(57)【要約】【課題】静電レンズを使用した低加速電子ビーム描画装置において、ショットビーム形状が任意に変えられる可変成形ビーム描画の機能と、描画時のビーム電流と試料面収束半角をショットレベルで選択できる機能と、空間電荷効果による解像性低下の影響を低減できる電子光学系を具えた電子ビーム露光制御方法とその装置を提供すること。【解決手段】照明光学系を形成している２個の静電レンズ５、６の内の後段の静電レンズ６のビームクロス位置に配置され選択可能な複数の微小なアパーチャＡ、Ｂが形成され、かつ、アパーチャＡ、Ｂの選択とブランキング機能をおこなうための４段の偏向器で構成されたブランキングアパーチャ１３によりアパーチャＡ、Ｂを選択することにより、２個の静電レンズ５、６の設定値を変えることなく、試料面で電子ビームの電流および試料面の収束半角を設定する。【選択図】　図１
2004047766.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子銃から出射された電子ビームの進行方向の光軸に沿ってそれぞれ静電レンズを具えた照明光学系、プロジェクション光学系および対物光学系を配置して構成した電子光学系により前記電子ビームを制御して試料面に露光する電子ビーム露光制御方法において、
前記照明光学系を構成している２個の静電レンズの内の後段の静電レンズのビームクロス位置に配置され選択可能な複数の微小なアパーチャが形成され、かつ、前記アパーチャの選択とブランキング機能をおこなうための４段の偏向器を具備したブランキングアパーチャにより前記アパーチャを選択して、前記試料面で電子ビームの電流および前記試料面の収束半角を設定することを特徴とする電子ビーム露光制御方法。
【請求項２】
前記照明光学系を形成している２個の静電レンズの内の後段の静電レンズのビームクロス位置に配置され選択可能な複数の微小なアパーチャが形成された前記ブランキングアパーチャにより所定のアパーチャを選択することにより、前記試料へキャラクタパターン描画時には大ビーム電流を、可変成形ビーム描画時には小電流を選択して行うことを特徴とする請求項１記載の電子ビーム露光制御方法。
【請求項３】
前記プロジェクション光学系を形成している２個の静電レンズの内の後段の静電レンズを挟んで、該静電レンズから等距離の位置に第１のビーム形成アパーチャと第２のビーム形成アパーチャとを配置して形成した光学系により、前記試料面での電子ビームの結像収束半角が同一になるよう、かつ、前記対物光学系を形成している対物レンズの主面でフォーカスするように制御していることを特徴とする請求項１記載の電子ビーム露光制御方法。
【請求項４】
前記第１のビーム形成アパーチャと前記第２のビーム形成アパーチャを通過した電子ビームに対し、前記対物光学系を形成している２個の静電レンズの内の前段第１の対物レンズと後段第２の対物レンズの内、前記後段第２の対物レンズ主面位置と前記試料面の位置で決定される光学倍率に比して前記後段第２の対物レンズの主面位置を前記試料面側に長く配置し、前記前段第１の対物レンズは電子ビームが光路途中で結像させない制御と、前記前段第１の対物レンズで電子ビームが前記試料面でフォーカスのパターン寸法を最終的に調整するための微小ビーム軌道制御おこなうことを特徴とする請求項３記載の電子ビーム露光制御方法。
【請求項５】
前記対物光学系を形成している対物レンズが内蔵している偏向器により偏向されて通過した電子ビームに対して、該電子ビームの軌道を補正する偏向器により、ビームショット偏向制御によって発生する前記試料面への電子ビームのランディング角度を任意に制御可能としたビーム振り戻し偏向制御をおこない、前記試料面に対してランディング角度を垂直または小さくする制御をおこなって前記試料面の変動が発生した場合でも電子ビームショットパターンのつなぎ精度が影響を受けない請求項４記載の電子ビーム露光制御方法。
【請求項６】
電子銃と、この電子銃から出射された電子ビームの進行方向の光軸に沿ってそれぞれ静電レンズを具えた照明光学系、プロジェクション光学系および対物光学系により構成した電子光学系を有する電子ビーム露光制御装置において、
前記照明光学系を形成している２個の静電レンズの内の後段の静電レンズのビームクロス位置に、選択可能な複数の微小なアパーチャが構成され、かつ、所定位置に前記アパーチャの選択とブランキング機能をおこなうための４段の偏向器で構成されたブランキングアパーチャが配置されていることを特徴とする電子ビーム露光制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に半導体製造工程で使用されるイオン、電子ビーム等の荷電ビーム露光装置に関し、特に、静電レンズを使用した電子光学系で構成した電子ビーム露光制御方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子ビーム描画装置によるパターン描画は、光波長より短い波長で描画ができるので、原理的に高分解能での描画が可能であり、高い解像度でパターンを形成できる特徴を持っている。その反面、光露光によるマスク描画方式と異なり、完成パターンを小さな分割パターンビームで直接描画するので、描画に長時間かかるという問題が解決されていない。
【０００３】
電子ビーム描画装置では、一般にビームの解像性向上のため、高加速に加速した電子ビームを使用する方式が取られている。しかし、ウエハ試料のレジストの下面に形成された各種の多層薄膜の影響で、レジストを通過した一部のビームが多層膜で反射し、散乱ビームとなって再びレジストの上方に向かう現象や、描画する電子ビームのパターンの粗密のばらつき状態により、描画解像性にボケや解像度劣化を引き起こす近接効果を発生する。このため、近接効果の補正制御を盛り込んだ電子光学系や制御回路が必要となる。その結果、システムが複雑化し、トラブル誘発や、ショット抜けなどによる精度の低下が避けられないという問題が発生する。
【０００４】
これらの問題に対応するため、本出願人は先に特開２０００−１７３５２９号（特願平１０−３６３０７１号）として、低加速電圧の電子ビームを用いた電子線描画方式を提案している。図７は、その描画方式による全体の配置を示す説明図である。電子銃５１から放出される電子ビーム５２の光軸上には、電子光学系の各構成要素として、第１の成形アパーチャ５４、静電式照明レンズ６０、第１の静電式成形偏向器６１、第２の成形アパーチャ５７、第２の静電式成形偏向器６２、第３のアパーチャ６３、静電式縮小レンズ６４および静電式主偏向対物レンズ６５が配置されている。
【０００５】
このうち静電式主偏向対物レンズ６５は、静電式対物レンズ６６と静電式主偏向器６７とから構成されており、又、電子ビーム５２の光軸において、静電式主偏向対物レンズ６５の上流側には、静電式副偏向器５８、静電式プリ主偏向器５９、静電式プリ副偏向器５０が配置されている。
【０００６】
すなわち、この描画方式の対物レンズでは、静電レンズと偏向器を重畳させており、また、静電式照明レンズ６０は、電子銃５１から放出された電子ビーム５２を均一な電子ビーム（照明ビーム）に整えるもので、第１の照明レンズ６０ａ及び第２の照明レンズ６０ｂを光軸上に配置したものとなっている。
【０００７】
これら第１及び第２の照明レンズ６０ａ、６０ｂは、それぞれ静電式レンズから構成されるもので、図８（ａ）に示すように負電圧を印加した電極（エレクトロード）６０−１の両側に各電極６０−２、６０−３を配置し、これら電極６０−２、６０−３を共にグラウンド（Ｇ）に落としたアィンツェルレンズにより構成されている。静電式対物レンズ６５の場合は、アィンツェルレンズを図８（ｂ）に示したように、エレクトロードを分割して形成して構成している。したがって、レンズ機能と偏向器機能を同時に作用させている。この電子線描画装置は、回転対称の光学系で構成されているので、制御性に優れ、扱いも簡単である特徴がある。
【０００８】
ただ、この方式では、低加速の電子ビームを使用すること、アパーチャ５７から下流の光学系でビームをフォーカスさせる制御を行うため、ビームクロスの位置で空間電荷効果によるビームボケを発生する問題がある。このため、大電流のビームを使用できない。また、大きなパターンを描画に使用できない、描画スピードを上げられない等の問題が未解決である。また、描画機能としてキャラクタパターン描画に限定されるため、パターンに応じた多数のキャラクタパターンを準備する機能が必要である。
【０００９】
それらの問題を解決するため、本出願人は、さらに、特開２００２−５０５６７号（特願２０００−２３７１６３号）として、縮小投影光学系を多重マルチポールレンズで構成した低加速電子ビームを用いた電子線描画方式を出願している。図９（ａ）は、この出願の電子線描画方式の電子光学系の説明図である。なお、図９（ａ）において、図７と同一機能部分には同一符号を付して、その個々の説明を省略する。
【００１０】
この電子光学系の特徴は、電子レンズの構成と縮小投影光学系の構成にある。即ち、図９（ａ）に示す電子ビーム描画装置においては、まず、照明レンズ６０ａ、６０ｂおよび副偏向器７１を除く全ての電子レンズ、即ち、第１成形偏向器７２，第２成形偏向器７３，電子ビームの軌道をＸ方向、Ｙ方向で独立に制御する電子レンズ７４Ｑ１〜Ｑ４，プリ主偏向器７５は、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、静電型マルチポールで構成されている。これらのマルチポールレンズは、互いに４５度の角度をおいて配置された８個の電極Ｅで構成される。
【００１１】
従ってこの出願の描画装置によれば、上述の空間電荷効果を解決するため、軌道上の電子ビームが同一場所でビーム集中が発生するのを避け、ビームをＸ、Ｙ成分それぞれ独立に制御することにより空間電荷効果を低減している。
【００１２】
図９（ａ）に示した電子線描画装置において、図９（ｂ）および（ｃ）に示したように、多重マルチポールレンズは、互いに４５度の角度をおいて配置した８個の電極Ｅで構成している。マルチポールレンズは、光学系ＸＹ座標に対してＸＹ軸を挟む形の位相で配置し、２極単位のエレクトロード扱いで全体として４極子レンズとして機能させる制御で構築している。
【００１３】
ただ、この方式の描画装置では、Ｘ方向とＹ方向の電子ビームは非対称の独立した制御をおこなうため、Ｘ方向とＹ方向の偏向感度および偏向収差が異なった光学収差ボケを生じる。このため描画パターンを偏向制御でビーム偏向した場合は、偏向位置に応じて形状歪みを発生するので、偏向場所に応じてジャストフォーカスさせる必要がある。このため４重のマルチポールレンズすべてに、独立の補正電圧を印加する調整が必要で、複雑な複合パラメータ制御が要求されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
先に出願した特開２０００−１７３５２９号（特願平１０−３６３０７１号）による技術である、静電レンズを使用した低加速電圧制御方式による電子描画装置は、ビーム電流を大きくすると空間電荷効果によるボケが顕著となることが避けられないため、ビーム電流を小さくしてショット時間を大きくとる必要があり、高いスループットは期待出来ないという問題が未解決である。
【００１５】
また、特開２０００−１７３５２９号および特開２００２−５０５６７号（特願２０００−２３７１６３号）として出願した、静電レンズを使用した低加速電圧制御方式による電子光学描画装置は、描画パターンとして、あらかじめ準備された固定のキャラクタパターンを縮小描画する方法が主として用いられる場合が多い。しかし、実際のパターン描画においては、複雑なパターンを組み合わせた描画が要求されており、任意形状のショット描画ができる機能が求められている。
【００１６】
また、描画時のビーム電流や試料面収束半角は、描画パターンの解像性能を決定する重要なファクターとなっているが、これらを用途に応じてショット時間のレベルで変更できる機能が求められている。
【００１７】
本発明は、これらの事情に基づいてなされたもので、静電レンズを使用した低加速電子ビーム描画装置において、ショットビーム形状が任意に変えられる可変成形ビーム描画の機能と、描画時のビーム電流と試料面収束半角をショットレベルで選択できる機能と、空間電荷効果による解像性低下の影響を低減できる電子光学系を具えた電子ビーム露光制御方法とその装置を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明による手段によれば、電子銃から出射された電子ビームの進行方向の光軸に沿ってそれぞれ静電レンズを具えた照明光学系、プロジェクション光学系および対物光学系を配置して構成した電子光学系により前記電子ビームを制御して試料面に露光する電子ビーム露光制御方法において、
前記照明光学系を構成している２個の静電レンズの内の後段の静電レンズのビームクロス位置に配置され選択可能な複数の微小なアパーチャが形成され、かつ、前記アパーチャの選択とブランキング機能をおこなうための４段の偏向器を具備したブランキングアパーチャにより前記アパーチャを選択して、前記試料面で電子ビームの電流および前記試料面の収束半角を設定することを特徴とする電子ビーム露光制御方法である。
【００１９】
また請求項２の発明による手段によれば、前記照明光学系を形成している２個の静電レンズの内の後段の静電レンズのビームクロス位置に配置され選択可能な複数の微小なアパーチャが形成された前記ブランキングアパーチャにより所定のアパーチャを選択することにより、前記試料へキャラクタパターン描画時には大ビーム電流を、可変成形ビーム描画時には小電流を選択して行うことを特徴とする電子ビーム露光制御方法である。
【００２０】
また請求項３の発明による手段によれば、前記プロジェクション光学系を形成している２個の静電レンズの内の後段の静電レンズを挟んで、該静電レンズから等距離の位置に第１のビーム形成アパーチャと第２のビーム形成アパーチャとを配置して形成した光学系により、前記試料面での電子ビームの結像収束半角が同一になるよう、かつ、前記対物光学系を形成している対物レンズの主面でフォーカスするように制御していることを特徴とする電子ビーム露光制御方法である。
【００２１】
また、請求項４の発明による手段によれば、前記第１のビーム形成アパーチャと前記第２のビーム形成アパーチャを通過した電子ビームに対し、前記対物光学系を形成している２個の静電レンズの内の前段第１の対物レンズと後段第２の対物レンズの内、前記後段第２の対物レンズ主面位置と前記試料面の位置で決定される光学倍率に比して前記後段第２の対物レンズの主面位置を前記試料面側に長く配置し、前記前段第１の対物レンズは電子ビームが光路途中で結像させない制御と、前記前段第１の対物レンズで電子ビームが前記試料面でフォーカスのパターン寸法を最終的に調整するための微小ビーム軌道制御おこなうことを特徴とする電子ビーム露光制御方法である。
【００２２】
また請求項５の発明による手段によれば、前記対物光学系を形成している対物レンズが内蔵している偏向器により偏向されて通過した電子ビームに対して、該電子ビームの軌道を補正する偏向器により、ビームショット偏向制御によって発生する前記試料面への電子ビームのランディング角度を任意に制御可能としたビーム振り戻し偏向制御をおこない、前記試料面に対してランディング角度を垂直または小さくする制御をおこなって前記試料面の変動が発生した場合でも電子ビームショットパターンのつなぎ精度が影響を受けない電子ビーム露光制御方法である。
【００２３】
また請求項６の発明による手段によれば、電子銃と、この電子銃から出射された電子ビームの進行方向の光軸に沿ってそれぞれ静電レンズを具えた照明光学系、プロジェクション光学系および対物光学系により構成した電子光学系を有する電子ビーム露光制御装置において、
前記照明光学系を形成している２個の静電レンズの内の後段の静電レンズのビームクロス位置に、選択可能な複数の微小なアパーチャが形成され、かつ、所定位置に前記アパーチャの選択とブランキング機能をおこなうための４段の偏向器で構成されたブランキングアパーチャが配置されていることを特徴とする電子ビーム露光制御装置である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は本発明の電子光学系の構成を示した模式図である。電子光学系は、大別すると、電子銃１の出射方向に光軸に沿って試料面ＷＦとの間に、照明光学系２、プロジェクション光学系３および対物光学系４が配置されている。また、各光学系には電子光学レンズとして、それぞれ２個で、Ｌｅｎｓ５からＬｅｎｓ１０の、合計６個のアインツェル型ラウンド静電レンズ（以下、アインツェルレンズという）を具えている。Ｌｅｎｓ５とＬｅｎｓ６は照明光学系２、Ｌｅｎｓ７とＬｅｎｓ８はプロジェクション光学系３、Ｌｅｎｓ９とＬｅｎｓ１０は対物光学系４をそれぞれ構成している。なお、Ｌｅｎｓ１０は、エレクトロードを分割したアインツェルレンズを用いている。
【００２６】
照明光学系２を形成するＬｅｎｓ５とＬｅｎｓ６の上流側には、電子銃１の側にビーム制限アパーチャ１２が配置され、Ｌｅｎｓ６の下流側には、ブランキングアパーチャ１３が配置されている。また、プロジェクション光学系３を構成するＬｅｎｓ７とＬｅｎｓ８の間には、プロジェクションアパーチャとして第１のビーム形成アパーチャ１４とビーム検出アパーチャ１５が配置されている。さらに、プロジェッション光学系と対物光学系４との間には第２のビーム形成アパーチャ１６が配置されている。
【００２７】
次に、照明光学系２の制御について説明すると、図２はＬｅｎｓ５とＬｅｎｓ６で構成する照明光学系２の光学的機能を示した説明図である。この場合、Ｌｅｎｓ５とＬｅｎｓ６に印加する電圧の組み合わせの条件によらないで、ブランキングアパーチャ１３の位置でビームをフォーカスする（そういう位置にブランキングアパーチャ１３を配置している）。
【００２８】
図２の説明図において、Ｌｅｎｓ５とＬｅｎｓ６を調整して、「レンズ合わせ１」の条件を選択すると、ブランキングアパーチャ１３の位置での照明光倍率を小さく設定することが可能になる。また、Ｌｅｎｓ５とＬｅｎｓ６の位置を調整して、図２の「レンズ合わせ２」の条件を選択するとブランキングアパーチャ１３の位置での照明光倍率を大きく設定することができる。つまり、Ｌｅｎｓ５とＬｅｎｓ６の設定条件によって、ブランキングアパーチャ１３の位置でのビーム大きさを変化させることができる。なお、レンズ合わせ位置は、説明の都合上代表的な２つの位置を示したが、この２つの位置の間で、必要に応じて様々な組合わせにより光学的に成立する位置を用いることができる。
【００２９】
ブランカ偏向器であるブランキングアパーチャ１３は、図３（ａ）に模式図を示したようにアパーチャ板１３ａを挟んで、２段ずつの４段の偏向器１３ｂを具えている。１段の偏向器１３ｂは４分割の４極の電極Ｅで構成し、ビーム軌道をシフト、チルト、Ｘ、Ｙ方向に制御できる機能を有している。上述のように、図３（ｂ）および（ｃ）で示したように、ブランキングアパーチャ１３のアパーチャ板１３ａには、例えば、孔径が約φ１０μｍのアパーチャＡと、孔径が約φ４０μｍのアパーチャＢの２種類のアパーチャが交換可能に配設されている。
【００３０】
図３（ａ）および図３（ｂ）の説明図により、「レンズ合わせ」について説明すると、図２の説明図で示した、「レンズ合わせ２」の条件でセットすると、ビームのフォーカスサイズは、アパーチャＢとほぼ同じ大きさ（直径φ４０μｍ）にセットされているので、ブランカ偏向器の制御で照明光をアパーチャＡまたはアパーチャＢを通過するかの選択した際に、アパーチャＢを選択した場合は、照明光のフォーカスビームがカットされない状態で通過するが、アパーチャＡを選択した場合は、照明光のフォーカスビームの一部がカットされて通過する。
【００３１】
一方、「レンズ合わせ１」を選択した場合は、ビームのフォーカスサイズは、アパーチャＡとほぼ同じ大きさ（直径φ１０μｍ）にセットされているので、には、アパーチャＡおよびアパーチャＢのいずれを選択した場合でも、照明光フォーカスビームがカットされない状態で通過する。
【００３２】
なお、図３（ａ）の説明図では、ブランカ偏向器の制御として、Ｙ方向にアパーチャＡとアパーチャＢの選択を、Ｘ偏向をブランキング制御に使用した状態を示しており、アパーチャＡとアパーチャＢの直径比を、例えば１：２とすると、ビーム電流比を約１：０．６５に設定することできる。
【００３３】
また、ブランキングアパーチャ１３の位置でのフォーカスビームは最大で４０μｍ程度となるので、ブランカ偏向器の動作はこの電子光学系では１００μｍ□の制御量で可能であることをシュミレーションで確認した。この機能により、Ｌｅｎｓ５とＬｅｎｓ６のレンズ電圧を変えることなく、ブランカ偏向器の動作時間レベルでＬｅｎｓ７への入射ビームを制御することが可能で、それにより、後述する試料面の収束半角の選択が可能である。
【００３４】
なお、「レンズ合わせ１」の条件の場合は、照明光の倍率が小さいので実施例ではアパーチャＡ、あるいは、アパーチャＢの選択にかかわらずビームがカットされずに、そのままの形状で下流ヘビームが通過するが、この場合も、直径φ１０μｍより小径のアパーチャを別途準備すれば、「レンズ合わせ２」と同等の制御も可能である。
【００３５】
なお、上述の実施の形態では、ブランキングアパーチャ１３は、ブランキングアパーチャ１３の位置での照明光倍率を小さく設定する照明光の条件切り替え機能と、ブランカ偏向器としてのブランキング機能とを兼ね備えたものを用いたが、図４に示すような、照明光の条件切り替え機能とブランキング機能とをそれぞれ独立して持たせた電子光学系を用いることもできる。なお、図４において、図１と同一機能部分には同一符号を付して、その個々の説明を省略する。この電子光学系では、照明光の条件切り替え機能をおこなうために、ビーム制限アパーチャ１２とＬｅｎｓ５との間に電流切り替え用アパーチャ１３ａを設け、ブランキングアパーチャ１３ｂはブランキング機能のみを制御する構成としている。
【００３６】
次に、プロジェクション光学系３について説明する。図１で示したように、ブランキングアパーチャ１３を通過したビームはＬｅｎｓ７に入射し、第１のビーム形成アパーチャ１４を通過し、ビーム検出アパーチャ１５でフォーカスする。ビーム検出アパーチャ１５の位置でのビームは、「レンズ合わせ１」、あるいは、「レンズ合わせ２」の選択によらず同じになるので、ビーム検出アパーチャ１５でビームスキャン機能を具備させることでＬｅｎｓ７のアライメント調整が可能になる。
【００３７】
Ｌｅｎｓ８は、図５（ａ）に光学説明図を示したように、第１のビーム形成アパーチャ１４と第２のビーム形成アパーチャ１６の中央位置（Ｌｅｎｓ８と、第１のビーム形成アパーチャ１４あるいは第２のビーム形成アパーチャ１６との距離が等しい）に配置されている。
【００３８】
それにより、第１のビーム形成アパーチャ１４と第２のビーム形成アパーチャ１６の両アパーチャにフォーカスしてビーム結像収束半角が同一になる光学系を形成している。また、光学系の上流からのの照明光は下流に配置したＬｅｎｓ１０のレンズ主面でフォーカスする。ただし、その際、ビームの状態は、図２で示した、「レンズ合わせ１」と「レンズ合わせ２」の選択で異なってくる。
【００３９】
図５（ｂ）は「レンズ合わせ１」を選択した場合を、図５（ｃ）は「レンズ合わせ２」を選択した場合の説明図である。この両者を比較した場合、「レンズ合わせ１」を選択した場合は、ブランキングアパーチャ１３の位置での照明光倍率を小さく設定することが可能なので、「レンズ合わせ２」を選択した場合に比べてＬｅｎｓ１０のレンズ主面でのビーム広がり（ビーム収束半角）が小さくなる。つまり、図５（ｂ）では試料面のビーム収束半角は小さく、かつ、空間電荷効果による電流は小の状態になる。これに対して、図５（ｃ）では試料（ＷＦ）面のビーム収束半角は大きく、かつ、電流は大の状態となる。
【００４０】
また、ブランキングアパーチャ１３の選択制御で、「レンズ合わせ２」を選択し、かつ、アパーチャＡ（直径φ１０μｍ）を選択すると、図５（ａ）と図５（ｂ）との試料（ＷＦ）面のビーム収束半角を中間状態に設定することが可能で、「レンズ合わせ１」による図５（ｂ）の設定に比べて試料（ＷＦ）面でのビーム収束半角を精度良く設定できる特徴を備えている。
【００４１】
低加速電子ビーム描画では、ビーム電流を増大させると空間電荷効果が大きくなり、試料面でビームのぼけが大きくなる現象が発生する。一方、試料面でのビーム収束半角を大きくすると空間電荷効果によるぼけを小さくすることができる。
【００４２】
本発明では、評価結果により、図５（ｃ）の条件で、特に２．５ｍｒａｄから３ｍｒａｄの範囲を選択し、ボケの量が最も小さくなる条件を得ている。したがって、図２の「レンズ合わせ２」を選択するとビーム電流が大きい場合でも試料（ＷＦ）面の収束半角を大きくでき、ぼけが小さい描画が可能である。第１のビーム形成アパーチャ１４と第２のビーム形成アパーチャ１６を使用した可変ビーム描画では光路長が長くなるため空間電荷効果の影響が大きくなり試料（ＷＦ）面でのぼけが大きくなるので、この条件での描画時には図２の「レンズ合わせ２」を選択し、かつ、アパーチャＢを選択すると解像性の良い描画を実現することが可能である。
【００４３】
第２のビーム形成アパーチャ１６には、一括露光のキャラクタパターンが形成されているキャラクタセル（不図示）と可変成形ビームを構成するアパーチャが配置されている。この際のアパーチャのキャラクタパターンの選択とビーム位置決めの制御は、オクタポール構造（８極構造）の偏向器が第２のビーム形成アパーチャ１６をはさむ形で構成されており、４段配置でシフトアンドチルトのビーム制御を実施している。キャラクタパターンの描画の際には大ビーム電流を、可変成形ビーム描画時には、光路長が長くなるので、小電流を選択して行う。
【００４４】
次に、対物光学系４について説明する。対物光学系４にはＬｅｎｓ９とＬｅｎｓ１０とが配置されており、試料（ＷＦ）面でのフォーカス合わせはＬｅｎｓ１０で実施するが、試料（ＷＦ）面上での微小な倍率調整を目的としてＬｅｎｓ９を配置している。すなわち、Ｌｅｎｓ１０のレンズ主面位置と試料（ＷＦ）面位置で決定される光学倍率に比してＬｅｎｓ１０のレンズ主面位置を試料（ＷＦ）面側に若干長くとった条件で配置している。
【００４５】
Ｌｅｎｓ９は、この配置を利用してビームをわずかに軌道を変える制御を行い、Ｌｅｎｓ１０がおこなう試料（ＷＦ）面でのフォーカス調整の結果により生じたパターン寸法の倍率の誤差分を微調整して、正規のパターン寸法に修正する機能を有している。それにより最終的な描画パターン寸法の倍率に合わせこむことが可能になる。これらの調整を実施した例の場合、４ｍｍ程度のレンズ主面配置を移動の条件で約５％の試料（ＷＦ）面でのパターン倍率調整が可能であることを確認した。
【００４６】
また、図６はＬｅｎｓ１０におけるビームの主偏向制御と副偏向制御によるビーム制御の説明図である。すなわち、Ｌｅｎｓ１０には、特に、対物レンズ内蔵の主偏向器で偏向されたビームに対して、ビーム軌道を補正する８極子（各極子は、−電位に設定されている）の偏向器を配し、ビームショット偏向制御によって発生する試料（ＷＦ）面へのビームランディング角度を任意に制御する偏向器１１を具備し、ビーム振り戻し制御をおこなっている。これにより、試料（ＷＦ）面に対してランディング角度Ｌａを垂直または小さくする制御ができる。したがって、試料（ＷＦ）面の変動が発生した場合に発生する電子ビームショットパターンつなぎ誤差を極度に抑制することが可能になった。
【００４７】
以上に説明したように、本発明においては、静電レンズを使用した低加速電子ビーム描画装置において、ショットビーム形状が任意に変えられる可変成形ビーム描画の機能と、描画時のビーム電流と試料（ＷＦ）面収束半角をショットレベルで選択できる機能を実現し、ビーム電流が大きい場合でも空間電荷効果による解像性低下の影響を低減した描画装置を実現できる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、偏向による光学収差ぼけや電子ビーム形状寸法誤差を補正した高精度の電子ビーム露光制御方法とその露光制御装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電子光学系の構成を示した模式図。
【図２】本発明の電子光学系を構成している照明光学系の光学的機能を示した説明図。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、「レンズ合わせ」の説明図。
【図４】本発明の電子光学系の変形例の構成を示した模式図。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、「レンズ合わせ」の光学的な説明図。
【図６】ビームの主偏向制御と副偏向制御によるビーム制御の説明図。
【図７】従来の描画方式による描画装置の説明図。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、アインツェルレンズの説明図。
【図９】（ａ）従来の描画方式による描画装置の説明図、（ｂ）および（ｃ）は、マルチポールレンズの説明図。
【符号の説明】
１…電子銃、２…照明光学系、３…プロジェクション光学系、４…対物光学系、５〜１０…Ｌｅｎｓ〜Ｆ、１２、１３，１５…ブランキングアパーチャ、１４…第１のビーム形成アパーチャ、１６…第２のビーム形成アパーチャ
【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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