(57)【要約】【課題】電子ビームの電流測定を極めて短い時間で行なうことができる電子ビームの電流測定方法および可変面積型電子ビーム描画装置を実現する。【解決手段】乗算器３２は、制御コンピュータ３０からの設定ビーム面積とレジスタ３１から供給される基準電流値基準となる電子ビームの形状（面積＝１μｍ２）のときの電子ビームの電流値とを乗算し、得られた予想電流値をメモリー３３に出力する。一方、メモリー３３は、各測定電流値レンジでの最適な測定電流値をテーブルの形式で記憶しており、乗算器３２から予想電流値が供給されると、テーブルを参照し、予想電流値から最適な測定レンジを選択する。【選択図】      図４
2004311808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを第１の成形スリットを通過させ、第１のスリットを通過した電子ビームを第２の成形スリット上に照射し、第２のスリットを通過した電子ビームを被描画材料に照射すると共に、第１と第２のスリットの間に電子ビームの成形偏向器を設け、成形偏向器によって第１の成形スリットを通過した電子ビームを偏向し、第２の成形スリットを通過する電子ビームの面積を変化させ、この可変面積の電子ビームによって、被描画材料に塗布されたレジストを感光させるようにした可変面積型電子ビーム描画装置において、第２の成形スリットを通過して被描画材料に照射される電子ビームの光軸近傍に電子ビームの検出器を配置し、検出器から得られた電流を、複数の互いに異なった抵抗値のフィードバック抵抗が並列に接続された演算増幅器で電圧信号に変換するようにして電子ビームの面積に応じた電流値を測定する電子ビームの電流測定方法であって、あらかじめ電子ビームの基準面積に応じた電子ビーム電流の値を測定して基準電流値として保持し、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求め、予想検出電流値に応じて演算増幅器のフィードバック抵抗を選択し、演算増幅器の測定レンジの選択を行なうようにした可変面積型電子ビーム描画装置における電子ビームの電流測定方法。
【請求項２】
電子ビームを第１の成形スリットを通過させ、第１のスリットを通過した電子ビームを第２の成形スリット上に照射し、第２のスリットを通過した電子ビームを被描画材料に照射すると共に、第１と第２のスリットの間に電子ビームの成形偏向器を設け、成形偏向器によって第１の成形スリットを通過した電子ビームを偏向し、第２の成形スリットを通過する電子ビームの面積を変化させ、この可変面積の電子ビームによって、被描画材料に塗布されたレジストを感光させるようにした可変面積型電子ビーム描画装置において、第２の成形スリットを通過して被描画材料に照射される電子ビームの光軸近傍に電子ビームの検出器を配置し、検出器から得られた電流を、演算増幅器で電圧信号に変換するようにして電子ビームの面積に応じた電流値を測定する電子ビームの電流測定方法であって、あらかじめ電子ビームの基準面積に応じた電子ビーム電流の値を測定して基準電流値として保持し、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求め、予想検出電流を発生させて演算増幅器の入力に流すようにし、予想検出電流と測定電流とを加算することによって電子ビーム電流の測定を行なうようにした可変面積型電子ビーム描画装置における電子ビームの電流測定方法。
【請求項３】
電子ビームの検出器は、被描画材料が載せられる移動ステージの端部上に設けられている請求項１および２記載の可変面積型電子ビーム描画装置における電子ビームの電流測定方法。
【請求項４】
測定した電流値に基づいて実際のレジストを露光する際の電子ビームの照射時間を決定するようにした請求項１〜３記載の可変面積型電子ビーム描画装置における電子ビームの電流測定方法。
【請求項５】
電子ビームを第１の成形スリットを通過させ、第１のスリットを通過した電子ビームを第２の成形スリット上に照射し、第２のスリットを通過した電子ビームを被描画材料に照射すると共に、第１と第２のスリットの間に電子ビームの成形偏向器を設け、成形偏向器によって第１の成形スリットを通過した電子ビームを偏向し、第２の成形スリットを通過する電子ビームの面積を変化させ、この可変面積の電子ビームによって、被描画材料に塗布されたレジストを感光させるようにした可変面積型電子ビーム描画装置において、第２の成形スリットを通過して被描画材料に照射される電子ビームの光軸近傍に配置された電子ビームの検出器と、検出器から得られた電流が供給され、複数の互いに異なった抵抗値のフィードバック抵抗が並列に接続された演算増幅器と、あらかじめ電子ビームの基準面積に応じた基準電流値を保持するレジスタと、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求める乗算器と、乗算器の出力信号が供給され、予想検出電流値に応じて演算増幅器のフィードバック抵抗を選択し、演算増幅器の測定レンジの選択を行なうテーブルが記憶されているメモリーと、メモリーからの選択された測定レンジに応じて、演算増幅器のフィードバック抵抗を設定するように構成した可変面積型電子ビーム描画装置。
【請求項６】
電子ビームを第１の成形スリットを通過させ、第１のスリットを通過した電子ビームを第２の成形スリット上に照射し、第２のスリットを通過した電子ビームを被描画材料に照射すると共に、第１と第２のスリットの間に電子ビームの成形偏向器を設け、成形偏向器によって第１の成形スリットを通過した電子ビームを偏向し、第２の成形スリットを通過する電子ビームの面積を変化させ、この可変面積の電子ビームによって、被描画材料に塗布されたレジストを感光させるようにした可変面積型電子ビーム描画装置において、第２の成形スリットを通過して被描画材料に照射される電子ビームの光軸近傍に配置された電子ビームの検出器と、検出器から得られた電流が供給され、複数の互いに異なった抵抗値のフィードバック抵抗が並列に接続された演算増幅器と、あらかじめ電子ビームの基準面積に応じた基準電流値を保持するレジスタと、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求める乗算器とを備え、予想検出電流を発生させて演算増幅器の入力に流すように構成し、予想検出電流と測定電流とを加算することによって電子ビーム電流の測定を行なうようにした可変面積型電子ビーム描画装置。
【請求項７】
電子ビームの検出器は、被描画材料が載せられるステージの端部に設けられ、電子ビームの電流を測定する際には、ステージを移動させて検出器を電子ビームの光軸近傍に配置するように構成した請求項５および６記載の可変面積型電子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する分野】
本発明は、ＬＳＩ製作のためのマスクパターン等を描画する可変面積型電子ビーム描画装置において、被描画材料に照射される電子ビームをブランキングする時間を求めるため、電子ビームの電流を測定するための方法および可変面積型電子ビーム描画装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来の可変面積型電子ビーム描画装置の一例を示している。１は電子ビームＥＢを発生する電子銃であり、該電子銃１から発生した電子ビームＥＢは、照射レンズ（図示せず）を介して第１成形スリット２上に照射される。なお、電子銃１と第１成形スリット２との間には、ブランキング電極３が配置されている。
【０００３】
第１成形スリット２の開口像は、成形レンズ（図示せず）により、第２成形スリット４上に結像されるが、その結像の位置は、成形偏向器５により変えることができる。第２成形スリット４により成形された像は、図示していない縮小レンズ、対物レンズを経て描画材料６上に照射される。描画材料６への照射位置は、位置決め偏向器７により変えることができる。なお、成形偏向器５および位置決め偏向器７は、図面上１組しか描かれていないが、実際には、図示されている各偏向器に直交する方向にもう１組設けられる。
【０００４】
このような構成において、図示していない制御コンピュータは描画データメモリーからのパターンデータを照射制御回路（図示せず）に転送する。照射制御回路によって作成されたブランキング信号は、増幅器８を介してブランキング電極３に供給される。また、照射制御回路で作成された電子ビームの形状成形信号は、ＤＡ変換増幅器９を介して成形偏向器５に供給される。更に、照射制御回路で作成された材料６上の電子ビームの照射位置信号は、ＤＡ変換増幅器１０を介して位置決め偏向器７に供給される。なお、制御コンピュータは、材料６のフィールド毎の移動のために、材料６が載せられたステージ（図示せず）を制御する。このような構成の動作を次に説明する。
【０００５】
まず、基本的な描画動作について説明する。描画データメモリーに格納されたパターンデータは、逐次読み出され、照射制御回路に供給される。この照射制御回路からのデータに基づき、成形偏向器６、位置決め偏向器７は制御される。
【０００６】
この結果、各描画パターンデータに基づき、成形偏向器５により電子ビームの断面が単位パターン形状に成形され、その単位パターンが順々に材料６上にショットされ、所望の形状のパターン描画が行われる。なお、この時、ブランキング電極３へのブランキング信号により、材料６への電子ビームのショットに同期して電子ビームのブランキングが実行される。また、材料６上の異なったフィールドへの描画の際には、制御コンピュータの制御により、材料６が載せられたステージは所定の距離移動させられる。なお、ステージの移動距離は、図示していないが、レーザー測長器により監視されており、測長器からの測長結果に基づき、ステージの位置は正確に制御される。
【０００７】
上記したような電子ビーム描画装置では、被描画材料６は、例えば光学的描画装置において使用されるマスク（レチクル）であり、ガラス基板の表面に導電性物質が蒸着され、更にその上に電子ビームの感光材料（レジスト）が塗布されている。
【０００８】
電子ビームはこのレジスト上に照射され、所定の形状のパターンを描画し、電子ビームの照射された部分のレジストを感光する。すなわち、電子ビームの断面の形状を制御しながら矩形や三角形、もしくは台形などの形状の描画を行い、それらの形状の組み合わせでマスク乾板上のレジストに所望のパターンを描画して感光させる。
【０００９】
さて、上記したような描画を行う場合、マスク乾板上のレジストの感度に合わせて所定の時間電子ビームを乾板上に照射することによって、レジストを適性に感光させることができる。この際、描画したパターンの精度を向上させるためには、成形された電子ビームの材料上の面積あたりに照射される電子ビームの電荷量を一定に制御することが必要となる。面積あたりの電荷量は、電子ビームの照射時間×電流密度で決まるため、あらかじめ電子ビームの電流を正確に測定しておく必要がある。
【００１０】
すなわち、電子ビームが均一な電流密度で広がりを有したビームであれば、電流密度は一定であるが、実際には電子ビームの電流密度は一定でないため、成形されたビーム形状により、電流密度が異なってくる。この電流密度の違いは、電子ビームによる描画動作の前あるいはその途中で電流測定を実行し、その電流値に応じてレジストに照射される電子ビームの照射時間を変化させることによって補正している。
【００１１】
上記した電子ビーム電流の測定方式の一例を図２に示す。図２において、図１の中の構成要素と同様な構成要素には同一番号を付し、その説明を省略する。図２において、被描画材料６は移動ステージ１１上に載置されている。移動ステージ１１の端部には、ファラデーカップ１２が設けられており、電子ビーム電流の測定の際には、移動ステージ１１が移動され、ファラデーカップ１２が電子ビームＥＢのほぼ光軸上に配置される。
【００１２】
この状態で制御コンピュータ１４は、電子ビームの照射形状を設定し、微小電流測定器（ピコアンペアメータ）１３に測定命令を送る。この際、ブランキング用ＤＡ変換増幅器８には、電子ビームがＯＮ状態となる電流が制御コンピュータ１４によって設定される。また、成形偏向器用ＤＡ変換増幅器９には、電子ビームＥＢの形状が設定形状となるような電流が供給される。更に、位置決め偏向器７用のＤＡ変換増幅器１０は、中立（０Ｖ）に設定される。
【００１３】
このような状態で、電子ビームの電流密度は、その形状によって異なるため、電子ビームの形状の設定をＤＡ変換増幅器９の設定電流を変化させることによって行ない、その都度微小電流の測定動作を繰り返し行う。例えば、縦長の形状、横長の形状、正方形などのいくつかの種類の形状ごとに電子ビーム電流を測定し、その際の電子ビームの照射面積と測定した電子ビーム電流とによって電流密度を求める。なお、実際に設定した形状の中間的な形状の場合は、補間法による計算によって電流密度を求める。このようにして求められた電流密度に応じて、ブランキング時間が補正され、面積あたりの電荷量を一定とすることができる。
【００１４】
上記図２を用いて説明したように、電流密度を求めるためにファラデーカップ１２によって検出した微小電流を、微小電流測定器１３によって測定するようにしている。図３はこの微小電流測定器１３の構成の一例を示しており、ファラデーカップ１２によって検出された電流Ｉは、演算増幅器２０に供給される。
【００１５】
演算増幅器２０は、供給された電流を電圧に変換する。この場合、より広い範囲で電流が測定可能なように、演算増幅器２０のフィードバック抵抗は、異なる抵抗値の抵抗Ｒ，１０Ｒ，１００Ｒ，１０００Ｒが接続されており、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４によってどの値のフィードバック抵抗を使用するかを選択することができるように構成されている。
【００１６】
例えば、スイッチＳ１がＯＮになると、抵抗値Ｒが選択され、演算増幅器２０の出力は、入力電流Ｉ×Ｒの電圧が出力される。演算増幅器２０に変換された電圧は、高周波格子ノイズを除去するためＬＰＦ（ローパスフィルタ）２１を通り、ＡＤ変換器２２によってディジタルデータに変換されて出力される。
【００１７】
上記した可変面積型電子ビーム描画装置、およびその装置において所定の面積に成形された電子ビームの電流値を測定している例として、例えば、特許文献１を参照することができる。
【００１８】
【特許文献１】
特開平４−６３４２０号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
上記図３に示した微小電流測定器の構成で問題となるのは、測定レンジの選択方法である。これまでは、制御コンピュータ１４から測定指令がくるのみであったため、未知の電流を測定するために、測定器はレンジ選択切替スイッチ２５をオートレンジＡＬに設定していた。この場合、測定器は、最初の測定でできる限り大きな電流が測定可能なように、レンジを選択する。すなわち、図３の構成では、スイッチＳ１をＯＮにしてフィードバック抵抗Ｒを選択する。
【００２０】
抵抗Ｒを選択して一度測定を行なった結果、電流が小さく、十分な精度の測定結果が得られないと、電流計２３は測定レンジ設定器２４を制御してスイッチＳ１をＯＦＦにし、次にＳ２をＯＮとしてフィードバック抵抗１０Ｒを選択する。更に、測定を行なった結果、電流が小さく、十分な精度の測定結果が得られないと、電流計２３は測定レンジ設定器２４を制御してスイッチＳ２をＯＦＦにし、次にＳ３をＯＮとしてフィードバック抵抗１００Ｒを選択する。
【００２１】
このような動作を繰り返して、最適な測定レンジの設定で得られた数値を測定値として出力する。このような測定方式では、ｐＡ〜ｎＡ単位の微小電流の測定では、１回の測定に数百ｍｓの時間を要するため、複数のレンジを切り換えて測定を行なうと、数秒の時間を要していた。このような電流測定のシーケンスを実施する時間は、１枚のマスクに対する描画のスループットに少なからずの影響を与えている。
【００２２】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、その目的は、可変面積型電子ビーム描画装置における電子ビームの電流測定を極めて短い時間で行なうことができる電子ビームの電流測定方法および可変面積型電子ビーム描画装置を実現するにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明に基づく電子ビーム描画装置における電子ビーム電流測定方法は、可変面積型電子ビーム描画装置において、第２の成形スリットを通過して被描画材料に照射される電子ビームの光軸近傍に電子ビームの検出器を配置し、検出器から得られた電流を、複数の互いに異なった抵抗値のフィードバック抵抗が並列に接続された演算増幅器で電圧信号に変換するようにして電子ビームの面積に応じた電流値を測定する電子ビームの電流測定方法であって、あらかじめ電子ビームの基準面積に応じた電子ビーム電流の値を測定して基準電流値として保持し、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求め、予想検出電流値に応じて演算増幅器のフィードバック抵抗を選択し、演算増幅器の測定レンジの選択を行なうようにしたことを特徴としている。
【００２４】
すなわち、請求項１の発明は、被描画材料に照射される電子ビームの予想検出電流値を求め、この予想電流地の大きさに適した演算増幅器の測定レンジを短時間に設定することを可能とする。
【００２５】
請求項２に記載の発明に基づく電子ビーム描画装置における電子ビーム電流測定方法は、可変面積型電子ビーム描画装置において、被描画材料に照射される電子ビームの光軸近傍に電子ビームの検出器を配置し、検出器から得られた電流を、演算増幅器で電圧信号に変換するようにして電子ビームの面積に応じた電流値を測定する電子ビームの電流測定方法であって、あらかじめ電子ビームの基準面積に応じた電子ビーム電流の値を測定して基準電流値として保持し、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求め、予想検出電流をオフセット電流として演算増幅器の入力に流すようにし、予想検出電流と測定電流とを加算することによって電子ビーム電流の測定を行なうようにしたことを特徴としている。
【００２６】
すなわち、請求項２の発明は、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求め、予想検出電流をオフセット電流として演算増幅器の測定入力に加算するようにしたので、演算増幅器のフィードバック抵抗に流れる電流は小さな値となり、この小さな値をＡＤ変換器のフルスケールで測定することができるので、測定の分解能を向上させることができる。
【００２７】
請求項５に記載の発明に基づく可変面積型電子ビーム描画装置は、第２の成形スリットを通過して被描画材料に照射される電子ビームの光軸近傍に配置された電子ビームの検出器と、検出器から得られた電流が供給され、複数の互いに異なった抵抗値のフィードバック抵抗が並列に接続された演算増幅器と、あらかじめ電子ビームの基準面積に応じた基準電流値を保持するレジスタと、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求める乗算器と、乗算器の出力信号が供給され、予想検出電流値に応じて演算増幅器のフィードバック抵抗を選択し、演算増幅器の測定レンジの選択を行なうテーブルが記憶されているメモリーと、メモリーからの選択された測定レンジに応じて、演算増幅器のフィードバック抵抗を設定するように構成したことを特徴としている。
【００２８】
すなわち、請求項５の発明は、被描画材料に照射される電子ビームの予想検出電流値を求め、この予想電流地の大きさに適した演算増幅器の測定レンジを短時間に設定することを可能とする。
【００２９】
請求項６に記載の発明に基づく可変面積型電子ビーム描画装置においては、第２の成形スリットを通過して被描画材料に照射される電子ビームの光軸近傍に配置された電子ビームの検出器と、検出器から得られた電流が供給され、複数の互いに異なった抵抗値のフィードバック抵抗が並列に接続された演算増幅器と、あらかじめ電子ビームの基準面積に応じた基準電流値を保持するレジスタと、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求める乗算器とを備え、予想検出電流を発生させて演算増幅器の入力に流すように構成し、予想検出電流と測定電流とを加算することによって電子ビーム電流の測定を行なうようにしたことを特徴としている。
【００３０】
すなわち、請求項６の発明は、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求め、予想検出電流をオフセット電流として演算増幅器の測定入力に加算するようにしたので、演算増幅器のフィードバック抵抗に流れる電流は小さな値となり、この小さな値をＡＤ変換器のフルスケールで測定することができるので、測定の分解能を向上させることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。本発明に基づく電子ビーム描画装置における電子ビーム電流測定方法の一具体例は、前記した従来技術の項で図２を用いて説明したように、電子ビーム描画装置における電子ビームの電流を求めるため、ファラデーカップ１２によって検出した微小電流を、微小電流測定器１３によって測定するようにしている。図４は、本発明を実施するための微小電流測定器の一具体例を示しており、図３の従来方式と同一ないしは類似の構成要素には同一番号を付している。また、
図４の本発明に基づく微小電流測定器においては、図３に示した従来の測定器の構成に加えて、図２に示した電子ビーム描画装置における成形偏向器５に供給される成形偏向電圧に応じて設定された電子ビームの照射面積データを出力する制御コンピュータ３０と、基準となる電流値を保持するレジスタ３１と、設定電子ビーム照射面積と基準電流値を乗算する乗算器３２と、乗算器３２によって乗算された電流値に応じて、測定電流レンジを選択するテーブルが記憶されたメモリー３３が備えられている。
【００３２】
この図４の構成において、ファラデーカップ１２によって検出された電流Ｉは、演算増幅器２０に供給される。演算増幅器２０は、供給された電流を電圧に変換する。この場合、より広い範囲で電流が測定可能なように、演算増幅器２０のフィードバック抵抗は、異なる抵抗値の抵抗Ｒ，１０Ｒ，１００Ｒ，１０００Ｒが接続されており、スイッチＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４によってどの値のフィードバック抵抗を使用するかを選択することができるように構成されている。
【００３３】
例えば、スイッチＳ１がＯＮになると、抵抗値Ｒが選択され、演算増幅器２０の出力は、入力電流Ｉ×Ｒの電圧が出力される。演算増幅器２０に変換された電圧は、高周波格子ノイズを除去するためＬＰＦ（ローパスフィルタ）２１を通り、ＡＤ変換器２２によってディジタルデータに変換されて出力される。
【００３４】
ところで、電子ビーム描画装置の電流密度は、図２に示した描画装置における電子ビームＥＢを発生する電子銃１の高電圧発生部の設定によって決定される。例えば、電子銃１がＬａＢ６（ランタニゥムヘキサボライド）のような熱電子銃の場合、エミッタに流す電流値やバイアス電極に印加されるバイアス電圧によって一義的に決定される。
【００３５】
したがって、電子ビーム描画装置の使用時には、電子ビームの電流密度はほとんど変化することはない。このことは、ファラデーカップに入射する電子ビームの電流値は、測定する際の電子ビームの形状（面積）によってほぼ決定されることを意味する。
【００３６】
そこでまず、図２に示した電子ビーム描画装置で成形偏向器５への供給電圧を調整して、１μｍ平方の正方形の電子ビームＥＢを成形し、この電子ビームがファラデーカップ１２に入射するように各構成要素を設定する。この状態で電流の測定を行なうが、この測定は、レンジ設定切替スイッチ２５を切り替え、オートレンジＡＬで行なうように制御される。
【００３７】
この場合、測定器は、最初の測定でできる限り大きな電流が測定可能なように、レンジを選択する。すなわち、スイッチＳ１をＯＮにしてフィードバック抵抗Ｒを選択する。抵抗Ｒを選択して一度測定を行なった結果、電流が小さく、十分な精度の測定結果が得られないと、電流計２３は測定レンジ設定器２４を制御してスイッチＳ１をＯＦＦにし、次にＳ２をＯＮとしてフィードバック抵抗１０Ｒを選択する。
【００３８】
更に、測定を行なった結果、電流が小さく、十分な精度の測定結果が得られないと、電流計２３は測定レンジ設定器２４を制御してスイッチＳ２をＯＦＦにし、次にＳ３をＯＮとしてフィードバック抵抗１００Ｒを選択する。このような動作を繰り返して、最適な測定レンジの設定で得られた数値を測定値として出力する。このようにして得られた電流値は、基準電流値としてレジスタ３１に記憶する。
【００３９】
以上述べたように、基準となる特定の電子ビームの形状（面積＝１μｍ２）のときの電子ビームの電流値を基準電流値とする。この基準電流値が得られた後の電子ビームの電流値の測定は、制御コンピュータ３０から電流値を測定する電子ビームの面積を設定すると、電流値の測定前に、電子ビームの面積とレジスタ３１に記憶された基準電流値とによって予想電流値が、次の関係式により大まかに計算することができる。
【００４０】
予想電流値＝（電子ビームの面積／基準電流測定時の電子ビームの面積）×基準電流値
この関係式は、基準電流測定時の電子ビームの面積が１μｍ２とすると、次のようになる。
【００４１】
予想電流値＝電子ビームの面積×基準電流値
この結果、乗算器３２は、制御コンピュータ３０からの設定ビーム面積とレジスタ３１から供給される基準電流値とを乗算し、予想電流値をメモリー３３に出力する。一方、メモリー３３には、微小電流測定回路構成によって決まる各測定電流値レンジでの最適な測定電流値をテーブルの形式で記憶されており、乗算器３２から予想電流値が供給されると、テーブルを参照し、予想電流値から最適な測定レンジを選択する。
【００４２】
図５は、メモリー３３に記憶されているテーブルの一種であり、メモリー３３に供給された予想電流値Ｘに応じて、対応した測定レンジが選択される。なお、ａ１〜ａ８は電流値を表している。
【００４３】
このメモリー３３から出力される測定レンジに関するデータは、レンジ設定切替スイッチ２５により、マニュアルレンジＭＬに接続されており、選択された測定レンジは、測定レンジ設定器２４に供給される。測定レンジ設定器２４は、供給された測定レンジデータに基づいて、スイッチＳ１〜Ｓ４のいずれかを選択し、予想電流値を測定するに最適な測定レンジとなるように、例えば、スイッチＳ３を選択する。
【００４４】
このように構成することで、電子ビーム描画時の多くの電子ビーム電流測定時には、その時々の電子ビームの面積に応じて最適な測定レンジが選択される。したがって、従来のように、測定レンジを変えながら複数回の電流値測定を行なう必要がなくなり、１回の電流値測定動作で正確な電子ビームの電流値が得られることになる。
【００４５】
図４に基づいて説明した本発明の第１の実施の形態では、ハードウェア構成、すなわち、基準電流値を記憶するレジスタ３１、予想電流値を求めるための乗算器３２、測定レンジ設定テーブルを記憶し、乗算器からの予想電流値データから最適な測定レンジデータを出力するメモリー３３を設けるようにして、本発明を実施するようにした。しかしながら、このような機能をマイクロプロセッサによって置き換え、これらの一部あるいは全部の機能・動作をソフトウェアによって行わせることも可能である。
【００４６】
図６は本発明の他の実施の形態を示しており、図４に示した第１の実施の形態と同一ないしは類似の構成要素には同一番号を付し、その詳細な説明は省略する。この図５の実施の形態では、演算増幅器２０への測定電流入力に、測定値に応じて電流値の変化分をキャンセルする回路を追加している。
【００４７】
具体的には、制御コンピュータ３０からの設定ビーム面積と、レジスタ３１に記憶された基準電流値とを乗算器３２によって乗算し、この乗算結果である予想電流値を電流発生テーブルが記憶されたメモリー３５に供給する。メモリー３５には、予想電流値データに対応したオフセット電流値データがテーブルの形式で記憶されている。
【００４８】
このメモリー３５からのオフセット電流値データは、ＤＡ変換器３６に供給され、ＤＡ変換器３６からはビーム面積に応じたオフセット電流Ｉ０が発生される。ＤＡ変換器３６からのオフセット電流Ｉ０は、演算増幅器２０の入力に流し込まれる。この結果、フィードバック抵抗に流れる電流は、測定電流Ｉｍとオフセット電流Ｉ０との差分となる。この時、演算増幅器２０の測定レンジは、最も小さい電流を検出できるように、レンジ設定切替スイッチ２５を切り替え、マニュアルレンジＭＬを用いて設定される。図６の例では、レンジ設定切替スイッチ２５により、スイッチＳ４がＯＮとされ、フィードバック抵抗１０００Ｒが用いられる測定レンジが選択される。
【００４９】
このように構成することで、異なる面積の電子ビームの電流を測定する際に、ビーム電流Ｉｍの値の幅が大きくなり、演算増幅器２０の測定レンジをＩｍの大きさに応じてその都度変化させなければならなかったが、図６の例では、特定の測定レンジだけを用いて、幅広い面積の電子ビームに対してそのビーム電流の測定を行なうことができる。この場合、測定電流Ｉｍとオフセット電流Ｉ０との差分の電流は、常に（電子ビームの面積がどのような大きさであっても）著しく小さな値となるため、ＡＤ変換器２２のフルスケールを微小電流に応じて設定することにより、精度の高い電流測定が可能となる。
【００５０】
なお、測定すべき電子ビームの電流値Ｉｍは、オフセット電流Ｉ０と測定電流を加算した値となる。したがって、電子ビームの電流値Ｉｍを精度高く求めるためには、事前にオフセット電流Ｉ０を正確に測定し、その結果に基づいて、メモリー３５に記憶させる電流発生テーブルを作成する必要がある。
【００５１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１および５の発明は、被描画材料に照射される電子ビームの予想検出電流値を求め、この予想電流地の大きさに適した演算増幅器の測定レンジを短時間に設定することを可能とする。従って、可変面積型電子ビーム描画装置における描画時間のスループットを短縮することができる。
【００５２】
請求項２および６の発明は、被描画材料に照射される電子ビームの面積のデータと基準電流値とを乗算して予想検出電流値を求め、予想検出電流をオフセット電流として演算増幅器の測定入力に加算するようにしたので、演算増幅器のフィードバック抵抗に流れる電流は小さな値となり、この小さな値をＤＡ変換器のフルスケールで測定することができるので、測定の分解能を向上させることができる。従って、可変面積型電子ビーム描画装置における描画時間のスループットを短縮することができると共に、電子ビーム描画の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の可変面積型電子ビーム描画装置の一例を示す図である。
【図２】図１の装置における電子ビーム電流測定時の構成を示す図である。
【図３】従来の微小電流測定器の一具体例を示す図である。
【図４】本発明に基づく微小電流測定器の一具体例を示す図である。
【図５】メモリーに記憶された検出電流の予測値と、対応する測定レンジのテーブルの例を示す図である。
【図６】本発明に基づく微小電流測定器の他の具体例を示す図である。
【符号の説明】
２０  演算増幅器
２１  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２２  ＡＤ変換器
２３  電流計
２４  測定レンジ設定器
２５  レンジ設定選択器
３０  制御コンピュータ
３１  レジスタ
３２  乗算器
３３  レンジ設定テーブル用メモリー
３５  電流発生テーブル用メモリー
３６  ＤＡ変換器
【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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