(57)【要約】【課題】本発明は、電子ビーム描画装置において、電子ビームの試料上の照射位置をリアルタイムに検出するようにして、再補正のタイミングや異常の検出を可能とし、信頼性を向上させるとともに、スループットを高める効果を得ることを目的とする。【解決手段】本発明は、電子ビームが発生する磁場により起電力を誘起する測定子と、前記測定子が誘起した起電力より前記電子ビームの位置を求める演算装置と、求めた前記電子ビームの位置に基づいて前記電子ビームの偏向を制御する制御装置とを備えたものである。【選択図】図１
2006339405.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームが発生する磁場により起電力を誘起する測定子と、前記測定子が誘起した起電力より前記電子ビームの位置を求める演算装置と、求めた前記電子ビームの位置に基づいて前記電子ビームの偏向を制御する制御装置とを備えたことを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項２】
請求項１記載の電子ビーム描画装置において、
前記電子ビームの位置を表示する表示装置を備えたことを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項３】
請求項１記載の電子ビーム描画装置において、
前記電子ビームの偏向前の光軸である基準軸に対して同心円状の複数箇所、及び前記基準軸に対して一定距離だけ離れ、かつ位置の異なる複数箇所に前記測定子が配置され、
前記演算装置は、それぞれの前記測定子に誘起された起電力を比較して前記電子ビームの位置を計算することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項４】
請求項１記載の電子ビーム描画装置において、
前記電子ビームの断面形状を成形する開口部材と、前記開口部材により成形された電子ビームの形状のうちのひとつを基準とし該電子ビームの複数の位置における起電力に基づく電流値のテーブルを記憶する記憶装置とを備え、
前記演算装置は、電子ビームを試料へ照射して描画しながら前記測定子に誘起された起電力に基づく電流値と前記テーブルの電流値とを比較し、差分値が予め定められた閾値を超えた場合には、閾値を越えた分の電流値に対応する位置ずれの補正量を演算することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項５】
請求項２記載の電子ビーム描画装置において、
前記演算装置は、前記制御装置によって制御される前記電子ビームの位置と前記電子ビームの実測された位置とを比較して、両者の位置ずれを求めることを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項６】
請求項５記載の電子ビーム描画装置において、
前記表示装置は前記位置ずれが発生したときには位置ずれの発生を表示するとともに、前記演算装置は該位置ずれを記憶する記憶装置を備えることを特徴とする電子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム描画装置において、電子ビームの位置を間接的にリアルタイムで検出する為の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子ビーム描画装置は、偏向器に所定の電圧あるいは電流を印加し、半導体ウエハーやマスク等試料面の所定の位置に所定の形状をもった電子ビームのショットを次々と照射することで回路パターンを描画する装置である。
【０００３】
このうち、半導体集積回路装置などの製造に用いられる多くの電子ビーム描画装置は、電子ビームで凹凸形状のマークを走査照射することにより、照射個所から発生する反射電子あるいは二次電子を、反射電子検出器や二次電子検出器を用いて検出し、その信号を電算機処理することで電子ビームの寸法と照射位置を測定する構成を有している（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
電子ビームで試料に描画する間に、定期的に上記マークの検出をし、電子ビームの寸法と照射位置を測定する。この測定のタイミングについては、あらかじめ測定した複数の電子ビームドリフトのグラフから傾向を数式化し、そこから算出された時間ごとに再測定を行う技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
しかしこの対応ではあくまで予測の域を免れない。例えば、試料に描画するパターン形状が変わった場合、パターンの実装密度の違いによりチャージアップ量が異なる為、電子ビームのドリフト変化量が変わる。
【０００６】
すると、事前に用意したグラフから割り出したタイミングで再補正を行ったときにはドリフト量が限度を越えてしまい、その描画は不良になってしまう。あるいは、再補正のタイミングが早すぎる場合は、無駄な時間を増やすことになり、描画は正常であっても著しくスループットを損なう可能性もある。
【０００７】
あるいは、すべての描画パターンに対してあらかじめ数式化しておく場合は、パターンの数を考えるとはきわめて非効率的である。あるいは、すべての描画パターンに対してあらかじめ数式化しておいたとしても、突発的な電子ビーム位置ずれには対応できず、描画終了後の検査にて描画不良が発覚することになる。
【０００８】
すると、それまでの描画時間が無駄になってしまうだけでなく、原因推定に多くの時間を割かなければならない。また、もしこの検査が全数検査では無く抜き取り検査であった場合、多くの不良を出してしまうことになる。
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２１６０７６号公報。
【００１０】
【特許文献２】特開平１１−００８１７１号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
従来技術の問題点として以下のことがあげられる。
【００１２】
（１）．リアルタイムな補正ができず、ある予測の基に補正を行うため、補正誤差が発生したり、無駄な補正時間が発生する。
【００１３】
（２）．突発的な異常に対して、その原因を知ることが困難である。
【００１４】
本発明は、電子ビーム描画装置において、電子ビームの試料上の照射位置をリアルタイムに検出するようにして、再補正のタイミングや異常の検出を可能とし、信頼性を向上させるとともに、スループットを高める効果を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の実施態様は、電子ビームが発生する磁場により起電力を誘起する測定子と、前記測定子が誘起した起電力より前記電子ビームの位置を求める演算装置と、求めた前記電子ビームの位置に基づいて前記電子ビームの偏向を制御する制御装置とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電子ビーム描画装置によれば、電子ビームの試料上の照射位置をリアルタイムで検出するようにして、再補正のタイミングや異常の検出が可能となり、信頼性が向上するとともに、スループットを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
はじめに、原理を説明する。電子ビームを照射するときに発生する磁場を計測することで、直接電子ビームに触れることなく、電子ビームの電流量や電子ビームの中心位置を求めることが出来る。
【００１８】
図２は、電子ビームの磁場を測定する原理を示す概念図である。
【００１９】
電子ビームの基準軸に対し、距離ｒだけ離れた場所に、電子ビームにより発生する磁場Ｈに鎖交するように導体で輪を作り測定子２１０とする。通常、導体の輪の法線は、電子ビームによる発生する磁束の方向に等しくする。電子ビームの電流量Ｉと導体の輪に差交する磁束密度Ｂには下記関係が生じる。ここで、μは透磁率である。
【００２０】
Ｂ＝μＩ／２πｒ                                        ・・・数式１
また、測定子２１０には起電力Ｕが誘起される。ここで、φは磁束であり、ｄ／ｄｔは時間微分を示す。
【００２１】
Ｕ＝−ｄφ／ｄｔ                                        ・・・数式２
この関係式から、電子ビームの電流量に比例した起電力Ｕが求まる。
【００２２】
上記測定子２１０を、電子ビームの基準軸に対し同心円状の複数箇所、及び距離ｒの異なった複数箇所に配置し、それぞれの起電力を求め比較することで、電子ビームの位置を計算することが可能である。
【００２３】
また、成形された電子ビームであれば、電子ビームの形状があらかじめわかっているので、より正確な電子ビーム位置を求めることが出来る。さらに、ロゴスキーコイルのように、電子ビームの形状によらず電流値を計測できる検出器の測定結果を合わせることで、計算の精度を高めることが可能である。
【００２４】
これらの機能を使用し、あらかじめ基準となる電子ビーム形状と位置における各電流値を測定してテーブルを作成しておく。実際に試料を描画する際、電子ビームを照射する条件に対する電流測定値を、テーブルのデータと逐次比較する。ドリフト量がある一定値を越えたら、その分の補正量を加算するか絶対補正を行う。それにより、最適タイミングでの補正が可能になり、無駄な補正時間が不要になる。
【００２５】
突発的な電子ビームの位置ずれ（いわゆるショットずれ）が起きたら異常信号を発生し、試料の描画不良を明確に出来る。また、それらの履歴を残しておくことで、描画不良発生時に電子ビームの問題なのかステージの問題なのか原因の究明に利用可能である。
【００２６】
以下、図面を用いて、本発明の実施態様を説明する。
【００２７】
（第一の実施例）図１に、電子ビーム描画装置の縦断面を示す。
【００２８】
この電子ビーム描画装置は、試料にパターンを露光処理する電子光学カラム部分１００と、この電子光学カラムを制御する制御部分１２４を備える。
【００２９】
電子光学カラム部分１００は、試料に照射する電子ビームを発生する電子銃１０１と、発生した電子ビームを偏向して遮断を行なうブランキング電極１０２と、成形レンズ１０５、縮小レンズ１１１、回転レンズ１０８、対物レンズ１１５からなる電子レンズ群と、電子ビーム寸法を制御する成形偏向器１０７と、電子ビーム形状を制御する転写偏向器１０６と、成形電子ビーム軸調整用のアライナー偏向器１１０と、露光位置決めのための対物偏向器１１２とを備える。
【００３０】
また、電子光学カラム部分１００の下には、試料を載置する試料ステージ１２２と、合わせマークや電子ビーム自身の位置の計測に用いる反射電子計測系１４１と、電子ビーム形状の観察及び電子ビーム寸法や電子ビームのぼけ量の計測のためのナイフエッヂまたはクロスワイヤ付き電子ビーム電流系１４０と、試料面高さ計測系１４３と、試料ステージ座標計測用のレーザ干渉測長系１４２とを備える。また、試料ステージに試料を運ぶためのローダ１２３を有する。
【００３１】
電子銃１０１より照射した電子ビームは、ブランキング電極１０２及びブランキングアパーチャー１０３を通過する。ブランキング電極１０２に電圧を印加して電子ビームの軌道を曲げると、電子ビームは、ブランキングアパーチャー１０３を通過することができず、試料に到達しない。
【００３２】
従って、ブランキング電極１０２により、電子ビームの試料への照射、非照射を制御することが可能である。
【００３３】
ブランキング電極１０２を通過した電子ビームは、第一成形開口部１０４、成形レンズ１０５及び回転レンズ１０８により、電子ビームを第二成形開口部１０９に所定の回転角度で結像させる。
【００３４】
また４極の成形偏向器１０７、８極の転写偏向器１０６により電子ビームを成形する。発生した成形電子ビームは縮小レンズ１１１と回転レンズ１０８により回転角度を整えながら数十分の一に縮小し、対物レンズ１１５に入射する。
【００３５】
対物レンズ１１５に入射する成形電子ビームは、アライナー偏向器１１０により、成形電子ビームの軸を電子光学カラムの中心軸線と平行になるように調整することが可能である。
【００３６】
軸調整を行った成形電子ビームは、対物レンズ１１５により試料ステージ上に成形電子ビームの像を形成する。露光位置決めを行なう対物偏向器１１２は、８極の主偏向器１１３と８極の副偏向器１１４を有する。
【００３７】
一回のショットで露光できる領域（サブフィールド）の位置決めを副偏向器１１４で行い、複数のサブフィールドをまとめた大きな領域（フィールド）の位置決めを主偏向器１１３で行なう。露光の精度や位置決め速度の高速化のために、第３の対物偏向器を使い、フィールドを複数まとめた領域を偏向することも可能である。
【００３８】
制御部分１２４は、主制御系１２５と、各レンズや偏向器を制御するアナログ制御系１２７と、そのアナログ制御系１２７に渡す制御データを作成するデータ制御系１２６と、試料ステージ等の機構部を制御する機構制御系１２９と、信号処理系１２８を備える。
【００３９】
主制御系１２５には、例えばコンピュータ等の演算装置を備えたワークステーションを使用して全体の制御を統括し、また大容量ディスクを接続することで多くのデータ処理、信号処理を可能とする。また大容量記憶装置を接続することで多くのデータを保持することが可能である。
【００４０】
アナログ制御系１２７は、ブランキング電極２２０に制御電圧を印加するためのアナログブランキング制御部１３０、成形偏向器１０７に制御電圧を印加するためのアナログ成形偏向制御部１３１、転写偏向器１０６に制御電圧を印加するためのアナログ転写偏向制御部１３２、主偏向器１１３に制御電圧を印加するためのアナログ主偏向制御部１３３、副偏向器１１４に制御電圧を印加するためのアナログ副偏向制御部１３４とアナログ追従偏向制御部１３５を備える。
【００４１】
さらにアナログ制御系１２７は、電子ビームの絞り具合を調整するための成形レンズコイルに流す電流を制御するためのアナログ成形レンズ制御部１３６、電子ビーム輸送中に周囲の電磁界による影響で回転してしまう電子ビームの回転角度を調整するための回転レンズコイルに流す電流を制御するためのアナログ回転レンズ制御部１３７、成形電子ビームの縮小率を調整する縮小レンズコイルに流す電流を制御するためのアナログ縮小レンズ制御部１３８、試料上に成形電子ビームの焦点を絞る対物レンズコイルに流す電流を制御するためのアナログ対物レンズ制御部１３９を備えて構成されている。
【００４２】
これらアナログ制御系１２７はデータ制御系１２６からのデジタルデータ転送により制御されており、さらにデータ制御系１２６は主制御系１２５からの指令に基づき制御されることで、主制御系１２５から自在に電子ビームを制御することが可能となっている。
【００４３】
機構制御系１２９は、試料ステージ１２２の移動、位置決めを制御するステージ制御部５１０と、試料ステージに試料を運ぶためのローダを制御するローダ制御部１４５と、試料面高さ計測器１１６と、試料ステージ座標計測用のレーザ干渉測長器１１７とを備える。
【００４４】
信号処理系１２８は、合わせマークや電子ビーム自身の位置を計測するために試料ステージの近傍に配置した反射電子検出器１１８と、電子ビーム形状の観察及び電子ビーム寸法や電子ビームのぼけ量を計測するためのナイフエッヂ検出部１１９と、電流値を計測するファラデーカップ１２０とを備える。
【００４５】
描画は以下のような手順に従う。
【００４６】
まず、主制御系１２５から試料上に描画する図形のパターンデータがデータ制御系１２６に転送される。データ制御系１２６においてはそのパターンデータを電子ビーム制御データに変換し、アナログ制御系１２７に転送する。
【００４７】
アナログ制御系１２７はその制御データにしたがって、アナログ成形偏向制御部１３１、アナログ転写偏向制御部１３２によって成形偏向器１０７および転写偏向器１０６に、アナログ主偏向制御部１３３によって主偏向器１１３に、アナログ副偏向制御部１３４とアナログ追従偏向制御部１３５を加算したデータによって副偏向器１１４に、順次電圧信号を印加する。同時に、ステージ制御部１２９により試料ステージ１２２を描画位置に移動、位置決めする。
【００４８】
試料ステージ１２２は、あらかじめ試料面高さ計測器１１６により高さ方向の補正と、試料ステージ座標計測用のレーザ干渉測長器１１７により位置精度の補正がなされている。
【００４９】
各偏向器の印加電圧が整定し、かつ試料ステージが目的の位置に到達すると、電子ビームはアナログブランキング制御部１３０の電気信号により制御されたブランキング電極１０２及びブランキングアパーチャー１０３を通過し、試料上に照射する。
【００５０】
露光が終了すると、ブランキング電極によって電子ビームをオフして、各偏向の印加電圧変更を行なう。その間も試料ステージは連続して移動をしており、次の目的位置に到達すると、再度アナログブランキング制御部１３０の電気信号によりブランキング電極１０２を制御して、電子ビームを試料上に照射する。
【００５１】
このように、電子ビーム条件を整える間に試料ステージを動かすことでスループットの高速化を図り、またそれを繰り返すことで試料上の所定の位置に所定の形状をした電子ビームを次々と照射することができる。
【００５２】
信号処理系１２８は、主に電子ビーム系の較正に使用される。
【００５３】
反射電子検出器１１８は、試料ステージ１２２上の校正用マーク１２１に電子ビームが照射されたときに生じる反射電子を検知する。試料ステージを所定の位置に固定し、対物偏向器１１２により複数の校正用マーク１２１上に電子ビームを照射させ、その時の反射電子を反射電子検出器１１８で検出することで、電子ビームの位置を確認する。
【００５４】
ナイフエッヂまたはクロスワイヤ付き電子ビーム電流系１４０は、ナイフエッヂ検出部１１９上を電子ビーム走査し、ナイフエッヂを横切ったときのファラデーカップの信号波形から、電子ビームの形状の観察及び電子ビーム寸法や電子ビームのぼけ量を確認する。
【００５５】
次に電流検出の詳細構成について図２を用いて説明する。
【００５６】
電子ビームの電流路２００である基準軸に対して距離ｒ離れた場所に、電子ビームにより発生する磁界２０１に鎖交するように導体で輪を作り測定子２１０とする。通常、導体の輪の法線は、電子ビームによる発生する磁束の方向に等しくする。電子ビームの電流量Ｉと測定子２１０に誘起する起電力Ｕとの関係は、以下の式となり、検出器２１１の計測値から電流量Ｉを求めることができる。
【００５７】
Ｉ＝Ａ∫Ｕｄｔ                                                  ・・・数式３
比例係数Ａ＝ｆ（電子ビームとの距離、電子ビームの形状、測定子形状）・・・数式４
測定子２１０と検出器２１１の間のケーブルは、経路で余分な磁束を検出しないように同軸ケーブルを使ってもよい。
【００５８】
比例係数Ａは、装置内の条件やマークの検出、及び電子ビームにより発生する磁場を利用して電流を測定するロゴスキーコイルなどにより、あらかじめ、電子ビームの位置や形状及び電流値に対する相対関係を記録して、テーブルを作成しておく。主偏向及び副偏向によるエリア全てを実測データでカバーできない場合は、実測データから内挿して計算した値を使ってテーブルを埋めておく。
【００５９】
測定子２１０の位置は、最終的に試料に入射する電子ビームの位置を反映するためには対物偏向器１１２より試料側に配置することが望ましいが、当該関係式を厳密に反映するためには、あまり試料に近づけすぎてもいけない。
【００６０】
例えば、図１に示した測定子２１０ａの位置のように、電子ビームの位置の検出をアライナー偏向器１１０の補正を目的にするのであれば、アライナー偏向器１１０より試料側でもかまわない。例えば、図１に示した測定子２１０ｂの位置のように、成形偏向器１０７と転写偏向器１０６による電子ビーム位置ずれを検出することが目的であれば、成形偏向器１０７および転写偏向器１０６の試料側であってもかまわない。例えば、図１に示した測定子２１０ｃの位置のように、測定子２１０を電子ビームの基準軸に対し同心円状の複数箇所、及び距離ｒの異なった複数箇所に配置することで、電子ビームの位置をより正確に計算することが可能である。
【００６１】
測定子２１０の数は、配置の物理的制約やコスト的制約が許す限り多いほうが、位置検出の精度をあげるためには良い。
【００６２】
電流検出器１８０の位置は、電子ビームが通る場所であればどこでもよい。ブランキング電極２２０により電子ビームのオン・オフがなされるが、電子ビームがオフしたときに測定に影響が出ない位置、たとえば対物偏向器１１２の直上のように電子ビームダンプより試料側が望ましい。
【００６３】
上述した検出方法は、磁場を利用するため、電子ビームで発生する磁場以外を検出しないようにする目的で磁気シールドを併用することもある。あるいは別途磁場発生源を設け、不要な磁場をキャンセルしてもよい。
【００６４】
あるいは、事前に周囲の磁場およびその変動分を測定して置き、測定したデータに対しオフセットするなどデータを加工する方法もある。電磁偏向器にて電子ビームの偏向位置を制御する構成をとる電子ビーム描画装置においては、電磁偏向器周辺の磁場をシールド、あるいはキャンセル、あるいはオフセット量としてデータの一部にするという方法が必要になる。
【００６５】
電子ビームの形状は、成形偏向器１０７により、あるパターン化された幾何学形状に成形される。この形状を電子ビーム位置検出に反映するためには、電子ビームを成形偏向器１０７に通す前の状態での電子ビーム形状と電子ビーム中心位置あるいは重心位置から半径方向の電流密度分布を求めておく。
【００６６】
電子ビームの断面積が円形であり、かつ電子ビームの半径が測定子２１０までの距離ｒに対して十分小さければ、また成形偏向器１０７で成形される電子ビーム形状の大きさが電流密度分布に対して十分に小さければ、測定子２１０で検出された値から電子ビーム位置を求めるのは容易である。
【００６７】
しかし、成形偏向器１０７で成形される形状の多くは、多角形の形状をなしている。この形状における電子ビーム中心位置を求めるためには、断面積形状を三角形あるいは四角形のような単純化した形状の組み合わせとみなし、その形状のメッシュに分割した上で、各形状の重心位置と測定子２１０までの距離を計算する。
【００６８】
また、事前に測定した電流密度分布を基に、単純化した各部分の電流密度比を決めておく。成形偏向器で成形される電子ビーム形状の大きさが電流密度分布に対して十分に小さければ、電子ビーム断面形状における単純化した組み合わせ形状の各部分の電流密度比はすべて１とし、各部分に流れる電流により、測定子に鎖交する磁束は、電流路と測定子の距離ｒにのみ依存し計算できる。
【００６９】
図３、図４は電子ビームが成形された後の平面断面形状を示す平面図である。図３では、成形された電子ビームの断面形状が四角形であるので四角形のメッシュに４分割し、それぞれをメッシュ３１１，３１２，３１３，３１４とする。また、測定子３１０との距離をそれぞれ距離ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４とする。各メッシュの電流密度が等しいとすると、数式（４）の比例係数Ａは下記式に比例する。
【００７０】
（ｒ１）−１＋（ｒ２）−１＋（ｒ３）−１＋（ｒ４）−１      ・・・数式５
各部分の電流密度比が無視できない場合、測定子に鎖交する磁束は、電流路と測定子の距離ｒ及び電流路の電流密度比を考慮して計算する。図４に、その例を示す。成形された電子ビーム断面形状が三角形であるので三角形のメッシュに分割し、それぞれをメッシュ３１１，３１２，３１３，３１４とする。また、測定子３１０との距離をそれぞれ距離ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｒ４とする。各メッシュの電流密度の比が２：１：１：１とすると、前述の数式４の比例係数Ａは下記式に比例する。
【００７１】
２×（ｒ１）−１＋（ｒ２）−１＋（ｒ３）−１＋（ｒ４）−１      ・・・数式６
（第二の実施例）
第一の実施例で説明した装置において、測定子２１０により電子ビームの形状によらず検出した電子ビームの位置は、対物偏向器１１２で位置決め制御を行う。主制御系１２５からデータ制御系１２６を通じて送られてきたデータを、アナログ制御系１２７により具体的な電気量に変換し、対物偏向器１１２で位置決め制御を行う。検出したデータにより電子ビームを制御するため、検出したデータを主制御系１２５や、あるいはデータ制御系１２６に送る。また、制御遅れが描画不良に起因する場合は、検出データをアナログ制御系１２７に送り早い制御をすることも可能である。
【００７２】
（第三の実施例）
第一の実施例で説明した装置において、ロゴスキーコイルのように電流路によらず全電流を測定できる手段を用いることで、描画中にも経時的に変化する電流値をリアルタイムで測定することも可能である。検出した電子ビームの電流値のデータは、主制御系１２５に送られて、電子銃１０１の制御に反映される。
【００７３】
（第四の実施例）
第一の実施例で説明した装置において、測定子２１０には電子ビームの電流値の経時変化も反映される。
【００７４】
例えば、電子ビームが測定子から離れる方向に動けば、測定子２１０で検出する磁場は減少する。また電子ビームの位置が変わらなくても、電子ビームの電流値自身が減少すれば、同じ測定子２１０で検出する磁場も減少する。ロゴスキーコイルのように電流路によらず全電流を測定できる手段を用いて相互に確認することで、電子ビーム電流値自身の影響を受けずに位置測定することも可能である。
【００７５】
検出したデータにより電子ビームを制御するため、検出したデータは主制御系１２５に送られる。このデータを基に、露光精度や露光量を勘案して位置の制御を調整するか電子ビームの電流値を調整するか判断し、適宜対物偏向器１１２や電子銃１０１の制御に反映する。
【００７６】
（第五の実施例）
図５、図６は制御の概略を示すフローチャートである。
【００７７】
図５において、描画が開始されると（ステップ５０１）、ブランキング電極１０２によりパルス化した電子ビームを照射したときの電子ビーム条件データをデータ制御系１２６にセットし（ステップ５０２）、電子ビームを試料へ照射して描画し（ステップ５０３）、描画中に測定子２１０で電子ビームの位置を計測し（ステップ５０４）、描画が終了していないならば（ステップ５０５）、電子ビーム条件データに基づく電子ビームの位置と測定子２１０で計測したデータとを比較し、電子ビームの位置ずれを求め補正量を計算する（ステップ５０６）。
【００７８】
この補正量計算は電子ビーム条件データの毎ショットごとに行われる。そしてこの結果を主制御系１２５、データ制御系１２６、アナログ制御系１２７等にフィ−ドバックして、リアルタイムにずれ量を補正することができる。
【００７９】
あるいは、フィードバック制御でなく、ずれ量から一次または二次の近似曲線を求めてフィードフォワード制御を行ってもよい。近似曲線が許容範囲を超える直前、例えば１〜数ショット前に、マークの検出による再補正を行うか、あるいは従来の補正値から計算で新しい補正値を求めて、補正量を変えていく。
【００８０】
この補正量計算（ステップ５０６）からデータセット（ステップ５０２）を描画が終了するまで繰り返す（ステップ５０７）。
【００８１】
将来、描画データの寸法の微細化や描画技術の高精度化によって、ショット間隔が短くなるような場合は、位置ずれ量の計算を上記のようにショット毎でなく、数ショット毎に行うようにする。この場合、再補正を行うタイミングを早くしなければならない。
【００８２】
図６は図５の実施例に対して位置ずれの傾向を考慮した実施例のフローチャートである。
【００８３】
図６において、描画が開始されると（ステップ６０１）、ブランキング電極１０２によりパルス化した電子ビームを照射したときの電子ビーム条件データをデータ制御系１２６にセットし（ステップ６０２）、電子ビームを試料へ照射して描画し（ステップ６０３）、描画中に測定子２１０で電子ビームの位置を計測し（ステップ６０４）、描画が終了していないならば（ステップ６０５）、電子ビーム条件データに基づく電子ビームの位置と測定子２１０で計測したデータとを比較し、電子ビームの位置ずれを求める。
【００８４】
初回は位置ずれを記憶し、２回目からは位置ずれの増減から傾向を計算する（ステップ６０６）。位置ずれの傾向から補正が必要か否かを判断し（ステップ６０７）、不要ならばステップ６０３へ戻り、必要ならば求めた位置ずれから補正量を計算する（ステップ６０８）。
【００８５】
位置ずれ量あるいは補正量が予め定められた閾値より大きく、電子ビームの制御データの補正だけでは誤差が大きく見込まれる場合は、試料、試料保持具、試料ステージ等に設けられた位置決め用の校正用マーク１２１に電子ビームを照射し信号を取得することによってこの校正用マーク１２１を検出し、位置データの基準をリセットし直す。
【００８６】
このような校正用マーク１２１の検出が必要でない場合はステップ６０２へ戻り（ステップ６０９）、必要な場合は位置決め用マークを検出し（ステップ６１０）、ステップ６０２へ戻る。
【００８７】
上記補正量計算は電子ビーム条件データの毎ショットごとに行われる。そしてこの結果を主制御系１２５、データ制御系１２６、アナログ制御系１２７等にフィ−ドバックして、リアルタイムにずれ量を補正することができる。
【００８８】
あるいは、フィードバック制御でなく、ずれ量から一次または二次の近似曲線を求めてフィードフォワード制御を行ってもよい。近似曲線が許容範囲を超える直前、例えば１〜数ショット前に、校正用マーク１２１の検出による再補正を行うか、あるいは従来の補正値から計算で新しい補正値を求めて、補正量を変えていく。
【００８９】
この補正量計算（ステップ６０８）、または校正用マーク検出（ステップ６１０）からデータセット（ステップ６０２）を描画が終了するまで繰り返す（ステップ６１１）。
【００９０】
電子ビームの位置ずれを毎ショットごとに測定することで、突発的に起こるショットずれの検出も可能である。例えば、ずれ量を毎回ショット測定してその傾向をグラフ化して行き、次のずれ量を常に予測しておく。
【００９１】
その予想値に対し、検出誤差や計算の精度を考慮した一定量以上のずれ量を検出した場合は、異常なショットずれとして検出して、異常表示とともに描画を中止する。異常発生時以降の不要な描画を行わないことで、描画不良を起こして無駄となった時間を最小限にするとともに、描画後の検査工程を省き、かつ不良となった試料を工程の下流に流すことを防ぐ。
【００９２】
あるいは、ずれ量の検出基準を描画パターンごとに設定しておくことで、突発的なショットずれが起きても許容範囲内であればそのまま描画を続け、範囲外になれば異常とすることでもよい。即ち、製品としてのばらつきを考慮した装置の運用も可能である。
【００９３】
上記補正量計算の履歴をデータとして記憶しておき、同じ描画パターンに対し、最初の補正量で描画を続けてもずれ量が一定範囲内、例えば測定誤差範囲内にあって安定しているのか、あるいは補正量が増加または減少傾向にあるのかを判断し、装置の状態が安定しているのか、あるいは変化してきているのかを知ることも可能である。
【００９４】
例えば、描画前のデータ設定時に描画パターン番号を入力するようにすれば、それを元に同じ描画パターン番号に対する履歴を保存していき、別途データを解析するのが容易になる。
【００９５】
（第六の実施例）
第三の実施例で説明した電流測定機構にて測定した電流値の変化により、電子銃１０１の制御電圧設定にフィードバックして所望の電流値になるように連続的に調整したり、電流の変化量から電流の減少傾向を把握し、露光量に影響を及ぼす前に断続的に電流量を調整することも可能である。
【００９６】
また電流値の変化から、電子銃１０１の使用履歴としてデータを蓄積できる。この電流値データと、別途設定された使用限界の管理値に対する差を常時監視することで、電子銃１０１内の消耗部品であるチップの寿命予測を行うことが可能である。
【００９７】
寿命を予測し、最適なタイミングで消耗部品を交換することで、描画中のチップ寿命による不良を出すことを防ぐ。
【００９８】
あるいは数値自身をグラフ化し、直線あるいは曲線の傾向から、チップの異常検出をすることも可能である。チップ自身、あるいはチップの設置方法、あるいは描画の条件などによる異常なチップ消耗による描画不良を事前に防ぐこともできる。
【００９９】
（第七の実施例）
第三及び第四の実施例で説明した電流測定機構により測定したデータは、当該測定子２１０の校正に利用できる。
【０１００】
電子ビームの電流値の経時変化は測定子２１０に反映される。例えば、同一の描画パターンにおいて、同一データに基づく描画を行ったときの測定子２１０に検出される値は同一のはずである。
【０１０１】
これが異なったときに、全電流値を同時測定することで、位置ずれによるものなのか否かを総合的に判断することが可能となり、計算の精度を上げることが可能である。
【０１０２】
（第八の実施例）
第四、第五及び第六の実施例において、リアルタイムに電子ビームの中心位置や形状を求め、かつ制御にフィードバックする手段について述べたが、当該検出手段は、オペレータに電子ビームの現在位置及び断面形状の情報を与えることも可能である。
【０１０３】
図７、図８に画面表示の一例を示す。試料面の視野範囲において、成形及び偏向をかけていない初期電子ビーム位置を基準とし、電子ビームの形状と位置を画像データとして表示することができる。
【０１０４】
あるいは電子ビーム形状をメッシュに切って、各部分の電流密度比をあわせて表示することができる。
【０１０５】
図１に示した電子ビーム描画装置の電子光学カラム部分１００の内部をイメージした図７の表示部５００の中で、表示部を細かくメッシュで切り、それぞれの区画で電子ビーム無し部分５１０、電子ビームの電流密度比が低い相対強度１の電子ビーム有り部分５２１、電子ビームの電流密度比が中程である相対強度２の電子ビーム有り部分５２２、電子ビームの電流密度比が高い相対強度３の電子ビーム有り部分５２０のように区別して表示するようにする。
【０１０６】
この表示は、白黒画像においてはその白黒の濃淡比や模様によって表現し、カラー画像においては同一色の濃淡比であったり異なる色の組合せで表現するとよい。
【０１０７】
あるいは、メッシュごとに、電子ビームの無い位置を０、電子ビームが存在する位置を１以上とし、さらに電子ビームの相対強度を数値表示することでもよい。
【０１０８】
この一例を図８に示す。モニタ上のウィンドウをイメージしたような四角い表示部６００の中で、表示部を細かくメッシュで切り、それぞれの区画で電子ビーム無し部分６１０を０、電子ビーム有り部分でかつ、電子ビームの相対強度１の部分６２１を１、電子ビームの相対強度２の部分を６２２、電子ビームの相対強度３の部分６２０を３と区別して表示する。
【０１０９】
また電流値の測定結果を加味し、場所の電流密度比の濃淡だけでなく絶対値における電流密度比を表示することも可能である。
【０１１０】
これらの表示をショットごとに画面表示するのではなく、描画の一定周期ごとに画面表示したり、あるいは描画後に、描画の時間や試料上の位置をパラメータとして設定することで、その１ショット分の電子ビーム断面積を表示することでもよい。
【０１１１】
これは、描画後の検査工程で何か確認の必要な、例えばショット抜けのような事象が起きたときに、原因を調査する上で重要なデータになりうる。
【０１１２】
測定した電流値の変化からチップの寿命予測を行い、オペレータに対してワーニング表示を出すことも可能である。あるいは数値自身を常にモニタ画面に表示したり、グラフ化して表示することも可能である。表示する数値は、電流値自身でもよいし、そこから予測できる寿命あるいは使用可能な残り時間でもよい。
【０１１３】
（第９の実施例）
図９に沿い補正量について詳しく述べる。
【０１１４】
描画データ９０１に基づく描画結果９０２はテーブル９０３のデータと比較される。テーブル９０３の電流値のデータと描画データ９０１に基づく実測電流値との差が無かったり、あるいは差分値のドリフト量があっても予め定められた閾値を超えないときは補正量ゼロ９０４の補正が行なわれる。つまり、補正が行なわれない。
【０１１５】
差分値のドリフト量が閾値を越えたときは、補正量有り９０５の補正が描画データ９０１に加えられる。その補正量はドリフト量に見合った補正になる。
【０１１６】
この補正量有り９０５の場合の補正では、テーブル９０３のデータは修正が行なわれない。しかし、その補正が以後の描画に継続して生じ場合には、絶対的な補正と見てテーブル９０３のデータを行い、テーブル９０３からの補正９０６が描画データ９０１に加えられる。
【０１１７】
これにより、描画を続けながら、逐次補正が行なわれるので、無駄な補正時間がなくなり、スループットが高まる。
【図面の簡単な説明】
【０１１８】
【図１】本発明の実施例に係わるもので、電子ビーム描画装置の構成を示す縦断面図。
【図２】本発明の実施例に係わるもので、電子ビームの磁場を測定する原理を示す概念図。
【図３】本発明の実施例に係わるもので、電子ビームが成形された後の平面形状を示す平面図。
【図４】本発明の実施例に係わるもので、電子ビームが成形された後の平面形状を示す平面図。
【図５】本発明の実施例に係わるもので、電子ビーム位置検出と補正量計算の流れを示すフローチャート。
【図６】本発明の実施例に係わるもので、電子ビーム位置検出と補正量計算の流れを示すフローチャート。
【図７】本発明の実施例に係わるもので、電子ビームの電流の電流密度比ないし相対強度を表示する画面図。
【図８】本発明の実施例に係わるもので、電子ビームの電流の電流密度比ないし相対強度を数字で表示する画面図。
【図９】本発明の実施例に係わるもので、補正のブロック回路図。
【符号の説明】
【０１１９】
１００…電子光学カラム部分、１２１…校正用マーク、１２２…試料ステージ、１２４…制御部分、１２５…主制御系、１２６…データ制御系、１２７…アナログ制御系、１２８…信号処理系、１２９…機構制御系、１８０…電流検出器、２００…電流路、２０１…磁界、２１０…測定子、２１１…検出器、３１０…測定子、５００…表示部、５１０…電子ビーム無し部分、５２０…電子ビーム有り部分、５２１…電子ビーム有り部分、５２２…電子ビーム有り部分、６００…表示画面、６１０…電子ビーム無し部分、６２０…電子ビーム有り部分、６２１…電子ビーム有り部分、６２２…電子ビーム有り部分。
【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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