JP2000331634A

JP2000331634A - ダイナミック・フォーカス・コイルを有する粒子ビーム・システム

Info

Publication number: JP2000331634A
Application number: JP2000109631A
Authority: JP
Inventors: Hans C Pfeiffer; ハンス・シィ・フェイファー; Joseph S Senesi; ジョセフ・エス・セネシ; Maris Andris Sturans; マリス・アンドリス・ストランズ
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1999-04-13
Filing date: 2000-04-11
Publication date: 2000-11-30
Anticipated expiration: 2020-04-11
Also published as: JP3480829B2; EP1045424A2; US6130432A; EP1045424A3; ATE404990T1; EP1045424B1; DE60039810D1

Abstract

(57)【要約】【課題】ダイナミック・フォーカス・コイルを有する
磁気レンズを提供すること。【解決手段】粒子ビーム通過用のレンズ口を有する磁
気レンズ６０が、レンズ磁場を整形する磁極片内におい
て、レンズ口の外側に配置されるダイナミック・フォー
カス・コイル２２を含む。ダイナミック・フォーカス・
コイルからの磁束線が、全てレンズの磁極片上で閉路
し、磁極片間のレンズ磁場の形状が、ダイナミック・フ
ォーカス・コイルを流れる電流により、その大きさを変
化される。しかしながら、磁場形状は変化せず、それに
よりビームをシステム軸１０１に対して横方向に移動す
ることなく、ビームの焦点面を変化させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子または他の粒子
ビーム・リソグラフィに関する。

【０００２】

【従来の技術】レチクルを書込むために、及びウエハを
直接書込むために使用される最新の電子ビーム・システ
ムは、ビームのフォーカス及び位置精度をターゲット基
板全体（一般に６インチ平方）に渡り、非常に高い精度
（４ＧＢＤＲＡＭレチクルでは１０ｎｍ以下）で長い
書込み時間（同レチクルでは約４時間）の間、維持する
ことが要求される。基板がフィールド間で機械的にビー
ム下に移動されるとき、ターゲットの高さが多大な量
（数ミクロン）変化し得、ビームのリフォーカスが要求
され得る。このフォーカス変更はビーム移動無しに高速
に達成されなければならず、位置精度を損ない得る。ビ
ームは一般に、主フォーカス・レンズにおいてセンタリ
ングされるが、それらのインダクタンスは高速調整に使
用されるには余りに高すぎる。通常、別々の小さな低イ
ンダクタンス・コイル（ダイナミック・フォーカス・コ
イルと呼ばれる）が、これらの小フォーカス補正を行う
ために使用されるが、ダイナミック・フォーカス・コイ
ルをビーム軸にセンタリングすることは非常に困難な仕
事である。従って、フォーカス・コイル調整をコイル位
置に対して鈍感にするために、フォーカス調整を行うフ
ォーカル・コイル磁場がビーム位置に影響してはならな
い。すなわち、いつでもビーム軸に対してセンタリング
され、無視し得るヒステリシスまたは渦電流効果を有さ
ねばならない。

【０００３】１９８６年のIBM Technical Disclosure B
ulletine（１９８６年１月、Vol．28、No．8）の論文
は、ダイナミック・フォーカス・コイルを磁気レンズの
磁極片内に配置する方法を提案しており、この方法は従
来採用されなかった。本発明はこの提案された解決策の
幾つかの欠点を矯正する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ダイ
ナミック・フォーカス・コイルを有する磁気レンズを提
供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、位置決め基準
に従い磁気レンズの磁極片内に配置され、レンズの励起
コイルから磁気的に分離されるダイナミック・フォーカ
ス・コイルを含む、フォーカス調整システムに関する。
これにより、レンズ口（lens bore）内の磁場の形状が
専ら磁極片の幾何形状により決定され、ビームのランデ
ィング位置がダイナミック・フォーカス・コイルの磁場
の追加により影響されない。なぜなら、ビームが常にレ
ンズ内でセンタリングされるからである。

【０００６】本発明の特徴は、単純な基準が満足されさ
えすれば、ダイナミック・フォーカル・コイルの位置が
厳密でないことである。ダイナミック・フォーカス・コ
イルは、磁極片内の多くの位置に配置され得る。

【０００７】本発明の任意的な特徴は、ダイナミック・
フォーカス・コイルを最終フォーカス・レンズの上流の
レンズ内に位置決めすることである。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１を参照すると、本発明を使用
するシステムの一部が示される。中央上部において、ビ
ーム１０５が上部ビーム・システム１０において生成及
び処理され、そこから下方に進む。ビーム制御要素とし
ての電圧及び電流ドライバが、制御システムと共にダイ
ナミック・フォーカス・コイル・ドライバを含み、図で
はボックス４００により表される。図示のように、シス
テムは"整形ビーム"・システムであり、そこではビーム
が投写システムの物体平面（object plane）１２内の中
間フォーカスに導かれる。ビームは上部ビーム・システ
ム１０内の２つの共役正方アパーチャにより形成され
て、細い直線からアパーチャの寸法を有する正方形に及
ぶ、所望の形状を形成する。電子銃、偏光手段などの様
々な要素が、上部ビーム・システムと呼ばれる簡単なボ
ックス１０により図式的に表される。集積回路の層のイ
メージが、イメージを構成する複数の形状を一緒に縫い
合わせる（stitch）ことにより、ウエハ上に形成され
る。従来、こうしたシステムは、パターンをレチクル上
に書込むためにも使用される。

【０００９】図１の下部部分の斜線は透磁性フレームで
あり、２レンズ・システム（ＶＡＩＬすなわち可変軸界
浸レンズとして知られる）を定義する。参照番号６０に
より表される上部部分は整形ビームを平行にし、参照番
号７０により表される下部部分は、平行ビームをウエハ
１１０上にフォーカスする。ビーム１０５は、図示のよ
うにｘ方向、及びｙ方向（図面に垂直な方向）に偏向さ
れてラスタを掃引する。必須ではないが、好適には、ｙ
方向の掃引はチップの幅全体に及ぶ。スルー・ロッド２
０２に作用するドライブ２００は、ｘ方向に沿うラスタ
長に等しいステップずつ、チップを移動する。軸１０１
からはずれてそれに平行なｘ方向の偏向は、偏向ヨーク
３２及び３４により実行される。ヨークはｘ−ｙ平面内
に生成される、従って磁極片からの磁場には関係しない
磁場を生成する。ｙ方向の偏向のための１対の偏向ヨー
クは、紙面の前方または後方に存在するが明瞭化のため
図１では省略されている。

【００１０】図１の下部において、レンズ７０はビーム
をフォーカスする。レンズ７０内において、可変軸ヨー
ク３６は、ビーム１０５の位置におけるレンズ磁場の半
径方向成分を相殺する水平磁場を生成する。磁場の軸は
ビームの軸を追従し、実質的に全ての偏向収差を除去す
る。

【００１１】図１の最下端部では、プレート７５がレン
ズ７０の磁気回路を完成し、ウエハ１１０が磁界内に浸
される。それが用語"界浸レンズ"と呼ばれる由縁であ
る。当業者であれば、他のレンズ構成も本発明と共に使
用され得ることが理解できよう。

【００１２】図１の上部のレンズ６０の磁極片６４及び
６５はレンズ口を取り囲むように対向配置され、磁極片
６４と６５の間では、ダイナミック・スチグマタ（stig
mator）２４が非点収差を補正する８個のコイルから水
平磁場を印加する。スチグマタ磁場は水平方向であるの
で、ビーム形状及び位置に影響しない。誘起される位置
誤差はシステム・セットアップ時に補正され、本発明の
オペレーションには影響しない。磁極片６４と６５の間
の空洞領域に設けられたダイナミック・フォーカス・コ
イル２２は、レンズ７０の焦点面をシステム軸１０１に
沿って上下に移動するための追加の磁場を印加する。当
業者であれば、フォーカス・オペレーションを実行する
レンズの近くで、フォーカス補正を適用することを考慮
するであろう。後述の理由から、フォーカス・コイル２
２は、ターゲット１１０上でのビーム１０５の位置に影
響することなく、これを実行できる。

【００１３】図２を参照すると、レンズ６０及び７０と
同様に、追加のフィーチャを有する従来のレンズ６０'
が示される。図の上部の磁極片６４'、及び図の下部の
磁極片６５'は、それらの間の領域内での磁場の形状を
決定する。ここで使用される用語法では、レンズ６０'
の構造全体がレンズ・フレーム（一部が鋼鉄で、一部が
フェライト）と呼ばれ、個々の要素６４'及び６５'が磁
極片と呼ばれる。周知のように、磁極片はフェライトか
ら成り、交互するフェライト片６２i'及び非磁性絶縁体
６３i'（例えばＮＦ₆）により分離される。フェライト
は、絶縁体により分離され、その内に埋め込まれる透磁
性の粒子（例えば鉄屑）を含む複合材料であり、例えば
セラミック・マグネティックス社（ニュージャージ州フ
ェアフィールド）から提供されるＭＮ６０などである。
粒子の分離はフェライトを不良導体とし、それにより渦
電流の効果を低減する。フェライト及び絶縁体の交互配
置は、磁束線を破壊し、更に励起コイル６６'を磁極片
６４'及び６５'間に配置される他のコイルから分離す
る。この小型の幾何学的配置は、システムの適正なオペ
レーションに干渉する、主レンズ・コイル６６'と小さ
なコイル２４'、２２'及び３４'間の結合を阻止する。
スチグマタ２４'は空芯くら型コイルであり、ターゲッ
トにおける非点収差を補正する偏向磁場（定義上、一般
に水平方向）を生成する。ダイナミック・フォーカス・
コイル２２'は空芯らせんコイルであり、レンズ６０の
磁場形状を変更することなく、その大きさを増大するフ
ォーカス磁場（定義上、一般に垂直方向）を生成する。

【００１４】この従来の構成では、垂直方向の点線で示
されるように、コイル２２'、２４'及び３４'が全て、
磁極片６４'及び６５'の口内に適合するようにサイズ決
めされる。これはレンズ６０'を妨害することなく、よ
り小さなコイルを挿入及び除去するためである。コイル
２２'の位置は、単に磁極片６４'及び６５'により定義
される磁場の大きさを増加するのではなく、コイル２
２'からの磁束の一部がビームに直接達することを可能
にした。コイル２２'からの磁場は勿論、フォーカスを
変更するためにビームに影響しなければならない。しか
しながら、この従来の構成は、好ましくない効果を有す
る。すなわち、コイル２２'の位置の不可避の誤差（す
なわち、磁極片６４'及び６５'と同心でないこと）が、
コイル２２'からの磁場及びビームのセンタリングを変
化させ、コイル２２'が活性化されるとき、ターゲット
においてビームを偏向する。この相互作用は従来技術で
は不都合であり、そのためダイナミック・フォーカス・
コイルが印加されるときの、ビーム・シフト量を"学習"
し、そのシフトを偏光手段により補正することが必要で
あった。これはシステム・オペレーションの複雑度を増
し、必然的に誤差を導入することになる。

【００１５】図１を再度参照すると、ダイナミック・フ
ォーカス・コイル２２及びスチグマタ２４が示され、こ
れらは図２の対応要素に機能的には対応するが、それら
に帰着しない。コイル２２は次のように、すなわち、ビ
ームをリフォーカスさせるコイルからの全ての磁力線が
主レンズ磁極片上で閉路し、それによりコイル２２の効
果が、磁極片６４及び６５間の領域内の磁場の形状に影
響することなく、その強度を増加させるように磁極片６
４及び６５間の領域内に配置される。レンズ６０はフェ
ライト磁極片のヒステリシス曲線上で作用され、フェラ
イトは不良導体であるので、ウエハ１１０上のビーム位
置に対するヒステリシス及び渦電流の影響は無視できる
（図示のシステムでは２ｎｍ以下である）。

【００１６】本発明によれば、"小ギャップ"・レンズ
（ギャップが口に匹敵する）と呼ばれる図１に示される
ような構成では、ダイナミック・フォーカス・コイルの
内径ｒ _Cが、レンズ口の半径ｒ_Bの２倍以上であるべきで
ある（ｒ_C≧２ｒ_B）。この単純な基準が満足される場
合、コイルはレンズ・ギャップ内のどこにでも配置さ
れ、システム軸上にセンタリングされる必要はない。図
２に示されるような"大ギャップ"・レンズの場合の基準
は、コイルの半径がレンズ口の半径よりも大きく（ｒ_C
≧ｒ_B）、システム軸に沿うコイルの長さｈが、コイル
半径とレンズ口半径との差よりも小さい（ｈ＜（ｒ_C−
ｒ_B））ことである。コイルがセンタリングされない場
合、軸とコイル間の最小距離が基準のコイル半径の代わ
りに代用される。

【００１７】前述のIBM Technical Disclosure Bulleti
n参考文献は、どちらの幾何学的基準も開示しておら
ず、また図からわかるように、それとはかけ離れた教示
をした。その提案されたアプローチは、その間、使用さ
れてこなかった。本発明によってのみ、位置に鈍感なダ
イナミック・フォーカス・コイルの利点が達成される。

【００１８】コイルとビームの相互作用のテストは、概
念的には単純である。コイルをオンし、ウエハ上のビー
ム位置が誤差割当量以上に変化するか否かを確認する。
図示のシステムでは、レンズ磁場が約８００ガウスの大
きさを有し、コイル２２の磁場が約２０ガウスの大きさ
を有する場合、ウエハ上のビーム１０５のランディング
・ポイントの偏向が、一般に２ｎｍ以下である。

【００１９】図４を参照すると、本発明を使用する代替
レンズ構造が示される。レンズ２００は、スチール・フ
レーム２０５内にセットされるコイル２１０を使用す
る。三角形の断面図はレンズ・オペレーションには重要
でなく、他の形状も選択され得る。磁極片２２２及び２
２４はフェライトから形成され、フェライト２２７iと
絶縁体２２８iとの交互層により分離される。一般に平
面のダイナミック・フォーカス・コイルのセットが絶縁
体層内に埋め込まれる。コイル２２６はスピード要求及
び許容インダクタンスに応じて、２、３のまたは単に１
つの巻線層である。この実施例は、約３０ナノ秒の高速
焦点変化を要求し、コイル２２６が約１０ターンを有す
るシステム用である。それに対して、図１に示されるシ
ステムでは、応答時間が約１マイクロ秒であり、コイル
が約５００ターンを有する。

【００２０】図５を参照すると、図４に示されるものと
概して類似のレンズ構成が示される。図５では、それぞ
れがコイル２２に類似する４つのコイル２４２のセット
が、極先端２３２及び２３４と、フェライト２３６i及
び絶縁体２３８iとの交互層との間の磁極片キャビティ
内に配置される。図４及び図５の実施例では、ダイナミ
ック・フォーカス・コイルが効果的に極先端内に埋め込
まれるので、前述の位置決め基準は当てはまらない。

【００２１】好適には、幾つかのコイル２２６または２
４２が別々に駆動され、システム設計者に、１つまたは
２、３のコイルを大電流により駆動するか、多数のコイ
ルを小電流により駆動するかの選択肢を与える。こうし
た構成の追加の利点は、冗長性である。欠陥のあるコイ
ルが他のコイル内の増加された電流により置換され、１
つのコイルが故障しても、システムが分解される必要が
ない。コイルが故障した場合のレンズ分解の必要性は、
レンズ口よりも大きな半径の位置に単一のコイルが配置
される図１に示される構成の欠点である。

【００２２】図６は、一般に平面のコイル２２６iの実
施例３００を示す。基板３２０はコイル３３０を支持す
ると同時に、絶縁体２２８iの機能を提供する。単層コ
イル３３０は標準のプリント回路基板技術に従い形成さ
れ、基板３２０の上面には第１の接続タブ３３２があ
り、下面上の第２の接続タブ３３４が、バイア３３５を
介してコイル３３０の端部に接続される。

【００２３】図７は、図６の直線７−７に沿う断面図で
ある。図示の"サンドイッチ"構造は、コイル３３０（便
宜上４ターンを有するように示される）、上下の絶縁層
３５０及び３７５、及び３つの絶縁層を接着し、導電シ
ートの周辺のギャップを充填する接着層３５２及び３７
７を含む。中心部では、レンズ口よりも公差分だけ大き
な直径を有するレンズ口アパーチャ３１０が、ビームの
通過を可能にする。

【００２４】図３を参照すると、図１のシステムの詳細
が示され、簡略化のため上部部分は除去されている。基
板に対するビームの位置精度を維持するために、有望な
アプローチは原位置位置決めであり、そこではステージ
の移動無しに、ビームが機械的に安定な基準マーク上を
周期的に走査される。基準マークは、ターゲットの平面
からかなりな量（約数ミリメートル）外れて存在しなけ
ればならない。こうした距離は粒子ビームのフォーカス
の深さよりも遥かに大きいので、ビームはビーム位置を
乱すことなく、リフォーカスされなければならない。ビ
ーム１０５はウエハ１１０に突き当たる太線として示さ
れ、アライメント・フィクスチャ９４に突き当たるビー
ム１０６及び１０７は、細線により示される。このアラ
イメント・フィクスチャは、図示されない安定なプラッ
トフォーム上に設けられ、ビーム１０５が通過する矩形
のアパーチャ９３を有する。アパーチャの外側のアパー
チャの角部の近傍に、４つの位置決めマークがアライメ
ント・フィクスチャ９４内に形成される。しばしば要求
されるように、多分ラスタ・パターンの毎ストライプご
とに、ビームが位置決めマークに向けてｘ及びｙ方向に
偏向される。

【００２５】ターゲット・フィクスチャ上のビームの位
置が、図示されない従来の検出器により測定され、ウエ
ハ１１０を支持するステージ２１０上に載置するキャリ
ア１１２に対するアライメント・フィクスチャ９４の位
置が、従来のレーザ測定装置４００により測定される。
レーザ測定装置４００は、静止及び移動機械フィクスチ
ャ上のミラー４１４及び４１２、及びレーザ・ビームを
生成、検出及び分析する比較ユニット４２０を含む。比
較の結果は、基板に対するビームの実際の位置に関する
更新情報である。

【００２６】フォーカス調整システムはまた、オペレー
ションの間の定期的なフォーカス調整のために使用され
る。ターゲット１１０が機械的に移動されるとき、その
上面の高さが変化し、ダイナミック・コイル２２が、タ
ーゲット１１０の実際の高さを測定するセンサからのデ
ータに応答して、フォーカス調整を提供するために使用
される。

【００２７】本発明は好適な実施例に関して述べられた
が、当業者であれば、本発明が本発明の趣旨及び範囲内
において、様々なバージョンで実施され得ることが理解
できよう。例えば、フォーカス・コイルが、最終フォー
カス・レンズなど、任意の好都合なレンズ内に配置され
得る。更に、２個以上のフォーカス補正コイルがシステ
ム内で使用され得る。スペース制限または熱制限が問題
を生じる場合、フォーカス補正は２個の一様な、または
それ以上のコイルにより提供され得る。また、調整され
る２個の焦点面が存在してもよく、例えば本発明は最終
焦点面同様、中間焦点面としても使用され得る。

【００２８】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。

【００２９】（１）レンズ励起コイルを取り囲み、レン
ズ口付近に配置されてレンズ磁場を整形する第１及び第
２の磁極片を含む透磁性フレームと、前記磁極片内の前
記レンズ口付近に配置されて、前記レンズ口半径の２倍
以上のコイル内径を有する、少なくとも１つのダイナミ
ック・フォーカス・コイルとを含み、前記ダイナミック
・フォーカス・コイルを流れる電流が、前記第１及び第
２の磁極片間の前記レンズ磁場の大きさだけを変化させ
る、磁気レンズ。（２）前記少なくとも１つのダイナミック・フォーカス
・コイルが、互いに電気的に絶縁されて、別々に駆動さ
れる少なくとも２つのコイルを含む、前記（１）記載の
磁気レンズ。（３）前記少なくとも１つのダイナミック・フォーカス
・コイルが、平面状コイルを含む、前記（１）記載の磁
気レンズ。（４）レンズ励起コイルを取り囲み、レンズ口付近に配
置されてレンズ磁場を整形する第１及び第２の磁極片を
含む透磁性フレームと、前記磁極片内の前記レンズ口付
近に配置されて、前記レンズ口半径よりも大きなコイル
内径、及び前記コイル内径と前記レンズ口半径の差より
も小さなシステム軸に沿うコイル長を有する、少なくと
も１つのダイナミック・フォーカス・コイルとを含み、
前記ダイナミック・フォーカス・コイルを流れる電流
が、前記第１及び第２の磁極片間の前記レンズ磁場の大
きさだけを変化させる、磁気レンズ。（５）前記少なくとも１つのダイナミック・フォーカス
・コイルが、互いに電気的に絶縁されて、別々に駆動さ
れる少なくとも２つのコイルを含む、前記（４）記載の
磁気レンズ。（６）レンズ励起コイルを取り囲み、レンズ口付近に対
向配置されてレンズ磁場を整形する第１及び第２の磁極
片を含む透磁性フレームと、前記磁極片間に配置され
て、前記レンズ口半径よりも大きなコイル内径を有す
る、少なくとも１つのダイナミック・フォーカス・コイ
ルとを含み、前記ダイナミック・フォーカス・コイルを
流れる電流が、前記第１及び第２の磁極片間の前記レン
ズ磁場の大きさだけを変化させる、磁気レンズ。（７）前記少なくとも１つのダイナミック・フォーカス
・コイルが、互いに電気的に絶縁されて、別々に駆動さ
れる少なくとも２つのコイルを含む、前記（６）記載の
磁気レンズ。（８）システム軸に沿って配置されて、電子ビームを生
成する上流ビーム・システムと、前記ビームを所望の経
路に沿って偏向するビーム偏光手段と、前記ビームをフ
ォーカスする少なくとも１つの磁気レンズと、ドライバ
手段とを含み、前記レンズの少なくとも１つは、前記シ
ステム軸付近に配置されて、前記ビームの通過を可能に
するレンズ口を有する強磁性材料の第１及び第２の磁極
片と、前記磁極片内の前記レンズ口付近に配置されて、
前記レンズ口半径の２倍以上のコイル内径を有し、流れ
る電流によって前記第１及び第２の磁極片間のレンズ磁
場の大きさだけを変化させる、少なくとも１つのダイナ
ミック・フォーカス・コイルとを有し、前記ドライバ手
段は、システム制御装置の制御の下で、前記磁気レン
ズ、前記偏光手段、及び前記コイルを駆動する、第１の
電流セットを生成し、前記ドライバ手段は、前記第１の
電流セットが前記レンズに供給されるときに、前記ダイ
ナミック・フォーカス・コイルをフォーカス・コイル電
流により駆動するダイナミック・フォーカス・コイル・
ドライバを含み、それにより前記ビームを、前記システ
ム軸に沿う所定のワークピース面にフォーカスさせる、
電子ビーム・システム。

【図面の簡単な説明】

【図１】部分的に絵的に、部分的に図式的に表される本
発明の実施例を示す図である。

【図２】従来のレンズを示す図である。

【図３】部分的に絵的に、部分的に図式的に表される、
本発明を使用する基準フィクスチャを含むシステムを示
す図である。

【図４】本発明を使用する別のレンズ及びコイル構成を
示す図である。

【図５】本発明を使用する更に別のレンズ及びコイル構
成を示す図である。

【図６】プレーナ・コイルの実施例を示す図である。

【図７】図６のプレーナ・コイルの断面図である。

【符号の説明】

１０上部ビーム・システム１２物体平面２２、２２'、２２６i、２４２i、３００ダイナミッ
ク・フォーカス・コイル２４、２４' ダイナミック・スチグマタ３２、３４、３４' 偏向ヨーク３６可変軸ヨーク６０、６０'、７０、２００、２０２レンズ６２、６２'、６２i、２２７i、２３６i フェライト６３i、２２８i、２３８i 非磁性絶縁体６４、６４'、６５、６５'、２２２、２２４磁極片６６、６６' レンズ励起コイル７５プレート９３アパーチャ９４アライメント・フィクスチャ１０１システム軸１０５、１０６、１０７ビーム１１０ウエハ１１２キャリア２００ドライブ２０２スルー・ロッド２０５スチール・フレーム２１０コイル（図４、図５）２１０ステージ（図３）２３２、２３４極先端３１０レンズ口アパーチャ３２０基板３３０コイル３３２、３３４接続タブ３３５バイア３５０、３７５絶縁層３５２、３７７接着層４００レーザ測定装置４１２、４１４ミラー４２０比較ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジョセフ・エス・セネシアメリカ合衆国12570、ニューヨーク州ポークワッグ、ウッドランド・ドライブ 175 (72)発明者マリス・アンドリス・ストランズアメリカ合衆国12590、ニューヨーク州ワッピンガーズ・フォールズ、ジョンストン・レーン 124

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】レンズ励起コイルを取り囲み、レンズ口付
近に配置されてレンズ磁場を整形する第１及び第２の磁
極片を含む透磁性フレームと、前記磁極片内の前記レンズ口付近に配置されて、前記レ
ンズ口半径の２倍以上のコイル内径を有する、少なくと
も１つのダイナミック・フォーカス・コイルとを含み、
前記ダイナミック・フォーカス・コイルを流れる電流
が、前記第１及び第２の磁極片間の前記レンズ磁場の大
きさだけを変化させる、磁気レンズ。
【請求項２】前記少なくとも１つのダイナミック・フォ
ーカス・コイルが、互いに電気的に絶縁されて、別々に
駆動される少なくとも２つのコイルを含む、請求項１記
載の磁気レンズ。
【請求項３】前記少なくとも１つのダイナミック・フォ
ーカス・コイルが、平面状コイルを含む、請求項１記載
の磁気レンズ。
【請求項４】レンズ励起コイルを取り囲み、レンズ口付
近に配置されてレンズ磁場を整形する第１及び第２の磁
極片を含む透磁性フレームと、前記磁極片内の前記レンズ口付近に配置されて、前記レ
ンズ口半径よりも大きなコイル内径、及び前記コイル内
径と前記レンズ口半径の差よりも小さなシステム軸に沿
うコイル長を有する、少なくとも１つのダイナミック・
フォーカス・コイルとを含み、前記ダイナミック・フォ
ーカス・コイルを流れる電流が、前記第１及び第２の磁
極片間の前記レンズ磁場の大きさだけを変化させる、磁
気レンズ。
【請求項５】前記少なくとも１つのダイナミック・フォ
ーカス・コイルが、互いに電気的に絶縁されて、別々に
駆動される少なくとも２つのコイルを含む、請求項４記
載の磁気レンズ。
【請求項６】レンズ励起コイルを取り囲み、レンズ口付
近に対向配置されてレンズ磁場を整形する第１及び第２
の磁極片を含む透磁性フレームと、前記磁極片間に配置されて、前記レンズ口半径よりも大
きなコイル内径を有する、少なくとも１つのダイナミッ
ク・フォーカス・コイルとを含み、前記ダイナミック・
フォーカス・コイルを流れる電流が、前記第１及び第２
の磁極片間の前記レンズ磁場の大きさだけを変化させ
る、磁気レンズ。
【請求項７】前記少なくとも１つのダイナミック・フォ
ーカス・コイルが、互いに電気的に絶縁されて、別々に
駆動される少なくとも２つのコイルを含む、請求項６記
載の磁気レンズ。
【請求項８】システム軸に沿って配置されて、電子ビー
ムを生成する上流ビーム・システムと、前記ビームを所望の経路に沿って偏向するビーム偏光手
段と、前記ビームをフォーカスする少なくとも１つの磁気レン
ズと、ドライバ手段とを含み、前記レンズの少なくとも１つ
は、前記システム軸付近に配置されて、前記ビームの通
過を可能にするレンズ口を有する強磁性材料の第１及び
第２の磁極片と、前記磁極片内の前記レンズ口付近に配置されて、前記レ
ンズ口半径の２倍以上のコイル内径を有し、流れる電流
によって前記第１及び第２の磁極片間のレンズ磁場の大
きさだけを変化させる、少なくとも１つのダイナミック
・フォーカス・コイルとを有し、前記ドライバ手段は、システム制御装置の制御の下で、
前記磁気レンズ、前記偏光手段、及び前記コイルを駆動
する、第１の電流セットを生成し、前記ドライバ手段は、前記第１の電流セットが前記レン
ズに供給されるときに、前記ダイナミック・フォーカス
・コイルをフォーカス・コイル電流により駆動するダイ
ナミック・フォーカス・コイル・ドライバを含み、それ
により前記ビームを、前記システム軸に沿う所定のワー
クピース面にフォーカスさせる、電子ビーム・システ
ム。