(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームに対するリフォーカスコイルと、
リフォーカスデータに応じた電流を該リフォーカスコイルに供給するリフォーカス回路と、
を有する荷電粒子ビーム露光装置において、
該荷電粒子ビームを偏向させる静電偏向器と、
該リフォーカスコイルに流れている電流に略比例した電圧を検出する電流検出部と、
該電圧を増幅して該静電偏向器に印加する増幅回路と、
を有し、該増幅回路はそのゲインが可変であることを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項２】
荷電粒子ビームに対するリフォーカスコイルと、
リフォーカスデータに応じた電流を該リフォーカスコイルに供給するリフォーカス回路と、
を有する荷電粒子ビーム露光装置において、
該荷電粒子ビームを偏向させる静電偏向器と、
該リフォーカスコイルに流れている電流に略比例した電圧を検出する電流検出部と、
出力スパン調整用入力端を備え、該電圧に応じた信号が該出力スパン調整用入力端に供給され、該リフォーカスデータに応じた値がゲインとしてデータ入力端に供給される主Ｄ／Ａ変換器と、
該主Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅して該静電偏向器に電圧を印加する増幅回路と、
を有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項３】
上記リフォーカスデータに可変設定値を乗じたものをゲインとして上記主Ｄ／Ａ変換器のデータ入力端に供給する定数倍器を有することを特徴とする請求項２記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項４】
上記検出された電圧の微分信号を上記主Ｄ／Ａ変換器の出力に加えて上記増幅回路に供給する微分回路を有することを特徴とする請求項２又は３記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項５】
上記微分回路は、
レジスタと、
出力スパン調整用入力端を備え、該レジスタの内容がゲインとしてデータ入力端に供給され、アナログ出力信号を上記主Ｄ／Ａ変換器の出力に加える副Ｄ／Ａ変換器と、
上記検出された電圧を該出力スパン調整用入力端に結合させるキャパシタと、
を有することを特徴とする請求項４記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項６】
荷電粒子ビームに対するリフォーカスコイルと、
リフォーカスデータに応じた電流を該リフォーカスコイルに供給するリフォーカス回路と、
を有する荷電粒子ビーム露光装置において、
該荷電粒子ビームを偏向させる偏向コイルと、
該リフォーカスデータに応じた電流を該偏向コイルに供給するリフォーカス・フライバック回路と、
を有し、
該リフォーカス回路は、
該リフォーカスデータに応じた値がデータ入力端に供給される第１Ｄ／Ａ変換器と、
該第１Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅して該リフォーカスコイルに電流を供給する第１増幅回路とを有し、
該リフォーカス・フライバック回路は、
該リフォーカスデータに応じた値がデータ入力端に供給される第２Ｄ／Ａ変換器と、
該第２Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅して該偏向コイルに電流を供給する第２増幅回路と、
を有し、該リフォーカスコイルを含む回路の時定数と該偏向コイルを含む回路の時定数とが略同一であることを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項７】
上記リフォーカス回路は、上記リフォーカスデータに第１可変設定値を乗じて上記第１Ｄ／Ａ変換器のデータ入力端に供給する第１定数倍器を有し、
上記リフォーカス・フライバック回路は、該リフォーカスデータに第２可変設定値を乗じて上記第２Ｄ／Ａ変換器のデータ入力端に供給する第２定数倍器を有する、
ことを特徴とする請求項６記載の荷電粒子ビーム露光装置。
【請求項８】
荷電粒子ビームに対するリフォーカスコイルと、
リフォーカスデータに応じた電流を該リフォーカスコイルに供給するリフォーカス回路と、
該荷電粒子ビームを偏向させる静電偏向器と、
を有する荷電粒子ビーム露光装置を用い、
該リフォーカスコイルに流れている電流に略比例した電圧を検出し、該電圧を、ゲインが可変である増幅回路で増幅して該静電偏向器に印加することにより、該リフォーカスコイルによる露光対象物上での位置ずれを補正することを特徴とする荷電粒子ビーム露光方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、荷電粒子ビーム露光方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
荷電粒子ビーム露光装置では、より微細パターンを描画するために露光位置の高精度化が要求され、また、電子ビームを走査してパターンを描画するので、露光のスループット向上が要求され、これら相反する要求を同時に満たさなければならない。
【０００３】
図６は、従来の荷電粒子ビーム露光装置の概略構成を示す。
荷電粒子銃１０と露光対象物としての半導体ウェーハ１１との間には、光軸に沿って成形絞り１２、マスク１３及び角度絞り１４が配置されている。
荷電粒子銃１０の一点から放射された荷電粒子ビーム、例えば電子ビーム（以下、荷電粒子ビームは電子ビームであるとする。）の縦断面を光軸と直角な方向に拡大したものが２点鎖線１５のようになるように、電磁レンズ２１〜２５が配置されている。電磁レンズ２１は、成形絞り１２を上下に挟むように配置された電磁レンズ２１Ａと電磁レンズ２１Ｂとからなり、電磁レンズ２２は、マスク１３を上下に挟むように配置された電磁レンズ２２Ａと電磁レンズ２２Ｂとからなる。
【０００４】
成形絞り１２とマスク１３との間には成形偏向器２６が配置され、マスク１３と角度絞り１４との間にはブランキング偏向器２７が配置され、対物レンズ２５内には荷電粒子ビーム走査用の主偏向器２８及び副偏向器２９が配置されている。
荷電粒子銃１０から射出された電子ビームは、成形絞り１２の矩形アパーチャ１２ａを通ってその断面が矩形に成形され、成形偏向器２６で偏向されて、図８（Ａ）に示す如くこの矩形の像Ｑがマスク１３上に形成され、矩形アパーチャ１３ａを通って、成形偏向器２６による偏向量に応じた可変矩形にされる。電子ビームは、さらに角度絞り１４の円形アパーチャ１４ａを通ってその角度が制限され、次いで主偏向器２８及び副偏向器２９で偏向されて、前記可変矩形がウェーハ１１上の所望の位置に縮小投影される。
【０００５】
ビーム中の電子の相互間にクーロン反発力が働くために、ウェーハ１１上の投影像にぼけが生ずる。これを補正するために、マスク１３の下方にリフォーカスコイル３０が配置されている。ボケを補正するためのリフォーカス量は、矩形アパーチャ１３ａを通過するビームの電流にほぼ比例するので、図８（Ａ）に示す矩形アパーチャ１３ａと像Ｑとが重なりあう面積に比例したリフォーカス電流Ｉ、すなわち成形偏向器２６での偏向量に応じた電流Ｉが、リフォーカスコイル３０に供給される。
【０００６】
マスク１３としてステンシルマスクやブランキングアパーチャアレイを用いた場合にもリフォーカス補正が可能である。
マスク１３としてステンシルマスクを用い、図８（Ｂ）に示す如く、例えばマスク１３Ａの透過孔１３ｐと透過孔１３ｑとからなるブロックパターンが選択された場合には、このブロックパターン上に像Ｑが形成され、リフォーカスコイル３０に供給すべき電流Ｉは透過孔１３ｐと透過孔１３ｑとの面積の和に比例する。したがって、マスク１３としてステンシルマスク１３Ａを用いた場合には、成形偏向器２６でどのブロックパターンが選択されるかによりリフォーカス電流Ｉの目標値が定まる。
【０００７】
マスク１３として、図８（Ｃ）に示すようなブランキングアパーチャアレイマスク１３Ｂを用いた場合には、リフォーカス電流Ｉの目標値は、マスク１３Ｂでマルチビームにされた後に角度絞り１４を通過するビームの本数に比例する。対向する１対の電極１３１及び１３２は各透過孔について形成されており、これに印加される電圧が、０Ｖのときには角度絞り１４の円形アパーチャ１４ａを通過し、所定の電圧のときには角度絞り１４で遮られる。したがって、マスク１３としてブランキングアパーチャアレイマスク１３Ｂを用いた場合には、所定電圧が印加されるマスク１３Ｂ上の電極対の数によりリフォーカス電流Ｉの目標値が定まる。
【０００８】
図６の成形偏向器２６に、図７（Ａ）に示すようなステップ電圧を印加して図８（Ａ）に示す状態にするとき、整定時間は例えば５０ｎｓ程度である。この電圧の立ち上げ開始と同時に、リフォーカスコイル３０への電流供給が開始される。この電流Ｉの立ち上がりは、図７（Ｂ）に示す如く、図７（Ａ）の場合よりも緩やかになるが、電流Ｉの許容偏差が比較的広いので、整定時間は例えば１００ｎｓ程度である。
【０００９】
リフォーカスコイル３０が光軸ＡＸと同心に正確に配置されている理想的な場合には、成形偏向器２６へのステップ電圧印加開始後描画が可能になる迄の露光待ち時間は１００ｎｓ程度になり、この間はブランキング偏向器２７により電子ビームが偏向されて角度絞り１４で遮られる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際にはリフォーカスコイル３０の軸と光軸ＡＸとの間に僅かなずれが存在するために、リフォーカスコイル３０への電流供給により、ウェーハ１１上の露光位置が図７（Ｃ）に示す如くずれる。不図示の静電偏向器に図７（Ｃ）に示すようなステップ電圧を印加してこのずれを補正すると、このステップ電圧の整定時間は例えば５０ｎｓと比較的短いが、リフォーカス電流Ｉによる露光位置ずれが安定するまでの時間が比較的長いので、露光待ち時間は例えば３００ｎｓ程度と比較的長くなる。
【００１１】
露光待ち時間を減少させると露光位置精度が低下し、露光位置精度を上げようとすると露光待ち時間が増加し、上述の相反する要求が同時に満たれない。
本発明の目的は、このような問題点に鑑み、露光位置精度を高く維持すると共に露光待ち時間を短縮して露光のスループットを向上させることができる荷電粒子ビーム露光方法及び装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段及びその作用効果】
本発明の第１態様では、
荷電粒子ビームに対するリフォーカスコイルと、
リフォーカスデータに応じた電流を該リフォーカスコイルに供給するリフォーカス回路と、
を有する荷電粒子ビーム露光装置において、
該荷電粒子ビームを偏向させる静電偏向器と、
該リフォーカスコイルに流れている電流に略比例した電圧を検出する電流検出部と、
該電圧を増幅して該静電偏向器に印加する増幅回路とを有し、該増幅回路はそのゲインが可変である。
【００１３】
請求項２の荷電粒子ビーム露光装置では、請求項１において、上記増幅回路はそのゲインが可変である。
この荷電粒子ビーム露光装置によれば、ゲインを調整することにより、露光位置精度をより向上させることが可能になるという効果を奏する。
請求項３では、荷電粒子ビームに対するリフォーカスコイルと、
リフォーカスデータに応じた電流を該リフォーカスコイルに供給するリフォーカス回路と、
を有する荷電粒子ビーム露光装置において、
該荷電粒子ビームを偏向させる静電偏向器と、
該リフォーカスコイルに流れている電流に略比例した電圧を検出する電流検出部と、
出力スパン調整用入力端を備え、該電圧に応じた信号が該出力スパン調整用入力端に供給され、該リフォーカスデータに応じた値がゲインとしてデータ入力端に供給される主Ｄ／Ａ変換器と、
該主Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅して該静電偏向器に電圧を印加する増幅回路とを有する。
【００１４】
また、ゲインを調整することにより、露光位置精度をより向上させることが可能になるという効果を奏する。
本発明の第２態様では、荷電粒子ビームに対するリフォーカスコイルと、
リフォーカスデータに応じた電流を該リフォーカスコイルに供給するリフォーカス回路と、
を有する荷電粒子ビーム露光装置において、
該荷電粒子ビームを偏向させる静電偏向器と、
該リフォーカスコイルに流れている電流に略比例した電圧を検出する電流検出部と、
出力スパン調整用入力端を備え、該電圧に応じた信号が該出力スパン調整用入力端に供給され、該リフォーカスデータに応じた値がゲインとしてデータ入力端に供給される主Ｄ／Ａ変換器と、
該主Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅して該静電偏向器に電圧を印加する増幅回路とを有する。
【００１５】
Ｄ／Ａ変換器の出力スパン調整用入力端は、例えば、（出力値）／（入力値）に比例した参照電圧の入力端である。
この荷電粒子ビーム露光装置によれば、ゲインを調整する上記第１態様の構成よりも、増幅回路のゲインの変動を低減することができるので、露光位置精度が向上するという効果を奏する。
【００１６】
本発明の第３態様の荷電粒子ビーム露光装置では、上記第２態様において、上記リフォーカスデータに可変設定値を乗じたものをゲインとして上記主Ｄ／Ａ変換器のデータ入力端に供給する定数倍器を有する。
この荷電粒子ビーム露光装置によれば、可変設定値を適当な値にすることにより、露光位置精度をより向上させることが可能になるという効果を奏する。
【００１７】
本発明の第４態様の荷電粒子ビーム露光装置では、上記第２又は３態様において、上記検出された電圧の微分信号を上記主Ｄ／Ａ変換器の出力に加えて上記増幅回路に供給する微分回路を有する。
この荷電粒子ビーム露光装置によれば、リフォーカスコイルに流れている電流Ｉに略比例した微分信号を主Ｄ／Ａ変換器の出力に加えて増幅回路に供給するので、電流Ｉに略比例した値と静電偏向器に印加される電圧との差に応じた信号を主Ｄ／Ａ変換器の出力に加える場合よりも、電流検出部から静電偏向器までの応答遅れがより高速に補償されて、位置ずれ整定時間がより短くなり、露光のスループットがさらに向上するという効果を奏する。
【００１８】
本発明の第５態様の荷電粒子ビーム露光装置では、上記第４態様において、上記微分回路は、
レジスタと、
出力スパン調整用入力端を備え、該レジスタの内容がゲインとしてデータ入力端に供給され、アナログ出力信号を上記主Ｄ／Ａ変換器の出力に加える副Ｄ／Ａ変換器と、
上記検出された電圧を該出力スパン調整用入力端に結合させるキャパシタとを有する。
【００１９】
この荷電粒子ビーム露光装置によれば、ゲインが可変の増幅回路を用いる場合よりも、入出力特性の変動を低減することができるので、露光位置精度がより向上するという効果を奏する。
本発明の第６態様では、荷電粒子ビームに対するリフォーカスコイルと、
リフォーカスデータに応じた電流を該リフォーカスコイルに供給するリフォーカス回路と、
を有する荷電粒子ビーム露光装置において、
該荷電粒子ビームを偏向させる偏向コイルと、
該リフォーカスデータに応じた電流を該偏向コイルに供給するリフォーカス・フライバック回路とを有し、
を有し、
該リフォーカス回路は、
該リフォーカスデータに応じた値がデータ入力端に供給される第１Ｄ／Ａ変換器と、
該第１Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅して該リフォーカスコイルに電流を供給する第１増幅回路とを有し、
該リフォーカス・フライバック回路は、
該リフォーカスデータに応じた値がデータ入力端に供給される第２Ｄ／Ａ変換器と、
該第２Ｄ／Ａ変換器の出力を増幅して該偏向コイルに電流を供給する第２増幅回路と、
を有し、該リフォーカスコイルを含む回路の時定数と該偏向コイルを含む回路の時定数とが略同一である。
【００２０】
この荷電粒子ビーム露光装置によれば、リフォーカス・フライバック回路の入出力特性をリフォーカス回路の入出力特性に略比例したものにすることができるので、上記第４又は５態様の場合よりも位置ずれ整定時間を短くすることが可能になるという効果を奏する。
【００２１】
また、リフォーカス・フライバック回路の入出力特性をリフォーカス回路の入出力特性に略比例したものにすることが容易にできるという効果を奏する。
本発明の第７態様の荷電粒子ビーム露光装置では、上記第６態様において、上記リフォーカス回路は、上記リフォーカスデータに第１可変設定値を乗じて上記第１Ｄ／Ａ変換器のデータ入力端に供給する第１定数倍器を有し、
上記リフォーカス・フライバック回路は、該リフォーカスデータに第２可変設定値を乗じて上記第２Ｄ／Ａ変換器のデータ入力端に供給する第２定数倍器を有する。
【００２２】
この荷電粒子ビーム露光装置によれば、第１及び第２の可変設定値を適当な値にすることにより、フォーカス精度及び露光位置精度をより向上させることが可能になるという効果を奏する。
本発明の第８態様の荷電粒子ビーム露光方法では、荷電粒子ビームに対するリフォーカスコイルと、
リフォーカスデータに応じた電流を該リフォーカスコイルに供給するリフォーカス回路と、
該荷電粒子ビームを偏向させる静電偏向器と、
を有する荷電粒子ビーム露光装置を用い、
該リフォーカスコイルに流れている電流に略比例した電圧を検出し、該電圧を、ゲインが可変である増幅回路で増幅して該静電偏向器に印加することにより、該リフォーカスコイルによる露光対象物上での位置ずれを補正する。
【００２３】
リフォーカスコイル３０は、電子間のクーロン反発力によるフォーカスのぼけを補正するためのものであり、その軸が荷電粒子ビーム露光装置の光軸に一致するように配置される。しかし、実際には両軸間にずれが生ずる。リフォーカスコイル３０を通った電子ビームは、リフォーカスコイル３０により光軸方向への収束力を受けると共に、このずれにより、全体としてシフトする力を受けて、図６のウェーハ１１上での露光位置がずれる。
【００２４】
この位置ずれは、リフォーカスコイル３０の下流側に配置されたリフォーカス・フライバック偏向器３１により補正される。リフォーカス・フライバック偏向器３１は、光軸に垂直な図示Ｘ軸方向に対向配置された一対の電極３１Ｘ１及び３１Ｘ２と、光軸及びＸ軸に垂直なＹ軸方向に対向配置された一対の電極３１Ｙ１及び３１Ｙ２とからなる。
【００２５】
リフォーカス回路４０では、上述のリフォーカスデータＲＦＤが可変定数倍器４１でＣ１倍にされ、次にＤ／Ａ変換器４２でアナログ電流ｉに変換され、次に電流増幅回路４３で増幅されてリフォーカス電流Ｉが得られ、これがリフォーカスコイル３０の一端に供給される。リフォーカスコイル３０の他端とグランド線との間には、電流Ｉを電圧に変換して検出するための抵抗４４が接続されている。
【００２６】
図６の成形偏向器２６に印加する電圧Ｖｓを図２（Ａ）に示す如くステップ変化させようとする時に、リフォーカスデータＲＦＤが変化し、リフォーカス電流Ｉが図２（Ｂ）に示す如く変化する。電圧Ｖｓと電流Ｉの立ち上がり開始時点が互いに略同一になるように回路が調整されている。上記位置ずれは、リフォーカス電流Ｉにほぼ比例しており、図２（Ｃ）に示す如くなる。図２（Ａ）〜（Ｃ）の波形はそれぞれ、図７（Ａ）〜（Ｃ）の波形と同一である。
【００２７】
リフォーカス・フライバック回路５０では、抵抗４４の端子間電圧が、高入力インピーダンスの電圧増幅回路５３に供給され、これが増幅されてリフォーカス・フライバック電圧Ｖｆｂｘが得られる。電圧増幅回路５３は、そのゲインが可変であり、このゲインがゲイン設定器５５の出力又は特性値で定められる。ゲイン設定器５５は例えば、電圧増幅回路５３内の可変抵抗自体、この可変抵抗の値を定める信号を出力する回路、又は、電圧増幅回路５３用の電源回路である。リフォーカス・フライバック電圧Ｖｆｂｘは、電極３１Ｘ１に印加される。電極３１Ｘ２には、グランド電位が印加され又は抵抗４４の端子間電圧を不図示の増幅回路で増幅した電圧−Ｖｆｂｘが印加される。
【００２８】
リフォーカス・フライバック回路６０は、リフォーカス・フライバック回路５０と同様に構成されており、回路６０の構成要素６３及び６５はそれぞれ回路５０の構成要素５３及び５５に対応している。電圧増幅回路６３にも抵抗４４の端子間電圧が供給され、電圧増幅回路６３から取り出されたリフォーカス・フライバック電圧Ｖｆｂｙは電極３１Ｙ１に印加される。電極３１Ｙ２には、グランド電位が印加され又は抵抗４４の端子間電圧を不図示の増幅回路で増幅した電圧−Ｖｆｂｙが印加される。
【００２９】
リフォーカス・フライバック電圧Ｖｆｂｘがリフォーカス電流Ｉに比例する理想的な場合には、電圧増幅回路５３のゲインを適当に調整することにより、露光位置ずれを０にすることができる。しかし、電圧増幅回路５３と容量を有する偏向器３１との組み合わせの応答遅れにより、特にリフォーカス電流Ｉの変化が大きい部分で補正が不充分となり、回路５０及び偏向器３１で補正された露光位置のずれは、図２（Ｅ）に示す如くなる。このずれが許容偏差内に収まるのに要する時間Δｔは、補正されない場合の整定時間、例えば３００ｎｓよりも短くなり、位置ずれ整定時間Δｔ経過後に、図６に示すブランキング偏向器２７に印加する電圧を０にして描画を行うことが可能となる。これにより、露光のスループットが従来よりも向上する。
【００３０】
［第２実施形態］
図３は、本発明の第２実施形態のリフォーカス及びリフォーカスブライバック回路を示す。
リフォーカス回路４０Ａは、電流増幅回路として演算増幅回路４３１と抵抗４３２と抵抗４３３とを備えており、演算増幅回路４３１の非反転入力端がグランド電位にされ、演算増幅回路４３１の反転入力端と抵抗４３３の一端との間に抵抗４３２が接続されている。抵抗４３３は図１の電流検出用抵抗４４としても機能している。抵抗４３２に流れている電流を電流ｉとすると、抵抗４３３に流れている電流はＩ−ｉとなり、抵抗４３２及び４３３の抵抗値をそれぞれＲ及びｒとすると、ｒｉ＝（Ｉ−ｉ）Ｒが成立する。抵抗４３３の端子間電圧は、高入力インピーダンスのボルテージホロワ４５を介して取り出される。抵抗４３３とボルテージホロワ４５とで、電流Ｉの検出回路が構成されている。
【００３１】
リフォーカス・フライバック回路５０Ａでは、可変定数倍器５１ＡによりリフォーカスデータＲＦＤがＣ２Ａ倍され、次にＤ／Ａ変換器５２Ａでアナログ電流に変換される。可変定数Ｃ２Ａは、Ｄ／Ａ変換器５２Ａの出力のゲイン調整値として機能する。Ｄ／Ａ変換器５２Ａは、例えば４象限型であり、その出力スパンを定める入力端にはボルテージホロワ４５の出力電圧が供給される。この出力スパンを定める入力端は、例えば、（出力値）／（入力値）に比例した参照電圧の入力端である。ボルテージホロワ４５及びＤ／Ａ変換器５２Ａの応答特性が理想的な場合には、Ｄ／Ａ変換器５２Ａの出力電流はＩ−ｉに比例する。Ｄ／Ａ変換器５２Ａの出力電流は、演算増幅回路５３１と抵抗５３２とからなる電流／電圧変換回路に供給されて電圧に変換される。
【００３２】
ボルテージホロワ４５から偏向器３１までの応答遅れを補正するために、レジスタ５１Ｂの出力値Ｃ２ＢがＤ／Ａ変換器５２Ｂに供給され、Ｄ／Ａ変換器５２Ｂの出力スパンを定める入力端に、ボルテージホロワ４５の出力電圧がキャパシタ５４を介して供給され、Ｄ／Ａ変換器５２Ｂの出力電流が抵抗５３２に供給される。すなわち、Ｄ／Ａ変換器５２Ａの出力電流にＤ／Ａ変換器５２Ｂの出力電流が加算される。Ｄ／Ａ変換器５２Ｂの出力電流は、ボルテージホロワ４５の出力電圧の微分に略比例したものとなり、その比例定数はレジスタ５１Ｂに設定される可変定数Ｃ２Ｂで調整される。
【００３３】
リフォーカス・フライバック回路６０Ａは、リフォーカス・フライバック回路５０Ａと同様に構成されており、回路６０Ａの構成要素６１Ａ、６１Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ、６３１、６３２及び６４はそれぞれ回路５０Ａの構成要素５１Ａ、５１Ｂ、５２Ａ、５２Ｂ、５３１、５３２及び５４に対応している。
図４（Ａ）〜（Ｅ）は、図３の回路の動作を示す波形図であり、それぞれ図２（Ａ）〜（Ｅ）に対応している。図４（Ａ）〜（Ｃ）は図２（Ａ）〜（Ｃ）と同一波形である。
【００３４】
本第２実施形態では、リフォーカス電流Ｉの微分に略比例した電流がＤ／Ａ変換器５２Ｂから出力され、Ｄ／Ａ変換器５２Ａの出力電流に加算されるので、ボルテージホロワ４５から偏向器３１までの応答遅れが補償されて、図４（Ｄ）に示すリフォーカス・フライバック電圧Ｖｆｂｘの波形が、図４（Ｃ）に示すリフォーカスによる位置ずれ量に負の定数を乗じた波形に略一致する。通常の微分制御を本実施形態に適用した場合には、電流Ｉに比例した電圧と電圧Ｖｆｂｘとの差を用いることになるが、本実施形態では電流Ｉの微分を用いているので、制御の応答速度が速くなり、効果的である。このため、図４（Ｅ）に示す位置ずれ整定時間Δｔが、第１実施形態の場合よりも短くなり、リフォーカス電流Ｉの整定時間、例えば１００ｎｓよりも短くなって、露光待ち時間がこの整定時間に等しくなる。
【００３５】
また、レジスタ５１Ｂ及びＤ／Ａ変換器５２Ｂを用いる替わりに、ゲインが可変の増幅回路とキャパシタ５４とを直列接続し、その出力端をＤ／Ａ変換器５２Ａの出力端に接続した場合よりも、微分回路部の入出力特性の変動を低減することができるので、露光位置精度がより向上する。
［第３実施形態］
図５は、本発明の第３実施形態のリフォーカス及びリフォーカスブライバック回路を示す。
【００３６】
第３実施形態の荷電粒子ビーム露光装置では、図３の静電偏向器３１の替わりに、偏向コイル３１Ａを用いている。偏向コイル３１Ａは、軸方向が光軸に垂直でＸ軸に平行な一対のコイル３１Ｘ３及び３１Ｘ４と、軸方向が光軸に垂直でＹ軸に平行な一対のコイル３１Ｙ３及び３１Ｙ４とらなり、互いに等しいインダクタンスのコイル３１Ｘ３とコイル３１Ｘ４とが直列接続され、互いに等しいインダクタンスのコイル３１Ｙ４とコイル３１Ｙ３とが直列接続されている。図５では、コイル３１Ｘ３とコイル３１Ｘ４とを接続する配線及びコイル３１Ｙ３とコイル３１Ｙ４とを接続する配線を簡単化のために直線で表しているが、実際には光軸を迂回している。
【００３７】
通常、Ｄ／Ａ変換器が低出力インピーダンスで演算増幅回路が高入力インピーダンスであるので、コイル３１Ｘ３とコイル３１Ｘ４のインダクタンスの和と、抵抗５３２と抵抗５３３との並列接続の抵抗値との比の値は、コイル３１Ｘ３とコイル３１Ｘ４とを含む回路の時定数に略等しい。この時定数及びコイル３１Ｙ３とコイル３１Ｙ４とを含む回路の時定数はいずれも、リフォーカスコイル３０を含む回路の時定数に等しくなるように設計されている。通常、演算増幅回路が低出力インピーダーンスであるので、リフォーカスコイル３０を含む回路の時定数は、リフォーカスコイル３０のインダクタンスと、抵抗４３２と抵抗４３３との並列接続の抵抗値との比の値に略等しい。例えば、コイル３１Ｘ３、３１Ｘ４、３１Ｙ３及び３１Ｙ４のインダクタンスはいずれもコイル３０のインダクタンスの半分である。
【００３８】
これにより、リフォーカス・フライバック回路５０Ｂ及び６０Ｂをリフォーカス回路４０Ａと同様に構成することで、コイル３１Ｘ３及び３１Ｘ４に流れている電流Ｉｆｂｘ並びにコイル３０Ｙ３及び３０１Ｙ４に流れている電流Ｉｆｂｙをリフォーカスコイル３０に流れている電流Ｉに略比例したものとすることができる。
【００３９】
リフォーカス・フライバック回路５０Ｂの構成要素５１Ａ、５２Ａ、５３１Ａ、５３２及び５３３はそれぞれ、リフォーカス回路４０Ａの構成要素４１、４２、４３１、４３２及び４３３に対応している。リフォーカス・フライバック回路６０Ｂの構成要素６１Ａ、６２Ａ、３１Ａ、６３２及び６３３はそれぞれ、リフォーカス・フライバック回路５０Ｂの構成要素５１Ａ、５２Ａ、５３１Ａ、５３２及び５３３に対応している。
【００４０】
ゲインとしての、可変定数倍器５１Ａの可変定数Ｃ２Ａの値及び可変定数倍器６１Ａの可変定数Ｃ３Ａの値を適当に設定することにより、リフォーカスによる露光位置のＸ方向及びＹ方向のずれがリフォーカス・フライバック回路５０Ｂ、６０Ｂ及び偏向コイル３１Ａで補正される。
電流Ｉと電流Ｉｆｂｘとの比例関係のずれを補正するために、演算増幅回路５３１Ａをその時定数が可変な構成とし、この時定数を時定数設定器５６で設定している。時定数設定器５６は例えば、演算増幅回路５３１Ａ内の可変抵抗若しくはキャパシタ自体、又は、この変抵抗若しくはキャパシタの値を定める信号を出力する回路である。
【００４１】
本第３実施形態によれば、リフォーカス・フライバック回路５０Ｂ及び６０Ｂの入出力特性をリフォーカス回路４０Ａの入出力特性に略比例したものにすることができるので、第２実施形態の場合よりも位置ずれ整定時間Δｔを短くすることが可能となる。
なお、本発明には外にも種々の変形例が含まれる。
【００４２】
例えば上記第１〜３実施態様において、増幅回路は、複数段の構成であってもよく、また、Ｄ／Ａ変換器の電流出力を電圧に変換しこの電圧を増幅した後に電流に変換してコイルに供給する構成であってもよい。増幅回路において、他の必要な補正演算を行う構成であってもよい。
リフォーカス・フライバック偏向器は、図６においてビームを偏向でき且つ取り付けスペースを確保できる位置であればよく、リフォーカスコイル３０の下方でも上方でもリフォーカスコイル３０と同じ位置でもよい。リフォーカス・フライバック偏向器は、他の偏向器とは別個に備えた方が好ましいが、他の偏向器と兼用し、該偏向器に供給される信号にリフォーカス・フライバック回路の出力が加算されるようにしてもよい。
【００４３】
また、本発明は図６のマスク１３の種類によらず適用でき、ステンシルマスクやブランキングアパーチャアレイマスクを用いた荷電粒子ビーム露光装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態のリフォーカス及びリフォーカス・フライバック回路を示すブロック図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｅ）は図１の回路の動作を示す波形図である。
【図３】本発明の第２実施形態のリフォーカス及びリフォーカス・フライバック回路を示すブロック図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｅ）は図３の回路の動作を示す波形図である。
【図５】本発明の第３実施形態のリフォーカス及びリフォーカス・フライバック回路を示すブロック図である。
【図６】従来の荷電粒子ビーム露光装置光学系の概略構成図である。
【図７】リフォーカス及びリフォーカス・フライバックの問題点を示す波形図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｃ）はリフォーカス量説明図である。
【符号の説明】
３０  リフォーカスコイル
３１  リフォーカス・フライバック偏向器
３１Ａ  リフォーカス・フライバック偏向コイル
３１Ｘ１、３１Ｘ２、３１Ｙ１、３１Ｙ２  電極
３１Ｘ３、３１Ｘ４、３１Ｙ３、３１Ｙ４  コイル
４０、４０Ａ、４０Ｂ  リフォーカス回路
５０、５０Ａ、５０Ｂ、６０、６０Ａ、６０Ｂ  リフォーカス・フライバック回路
４１、５１Ａ、５１Ｂ、６１Ａ、６１Ｂ  可変定数倍器
４２、５２Ａ、５２Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ  Ｄ／Ａ変換器
４３  電流増幅回路
５３、６３  電圧増幅回路
４３１、５３１、６３１  演算増幅回路
５５、６５  ゲイン設定器
【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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【図７】
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【図８】
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