(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームソースと、
荷電粒子ビームが通過する四角形状の第１開口部が形成された第１スリットと、
前記第１開口部を通過した荷電粒子ビームが通過し、該通過領域に相当するビームサイズを画定する第２開口部が形成された第２スリットと、
前記第１スリットの第１開口部を通過した荷電粒子ビームが前記第２スリットの第２開口部を含む平面に形成する照射面を、前記第１スリットを移動させることにより、又は前記第１開口部を通過した荷電粒子ビームを偏向させることにより、該平面内で移動させて前記ビームサイズの面積を変化させる手段と、
前記照射面の移動量を検出し、該照射面の移動量に基づき、若しくは該照射面の移動量及び前記照射面の移動方向における前記第２スリットの第２開口部の幅に基づき、前記照射面の移動方向における前記ビームサイズの一辺の長さを検出する手段と、
前記第２スリットの第２開口部を通過した荷電粒子ビームの量を電流として検出する手段と、
前記検出されたビームサイズの一辺の長さで前記検出された電流を微分する手段とを有し、
前記第２スリットは、前記照射面の移動方向において前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている部分を有する前記第２開口部と、前記照射面の移動方向における前記第２開口部の幅の範囲内で前記照射面の移動方向に沿って相互に間隔を置いて形成された、前記第２スリット上の位置と大きさが分かっている複数の四角形状の副開口部とを有し、前記ビームサイズが最大である状態のとき前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている前記第２開口部の部分及びすべての前記副開口部を該照射面が含むように前記第２開口部及び副開口部が配置され、前記ビームサイズの一辺の長さを検出する手段は、前記照射面の移動開始時において前記照射面の移動方向における前記第２開口部の両端のうちいずれかの該端に対して前記照射面の移動方法に垂直な該照射面の両辺のいずれかの辺を一致させて前記照射面の移動量を検出することを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記照射面が移動する平面をｘ−ｙ平面として該照射面の移動方向をｘ方向又はｙ方向のうち何れか一とし、前記第２スリットの第２開口部のｘ方向又はｙ方向の幅をLxmax又はLymaxとするとき、
前記照射面の移動量を検出し、該照射面の移動量に基づき、若しくは該照射面の移動量及び前記照射面の移動方向における前記第２スリットの第２開口部の幅に基づき、前記照射面の移動方向における前記ビームサイズの一辺の長さを検出する手段は、前記照射面のｘ方向又はｙ方向の移動量Ｍｘ又はＭｙを検出し、次いで、Lxmax-Mx若しくはLymax-Myから、或いは前記移動量Mx若しくはMyから、前記ビームサイズのx方向若しくはｙ方向の長さLx若しくはLyを検出する手段であることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
荷電粒子ビームが通過する四角形状の第１開口部が形成された第１スリットと、該第１開口部を通過した荷電粒子ビームが通過し、該通過領域に相当するビームサイズを画定する第２開口部が形成された第２スリットとを、前記第１開口部を含む第１平面及び前記第２開口部を含む第２平面が相互に平行になるように間隔を置いて重ね、前記第１スリットを通過した前記荷電粒子ビームが前記第２平面に形成する照射面を該第２平面内で移動させて前記ビームサイズの面積を調整する荷電粒子ビームサイズの調整方法であって、
（１）前記第１スリットと、前記照射面の移動方向において前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている部分を有する前記第２開口部、及び前記照射面の移動方向における前記第２開口部の幅の範囲内で前記照射面の移動方向に沿って相互に間隔を置いて形成された、前記第２スリット上の位置と大きさが分かっている複数の四角形状の副開口部を有する前記第２スリットであって、前記ビームサイズが最大である第１状態のとき前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている前記第２開口部の部分及びすべての前記副開口部を該照射面が含むように前記第２開口部及び副開口部が配置された前記第２スリットとを準備する工程と、
（２）前記第１状態のとき前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている前記第２開口部の部分及びすべての前記副開口部を該照射面が含み、前記ビームサイズが最小である第２状態のとき前記すべての副開口部を該照射面が含まなくなるように、前記第１スリットの第１開口部の一辺の方向と前記第２スリットの副開口部の並びの方向を前記照射面の移動方向に揃えて、前記第１スリットと前記第２スリットを配置する工程と、
（３）前記第１平面内で前記第１開口部の一辺に沿って前記第１スリットを移動させることにより、又は前記第１開口部を通過した荷電粒子ビームを前記第１開口部の一辺に沿って偏向させることにより、前記照射面を前記第２平面内で移動させて前記照射面の移動方向における前記ビームサイズの一辺の長さを変化させる工程と、
（４）前記照射面の移動量を検出し、該照射面の移動量に基づき、若しくは該照射面の移動量及び前記照射面の移動方向における前記第２スリットの第２開口部の幅に基づき、前記ビームサイズの一辺の長さを検出する工程と、
（５）前記第２スリットを通過した前記荷電粒子ビームに基づく電流を検出する工程と、
（６）前記検出された電流を、前記検出されたビームサイズの一辺の長さで微分する工程と、
（７）前記照射面の移動を、前記照射面の移動方向における前記第２開口部の両端のうちいずれかの該端に対して前記照射面の移動方向に垂直な該照射面の両辺のいずれかの辺を一致させた状態からはじめて、前記（３）乃至（６）の工程を繰り返す工程と
を有することを特徴とする荷電粒子ビームサイズの調整方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビームサイズの調整方法に関し、より詳しくは、荷電粒子ビームを用いて露光を行う荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビームサイズの調整方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、荷電粒子ビーム露光法におけるビームサイズ調整法としては、
▲１▼ビームサイズを直接測定する方法や、
▲２▼電流密度を測定してビームサイズを調整する方法等がある。
例えば、▲１▼の方法の一つとして、ナイフエッジを用いてビームサイズを測定するという方法がある。
【０００３】
また、▲２▼の方法の一つとして、次のようなビーム調整法が用いられてきた。
即ち、まず、図８（ａ）に示すように、第２スリットの寸法をＬxmax×Ｌymaxとし、最大ビームサイズＬxmax×Ｌymaxにおける電流Ｉmax を測定する。次に、ｘ方向のビームの幅を狭くしてビームサイズをＬｘ×Ｌymaxとし、電流Ｉｘを測定する（図８（ｂ））。この電流Ｉｘにより、ｘ方向のビームサイズの幅ＬｘはＬymax×Ｉｘ／Ｉxmaxのように求められる。この測定を少なくとも一つのＬｘについて行えば、基準ビームサイズ（例えば、最大ビームサイズＬxmax×Ｌymax）及びＬｘからビームサイズの補正関数を求めることができる。なお、この調整をｙ方向の一辺に対して行い、同様に補正関数を求めることも可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、▲１▼の方法では、測定に用いるビームは、最終クロスオーバを通った後のビームであるため、クーロン効果によってぼやけている。従って、正確なビームサイズを求めるのは困難である。
また、▲２▼の方法では、基準ビームサイズが確かであること、電流がビームサイズに比例することを前提としている。従って、基準ビームサイズを正確に測定する手段を備えていなければ、ビームサイズは不正確になる。また、電流密度がビームサイズによって一定でないときには、ビームサイズと電流が比例しないため、ビームサイズを正しく較正することができない。
【０００５】
本発明は、上記従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、ビームサイズを正確に調整し、微細パターン形成の精度を向上させることができる荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビームサイズの調整方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、荷電粒子ビームソースと、荷電粒子ビームが通過する四角形状の第１開口部が形成された第１スリットと、前記第１開口部を通過した荷電粒子ビームが通過し、該通過領域に相当するビームサイズを画定する第２開口部が形成された第２スリットと、前記第１スリットの第１開口部を通過した荷電粒子ビームが前記第２スリットの第２開口部を含む平面に形成する照射面を、前記第１スリットを移動させることにより、又は前記第１開口部を通過した荷電粒子ビームを偏向させることにより、該平面内で移動させて前記ビームサイズの面積を変化させる手段と、前記照射面の移動量を検出し、該照射面の移動量に基づき、若しくは該照射面の移動量及び前記照射面の移動方向における前記第２スリットの第２開口部の幅に基づき、前記照射面の移動方向における前記ビームサイズの一辺の長さを検出する手段と、前記第２スリットの第２開口部を通過した荷電粒子ビームの量を電流として検出する手段と、前記検出されたビームサイズの一辺の長さで前記検出された電流を微分する手段とを有し、前記第２スリットは、前記照射面の移動方向において前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている部分を有する前記第２開口部と、前記照射面の移動方向における前記第２開口部の幅の範囲内で前記照射面の移動方向に沿って相互に間隔を置いて形成された、前記第２スリット上の位置と大きさが分かっている複数の四角形状の副開口部とを有し、前記ビームサイズが最大である状態のとき前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている前記第２開口部の部分及びすべての前記副開口部を該照射面が含むように前記第２開口部及び副開口部が配置され、前記ビームサイズの一辺の長さを検出する手段は、前記照射面の移動開始時において前記照射面の移動方向における前記第２開口部の両端のうちいずれかの該端に対して前記照射面の移動方法に垂直な該照射面の両辺のいずれかの辺を一致させて前記照射面の移動量を検出することを含むことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置によって解決される。
また、荷電粒子ビームが通過する四角形状の第１開口部が形成された第１スリットと、該第１開口部を通過した荷電粒子ビームが通過し、該通過領域に相当するビームサイズを画定する第２開口部が形成された第２スリットとを、前記第１開口部を含む第１平面及び前記第２開口部を含む第２平面が相互に平行になるように間隔を置いて重ね、前記第１スリットを通過した前記荷電粒子ビームが前記第２平面に形成する照射面を該第２平面内で移動させて前記ビームサイズの面積を調整する荷電粒子ビームサイズの調整方法であって、（１）前記第１スリットと、前記照射面の移動方向において前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている部分を有する前記第２開口部、及び前記照射面の移動方向における前記第２開口部の幅の範囲内で前記照射面の移動方向に沿って相互に間隔を置いて形成された、前記第２スリット上の位置と大きさが分かっている複数の四角形状の副開口部を有する前記第２スリットであって、前記ビームサイズが最大である第１状態のとき前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている前記第２開口部の部分及びすべての前記副開口部を該照射面が含むように前記第２開口部及び副開口部が配置された前記第２スリットとを準備する工程と、（２）前記第１状態のとき前記照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている前記第２開口部の部分及びすべての前記副開口部を該照射面が含み、前記ビームサイズが最小である第２状態のとき前記すべての副開口部を該照射面が含まなくなるように、前記第１スリットの第１開口部の一辺の方向と前記第２スリットの副開口部の並びの方向を前記照射面の移動方向に揃えて、前記第１スリットと前記第２スリットを配置する工程と、（３）前記第１平面内で前記第１開口部の一辺に沿って前記第１スリットを移動させることにより、又は前記第１開口部を通過した荷電粒子ビームを前記第１開口部の一辺に沿って偏向させることにより、前記照射面を前記第２平面内で移動させて前記照射面の移動方向における前記ビームサイズの一辺の長さを変化させる工程と、（４）前記照射面の移動量を検出し、該照射面の移動量に基づき、若しくは該照射面の移動量及び前記照射面の移動方向における前記第２スリットの第２開口部の幅に基づき、前記ビームサイズの一辺の長さを検出する工程と、（５）前記第２スリットを通過した前記荷電粒子ビームに基づく電流を検出する工程と、（６）前記検出された電流を、前記検出されたビームサイズの一辺の長さで微分する工程と、（７）前記照射面の移動を、前記照射面の移動方向における前記第２開口部の両端のうちいずれかの該端に対して前記照射面の移動方向に垂直な該照射面の両辺のいずれかの辺を一致させた状態からはじめて、前記（３）乃至（６）の工程を繰り返す工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビームサイズの調整方法によって解決される。
【０００７】
次に、本発明の構成から導かれる作用について説明する。
荷電粒子ビーム描画装置において、ビーム成形を担う第１スリット及び第２スリットのうち、第２スリットは、ビームサイズを画定する第２開口部と、照射面の移動方向における第２の開口部の幅の範囲内で、照射面の移動方向に沿って相互に間隔をおいて形成され、第２スリット上の位置と大きさが分かっている複数の副開口部とを備えている。そして、ビームサイズが最大である状態のとき照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている第２開口部の部分及びすべての副開口部を該照射面が含むように第２開口部と副開口部が配置されている。なお、この副開口部は荷電粒子ビームの成形の時、第１スリットを通過した荷電粒子ビームがあたらない第２スリットの開口部の周辺に配置する必要がある。
【０００８】
この副開口部を有する第２スリットを用いた荷電粒子ビームのビームサイズ調整方法では、ビームサイズが最大である第１状態のとき照射面の幅と同じか又は小さい幅となっている第２開口部の部分及びすべての副開口部を照射面が含み、ビームサイズが最小である第２状態のときすべての副開口部を照射面が含まなくなるように、第１スリットの第１開口部の一辺の方向と第２スリットの副開口部の並びの方向を照射面の移動方向に揃えて、第１スリット及び第２スリットを配置し、照射面の移動を、照射面の移動方向における第２開口部の両端のうちいずれかの端に対して照射面の移動方向に垂直な照射面の両辺のいずれかの辺を一致させた状態からはじめて、ビームサイズの面積を逐次変化させながら、そのビームサイズの一辺の長さを検出し、かつ第２スリットを通過した荷電粒子ビームに基づく電流を検出し、さらにその電流を検出されたビームサイズの一辺の長さで微分している。
【０００９】
ところで、第１スリットを開口部の一辺に沿って移動させることにより第１スリットを経て第２スリットを通過する荷電粒子ビームの通過領域の面積を逐次変化させた場合、副開口部を含まないところから副開口部を含むところに移るとき、或いは逆のとき、その境界、即ち副開口部の前縁及び後縁で、荷電粒子ビームに基づく電流の増加割合又は減少割合（即ち、電流の微分）は変化する。即ち、副開口部を含まないところから副開口部を含むところに移るときには、電流の微分は大きくなり、逆のときには電流の微分は小さくなる。その電流の微分の大きさは第１スリットの移動方向に垂直な方向の副開口部の一辺の長さに比例する。
【００１０】
従って、副開口部を等間隔に並べておけば、副開口部の前縁で電流の微分は大きくなり、副開口部を含む間はその値が維持される。副開口部の後縁で電流の微分は小さくなり、副開口部を含まない間はその値が維持される。即ち、通過領域の幅に対する電流の微分の関係は、副開口部の存在箇所に対応するところに凸部を有するような形状の曲線となる。
【００１１】
従って、矩形状の副開口部の辺の長さとその位置を予め正確に知っておくことにより、ビームサイズの幅を正確に知ることができる。
これにより、第２スリットを通過する荷電粒子ビームのビームサイズを正確に調整し、微細パターン形成の精度を向上させることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１はこの発明の実施の形態の荷電粒子ビーム描画装置について示す断面図である。
この荷電粒子ビーム描画装置においては、電子銃（荷電粒子ビームソース）１と、荷電粒子ビームが通過する開口部が形成された第１スリット１２と、荷電粒子ビームが通過する開口部が形成された第２スリット１３と、第１スリット１２をｘ−ｙ平面内で、例えばｘ方向或いはｙ方向に移動させて第１スリット１２を経て第２スリット１３を通過する荷電粒子ビームの通過領域（ビームサイズ）を変化させる手段（スリット移動手段）１８とを有している。スリット移動手段１８は、また、第１スリット１２と第２スリット１３とを独立に回転させることが可能である。
【００１３】
また、スリット移動手段１８は、第１スリット１２のｘ方向の移動量Ｍx 、或いはｙ方向の移動量Ｍy を検出して、Ｌxmax−Ｍx からＬx を、或いはＬymax−Ｍy からＬy を求める手段、又は第２スリット１３を通過する荷電粒子ビームのビームサイズの幅Ｌx 、或いはＬy を直接検出する手段を兼ねている。さらに、第２スリット１３の下方に、縮小レンズ６や対物レンズ７を介して、第１スリット１２及び第２スリット１３の両方を通過した荷電粒子ビームにより描画される被描画体１５を置くようになっている。
【００１４】
被描画体１５の下には、第２スリット１３を通過した荷電粒子ビームの量を電流として検出する手段（ビーム電流検出器）１６を有している。
そして、ビーム電流検出器１６は荷電粒子ビームの幅Ｌx 、或いはＬy で微分する手段（制御演算部）１７と接続され、制御演算部１７はビーム電流検出器１６により検出された電流を荷電粒子ビームの幅Ｌx 、或いはＬy で微分する。また、制御演算部１７は、上記の演算の他に、電流測定のタイミングに同期させて第１スリット１２を平面内で移動させるようにスリット移動手段１８に制御信号を与えたり、第１スリット１２と第２スリット１３とが正常に重なるように第１スリット１２や第２スリット１３を回転させるための制御信号をスリット移動手段１８に与えたりする。
【００１５】
なお、図１中、他の符号２、３は照明レンズ、８はブランキング偏向器、１１、１４は丸形アパーチャ、４、５は投影レンズ、９は成形偏向器、１０は対物偏向器である。また、上記において、第１スリット及び第２スリットをそれぞれ符号１２及び１３で示しているが、符号１２は第１スリットの開口部、又は第１スリットの開口部を通過した荷電粒子ビームの照射面を表すこともあり、また、符号１３は開口部を表すこともある。
【００１６】
図２を参照して、第１スリット１２及び第２スリット１３のそれぞれの平面形状とスリット相互の配置関係を以下に説明する。
図２に示すように、第１スリット１２は、荷電粒子ビームが通過する四角形状の開口部を有している。
第２スリット１３は、荷電粒子ビームが通過する四角形状の開口部１３を有し、さらに、開口部１３の四辺のうち二辺には荷電粒子ビームが通過する複数の副開口部２１ａの組を有している。即ち、一方の副開口部２１ａの組は、開口部１３のｘ方向の上辺に沿って等間隔に並び、各副開口部２１ａはｙ方向が長手方向となっている長方形状を有している。他の副開口部２１ａの組は、開口部１３のｙ方向の側辺に沿って等間隔に並び、各副開口部２１ａはｘ方向が長手方向となっている長方形状を有している。なお、この副開口部２１ａは荷電粒子ビームの成形の時、第１スリット１２を通過した荷電粒子ビームがあたらない開口部の四辺のうちの何れかの辺に沿って配置する必要がある。
【００１７】
第１スリットの開口部１２は、その開口部１２を通過した荷電粒子ビームの照射面が第２スリットの開口部１３及びその開口部１３の上辺に沿って並んだ副開口部２１ａを含むような大きさを有している。
なお、開口部１２を通過した荷電粒子ビームの照射面が第２スリットの開口部１３及びその開口部１３の側辺に沿って並んだ副開口部２１ａを含むように配置することも可能である。この場合、荷電粒子ビームの移動方向はｙ方向とする。
【００１８】
次に、図３（ａ）乃至（ｃ）を参照して荷電粒子ビームのビームサイズ調整方法について説明する。
まず、制御演算部１７からの制御信号に基づいてスリット移動手段１８により第１スリット１２及び第２スリット１３の回転調整を行う。そして、第１スリット１２を通過した荷電粒子ビームの照射面及び第２スリット１３の各辺の方向を揃える。さらに、この状態で、第１スリット１２をｘ−ｙ平面内で動かして、第１スリット１２を通過した荷電粒子ビームの照射面の右側辺が第２スリット１３の右側辺と一致するようにする。これにより、第１スリットの四角形状の開口部を通過した荷電粒子ビームの照射面１２が第２スリットの開口部１３及びその開口部１３の上辺に沿って並んだすべての副開口部２１ａを含むことになる。
【００１９】
次に、電子銃１から荷電粒子ビームを発生させて第１スリットの開口部１２全体に当たるようにする。第１スリットの開口部１２を通過した荷電粒子ビームは、第２スリットの開口部１３及びすべての副開口部２１ａを通過するので、その荷電粒子ビームを電流Ｉx （＝Ｉxmax）として検出する。このとき、第２スリット１３を通過してきた荷電粒子ビームの通過領域（ビームサイズ）のｘ方向の幅Ｌｘ（＝Ｌxmax）を検出する。次いで、検出された電流ＩxmaxをＬxmaxで微分する。
【００２０】
次に、第１スリットを開口部１２を含む平面内でｘ方向に移動させて、第１スリット１２を経て第２スリット１３を通過する荷電粒子ビームのｘ方向の幅Ｌｘを変化させる。これにより、ビームサイズの面積Ｌｘ×Ｌymaxが変化するため、荷電粒子ビームの通過量、即ち電流Ｉｘも変化する。そして、逐次、ビームサイズの面積（幅Ｌｘ）に対応する電流Ｉｘを測定し、さらにその電流値ＩｘをＬｘで微分する。引き続き、ビームサイズの幅Ｌｘを徐々に小さくしながら電流Ｉｘを測定し、さらにそのときの第２スリット１３を通過してきた荷電粒子ビームのｘ方向の幅Ｌｘでその電流を微分する。
【００２１】
ビームサイズＬｘに対する電流値Ｉｘを図３（ｂ）に示し、ビームサイズに対する電流の微分を同図（ｃ）に示す。
ところで、第１スリット１２を開口部の一辺に沿って移動させることにより第１スリット１２を経て第２スリット１３を通過する荷電粒子ビームのビームサイズの幅を逐次変化させた場合、副開口部２１ａを含まないところから副開口部２１ａを含むところに移るとき、或いは逆のとき、その境界、即ち副開口部２１ａの前縁及び後縁で、荷電粒子ビームに基づく電流の増加割合又は減少割合（即ち、電流の微分）は変化する。即ち、図３（ｂ）に示すように、副開口部の前縁及び後縁（例えば、ａ，ｂ，ｃ，・・・）に対応して電流Ｉｘの傾斜が変化する。従って、副開口部２１ａを含まないところから副開口部２１ａを含むところに移るときには、電流の微分は大きくなり、逆のときには電流の微分は小さくなる。その電流の微分の大きさは第１スリット１２の移動方向に垂直な方向の副開口部２１ａの一辺の長さに比例する。
【００２２】
このように、副開口部２１ａを等間隔に並べておけば、第１スリット１２の移動方向に対して副開口部２１ａの前縁で電流の微分は大きくなり、副開口部２１ａを含む間はその値が維持される。また、同じく副開口部２１ａの後縁で電流の微分は小さくなり、副開口部２１ａを含まない間はその値が維持される。
即ち、ビームサイズの幅に対する電流の微分の関係は、図３（ｃ）に示すように、副開口部２１ａの形状に対応する凸部を有するような形状の曲線となる。ここで、副開口部２１ａの位置とｘ方向の幅は予め正確に求められているので、凸部の前縁及び後縁から通過領域のｘ方向の幅を正確に知ることができ、これにより、ビームサイズの絶対値を較正することができる。
【００２３】
なお、第１スリット１２内の電流密度分布が中央で高く周辺部で低くなっているような場合、図４に示すように、全体として山型の電流微分結果が得られる。この場合でも、凸部の前縁、後縁は、正確に副開口部２１ａの位置や幅と対応しているため、ビームサイズを精度良く調整することができる。
また、第１スリット１２をｘ方向に移動させる代わりに、ｙ方向に移動させて同様な測定を行うことも可能である。この場合、ｙ方向の開口部の側辺に沿って配置された副開口部２１ａを含むように第１スリットを通過した荷電粒子ビームの照射面１２をｙ方向に移動させる。
【００２４】
以上のように、この発明の第１の実施の形態によれば、第１スリットを経て第２スリットを通過する荷電粒子ビームの通過領域であって荷電粒子ビームの移動方向の一辺の長さを正確に知ることができるので、ビームサイズを正確に調整し、微細パターン形成の精度を向上させることができる。
なお、副開口部２１ａの幅寸法を小さくして副開口部２１ａの数を増やすことにより、得られるサイズ定点の数が増えるので、ビームサイズをより精度良く調整することができる。
【００２５】
以上、実施の形態によりこの発明を具体的に説明したが、この発明は上記実施の形態に具体的に示した例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の上記実施の形態の変更はこの発明の範囲に含まれる。
例えば、図５は第２スリットの開口部１３の周辺に設けた副開口部２１ｂの配置の変形例を示す平面図である。同図に示すように、副開口部２１ｂを第２スリットの開口部１３と接するように配置してもよい。この場合、得られる定点の数は変わらないが、移動方向（ｙ方向）に垂直な方向（ｘ方向）の副開口部２１ｂの長さが長くなった分だけ電流の微分に現れる凸部の高さが高くなり、より高精度のビームサイズ調整が可能となる。
【００２６】
さらに、図６（ａ）に示すように、第２スリットの開口部１３ａが三角形の平面形状を有するものを用いてもよい。この開口部１３ａは、荷電粒子ビームの照射面１２の移動方向に沿う荷電粒子ビームの照射面の幅とほぼ同じ幅となっている部分を少なくとも有している。また、副開口部２１ｃは荷電粒子ビームの照射面１２の移動方向に沿ってｘ方向及びｙ方向に設けられている。この場合、電流の微分は、図６（ｂ）に示すように、第１スリットを経て第２スリットを通過する荷電粒子ビームのビームサイズが大きくなるにつれて次第に増加するが、副開口部２１ｃのところでは凸部の形状が表れる。このほか、第２スリットの開口部１３ａの平面形状に関しては種々のものを用いることができる。
【００２７】
また、図７に示すように、第１スリットを通過した荷電粒子ビーム１２ａの全体の大きさが副開口部２１ａを含む第２スリット１３の全体の大きさよりも小さくなるような場合にも本発明を適用することができる。但し、この場合、荷電粒子ビーム１２ａの移動方向に沿う開口部１３の幅が少なくとも荷電粒子ビーム１２ａの移動方向に沿う荷電粒子ビーム１２ａの幅と同じ幅を有し、かつ第１スリットを通過した荷電粒子ビームの照射面１２ａと第２スリット１３の重なりの最大で、荷電粒子ビーム１２ａは荷電粒子ビーム１２ａの移動方向に沿って並んだすべての副開口部２１ｃを含み、かつ荷電粒子ビーム１２ａの移動方向に沿う開口部１３の幅のうちに含まれるようにする。この場合、電流の微分も、上記実施の形態と同様に、第１スリットを経て第２スリットを通過する荷電粒子ビームのビームサイズの大きさには依存しないが、副開口部２１ａのところでは凸部の形状が表れる。
【００２８】
また、上記の荷電粒子ビームのビームサイズ調整方法では、第１スリット１２の四角形状の開口部１２が第２スリット１３の開口部及びその開口部の上辺に沿って並んだすべての副開口部２１ａを含むような配置からビームサイズの調整を始めているが、逆に第１スリット１２の四角形状の開口部１２が第２スリット１３の開口部及びその開口部の上辺に沿って並んだすべての副開口部２１ａを含まないような配置から始めてもよい。
【００２９】
さらに、荷電粒子ビームソースとして電子銃１を用いているが、他の荷電粒子ビームソースを用いてもよい。
また、上記ではビームサイズを調整するため、第１スリット１２を機械的に移動させているが、偏向器等の手段により移動させることもできる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように、本発明の荷電粒子ビーム描画装置によれば、ビーム成形を担う第１スリット及び第２スリットのうち、第２スリットには荷電粒子ビームの移動方向に沿う前記荷電粒子ビームの幅とほぼ同じ幅となっている部分を少なくとも有する開口部を備え、かつ荷電粒子ビームの移動方向に沿って第２スリット上の位置と大きさが分かっている複数の副開口部を備えている。そして、第１スリットを通過した荷電粒子ビームの照射面と第２スリットとの重なりの最大で荷電粒子ビームの幅とほぼ同じ幅となっている第２スリットの開口部の部分及び荷電粒子第２スリットビームの移動方向に沿って並んだすべての副開口部を含むように第２スリットの開口部と副開口部が配置されている。
【００３１】
この副開口部を有する第２スリットを用いた荷電粒子ビームのビームサイズ調整法では、第１スリットを通過した荷電粒子ビームの照射面と第２スリットとの重なりの最大で、荷電粒子ビームの幅とほぼ同じ幅となっている第２スリットの開口部の部分及びその荷電粒子ビームの移動方向に沿って並んだすべての副開口部を含み、該重なりの最小で第２スリットの開口部及び荷電粒子ビームの移動方向に沿って並んだすべての副開口部を含まなくなるように、第１スリットの開口部の一辺の方向と第２スリットの副開口部の並びの方向を揃えて配置し、荷電粒子ビームの移動方向に沿う開口部の一辺に沿って第１スリットを移動させることにより第１スリットを経て第２スリットを通過する荷電粒子ビームの通過領域であって荷電粒子ビームの移動方向に沿う一辺の長さを逐次変化させながら、第２スリットを通過した荷電粒子ビームに基づく電流を検出し、さらにその電流を第２スリットを通過する荷電粒子ビームの通過領域（ビームサイズ）であって荷電粒子ビームの移動方向に沿う一辺の長さで微分している。
【００３２】
荷電粒子ビームの移動方向に沿う開口部の一辺に沿って第１スリットを移動させることにより第１スリットを経て第２スリットを通過するビームサイズの面積を逐次変化させながら、電流を検出し、さらにビームサイズの幅によるその電流の微分をとると、ビームサイズの幅と電流の微分との関係を示す曲線は副開口部の形状に対応する凸部を有するような形状の曲線となる。
【００３３】
従って、矩形状の副開口部の辺の長さとその位置を予め正確に知っておくことにより、第１スリットを経て第２スリットを通過するビームサイズの幅を正確に知ることができる。これにより、ビームサイズを正確に調整し、微細パターン形成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】本発明の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画装置の構成を示す模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画装置に用いられる第１スリット及び第２スリットの平面形状及びスリット相互の配置を示す平面図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施の形態に係る荷電粒子ビームのビームサイズ調整方法を説明する平面図であり、（ｂ）は、ビームサイズに対する検出電流の変化の様子について示すグラフであり、（ｃ）は、ビームサイズに対する検出電流の微分の変化の様子について示すグラフである。
【図４】本発明の実施の形態に係る荷電粒子ビームのビームサイズ調整方法により測定したビームサイズに対する電流の微分の変化の様子について示すグラフである。
【図５】本発明の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画装置に用いられる他の第２スリットの開口部及び副開口部の配置を示す平面図である。
【図６】（ａ）は本発明の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画装置に用いられる第１スリット及びその他の第２スリットの平面形状及びスリット相互の配置を示す平面図であり、（ｂ）はビームサイズに対する検出電流の微分の変化の様子について示すグラフである。
【図７】本発明の実施の形態に係る荷電粒子ビーム描画装置に用いられる他の第１スリット及び第２スリットの平面形状及びスリット相互の配置を示す平面図である。
【図８】（ａ）は従来例に係る荷電粒子ビーム描画装置に用いられる第１スリット及び第２スリットの平面形状及びスリット相互の配置を示す平面図であり、（ｂ）はビームサイズに対する検出電流の変化の様子について示すグラフである。
【符号の説明】
１  電子銃（荷電粒子ビームソース）、
１２、１２ａ  第１スリットを通過した荷電粒子ビーム、
１３、１３ａ  第２スリットの開口部、
１５  被描画体、
１６  ビーム電流検出部（荷電粒子ビームの量を電流として検出する手段）、
１７  制御演算部（荷電粒子ビームの移動方向の幅で微分する手段）、
１８  スリット移動手段（第１スリットを平面内で移動させて第２スリットを通過する荷電粒子ビームのビームサイズを変化させる手段）、
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ  副開口部。
【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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