JPH10199780A - 荷電ビーム装置におけるビーム校正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ビームドリフトの影響を考慮し、ビーム校正
中のドリフトの影響を実際の描画中と同程度にすること
により、正確な校正を行い得る。 【解決手段】 電子ビームを集束するための光学系と、
電子ビームをオン・オフするためのブランキング電極１
３と、電子ビームを試料面２２上の所望の位置に位置合
わせ或いは試料面２２上の所望の領域で走査するための
偏向器１９と、電子ビームを照射することにより生じる
２次電子を検出する電子検出器２３とを備えた電子ビー
ム描画装置において、偏向器１９を用いて試料面上の特
定のマークを電子ビームで走査することにより生じた２
次電子を検出器２３により検出し、検出された情報に基
づいて電子ビームを照射する位置の校正を行うに際し、
照射位置校正のための電子ビームの走査中に、ブランキ
ング電極１３を用いて電子ビームのオン・オフを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電ビーム装置の
ビーム校正方法に係わり、特にビーム位置やビーム形状
等を校正するためのビーム校正方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、集積回路の高密度化に伴い、微細
パターン形成技術の主流をなしてきたフォトリソグラフ
ィはその限界が指摘され、この限界を打ち破るものとし
て電子ビームによるリソグラフィ（電子ビーム描画装
置）が急速に進歩している。

【０００３】電子ビームリソグラフィでは、一つのチッ
プのデバイスパターンを一括して露光するフォトリソグ
ラフィと異なり、線の一本一本、或いは数〜数十ミクロ
ン角の微小領域をつなぎ合わせながら描画することによ
り、一つのチップのデバイスパターンを形成する。

【０００４】例えば、矩形形状（正方形）のビームを用
いて直線パターンを形成する方法を、図１０を用いて簡
単に説明する。図１０に示すように、直線が何本か並ん
だパターンを形成する場合、図中の破線で分割されるよ
うな描画単位に分け、描画単位毎に一括して描画する。

【０００５】まず、ビームをオフの状態でビームがＡの
位置にくるように偏向手段を用いて制御する。位置が決
まったら、ビームをオンにして所定の時間描画し、所定
の時間経過後ビームをオフする。次に、ビームがＢの領
域に来るように偏向手段を用いて制御し、ビームを所定
時間だけオンする。以下、Ｃ，Ｄ，Ｅ，…と同様のサイ
クルを繰り返し、一つのパターンを形成する。

【０００６】また最近では、一回の描画で複数のパター
ンを含むより大きい領域（例えば図中の破線を一括した
領域）を一括して露光する技術も開発されている。この
場合でも、領域の位置を決めて描画し、次の位置へ移動
という描画サイクルでパターンを形成することに変わり
はない。

【０００７】このように電子ビームリソグラフィでは、
ビームをオフして位置を決め、ビームをオンして描画を
行うという繰り返しでパターンを形成する。このため、
各描画単位毎のビーム形成及び描画位置を正確に決める
ことができなければ、精度の高いデバイスパターンを形
成することができない。そこで、描画を開始する前に
は、ビームの形状或いは位置の校正を行うためのビーム
校正を正しく行うことが重要であり、必須である。

【０００８】次に、ビーム校正方法を位置の校正方法を
例に取り、図１１を用いて簡単に説明する。図１１
（ａ）中のＭは試料面上に形成されたマークである。マ
ークＭはマトリックス状に多数配置されているが、本例
では簡単のため四隅と中心のマークＭのみ図示してあ
る。また、このマークＭは正確に配置されており、その
位置は正確に判っている。

【０００９】ビーム校正時には、ビームを走査し、ビー
ムがマークＭを通過したときに生じるマークから出た２
次電子を検出して位置を測定する。図１１（ｂ）にはこ
の測定により得られたデータを示してある。校正してい
ないときは例えば図の◆印の位置に見かけ上マークがあ
るように見えるが、実際の座標は○印の位置にある。そ
こで、検出されるビーム位置と実際の座標が一致するよ
うに鏡筒の光学系等を調整する。このとき、これまでの
校正ではビーム校正している間中ビームを照射したまま
であった。

【００１０】図１２には、ビーム形状の校正方法を示し
てある。図１２（ａ）に示すように、試料面上に配置さ
れた微細マークＭ上をビーム走査し、これにより得られ
る２次電子を検出器で検出する。図１２（ｂ）には、こ
の測定により得られた検出信号を示している。信号強度
の５０％の所をビーム寸法Ｌと定義し、この寸法が実際
の寸法と合うように鏡筒の光学系等を調整する。このと
きも従来の校正では、校正中ビームを照射したままであ
った。

【００１１】一方、近年のパターン微細化の進行に伴
い、従来は問題となっていなかった鏡筒内汚染物のチャ
ージアップによる制御不可能なビームの偏向が問題とな
り始めている。これは、鏡筒内の残留ガスと電子ビーム
の相互作用により付着した汚染物に電荷がたまり、制御
できない（しにくい）電場を形成し、ビームを偏向して
しまう（ビームドリフト）というものである。この現象
は、当然ビーム校正時にも影響を与える。しかし、従来
方法ではビーム校正中に現れるビームドリフトの影響が
必ずしも実際の描画時に現れる影響と同じにはなってい
るとは言えず、両者の差により、完全な校正ができてい
ないという問題点があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように従来のビー
ム校正方法では、ビームドリフトに対しての配慮がなさ
れておらず、ビームドリフトによる影響が実際の描画中
と同じ影響を与えているとは言えず、正確な校正はでき
ないという問題点があった。

【００１３】本発明は、上記の事情を考慮してなされた
もので、その目的とするところは、ビームドリフトの影
響を考慮し、ビーム校正中のドリフトの影響を実際の描
画中と同程度にすることにより、正確な校正を行うこと
のできる荷電ビーム装置のビーム較正方法を提供するこ
とにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】

（構成）上記課題を解決するために本発明は、次のよう
な構成を採用している。即ち本発明は、荷電ビームを集
束するための荷電ビーム光学系と、前記荷電ビームをオ
ン・オフするためのブランキング手段と、前記荷電ビー
ムを試料面上の所望の位置に位置合わせ、或いは試料面
上の所望の領域で走査するための偏向手段と、前記荷電
ビームを照射することにより生じる２次的な粒子を検出
する検出手段とを具備した荷電ビーム装置において、前
記偏向手段を用いて試料面上の特定のマークを荷電ビー
ムで走査することにより生じた２次的な粒子を前記検出
手段により検出し、検出された情報に基づいて前記荷電
ビームを照射する位置の校正を行うに際し、前記照射位
置校正のための荷電ビームの走査中に、前記ブランキン
グ手段を用いて前記荷電ビームのオン・オフを行うこと
を特徴とする。

【００１５】また本発明は、荷電ビームを集束するため
の荷電ビーム光学系と、前記荷電ビームをオン・オフす
るためのブランキング手段と、前記荷電ビームを試料面
上の所望の位置に位置合わせ、或いは試料面上の所望の
領域で走査するための偏向手段と、前記荷電ビームを照
射することにより生じる２次的な粒子を検出する検出手
段とを具備した荷電ビーム装置において、前記偏向手段
を用いて試料面上の特定のマークを荷電ビームで走査す
ることにより生じた２次的な粒子を前記検出手段により
検出し、検出された情報に基づいて前記荷電ビームのビ
ーム形状の校正を行うに際し、前記ビーム形状校正のた
めの荷電ビームの走査中に、前記ブランキング手段を用
いて前記荷電ビームのオン・オフを行うことを特徴とす
る。

【００１６】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) 荷電ビームの校正中に荷電ビームのオン、オフする
時間を、荷電ビーム装置の本来の動作中における荷電ビ
ームのオン時間の平均値とオフ時間の平均値にそれぞれ
設定すること。 (2) 荷電ビームの校正中に荷電ビームのオン、オフする
時間を、荷電ビーム装置の本来の動作中における荷電ビ
ームのオン時間の最頻値とオフ時間の最頻値にそれぞれ
設定すること。 (3) 荷電ビームの校正中に荷電ビームをオン、オフする
時間の比を、荷電ビーム装置の本来の動作中における荷
電ビームのオン時間の平均値とオフ時間の平均値の比に
設定すること。 (4) 荷電ビームの校正中に荷電ビームをオン、オフする
時間の比を、荷電ビーム装置の本来の動作中における荷
電ビームのオン時間の最頻値とオフ時間の最頻値の比に
設定すること。 (5) 荷電ビーム装置の荷電ビーム光学系鏡筒の内部の部
品そのもの、或いは該部品に付着した汚染物が帯電する
ことにより生じる荷電ビームの偏向量を測定すると共
に、測定偏向量が飽和する飽和偏向量を求め、荷電ビー
ムをオンしてからの偏向量が飽和偏向量の９０％の偏向
量に達するまでの時間をｔ１とし、荷電ビームの校正中
に荷電ビームをオン、オフする時間をｔ１よりもそれぞ
れ短く設定すること。 (6) 荷電ビーム装置の荷電ビーム光学系の鏡筒内部の部
品そのもの、或いは該部品に付着した汚染物が帯電する
ことにより生じる荷電ビームの偏向量を測定すると共
に、測定偏向量が飽和する飽和偏向量を求め、荷電ビー
ムをオンしてからの偏向量が飽和偏向量の９０％の偏向
量に達するまでの時間をｔ２とし、荷電ビームの校正前
に、荷電ビームの校正時と同じ時間でオン・オフを繰り
返しながら待機し、待機時間がｔ２経過した後に荷電ビ
ームの校正を開始すること。 (7) ビーム校正中のビームのオン、オフ時間がそれぞれ
１秒よりも短いこと。 (8) 荷電ビーム装置のビーム校正中のビームの走査時
間、或いは走査回数を荷電ビームの校正中の荷電ビーム
のオン、オフ時間に応じて変えること。 (9) 荷電ビーム装置のビーム校正においてビームをオフ
することなく校正を行う場合に、２次電子検出器により
検出される信号のＳ／Ｎ比がビーム校正を行うために必
要な値になるようにする場合に必要な荷電ビームの走査
回数をｎ回、或いは走査時間をｔ３時間とし、 ｒ＝（オン時間＋オフ時間）／（オン時間） なるｒを用いて荷電ビーム装置のビーム校正中における
ビームの走査回数ｎ′回、或いは走査時間をｔ３′回
を、 ｎ′＝ｒ×ｎ 或いは、 ｔ３′＝ｒ×ｔ３ で決まる値より多く、或いは長くすること。 (10)２次的な粒子は、２次電子或いは反射電子であるこ
と。 (11)荷電ビーム装置は、電子ビーム描画装置であるこ
と。

【００１７】また本発明は、荷電ビームを集束するため
の光学系と、前記荷電ビームをオン・オフするためのブ
ランキング手段と、前記荷電ビームを試料面上の所望の
位置に位置合わせ、或いは試料面上の所望の領域を走査
するための偏向手段と、前記荷電ビームを照射すること
により生じる２次電子を検出する検出手段とを具備して
なり、前記偏向手段を用いて試料面上の特定のマークを
走査することにより生じた２次電子を検出し、前記荷電
ビームのビーム形状或いはビーム照射位置の校正を行う
荷電ビーム装置において、前記荷電ビームのビーム形状
或いはビーム照射位置の校正を、前記偏向手段と前記ブ
ランキング手段を所定のルールに従ってシンクロナイズ
させながら行うコントローラを設けたことを特徴とす
る。

【００１８】さらに本発明は、上記構成の荷電ビーム装
置において、前記所定のルールが前記ビーム校正中のビ
ームオン、オフ時間の設定を、実際の装置稼働中におけ
る荷電ビームのオン、オフ時間の平均値、又はその定数
倍に設定し、かつ前記荷電ビームのビームオフ中に、前
記特定のマーク上を走査しないことであり、これを実現
するために、前記ビームオン、オフの平均時間と前記荷
電ビームの走査タイミングを算出し、設定する機能を有
することを特徴とする。 （作用）本発明によれば、荷電ビームの校正のための荷
電ビームの走査中にブランキング手段により荷電ビーム
のオン・オフを行うことにより、従来考慮されていなか
ったビームドリフトを考慮した校正を行うことが可能と
なり、従来方法に比べ校正精度を上げることができる。
具体的には、描画中に荷電ビーム光学系に生じる帯電状
態を再現して光学系を調整、即ち実際の描画と略同じ条
件の下でビームの校正を行うことができる。そのため、
実効的にビームドリフトの影響を抑えることが可能とな
り、高精度の調整が実現できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら本発明の
実施形態を説明する。なお、本実施形態では荷電ビーム
装置として、電子ビーム描画装置を例に取る。 （第１の実施形態）図１は、本発明の第１の実施形態に
係わる電子ビーム描画装置を示す概略構成図である。

【００２０】図中１１は電子銃であり、この電子銃１１
から放出された電子ビームはコンデンサレンズ１２によ
り集束されると共に、ビームをオン・オフするための偏
向電極（ブランキング電極）１３を介してブランキング
アパーチャ１４に照射される。ブランキング電極１３に
よりビームは偏向され、アパーチャ１４の所定の位置に
照射される。即ち、ビームオンの状態ではアパーチャ１
４の穴をビームが通過し、ビームオフの状態ではアパー
チャ１４の穴以外の位置に照射され、ビームが遮られ
る。これにより、ビームのオン・オフを実現する。

【００２１】ブランキングアパーチャ１４を通過したビ
ームは、第１成形アパーチャ１５で矩形（正方形）に成
形された後、投影レンズ１６により集束されると共に、
成形偏向器１７により偏向され、第２成形アパーチャ１
８上へ照射される。アパーチャ１５とアパーチャ１８の
重なりにより、所望の大きさの矩形ビーム形状を得るこ
とができる。この形状は、描画パターンの大きさ形状に
合わせて、描画中絶えずビームを偏向することにより、
所望の形状を形成している。

【００２２】アパーチャ１８と成形偏向器１７の働きに
より成形されたビームは、対物レンズ２１により集束さ
れると共に、位置合わせ用の対物偏向器１９により試料
面２２上に所望の位置に照射される。通常の描画中はブ
ランキング電極１３を用いてビームをオフして位置合わ
せを行い、位置が決まった後、ビームをオンする。ビー
ムオン後は一定時間照射を続け、その後ビームをオフ
し、次の照射位置にビームが移動することができるよう
対物偏向器１９を調整する。

【００２３】本装置において、ビーム校正時には対物偏
向器１９を用いて、マークが形成されている試料面２２
上を走査し、その２次電子を検出器２３で補足し、ビー
ム位置、或いはビーム形状の情報を得る。そして、対物
偏向器１９の走査とブランキング電極１３のオン・オフ
のタイミングはコントローラ２４により制御され、適切
に同期を取りながら校正を行うことができるようになっ
ている。

【００２４】（第２の実施形態）図２、３は本発明の第
２の実施形態に係わる電子ビーム描画装置のビーム校正
方法を説明するための模式図である。本実施形態では、
第１の実施形態の装置を用いたビーム校正方法の例につ
いて説明する。

【００２５】図２（ａ）中の３１は試料面上に形成され
た検出用のマークである。ビーム３２は図のＡの位置か
らＢの位置まで連続的に走査される。図２（ｂ）はこの
とき検出される信号を示している。また、このときのビ
ームの位置、ビームのオン・オフ状態と時間の関係を示
したのが図３である。図の縦軸はオン・オフの状態、及
びビーム位置を示している。また、横軸は時間を示して
いる。

【００２６】ビーム形状の校正は、まず図１における成
形偏向器１７を適切に設定し、所望の形状と予想される
ビーム形状が得られるようにする。そして、ビームをオ
フの状態でビームがＡの位置に照射されるように、図１
の対物偏向器１９のパラメータを設定する。

【００２７】次に、ビームをオンして対物偏向器１９に
てビームを走査し、Ｂの位置までビームを移動させる。
このとき、移動にはｔon時間かける。ビームがＢに移動
したら直ちにビームをオフし、オフの状態でビームがＡ
の位置に来るように対物偏向器１９のパラメータをセッ
トする。この間、ｔset 時間を要する。位置Ａではビー
ムオフのままｔoff 時間待機し、ｔoff 時間経過後、ビ
ームをオンし走査を始める。この動作を必要なＳ／Ｎ比
が得られるまで繰り返す。

【００２８】以上のようにして得られた信号を基に、光
学系或いは成形偏向器を調整し、所望のビーム形状が得
られるようにする。ここで、ｔonは例えば１００msecで
あり、ｔoff ，ｔset はそれぞれ、４０msec，６０msec
にしてある。

【００２９】このように本実施形態では、実際の装置稼
働に近い状態でビームのオン・オフを行いながらビーム
形状を校正することにより、従来のようにビームをオン
したまま校正するのに比べて校正精度を向上させること
ができた。

【００３０】（第３の実施形態）図４は、本発明の第３
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置のビーム校正方
法を説明するための模式図である。本実施形態は第２の
実施形態の変形例であり、ビーム位置の校正方法につい
ての説明である。

【００３１】図中４１は位置検出用のマークであり、試
料面上にマトリックス状に多数形成されている。但し、
本実施形態では簡単のために試料面の四隅及び中心に形
成してあるとする。また、このマークは正確に形成され
ており、その位置は予め判っている。

【００３２】ビーム位置の校正は試料面上をビーム４２
で走査し、ビームがマーク４１を通過したときに生じる
２次電子を検出器４３で検出し、位置に関する情報を得
る。このとき、ビームの走査中にビームをｔon時間オン
し、次にｔoff 時間オフするというビームのオン・オフ
を繰り返す。

【００３３】ここで、マーク４１上を走査中にビームが
オフにならないようにオン、オフ時間及び走査速度を適
切に設定する必要がある。また、ｔonは例えば５０mse
c、ｔoff も５０msecにセットしてある。

【００３４】このように本実施形態においても、実際の
装置稼働に近い状態でビームのオン・オフを行いながら
ビーム形状を校正することにより、先の第１の実施形態
と同様に校正精度を向上させることができた。

【００３５】次に、ビームをオン・オフすることにより
校正精度が向上する根拠について、図５、図６、図７を
用いて説明する。図５（ａ）はビームドリフトを測定す
る方法を模式的に示した図である。図中の５１はビーム
を示し、５２はブランキング電極、５３はブランキング
アパーチャを示す。５４は偏向電極で対物偏向器の電
極、或いは成形偏向器の電極がこれに当たる。５５はア
パーチャである。

【００３６】ビームドリフトの測定を行うには、初め偏
向電極５４でビームを実線の位置にセットする。アパー
チャ５５を通過した電子はファラデーカップ５６で測定
される。この状態でしばらく待つと、アパーチャ５５か
らの散乱電子等が電極表面に帯電する。この帯電による
余分な電場が形成され、ビームが偏向されることにな
る。この電場により、ビームは点線の位置に移動する。
すると、アパーチャ５５で切られるビームの断面積が変
化するため、ファラデーカップ５６に入射する電流の量
が変化する。この電流の変化を示したのが図５（ｂ）で
ある。図中のΔＩがビームドリフト量を示す。

【００３７】図６には、ビームのオン・オフを行いなが
ら測定した結果を示してある。縦軸はビームドリフト量
（偏向量）、横軸は時間を示す。図から判るように、ビ
ームオンのままとビームのオン・オフを繰り返して測定
した場合、また、オン・オフを行った場合でもその時間
の比を変えた場合はドリフト量が異なる。いずれにして
も、測定を開始してから一定時間経過するとドリフト量
は飽和する。ここで、ビームをオンしてからドリフトの
飽和量ΔＩの９０％に達するまでの時間をｔ１とする。
なお、この時間ｔ１は、ビームをオン・オフして同様に
測定した場合も殆ど同じである。

【００３８】例えば、図６のＡの領域の状態にあるとき
ビーム校正を行った場合の結果を、図７に示す。図７
（ａ）はビーム形状の校正を行った場合であり、校正前
の形状を実線，波線及び一点鎖線で示してある。実線は
図６で測定されたようなドリフトがない場合の形状を示
し、波線及び一点鎖線はドリフトがあった場合の測定結
果である。このように三者は形状が異なって測定され
る。

【００３９】実際に合わせたい形状は図の二点鎖線であ
るが、二点鎖線と測定形状との差を考慮して偏向器等の
パラメータを補正していく。実際には、ドリフト量込み
でビーム校正を行えばよいが、ビームのオン・オフを行
った場合と、行っていない場合で補正量がΔｘだけ異な
ることが判る。このΔｘは図６のΔＩ′に相当してい
る。実際の装置稼働中にはビームのオン・オフが繰り返
されているため、ビームオンのまま校正を行うとΔｘだ
け誤差が生じることになる。

【００４０】図７（ｂ）はビーム位置の補正を行った場
合の校正前のビーム位置を示す。☆印は実際に合わせた
い位置、○印はドリフトがない場合の校正前の位置、◆
印，△印はビームドリフトがある場合の位置でそれぞれ
ビームオンのまま、ビームオン・オフを行った場合を示
している。この場合もビーム形状の校正と同様にビーム
オンのままでビーム校正を行うとΔｘだけ誤差が生じる
ことが判る。

【００４１】以上のことから判るように、これまでの実
施形態において、ビームのオン、オフ時間は実際の装置
稼働条件と同じ値にすれば最も効果的である。また、実
際の描画中のオン、オフ時間が一定でない場合、その平
均値を用いれば良い。更に、最も精度が必要なパターン
を描画する場合のオン、オフ時間に設定する、或いは最
も頻度の多いオン、オフ時間に設定する等の時間の設定
方法でも良い。

【００４２】さらに、ビームの走査時間、信号のＳ／Ｎ
比、或いは走査されるマークの位置等の関係で実描画と
同じ時間設定にできない場合、まずはビームのオン、オ
フ時間の比を実際の描画中と同じ条件にすればよい。さ
らに、図６に示される時間ｔ１以内の時間であれば、オ
ン、オフ時間の比を実際の描画中と同じ値に設定すれば
より十分な精度が得られる。

【００４３】実際に本発明者らの行った実験結果から
は、オン、オフ時間を１秒以内に設定すれば十分な精度
が得られた。 （第４の実施形態）図８は、本発明の第４の実施形態に
係わる電子ビーム描画装置のビーム校正方法を示す図で
ある。基本的な方法は第２、３の実施形態と同じであ
る。第２、第３の実施形態と異なる点は、図８に示され
るように校正開始までｔ２時間、ここでは例えば１５分
間待機時間を設けてある。この間のビームオン・オフ、
及びその比は校正時と同じ値である。なお、このｔ２
は、ビームをオンしてからドリフトの飽和量の９０％に
達するまでの時間である。

【００４４】このような待機時間を設けなかった場合、
初期の数十分の間ビームがドリフトするため、ビームの
校正開始時と終了時付近での補正値に変化を生じる可能
性がある。しかし、本実施形態のようにビームが飽和す
ることを待つことにより、その誤差を抑えることが可能
である。

【００４５】この待機はビームを１箇所に留めておいて
も良いし、実際に走査を開始しておきデータの取込を一
定時間後に始める等、補正開始までの位置には特にこだ
わるものではない。但し、ビームは試料面まで届き、ビ
ームのオン・オフが行われていなければならない。

【００４６】以上の実施形態では校正方法について主に
説明してきたが、データの取込を考えた場合、十分なＳ
／Ｎ比を得る必要がある。従来の方法ではビームがオン
のままであったため十分な信号が得られていたが、オフ
時間が入るために十分なＳ／Ｎ比が得られない可能性が
ある。この場合、走査速度を遅くする、或いは走査回数
を増やす等の方法を用いてＳ／Ｎ比を改善することが可
能である。

【００４７】また、この決め方はビームオンのまま構成
した場合の走査回数をｎ回、或いは走査時間をｔ３時間
として ｒ＝（オン時間＋オフ時間）／（オン時間） なるｒを用いて、ビームオン・オフによる校正中におけ
る走査回数ｎ′或いは走査時間をｔ３′を ｎ′＝ｎ×ｒ、 ｔ３′＝ｔ３×ｒ、 以上に設定することにより、ビームオン状態のときとほ
ぼ同じＳ／Ｎ比が得られる。

【００４８】（第５の実施形態）図９は、本発明の第５
の実施形態に係わる電子ビーム描画装置のビーム校正方
法を説明するための模式図である。本実施形態は、第３
の実施形態の変形例であり、第３の実施形態との違い
は、電子ビームを連続的に試料面上を走査するのではな
く、マーク９１のない領域を飛び越えて、マーク近傍の
みをビーム９２を走査することにある。

【００４９】マーク９１のない領域をジャンプすると
き、ビーム９２はオフ状態である。また、オン・オフ比
を一定に保つために必要であれば、ジャンプ後にビーム
オフのまま一定時間待機する。逆に、ビームのオン・オ
フ比を一定に保つため、ジャンプ中にビームのオン・オ
フを行っても良い。

【００５０】このようにしても、実際の装置稼働に近い
状態でビームのオン・オフを行いながらビーム形状を校
正することができ、先の第３の実施形態と同様の効果が
得られる。

【００５１】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。実施形態ではビームの偏向手段を
電極としたが、特に電極にこだわるものではなく、電磁
偏向のためのコイルを用いても良いし、静電偏向と電極
偏向を組み合わせたものであっても良い。

【００５２】また、荷電ビーム装置は電子ビーム描画装
置に限定されるものではなく、顕微鏡、その他、所定形
状の電子ビームを偏向走査して使用するものであれば適
用することができる。さらに、電子ビームの代わりにイ
オンビームを用いたイオンビーム装置に適用することも
可能である。

【００５３】また、実施形態では電子ビームの照射によ
る２次電子を検出したが、この代わりに、反射電子，透
過電子，或いはＸ線等を検出してもよい。さらに、イオ
ンビーム装置の場合は、２次電子，反射イオン，透過イ
オン，或いはＸ線等を検出すればよい。その他、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して変形して実施
することができる。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、ビ
ームのオン・オフを繰り返しながらビームの形状、或い
は位置等の校正を行うことにより、実際の描画とほぼ同
じ条件で校正が可能になり、ビームドリフトがビーム校
正に与える影響を最小限に抑えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態に係わる電子ビーム描画装置を
示す概略構成図。

【図２】第２の実施形態に係わるビーム校正方法を説明
するための模式図。

【図３】第２の実施形態に係わるビーム校正方法を説明
するための信号波形図。

【図４】第３の実施形態に係わるビーム校正方法を説明
するための模式図。

【図５】ビームのオン・オフにより校正精度が向上する
根拠を示す模式図。

【図６】ビームをオン・オフにより校正精度が向上する
根拠を示す模式図。

【図７】ビームのオン・オフにより校正精度が向上する
根拠を示す模式図。

【図８】第４の実施形態に係わる電子ビーム装置のビー
ム校正方法を説明するための信号波形図。

【図９】第５実施形態に係わる電子ビーム装置のビーム
校正方法を示す模式図。

【図１０】矩形形状のビームを用いて直線パターンを形
成する方法を示す模式図。

【図１１】ビーム位置の校正方法を説明するための模式
図。

【図１２】ビーム形状の校正方法を説明するための模式
図。

【符号の説明】

１１…電子銃 １２…コンデンサレンズ １３…ブランキング電極 １４…ブランキングアパーチャ １５…第１成形アパーチャ １６…投影レンズ １７…成形偏向器 １８…第２成形アパーチャ １９…対物偏向器 ２１…対物レンズ ２２…試料面 ２３…２次電子検出器 ２４…コントローラ ３１，４１，５１，９１…マーク ３２，４２，９２…電子ビーム ４３…検出器 ５２…ブランキング電極 ５３…ブランキングアパーチャ ５４…偏向電極 ５５…アパーチャ ５６…ファラデーカップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 和田 寛次 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】荷電ビームを集束するための荷電ビーム光
   学系と、前記荷電ビームをオン・オフするためのブラン
   キング手段と、前記荷電ビームを試料面上の所望の位置
   に位置合わせ、或いは試料面上の所望の領域で走査する
   ための偏向手段と、前記荷電ビームを照射することによ
   り生じる２次的な粒子を検出する検出手段とを具備した
   荷電ビーム装置において、 前記偏向手段を用いて試料面上の特定のマークを荷電ビ
   ームで走査することにより生じた２次的な粒子を前記検
   出手段により検出し、検出された情報に基づいて前記荷
   電ビームを照射する位置の校正を行うに際し、 前記照射位置校正のための荷電ビームの走査中に、前記
   ブランキング手段を用いて前記荷電ビームのオン・オフ
   を行うことを特徴とする荷電ビーム装置におけるビーム
   校正方法。
2. 【請求項２】荷電ビームを集束するための荷電ビーム光
   学系と、前記荷電ビームをオン・オフするためのブラン
   キング手段と、前記荷電ビームを試料面上の所望の位置
   に位置合わせ、或いは試料面上の所望の領域で走査する
   ための偏向手段と、前記荷電ビームを照射することによ
   り生じる２次的な粒子を検出する検出手段とを具備した
   荷電ビーム装置において、 前記偏向手段を用いて試料面上の特定のマークを荷電ビ
   ームで走査することにより生じた２次的な粒子を前記検
   出手段により検出し、検出された情報に基づいて前記荷
   電ビームのビーム形状の校正を行うに際し、 前記ビーム形状校正のための荷電ビームの走査中に、前
   記ブランキング手段を用いて前記荷電ビームのオン・オ
   フを行うことを特徴とする荷電ビーム装置におけるビー
   ム校正方法。
3. 【請求項３】前記荷電ビームの校正中に前記荷電ビーム
   をオン、オフする時間を、前記荷電ビーム装置の本来の
   動作中における荷電ビームのオン時間の平均値又は最頻
   値とオフ時間の平均値又は最頻値にそれぞれ設定するこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電ビーム装置
   のビーム校正方法。
4. 【請求項４】前記荷電ビームの校正中に前記荷電ビーム
   をオン、オフする時間の比を、前記荷電ビーム装置の本
   来の動作中における荷電ビームのオン時間の平均値又は
   最頻値とオフ時間の平均値又は最頻値の比に設定するこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載の荷電ビーム装置
   におけるビーム校正方法。
5. 【請求項５】前記荷電ビーム装置の荷電ビーム光学系の
   鏡筒内部の部品そのもの、或いは該部品に付着した汚染
   物が帯電することにより生じる荷電ビームの偏向量を測
   定すると共に、測定偏向量が飽和する飽和偏向量を求
   め、前記荷電ビームをオンしてからの偏向量が飽和偏向
   量の９０％の偏向量に達するまでの時間をｔ１とし、前
   記荷電ビームの校正中に前記荷電ビームをオン、オフす
   る時間をｔ１よりもそれぞれ短く設定することを特徴と
   する請求項１〜４のいずれかに記載の荷電ビーム装置に
   おけるビーム校正方法。
6. 【請求項６】前記荷電ビーム装置の荷電ビーム光学系の
   鏡筒内部の部品そのもの、或いは該部品に付着した汚染
   物が帯電することにより生じる荷電ビームの偏向量を測
   定すると共に、測定偏向量が飽和する飽和偏向量を求
   め、前記荷電ビームをオンしてからの偏向量が飽和偏向
   量の９０％の偏向量に達するまでの時間をｔ２とし、荷
   電ビームの校正前に、荷電ビームの校正時と同じ時間で
   オン・オフを繰り返しながら待機し、待機時間がｔ２経
   過した後に荷電ビームの校正を開始することを特徴とす
   る請求項１〜４のいずれかに記載の荷電ビーム装置にお
   けるビーム校正方法。
7. 【請求項７】荷電ビームを集束するための光学系と、前
   記荷電ビームをオン・オフするためのブランキング手段
   と、前記荷電ビームを試料面上の所望の位置に位置合わ
   せ、或いは試料面上の所望の領域を走査するための偏向
   手段と、前記荷電ビームを照射することにより生じる２
   次電子を検出する検出手段とを具備してなり、前記偏向
   手段を用いて試料面上の特定のマークを走査することに
   より生じた２次電子を検出し、前記荷電ビームのビーム
   形状或いはビーム照射位置の校正を行う荷電ビーム装置
   において、 前記荷電ビームのビーム形状或いはビーム照射位置の校
   正を、前記偏向手段と前記ブランキング手段を所定のル
   ールに従ってシンクロナイズさせながら行うコントロー
   ラを設けたことを特徴とする荷電ビーム装置。