(57)【要約】【課題】電子ビームリソグラフィシステムの電磁集束法を提供する。【解決手段】電子ビームリソグラフィシステムの真空チャンバ内で、エミッタからウェーハに所定パターンの電子ビームを投射するための電磁集束法であって、電磁気をフォーカシングするための初期条件を設定する第１工程と、エミッタから放出される電子の初期放出速度及び放出角度差による電子ビーム広がり現象を補正する第２工程と、電場と磁場とが平行ではなくして発生する電子ビームの偏移を補正する第３工程と、磁場の微小変位による電子ビームの偏移を補正する第４工程と、エミッタから放出された電子間のクーロン相互力による電子ビームの半径増大を補正する第５工程と、を含み、フォーカシング誤差が許容誤差範囲内にあるか否か確認し、許容誤差範囲を外れる場合、第１工程ないし第５工程を反復することを特徴とする電子ビームリソグラフィシステムの電磁集束法である。【選択図】図２
2006179890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームリソグラフィシステムの真空チャンバ内でエミッタからウェーハに所定パターンの電子ビームを投射するための電磁集束法において、
電磁集束するための初期条件を設定する第１工程と、
前記エミッタから放出される電子の初期放出速度及び放出角度差による電子ビーム広がり現象を補正する第２工程と、
電場と磁場とが平行でない場合に発生する電子ビームの偏移を補正する第３工程と、
磁場の微小変位による電子ビームの偏移を補正する第４工程と、
前記エミッタから放出された電子間のクーロン相互力による電子ビームのビーム径の増大を補正する第５工程と、を含み、
フォーカシング誤差が許容誤差範囲内にあるか否か確認し、前期フォーカシング誤差が前記許容誤差範囲内にない場合、前記第１工程ないし第５工程を反復することを特徴とする電磁集束法。
【請求項２】
前記第１工程は、前記エミッタから放出された電子が１回の螺旋形回転だけでウェーハに到達できるように、真空チャンバ内のパラメータを設定することによって行われることを特徴とする請求項１に記載の電磁集束法。
【請求項３】
前記真空チャンバ内で、真空チャンバ内の電極板に印加される加速電圧をＶ、電荷の電荷量をｑ、エミッタとウェーハとの間の距離をｄ、磁場の大きさをＢ、螺旋運動時の電子の回転半径をｒ、電子の質量をｍ、エミッタと水平な成分の電子の初期速度をｖｏ⊥、角速度をωとするとき、下記の数式（１）、
【数１】
2006179890.tif 000015
を満足することを特徴とする請求項２に記載の電磁集束法。
【請求項４】
前記第１工程は、電場と磁場とが平行であり、磁場の微小変位はなく、電子ビーム内の電子間にクーロン相互力がないと仮定した状態でなされることを特徴とする請求項２に記載の電磁集束法。
【請求項５】
前記第２工程で、エミッタ内の同じ位置から放出された電子がウェーハに投射された領域の半径をＲｃｄ、光の速度をｃ、電子の電荷量をｅ、電子の初期速度をＶ０、電子の放出角度をα、加速電圧をＶ、電子の質量をｍ、磁場の強度をＢ、エミッタとウェーハとの間の距離をｄとするとき、数式（２）、
【数２】
2006179890.tif 000016
を適用して、Ｒｃｄを最小化するための条件を求め、このとき、電場と磁場とが平行であり、磁場の微小変位はなく、電子ビーム内の電子間にクーロン相互力がないと仮定することを特徴とする請求項１に記載の電磁集束法。
【請求項６】
前記Ｒｃｄ値は、ウェーハに形成されるパターンの線幅と１０％以下の差になるように調節されることを特徴とする請求項５に記載の電磁集束法。
【請求項７】
前記第３工程で、電場と磁場との間の角度をβ、電子ビームの偏移距離をΔ、ウェーハとエミッタとの間の距離をｄ、螺旋運動する電子の回転半径をＲ、電子の電荷量をｅ、磁場の強度をＢ、光の速度をｃ、電子の質量をｍ、加速電圧をＶとするとき、数式（３）と、
【数３】
2006179890.tif 000017
数式（４）と、
【数４】
2006179890.tif 000018
を適用し、前記電子ビームの偏移距離Δを最小化するための条件を求めることを特徴とする請求項１に記載の電磁集束法。
【請求項８】
前記電子ビームの偏移距離Δが、ウェーハに形成されるパターンの線幅の１０％以下になるように調節されることを特徴とする請求項８に記載の電磁集束法。
【請求項９】
前記第４工程で、電子ビームの偏移距離をΔＲ２、電子の移動経路に垂直な成分の初期速度をｖ０⊥、エミッタの位置での初期磁場の大きさはＢ０、電子の質量をｍ、光の速度をｃ、電子の電荷量をｅ、加速電圧をＶ、磁場の強度をＢ、エミッタとウェーハとの間の距離をｄとするとき、磁場の微小変位による電子ビームの偏移距離は、数式（５）、
【数５】
2006179890.tif 000019
から求めることができ、
前記数式（５）からΔＲ２を最小化させる条件を探して適用することにより、磁場の微小変位による電子ビームの偏移を最小化させることを特徴とする請求項１に記載の電磁集束法。
【請求項１０】
前記電子ビームの偏移距離ΔＲ２が、ウェーハに形成されるパターンの線幅の１０％以下になるように調節されることを特徴とする請求項９に記載の電磁集束法。
【請求項１１】
前記第５工程で、クーロン相互力によるビーム径の増大分をΔＲ１、初期の電子ビームビーム径をＲ１、エミッタの放出電流をＩ、加速電圧をＶ、電子の電荷量をｅ、電子の質量をｍ、エミッタとウェーハとの間の距離をｄとするとき、電子間のクーロン相互力による電子ビームのビーム径増大分は、数式（６）、
【数６】
2006179890.tif 000020
から求めることができ、
前記数式（６）を利用してビーム径の増大を最小化するための条件を探して適用することにより、クーロン相互力によるビーム径の増大を最小化させることを特徴とする請求項１に記載の電磁集束法。
【請求項１２】
前記クーロン相互力によるビーム径の増大分ΔＲ１が、ウェーハに形成されるパターンの線幅の１０％以下になるように調節されることを特徴とする請求項１１に記載の電磁集束法。
【請求項１３】
前記許容誤差範囲は、ウェーハに形成されるパターンの線幅の１０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の電磁集束法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームリソグラフィシステムの電磁集束法に係り、さらに詳細には、電子ビームリソグラフィシステムの真空チャンバ内で電場と磁場とが平行ではないとき、磁場の大きさが一定ではないとき及び電子ビーム間のクーロン相互引力が存在するときにも、正確に電子ビームをフォーカシング（ｆｏｃｕｓ）する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造工程において、基板の表面を所望のパターンに加工するためにさまざまな方式のリソグラフィ技術が利用される。従来には、光を使用する光リソグラフィが一般的に利用されてきたが、光リソグラフィで具現できる線幅には限界がある。従って、最近には、ナノ単位の線幅を有したさらに微細に集積された半導体集積回路を具現できる次世代リソグラフィ（ＮＧＬ：Ｎｅｘｔ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）技術が提案されている。かかるＮＧＬとしては、電子ビームリソグラフィ、イオンビームリソグラフィ、極紫外線リソグラフィ、および近接Ｘ線リソグラフィなどがある。
【０００３】
それらのうちで電子ビームリソグラフィシステムは、電子ビームを使用し、基板上に塗布された電子レジストを所望のパターンにパターニングするシステムである。前記電子ビームリソグラフィシステムは、装置の構成が比較的簡単であるだけではなく、大面積の電子ビームエミッタの具現が容易であるために、複雑な形態のパターンを一度に速やかにパターニングできるという長所がある。
【０００４】
図１は、かかる電子ビームリソグラフィシステムの構成が概略的に図示されている。
【０００５】
図１に図示されているように、前記電子ビームリソグラフィシステムは、ウェーハ３０の処理空間を取り囲む真空チャンバ１０を備えている。前記真空チャンバ１０の内部は、真空ポンプにより真空状態を保持している。前記真空チャンバ１０の内部には、電子ビームを放出する電子ビームエミッタ２０が設置されており、ウェーハ３０が電子ビームエミッタ２０に対して所定間隔をおいて対向するように配置される。前記電子ビームエミッタ２０の表面には、所定のパターンにパターニングされたマスク２１が設けられており、エミッタ２０から放出される電子ビームは、前記マスク２１により覆われていない部分を介して放出される。電子ビームは、ウェーハ３０の表面に塗布された電子レジスト３１をエミッタ２０の表面に形成されたパターンと同じパターン３２にパターニングする。前記ウェーハ３０は、真空チャンバ１０の内部のウェーハホルダ３５により支持される。
【０００６】
前記真空チャンバ１０の上側と下側とには、上部磁石５１と下部磁石５２とがそれぞれ設置されている。このように設置された上部磁石５１及び下部磁石５２は、真空チャンバ１０の内部に磁場を提供する。上部磁石５１及び下部磁石５２それぞれは、強磁性体からなるコア５１ａ，５２ａと、前記コア５１ａ，５２ａの外周に巻かれたコイル５１ｂ，５２ｂとからなる。また、前記真空チャンバ１０の天井壁と底面とを貫通し、上部ポールピース５３及び下部ポールピース５４がそれぞれ設置されている。前記上部ポールピース５３及び下部ポールピース５４は、それぞれ前記上部磁石５１のコア５１ａと下部磁石５２のコア５２ａとに磁気的に接触している。このように設置された前記上部ボールピース５３及び下部ポールピース５４は、前記上部磁石５１及び下部磁石５２により生成された磁束を真空チャンバ１０の内部に引き込む役割を果たす。
【０００７】
そして、前記真空チャンバ１０の内部には、前記エミッタ２０とウェーハ３０との間に電場を形成させるため、電極板４１，４２が設けられている。前記電極板４１，４２は、前記エミッタ２０とウェーハ３０それぞれの背面に配置されており、電源と連結されている。従って、エミッタ２０から放出された電子ビームは、前記磁石５１，５２及び電極板４１，４２により形成される磁場と電場との相互作用により、ウェーハ３０上の電子レジスト３１に移動する。
【０００８】
ところで、かかる電子ビームリソグラフィ装置で、エミッタ２０から放出された電子ビームを電子レジスト３１上の所望の位置に正確に誘導するためには、各部品が非常に精密に整列されていなければならず、電場と磁場とが一定に保持されていなければならない。しかし、装置の製造及び組立過程では、一般的にある程度の公差が発生してしまう。かかる公差が大きくなる場合、電場と磁場とが平行ではないか、または磁場の大きさがエミッタとウェーハとの間の距離によって順次増加または減少するなどの問題により、電子ビームが所望の位置に正確に到達できなくなる。また、電子ビームが大面積に放出される場合、電子間のクーロン力により互いに斥力が発生し、ビーム径がだんだんと大きくなる恐れがあるというような問題が発生する。かかる場合、電磁場の大きさなどを適切に調節して組立公差などによる誤差を補償せねばならない。しかし、従来には、そのための正確な基準が設けられておらず、電子ビームを正確にフォーカシングするのに時間が多くかかり、また正確度も低下してしまっていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、前述の従来の問題点を改善するためのものであり、電子ビームリソグラフィシステムの真空チャンバ内で、電場と磁場とが平行ではないとき、磁場の大きさが一定ではないとき及び電子ビーム間のクーロン相互引力が存在するときにも、正確に電子ビームをフォーカシングする方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一類型によれば、電子ビームリソグラフィシステムの真空チャンバ内で、エミッタからウェーハに所定パターンの電子ビームを投射するための電磁集束法は、電磁集束のための初期条件を設定する第１工程と、前記エミッタから放出される電子の初期放出速度及び放出角度差による電子ビーム広がり現象を補正する第２工程と、電場と磁場とが平行でない場合に発生する電子ビームの偏移を補正する第３工程と、磁場の微小変位による電子ビームの偏移を補正する第４工程と、前記エミッタから放出された電子間のクーロン相互力による電子ビームのビーム径の増大を補正する第５工程と、を含み、フォーカシング誤差が許容誤差範囲内にあるか否か確認し、前期フォーカシング誤差が前記許容誤差範囲内にない場合、前記第１工程ないし第５工程を反復することを特徴とする。ここで、前記許容誤差範囲は、ウェーハに形成されるパターンの線幅の１０％以下であることが望ましい。
【００１１】
本発明によれば、前記第１工程は、前記エミッタから放出された電子が１回の螺旋形回転だけでウェーハに到達できるように、真空チャンバ内のパラメータを設定することによって行われることを特徴とする。このとき、前記真空チャンバ内のパラメータは、真空チャンバ内の電極板に印加される加速電圧をＶ、電荷の電荷量をｑ、エミッタとウェーハとの間の距離をｄ、磁場の大きさをＢ、螺旋運動時の電子の回転半径をｒ、電子の質量をｍ、エミッタと水平な成分の電子の初期速度をｖｏ⊥、角速度をωとするとき、数式（１）、
【００１２】
【数１】
2006179890.tif 000003
【００１３】
を満足する。この場合、前記第１工程は、電場と磁場とが平行であり、磁場の微小変位はなく、電子ビーム内の電子間にクーロン相互力がないと仮定する。
【００１４】
また、本発明によれば、前記第２工程で、エミッタ内の同じ位置から放出された電子がウェーハに投射された領域の半径をＲｃｄ、光の速度をｃ、電子の電荷量をｅ、電子の初期速度をＶ０、電子の放出角度をα、加速電圧をＶ、電子の質量をｍ、磁場の強度をＢ、エミッタとウェーハとの間の距離をｄとするとき、数式（２）、
【００１５】
【数２】
2006179890.tif 000004
【００１６】
を適用して、Ｒｃｄを最小化するための条件を求め、電場と磁場とが平行であり、磁場の微小変位はなく、電子ビーム内の電子間にクーロン相互力がないと仮定する。このとき、前記Ｒｃｄ値は、ウェーハに形成されるパターンの線幅と１０％以下の差になるように調節される。
【００１７】
また、本発明によれば、前記第３工程で、電場と磁場との間の角度をβ、電子ビームの偏移距離をΔ、ウェーハとエミッタとの間の距離をｄ、螺旋運動する電子の回転半径をＲ、電子の電荷量をｅ、磁場の強度をＢ、光の速度をｃ、電子の質量をｍ、加速電圧をＶとするとき、数式（３）、
【００１８】
【数３】
2006179890.tif 000005
【００１９】
数式（４）と、
【００２０】
【数４】
2006179890.tif 000006
【００２１】
を適用し、前記電子ビームの偏移距離Δを最小化するための条件を求める。このとき、前記電子ビームの偏移距離Δが、ウェーハに形成されるパターンの線幅の１０％以下になるように調節されることが望ましい。
【００２２】
本発明によれば、前記第４工程で、電子ビームの偏移距離をΔＲ２、電子の移動経路に垂直な成分の初期速度をｖ０⊥、エミッタの位置での初期磁場の大きさはＢ０、電子の質量をｍ、光の速度をｃ、電子の電荷量をｅ、加速電圧をＶ、磁場の強度をＢ、エミッタとウェーハとの間の距離をｄとするとき、磁場の微小変位による電子ビームの偏移距離は、数式（５）、
【００２３】
【数５】
2006179890.tif 000007
【００２４】
から求めることができ、前記数式（５）からΔＲ２を最小化させる条件を探して適用することにより、磁場の微小変位による電子ビームの偏移を最小化させることを特徴とする。
【００２５】
本発明によれば、前記第５工程で、クーロン相互力によるビーム径の増大分をΔＲ１、初期の電子ビームビーム径をＲ１、エミッタの放出電流をＩ、加速電圧をＶ、電子の電荷量をｅ、電子の質量をｍ、エミッタとウェーハとの間の距離をｄとするとき、電子間のクーロン相互力による電子ビームのビーム径増大分は、数式（６）、
【００２６】
【数６】
2006179890.tif 000008
【００２７】
から求めることができ、前記数式（６）を利用してビーム径の増大を最小化するための条件を探して適用することにより、クーロン相互力によるビーム径の増大を最小化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、電子ビームリソグラフィシステムの真空チャンバ内で電場と磁場とが平行ではないとき、磁場の微小変位があるとき及び電子ビーム間のクーロン相互力が存在するときにも、正確に電子ビームをフォーカシングできる。特に、前記数式（１）から数式（６）を利用することにより、電子ビームを正確にフォーカシングするための最適の条件が簡単に求められるために、従来に比べて電子ビームのフォーカシングにかかる時間が短くなり、かつ正確度も高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、添付した図面を参照して、本発明の一実施形態による電子ビームリソグラフィシステムの電磁気フォーカシング法について詳細に説明する。
【００３０】
図２は、本発明によって電磁集束を行う方法を順次図示したフローチャートである。図２に図示されているように、まず、電磁集束を行うための初期条件を設定する（Ｓ１０）。すなわち、前述のさまざまな要因によるフォーカシング誤差を補正する前に、電子ビームによりウェーハに形成されるイメージ（ｉｍａｇｅ）を制御するため、さまざまなパラメータの値を所定の基準値に設定する。ウェーハに垂直に投射される電子の経路を決定するパラメータとしては、例えば、真空チャンバ内のパラメータとして、磁場の大きさ、電子の初期速度及び放出角度、磁場の微小変位、ウェーハとエミッタとの間の距離、加速電圧などがある。それらのうちから、直接制御することが容易である磁場の大きさ、加速電圧、ウェーハとエミッタとの間の距離などを所定の基準値に設定することが好ましい。
【００３１】
本発明の場合、図３に図示されているように、エミッタから放出された電子が１回の螺旋形回転だけでウェーハに到達できるように、エミッタとウェーハとの間の電場及び磁場の大きさ、エミッタとウェーハとの間の距離の値を定める。図３で、サイン波（ｓｉｎ−ｗａｖｅ）状の曲線で表示された矢印は、エミッタから放出された電子の移動経路である。図３には、たとえ電子の経路がサイン波の形態で図示されているとしても、それは三次元的な形態の運動を二次元的に図示することによる限界であり、実際には電子は、螺旋形の運動を行いつつウェーハに向かって進む。エミッタから放出された電子を１回の螺旋形回転だけでウェーハに到達させるためのさまざまなパラメータ間の関係は、次の数式（１）により求めることができる。
【００３２】
【数７】
2006179890.tif 000009
【００３３】
ここで、Ｖは真空チャンバ内の電極板に印加される加速電圧、ｑは電荷の電荷量、ｄはエミッタとウェーハとの間の距離、Ｂは磁場の大きさ、ｒは螺旋運動時の電子の回転半径、ｍは電子の質量である。前記回転半径ｒはエミッタと水平な成分の電子の初期速度ｖ０⊥と角速度ωとにより求めることができる。
【００３４】
前記パラメータの具体的な値は、実際に使用する電子ビームリソグラフィシステムの仕様によって変わる。そのとき、前記パラメータ値を初期化する過程では、前述のフォーカシング誤差を誘発する要因は考慮しない。すなわち、電場と磁場とが平行であり、磁場の微小変位はなく、電子ビーム内の電子間にクーロン相互力がないと仮定する。
【００３５】
次に、エミッタから放出される電子の初期速度及び放出角度がそれぞれの電子ごとに異なるために発生するウェーハでの広がり現象を補正する（Ｓ１２）。電子ビームの広がり現象とは、一般的に、エミッタ内の同じ位置から放出される電子は、相異なる初期速度及び放出角度を有し、エミッタ内の電子がいずれも同じ状態にあるわけではないため、エミッタ内の同じ位置から放出された電子がいずれもウェーハ内の同じ位置に投射されるわけではなく、一定の半径（以下、「電子の広がり半径」と称する。）の領域内で少しずつ異なる位置に投射される現象である。数式（２）は、かかる電子の広がり半径を表す。
【００３６】
【数８】
2006179890.tif 000010
【００３７】
ここで、Ｒｃｄはエミッタ内の同じ位置から放出された電子がウェーハに投射された領域の半径であり、ｃは光の速度、ｅは電子の電荷量、Ｖ０は電子の初期速度、αは電子の放出角度である。数式（２）を介して分かるように、Ｒｃｄの値をできる限り小さくすることによってかかる電子ビームの広がり現象を補正できる。そのためには、電子の初期速度Ｖ０及び放出角度αによる影響をできる限り小さくせねばならないので、Ｒｃｄが所定の値以下になるまで、磁場Ｂの値と加速電圧Ｖとを高めつつ、エミッタとウェーハとの間の距離ｄを短くする。特に、数式（２）を介して分かるように、Ｒｃｄの大きさは、磁場Ｂの大きさに大きく影響を受ける。ここで、Ｒｃｄの値は、できる限り小さいことが好ましいが、一般的に、ウェーハに形成されるパターンの線幅とほぼ１０％以下の差（許容誤差範囲）になるように調節する。この場合にも、前記パラメータ値を初期化する過程と同様に、前述のフォーカシング誤差を誘発する要因は考慮しない。
【００３８】
電場と磁場とが平行ではなくして発生するフォーカシング誤差を補正する（Ｓ１６）。電子ビームリソグラフィシステムで、真空チャンバ内のウェーハとエミッタは、上下部ポールピースと平行するように配置されねばならない。しかし、組立過程での公差により、ウェーハホルダ及びエミッタホルダが微細にゆがんでいるため、図４に図示されているように、電場Ｅと磁場Ｂは、所定の角度ずれている。この場合、エミッタから放出された電子は、ウェーハ上の意図されている位置に垂直に投射されえず、磁場に沿って所定の距離を移動してウェーハに到達する。
【００３９】
図５は、電場と磁場とが平行でない場合発生するオリジナルイメージ（ｏｒｉｇｉｎａｌ  ｉｍａｇｅ）の位置の移動距離と、電場と磁場との間の角度との関係を概略的に図示している。図５で、αはエミッタから電子が放出される瞬間の放出角度であり、βは電場と磁場との間の角度であり、Δはオリジナルイメージの移動距離を表し、ｄはウェーハとエミッタとの間の距離である。初期に、電子は、エミッタからαの角度で放出されるが、ウェーハに向かって移動する過程で磁場に沿って進むために、結局、βの角度でウェーハに入射する。従って、次の数式（３）のような関係が成立する。
【００４０】
【数９】
2006179890.tif 000011
【００４１】
前記数式（３）で、エミッタからウェーハに投射されたオリジナルイメージがどれほど位置移動を行ったかを測定すれば、電場と磁場との角度がどれほどずれているかを確認することができる。測定結果、電場と磁場とが平行ではないならば、磁場の大きさ、ウェーハとエミッタとの間の距離、加速電圧などを調節し、その影響を最小化しなければならない。それらの関係は、次の数式（４）から求めることができる。
【００４２】
【数１０】
2006179890.tif 000012
【００４３】
ここで、Ｒは螺旋運動する電子の回転半径であり、ｅは電子の電荷量、Ｂは磁場の強度、ｃは光の速度、ｄはウェーハとエミッタとの間の距離、ｍの電子の質量、Ｖは加速電圧、βは電場と磁場との間の角度である。前記数式（３）と数式（４）とを利用すれば、オリジナルイメージの移動距離Δを最小化するためのパラメータ間の関係を求めることができる。例えば、オリジナルイメージの移動距離Δが、ウェーハに形成されるパターンの線幅のほぼ１０％以下になるように、前記数式（３）及び数式（４）を利用し、適切な磁場の大きさ、ウェーハとエミッタとの間の距離及び加速電圧の大きさを求める。
【００４４】
もし、そのように電場と磁場とが平行ではないことによるフォーカシング誤差を補正したにもかかわらず、依然としてオリジナルイメージの偏り現象が発生するならば、磁場の微小変位が存在すると見ることができる。図６Ａ及び図６Ｂは、磁場の微小変位が存在する場合の電子の運動を概略的に図示する。図６Ａ及び図６Ｂに図示されているように、真空チャンバ内で磁場の大きさが少しずつ変化するならば、電子は、磁場の方向に沿って前進する一方、前進する過程で、磁場の微小変位方向（すなわち、ｇｒａｄ  Ｂベクトルの方向）に垂直な方向にだんだんと偏移する。その結果、電子ビームがウェーハに到達したときには、本来意図していたウェーハ上の位置から所定の距離移動するようになる。磁場の微小変位によるイメージの移動距離は、次の数式（５）から求めることができる。
【００４５】
【数１１】
2006179890.tif 000013
【００４６】
ここで、ΔＲ２は電子がウェーハに到着したとき、初期位置から外れた距離（すなわち、オリジナルイメージの移動距離）を表し、ｖ０⊥は電子の移動経路に垂直な成分の初期速度、Ｂ０はエミッタの位置での初期磁場の大きさである。従って、前記のような数式（５）を利用し、ΔＲ２を最小化させる条件を求めて適用することにより、磁場の微小変位による電子ビームの偏移を最小化させることができる（Ｓ１６）。この場合にも、例えば、磁場の微小変位によるイメージの移動距離ΔＲ２をウェーハに形成されるパターンの線幅のほぼ１０％以下にすることが好ましい。
【００４７】
一方、電子ビームが大面積に放出される場合、電子間のクーロン相互作用により互いに斥力が発生し、ビーム径がだんだんと大きくなる。図７は、エミッタから放出された電子ビームのビーム径が増大される現象を概略的に図示している。すなわち、エミッタから放出されるときの電子ビームのビーム径はＲであったが、ウェーハに到着するときには、Δほどビーム径が大きくなってＲ＋Δになる。かかるビーム径の増大分は、次の数式（６）から求めることができる。
【００４８】
【数１２】
2006179890.tif 000014
【００４９】
ここで、ΔＲ１はクーロン相互力によるビーム径の増大分を表し、Ｒ１は初期の電子ビームビーム径であり、Ｉはエミッタの放出電流を表す。
【００５０】
もし、前述した工程（Ｓ１０ないしＳ１６）を介し、既定のｄ（エミッタとウェーハとの間の距離）、Ｖ（加速電圧）、Ｂ（磁場の大きさ）値を適用して位置移動がない状態で、エミッタのオリジナルイメージのパターンより、ウェーハでのイメージのパターンが大きくなっているとするなら、クーロン相互力が大きく作用していると見ることができる。その場合、前記の数式（６）を利用し、ビーム径の増大を最小化するための条件を探して適用する（Ｓ１８）。その場合にもやはり、クーロン相互力によるビーム径の増大分ΔＲ１を、ウェーハに形成されるパターンの線幅のほぼ１０％以下にすることが好ましい。
【００５１】
上記の過程がいずれも完了した後には、最終的にウェーハに形成されるパターンが最大許容誤差範囲内にあるように、電子ビームがフォーカシングされているか否かを確認する（Ｓ１９）。例えば、フォーカシング誤差が、ウェーハに形成されるパターンの線幅のほぼ１０％以下ならば、前述の原因による誤差が適切に補正されていると判断し、補正作業を終了する（Ｓ２０）。しかし、かかる最大許容誤差範囲を外れるならば、許容誤差範囲に入るまで前述の工程Ｓ１０からＳ１８までの補正過程を反復する。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、電子ビームリソグラフィシステムで電磁集束を最適に行う場合に利用され、例えば、半導体の製造工程に効果的に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】電子ビームリソグラフィシステムの一般的な構成を概略的に図示する断面図である。
【図２】本発明によって電磁集束を行う方法を順次図示した順序図である。
【図３】ウェーハから放出された電子の螺旋形移動経路を概略的に図示する図面である。
【図４】真空チャンバ内で電場と磁場とが平行ではない状態を図示する図面である。
【図５】電場と磁場とが平行ではない場合に発生するオリジナルイメージの位置移動距離と、電場と磁場との間の角度との関係を概略的に図示する図面である。
【図６Ａ】磁場の微小変位が存在する場合の電子の運動を概略的に図示する図面である。
【図６Ｂ】磁場の微小変位が存在する場合の電子の運動を概略的に図示する図面である。
【図７】エミッタから放出された電子ビームのビーム径が増大される現象を概略的に図示する図面である。
【符号の説明】
【００５４】
１０    真空チャンバ、
２０    電子ビームエミッタ、
２１    マスク、
３０    ウェーハ、
３１    電子レジスト、
３２    パターン、
３５    ウェーハホルダ、
４１，４２    電極板、
５１，５２    磁石、
５１ａ，５２ａ    コア、
５１ｂ，５２ｂ    コイル、
５３    上部ポールピース、
５４    下部ポールピース。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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