記電極の長さは、前記面（ｆ１，ｆ２）の内側半径（ｒｉ１）の少なくとも３倍である請求項１に記載の静電レンズ。
【請求項４】
前記電極列の前記電極（ＥＭ）は、環境条件において１００よりも大きい透磁率を有する軟磁性材料から、少なくとも部分的に、作られている請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の静電レンズ。
【請求項５】
前記透磁率は、３００よりも大きい請求項４に記載の静電レンズ。
【請求項６】
前記電極列を取り囲み且つ前記光軸の方向に沿って少なくとも前記電極列の長さを超えて延びる軟磁性材料から作られる磁気シールド・チューブ（ＭＳ）をさらに備える請求項１から請求項５のうちのいずれか一項に記載の静電レンズ。
【請求項７】
前記電極列の各電極（ＥＭ）は、それぞれ、次および前の電極に向かって対峙する対応する対向面（ｆ１，ｆ２）を有する円筒形状を持つ外側部材リング（ＯＲ）として形成される外側部分を備え、且つ前記光軸に向けられた円環状縁部（ｃｄ）を有する内側部材リング（ＩＲ）をさらに備える請求項１から請求項６のうちのいずれか一項に記載の静電レンズ。
【請求項８】
前記内側部材リング（ＩＲ）は、前記円環状縁部（ｃｄ）から外方に延び且つそこから荷電粒子が前記電極列に入る方向に向かって対峙する凹面（ｃｖ）が設けられている請求項７に記載の静電レンズ。
【請求項９】
全ての電極の外側半径は、当該レンズ内の前記粒子ビーム光路の最大半径の５倍よりも大きくない請求項１から請求項８のうちのいずれか一項に記載の静電レンズ。
【請求項１０】
隣接する電極の相対峙する面の間にギャップが存在し、該ギャップの幅は、当該荷電粒子ビーム露光装置における残留ガスの電気的特性を考慮してそれぞれの電極の間の最大許容電圧に従って選定される請求項１から請求項９のうちのいずれか一項に記載の静電レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粒子ビーム露光装置、特に粒子ビーム・リソグラフィー装置、における静電レンズにおける改良に関し、前記静電レンズは、粒子ビーム光路を回転対称で取り囲むいくつかの（少なくとも３つの）リング形状の電極を備えており、該電極は、前記粒子ビーム光路の中心をあらわす共通の光軸上に同軸的に配置され、且つそれぞれの前記電極に異なる静電電位を供給するための給電系が設けられている。
【背景技術】
【０００２】
この種の静電レンズは、半導体製造プロセスに主として採用されるリソグラフィーの目的のために使用される粒子ビーム装置に特に関連して、よく知られている。粒子ビーム装置は、半導体ウェーハー基板またはレジスト・コーティングされたウェーハーのような、対象物を構造化するために、エネルギー粒子〜例えば、電子〜のビームを使用する。この構造化タスクを実行できるようにするために、粒子ビームが形成され且つ静電レンズおよび／または電磁レンズによって対象物の選択された領域に向けられる。それらの性質のせいで、静電レンズの能力は、当該装置の周囲において発生され且つ当該装置に侵入し得る電磁場によって深刻に影響され、該装置においては、所望される光路からの荷電粒子の偏向を引き起こし、結果として対象物状に形成される構造の品質を悪化させる光学的収差を生じる。
【０００３】
それゆえ、周囲の電磁場から粒子ビーム装置をシールドすることは、主要な要請である。特に〜地磁場を含む〜磁場のシールドは、リソグラフィー装置のレイアウトにおける重要な論点である。磁気シールドのために、問題の装置は、軟磁性材料のシールドによって取り囲まれ、該シールドは、磁力線をシールドされるボリュームの周りに導く。容積の大きいシールドの取り扱いは困難であり且つ軟磁性材料は高価であるので、荷電粒子のシールドは、それらの装置の構成要素〜特に静電レンズ〜の大きなサイズのせいで問題がある。
【０００４】
実質的に同等のいくつかの電極を有する電極配置は、非特許文献１（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｎｏｒｔｈｓｔａｒ−ｒｅｓｅａｒｃｈ．ｃｏｍ／ａｐｐｎｏｔｅｓ．  ｈｔｍｌ．において入手可能な、Ｒ．Ｊ．Ａｄｌｅｒ他の論文「入れ子状に多重化された高電圧発生器の開発における進歩（Ａｄｖａｎｃｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎｅｓｔｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）」）において開示されている。これらのマルチ電極配置は、高エネルギー電子または高エネルギーイオンを得るための加速電磁場を形成しているが、粒子ビームを集束させるための静電レンズは形成していない。それらは、また、磁気シールドの可能性をも含んでおらず〜実際に、非特許文献１（Ｒ．Ｊ．Ａｄｌｅｒ他）は、それらの装置内への磁束の浸透を明白に許してさえいる。
【特許文献１】米国特許ＵＳ４，９８５，６３４号公報
【特許文献２】米国特許公開ＵＳ２００３−０１５５５３４−Ａ１号公報
【非特許文献１】Ｒ．Ｊ．Ａｄｌｅｒ他の論文「入れ子状に多重化された高電圧発生器の開発における進歩（Ａｄｖａｎｃｅ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎｅｓｔｅｄ  Ｈｉｇｈ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）」、ｈｔｔｐ；／／ｗｗｗ．ｎｏｒｔｈｓｔａｒ−ｒｅｓｅａｒｃｈ．ｃｏｍ／ａｐｐｎｏｔｅｓ．  ｈｔｍｌ．において入手可能
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明のねらいは、特にレンズが占有するスペースを縮減することによって、静電レンズ系の磁気シールドを容易にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記ねらいは、電極の少なくとも一つのサブセット（部分集合）が、光軸に沿って連続的に整列して配置された実質的に同等の形状の一連の電極として具現される電極列を形成し、該電極列の前記電極の外側部分が、次および前の電極に向かって、それぞれ対峙している対応する対向面を有する静電レンズによって達成される。望ましくは、前記電極の長さは、前記面の内側半径の少なくとも４．１倍、または少なくとも３倍である。
【発明の効果】
【０００７】
これまでは、粒子ビーム露光装置に関する限りでは小数の電極のみが含まれていた静電レンズを置き換えるためのマルチ電極列の使用は、電極のために必要とされるスペースにおけるかなりの縮減を提供する。さらにまた、互いに対向する対応する面を有する外側部分の提供は、電極の横方向寸法が粒子ビーム装置の他の構成要素の寸法に従って選定され得るので、該装置の磁気シールドを増強することを可能とする。
【０００８】
望ましくは、全ての電極の外側半径は、該レンズ内における前記粒子ビーム光路の最も大きな半径の５倍よりも大きくないようにする。
【０００９】
粒子ビーム装置の磁気シールドをさらに増強するために、電極列の電極は、少なくとも部分的に、環境条件において１００よりも大きい透磁率を有する軟磁性材料から作られ得る；望ましい変形においては、透磁率は３００よりも大きい（ＳＩ単位系の相対透磁率）。
【００１０】
磁気シールドは、電極列を取り囲み且つ少なくとも電極列を超えて光軸の方向に沿って延びる軟磁性材料から作られる付加的な磁気シールド・チューブによって提供されることが望ましい。
【００１１】
電極の適切な形状は、内側部分がレンズの内側の電磁場を形成すべく設計されると同時に、主として外部電磁場からシールドするための電極の一つの外側部分を提供することによって具現される。このコンセプトによれば、電極列の各電極は、それぞれ、次および前の電極に向かって対峙する対応する対向面を有する円筒形状を持つ外側部材リングを備え、且つ光軸に向けられた円環状縁部を有する内側部材リングをさらに備える。二次電子の影響を回避するために都合の良い変形においては、前記内側部材リングは、前記円環状縁部から外方に延び且つそこから荷電粒子が前記電極列に入る方向に向かって対峙する凹面が設けられていても良い。
【００１２】
隣接する電極の相対峙する面の間にギャップが存在すると同時に、それら電極は異なる電圧が印加されるから、良好な磁気シールドを得るために、該ギャップの幅は、当該荷電粒子ビーム露光装置における残留ガスの電気的特性を考慮してそれぞれの電極の間の最大許容電圧に従って選定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下において、本発明は、図面に図解された本発明の望ましい実施の形態についてより詳細に説明される。
【００１４】
本発明の望ましい実施の形態を採用している荷電粒子ビーム・リソグラフィー装置１００のあらましが図１に示されている。以下においては、本発明を開示するために必要とされるような詳細のみが与えられる。リソグラフィー装置１００の主要な構成要素は、〜図１において垂直に下方へ向かって進む電子ビームの方向に対応して〜照明系１０、パターン定義系２０、投影系３０、および基板４１を備える対象場所４０である。装置１００の全体は、当該装置の光軸ｃｘに沿った前記ビームの妨害されない伝播を確実にするために高真空に保持された真空ハウジング１０５に収容されている。粒子光学系１０，３０は、静電レンズおよび／または電磁レンズを用いて具現される。図１に示される装置１００は、電子のために設計されているが、本発明は、また、水素イオンまたはそれより重いイオンのような他の荷電粒子についても実施され得る；そのような装置は、例えば本出願人の特許文献１（米国特許ＵＳ４，９８５，６３４号）に開示されている。
【００１５】
図示された装置において、照明系１０は、電子銃１１、抽出系１２およびコンデンサー・レンズ系１３を具備している。抽出系１２は、例えば数ｋｅＶ、例えば１０ｋｅＶ、の定義されたエネルギーへ粒子（すなわち、ここでは、電子）を加速する。コンデンサー・レンズ系１３を用いて、発生源１１から放出される電子は、リソグラフィー・ビームとして供される広く、実質的にテレセントリックな粒子ビームに形成される。リソグラフィー・ビームは、それからリソグラフィー・ビームの光路内の特定の位置におけるパターン定義系２０内に保持されるパターン定義装置２１を照射し、該ビームは、それゆえ、装置２１内に存在する複数の開口部を照射する。パターン定義装置についての詳細は、本出願人の特許文献２（米国特許公開ＵＳ２００３−０１５５５３４−Ａ１号）に見出され得る。前記開口部の各々は、入射ビームに対して透過性である「スイッチ・オン」または「開いている」状態と、「スイッチ・オフ」または「閉じられた」状態、すなわち前記ビームに対して非透過性（不透明）である、との間で制御され得る。スイッチ・オンされる開口部のパターンは、これらの開口部だけが前記パターン定義装置の前記ビームを透過させる部位となり、それゆえ（図１におけるパターン定義装置の下方において）該開口部から射出されるパターン化されたビームに形成されるように、基板上の露光されるべきパターンに従って選定される。
【００１６】
前記パターン化されたビームによって表現されるようなパターンは、それから電磁光学的投影系３０を用いて、スイッチ・オン開口部２１の画像を形成する基板４１上に投影される。図１の装置において、投影系３０は、三つの磁気レンズ３２が続く界浸レンズ３１からなる二段の画像形成ステージを備えている。基板４１は、例えば、フォト・レジスト層で覆われたシリコン・ウェーハーである。該ウェーハー４１は、対象場所４０のウェーハー・ステージ４２を用いて配置されるウェーハー・チャックに取り付けられる。
【００１７】
図２は、界浸レンズＥＬと該レンズを取り囲む磁気シールドＭＳＤとからなる当該技術の現状のシールドされた界浸レンズを縦断面図にて示している。図示された例においては、レンズＥＬは、個々の静電電位がそれぞれに印加され得て、それゆえ電極の間に電圧を作る二つの回転対称（「リング形状」）の電極Ｅ１，Ｅ２からなる。電極Ｅ１，Ｅ２の内側面の形状は、非常に低い光学的収差を有する静電レンズを具現する電子（または、一般的に、荷電粒子）の光路に沿って静電場の所望の形状を形成すべく、そのような方法で設計される。電極Ｅ２の出口側に形成される狭いチャンネルを通過させるように、レンズＥＬにより集束される粒子ビームの近似包絡面ｂｂも、図２に示される。前記粒子の方向は、矢印で示される。
【００１８】
もちろん、本発明が、粒子ビーム露光装置に使用されるどのような静電レンズにも採用され得るから、本発明に従ったレンズを用いる集束の他の構成が、同等に良好に可能である。本発明が有利に検証できる代替的な集束の一つの例は、コンデンサー・レンズ系１３の一部であるコンデンサー・レンズについての場合にそうであるように、初期状態から所望の値のより大きな最終幅に拡げるレンズである。
【００１９】
図２から理解され得るように、電極Ｅ１，Ｅ２は、かなりの横方向スペースを費やし、すなわち、ビーム包絡面ｂｂの最大半径ｗｂの約１０倍まで延びる。このことは、より小さな横方向スペースを費やす構成をシールドすることが、概して容易であり、そしてもちろんより安価であるから、周囲の磁場〜地磁場のような、リソグラフィー装置の近傍に配置される磁気装置からの漂遊磁場〜に対するシールドについて問題がある。さらにまた、光軸に沿って配置される（レンズを含む）種々の粒子光学構成要素が、同一の横方向寸法を有するならば、このことが有効な磁気シールド手段の提供を容易にするので、有利である。
【００２０】
本発明によれば、当該技術の現状の界浸レンズＥＬの代わりに、例えば図３における縦断面に呈示されるようなレイアウトを採用するマルチ電極レンズＭＬを用いる。前記マルチ電極レンズは、光軸に沿って配列される実質的に同等の形状の一連の電極ＥＭからなる電極列を備えている。前記レンズの前部開口（すなわち、電子が入射する個所）に配置される前部電極ＥＦＲおよび末端開口に配置される最終電極ＥＦＮは、荷電粒子がそれぞれレンズＭＬの入口および出口においてさらされるであろう初期および最終静電電位を定義するために設けられている。電極の各々は、個々の静電電位を印加するためにそれ自体の給電系（図示されていない）が設けられている。個々の電位は、供給される小数の電位、例えば最小および最大電位、から、個々の静電電位を補間する抵抗アレイを用いて発生されても良い。個々の供給源は、また、特に電極の数ＥＭが、（例えば図５におけるように）多すぎないときは、電力源（図示されていない）から直接的にも供給され得る。
【００２１】
単一の電極ＥＭの形状は、図３ａの縦断面詳細に図解されている。電極ＥＭは、光軸のまわりに回転対称であり、それゆえ電子ビームの光路を取り囲むリングを形成している。該電極は、二つの主要得品、すなわち外側部材リングＯＲと、該外側部材リングＯＲから内方へ、すなわち光軸に向かって、突出する内側部分ＩＲと、から構成されている。前記外側部材リングは、それぞれ、マルチ電極レンズ列における次のおよび前の電極に向かって対峙する前面ｆ１および後面ｆ２を有する円筒形状を有している。各電極の後面ｆ２とそれぞれの次の電極の前面ｆ１との間には、小さなギャップが残されている。このギャップは、電極間に電圧が存在するので、必要であり；前記ギャップの幅は、リソグラフィー装置における残留ガスの電気的特性を考慮して二つの隣接する電極の間における最大許容電圧に従って選定される。
【００２２】
電極ＥＭの内側部分ＩＲは、光軸へ向けられた円環状縁部ｃｄにおいて終端されて内方に向かってテーパーする内側部材リングを形成する。良好に定義されたレンズ電磁場を得るために、内側部分ＩＲの最も内側の部分は、薄くなければならず；しかしながら、電子の電界放出を回避するために鋭い縁部を持つべきではない。内側部分ＩＲの機械的な安定性を考慮して、光軸ｃｘからの距離に伴って厚みが増大しなければならず、そして半径方向に沿って計測される内側部分の幅ｗｐｉの少なくとも１／１０でなければならない。
【００２３】
内側部材リングＩＲは、肩部ｓ１が連続する電極の間のギャップを覆うような方法で形成されて、外側部材リングＯＲに連結される。望ましくは、レンズＭＬを取り囲む磁気シールドＭＳに加えて、電極ＥＭも、環境条件において少なくとも１００、望ましくは少なくとも３００、の高い透磁率を有する軟磁性材料〜すなわち急峻であるがしかし狭いヒステリシス・ループを有する磁性材料〜から作られる。
【００２４】
そのような、材料は、従来技術によってよく知られている。例えば、軟鉄またはいわゆるパーマロイが、電極ＥＭのバルク材料として使用されて良い。その場合において、外側肩部ｓ１の存在が、ギャップを横切る磁力線が肩部ｓ１にぶつかり、そして、それゆえ、内側スペースの周りに磁力線を導くであろう磁性材料に入るので、内側スペースへの磁力線の「漏れ込み」を防止するのを助ける。部材リングＯＲの内側において、連続する電極（図３ａには示されていない）の内側部材リングのためのスペースを残すために、外側肩部ｓ１に対応して、内側肩部ｓ２が存在する。
【００２５】
絶縁層における電荷の〜電極電位を変化させるであろう〜蓄積を回避するために、電極は、ＺｒＮまたはＴｉＮのような、良伝導材量の薄層でコーティングされることが望ましい。
【００２６】
横方向磁場に対する磁気シールドの効果Ｓは、それから遠く離れた距離におけるシールドの外側の磁場Ｂｏｕｔと、該シールドの内側における磁場Ｂｉｎとの間の比率；すなわちＳ＝Ｂｏｕｔ／Ｂｉｎ、として定義される、シールド係数Ｓの式によって通常記述される。内側半径ｒｉ、外側半径ｒａおよびシールド材料の透磁率μを有する単一の管状のシールドについて、シールド係数は、
Ｓ＝（１−ｒｉ２／ｒａ２）・μ／４  
である。
【００２７】
図４の断面図において図解されたような二重シールドについて、全体のシールド係数Ｓ（２）は、結果として、次式に従う
Ｓ（２）＝１＋Ｓ１＋Ｓ２＋Ｓ１・Ｓ２・Ｎ
但し、Ｓ１＝（１−ｒｉｌ２／ｒａｌ２）・μ１／４は、透磁率μ１を有する材料から作られる内側シールド・チューブＳＴｉのシールド係数であり、Ｓ２＝（１−ｒｉ２２／ｒａ２２）・μ２／４は、透磁率μ２を有する材料から作られる外側シールド・チューブＳＴａのシールド係数であり、そして幾何学的係数
Ｎ＝１−ｒａ１２／ｒｉ２２ 
は、二つのシールドＳＴｉ，ＳＴａの間の間隔を考慮している。
【００２８】
この式を、図２および図３の静電レンズＥＬ，ＭＬにそれぞれ適用すれば、シールドされるべき構成は、包絡面ｂｂを含む、静電レンズの内側の、光軸のまわりの容積である。既に説明された通り、レンズＥＬ，ＭＬは、二つまたはそれより多くのそれらの間に電圧が印加された電極Ｅ１，Ｅ２，ＥＦＲ，ＥＭ，ＥＦＮからなっている。以下においては、我々は、図２の在来の二電極レンズＥＬの、図３に示される本発明の実施の形態に従ったマルチ電極レンズＭＬとの比較を論ずる。
【００２９】
両方の場合について、電極Ｅ１，Ｅ２，ＥＦＲ，ＥＭ，ＥＦＮは、同一の強磁性材料から作られ、それによって磁気シールドの内側層を形成していると仮定される。電圧の理由のために、電極Ｅ１，Ｅ２，ＥＦＲ，ＥＭ，ＥＦＮの間にはギャップが存在しなければならず、そのことが磁気シールド層の効果を減弱する。そこでは、電圧が多数のより小さな量に分割されそして電極間のギャップがより小さくなり得るので、電極間に充分な間隔を空けてマルチ電極レンズＭＬを設けることは容易である。
【００３０】
両方の場合において、内側層は、μ１＝３００の実効透磁率を有すると仮定される。第二のシールド層ＭＳＤ，ＭＳについては、μ２＝１０００の透磁率が仮定される。幾何学的値および透磁率値は、本発明の原理に影響しない限り、本発明の他の実施において異なっていてもよい。シールド係数の式に入る半径の幾何学値は、図２および図３における線ＩＶ，ＩＶ′線によって示される断面においてそれぞれとられる。
【００３１】
この例について与えられる値によって、全体の磁気シールドＳ（２）は、従来技術のレンズＥＬについて約１００であるのに対して、マルチ電極レンズＭＬについてのそれは約６４０である。このことは、同一の構成の電場を提供する当該技術の現状のレンズと比較して半分よりも少ない材料で、６倍よりも高いシールド係数が得られることを意味する。
【００３２】
図３において、電極ＥＭによって形成される電極列の長さは、電極または、等価的にそれらの前面および後面ｆ１，ｆ２、の外側部分の内側半径ｒｉ１の約４．１倍である。この割合の適切な値は、３よりも大きな値である。
【００３３】
電極が強磁性材料から作られておらずそしてそれゆえ磁気シールドの一部ではない（単一シールド）の場合でさえも、依然として、外側シールドのより小さな幾何学形態によってマルチ電極レンズの場合には半分より少ない材料で、二倍も高いシールド係数Ｓが得られる。また、この場合、そのうえ、直径の縮減も、磁気シールドについて実質的な利点を与える。
【００３４】
静電線形粒子加速器における経験から、加速電極における二次電子の生成が、二次電子増倍器に利用されるのに匹敵する効果である、電子増倍に導き得ることが知られている。増倍管における電子の量の増大は、可能性のある電圧降伏になるまで、電圧の不安定性を誘起する電極を通る電流の増大に導く。
【００３５】
本発明の荷電粒子光学系において、二次電子は、絶縁体および絶縁層の充電およびそれによる光学性能の悪化、または画像形成される対象物（マスク、開口板またはそれと同様のもの）に向けて加速されるであろう二次陽イオンの生成のような、他の所望しない影響の原因ともなり得るであろう。
【００３６】
それゆえ、光学コラム内に放出される二次電子の数を最小化することが重要である。このことは、電極の「後ろ」側における電場、すなわちより高いエネルギーに向けられた電極面がこの電極面から、次の電極、すなわち放出面に対峙する「前の」面に直接的に放出される二次電子を加速するようにして、（放射状に対称な）電極を形作ることによってなされる。電極孔（それを通って荷電粒子が移動する）に近接するこの効果のために、各電極の後面が、基本的に、付加的に湾曲された円錐の断面線を有し、該円錐のベースが系の低エネルギー端に向かって横たわる、円錐形でなければならない。電極の、低エネルギー端に向けて配向される、「前の」面において生成される二次電子は、この面の後方に向けて加速され、そして光学コラムに入るまたは増倍される機会はないであろう。
【００３７】
そのような二次電子の影響を回避するために、図５に示される本発明の他の望ましい実施の形態においては、電極ＥＭ’の内側部分ＩＲ’が、湾曲された形状を有する。内側部分ＩＲ’は、円環状縁部ｃｄから外方に向かって延びる凹面ｃｖが設けられている。その凹面は、電極列に荷電粒子がそこから入る方向に向かって対峙するように配向されている。
【００３８】
図５ａにおいて、一つの電極が、該電極面から出発するある１ｅＶの電子の方向と共により詳細に示されている。図５ａからわかるように、後面断面線ｃｒの「円錐状の」振る舞いは、縁部ｃｄの輪郭が有限の寸法の円環ｃｄとして形成されるので、電極の最も内側の半径（電極の光軸に沿って見られるような電極の開口幅の半径）からある距離からだけ出発している。円環ｃｄの最小半径は、電極からのスパークを回避するように、真空内で許容される最大の電磁場強度によって決定される。
【００３９】
電子軌跡の例は、図５ａに図示されており、そのうちで、電子「ｂ」、「ｃ」および「ｄ」が隣接する電極の前面に向かって加速されるのに対して、「ａ」とラベル付けされた電子のみが、光学コラムの内側部分内に放出されるであろう。
【００４０】
図５ａに示される実施の形態において、「前の」面ｃｖおよび「後ろの」面ｃｒの内側部分の断面線も、また円環状である。円環の半径は、高電圧安定性基準に加えて材料安定性に従って選定される。円環とは異なる形状、例えば二次電子が光学コラム内に放出される領域がわずかにより大きいという犠牲を払って、対称軸のまわりで回転されたときの「標準の」円錐線分に対応する直線も選定され得る。図５および図５ａの実施の形態において、内側部分ＩＲ’は、後ろ側における外側部材リングＯＲ’を超えて延び、それによって、今度は、連続する電極の外側部材リングＯＲ’の間に形成されるギャップを通して「漏れ込む」ことから、静電気力線を乱すことを防止する肩部として供する内側部分ＩＲ’の後ろ側における湾曲面ｓ３となる。
【００４１】
図１に示される装置の投影系の界浸レンズと同様に、静電コンデンサー・レンズの磁気シールドは、本発明の原理によって改善され得る。当該技術の現状のコンデンサー・レンズは、三電極アインツェル・レンズであり、その半径は、また、ビーム包絡面の最大半径の約１０倍となるであろう（この最大半径はパターン定義装置２０に近接して達成されるであろう）。本発明を適用することは、界浸レンズについてと同量だけ、すなわち２倍だけ、この半径を縮減する。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明が適用されるリソグラフィー装置のレイアウトの、切開図による、概略全体図である。
【図２】当該技術の現状の静電レンズである。
【図３】本発明の第一の実施の形態に従ったマルチ電極レンズである。
【図３ａ】図３の電極の詳細である。
【図４】二つの同心シールド・チューブにおいて具現される磁気シールドの原理である。
【図５】第二の実施の形態のマルチ電極レンズである。
【図５ａ】図５の電極の詳細である。
【符号の説明】
【００４３】
１０  照明系
１１  電子銃
１２  抽出系
１３  コンデンサー・レンズ系
２０  パターン定義系
２１  パターン定義装置
３０  投影系
３１  界浸レンズ
３２  磁気レンズ
４０  対象場所
４１  基板
４２  ウェーハー・ステージ
１００  荷電粒子ビーム・リソグラフィー装置
１０５  真空ハウジング
Ｅ１，Ｅ２，ＥＦＲ，ＥＭ，ＥＭ’，ＥＦＮ  電極
ＭＬ  マルチ電極レンズ
ＯＲ，ＯＲ’  外側部材リング
ＩＲ，ＩＲ’  内側部材リング
ｓ１，ｓ２  肩部
ＭＳＤ，ＭＳ  シールド層
ＳＴｉ  内側シールド・チューブ
ＳＴａ  外側シールド・チューブ
【図１】
2005108842.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図３ａ】
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【図４】
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【図５】
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【図５ａ】
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