(57)【要約】  【課題】  偏向器に非点補正と焦点補正を重畳した場合に、焦点補正による像倍率変化や像回転が最小になり、かつ、偏向収差も最小にして高精度な描画を行うことが可能な電子ビーム描画装置を提供する。  【解決手段】  電子ビームの主偏向を行なう静電型の主偏向器２１４と、電子ビームの副偏向を行なう静電型の副偏向器２１６とを有し、かつ、副偏向器２１６の上流に、電子ビームの焦点補正を行なう焦点補正器２１８を設け、電子ビームの非点補正を、主偏向器２１４と副偏向器２１６とを用いて行ない、電子ビームの焦点補正を、主偏向器２１４と焦点補正器２１８とを用いて行なうよう構成する。【選択図】  図２
2006294962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子源と、前記電子源から放出される電子ビームを、試料上に照射し走査することにより、前記試料上に所望のパターンを形成する電子光学系とを備えた電子ビーム描画装置において、前記電子光学系は、複数の静電型の非点補正器と、複数の静電型の焦点補正器とを具備する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に記載の電子ビーム描画装置において、前記複数の非点補正器と前記複数の焦点補正器のうち少なくとも１つが偏向器を兼ねる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に記載の電子ビーム描画装置において、前記複数の非点補正器のうち第１の非点補正器に特定の補正値を設定し、第２の非点補正器を用いて非点収差を計測することにより前記第１の非点補正器の感度を校正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に記載の電子ビーム描画装置において、前記複数の焦点補正器のうち第１の焦点補正器に特定の補正値を設定し、第２の焦点補正器を用いて焦点位置を計測することにより前記第１の焦点補正器の感度を校正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１に記載の電子ビーム描画装置において、前記複数の非点補正器のうち少なくとも１つの非点補正器が動作速度の遅い偏向器に同期して動作し、少なくとも１つの別の非点補正器が動作速度の速い偏向器に同期して動作を行うことを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項６】
請求項１に記載の電子ビーム描画装置において、前記複数の焦点補正器のうち少なくとも１つの焦点補正器が動作速度の遅い偏向器に同期して動作し、少なくとも１つの別の焦点補正器が動作速度の速い偏向器に同期して動作を行うことを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項７】
請求項１に記載の電子ビーム描画装置において、前記動作速度の速い偏向器に同期して動作する焦点補正器が、前記動作速度の速い偏向器に同期して動作する非点補正器よりも前記試料から遠くに配置されていることを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項８】
請求項１に記載の電子ビーム描画装置において、前記複数の焦点補正器の少なくとも１つの焦点補正器が電子ビームの電流値もしくは電子ビームの面積に依存して動作すること特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項９】
電子源と、前記電子源から放出される電子ビームを、偏向手段および電子レンズを介して試料上に照射し走査することにより、前記試料上に所望のパターンを形成する電子光学系とを備えた電子ビーム描画装置において、前記偏向手段は、前記電子ビームの主偏向を行なう静電型の主偏向器と、前記電子ビームの副偏向を行なう静電型の副偏向器とを有し、かつ、前記副偏向器の上流に、前記電子ビームの焦点補正を行なう焦点補正器を設けてなることを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子ビーム描画装置において、前記主偏向器および前記副偏向器は、８極以上の電極で構成された静電偏向器であり、かつ、前記電子ビームの非点補正を、前記主偏向器と前記副偏向器とにより行ない、前記電子ビームの焦点補正を、前記主偏向器と前記焦点補正器とにより行なうよう構成した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、半導体集積回路などの加工、描画に用いられる電子ビーム描画技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩを代表とする半導体集積回路の高密度化、高集積化が急速に進み、これに伴い形成すべき回路パターンの微細化も急速に進んでいる。特に１００ｎｍノード以下のパターン形成は、ウェハ上のパターン寸法の４〜５倍の大きさである、フォトマスク基板上であっても寸法誤差として数ｎｍしか許容されない。このため、パターン発生装置としての電子ビーム描画には、極めて高い描画精度が要求されている。
【０００３】
電子ビーム描画装置では、描画すべきパターンデータに応じて電子ビームを偏向して位置を変えながら描画を行うのが一般的である。このため、電子ビームの軌道が曲げられることにより偏向収差が発生することは避けられない。偏向に依存する収差のうち、像面湾曲による焦点のずれと、偏向非点は、それぞれ、焦点補正器、非点補正器を設け、偏向位置に応じて動的に補正器を動作させることで補正が可能である。
【０００４】
また、電子ビーム描画に固有の問題として、電子の相互作用の影響、いわゆるクーロン効果によるビームボケがある。例えば、可変矩形ビームで描画を行う場合、そのビーム寸法（ビーム電流値）に依存してビームエッジのボケが変化することである。クーロン効果によるビームボケは、焦点位置を補正することにより、半分程度に軽減することが可能である。
【０００５】
このため、ビーム偏向位置やビーム電流値に依存して、焦点補正および非点補正を行うことが実施されてきた。例えば、特開平８−１９５３４５号公報では、電磁型（コイルにより磁場を発生させる）と静電型（電極により電場を発生させる）の補正器を用いて、低速と高速、軸上と偏向依存にそれぞれ分担させて補正を行っている。また、例えば、特開２００１−２４４１９５号公報や特開２００４−１７９２３５号公報に提案されているように、ビームの面積が大きい場合、あるいはビームの偏向量が大きい場合には、複数段の補正器を用いて収差を補正しなければ、高精度な描画を行うことができない。
【０００６】
図１は、従来の電子ビーム描画装置の構成例を示す断面図である。電子銃２０１から放出された電子ビーム２０２は、矩形の開口を持つ第１マスク２０３上に照射され、さらに第２マスク２０５上に結像される。第２マスク２０５上の像は２段の縮小レンズ２０６と第１対物レンズ２０７と第２対物レンズ２０８で投影され、主偏向器２１４および副偏向器２１６で偏向され、感光剤の塗布された描画対象物である試料２０９上に照射されて描画を行う。
【０００７】
このとき、第２マスク２０５にあらかじめ設けてある複数のパターン形状の開口を、選択偏向器２０４により選択し、開口形状のビームで描画することも可能である。
【０００８】
対物レンズ内の主偏向器２１４により相対的に大きな主偏向領域で電子ビームを偏向し、さらに、副偏向器２１６で主偏向領域よりも小さい副偏向領域を埋めるように描画を行う。主偏向器２１４による偏向可能な主偏向領域以外は、ＸＹステージ２１０上に設置された試料２０９をＸＹステージ制御装置２１２により移動させて描画を行う。
【０００９】
描画全体は描画パターンデータに従って、描画制御装置２１１によって統一的に制御される。主偏向制御装置２１３および副偏向制御装置２１５によりパターンデータに応じてビームを偏向することにより描画位置を制御する。また、試料高さ計測装置２１９がＸＹステージ２１０上部に設けられ、試料２０９の高さデータを光学的手段により取得している。この試料２０９の高さ信号は、描画制御装置２１１に与えられて、焦点補正量を算出する。
【００１０】
ＸＹステージ２１０上で試料２０９とほぼ同じ高さに設置した、ビーム計測用マーク２２０上を電子ビームで走査し、反射あるいは２次電子信号を電子検出器２２１で捕捉し、信号処理回路２２２で波形処理を行うことにより、電子ビームの偏向量、ビームサイズ、焦点位置および非点量を求めることができる。これらの値に基づいて、描画制御装置２１１が制御を行って実際の描画が進められる。
【００１１】
図１の従来例では、主偏向器２１４は、８極の電極で構成された静電偏向器を用いている。８極の静電偏向器は、制御回路が複雑となるものの、偏向収差を低減できるだけではなく、非点補正器を兼用可能であるため、本例の描画装置では採用している。８極の静電偏向器は、偏向板８枚が等間隔で同一円周上に配列された筒状の偏向器である。図１では断面を表示しており、２枚の偏向板のように表示されている。この８極のそれぞれの極に偏向信号と、非点補正信号を加算した信号を加え、さらに、８極の全電極に同一の値の焦点補正信号を加えている。ここでは、主偏向器２１４に、偏向、非点補正、焦点補正の３つの機能を持たせていることになる。
【００１２】
８極の主偏向器２１４を電子ビームの上流側（電子銃側）から見て、左回りにＥ１からＥ８とすると、印加する信号は以下の通りである。
【００１３】
【数１】
2006294962.tif 000003
【００１４】
ここで、ＸはＸ座標を示す偏向信号を、ＹはＹ座標を示す偏向信号を、ｒは定数（例えば√２−１）を、ＸｓとＹｓは２つの方向の非点補正信号を、Ｄｆは焦点補正信号を示す。
【００１５】
これらの演算は、同期して行われる必要があるため、非点補正と焦点補正も偏向信号に同期して行われる。
【００１６】
なお、本例では、副偏向器２１６も静電８極の偏向器を用いている。８極以上の偏向器でも非点補正は可能である。例えば１６極の電極を用いて、隣り合う２極ずつに同じ電圧を加えてもよい。
【００１７】
【特許文献１】特開平８−１９５３４５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４４１９５号公報
【特許文献３】特開２００４−１７９２３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上述のように、電子ビーム描画では、大きな領域を離散的に偏向する主偏向器と、その間を埋めるように副偏向器とを用いて描画を行っている。これは、通常、大きなビーム偏向を行えば、制御回路の整定時間（信号が安定するまでの時間）が長くなり、小さな偏向領域では整定時間が短いためである。２段の偏向を使い分けることにより、トータルの描画速度を向上させるのが目的である。例えば、２段の静電型偏向器を備える装置では、主偏向器は動作電圧が高く相対的に低速、副偏向器は電圧が低く高速動作が可能である。
【００１９】
偏向収差の観点では、副偏向領域は狭く、副偏向器のみで生ずる像面湾曲収差や非点収差は小さい。従って、従来は、主偏向が動作する単位で主偏向にて生ずる像面湾曲収差や非点収差を補正すれば、副偏向器のみで生ずる収差は考慮する必要が無かった。ところが、許容される寸法誤差が数ｎｍという世代にあっては、副偏向器で生ずる収差までも補正しなければ、要求される描画精度を達成できなくなってきた。
【００２０】
副偏向器は高速駆動が必要なため、制御回路を構成する素子の制約から用いる電圧は低い。通常、制御信号の出力レンジのうち偏向信号が多くを占めるため、非点や焦点の補正に割り当てられる量は少ない。従って、主偏向器で生ずる全ての収差補正を副偏向器で行うことは困難である。このため、従来の主偏向の補正に加えて、副偏向の補正を組み合わせなければ、高精度な描画が可能とならないという課題を有していた。
【００２１】
本発明の目的は、高精度に焦点、非点補正を行うことにより、高精度な描画を行うことが出来る電子ビーム描画技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述したように、許容される寸法誤差が数ｎｍという世代にあっては、主偏向が動作する単位で主偏向にて生ずる像面湾曲収差や非点収差を補正するだけではなく、副偏向器で生ずる収差までも補正しなければ、要求される描画精度を達成できなくなってきた。
【００２３】
このため、本発明では、複数の非点補正器、焦点補正器を組み合わせて用いることにより高精度な描画を行う。また、複数の非点補正器、焦点補正器を用いる場合には、補正信号に対する補正量の比、すなわち、感度が異なるのが通常である。この複数の補正器の間の感度の校正を正確に実施しなければ、結果として高精度な描画を実現することができない。このため、複数の補正器のうち１つの補正器で非点ずれ、焦点ずれを発生させて、他の補正器でその非点ずれ、焦点ずれを測定し補正量を算出する方法を用いる。
【００２４】
以下、本発明の代表的な構成例を列挙する。
【００２５】
（１）電子源と、前記電子源から放出される電子ビームを、試料上に照射し走査することにより、前記試料上に所望のパターンを形成する電子光学系とを備えた電子ビーム描画装置において、前記電子光学系は、複数の静電型の非点補正器と、複数の静電型の焦点補正器とを具備することを特徴とする。
【００２６】
（２）前記（１）の電子ビーム描画装置において、前記複数の非点補正器と前記複数の焦点補正器のうち少なくとも１つが偏向器を兼ねることを特徴とする。
【００２７】
（３）前記（１）の電子ビーム描画装置において、前記複数の非点補正器のうち第１の非点補正器に特定の補正値を設定し、第２の非点補正器を用いて非点収差を計測することにより前記第１の非点補正器の感度を校正することを特徴とする。
【００２８】
（４）前記（１）の電子ビーム描画装置において、前記複数の焦点補正器のうち第１の焦点補正器に特定の補正値を設定し、第２の焦点補正器を用いて焦点位置を計測することにより前記第１の焦点補正器の感度を校正することを特徴とする。
【００２９】
（５）前記（１）の電子ビーム描画装置において、前記複数の非点補正器のうち少なくとも１つの非点補正器が動作速度の遅い偏向器に同期して動作し、少なくとも１つの別の非点補正器が動作速度の速い偏向器に同期して動作を行うことを特徴とする。
【００３０】
（６）前記（１）の電子ビーム描画装置において、前記複数の焦点補正器のうち少なくとも１つの焦点補正器が動作速度の遅い偏向器に同期して動作し、少なくとも１つの別の焦点補正器が動作速度の速い偏向器に同期して動作を行うことを特徴とする。
【００３１】
（７）前記（１）の電子ビーム描画装置において、前記動作速度の速い偏向器に同期して動作する焦点補正器が、前記動作速度の速い偏向器に同期して動作する非点補正器よりも前記試料から遠くに配置されていることを特徴とする。
【００３２】
（８）前記（１）の電子ビーム描画装置において、前記複数の焦点補正器の少なくとも１つの焦点補正器が電子ビームの電流値もしくは電子ビームの大きさに依存して動作すること特徴とする電子ビーム描画装置。
【００３３】
（９）電子源と、前記電子源から放出される電子ビームを、偏向手段および電子レンズを介して試料上に照射し走査することにより、前記試料上に所望のパターンを形成する電子光学系とを備えた電子ビーム描画装置において、前記偏向手段は、前記電子ビームの主偏向を行なう静電型の主偏向器と、前記電子ビームの副偏向を行なう静電型の副偏向器とを有し、かつ、前記副偏向器の上流に、前記電子ビームの焦点補正を行なう焦点補正器を設けてなることを特徴とする。
【００３４】
（１０）前記（９）の電子ビーム描画装置において、前記主偏向器および前記副偏向器は、８極の電極で構成された静電偏向器であり、かつ、前記電子ビームの非点補正を、前記主偏向器と前記副偏向器とにより行ない、前記電子ビームの焦点補正を、前記主偏向器と前記焦点補正器とにより行なうよう構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、電子ビーム描画装置において複数の非点補正器と焦点補正器を用いて高精度に焦点、非点補正を行うことにより、高精度な描画を行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳述する。
【００３７】
図２は、本発明の一実施例になる電子ビーム描画装置の構成を示す断面図である。図１に示すものと同じものまたは同じ機能のものには、図１と同じ参照符号を付した。図２と図１との構造の相違は、新たに焦点補正器２１８とそれを制御する焦点補正制御装置２１７が付加されている点にある。
【００３８】
図２に示す電子ビーム描画システムでは、図１の電子ビーム描画システムと同様、８極の電極で構成された主偏向器２１４で、偏向、非点補正、焦点補正の３つの機能を持たせている。さらに、焦点補正器２１８で副偏向に同期した焦点補正を行い、８極の電極で構成された副偏向器２１６で、副偏向に同期した非点補正行う構成とした。８極の副偏向器２１６のそれぞれの極には、副偏向制御装置２１５で偏向信号と非点補正信号を加算した信号を加えている。従って、図２に示す電子ビーム描画システムは、非点補正器が２つ（主偏向と兼用、副偏向と兼用）、焦点補正が２つ（主偏向と兼用、独立した焦点補正器）という構成である。
【００３９】
ここで、焦点補正器２１８の機能を副偏向器２１６に兼用させても良いが、対物レンズの中で試料面に近い部分に焦点補正器を設置すると、焦点補正感度と副偏向制御装置２１５の出力可能な電圧との兼ね合いで、必要な焦点補正量を得ることができないため、焦点補正器２１８を副偏向器とは独立の構成とした。
【００４０】
次に、電子ビームの焦点位置および非点量の測定方法について述べる。電子ビーム描画装置では、電流密度分布が概略ガウス分布のいわゆるポイントビーム方式や特定の面積を持つ可変矩形ビーム方式が一般的である。どちらの方式もナイフエッジ形状のビーム計測用マーク上を走査し、その反射電子または２次電子の信号波形を処理して、ビームボケ量を計測する方法を用いている。ビームボケ量は、信号波形を微分する方法やガウス分布曲線あるいはこれに基づき予想される走査信号をフィッティングする方法で求めることができる。ビームボケ量は、直交する２つの方向（例えばＸＹ方向）で異なる場合があるが、ここでは、両方向でビームボケを測定し、平均値を算出してビームボケとする。
【００４１】
この方法で、最適焦点補正量および最適非点補正量を計測するためには、最適量と思われる位置からある範囲で値を変化させる必要がある。一般に最適値は、最適量を通過しないと分からない。すなわち、最適量の上下（プラス方向とマイナス方向）に値を変化させなければならない。したがって、焦点補正および非点補正の設定可能な量に余裕がなければ、計測することができないことになる。
【００４２】
一方、高速で応答する偏向器には、応答性の高い電圧増幅器が必要である。この回路を構成する素子は、応答が高速（例えば、１００ｎｓ）である反面、低電圧（数ボルトから数十ボルト）動作である。通常、偏向器と非点補正器を共用する場合、偏向に割り当てる電圧が多いため、非点補正に割り当てる電圧が少なくなる。しかし、高速で行わなければならない非点補正の量は少なく、少ない非点補正用の電圧でも十分である。ところが、最適非点補正量を計測するためには、上記のように最適量の上下に値を変化させて計測を行わなければならず、この計測を行うために必要な非点補正用の電圧を確保することができないという課題があった。このため、複数の焦点、非点補正器を用いた場合に、１つの補正器で設定した値を、別の補正器にて計測する方法を以下に示す。
【００４３】
まず、具体的な焦点位置の測定方法について示す。
【００４４】
前提として、対物レンズの励磁条件は通常の方法にて決定されているものとする。上記のように本実施例では、主偏向器２１４は、焦点補正の機能も持っている。ここでは、これを主焦点補正器、主焦点補正量とする。
【００４５】
まず、主焦点補正器にある焦点補正設定値（主焦点補正量、例えば０）を設定し、上記の方法でビームボケ量を計測し、設定値とともに記憶する。次に、主焦点補正器の設定値を一定値変化させて（例えば、増加させて）同様にボケ量を測定し記憶する。主焦点補正器への設定を繰り返しながら、同様の測定を繰り返す。数点から数十点の測定の後、主焦点補正器の設定値に対して、ビームボケ量をプロットしたものを、図３に示す。測定したビームボケ量の測定値から近似曲線を求めることができる。この近似曲線の最小値を最適焦点位置とし、そのときの値を主焦点補正器に設定する。
【００４６】
非点量の測定も、上記と同様である。例えば、非点補正量に０を設定し、ビームボケを測定する。次に、非点補正量を変化させながら同様の測定を繰り返し、近似曲線を求める。この最小値となる点が最適非点補正量とする。非点補正は、直交する２方向が存在するため、異なる方向（例えば、Ｘ方向とＹ方向）でも同様の測定を行って、最適非点補正量を求める。
【００４７】
次に、主焦点補正器と焦点補正器２１８との感度校正の方法について、図４を用いて説明する。ここでは、説明の便宜上、焦点補正器２１８を副焦点補正器と呼び、その補正量を副焦点補正量とする。
【００４８】
ステップ１：副焦点補正器に特定の値を設定する（試料面上で焦点位置をずらす）。
【００４９】
ステップ２：主焦点補正器で焦点ずれ（主焦点補正量）を測定する。
【００５０】
ステップ３：副焦点補正量と主焦点補正量を記憶する。
【００５１】
ステップ４：ステップ１から３をあらかじめ指定した副焦点補正量の数だけ繰り返す。
【００５２】
ステップ５：副焦点補正量と主焦点補正量の関係を求める。
【００５３】
ここで、ステップ４のあらかじめ決定しておいた副焦点補正量の数とは、例えば、副焦点補正量の設定可能範囲が−１０００から１０００（任意単位）であった場合、設定する特定の値を−１０００、−５００、０、５００、１０００の５回変化させることである。
【００５４】
この測定の状況を、図５に示す。図５（Ａ）は副焦点補正量の設定値と、そのときのビームボケの関係を示している。５種の副焦点補正量の設定値に対して、図３と同様なビームボケを示す曲線を得ることができ、それぞれの最適焦点位置すなわち主焦点補正量を求めることができる。このときの、副焦点補正量の設定値と主焦点補正量との関係を図５（Ｂ）に示す。対物レンズの焦点距離に対して、焦点補正量が十分少なければ、概略線形の関係で示すことができる。このときの関係は、以下である。
【００５５】
【数２】
2006294962.tif 000004
【００５６】
ここで、Ｆｓは副焦点補正量、Ｆｍは主焦点補正量、Ａ１、Ａ２はフィッティングの係数である。このように、一度副焦点補正量と主焦点補正量の関係を求めてしまえば、以降はどちらの焦点補正器を用いても他方の補正器を用いた場合の焦点補正量が算出可能になる。
【００５７】
次に、非点補正の感度校正の方法について述べる。非点補正の感度校正の方法は、焦点補正と同様である。ここでは、主偏向器２１４での非点補正機能を主非点補正器とし、補正量を主非点補正量、副偏向器２１６の非点補正機能を副非点補正器とし、補正量を副非点補正量とする。また、非点の方向をＸおよびＹとする。以下、図６を用いて説明する。
【００５８】
ステップ１：副非点補正器のＸ方向に特定の値を設定する（試料面上で非点収差を発生）。
【００５９】
ステップ２：主非点補正器で非点量（主非点補正量ＸＹ両方向）を測定する。
【００６０】
ステップ３：副非点補正量と主非点補正量を記憶する。
【００６１】
ステップ４：副非点補正器のＸ方向を元の値に戻す。
【００６２】
ステップ５：副非点補正器のＹ方向に特定の値を設定する。
【００６３】
ステップ６：主非点補正器で非点量（主非点補正量ＸＹ両方向）を測定する。
【００６４】
ステップ７：副非点補正量と主非点補正量を記憶する。
【００６５】
ステップ８：副非点補正器のＹ方向を元の値に戻す。
【００６６】
ステップ９：ステップ１から８をあらかじめ指定した副非点補正量の数だけ繰り返す。
【００６７】
ステップ１０：副非点補正量と主非点補正量の関係を求める。
【００６８】
ステップ８のあらかじめ決定しておいた副非点補正量の数とは、例えば、副焦点補正量に設定する特定の値を−１００、−５０、０、５０、１００（いずれも任意単位）の５回変化させることである。このときの、副非点補正量の設定値と主非点補正量との関係は、補正量が小さいので、ＸとＹの２方向ともに概略線形の関係で示すことができる。このときの関係は以下である。
【００６９】
【数３】
2006294962.tif 000005
【００７０】
ここで、Ｓｓｘはｘ方向の副非点補正量、Ｓｍｘはｘ方向の主非点補正量、Ｓｍｙはｙ方向の主非点補正量を示し、Ｓｓｙはｙ方向の副非点補正量、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２はフィッティングの係数である。
【００７１】
このように、一度、副非点補正量と主非点補正量の関係を求めてしまえば、以降はどちらの非点補正器を用いても他方の補正器を用いた場合の非点補正量が算出可能になる。
【００７２】
上記方法を用いれば、副偏向器の偏向に伴う焦点、非点の補正量を主焦点補正機能、および主非点補正機能を用いて測定可能である。更にこの値を、副偏向器での焦点、非点の補正量に換算すれば、副焦点補正器および副非点補正器で副焦点補正量、副非点補正量を直接測定することなく、副焦点補正および副非点補正が可能となる。
【００７３】
例えば、主偏向量に依存した副偏向器で発生する像面湾曲、偏向非点収差は本来、副焦点補正器、副非点補正器で計測し、偏向量依存の補正値を算出すべきである。しかしながら、本発明の方法を用いれば、主偏向量に依存した副偏向器で発生する上記収差を、主焦点補正器および主非点補正器で計測し、副焦点補正量、副非点補正量に換算することが可能となる。これは副焦点補正器および副非点補正器のような、必要な補正量が小さく、かつ制御回路の制約（低電圧駆動）で補正の感度を計測し難い場合に有効である。
【００７４】
ここで得られた副焦点補正量、副非点補正を行いながら、実際の描画を実施すれば高精度な描画が可能となる。
【００７５】
図２に示す実施例では、偏向器、非点補正器、焦点補正器に全て静電型を用いている。従来の電子ビーム描画装置には、磁場を用いた電磁偏向器が用いられることが多かった。電磁偏向器は、少ない電流で大きな偏向量を得ることができる反面、渦電流などの課題も多い。これに対して、最近の電子回路技術の発展により、高電圧かつ高速な電圧発生器が開発されてきた。このため、静電偏向器でも比較的大きな偏向量を確保可能となってきた。静電偏向器は、渦電流の問題もなく、最近の描画の高精度化に寄与する点が多い。
【００７６】
複数の静電偏向器、非点補正器、焦点補正器を用いる場合、偏向器および補正器の作る電場が重なるような配置をとることはできない。従って、これら偏向器および補正器のビーム通路（光軸）上での位置関係が描画装置の性能を決定する重要な点となる。
【００７７】
非点補正器および焦点補正器を配置する上での重要な点は、補正感度である。焦点補正器の感度はレンズ磁場と補正器が作る電場の重なりで決まる。また、非点補正器の感度は、補正器を偏向器として用いたときの偏向感度と、補正器の位置でのビームの広がりで決まる。これらの焦点補正器の感度も、非点補正器の感度もレンズの中央部から上下に外れるに従って減少する。しかし、ビームの広がりは対物レンズの物面側（上流）が小さく、相対的に像面側（下流）が大きい。
【００７８】
従って、非点補正を効率よく行うためには、非点補正器をレンズ下流に配置する必要がある。一方、焦点補正は、ビームの広がりに依存しないため、非点補正器より上流に配置することが可能である。このため、本発明では、非点補正器を兼ねる副偏向器２１６の上流（試料２０９から遠い位置）に焦点補正器２１８を配置した。
【００７９】
なお、可変矩形方式の電子ビーム描画装置では、１回のビーム照射（１ショットとする）ごとにビームサイズすなわち電子ビームの面積が変わり、それに伴ってビーム電流値が変化するために、焦点位置を補正しなければならない。１ショット終了後、高速に動作する偏向器で、次のショット位置に偏向する。このため、焦点補正器は高速に動作する偏向器に同期して、焦点補正量を変える必要がある。このため、図２の描画制御装置２１１では、次のビームサイズから、焦点補正量を算出し、焦点補正制御装置２１７を通じて焦点補正器２１８を駆動する。
【００８０】
以上の実施例では、主偏向器での焦点補正と副焦点補正、主偏向器での非点補正と副偏向器での非点補正を例に説明を行ったが、複数の焦点補正器および非点補正器の間で同等のことが実施可能であり、どの組み合わせで実施しても効果は同じである。
【００８１】
以上詳述したように、本発明によれば、偏向器に非点補正と焦点補正を重畳した場合に、焦点補正による像倍率変化や像回転が最小になり、かつ、偏向収差も最小にして高精度な描画を行うことが可能な電子ビーム描画装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】従来の電子ビーム描画装置の構成を示す断面図。
【図２】本発明の一実施例になる電子ビーム描画装置の構成を示す断面図。
【図３】本発明における焦点補正器の設定値とビームボケ量の関係を説明する図。
【図４】本発明による主焦点補正器と副焦点補正器との感度校正の方法を説明する図。
【図５】本発明における、副焦点補正量の設定値とビームボケの関係から、副焦点補正量の設定値と主焦点補正量との関係を説明する図。
【図６】本発明による主非点補正器と副非点補正器との感度校正の方法を説明する図。
【符号の説明】
【００８３】
２０１…電子銃、２０２…電子ビーム、２０３…第１マスク、２０４…選択偏向器、２０５…第２マスク、２０６…縮小レンズ、２０７…第１対物レンズ、２０８…第２対物レンズ、２０９…試料、２１０…ＸＹステージ、２１１…描画制御装置、２１２…ＸＹステージ制御装置、２１３…主偏向制御装置、２１４…主偏向器、２１５…副偏向制御装置、２１６…副偏向器、２１７…焦点補正制御装置、２１８…焦点補正器、２１９…試料高さ計測装置、２２０…ビーム計測用マーク、２２１…電子検出器、２２２…信号処理回路。
【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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