(57)【要約】【課題】リフォーカス時間を短縮し、スループットの向上を図ることのできる電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法を提供すること。【解決手段】電子ビーム露光装置は、電子ビームを放射する電子銃と、電子ビームを整形するための開口を有する整形手段と、電子ビームを試料面上へ結像させる投影レンズと、投影レンズの上方に設置され、電子ビームの焦点を補正する静電多重極レンズからなるリフォーカスレンズと、整形手段により整形された電子ビームの断面の面積に応じた電圧をリフォーカスレンズに印加する制御手段とを備える。リフォーカスレンズは、４重極静電電極を前記電子ビームのビーム軸方向に３段有するようにしても良く、３段の４重極静電電極のうち、１段目と３段目の電極の長さが同じで、２段目の電極の長さが１段目の電極の長さの２倍にしても良い。【選択図】図２
2008044479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを放射する電子銃と、
前記電子ビームを整形するための開口を有する整形手段と、
前記電子ビームを試料面上へ結像させる投影レンズと、
前記投影レンズの上方に設置され、電子ビームの焦点を補正する静電多重極レン
ズからなるリフォーカスレンズと、
前記整形手段により整形された前記電子ビームの断面の面積に応じた電圧を前記
リフォーカスレンズに印加する制御手段と
を備えることを特徴とする電子ビーム露光装置。
【請求項２】
前記リフォーカスレンズは、４重極静電電極を前記電子ビームのビーム軸方向に３
段有することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項３】
前記３段の４重極静電電極のうち、１段目と３段目の電極の長さが同じで、２段目の
電極の長さが１段目の電極の長さの２倍であることを特徴とする請求項２に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項４】
前記１段目、２段目、３段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、ｙ方向の電極に印加
する電圧の極性は逆であり、
前記１段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、前記２段目のｘ方向の電極に印加す
る電圧とは極性が逆であり、
前記１段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、前記３段目のｘ方向の電極に印加す
る電圧の極性は同じであり、
前記１段目のｙ方向の電極に印加する電圧と、前記３段目のｙ方向の電極に印加す
る電圧の極性は同じであることを特徴とする請求項２又は３に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項５】
前記リフォーカスレンズの各電極に印加する電圧は、前記電子ビームの断面の面
積に、予め算出した所定のビームの断面積とリフォーカス量との相関関係から求めた４つのリフォーカス係数を前記電子ビームの断面の面積に乗じて算出することを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載の電子ビーム露光装置。
【請求項６】
電子ビームを放射する電子銃と、前記電子ビームを整形するための開口を有する
整形手段と、前記電子ビームを試料面上へ結像させる投影レンズと、前記投影レンズの上方に設置され、電子ビームの焦点を補正する静電多重極レンズからなるリフォーカスレンズと、制御手段とを備える電子ビーム露光装置において、
前記制御手段は前記整形手段により整形された前記電子ビームの断面の面積に
応じて、予め算出した所定のビームの断面積とリフォーカス量との相関関係から４つのリフォーカス係数を算出し、前記断面の面積と該リフォーカス係数とを乗算し、前記リフォーカスレンズの各電極に電圧を印加して露光することを特徴とする電子ビーム露光方法。
【請求項７】
前記リフォーカスレンズは、４重極静電電極を前記電子ビームのビーム軸方向に３
段有することを特徴とする請求項６に記載の電子ビーム露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関し、特に、可変矩形開口や部分一括パターンを用いてビームの形状と大きさを変化可能にする電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子ビーム露光装置において、スループットの向上を図るために、マスクに可変矩形開口又は複数のマスクパターンを用意し、ビーム偏向によりそれらを選択して試料に転写露光している。【０００３】
このような露光装置として、部分一括露光をする電子ビーム露光装置がある。部分一括露光では、マスク上に配置した複数個のパターンからビーム偏向により選択した一つのパターン領域にビームを照射し、ビーム断面をパターンの形状に成形する。さらにマスクを通過したビームを後段の偏向器で偏向振り戻し、電子光学系で決まる一定の縮小率で縮小し、試料上に転写する。【０００４】
部分一括露光において、予め使用頻度の高いパターンをマスク上に用意すれば、可変矩形開口だけの場合より、必要な露光ショット数が大幅に減少し、スループットが向上する。【０００５】
一方、可変矩形開口や部分一括パターンを用いて電子ビーム露光をすると、電子ビームのビームサイズがショット毎に異なり、電子ビームの焦点がずれてビームがぼける現象が発生する。例えば小さいビームサイズで試料表面に焦点を合わせた場合、大きなビームサイズで露光をすると、電子ビームの全電流が大きくなり、焦点距離が伸び、試料表面にはビームぼけが発生する。【０００６】
このような電子ビームの焦点のずれを防止するために、ショット毎にリフォーカスコイルに流す電流を可変矩形開口の面積から算出して補正する方法が検討されている。特許文献１には、矩形ビームのサイズに同期して収束コイルを制御する方法が開示されている。【０００７】
また、特許文献２には、電子ビームのリフォーカスを行う際に、ビーム軸の位置ずれを測定して補正をする方法が開示されている。【０００８】
上記したように、可変矩形開口や部分一括パターンを用いた場合に、ショット毎に電子ビームの焦点を移動させるようにすることで、ビーム焦点のずれを防止することが可能である。【０００９】
具体的には、リフォーカスコイルを設置し、整形したビームの断面積に比例する量の電流をリフォーカスコイルに流し、ビームの焦点を調整している。例えば、ビームサイズが大きい場合は、ビームの断面積に比例して、より大きな電流をリフォーカスコイルに流し、電子ビームの収束作用を強くするようにしている。【００１０】
しかし、リフォーカスを実行するのに時間がかかり、部分一括露光を実施するにもかかわらず、露光スループットを向上できないという不都合が生じている。【００１１】
例えば、電子ビームを整形するのにかかる時間が５０ｎｓ程度であるにもかかわらず、リフォーカスの実行時間は、リフォーカスコイルに所定の電流を流し、安定した電流になるまでの時間が３００ｎｓ程度かかっており、露光待ち時間が長くなってしまっている。
【特許文献１】特開昭５６−９４７４０号公報
【特許文献２】特開昭５８−１２１６２５号公報
【発明の開示】
【００１２】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑みなされたものであり、ビームの形状と大きさを変えることが可能な電子ビーム露光において、リフォーカス時間を短縮し、スループットの向上を図ることのできる電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法を提供することを目的とする。
【００１３】
上記した課題は、電子ビームを放射する電子銃と、前記電子ビームを整形するための開口を有する整形手段と、前記電子ビームを試料面上へ結像させる投影レンズと、前記投影レンズの上方に設置され、電子ビームの焦点を補正する静電多重極レンズからなるフォーカスレンズと、前記整形手段により整形された前記電子ビームの断面の面積に応じた電圧を前記リフォーカスレンズに印加する制御手段とを備えることを特徴とする電子ビーム露光装置により解決する。
【００１４】
この形態に係る電子ビーム露光装置において、前記リフォーカスレンズは、４重極静電電極を前記電子ビームのビーム軸方向に３段有するようにしても良く、前記３段の４重極静電電極のうち、１段目と３段目の電極の長さが同じで、２段目の電極の長さが１段目の電極の長さの２倍であるようにしても良い。また、前記１段目、２段目、３段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、ｙ方向の電極に印加する電圧の極性は逆であり、前記１段目ｘ方向の電極に印加する電圧と、前記２段目のｘ方向の電極に印加する電圧とは極性が逆であり、前記１段目のｘ方向の電極に印加する電圧と、前記３段目のｘ方向の電極に印加する電圧の極性は同じであり、前記１段目のｙ方向の電極に印加する電圧と、前記３段目のｙ方向の電極に印加する電圧の極性は同じであるようにしても良い。
【００１５】
本発明では、電子ビームの焦点を調整するためのリフォーカスを行うために、静電電極で構成される電子ビームのリフォーカスレンズを備えている。このリフォーカスレンズは、４重極レンズを３段重ねた構成にして、その間を通過する電子ビームが収束するようにしている。リフォーカスレンズを構成する各電極に印加する電圧は、整形される電子ビームの断面積に応じて調整するようにしている。これにより、照射する電子ビームの電子量が変化しても試料表面上で焦点を合わせることが可能になる。しかも、静電電極を用いて電圧により電界を調整するため、リフォーカスの速度を速くすることが可能になり、露光スループットを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る電子ビーム露光装置の構成図である。
【図２】本発明に係る電子ビーム露光装置におけるリフォーカスレンズの構成図である。
【図３】１段の４重極電極における電子の偏向制御を説明する図である。
【図４】３段４重極静電電極の電子の軌道を説明する図である。
【図５】リフォーカスレンズの各電極の接続関係を示す図である。
【図６】リフォーカス回路を説明する図である。
【図７】リフォーカス量を説明する図である。
【図８】リフォーカス係数の算出を説明する図（その１）である。
【図９】リフォーカス係数の算出を説明する図（その２）である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。【００１８】
はじめに、電子ビーム露光装置の構成について説明する。次に、電子ビームのリフォーカスを行うリフォーカスレンズについて説明する。最後に、電子ビーム露光方法について説明する。【００１９】
（電子ビーム露光装置の構成）
図１は、本実施形態に係る電子ビーム露光装置の構成図である。【００２０】
この電子ビーム露光装置は、電子光学系コラム１００と、電子光学系コラム１００の各部を制御する制御部２００とに大別される。このうち、電子光学系コラム１００は、電子ビーム生成部１３０、マスク偏向部１４０及び基板偏向部１５０によって構成され、その内部が減圧される。【００２１】
電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から生成した電子ビームＥＢが第１電磁レンズ１０２で収束作用を受けた後、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを透過し、電子ビームＥＢの断面が矩形に整形される。【００２２】
その後、電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第２電磁レンズ１０５によって露光マスク１１０上に結像される。そして、電子ビームＥＢは、第１、第２静電偏向１０４、１０６により、露光マスク１１０に形成された特定のパターンＳに偏向され、その断面形状がパターンＳの形状に整形される。【００２３】
なお、露光マスク１１０はマスクステージ１２３に固定されるが、そのマスクステージ１２３は水平面内において移動可能であって、第１、第２静電偏向器１０４、１０６の偏向範囲（ビーム偏向領域）を超える部分にあるパターンＳを使用する場合、マスクステージ１２３を移動することにより、そのパターンＳをビーム偏向領域内に移動させる。【００２４】
また、露光マスク１１０の代わりに、電子ビームを所定の形状に可変可能な開口部を配置しても良い。【００２５】
露光マスク１１０の上下に配された第３、第４電磁レンズ１０８、１１１は、それらの電流量を調節することにより、電子ビームＥＢを基板Ｗ上で結像させる役割を担う。【００２６】
露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３、第４静電偏向器１１２、１１３の偏向作用によって光軸（ビーム軸）Ｃに振り戻された後、第５電磁レンズ１１４によってそのサイズが縮小される。【００２７】
マスク偏向部１４０には、第１、第２補正コイル１０７、１０９が設けられており、それらにより、第１〜第４静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生するビーム偏向収差が補正される。【００２８】
その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０を構成する遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａを通過し、リフォーカスレンズ１２８によって、電子ビームＥＢの断面積に応じた焦点の調整が行われ、第１、第２投影用電磁レンズ１１６、１２１によって基板Ｗ上に投影される。これにより、露光マスク１１０のパターンの像が、所定の縮小率、例えば１／１０の縮小率で基板Ｗに転写されることになる。【００２９】
基板偏向部１５０には、第５静電偏向器１１９と電磁偏向器１２０とが設けられており、これらの偏向器１１９、１２０によって電子ビームＥＢが偏向され、基板Ｗの所定の位置に露光マスクのパターンの像が投影される。【００３０】
更に、基板偏向部１５０には、基板Ｗ上における電子ビームＥＢの偏向収差を補正するための第３、第４補正コイル１１７、１１８が設けられる。【００３１】
基板Ｗは、モータ等の駆動部１２５により水平方向に移動可能なウェハステージ１２４に固定されており、ウェハステージ１２４を移動させることで、基板Ｗの全面に露光を行うことが可能となる。【００３２】
一方、制御部２００は、電子銃制御部２０２、電子光学系制御部２０３、マスク偏向制御部２０４、マスクステージ制御部２０５、ブランキング制御部２０６、基板偏向制御部２０７、ウェハステージ制御部２０８及びリフォーカス制御部２０９を有する。これらのうち、電子銃制御部２０２は電子銃１０１を制御して、電子ビームＥＢの加速電圧やビーム放射条件等を制御する。また、電子光学系制御部２０３は、電磁レンズ１０２１０５、１０８、１１１、１１４、１１６及び１２１への電流量等を制御して、これらの電磁レンズが構成される電子光学系の倍率や焦点位置等を調節する。ブランキング制御部２０は、ブランキング電極１２７への印加電圧を制御することにより、露光開始前から発生している電子ビームＥＢを遮蔽板１１５上に偏向し、露光前に基板Ｗ上に電子ビームＥＢが照射されるのを防ぐ。【００３３】
基板偏向制御部２０７は、第５静電偏向器１１９への印加電圧と、電磁偏向器１２０への電流量を制御することにより、基板Ｗの所定の位置上に電子ビームＥＢが偏向されるようにする。ウェハステージ制御部２０８は、駆動部１２５の駆動量を調節して基板Ｗを水平方向に移動させ、基板Ｗの所望の位置に電子ビームＥＢが照射されるようにする。【００３４】
リフォーカス制御部２０９は、露光マスク１１０を透過して整形される電子ビームＥＢの断面積に応じて、リフォーカスレンズを構成する各電極に必要な電圧を供給するようにする。【００３５】
上記の各部２０２〜２０９は、ワークステーション等の統合制御系２０１によって統合的に制御される。【００３６】
（リフォーカスレンズ）
図２は、本実施形態で用いるリフォーカスレンズの構成を示している。図２（ａ）は、投影用レンズ１１６、１２１の電子銃１０１側の上方に設置されるリフォーカスレンズ１２８の平面図を示している。また、図２（ｂ）は、リフォーカスレンズ１２８を正面からみた断面図を示している。【００３７】
図２に示すように、リフォーカスレンズ１２８は、静電電極を４つ用いた静電４重極レンズをビーム軸方向（Ｚ軸方向）に所定の間隔で重ねて構成する。【００３８】
静電４重極レンズは、電子ビームの照射方向に沿って、電子銃に近い方から１段目、２段目、３段目とし、１段目、２段目、３段目の静電４重極レンズをそれぞれＬＳ１、ＬＳ２，ＬＳ３とする。【００３９】
静電４重極レンズＬＳ１は、４本の静電電極Ｐ１１、Ｐ１２，Ｐ１３，Ｐ１４で構成され、ビーム軸（Ｚ軸）を中心にＸ軸方向、Ｙ軸方向に等間隔に２本ずつ配置される。例えば、各電極の長さＬ１は１０ｍｍである。【００４０】
静電４重極レンズＬＳ２は、４本の静電電極Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４で構成され、ＬＳ１の下段に配置される。静電４重極レンズＬＳ２の４つの各電極は、ＬＳ１の４つの各電極とＺ軸方向に所定の間隔Ｇ１で重なるように配置される。この所定の間隔Ｇ１は、例えば５ｍｍである。静電４重極レンズＬＳ２の各電極の長さＬ２は静電４重極レンズＬＳ１の各電極の長さＬ１の２倍の長さとする。例えば、Ｌ１が１０ｍｍの場合はＬｌ２は２０ｍｍとする。【００４１】
静電４重極レンズＬＳ３は４本の静電電極Ｐ３１，Ｐ３２，Ｐ３３，Ｐ３４で構成され、ＬＳ２の下段に配置される。静電４重極レンズＬＳ３の４つの各電極は、ＬＳ２の４つの各電極とＺ軸方向に所定の間隔Ｇ２で重なるように配置される。この所定の間隔Ｇ２は、例えば５ｍｍである。【００４２】
静電４重極レンズＬＳ３の各電極の長さはＬＳ１と同じ長さとする。【００４３】
次に、このように構成したリフォーカスレンズによって電子の焦点を調整できることについて説明する。まず、１段の静電４重極レンズについて、その間を通過した後の電子の偏向量について説明する。【００４４】
図３に１段の静電４重極レンズの平面図を示す。このレンズの電位分布φは、φ＝Ａ（ｘ2−ｙ2）／ｒ02と表される。ここでｒ0=２ｍｍ とする。【００４５】
この中をＺ軸方向に通過する電子は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に力を受けて進行する。ｘ＝１ｍｍの点における電界は、Ｅ（ｘ＝１）＝−ｄφ／ｄｘ＝４０／９[Ｖ／ｍｍ]となる。ここで、ビーム軸から１ｍｍの距離を通過する電子が、Ｚ軸方向に５０００ｍｍ離れた位置での偏光量について検討する。【００４６】
仮に、平行平板間を電子が通過するときの電子の偏光量に対応させて考える。平行平板の両端部での電界の乱れを無視すると、電極から長さｌ離れた位置における偏向量Ｄは、次式で表される。【００４７】
Ｄ＝（ｌｂ／２ｄ）×（Ｘｄ／Ｖ０）    …（１）
ここで、ｂは平行平板の長さ、Ｖｄは平板間に印加する電圧、Ｖ０は電子の入射電圧（例えば、５０ｋＶ）である。【００４８】
この式で、２Ｖｄ／ｄは電界Ｅであるので、Ｄ＝ｌｂＥ／４Ｖ０となる。【００４９】
式（１）において、ｂ＝１０[ｍｍ]、Ｅ＝４０／９[Ｖ／ｍ]、Ｖ０＝５００００[Ｖ]、
ｌ＝５０００[ｍｍ]とすると、偏向距離Ｄは１．１１[ｍｍ]となる。【００５０】
すなわち、焦点をビーム軸上にするためには１[ｍｍ]偏向すればよいため、電極に印加する電圧を調整することによって目的を達することができる。このように、１段の４重極レンズによって、電子の焦点を調整することが可能となる。【００５１】
よって、４重極レンズが多段に構成された場合であっても、電子の焦点を調整することが可能となる。【００５２】
図４は、３段４重極静電電極の電子の軌道を説明する図である。図４のＺ軸をビーム軸とし、電子ビームが図の左から右へ進行するものとする。【００５３】
図４のｘ軸側はＸ方向の電子ビームの軌道Ｃ１を示し、ｙ軸側は電子ビームのＹ方向の軌道Ｃ２を示している。図４に示すように、ｘ方向の軌道Ｃ１に注目すると、１段目の４重極レンズは凸レンズの働きをし、２段目の４重極レンズは凹レンズの働きをし、３段目の４重極レンズは凸レンズの働きをしている。また、ｙ方向の軌道Ｃ２に注目すると、１段目の４重極レンズは凹レンズの働きをし、２段目の４重極レンズは凸レンズの働きをし、３段目の４重極レンズは凹レンズの働きをする。そして、最終焦点ｚ２への入射角度がｘ方向及びｙ方向ともほとんど同じ角度にすることができる。よって、この３段４重極静電電極を使用することにより、焦点の調整を容易に行うことが可能になる。【００５４】
図２のように構成したリフォーカスレンズの各電極には、リフォーカス制御部２０９によって所定の電圧が印加され、リフォーカスレンズ１２８全体としてリフォーカスに必要な電界を発生するようにしている。本実施形態では、図５に示すような極性の電圧を印加する。図５は、便宜的に静電４重極レンズＬＳ１、ＬＳ２，ＬＳ３の各平面図を並べて示している。【００５５】
図５に示すように、静電電極Ｐ１１とＰ１３に−Ｖｙの電圧を供給し、Ｐ１２とＰ１４に＋Ｖｘの電圧を供給する。【００５６】
次の段のＬＳ２の各電極には、ＬＳ１の各電極と電位が反対になるように電圧を印加する。すなわち、Ｐ２１とＰ２３に＋Ｖｙ'を印加し、Ｐ２２とＰ２４に−Ｖｘ'を印加する。【００５７】
また、３段目のＬＳ３の各電極にはＬＳ１と同じ電圧を印加する。【００５８】
このように、１２個の静電電極に対して４つの値の電圧を使用する。これらの電圧は、リフォーカス制御部２０９が整形された電子ビームの断面積にリフォーカス係数を乗じて算出し、各電極に供給する。【００５９】
図６は、リフォーカスレンズの各電極に所定の電圧を印加するリフォーカス回路の構成を示す図である。【００６０】
リフォーカス回路４２は、リフォーカス制御部２０９によって指定される、リフォーカスを実施するための４つの電圧値（デジタル値）を、それぞれＤＡＣ４３を通してアナログデータに変換し、電圧増幅器４４を介して上記した所定の電極に変換されたアナログ電圧を供給する。【００６１】
整形される電子ビームの断面積は、記憶部４１に格納されている露光マスクのデータと、電子ビームの偏向量のデータから算出する。例えば、図７に示すように、露光マスクの開口１１０ａが選択され、偏向される電子ビームＥＢが露光マスク１１０に照射される断面がＥＢＳとする。このとき、整形される電子ビームの断面積Ｆｃｓは、開口１１０ａと電子ビームの断面ＥＢＳとが重なる部分の面積となる。【００６２】
リフォーカス係数の算出は以下に示すような周知の方法によって算出する。【００６３】
２つのビームサイズの電子ビームを用い、そのそれぞれについてビームエッジのぼけを最小にするようなリフォーカス量を求める。【００６４】
矩形開口１０３ａを通るビーム電流は一定であり、リフォーカス量は、露光用マスク１１０を通過するビームの電流にほぼ比例するので、露光用マスク１１０とこの位置での電子ビームの像とが重なりあう面積に比例した電圧、すなわち偏向器１０４，１０６での偏向量に応じた電圧が、リフォーカス量としてリフォーカスレンズの各電極に供給される。【００６５】
リフォーカス量を決定するために、次のようにしてビームエッジぼけ量を測定する。
すなわち、図８（ａ）に示すように、シリコンＳｉのウェーハ８１上に、シリコンＳｉよりも電子反射率が高いタンタル膜８２を形成しておく。偏向器１０４，１０６でビームを走査させて、電子ビーム８３がタンタル膜８２を横切るようにする。この際、照射点からの反射電子８４を電子検出器で検出する。そして、図８（ｂ）に示すような、電子検出量を求める。この電子検出量をビーム走査位置について微分して図８（ｃ）に示すような波形を取得し、その最大値が９０％から１０％まで変化する距離をビームエッジぼけ量δとして求める。【００６６】
このビームエッジぼけ量を最小にするように各電極に印加する電圧を調整し、Ｇ１〜Ｇ４を求める。【００６７】
上記の処理を２つの断面積の異なる電子ビームについて行う。【００６８】
次に、図９に示すように、電子ビームの断面積とリフォーカス量（リフォーカス係数Ｇ１〜Ｇ４）との関係を直線近似する。断面積がＳ１のときのリフォーカス係数がＧＳ１であり、断面積がＳ２のときのリフォーカス係数がＧＳ２であったとすれば、その２点を通る直線で断面積とリフォーカス係数との相関関係を求める。４つのリフォーカス係数について同様に相関関係を求める。これに基づき、任意形状のブロックパターンについてその面積からリフォーカス係数を決定する。【００６９】
（電子ビーム露光方法）
次に、上記した電子ビーム露光装置を使用した露光方法について説明する。【００７０】
電子ビーム露光をする際、露光マスクを選択する毎に電子ビームの焦点を調整するため、リフォーカス係数を決定する。【００７１】
リフォーカス係数は、図８及び図９を用いて説明したように、２つの異なる断面積の電子ビームについてビームぼけを測定し、そのビームぼけが最小になるようにリフォーカス係数Ｇ１からＧ４を決定する。【００７２】
照射される電子ビームの断面の面積は、露光データが記憶されている記憶部４１からサイズを抽出する。そのサイズに応じたリフォーカス係数Ｇ１からＧ４をかけて各電極に印加する電圧値を決定する。【００７３】
この電圧値の算出は、偏向器１０４，１０６に電圧を印加すると同時に行う。従来は、偏向器に電圧を印加して電圧が安定するまでの時間が５０[ｎｓ]であるにもかかわらず、リフォーカス電流の安定する時間が３００[ｎｓ]程度であったため、露光待ち時間がかかっていた。本実施形態では、静電電極に電圧を印加するため、焦点補正のための電圧の静定時間は５０[ｎｓ]と短く、電子ビームのサイズから各電極に印加する電圧値を決定するまでの時間を考慮しても露光待ち時間は１００[ｎｓ]程度となり、従来よりも３倍程、短時間で露光を開始することができ、露光スループットの向上を図ることが可能となる。【００７４】
以上説明したように、本実施形態では、電子ビームの焦点を調整するためのリフォーカスを行うために、静電電極で構成されるリフォーカスレンズを備えている。このリフォーカスレンズは、４重極レンズを３段重ねた構成にして、その間を通過する電子ビームが収束するようにしている。この場合、リフォーカスレンズを構成する各電極に印加する電圧を電子ビームの断面積に応じて調整するようにしている。これにより、電子ビームの断面積の大きさに応じて電子ビームの電子量が変化しても焦点を合わせることが可能になる。しかも、静電電極を用いて電圧を印加するだけで電界を調整するため、リフォーカスの速度を速くすることが可能になり、露光スループットを向上させることが可能となる。【００７５】
なお、本実施形態では、リフォーカスを行うためにリフォーカスレンズの各電極に印加する電圧が４つの値を用いる場合について説明したが、これに限らず、３段４重極レンズを構成する１２個の静電電極のそれぞれに別個に電圧を与えるようにしても良い。この場合には、より精度のよいリフォーカスを行うことが可能となる。【００７６】
また、本実施形態では、４重極レンズを３段重ねる構成のリフォーカスレンズについて説明したが、これに限らず、３段より多い段数で構成するようにしても良い。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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