(57)【要約】【課題】  電子線を検出する電子線検出手段の出力信号に、電子線検出手段以外のセンサ等に入力された電子より生じたノイズ信号が与える影響を防止し、正確な電子線入射角度分布測定を実現する。【解決手段】  電子線入射角度分布測定装置を、電子線１５の入射角度の変化に応じた信号を出力する入射角度検出手段６０と、入射角度検出手段６０の出力信号に基づき電子線１５の入射角度を測定する入射角度測定手段９１と、入射角度検出手段６０を電子線から遮る遮断手段９２〜９４と、遮断手段９２〜９４により電子線１５から遮られた入射角度検出手段６０の出力信号を記憶する記憶手段９５と、入射角度測定手段９１へ入力される入射角度検出手段６０の出力信号を、入射角度検出手段６０の出力信号と記憶手段９５に記憶された信号との差分信号に補正する補正手段９６とを備えて構成する。【選択図】      図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子線源により生じる電子線をマスクに照射し、前記マスクを通過した前記電子線で、試料表面に、前記マスクに設けられた露光パターンを転写する電子線露光装置に設けられ、前記マスクへの前記電子線の入射角度を測定する電子線入射角度測定装置であって、
前記電子線の入射角度の変化に応じた信号を出力する入射角度検出手段と、
前記入射角度検出手段の出力信号に基づき、前記電子線の入射角度を測定する入射角度測定手段と、
前記入射角度検出手段を前記電子線から遮る遮断手段と、
前記遮断手段により前記電子線から遮られた前記入射角度検出手段の出力信号を記憶する記憶手段と、
前記入射角度測定手段へ入力される前記入射角度検出手段の出力信号を、前記入射角度検出手段の出力信号と前記記憶手段に記憶された信号との差分信号に補正する補正手段と、を備えることを特徴とする電子線入射角度測定装置。
【請求項２】
前記入射角度検出手段は、前記電子線の所定の入射角度に対して極値となる出力信号を出力し、
前記入射角度測定手段は、前記電子線を偏向する偏向手段を制御することにより前記入射角度を変化させて、前記入射角度検出手段の出力信号が極値となる偏向量を求め、前記電子線の入射角度を測定することを特徴とする請求項１に記載の電子線入射角度測定装置。
【請求項３】
前記入射角度検出手段は、電子通過口を有する複数のアパチャ板と、これらアパチャ板の各電子通過口を通過する電子量を電気信号に変換する電子検出器と、を備え、
各前記アパチャ板は前記電子線の光軸方向に間隔を隔てて重ねて配置され、各々の前記電子通過口は前記所定の入射角度方向線上にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項２に記載の電子線入射角度測定装置。
【請求項４】
前記入射角度検出手段は、電子通過口を有するアパチャ板と、該アパチャ板と所定距離隔てて設けられ、前記電子通過口を通過して照射する電子線により発光する蛍光面と、前記蛍光面を撮像する撮像手段とを備えて、前記撮像手段の撮像信号を出力し、
前記入射角度測定部は、前記電子通過口を通過した前記電子線により前記蛍光面上に生ずる像の変位に基づき、前記入射角度検出手段への前記電子線の入射角度を測定することを特徴とする請求項１に記載の電子線入射角度測定装置。
【請求項５】
前記入射角度測定手段は、前記電子線を偏向する偏向手段を制御することにより前記入射角度を変化させて、前記電子線により前記蛍光面上に生ずる像の位置が、所定の入射角度の前記電子線により生ずる像の位置となる偏向量を求め、前記電子線の入射角度を測定することを特徴とする請求項４に記載の電子線入射角度測定装置。
【請求項６】
前記偏向手段への前記偏向量に対応する偏向指示量を、前記電子線の前記入射角度の測定値として求めることを特徴とする請求項２、３または５に記載の電子線入射角度測定装置。
【請求項７】
前記遮断手段は、
前記電子線の行路中に設けられ、前記電子線が通過可能な領域を制限するアパチャ板と、
前記電子線を、該アパチャ板の前記通過可能な領域外に偏向する偏向手段と、を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子線入射角度分布測定装置。
【請求項８】
前記入射角度検出手段は、検出する前記電子線を受け入れる電子通過口を備え、
前記遮断手段は、前記入射角度検出手段の前記電子通過口を遮蔽するシャッター機構を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の電子線入射角度分布測定装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の電子線入射角度測定装置を備え、
所定の偏向範囲内の各位置に偏向された前記電子線の各前記入射角度を、前記電子線入射角度測定装置により測定して、前記電子線の入射角度分布を測定することを特徴とする電子線入射角度分布測定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の電子線入射角度分布測定装置と、
前記電子線が前記マスク上を走査するように前記電子線を偏向する走査手段と、を備え、
前記電子線入射角度分布測定装置は、前記走査手段の偏向範囲内における前記電子線の入射角度分布を測定することを特徴とする電子線露光装置。
【請求項１１】
電子線源により生じる電子線をマスクに照射し、前記マスクを通過した前記電子線で、試料表面に、前記マスクに設けられた露光パターンを転写する電子線露光装置であって、
前記電子線露光装置内の所定の測定位置に設けられ、前記電子線源から生じる電子を前記測定位置において検出する電子検出部と、
前記電子線を照射され、その入射角度の変化に応じた電気信号を出力する入射角度検出部と、
前記電子検出部の出力信号及び前記入射角度検出部の出力信号を入力され、入力される電気信号を所定形式の電気信号に変換して出力する信号変換部と、
前記入射角度検出部から前記信号変換部への信号入力を制御する信号入力制御部と、
前記信号入力制御部によって前記入射角度検出部からの信号が遮断された前記信号変換部の出力信号を記憶する記憶部と、
前記入射角度検出部からの信号が入力された前記信号変換部の出力信号と前記記憶部に記憶された信号との差分信号を出力する比較部と、
前記比較部の出力信号に基づいて前記電子線の入射角度を測定する入射角度測定部と、
を備える電子線入射角度測定手段を有することを特徴とする電子線露光装置。
【請求項１２】
前記電子検出部及び前記入射角度検出部と前記信号変換部とは、前記電子検出部の出力線と前記入射角度検出部の出力線とを接続した後に、前記信号変換部の入力端に接続する、電気的接続手段により接続され、
前記信号入力制御部は、前記入射角度検出部の出力線を開閉する開閉手段であることを特徴とする請求項１１に記載の電子線露光装置。
【請求項１３】
前記入射角度検出部は、前記電子線の所定の入射角度に対して極値となる出力信号を出力し、
前記入射角度測定部は、前記電子線を偏向する偏向手段を制御することにより前記入射角度を変化させて、前記入射角度検出部の出力信号が極値となる偏向量を求め、前記電子線の入射角度を測定することを特徴とする請求項１１又は１２に記載の電子線露光装置。
【請求項１４】
前記入射角度検出部は、電子通過口を有する複数のアパチャ板と、これらアパチャ板の各電子通過口を通過する電子量を電気信号に変換する電子検出器と、を備え、
各前記アパチャ板は前記電子線の光軸方向に間隔を隔てて重ねて配置され、各々の前記電子通過口は前記所定の入射角度方向線上にそれぞれ配置されることを特徴とする請求項１３に記載の電子線露光装置。
【請求項１５】
前記入射角度検出部は、電子通過口を有するアパチャ板と、該アパチャ板と所定距離隔てて設けられ、前記電子通過口を通過して照射する電子線により発光する蛍光面と、前記蛍光面を撮像する撮像手段とを備えて、前記撮像手段の撮像信号を出力し、
前記入射角度測定部は、前記電子通過口を通過した前記電子線により前記蛍光面上に生ずる像の変位に基づき、前記入射角度検出部への前記電子線の入射角度を測定することを特徴とする請求項１１または１２に記載の電子線露光装置。
【請求項１６】
前記入射角度測定部は、前記電子線を偏向する偏向手段を制御することにより前記入射角度を変化させて、前記電子線により前記蛍光面上に生ずる像の位置が、所定の入射角度の前記電子線により生ずる像の位置となる偏向量を求め、前記電子線の入射角度を測定することを特徴とする請求項１５に記載の電子線露光装置。
【請求項１７】
前記偏向手段への前記偏向量に対応する偏向指示量を、前記電子線の前記入射角度の測定値として求めることを特徴とする請求項１３、１４または１６に記載の電子線露光装置。
【請求項１８】
所定の偏向範囲内の各位置に偏向されたときの前記電子線の各前記入射角度を、前記電子線入射角度測定手段により測定して、前記電子線の入射角度分布を測定する電子線入射角度分布測定手段を備えることを特徴とする請求項１１〜１７のいずれか一項に記載の電子線露光装置。
【請求項１９】
前記電子線が前記マスク上を走査するように前記電子線を偏向する走査手段を備え、
前記電子線入射角度分布測定手段は、前記走査手段による偏向範囲内における前記電子線の入射角度分布を測定することを特徴とする請求項１８に記載の電子線露光装置。
【請求項２０】
入射する電子線の入射角度の変化に応じた信号を出力する入射角度検出手段に、電子線を照射して、このときの前記入射角度検出手段の出力信号を取得する第１の信号取得ステップと、
前記入射角度検出手段を前記電子線から遮り、このときの前記入射角度検出手段の出力信号を取得する第２の信号取得ステップと、
前記第１の信号取得ステップにて取得した出力信号と、前記第２の信号取得ステップにて取得した出力信号と、の差分信号を求める比較ステップと、
前記差分信号に基づき、前記電子線の入射角度を測定する入射角度測定ステップと、を有することを特徴とする電子線入射角度測定方法。
【請求項２１】
所定の偏向範囲内の各位置に前記電子線を偏向する偏向ステップと、
入射する電子線の入射角度の変化に応じた信号を出力する入射角度検出手段に、偏向された前記電子線を照射して、このときの前記入射角度検出手段の出力信号を取得する第１の信号取得ステップと、
前記入射角度検出手段を前記偏向された電子線から遮り、このときの前記入射角度検出手段の出力信号を取得する第２の信号取得ステップと、
前記第１の信号取得ステップにて取得した出力信号と、前記第２の信号取得ステップにて取得した出力信号と、の差分信号を求める比較ステップと、
前記差分信号に基づき、前記偏向された電子線の各入射角度を測定する入射角度測定ステップと、
測定された前記偏向された電子線の各入射角度に基づき、前記電子線の入射角度分布を測定する入射角度分布測定ステップと、を有することを特徴とする電子線入射角度分布測定方法。
【請求項２２】
電子線源により生じる電子線をマスクに照射し、前記マスクを通過した前記電子線で、試料表面に、前記マスクに設けられた露光パターンを転写する電子線露光装置における、前記電子線の前記マスクへの入射角度を測定する電子線入射角度測定方法であって、
入射する電子線の入射角度の変化に応じた電気信号を出力する入射角度検出部の出力信号と、前記電子線露光装置内の所定の測定位置に設けられ前記電子線源から生じる電子を前記測定位置において検出する電子検出部の出力信号とを重ねて取得する第１の信号取得ステップと、
前記入射角度検出部の出力信号を遮り、前記電子検出部の出力信号を取得する第２の信号取得ステップと、
前記第１の信号取得ステップにて取得した信号と、前記第２の信号取得ステップにて取得した信号と、の差分信号を求める比較ステップと、
前記差分信号に基づき、前記電子線の入射角度を測定する入射角度測定ステップと、を有することを特徴とする電子線入射角度測定方法。
【請求項２３】
電子線源により生じる電子線をマスクに照射し、前記マスクを通過した前記電子線で、試料表面に、前記マスクに設けられた露光パターンを転写する電子線露光装置における、前記電子線の前記マスクへの入射角度分布を測定する電子線入射角度分布測定方法であって、
所定の偏向範囲内の各位置に前記電子線を偏向する偏向ステップと、
入射する電子線の入射角度の変化に応じた電気信号を出力する入射角度検出部の出力信号と、前記電子線露光装置内の所定の測定位置に設けられ前記電子線源から生じる電子を前記測定位置において検出する電子検出部の出力信号とを重ねて取得する第１の信号取得ステップと、
前記入射角度検出部の出力信号を遮り、前記電子検出部の出力信号を取得する第２の信号取得ステップと、
前記第１の信号取得ステップにて取得した信号と、前記第２の信号取得ステップにて取得した信号と、の差分信号を求める比較ステップと、
前記差分信号に基づき、前記偏向された電子線の各入射角度を測定する入射角度測定ステップと、
測定された前記偏向された電子線の各入射角度に基づき、前記偏向範囲内における前記電子線の入射角度分布を測定する入射角度分布測定ステップと、を有することを特徴とする電子線入射角度分布測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子線露光装置のマスクへ入射する入射角度を測定する入射角度測定装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路の高集積化のニーズに伴い、回路パターンの一層の微細化が要望されている。現在、微細化の限界を規定しているのは主として露光装置であり、電子ビーム直接描画装置やＸ線露光装置などの新しい方式の露光装置が開発されている。
【０００３】
最近では新しい方式の露光装置として、量産レベルで超微細加工用に使用可能な電子線近接露光装置が開示されている（例えば特許文献１、およびこれに対応する日本国特許出願の特許文献２）。
【０００４】
図１は、特許文献１に開示された電子線近接露光装置の基本構成を示す図である。この図を参照して、電子線近接露光装置について説明する。図示するように、電子光学鏡筒（カラム）１０内には、電子ビーム１５を発生する電子線源１４と整形アパチャ１８と電子ビーム１５を平行ビームにする照射レンズ１６とを有する電子銃１２、対となる主偏向器２１、２２と、対となる副偏向器５１、５２とを含み、電子ビームを光軸に平行に走査する走査手段２４、露光するパターンに対応する開口を有するマスク３０、および静電チャック４４とＸＹステージ４６とから構成される。試料（半導体ウエハ）４０は、表面にレジスト層４２が形成され、静電チャック４４上に保持されている。
【０００５】
マスク３０は、厚い外縁部３４の中央部に、開口が形成された薄膜部３２を有しており、試料４０は表面がマスク３０に近接するように配置される。この状態で、マスクに垂直に電子ビーム１５を照射すると、マスクの開口を通過した電子ビーム１５が試料４０の表面のレジスト層４２に照射される。
【０００６】
走査手段２４の主偏向器２１、２２は、図２に示すように、電子ビーム１５がマスク３０の薄膜部３２上の全面を走査するように、電子ビームを偏向制御する。
このとき主偏向器２１、２２は、電子ビーム１５をマスク３０の薄膜部３２上のいずれに偏向制御しても、電子ビーム１５がほぼ垂直にマスク３０に入射するように調整されている。これによりマスク３０のマスクパターンが試料４０上のレジスト層４２に等倍転写される。
【０００７】
ＸＹステージ４６は、静電チャック４４に吸着された試料４０を水平の直交２軸方向に移動させるもので、マスクパターンの等倍転写が終了するたびに試料４０を所定量移動させ、これにより１枚の試料４０に複数のマスクパターンを転写できるようにしている。
【０００８】
走査手段２４中の副偏向器５１、５２は、マスク歪みを補正するように電子ビーム１５のマスクパターンへの入射角度を制御（傾き制御）する。いま図３に示すように電子ビーム１５の露光用マスク３０への入射角度をα、露光用マスク３０とウエハ４０とのギャップをＧとすると、入射角度αによるマスクパターンの転写位置のずれ量δは、
δ＝Ｇ・ｔａｎα
で表される。図３上ではマスクパターンが正規の位置からずれ量δだけずれた位置に転写される。したがって、露光用のマスク３０に、例えば図４（Ａ）に示されるようなマスク歪みがある場合には、電子ビーム走査位置におけるマスク歪みに応じて、電子ビームの傾き制御を行うことにより、図４（Ｂ）に示されるようにマスク歪みのない状態でのマスクパターンを転写することが可能となる。
【０００９】
上述の通り、主偏向器２１、２２は、電子ビーム１５をマスク３０の薄膜部３２上のいずれに偏向制御しても、電子ビーム１５がほぼ垂直にマスク３０に入射するように調整される。
しかし、実際の電子ビーム近接露光装置では、主偏向器２１、２２により偏向制御された電子ビーム１５が僅かな傾きを有しており、この傾き分を副偏向器５１、５２により補正することが行われている。
そして、副偏向器５１、５２による補正を行うために、主偏向器２１、２２による電子ビーム１５のマスク３０上の偏向範囲において、電子ビーム１５がマスク３０へ入射する入射角度の分布（入射角度分布）を予め測定しておく。
【００１０】
図５（Ａ）〜（Ｃ）は、従来の入射角度分布の測定に使用される入射角度検出器の基本構成図である。ここに、図５（Ａ）は入射角度検出器６０の斜視図であり、図５（Ｂ）は入射角度検出器６０の上面図であり、図５（Ｃ）は入射角度検出器６０の側断面図である。
図示するように入射角度検出器６０は、筐体７１と、非常に小さい径（直径約２０μｍ）の電子通過口７２を有するアパチャ板７３を上面に備える。アパチャ板７３の下には、さらに電子通過口７２と同じ径の電子通過口７４を有するアパチャ板７５が設けられている。
【００１１】
そして、アパチャ板７３及び７５は、所定の間隔を隔てて前記電子ビーム１５の光軸方向に重ねられて配置され、電子通過口７２及び７４は、マスク３０面に垂直に配置される。
さらにこれらのアパチャ板７３及び７５の下方には、電子通過口７２及び７４を通過した電子を検出して、その電子量を電気信号に変換して出力するファラデーカップのような電子検出器７６を設ける。
【００１２】
このような電子通過口７２及び７４を通過する電子量が最も多くなるのは、図５（Ｃ）に示される電子ビーム１５のように電子通過口７２及び７４に垂直に入射する場合であり、電子ビーム１５’のように傾いて入射する場合には通過電子量は小さくなる。
したがって、副偏向器５１、５２によって電子ビーム１５の入射角度を変化させ、電子検出器７６の出力が極大値となったときを、電子ビーム１５がマスク３０面に垂直に入射しているときとみなすことができる。そして、電子検出器７６の出力が極大値となるのに要する（電子ビーム１５がマスク３０面に垂直に入射するのに要する）副偏向器に対する偏向指示量を、電子ビーム１５の入射角度を示す情報として記憶する。
【００１３】
以上の動作を主偏向器２１、２２の偏向範囲内の各位置において実施し、偏向範囲内の各位置について電子ビーム１５の入射角度を測定することにより、偏向範囲内の入射角度分布を得る。
【００１４】
図６は、他の入射角度検出器の基本構成図である。入射角度検出器６０は、所定形状の電子通過口８１を有するアパチャ板８２と、電子通過口８１を通過した電子ビーム１５を受けて、その照射箇所が発光することにより電子ビーム１５の強度分布に対応する発光像Ａを作る蛍光面８３と、蛍光面８３に生じる発光像Ａを撮像するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子８４と、蛍光面８３に生じる発光像Ａを撮像素子８４上の投影像Ｂとして結像する光学系（集束レンズ）８５を備える。そしてアパチャ板８２と蛍光面８３とは所定の間隔を隔てて配置される。
【００１５】
蛍光面８３に生じる発光像Ａは、電子ビーム１５の入射角度に応じて変位する。したがって、既知の垂直入射電子ビーム１５により生じる発光像Ａの位置を予め記憶しておき、被測定電子ビーム１５により生じる発光像Ａの位置と、記憶された位置とを比較することにより、電子ビーム１５がマスク３０面に垂直に入射しているか否かを測定することが可能である。
そして、電子ビーム１５により生じる発光像Ａの位置と記憶された位置とを一致させるのに要する副偏向器に対する偏向指示量を、電子ビーム１５の入射角度を示す情報として記憶する。
【００１６】
【特許文献１】米国特許第5,831,272号明細書（全体）
【特許文献２】日本特許第2951947号公報（全体）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
入射角度検出器６０の出力信号は、その信号強度に基づいて、電子検出器７６が検出した電子量に対応する電流値を示す電気信号に変換され、または撮像素子８４により撮像された蛍光面８３に生じる発光像Ａの各位置の輝度情報に対応する電流値を示す電気信号に変換される。そして、このように入射角度検出器６０が検出した電流値を示す信号に変換された電流値指示信号が、入射角度の測定を行う各測定器や外部計算機の入出力インタフェース部に取り込まれて使用される。
【００１８】
一方で、通常の電子線露光装置には、入射角度検出器６０の他にも、電子ビーム１５のビーム電流を測定するビーム電流検出器や、前記マスク３０に照射され反射した電子ビームにより生じる２次電子を検出する２次電子検出器など、他の電子検出手段も設けられる。そして、これらの他の電子検出手段の出力信号も、その信号強度に基づいて検出電子量に応じた電流値を示す電気信号に変換する必要がある。
【００１９】
通常は、入射角度検出器６０及び他の電子検出手段は、そのいずれか１つが測定に使用されているときに他の検出器は使用されず電子ビームが照射されない状態にある（例えば電子ビームを照射されない位置に退避している）。
したがって、入射角度検出器６０や他の電子検出手段の出力信号を電流指示信号に変換する信号処理回路（電気信号変換手段）は、１台で供用することができ、このような信号処理回路を重複を避けてコストダウンを図ることが可能である。このため、例えば、入射角度検出器６０、前記ビーム電流検出器及び前記２次電子検出器の出力信号線を、信号処理回路の入力する前に接続してから信号処理回路にまとめて入力端に接続する、ということも可能である。
【００２０】
しかし、実際の入射角度測定の際には、入射角度検出器６０の出力信号の他にも前記ビーム電流検出器及び前記２次電子検出器などの他の電子検出器からの出力信号が重畳して、前記信号処理回路に入力されてしまうことが生じていた。
これは例えば、入射角度検出器や電子線露光装置内壁に照射された電子ビーム１５の電子が反射２次電子となり、これら他の電子検出器などの前記入射角度検出器以外のセンサに検出されることが原因と考えられる。このような理由により従来の方法では、信号処理回路を供用しつつ正確な入射角度分布を得ることが困難であった。
また、入射角度検出器と前記信号処理回路との間の電気回線などに２次電子が入力され、入射角度分布測定に悪影響を与えるなどの問題もあった。
【００２１】
また、図６に示す入射角度検出器６０では、前記撮像素子８４上のノイズにより正確な電気信号強度分布を得ることが困難であった。
【００２２】
上記問題点を鑑みて、本発明は電子線を検出する入射角度検出器の出力信号に、上述の入射角度検出器以外の電子検出器等に入力された電子より生じた電子線信号が与える影響を防止し、正確な電子線入射角度分布を測定することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明では、入射角度検出手段以外に入力された電子線の電子により生じるノイズ信号を取得しておき、これを入射角度検出手段の出力信号から引いた差分信号を求め、この差分信号に基づいて電子線入射角度分布を作成する。
【００２４】
すなわち、本発明の第１形態に係る電子線入射角度測定装置は、電子線の入射角度の変化に応じた信号を出力する入射角度検出手段と、入射角度検出手段の出力信号に基づき電子線の入射角度を測定する入射角度測定手段と、入射角度検出手段を電子線から遮る遮断手段と、遮断手段により電子線から遮られた入射角度検出手段の出力信号を記憶する記憶手段と、入射角度測定手段へ入力される入射角度検出手段の出力信号を、入射角度検出手段の出力信号と記憶手段に記憶された信号との差分信号に補正する補正手段とを備える。
【００２５】
遮断手段は、電子線の行路中に設けられ電子線が通過可能な領域を制限するアパチャ板と、電子線をアパチャ板の前記通過可能な領域外に偏向する偏向手段とを備えて構成してよい。また、入射角度検出手段が被測定電子線を受け入れる電子通過口を遮蔽するシャッター機構を備えることとしてよい。
【００２６】
本発明の第２形態に係る電子線入射角度分布測定装置は、上記の電子線入射角度測定装置を備え、所定の偏向範囲内の各位置に偏向された電子線の各入射角度を、電子線入射角度測定装置により測定して、電子線の入射角度分布を測定する。
【００２７】
本発明の第３形態に係る電子線露光装置は、上記の電子線入射角度分布測定装置と、露光パターンを備えるマスク上を電子線が走査するように電子線を偏向する走査手段とを備え、電子線入射角度分布測定装置は、走査手段の偏向範囲内における前記電子線の入射角度分布を測定する。
【００２８】
本発明の第４形態に係る電子線露光装置は、電子線源により生じる電子線をマスクに照射し、マスクを通過した電子線で、試料表面にマスクに設けられた露光パターンを転写する電子線露光装置であって、電子線露光装置内の所定の測定位置に設けられ、電子線源から生じる電子を前記測定位置において検出する電子検出部と、電子線を照射されその入射角度の変化に応じた電気信号を出力する入射角度検出部と、電子検出部の出力信号及び入射角度検出部の出力信号を入力され、入力される電気信号を所定形式の電気信号に変換して出力する信号変換部と、入射角度検出部から信号変換部への信号入力を制御する信号入力制御部と、信号入力制御部によって入射角度検出部からの信号が遮断された信号変換部の出力信号を記憶する記憶部と、入射角度検出部からの信号が入力された信号変換部の出力信号と記憶部に記憶された信号との差分信号を出力する比較部と、比較部の出力信号に基づいて電子線の入射角度を測定する入射角度測定部とを備える。
【００２９】
本発明の第５形態に係る入射角度測定方法は、入射する電子線の入射角度の変化に応じた信号を出力する入射角度検出手段に電子線を照射して、このときの入射角度検出手段の出力信号を取得する第１の信号取得ステップと、入射角度検出手段を前記電子線から遮り、このときの入射角度検出手段の出力信号を取得する第２の信号取得ステップと、第１の信号取得ステップにて取得した出力信号と、第２の信号取得ステップにて取得した出力信号との差分信号を求める比較ステップと、この差分信号に基づき電子線の入射角度を測定する入射角度測定ステップを有する。
【００３０】
本発明の第６形態に係る入射角度測定方法は、電子線源により生じる電子線をマスクに照射し、マスクを通過した電子線で、試料表面にマスクに設けられた露光パターンを転写する電子線露光装置における電子線のマスクへの入射角度を測定する電子線入射角度測定方法であって、入射する電子線の入射角度の変化に応じた電気信号を出力する入射角度検出部の出力信号と、電子線露光装置内の所定の測定位置に設けられ前記電子線源から生じる電子を前記測定位置において検出する電子検出部の出力信号とを重ねて取得する第１の信号取得ステップと、入射角度検出部の出力信号を遮り、電子検出部の出力信号を取得する第２の信号取得ステップと、第１の信号取得ステップにて取得した信号と、第２の信号取得ステップにて取得した信号との差分信号を求める比較ステップと、差分信号に基づき電子線の入射角度を測定する入射角度測定ステップと、を有する。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、本発明では、入射角度検出手段以外に入力された電子線の電子により生じるノイズ信号を取得しておき、これを入射角度検出手段の出力信号から引いた差分信号に基づいて電子線入射角度分布を測定するため、入射角度検出手段以外のセンサ等に入力された電子による雑音信号が、電子線入射角度分布測定に影響を与えることを防止する。
【００３２】
また、ノイズ信号である、電子線を照射しない状態の入射角度検出手段の出力信号を求めておき、電子線を照射した状態の入射角度検出手段が出力する出力信号からこれを差し引いた信号に基づき測定するので、入射角度検出手段以外のセンサや接続回線などに入力された電子や前記の撮像素子上のノイズによる生じるノイズ信号が、入射角度検出手段の出力信号に影響を与えることを防止する。
【００３３】
さらに、遮断手段として入射角度検出手段が被測定電子線を受け入れる電子通過口を遮蔽するシャッター機構を備えることにより、実際に電子線露光装置に電子線を照射させ、電子線入射測定装置の使用状態におけるノイズ信号を取得することが可能となり、測定精度を向上することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図７は、本発明の第１実施例に係る電子線入射角度分布測定装置を備える電子線近接露光装置の基本構成図である。電子線近接露光装置１の基本構成は、図１に示した構成及び上記の文献１に開示された構成に類似した構成を有している。よって、図１と同一の機能部分には同一の参照番号を付して表し、詳しい説明は省略する。
【００３５】
図７に示すように、電子ビーム近接露光装置１は、カラム１０及びチャンバ８を備えている。カラム１０内には、電子ビーム１５を発生する電子ビーム源１４と整形アパチャ１８と電子ビーム１５を平行ビームにする照射レンズ１６とを有する電子銃１２、対となる主偏向器２１、２２と、対となる副偏向器５１、５２とを含み、電子ビーム１５を光軸に平行に走査するように前記電子ビーム１５を偏向する偏向手段走査手段２４、露光するパターンに対応する開口を有するマスク３０、静電チャック４４とＸＹステージ４６とから構成される。試料（半導体ウエハ）４０は、表面にレジスト層４２が形成され、静電チャック４４上に保持されている。
【００３６】
そして静電チャック４４に吸着された試料４０の表面に近接するように（マスク３０と試料４０とのギャップが、例えば、５０μｍとなるように）配置される。
【００３７】
ＸＹステージ４６上には、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示した入射角度検出器と同様の入射角度検出器６０と、その出力信号をディジタル信号に変換するための信号処理回路６１とが設けられている。入射角度検出器６０は検出した電子ビーム１５の入射角度の変化に応じた信号を出力する。またＸＹステージ４６は、入射角度検出器６０を、走査手段２４による電子ビーム１５の偏向範囲内の各位置に位置付けることが可能である。
電子ビーム近接露光装置１の制御は計算機９０により行われる。信号処理回路６１は、入射角度検出器６０の出力信号をディジタル信号に変換した後、計算機９０のデータバス９７に供給する。
【００３８】
また、電子ビーム近接露光装置１は、入射角度検出器６０を電子ビームから遮る遮断手段であるブランキングアパチャ板９４、ブランキングコイル９３及びこれらを制御するブランカ制御部９２を備える。
ブランキングアパチャ板９４は、電子ビーム１５の行路中に設けられ電子ビーム１５を通過させるアパチャを備えそれ以外の部分に照射する電子ビーム１５を遮ることにより、電子ビーム通過可能な領域を制限する。
【００３９】
電子ビーム１５の偏向手段であるブランキングコイル９３は、電子ビーム１５がアパチャ板９４を通過しないようにアパチャ板９４のアパチャ部分以外の領域に偏向して、入射角度検出器６０を電子ビーム１５から遮る。
ブランカ制御部９２は計算機９０のデータバス９７に接続され、計算機９０からの指示信号によりブランキングコイル９３を制御して、電子ビーム１５を遮断し、またはアパチャ板９４のアパチャを通して通過させる。
【００４０】
これら、ブランカ制御部９２、ブランキングコイル９３及びブランキングアパチャ板９４は、電子線近接露光装置１が電子ビーム１５のオン／オフを切り替えるためにそもそも備えるブランキング機構を利用することとしてよい。
【００４１】
電子ビーム近接露光装置１は、入射角度検出器６０の出力信号を記憶する記憶部９５を備える。記憶部９５はデータバス９７に接続されており、信号処理回路６１からデータバス９７に供給された入射角度検出器６０の出力信号を入力して記憶する一方、記憶した入射角度検出器６０の出力信号をデータバス９７に供給する。
【００４２】
また電子ビーム近接露光装置１は、入射角度検出器６０の現在の出力信号と記憶部９５に記憶された信号との差分信号を計算する補正部９６を備える。補正部９６もまたデータバス９７に接続されており、信号処理回路６１からデータバス９７に供給された入射角度検出器６０の出力信号と、記憶部９５からデータバス９７に供給された信号とを入力してその差分信号を求め、計算された差分信号をデータバス９７に供給する。
【００４３】
さらに電子ビーム近接露光装置１は、入射角度検出器６０の出力信号に基づき電子ビーム１５の入射角度を測定する入射角度測定部９１を備える。入射角度測定部９１もまたデータバス９７に接続されており、補正部９６により計算された、データバス９７上の差分信号に基づいて電子ビーム１５の入射角度を測定する。
【００４４】
主偏向器２１及び２２は、計算機９０のデータバス９７に接続される主偏向器制御部２３を介して計算機９０により制御される。副偏向器５１及び５２もまた、計算機９０のデータバスに接続される主偏向器制御部５３を介して計算機９０により制御される。
【００４５】
図８（Ａ）〜（Ｃ）は、入射角度分布の測定に使用される入射角度検出器の基本構成図である。ここに、図８（Ａ）は入射角度検出器６０の斜視図であり、図８（Ｂ）は入射角度検出器６０の上面図であり、図８（Ｃ）は入射角度検出器６０の側断面図である。
図示するように入射角度検出器６０はＸＹステージ４６上に載置され、筐体７１と、非常に小さい径（直径約２０μｍ）の電子通過口７２を有するアパチャ板７３を上面に備える。アパチャ板７３の下には、さらに電子通過口７２と同じ径の電子通過口７４を有するアパチャ板７５が設けられている。
【００４６】
アパチャ板７３及び７５は、所定の間隔を隔てて電子ビーム１５の光軸方向に重ねられて配置され、電子通過口７２及び７４は、マスク３０面に垂直に配置される。
これらアパチャ板７３及び７５の下方には、電子通過口７２及び７４を通過した電子を検出して、その電子量を電気信号に変換して出力するファラデーカップのような電子検出器７６を設ける。
【００４７】
電子通過口７２及び７４を通過する電子量が最も多くなるのは電子ビームが電子通過口７２及び７４に垂直に入射する場合であり、電子ビームの入射角度が傾くほど、入射角度検出器６０の出力信号は弱くなる。
【００４８】
図９に本発明に係る電子線入射角度分布測定方法のフローチャートを示す。今、入射角度検出器６０は、主偏向器２１、２２による偏向範囲内の初期位置にあるとする。
【００４９】
ステップＳ１０１において、ブランカ制御部９２はブランキングコイル９３に通電することにより、電子ビーム１５をブランキングアパチャ板９４のアパチャ部以外の領域に照射するよう偏向制御し、入射角度検出器６０を電子ビーム１５から遮断する。その状態で信号処理回路６１は、入射角度検出器６０からの出力信号を取得してディジタル信号に変換してデータバス９７に供給する。
そして、記憶部９５はデータバス９７上に供給された入射角度検出器６０の出力信号を記憶する。
【００５０】
ステップＳ１０２において、ブランカ制御部９２は、ブランキングコイル９３への通電を停止し、電子ビーム１５がアパチャ板９４のアパチャ部分を通過するようにして、入射角度検出器６０を電子ビーム１５から遮断しない状態に変更する。その状態で信号処理回路６１は、入射角度検出器６０からの出力信号を取得してディジタル信号に変換してデータバス９７に供給する。
【００５１】
ステップＳ１０３において、補正部９６は、信号処理回路６１からデータバス９７に供給された現在の入射角度検出器６０の出力信号と、記憶部９５に記憶され記憶部９５からデータバス９７に供給された信号とを入力して、現在の入射角度検出器６０の出力信号から記憶部９５に記憶された信号を差し引いた差分信号を求め、計算された差分信号をデータバス９７に供給する。
【００５２】
したがって、補正部９６から出力される差分データは、被測定電子ビーム１５が照射された現在の入射角度検出器６０の電子線信号から、それ以外のノイズ信号である電子ビーム１５が照射されない状態の入射角度検出器６０の出力信号を引いた信号となる。
【００５３】
計算機９０は、副偏向器５１、５２に入力する偏向指示量を変えて電子ビーム１５の入射角度を変えながら、上記Ｓ１０１〜Ｓ１０３のステップを繰り返し実行し、計算された各差分信号を各々記憶部９５に記憶する（Ｓ１０４、Ｓ１０５）。
【００５４】
ステップＳ１０６において、入射角度測定部９１は、記憶部９５に記憶された各差分信号をデータバス９７から入力し、副偏向器５１、５２に対する各偏向指示量に対して差分信号が極大値となる偏向指示量を決定し、この偏向指示量を（副偏向器による補正がなされていない状態の）電子ビーム１５の入射角度を示す入射角度情報として決定する。
決定された入射角度情報は、入射角度測定部９１からデータバス９７に供給されて記憶部９５に記憶される。
【００５５】
計算機９０は、主偏向器２１、２２による電子ビーム１５の偏向位置を変えながら、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０６を繰り返し実行し、偏向範囲の各測定位置における入射角度情報が決定される。これにより偏向範囲における入射角度分布が測定される（Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９）。
【００５６】
上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０９により、主偏向器２１、２２による電子ビーム１５の偏向範囲における入射角度分布が、偏向範囲の各位置において電子ビーム１５をマスク３０に垂直に入射するために必要な副偏向器５１、５２に対する補正指示量として取得される。
【００５７】
電子線近接露光装置１は、走査手段２４によって図２に示すように電子ビーム１５がマスク３０上の全面を走査するとき、電子ビーム１５の照射位置に応じて、入射角度分布に含まれる各補正指示量を記憶部９５から読み出して、読み出した補正指示量により副偏向器５１、５２を制御して、電子ビーム１５をマスク面に垂直になるよう補正する。
【００５８】
図８に示す入射角度検出器に代えて、入射角度検出器６０は、電子ビーム１５が入射角度検出器６０の電子通過口７２及び７４に垂直に入射する場合に極小値を出力するように設けてもよい。図１０（Ａ）はそのような入射角度検出器６０の上面図であり、図１０（Ｂ）は入射角度検出器６０の側断面図である。
入射角度検出器６０はＸＹステージ４６上に載置され、筐体７１と、電子遮蔽部分７７を有するアパチャ板７３を上面に備える。図示するとおり、電子遮蔽部分７７は、アパチャ板７３周辺部に支持される梁によって開口部７２中に支持される。アパチャ板７３の下には、さらに電子遮蔽部分７８を有するアパチャ板７５を備える。図示するとおり、電子遮蔽部分７８は、アパチャ板７５周辺部に支持される梁によって開口部７４中に支持される。
【００５９】
アパチャ板７３及び７５は、所定の間隔を隔てて電子ビーム１５の光軸方向に重ねられて配置され、遮蔽部分７７及び７８は、マスク３０面に垂直に配置される。
これらアパチャ板７３及び７５の下方には、電子通過口７２及び７４を通過した電子を検出して、その電子量を電気信号に変換して出力するファラデーカップのような電子検出器７６を設ける。
【００６０】
遮蔽部分７７及び７８により遮蔽される電子の電子量が最も多くなるのは電子ビームが遮蔽部分７７及び７８に垂直に入射する場合であり、このとき電子検出器７６の出力信号は極小値となる。
【００６１】
したがって、図１０に示す入射角度検出器６０を使用し、図９に示すフローチャートのステップＳ１０４及びステップＳ１０６において、入射角度測定部９１は、副偏向器５１、５２に対する各偏向指示量に対して差分信号が極小値となる偏向指示量を決定し、この偏向指示量を入射角度情報として決定する。
【００６２】
さらに、入射角度検出器は、図６に示す電子検出器６０と同様に設けてよい。この構成を図１１（Ａ）に示す。入射角度検出器６０は、図１１（Ｂ）に示すような所定形状の電子通過口８１ｘ及び８１ｙを有するアパチャ板８２と、電子通過口８１を通過した電子ビーム１５を受けて、その照射箇所が発光することにより電子ビーム１５の強度分布に対応する発光像Ａを作る蛍光面８３と、蛍光面８３に生じる発光像Ａを撮像するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子８４と、蛍光面８３に生じる発光像Ａを撮像素子８４上の投影像Ｂとして結像する光学系（集束レンズ）８５を備える。そしてアパチャ板８２と蛍光面８３とは所定の間隔Ｄを隔てて配置される。
【００６３】
図１２に、図１１の入射角度検出器６０による電子線入射角度分布測定方法のフローチャートを示す。
【００６４】
電子線入射角度分布測定に先だって、ステップＳ１１０において予めマスク３０に垂直に入射する電子ビーム１５が蛍光面８３上に生じる発光像Ａの位置を測定し、記憶しておく。
ここで、発光像Ａの位置の測定は、例えば次のようにして行うこととしてよい。
【００６５】
図１１（Ｃ）に、ｘ位置測定用通過孔８１ｘ及びｙ位置測定用通過孔８１ｘを通過した電子ビームによりそれぞれ生じる発光像Ａ部分の像Ａｘ及び像Ａｙを示す。そして像Ａｘ及び像Ａｙの発光強度のそれぞれのｘ方向プロファイル及びｙ方向プロファイルを図１１（Ｃ）のように求める。そして、そのうち最も発光強度の大きいそれぞれｘ位置及びｙ位置を、ｘ位置、ｙ位置とする像Ａの基準位置Ｐ０として測定する。
【００６６】
その後に入射角度検出器６０の位置を、主偏向器２１、２２による偏向範囲内の初期位置に位置付ける。
【００６７】
ステップＳ１０１において、ブランカ制御部９２、ブランキングコイル９３及びブランキングアパチャ板９４により、上記のように入射角度検出器６０を電子ビーム１５から遮断する。その状態で信号処理回路６１は、入射角度検出器６０からの出力信号を取得してディジタル信号に変換してデータバス９７に供給する。ここに、入射角度検出器６０からの出力信号とは、撮像素子８４による画像信号である。
そして、記憶部９５はデータバス９７上に供給された入射角度検出器６０の出力信号を記憶する。
【００６８】
ステップＳ１０２において、ブランカ制御部９２、ブランキングコイル９３及びブランキングアパチャ板９４は、入射角度検出器６０を電子ビーム１５から遮断しない状態に変更する。その状態で信号処理回路６１は、入射角度検出器６０からの出力信号を取得してディジタル信号に変換してデータバス９７に供給する。
【００６９】
ステップＳ１０３において、補正部９６は、信号処理回路６１からデータバス９７に供給された現在の入射角度検出器６０の出力信号と、記憶部９５に記憶され記憶部９５からデータバス９７に供給された信号とを入力してその差分信号を求め、計算された差分信号をデータバス９７に供給する。
【００７０】
ここに、入射角度検出器６０からの出力信号及び記憶部９５に記憶された信号は、おのおの撮像素子８４による画像信号である。補正部９６は、入射角度検出器６０からの出力信号である画像信号の各画素の明度から、記憶された画像信号の対応する画素の明度を差し引いた明度を求め、この明度を対応する画素に有する画像信号を生成して、上記の差分信号とする。
【００７１】
ステップＳ１１４において、入射角度測定部９１は、計算された差分信号である画像信号に撮像された発光像Ａ’の位置が、ステップＳ１１０で記憶された像Ａの位置と一致するか否かを判断する。例えば入射角度測定部９１は、図１１（Ｃ）に関連して説明した発光像の基準位置に基づき、発光像Ａ’及びＡの位置を比較して判断する。すなわち図１１（Ｄ）に示すように、記憶された発光像Ａの基準位置Ｐ０と発光像Ａ’の基準位置Ｐ０’との位置を比較して判断する（この例ではｘ方向にｄｘ、ｙ方向にｄｙだけのずれ量を持ってずれている）。両発光像の位置が一致するときには、現在の副偏向器５１、５２に入力している偏向指示量を電子ビーム１５の入射角度を示す入射角度情報として決定する（Ｓ１０６）。
【００７２】
計算された差分信号である画像信号に撮像された発光像Ａ’の位置が記憶された像Ａの位置と一致しない場合、副偏向器５１、５２に対する偏向指示量を変えながら（Ｓ１０５）、上記ステップＳ１０１，Ｓ１０２，Ｓ１０３及びＳ１１４を繰り返す。
【００７３】
決定された入射角度情報は、入射角度測定部９１からデータバス９７に供給されて記憶部９５に記憶される。
計算機９０は、主偏向器２１、２２による電子ビーム１５の偏向位置を変えながら、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０３，Ｓ１１４，Ｓ１０５及びＳ１０６を繰り返し実行する。これにより、偏向範囲の各測定位置における各入射角度情報が決定され、これにより偏向範囲における入射角度分布が測定される（Ｓ１０７、Ｓ１０８、Ｓ１０９）。
【００７４】
図７の電子線近接露光装置１の実施例のように、ブランカ制御部９２、ブランキングコイル９３及びブランキングアパチャ板９４によって、入射角度検出器６０を電子ビーム１５から遮断すると、電子ビーム１５はブランキングアパチャ板９４より下方には照射されない。
一方で、電子ビーム１５の電子が入力されることにより、入射角度分布測定に誤差を生じる原因となる、入射角度検出器６０以外のセンサや電気回線はチャンバ８内に多く設けられる。
【００７５】
したがって、ブランカ制御部９２、ブランキングコイル９３及びブランキングアパチャ板９４によって電子ビーム１５を遮断すると、チャンバ８内まで電子ビーム１５が到達しないため、電子線入射測定装置の実際の使用状態におけるノイズ信号を取得することができない。
【００７６】
したがって、遮断手段は、図１３（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、入射角度検出手段６０の電子通過口７２又は８１を開閉可能に遮蔽するシャッター機構６２を、入射角度検出手段６０に設けて実現することが好適である。これにより、チャンバ８内に電子線を照射させた状態でノイズ信号を取得することが可能となり、測定精度を向上することが可能となる。
【００７７】
図１４は、本発明の第２実施例に係る電子線入射角度分布測定装置を備える電子線近接露光装置の基本構成図である。電子線近接露光装置１の基本構成は、図１及び図７に示した構成及び上記の文献１に開示された構成に類似した構成を有している。よって、図１及び図７と同一の機能部分には同一の参照番号を付して表し、詳しい説明は省略する。
【００７８】
ＸＹステージ４６上には、図８（Ａ）〜（Ｃ）に示した入射角度検出器６０が設けられる。また電子線露光装置１内には、所定の測定位置に設けられ、前記電子線源から生じる電子を前記測定位置において検出する他の電子検出部である電流検出器６２及び２次電子検出器６３が設けられる。
入射角度検出器６０は検出した電子ビーム１５の入射角度の変化に応じた信号を出力する。またＸＹステージ４６は、入射角度検出器６０を、走査手段２４による電子ビーム１５の偏向範囲内の各位置に位置付けることが可能である。
【００７９】
電流検出器６２は、ファラデーカップのような電子検出器により電子ビーム１５の電子を捉え、電子ビーム１５の電流量を検出する。図示するように電流検出器６２は、電子ビーム１５の光軸に垂直方向に移動可能にカラム１０内に支持され、使用時には電子ビーム１５の光軸上に移動され、不使用時には電子ビーム１５の光軸上から退避される。
２次電子検出器６３は、チャンバ８内のマスク３０の上方に設けられ、マスク３０上に照射されて反射した電子ビーム１５の２次電子を検出する。
【００８０】
また、電子線近接露光装置１は、電子検出部である電流検出器６２及び２次電子検出器６３の出力信号及び入射角度検出器６０の出力信号を入力され、入力される電気信号を所定形式の電気信号に変換して出力する信号変換部である信号処理回路６１を備える。信号処理回路６１は、所定形式の電気信号に変換された出力信号をさらにディジタル形式に変換し、計算機９０のデータバス９７に供給することとしてよい。
【００８１】
入射角度検出器６０から信号処理回路６１への信号入力は、信号入力制御部である継電器などの開閉器（スイッチ）６４によって制御される。入射角度検出器６０、電流検出器６２及び２次電子検出器６３と信号処理回路６１とは、電流検出器６２及び２次電子検出器６３の各出力回線と入射角度検出器６０の出力回線とを接続点６５にてそれぞれ接続した後に、信号処理回路６１の入力端に接続する電気的接続手段である信号回線により接続される。
【００８２】
開閉器６４は、入射角度検出器６０の出力回線の、入射角度検出器６０の出力端と接続点６５との間に設けられ、入射角度検出器６０の出力回線（出力端）と信号処理回路６１の入力端との間の電気的接続を開閉する。
【００８３】
また、電子ビーム近接露光装置１は、信号処理回路６１の出力信号を記憶する記憶部９５を備える。記憶部９５はデータバス９７に接続されており、信号処理回路６１からデータバス９７に供給された出力信号を入力して記憶する一方、記憶した出力信号をデータバス９７に供給する。
【００８４】
また電子ビーム近接露光装置１は、信号処理回路６１の現在の出力信号と記憶部９５に記憶された信号との差分信号を計算する比較部９８を備える。比較部９８もまたデータバス９７に接続されており、信号処理回路６１からデータバス９７に供給された出力信号と、記憶部９５からデータバス９７に供給された信号とを入力してその差分信号を求め、計算された差分信号をデータバス９７に供給する。
【００８５】
さらに電子ビーム近接露光装置１は、比較部９８の出力信号に基づいて基づき電子ビーム１５の入射角度を測定する入射角度測定部９１を備える。入射角度測定部９１もまたデータバス９７に接続されており、比較部９８により計算された、データバス９７上の差分信号に基づいて電子ビーム１５の入射角度を測定する。
【００８６】
図１５に本発明に係る電子線入射角度分布測定方法のフローチャートを示す。今、入射角度検出器６０は、主偏向器２１、２２による偏向範囲内の初期位置にあるとする。
【００８７】
ステップＳ２０１において、開閉器６４は入射角度検出器６０の出力回線（出力端）と信号処理回路６１の入力端との間の電気的接続を開放し、入射角度検出器６０から信号処理回路６１への信号入力を遮る。その状態で信号処理回路６１は、電流検出器６２及び２次電子検出器６３からの出力信号を取得してディジタル信号に変換してデータバス９７に供給する。
そして、記憶部９５はデータバス９７上に供給されたこれら電子検出手段の出力信号を記憶する。
【００８８】
ステップＳ２０２において、開閉器６４は入射角度検出器６０の出力回線と信号処理回路６１の入力端とを電気的に接続する。その状態で信号処理回路６１は、入射角度検出器６０並びに電流検出器６２及び２次電子検出器６３からの出力信号を取得してディジタル信号に変換してデータバス９７に供給する。
【００８９】
ステップＳ２０３において、比較部９８は、信号処理回路６１からデータバス９７に供給された現在の出力信号と、記憶部９５に記憶され記憶部９５からデータバス９７に供給された信号とを入力して、現在の信号処理回路６１の出力信号から記憶部９５に記憶された信号を差し引いた差分信号を求め、計算された差分信号をデータバス９７に供給する。
【００９０】
したがって、比較部９８から出力される差分データは、測定対象となる入射角度検出器６０の出力信号と、雑音信号である電流検出器６２及び２次電子検出器６３の電子線信号とを含む信号処理回路６１の出力信号から、それ以外の雑音信号である電流検出器６２及び２次電子検出器６３の出力信号を引いた信号となる。
【００９１】
計算機９０は、副偏向器５１、５２に入力する偏向指示量を変えて電子ビーム１５の入射角度を変えながら、上記Ｓ２０１〜Ｓ２０３のステップを繰り返し実行し、計算された各差分信号を各々記憶部９５に記憶する（Ｓ２０４、Ｓ２０５）。
【００９２】
ステップＳ２０６において、入射角度測定部９１は、記憶部９５に記憶された各差分信号をデータバス９７から入力し、副偏向器５１、５２に対する各偏向指示量に対して差分信号が極大値となる偏向指示量（図１０に示す入射角度検出器６０を使用する場合は極小値となる偏向指示量）を決定し、この偏向指示量を（副偏向器による補正がなされていない状態の）電子ビーム１５の入射角度を示す入射角度情報として決定する。
決定された入射角度情報は、入射角度測定部９１からデータバス９７に供給されて記憶部９５に記憶される。
【００９３】
計算機９０は、主偏向器２１、２２による電子ビーム１５の偏向位置を変えながら、上記ステップＳ２０１〜Ｓ２０６を繰り返し実行し、偏向範囲の各測定位置における入射角度情報が決定される。これにより偏向範囲における入射角度分布が測定される（Ｓ２０７、Ｓ２０８、Ｓ２０９）。
【００９４】
電子線近接露光装置１は、走査手段２４によって図２に示すように電子ビーム１５がマスク３０上の全面を走査するとき、電子ビーム１５の照射位置に応じて、入射角度分布に含まれる各補正指示量を記憶部９５から読み出して、読み出した補正指示量により副偏向器５１、５２を制御して、電子ビーム１５をマスク面に垂直になるよう補正する。
【００９５】
図１４に示す電子線露光装置１においても、図８に示す入射角度検出器に代えて、図１１に示すような、ＣＣＤ等の撮像素子を使用した入射角度検出器６０を使用してもよい。
【００９６】
図１６に、図１１の入射角度検出器６０を使用した場合の図１４に示す電子線露光装置１による電子線入射角度分布測定方法のフローチャートを示す。
【００９７】
電子線入射角度分布測定に先だって、ステップＳ２１０において予めマスク３０に垂直に入射する電子ビーム１５が蛍光面８３上に生じる発光像Ａの位置を測定し、記憶しておく。ここで、発光像Ａの位置の測定は、図１２を参照して説明したステップＳ１１０と同様に行うこととしてよい。
【００９８】
その後に入射角度検出器６０の位置を、主偏向器２１、２２による偏向範囲内の初期位置に位置付ける。
【００９９】
ステップＳ２０１において、開閉器６４は入射角度検出器６０の出力回線（出力端）と信号処理回路６１の入力端との間の電気的接続を開放し、入射角度検出器６０から信号処理回路６１への信号入力を遮る。その状態で信号処理回路６１は、電流検出器６２及び２次電子検出器６３からの出力信号を取得してディジタル信号に変換してデータバス９７に供給する。
そして、記憶部９５はデータバス９７上に供給されたこれら電子検出手段の出力信号を記憶する。
【０１００】
ステップＳ２０２において、開閉器６４は入射角度検出器６０の出力回線と信号処理回路６１の入力端とを電気的に接続する。その状態で信号処理回路６１は、入射角度検出器６０並びに電流検出器６２及び２次電子検出器６３からの出力信号を取得してディジタル信号に変換してデータバス９７に供給する。
ここに、入射角度検出器６０からの出力信号とは撮像素子８４による画像信号である。例えば入射角度検出器６０からの出力信号は、所定の走査順序で取得した撮像素子８４上の各画素の各輝度強度信号を、所定の時間間隔で並べて出力されるラスター画像信号としてよい。信号処理回路６１は、入力されたラスター画像信号の各時点における信号強度に基づいて、各輝度強度に対応する電子ビーム電流強度を算出して、ディジタル信号に変換してデータバス９７に順次供給することとしてよい。
【０１０１】
ステップＳ２０３において、比較部９８は、信号処理回路６１からデータバス９７に供給された現在の出力信号と、記憶部９５に記憶された信号とを入力してその差分信号を求め、計算された差分信号をデータバス９７に供給する。
例えば、比較部９８は、信号処理回路６１の現在の出力信号である撮像素子８４の各画素の各輝度強度に対応する各電子ビーム電流強度の各値から、記憶部９５に記憶された信号電流値を差し引いて、各差分値を各画素に有する画像信号を求めることとしてよい。
【０１０２】
ステップＳ２１４において、入射角度測定部９１は、計算された差分信号である画像信号に撮像された発光像の位置が、ステップＳ２１０で記憶された像の位置と一致するか否かを判断する。この判断は例えば、図１２を参照して説明したステップＳ１１４と同様に行うこととしてよい。両発光像の位置が一致するときには、現在の副偏向器５１、５２に入力している偏向指示量を電子ビーム１５の入射角度を示す入射角度情報として決定する（Ｓ２０６）。
【０１０３】
計算された差分信号である画像信号に撮像された発光像の位置が記憶された像の位置と一致しない場合、副偏向器５１、５２に対する偏向指示量を変えながら（Ｓ２０５）、上記ステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３及びＳ２１４を繰り返す。
【０１０４】
決定された入射角度情報は、入射角度測定部９１からデータバス９７に供給されて記憶部９５に記憶される。
計算機９０は、主偏向器２１、２２による電子ビーム１５の偏向位置を変えながら、上記ステップＳ２０１，Ｓ２０２，Ｓ２０３，Ｓ２１４，Ｓ２０５及びＳ２０６を繰り返し実行する。これにより、偏向範囲の各測定位置における各入射角度情報が決定され、これにより偏向範囲における入射角度分布が測定される（Ｓ２０７、Ｓ２０８、Ｓ２０９）。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】電子線近接露光装置の基本構成図である。
【図２】電子ビームの走査方法の説明図である。
【図３】副偏向器による電子ビームの傾き補正の説明図である。
【図４】マスク歪み補正の説明図である。
【図５】図（Ａ）は入射角度検出器の斜視図であり、図（Ｂ）はその上面図であり、図（Ｃ）はその側断面図である。
【図６】他の入射角度検出器の基本構成図である。
【図７】本発明の第１実施例による電子線入射角度分布測定装置を備える電子線近接露光装置の基本構成図である。
【図８】図（Ａ）は入射角度検出器の斜視図であり、図（Ｂ）はその上面図であり、図（Ｃ）はその側断面図である。
【図９】本発明に係る電子線入射角度分布測定方法のフローチャート（その１）である。
【図１０】図（Ａ）は入射角度検出器の他の例を示す上面図であり、図（Ｂ）はその側断面図である。
【図１１】図（Ａ）は撮像素子を使用する入射角度検出器の斜視図であり、図（Ｂ）はその上部に設けられるアパチャ板８２の上面図であり、図（Ｃ）は蛍光面に生じる発光像を示す図であり、図（Ｄ）は発光像Ａ及びＡ’の位置の対比を説明する図である。
【図１２】本発明に係る電子線入射角度分布測定方法のフローチャート（その２）である。
【図１３】その他の遮断手段の構成例を示す図である。
【図１４】本発明の第１実施例による電子線入射角度分布測定装置を備える電子線近接露光装置の基本構成図である。
【図１５】本発明に係る電子線入射角度分布測定方法のフローチャート（その３）である。
【図１６】本発明に係る電子線入射角度分布測定方法のフローチャート（その４）である。
【符号の説明】
【０１０６】
１…電子ビーム近接露光装置
１５…電子ビーム
２１、２２…主偏向器
５１、５２…副偏向器
６０…入射角度検出手段
９１…入射角度測定部
９２…ブランカ制御部
９３…ブランキングコイル
９４…ブランキングアパチャ板
９５…記憶部
９６…補正部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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