JPH10289841A - 荷電粒子ビーム露光方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】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。 【解決手段】リフォーカスデータが、一方では可変定数
倍器４１、Ｄ／Ａ変換器４２及び電流／電圧変換・増幅
回路を介してリフォーカスコイル３０に供給され、他方
では可変定数倍器５１Ａ、Ｄ／Ａ変換器５２Ａ及び電流
／電圧変換・増幅回路を介してリフォーカス・フライバ
ック偏向器３１に供給される。Ｄ／Ａ変換器５２Ａの出
力スパンを定める入力端には、リフォーカスコイル３０
に流れる電流Ｉに比例した電圧がボルテージホロワ４５
を介して印加される。レジスタ５１Ｂの内容が可変ゲイ
ンとしてＤ／Ａ変換器５２Ｂに供給され、Ｄ／Ａ変換器
５２Ｂの出力電流がＤ／Ａ変換器５２Ｂの出力電流に加
算される。Ｄ／Ａ変換器５２Ｂの出力スパンを定める入
力端には、電流Ｉに比例した電圧がボルテージホロワ４
５及びキャパシタ５４を介して印加される。

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２１
Ａ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２
２Ａ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１
２ａを通ってその断面が矩形に成形され、成形偏向器２
６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１３
Ｂ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３
０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】請求項
１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に略比例した電圧が増幅回
路で増幅されて静電偏向器に印加されるので、電流Ｉに
略比例した露光位置のずれが、電流Ｉの過渡変化期間で
リアルタイムに補正されて、露光位置精度が高く維持さ
れると共に、露光待ち時間が従来よりも短縮されて露光
のスループットが向上するという効果を奏する。

【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】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、ゲインを調整する請求項２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。

【００１５】請求項４の荷電粒子ビーム露光装置では、
請求項３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。

【００１６】請求項５の荷電粒子ビーム露光装置では、
請求項３又は４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。

【００１７】請求項６の荷電粒子ビーム露光装置では、
請求項５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。

【００１８】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。請求項７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、
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。

【００１９】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、請求項５又は６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。請
求項８の荷電粒子ビーム露光装置では、請求項７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上記リフォ
ーカスコイルに電流を供給する第１増幅回路とを有し、
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上
記偏向コイルに電流を供給する第２増幅回路とを有す
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容
易にできるという効果を奏する。請求項９の荷電粒子ビ
ーム露光装置では、請求項８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。

【００２１】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。請求項１０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
ている電流を検出し、その検出値に略比例した信号を該
偏向器に供給して、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。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施形態を説明する。 ［第１実施形態］図１は、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ブライバック回路を示す。

【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３
１Ｙ２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Δ
ｔ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４
５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ＲＦ
Ｄ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５
２Ａ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５
２Ｂ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５
２Ｂ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３１
Ａ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３
１Ｙ３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３０１Ｙ
４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、５
２Ａ、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Ｃ
３Ａ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３１
Ａ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

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 を有することを特徴とする荷電粒子ビーム露光装置。
2. 【請求項２】 上記増幅回路はそのゲインが可変である
   ことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム露光装
   置。
3. 【請求項３】 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。
4. 【請求項４】 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３記載の荷電粒子ビーム露光装置。
5. 【請求項５】 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３又は４記載の
   荷電粒子ビーム露光装置。
6. 【請求項６】 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５記載の荷電粒子ビー
   ム露光装置。
7. 【請求項７】 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。
8. 【請求項８】 上記リフォーカス回路は、 上記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上記リフォーカス
   コイルに電流を供給する第１増幅回路とを有し、 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上記偏向コイルに
   電流を供給する第２増幅回路と、 を有することを特徴とする請求項７記載の荷電粒子ビー
   ム露光装置。
9. 【請求項９】 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８記載の荷電粒子ビーム露光装
   置。
10. 【請求項１０】 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を検出し、その
    検出値に略比例した信号を該偏向器に供給して、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。