(57)【要約】  【課題】  近接した複数の電子ビームのプロファイルを同時に計測する透過型の電子ビーム検出器を提供し、これを用いて高精度な描画を可能にする電子ビーム描画技術を提供する。  【解決手段】  複数の開口マーク（１０２）を通過した電子ビーム（１０１）を光（１０５）に変換する手段（１０３）と、それらに対応した複数の光検出素子（１０７）とを有し、マーク上に電子ビームを走査して発生した光（１０５）を分離し（１０６）、複数電子ビームのプロファイルの同時計測を行う。  【選択図】  図１
2005347054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の開口マークと、前記複数の開口マークを通過した電子ビームを光に変換する手段と、前記複数の開口マークに対応して設けられ、変換された前記光を検出する複数の光検出素子とを有し、前記開口マーク上に電子ビームを走査して、前記電子ビームを検出する電子ビーム検出器において、前記電子ビームを光に変換する手段と前記複数の光検出素子との間に、変換された前記光を光学的に分離する手段を設けたことを特徴とする電子ビーム検出器。
【請求項２】
前記光を光学的に分離する手段が、透明部材と分離壁からなり、前記光の全部は前記透明部材を通過して前記光検出素子に到達するか、または、前記光の一部は前記透明部材を通過して前記光検出素子に到達し、前記光の他の一部は前記分離壁に反射、吸収されて前記光検出素子に到達するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム検出器。
【請求項３】
複数の開口マークと、前記複数の開口マークを通過した電子ビームを光に変換する手段と、前記複数の開口マークに対応して設けられ、変換された前記光を検出する複数の光検出素子とを有し、前記開口マーク上に電子ビームを走査して、前記電子ビームを検出する電子ビーム検出器において、前記電子ビームを光に変換する手段と前記複数の光検出素子との間に、変換された前記光を前記光検出素子上に集束するための光学レンズを含む光学手段を設けたことを特徴とする電子ビーム検出器。
【請求項４】
前記開口マークが、散乱体で構成され、かつ前記散乱体により散乱した電子を制限する絞りを有していることを特徴とする請求項１又は３に記載の電子ビーム検出器。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４に記載の電子ビーム検出器からビームプロファイル信号を得る工程と、得られた前記ビームプロファイル信号から電子ビーム描画装置の電子光学系および制御系を調整する工程と、調整された前記電子光学系および前記制御系を用いてパターン描画を行う工程とを含むことを特徴とする電子ビーム描画方法。
【請求項６】
請求項１、２、３又は４に記載の電子ビーム検出器を具備し、前記電子ビーム検出器からのビームプロファイル信号を基に電子光学系を調整する手段と、前記電子ビーム検出器からのビームプロファイル信号を基に制御系を調整する手段と、調整された前記電子光学系と前記制御系とを用いてパターン描画を行う手段とを有す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、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、従来の光リソグラフィーの延長では非常に困難とされている。
【０００３】
これに対して、電子ビーム描画は、微細パターンを形成するためには有効な手段である。しかし、量産に適用するためには、高い描画精度を維持しつつ、更に高い描画速度向上が要求されている。
【０００４】
近年、電子ビーム描画の描画速度向上の手段として大きく２つの方法が研究開発されてきている。第１の方法は、ステンシルマスクを用いて、電子ビームを縮小投影あるいは近接照射してパターンを形成する方法である。この方法は、高スループットを望めるものの、マスク製作が困難で、コストがかかると予想されている。第２の方法は、従来の電子ビーム描画方法であるポイントビームや可変矩形ビームを同時に複数用いて一度に描画を行う方式である。ここでは、電子レンズや偏向器からなる１つの電子光学系に１つの電子ビームを割り当てこの電子光学系を複数用いるものをマルチカラム方式、１つの電子光学系に複数のビームを通すものをマルチビーム方式と定義する。
【０００５】
マルチビームの電子ビーム描画として、例えば、特開平９−２４５７０８号公報に記載された方法がある。１つの電子源から放射された電子ビームをコンデンサーレンズにて平行ビームを形成し、アパーチャアレイにより複数の電子ビームに分割する。このビームからレンズアレイと偏向器アレイにより中間像を形成し、ブランキングアレイにより独立にオンオフを制御した後、偏向器を含む投影光学系により試料上に中間像を投影することにより描画を行う。本方法は、レンズアレイと偏向器アレイにより投影光学系にて発生する像面湾曲や歪などをあらかじめ補正することが可能で、投影光学系の設計が容易になるため高解像かつ高スループットを実現する画期的な方法である。
【０００６】
上記いずれの描画方式を用いる場合にも、描画を行うためにはビームのプロファイルを描画に先立ってあらかじめ測定し、そこで得られた結果をビーム制御にフィードバックを行う（ビーム校正と呼ぶ）ことが必要である。ここで、プロファイルとは、電子光学系の収差によるボケ、焦点や非点のずれによるボケ、歪、ビームの位置、ビーム強度などである。これらは、光学系を調整する段階でも、また、偏向によるプロファイルの変化を求める際にも正確に測定することが、描画精度を高める上で必須である。
【０００７】
ビームプロファイルの高精度な測定には、例えば、特開平６−２７５５００号公報に記載されているように透過電子を用いる方法が有効である。透過電子検出の応用としてマルチカラム方式に適用したものとして、例えば、特開２００２−１１０５３３号公報に記載されたものがある。
【０００８】
【特許文献１】特開平９−２４５７０８号公報
【０００９】
【特許文献２】特開平６−２７５５００号公報
【特許文献３】特開２００２−１１０５３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
複数の電子ビームを用いて一度に描画を行う方式であるマルチカラム方式およびマルチビーム方式では、複数のビームプロファイルを同時に計測することが、ビーム校正を含めたトータルの描画時間を短縮する上で有効である。従って、透過電子を検出する透過電子検出器を複数並べて、描画対象である試料近傍に設置することになる。
【００１１】
透過電子を検出するのに有効な半導体電子検出器、いわゆるフォトダイオードの材質はそのほとんどがシリコンである。例えば、５０ｋＶの電子ビームをシリコンに照射した場合の浸入深さ約２０μｍである。シリコン内で電子が散乱し、約２０μｍの深さまで浸入する。この距離はビーム入射と垂直な方向でもほとんど同じである。従って、２０μｍ以下の間隔でフォトダイオードを並べた場合、１つのフォトダイオードにフォトダイオードの寸法以下のビーム径の電子ビームを照射すると、フォトダイオード内で散乱した電子は、隣接するフォトダイオード内に浸入する。結果として、隣接したフォトダイオードにも検出電流が流れ、正確に電子ビームを検出できないことになる。このことは、上記の透過電子検出器を並べる間隔に下限があることを意味する。例えば、マルチビーム描画方式ではビーム間隔２０μｍ以下の同時測定はできないという課題を有していた。
【００１２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、近接した複数の電子ビームのプロファイルを同時に計測する透過型の電子ビーム検出器を提供し、これを用いて高精度な描画を可能にする電子ビーム描画技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明では、下記に示す特徴を有する。
【００１４】
（１）本発明の電子ビーム検出器は、複数の開口マークと、前記複数の開口マークを通過した電子ビームを光に変換する手段と、前記複数の開口マークに対応して設けられ、変換された前記光を検出する複数の光検出素子とを有し、前記開口マーク上に電子ビームを走査して、前記電子ビームを検出する電子ビーム検出器において、前記電子ビームを光に変換する手段と前記複数の光検出素子との間に、変換された前記光を光学的に分離する手段を設けたことを特徴とする。
【００１５】
（２）前記（１）の電子ビーム検出器において、前記光を光学的に分離する手段が、透明部材と分離壁からなり、前記光の全部は前記透明部材を通過して前記光検出素子に到達するか、または、前記光の一部は前記透明部材を通過して前記光検出素子に到達し、前記光の他の一部は前記分離壁に反射、吸収されて前記光検出素子に到達するよう構成されていることを特徴とする。
【００１６】
（３）本発明の電子ビーム検出器は、複数の開口マークと、前記複数の開口マークを通過した電子ビームを光に変換する手段と、前記複数の開口マークに対応して設けられ、変換された前記光を検出する複数の光検出素子とを有し、前記開口マーク上に電子ビームを走査して、前記電子ビームを検出する電子ビーム検出器において、前記電子ビームを光に変換する手段と前記複数の光検出素子との間に、変換された前記光を前記光検出素子上に集束するための光学レンズを含む光学手段を設けたことを特徴とする。
【００１７】
（４）前記（１）又は（３）の電子ビーム検出器において、前記開口マークが、散乱体で構成され、かつ前記散乱体により散乱した電子を制限する絞りを有していることを特徴とする。
【００１８】
（５）本発明の電子ビーム描画方法は、前記（１）〜（４）の電子ビーム検出器からビームプロファイル信号を得る工程と、得られた前記ビームプロファイル信号から電子ビーム描画装置の電子光学系および制御系を調整する工程と、調整された前記電子光学系および前記制御系を用いてパターン描画を行う工程とを含むことを特徴とする。
【００１９】
（６）本発明の電子ビーム描画装置は、前記（１）〜（４）の電子ビーム検出器を具備し、前記電子ビーム検出器からのビームプロファイル信号を基に電子光学系を調整する手段と、前記電子ビーム検出器からのビームプロファイル信号を基に制御系を調整する手段と、調整された前記電子光学系と前記制御系とを用いてパターン描画を行う手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、近接した複数の電子ビームのプロファイルを同時に計測する透過型電子ビーム検出器を実現することができ，これを用いて電子ビーム描画装置の電子光学系および制御系を調整することにより高精度な描画を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
（実施例１）
まず、本発明で用いる電子ビーム描画装置の構成について説明する。図２は、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置の一例である。
【００２３】
電子銃２０１から放射された電子ビーム２０２は、コンデンサーレンズ２０３によって略平行の電子ビームになる。アパーチャアレイ２０４により分離された電子ビーム２０６は、レンズアレイ２０５によりブランキング絞り２０８近傍に電子銃のクロスオーバの中間像２０９を結ぶ。これらの中間像２０９の位置は、アライメント制御回路２２０によって駆動されるアライメント用偏向器２１６により個々に光軸と垂直方向の位置を変えることができる。アライメント偏向器２１６は直交した２組の偏向器であり、Ｘ方向、Ｙ方向独立にアライメントが可能である。
【００２４】
また、ブランキングアレイ２０７に電圧を印加することにより中間像２０９は光軸と垂直方向に移動し、ブランキング絞り２０８によって遮断され、個々の分離された電子ビーム２０６についてオンオフの制御が可能となる。
【００２５】
これらの中間像２０９を第１投影レンズ２１０、第２投影レンズ２１４からなる投影光学系により試料ステージ２１８上の試料２１７に投影する。投影光学系は、第１投影レンズ２１０の後焦点位置と第２投影レンズ２１４の前焦点位置を共有するようにレンズ制御回路２２２によって駆動される。この配置は、対称磁気ダブレット構成と呼ばれ、低収差で投影が可能となる。
【００２６】
電子ビーム描画用の電子源として最も多く用いられるＬａＢ６は、電子銃のクロスオーバーサイズは１０μｍ程度である。試料上でのビームサイズを１０ｎｍにするためには１／１０００に縮小する必要がある。今、レンズアレイの倍率を１／２０とすると、投影光学系には１／５０の倍率が必要である。これを１組の投影レンズで実現することは困難な場合がある。そのときには、投影レンズを２組用いて、例えば、１段目を１／１０、２段目を１／５に設定する。図２に示したブランキング絞り２０８と第１投影レンズ２１０の間に、投影レンズを設置する。この投影レンズも、対称磁気ダブレット構成を用いる。
【００２７】
このとき、各中間像２０９を構成する複数の電子ビームは一括して主偏向器２１３および副偏向器２１５により偏向され、位置決めされる。例えば、主偏向器２１３は偏向幅を広く、副偏向器２１５は偏向幅を狭く用いる。主偏向器２１３は電磁型、副偏向器２１５は静電型で構成される。偏向器を動作させてビームを偏向した際に発生する偏向収差による焦点ずれは動的焦点補正器２１１で、偏向により発生する偏向非点は動的非点補正器２１２により補正を行う。焦点補正器、非点補正器ともコイルで構成される。これらの構成を総称して電子光学系とする。
【００２８】
描画は、試料ステージ２１８に搭載した試料２１７を移動させることにより行う。２１９は、本発明の電子ビーム検出器である。この電子ビーム検出器２１９は、試料ステージ上に搭載され、レーザー干渉計などの座標測定機能（図示せず）を含むステージ制御回路２２５と連動して、位置決めされる。また、ビーム中心軸上だけではなく、電子ビームを偏向と同期させて測定することにより、各中間像を投影して形成される試料と同一面上での電子ビームのビームプロファイルを計測することが出来る。電子ビーム検出器２１９からの出力は信号処理回路２２４でデータ処理され、ＣＰＵ２２６に送られることにより電子光学調整や描画にフィードバックされる。
【００２９】
ＣＰＵ２２６に蓄えられたパターンデータに基づく照射量制御回路２２１によりビームのオンオフと、偏向制御回路２２３により駆動される主偏向器２１３および副偏向器２１５の偏向動作を同期させることにより描画が行われる。このとき、ステージ制御回路２２５を通じて連続移動またはステップ移動により試料ステージ２１８が移動する。上記一連の動作全てを、ＣＰＵ２２６が制御する。これら、電子光学系以外の部分を総称して制御系とする。
【００３０】
次に、本発明の電子ビーム検出器の構成について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の第１の実施例になる電子ビーム検出器の断面図を示す。
【００３２】
本発明の電子ビーム検出器プロファイルを測定する複数の電子ビーム１０１をビームＡ、Ｂ、Ｃとし、間隔は１０μｍとする。これらの電子ビーム１０１は全て同時に偏向され、図１に示す矢印のごとく開口マーク１０２上で走査を行う。開口マークは所望の形状の加工が可能な金属材料（例えば、ＭｏやＳｉ）を用いて形成されている。このマークはいわゆるナイフエッジであり、電子ビームが開口部にあれば下流に通過し、ナイフエッジの部分にあれば遮断されて下流には行かない。
【００３３】
いま、電子ビーム１０１のうちビームＣを例にとって説明する。開口マーク１０２の開口部を通過した電子ビーム１０１は、蛍光体１０３に照射され、光１０５が発生する。発生した光１０５は透明基板１０４を通り、そのうち分離絞り１０６を通過したものだけが、光検出素子１０７に到達する。分離絞り１０６の役割は、光１０５が隣接する光検出素子１０７に到達しないようにすることである。より厳密に分離するのであれば、分離絞り１０６を２枚設置すればよい。光検出素子１０７では光量に応じて電流信号に変換を行う。この電流信号は基板１０８内の信号伝達手段あるいは配線（図示せず）を通じて、基板外に取り出される。ここで、得られた信号電流は、電子ビーム１０１のビームＡ、Ｂ、Ｃに対応した光検出素子１０７の素子Ａ、Ｂ、Ｃにそれぞれ１対１に対応した信号として独立に、分離されて取り出すことが可能なように信号伝達手段あるいは配線を設ける。
【００３４】
蛍光体１０３は電子ビームの照射により発光するものであればよい。例えば、透明基板１０４をガラスとし、その上に塗布するものでよい。このとき、蛍光体１０３の膜厚はいわゆるにじみ（ビーム径以上に発光する）となるので、ビームのエネルギー（加速電圧）と発光効率を考慮して可能な限り薄くすることが望ましい。このため、粒径の小さい材質を選び、薄く（数μｍ程度）かつ均一に塗布する必要がある。また、塗布型ではなく、例えばＹＡＧのような結晶のものを用いても良い。このとき、透明基板は結晶の蛍光体と格子定数が近く、かつ光の透過率の高いものを用いる。
【００３５】
透明基板１０４の厚さは、入射した電子ビームを阻止して光検出素子１０７に直接入射させない厚さが必要である。例えば５０ｋＶの電子ビームで透明基板がガラスの場合、数十μｍ以上の厚さがあればよく、この程度であれば、光の透過率も十分大きい。電子ビームを阻止するため絶縁物であると電荷が溜まる可能性がある。このため、導電性の材料を用いるか、透明基板の上下両面あるいは片面に導電性材料を塗布することが有効である。ここでは、塗布型の蛍光体を厚さ１０μｍでガラス板に塗布した。
【００３６】
次に、図３に、開口マークと分離絞りの上面図を示す。図３（Ａ）に示す開口マーク３０１は１枚の基板であり、その中に開口部３０２が形成されている。ここでは、Ｌ字型の開口を例示したが、十字であっても矩形であってもよい。目的は、１本の電子ビームに対して、ＸとＹの２方向にナイフエッジが形成されていれば良い。図１に示した開口マーク１０２は図３に示した開口マーク３０１の破線の部分の断面である。本実施例では、２０μｍ厚のシリコン基板にフォトリソグラフィーでパターンニングし、ドライエッチングを行って形成した。図３（Ｂ）に示す分離絞り３０３も同様である。１枚の分離絞り基板に、絞り開口３０４がマーク開口と同じ間隔で形成されている。絞りの直径は、分離絞りと光検出素子との距離と大きさで決定される。この実施例ではＭｏの板に数μｍの径の穴を加工したものを用いた。なお、形状は円形でなくても良く開口部３０２の形状に応じて、Ｌ字型、十字型、矩形型でもよい。
【００３７】
光検出素子１０７は、フォトダイオードのアレイを用いた。本発明で重要な点は、複数の光検出素子からの電流信号を、それぞれ独立に取り出すことである。素子の数が１０個程度と少なければ、独立に配線を取り出しても良い。しかし、素子の数が多ければ、フォトダイオードを並べたものフォトダイオードアレイの代表であるＣＣＤ（電荷結合素子：Charge Coupled Devices）を用いても良い。ＣＣＤは画素寸法１０μｍ以下のものが既に開発されており、本発明に適用可能である。
【００３８】
次に、ビームプロファイル測定を、図４を用いて説明する。図４の３つのグラフは、上から図１のビームＡ（素子Ａの信号電流出力）、ビームＢ（素子Ｂの信号電流出力）、ビームＣ（素子Ｃの信号電流出力）を示している。３つのグラフの横軸は共通でビーム走査の距離を示しており、横位置は同じ距離を示している。縦軸は、それぞれの光検出素子の信号電流出力（ここでは電気回路で増幅している）を信号強度（任意単位）として示している。ここでは、ビームＡ、Ｂ、Ｃはポイントビーム（概略ガウシアンビーム）である。
【００３９】
いずれも、走査開始（左端）はマークによりビームが遮断された状態（低レベルの信号）から、走査終了（右端）は開口を通過し信号が出ている状態（高レベルの信号）まで変化している。この変化の途中の部分が、ナイフエッジによるビームプロファイルになる。ビームＡのグラフでは、ポイントビームであるため、信号強度（低レベルと高レベル）の中間点がビームＡの中心位置となる。この位置は走査距離Ｐａ点に相当し、ビームＡの中心位置はＰａであることが測定されている。同様にビームＢのグラフでは、ビームＢの中心位置はＰｂとなる。前述のようにビームＡ、Ｂ、Ｃは１つの偏向器で同時に偏向走査されているので、ＰａとＰｂの差がビームＡとビームＢの相対的な位置の差になる。ビームＡとＢに相当する開口マークの距離があらかじめ測定されていれば、ビームＡＢ間の距離の絶対値を求めることができる。
【００４０】
また、信号強度の低レベルを０％、高レベルを１００％とし、１２％と８８％のレベルで信号強度との交点を求め、これらの点の走査距離の差がビームの概略半値幅となる。ビームＢの半値幅がΦｂ、同様にビームＣの半値幅がΦｃと測定される。この場合Φｂに比較してΦｃが大きく、ビームＣがボケていることが分かる。また、Ｘ方向の走査とＹ方向の走査で差があれば、ビーム形状が非対称ないわゆる非点であることが分かる。例えば、これらのビームを形成する電子光学系の焦点や非点を変化させてこの測定を繰り返せば、焦点や非点に対する依存性を得ることができる。
【００４１】
次に、本実施例の電子ビーム検出器を用いて得られたビームプロファイルデータを描画にフィードバックする手順を、図８を用いて説明する。なお、電子ビーム描画装置の構成要素は図２の符号を用いて説明する。
【００４２】
本発明のビームプロファイルの測定は、描画装置を稼動する上で最適な間隔で実施される。ビームプロファイルの測定開始は、特定の時間間隔、または、特定の描画量（例えばウェハ処理ロット毎）、または、オペレーターが与える（ステップ１）。
【００４３】
本発明の電子ビーム検出器へのステージ移動や、偏向信号発生、などの手順はあらかじめ図２に示すＣＰＵ２２６にプログラムされ、自動的に実施する。検出信号の処理は、図２に示す信号処理回路２２４で実施され、ＣＰＵ２２６に取り込まれ、各ビームのビーム径に関する測定結果として保存される（ステップ２）。
【００４４】
ここで得られた各ビームのビーム径に関する測定結果は、電子光学の設計値などと比較し、描画を行うのに必要な許容値内かどうかの判断を行う（ステップ３）。
【００４５】
許容値から外れていた場合には、ＣＰＵ２２６にて最適な光学条件を計算し、レンズ制御回路２２２を通して第１投影レンズ２１０や第２投影レンズ２１４を制御し、また偏向制御回路２２３を通して動的焦点補正器２１１、動的非点補正器２１２を用いて電子光学系の調整を行う。例えば、各ビーム間のボケが均一になるような最適な描画条件を設定する（ステップ４）。
【００４６】
テップ４で調整を行った後、再度ステップ２にて測定を行う。
【００４７】
ステップ３で許容値内であった場合、ビーム位置の測定を行う（ステップ５）。
【００４８】
個々のビーム位置を測定し、ビーム間隔が許容値内かどうかの判断を行う（ステップ６）。
【００４９】
ビーム間隔が設計値と異なり、許容値から外れている場合には、規定の値となるように、アライメント制御回路２２０を介してアライメント偏向器２１６を調整する。これとは別に各ビームが受け持つ描画パターンデータをシフトするよう偏向制御回路２２３と同期させて照射量制御回路２２１を制御する。このように制御系を調整し、ビーム間隔のずれを補正することも可能である。また、アライメント偏向器とパターンデータのシフトを併用しても良い（ステップ７）。
【００５０】
個々のビーム位置を測定が許容値内であった場合に、測定を終了し描画を開始する（ステップ８）。
【００５１】
本電子ビーム検出器を用いてマルチビーム描画装置の電子光学系および制御系の調整を行った後、描画を行えば、マルチビーム描画装置の特徴を生かした高速化かつ高精度な描画が実現できる。
【００５２】
以上の実施例は、ビーム本数が３×３（９本）アレイの例をあげているが、マルチビーム描画システムで使用するビームの本数にあわせてアレイの電子ビーム検出器を構成すればよい。また、例えば、３本１列の検出器を構成し、試料ステージを移動させながら順次測定を行っても良い。
【００５３】
（実施例２）
図５は、本発明の第２の実施例を示す。本実施例は、図１に示す第１の実施例の透明基板の代わりに、透明部材と分離壁を用いたものである。
【００５４】
プロファイルを測定する複数の電子ビーム５０１は全て同時に偏向され、図５に示す矢印のごとく開口マーク５０２上で走査を行う。開口マーク５０２は、第１の実施例と同じである。開口部を通過した電子ビームは蛍光体５０３に照射され、光５０５が発生する。発生した光５０５は、透明部材５０４を通過して光検出素子５０７に到達する。このとき、角度を持って発光した光は分離壁５０６に当たって一部は反射され、また、一部は分離壁５０６に入って吸収される。この原理は以下で説明する。
【００５５】
ここでは、透明部材５０４と分離壁を一体構造とした光ファイバーを用いた。透明部材５０４がコアガラス、分離壁５０６がクラッドガラスに相当し、両者の屈折率で決まる特定の入射角以下の光は前反射して、反対面に到達する。本実施例では、クラッドガラスに光を吸収する吸収体を混入させており、特定の入射角以上の光が隣接するコアガラスへ到達を最小としている。この光ファイバーを束ねた、いわゆるＦＯＰ（Fiber Optic Plate）を用いた。本実施例では、ＦＯＰの端面に、蛍光体５０３を塗布したが、分離壁５０６に対して透明部材５０４を後退させて窪みを作り、その部分に蛍光体を埋め込めば、隣接する検出器間の干渉は最小となる。光検出素子５０７で変換された電流信号は基板５０８を通じて取り出される。以降の測定手順は、第１の実施例における図８に示した手順と同様である。
【００５６】
（実施例３）
図６に、本発明の第３の実施例を示す。プロファイルを測定する複数の電子ビーム６０１は全て同時に偏向され、図６に示す矢印のごとく薄膜開口マーク６０２上で走査を行う。本実施例では、薄膜開口マーク６０２に厚さ２μｍのシリコンを用いた。ナイフエッジを用いた透過電子検出方では、微小な形状を加工する、あるいは、エッジラフネスの少ないナイフエッジ形状を加工するために、マークとなる部材を薄膜化することが必須である。部材が薄膜化すると、入射した電子の一部が薄膜を透過し漏れることになる。ただし、透過した電子は部材を構成する原子との相互作用により、特定の角度分布をもつ。このような部材を散乱体とよぶ。ここで、散乱体とは照射された電子ビームの飛程（侵入深さ）より薄く、電子ビームが完全に遮蔽されず、一部が透過する材質で構成される構造体のことである。
【００５７】
このようにして透過した電子は、構造体と電子ビームの相互作用により、特定の散乱角度分布を持つことになる。このため、薄膜開口マーク６０２で散乱された電子６０９を制限する散乱電子制限絞り６１０を用いれば、薄膜開口マーク６０２はナイフエッジとして機能し、十分なコントラストを得られることが既に実証されている。散乱電子制限絞り６１０は散乱電子を阻止するのに十分な厚さを持っている。薄膜開口マーク６０２の開口を通過、あるいは薄膜開口マーク６０２で散乱された電子は、蛍光体６０３に照射され、光６０５が発生する。発生した光６０５は透明基板６０４を通り、そのうち分離絞り６０６を通過したものだけが、光検出素子６０７に到達する。光検出素子６０７で変換された電流信号は基板６０８を通じて取り出される。以降の測定手順は、第１の実施例における図８に示した手順と同様である。
【００５８】
（実施例４）
図７に、本発明の第４の実施例を示す。プロファイルを測定する複数の電子ビーム７０１は全て同時に偏向され、図７に示す矢印のごとく開口マーク７０２上で走査を行う。開口マーク７０２は第１の実施例と同じである。開口部を通過した電子ビームは蛍光体７０３に照射され、光７０５が発生する。発生した光７０５は透明部材７０４を通過し、光学手段である光学レンズ７０９を介して光検出素子７０７上に到達する。このとき、蛍光体７０３上で発生した光は角度を持って広がるが、光学レンズ７０９により集束されて光検出素子７０７上に到達する。このため、各電子ビームにより蛍光体７０３上で発生した光は、干渉することなく、各光検出素子７０７上に結像する。光検出素子７０７で変換された電流信号は基板７０８を通じて取り出される。以降の測定手順は、第１の実施例における図８に示した手順と同様である。
【００５９】
光学レンズ７０９の前段または後段近傍に開口が１つの絞り（図示せず）を入れれば、光学的な開口角（ＮＡ）を制限することができる。また、図７に示す光学レンズ７０９では、投影倍率をほぼ１としたが、光学レンズ７０９と光検出素子７０７の距離を増やして拡大光学系として用いても良い。このとき、電子ビーム描画装置の試料ステージ上で配置の制約があれば、１度、鏡やプリズムなどの光学手段を用いて光路を曲げても良い。また、光学レンズ７０９により光検出素子７０７上に完全に集束させる必要はなく、隣接する光検出素子にかからない程度にぼかしても良い。
【００６０】
なお、本発明では、以上に示した実施例の組み合わせを変えても良い。例えば、図６に示した散乱体を用いた薄膜開口マークと散乱電子制限絞りを、図５や図７に示す第２、第４の実施例に適用しても良い。
【００６１】
以上のように、本発明によれば、２０μｍ以下のビーム間隔においても透過型の電子ビーム検出器を構成可能で、これを用いてビームプロファイルを複数同時に測定可能とすることにより、複数の電子ビームを用いて一度に描画を可能にする電子ビーム描画技術を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施例を説明する図。
【図２】マルチビーム方式の電子ビーム描画装置の一例を示す図。
【図３】本発明における開口マークと分離絞りを示す上面図。
【図４】本発明によるビームプロファイル測定を示す図。
【図５】本発明の第２の実施例を説明する図。
【図６】本発明の第３の実施例を説明する図。
【図７】本発明の第４の実施例を説明する図。
【図８】本発明におけるビームプロファイルデータを描画にフィードバックする手順を示す図。
【符号の説明】
【００６３】
１０１…電子ビーム、１０２…開口マーク、１０３…蛍光体、１０４…透明基板、
１０５…光、１０６…分離絞り、１０７…光検出素子、１０８…基板、２０１…電子銃、２０２…電子ビーム、２０３…コンデンサーレンズ、２０４…アパーチャアレイ、２０５…レンズアレイ、２０６…分離された電子ビーム、２０７…ブランキングアレイ、２０８…ブランキング絞り、２０９…中間像、２１０…第１投影レンズ、２１１…動的焦点補正器、２１２…動的非点補正器、２１３…主偏向器、２１４…第２投影レンズ、２１５…副偏向器、２１６…アライメント偏向器、２１７…試料、２１８…試料ステージ、２１９…電子ビーム検出器、２２０…アライメント制御回路、２２１…照射量制御回路、２２２…レンズ制御回路、２２３…偏向制御回路、２２４…信号処理回路、２２５…ステージ制御回路、２２６…ＣＰＵ、３０１…開口マーク、３０２…開口部、３０３…分離絞り、３０４…絞り開口、５０１…電子ビーム、５０２…開口マーク、５０３…蛍光体、５０４…透明部材、５０５…光、５０６…分離壁、５０７…光検出素子、５０８…基板、６０１…電子ビーム、６０２…薄膜開口マーク、６０３…蛍光体、６０４…透明基板、６０５…光、６０６…分離絞り、６０７…光検出素子、６０８…基板、６０９…散乱された電子、６１０…散乱電子制限絞り７０１…電子ビーム、７０２…開口マーク、７０３…蛍光体、７０４…透明基板、７０５…光、７０７…光検出素子、７０８…基板、７０９…光学レンズ。
【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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