JP2022142325A - Electric charge particle beam device - Google Patents

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JP2022142325A JP2021042464A JP2021042464A JP2022142325A JP 2022142325 A JP2022142325 A JP 2022142325A JP 2021042464 A JP2021042464 A JP 2021042464A JP 2021042464 A JP2021042464 A JP 2021042464A JP 2022142325 A JP2022142325 A JP 2022142325A
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Abstract

To provide an electric charge particle beam device capable of measuring its own defocus in a short time with a sufficient measurable range and correcting the defocus.SOLUTION: An electric charge particle beam device includes a light source that generates a beam of electric charge particles, an optical system, blur measurement means, focus correction means, and two-fold astigmatism correction means. and while increasing or decreasing the intensity of a signal input to the two-fold astigmatism correction means, the blur measurement means measures the blur of a beam at the height position of a surface to be irradiated with the beam along two directions perpendicular to each other in the surface to be irradiated or one direction in the irradiated surface, and defocus appearing at the height position is determined from the intensity of the signal in which the measured blur is minimized.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、結像機能を持つ荷電粒子ビーム装置に関する。そのような装置には、電子ビーム描画装置、電子ビーム3次元造形装置、走査型電子顕微鏡(SEM)、および透過型電子顕微鏡(TEM)が含まれる。 The present invention relates to a charged particle beam device with imaging capability. Such devices include electron beam writers, electron beam three-dimensional printers, scanning electron microscopes (SEM), and transmission electron microscopes (TEM).

荷電粒子ビーム装置とは、ある目的のために荷電粒子ビームを制御および利用する装置である。荷電粒子ビームは、電子ビームとイオンビームに大別される。
荷電粒子ビーム装置の中でも、結像機能を持ち、微細な描画、造形、および観察等を目的とする装置は、用いるビームの収差およびぼけが小さいことを要求される。電子ビーム描画装置、電子ビーム3次元造形装置、走査型電子顕微鏡、および透過型電子顕微鏡は、そのような装置の代表である。
A charged particle beam device is a device that controls and utilizes a charged particle beam for some purpose. Charged particle beams are broadly classified into electron beams and ion beams.
Among charged particle beam devices, devices that have an imaging function and are intended for fine drawing, modeling, observation, etc. are required to use beams with small aberration and blur. Electron beam writers, electron beam 3D printers, scanning electron microscopes, and transmission electron microscopes are representative of such devices.

上記のような装置の一つとして、可変成形電子ビーム描画装置(特許文献1および非特許文献1を参照)を、以下に説明する。 As one of the above apparatuses, a variable shaping electron beam writing apparatus (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1) will be described below.

可変成形電子ビーム描画装置は、微細な描画を可能としつつ、かつ高い描画スループットを得ることを目的に生み出された電子ビーム描画装置である。可変成形電子ビーム描画装置は、主に、半導体デバイス製造用のフォトマスクの描画に用いられる。
可変成形電子ビーム描画装置は、上記目的のため、被描画材料(被露光材料)上における電子ビームの断面の形状および寸法を可変とし、その形状および寸法を、描画されるパターンに応じて制御する。ここで、被描画材料上における電子ビームの断面は、そのビームにより一度に露光される領域を決定する。
A variable shaping electron beam lithography system is an electron beam lithography system developed for the purpose of achieving high lithography throughput while enabling fine lithography. A variable shaping electron beam writing apparatus is mainly used for writing photomasks for manufacturing semiconductor devices.
For the above purpose, the variable shaped electron beam writing apparatus makes the shape and dimensions of the cross section of the electron beam on the material to be drawn (material to be exposed) variable, and controls the shape and dimensions according to the pattern to be drawn. . Here, the cross-section of the electron beam on the material to be written determines the area exposed by the beam at one time.

可変成形電子ビーム描画装置で用いられる光学系の例を、図24に示す。図24においては、説明の便宜上、光学系構成要素(レンズ、偏向器、および開口類)がZ軸に沿って配置され、Z軸の正の向きに電子ビーム1が流れるものとする。この光学系におけるレンズおよび偏向器類は、磁界型および静電型のいずれであってもよいが、以降では、特に明示のない限り、それぞれ、磁界型および静電型であるものとする。 FIG. 24 shows an example of an optical system used in a variable shaped electron beam writing apparatus. In FIG. 24, for convenience of explanation, it is assumed that the optical system components (lens, deflector, and apertures) are arranged along the Z-axis and the electron beam 1 flows in the positive direction of the Z-axis. The lenses and deflectors in this optical system may be of either the magnetic type or the electrostatic type, but hereinafter, unless otherwise specified, they are assumed to be the magnetic type and the electrostatic type, respectively.

上記光学系は、まず、図24に示すように、電子ビーム1を、照射レンズ2により収束するとともに、電子ビーム1により、第1の成形開口板3を照射する。ここで、電子ビーム1の供給源、即ち光源4としては、一般には、電子銃(図示せず)中に形成されるクロスオーバを想定すればよい。
上記照射の結果、第1の成形開口板3の下に、光源の像5が結ばれる。光源の像5の位置は、図24において、光源4の高さ位置に起点を持つ光線(破線)が交わる位置に一致する。上記光学系の生む光源の像(光源の像5、16、および19)は、いずれも、これら光線が交わる位置に結ばれる。
In the optical system, first, as shown in FIG. 24, the electron beam 1 is converged by the irradiation lens 2 and the first shaping aperture plate 3 is irradiated with the electron beam 1 . Here, as the supply source of the electron beam 1, that is, the light source 4, generally a crossover formed in an electron gun (not shown) may be assumed.
As a result of the irradiation, an image 5 of the light source is formed under the first shaping aperture plate 3 . The position of the image 5 of the light source coincides with the position where the rays (dashed lines) having the starting point at the height position of the light source 4 intersect in FIG. 24 . The light source images (light source images 5, 16, and 19) generated by the optical system are all formed at the positions where these light rays intersect.

上記光学系は、次に、第1の成形開口板3の開口の像を、成形レンズ6により、第2の成形開口板7に投影する。その像の位置は、図24において、第1の成形開口板3の高さ位置に起点を持つ光線(実線)が最初に交わる位置に一致する。上記光学系の生む成形開口板の開口の像(投影図形11を含む)は、いずれも、これら光線が交わる位置に結ばれる。
上記光学系は、そして、第1の成形開口板3の開口の像と第2の成形開口板7の開口との重なりによって生じる図形(論理積)の像を、縮小レンズ8と対物レンズ9により、材料10に投影する。即ち、材料10が露光される。材料10には、レジスト(感光材料)が塗布されている。
上記露光の結果、材料10上のレジストが感光する。即ち、投影図形11が材料10上のレジストに転写される。従って、投影図形11の形状、寸法、位置、および露光時間を制御することで、材料10に所望のパターンが描画できる。
The optical system then projects the image of the aperture of the first shaping aperture plate 3 onto the second shaping aperture plate 7 through the shaping lens 6 . The position of the image coincides with the first intersection of the light beam (solid line) having a starting point at the height position of the first shaping aperture plate 3 in FIG. 24 . All the images (including the projection figure 11) of the aperture of the shaping aperture plate produced by the optical system are formed at the positions where these rays intersect.
The optical system uses a reducing lens 8 and an objective lens 9 to convert the image of the figure (logical product) generated by overlapping the image of the aperture of the first shaping aperture plate 3 and the aperture of the second shaping aperture plate 7. , onto the material 10 . That is, material 10 is exposed. A resist (photosensitive material) is applied to the material 10 .
As a result of the exposure, the resist on material 10 is exposed. That is, the projected figure 11 is transferred to the resist on the material 10 . Therefore, a desired pattern can be drawn on the material 10 by controlling the shape, size, position, and exposure time of the projection figure 11 .

投影図形11の形状と寸法(二次元)の制御は、成形偏向器12による。成形偏向器12によって電子ビーム1が偏向されれば、上述の重なりによって生じる図形の形状と寸法が変わり、従って、投影図形11の形状と寸法も変わる。 The shaping deflector 12 controls the shape and size (two-dimensional) of the projected figure 11 . If the electron beam 1 is deflected by the shaping deflector 12, the shape and size of the figure produced by the above-described overlap are changed, and accordingly the shape and size of the projected figure 11 are also changed.

投影図形11の位置(二次元)の制御は、対物偏向器13と材料ステージ14との併用による。対物偏向器13の偏向可能領域、即ち偏向フィールド(正方形または長方形)には制限があるため、まず、材料ステージ14によって材料10を移動させることで、ステップの大きな位置決めが行われ、次に、対物偏向器13によって電子ビーム1を偏向することで、ステップの小さな位置決めが行われる。
上記偏向フィールドの制限は、対物偏向器13を駆動する電源(図示せず)の定格出力および対物偏向器13の偏向感度による。ここで、偏向感度とは、材料10の表面の高さ位置における、単位印加電圧当たりの偏向量を指す。
The position (two-dimensional) of the projection figure 11 is controlled by the combined use of the objective deflector 13 and the material stage 14 . Due to the limited deflectable area of the objective deflector 13, i.e. the deflection field (square or rectangular), the material 10 is first positioned in large steps by moving the material 10 by means of the material stage 14, and then the objective Deflection of the electron beam 1 by the deflector 13 provides positioning in small steps.
The deflection field limitation is due to the rated output of a power supply (not shown) driving the objective deflector 13 and the deflection sensitivity of the objective deflector 13 . Here, the deflection sensitivity refers to the amount of deflection per unit applied voltage at the height position of the surface of the material 10 .

対物偏向器13の偏向フィールドは、描画スループット(描画速度)の観点からは、大きい方がよい。これは、対物偏向器13の偏向フィールドを大きくすれば、その分だけ、材料ステージ14の移動および停止の回数が減ることによる。
ここで、材料ステージ14の移動および停止は、材料10への描画の間、無駄時間(材料10への描画に直接寄与しない時間)を生む。その移動および停止の回数は、対物偏向器13の偏向フィールドの面積の、材料10の面積に対する比に反比例する。
つまり、対物偏向器13の偏向フィールドを大きくし、そうして材料ステージ14の移動および停止の回数を減らせば、上記無駄時間が減り、その結果、描画スループットが向上する。
The larger the deflection field of the objective deflector 13 is, the better from the viewpoint of the drawing throughput (drawing speed). This is because increasing the deflection field of the objective deflector 13 reduces the number of times the material stage 14 moves and stops.
Here, moving and stopping the material stage 14 produces dead time (time that does not directly contribute to writing on the material 10) during writing on the material 10. FIG. The number of movements and stops is inversely proportional to the ratio of the area of the deflection field of the objective deflector 13 to the area of the material 10 .
In other words, by increasing the deflection field of the objective deflector 13 and reducing the number of times the material stage 14 is moved and stopped, the waste time can be reduced, and as a result, the drawing throughput can be improved.

対物偏向器13は、8極の静電偏向器(多極子)である。対物偏向器13の目的は電子ビーム1の二次元偏向であるから、対物偏向器13の極数は4極(X偏向用およびY偏向用に各々2極)としてもよい。しかし、その極数を4極とすると、対物偏向器13の中心からの半径に対し非線形な電位成分が新たに生じ、従って、その電位成分に由来する偏向収差が無視できなくなる。対物偏向器13の極数を8極とすることで、その電位成分が低減され、従って、その電位成分に由来する偏向収差が低減される。 The objective deflector 13 is an 8-pole electrostatic deflector (multipole element). Since the purpose of the objective deflector 13 is two-dimensional deflection of the electron beam 1, the number of poles of the objective deflector 13 may be four (two poles each for X deflection and Y deflection). However, if the number of poles is four, a nonlinear potential component is newly generated with respect to the radius from the center of the objective deflector 13, and therefore the deflection aberration resulting from the potential component cannot be ignored. By setting the number of poles of the objective deflector 13 to 8, the potential component is reduced, and therefore the deflection aberration resulting from the potential component is reduced.

投影図形11の露光時間の制御は、ブランカー15による。ブランカー15が作動しない間は、電子ビーム1が材料10に入射し、材料10が露光されるが、ブランカー15が作動すると、電子ビーム1が途中で遮断され、材料10は露光されなくなる。従って、上記露光時間は、ブランカー15の作動が一旦解除されてからそれが再び開始されるまでの時間である。ここで、ブランカー15の作動によって電子ビーム1が遮断されるのは、その作動による電子ビーム1の偏向の結果、電子ビーム1がブランキング開口板17の非開口部に入射することによる。ブランカー15は、上述のような無駄時間中にも、電子ビーム1をこのように遮断する。 A blanker 15 controls the exposure time of the projection figure 11 . While the blanker 15 is not activated, the electron beam 1 is incident on the material 10 and the material 10 is exposed. Therefore, the exposure time is the time from when the blanker 15 is deactivated to when it is reactivated. Here, the electron beam 1 is blocked by the actuation of the blanker 15 because the electron beam 1 is deflected by the actuation and enters the non-aperture portion of the blanking aperture plate 17 . The blanker 15 interrupts the electron beam 1 in this way also during dead time as described above.

可変成形電子ビーム描画装置の重要な性能指標は、描画スループット(描画速度)と描画精度である。これら性能指標に対する要求は、年々高くなっている。 The important performance indicators of the variable shaped electron beam lithography system are writing throughput (writing speed) and writing accuracy. Demands for these performance indicators are increasing year by year.

これら性能指標を同時に向上させることは可能だが、これら性能指標のうち、描画スループットを向上させると、描画精度が低下しがちとなる。即ち、描画スループットを向上させようとすると、描画精度向上の必要が増す。このことは、図24を用いれば、次のように説明できる。
上記性能指標のうち、描画スループットを向上させるには、材料10上における電子ビーム1の電流密度を高くする必要がある。(電子ビーム1の電流密度が高くなれば、それに反比例して投影図形11の露光時間が短くなる。)一方、描画精度を向上させるには、材料10上における電子ビーム1のぼけを小さくする必要がある。
ここで、描画精度とは、より具体的には、寸法精度である。可変成形電子ビーム描画装置の描画精度は、寸法精度と位置精度に大別される。これら描画精度のうち、前者には、主に電子ビーム1のぼけが関わり、後者には、主に電子ビーム1の位置ずれが関わる。
しかし、描画スループットを高くすべく、材料10上における電子ビーム1の電流密度を高くすると、材料10上における電子ビーム1のぼけが大きくなりがちとなる。これには、対物レンズ9および対物偏向器13の生む収差が関わる。
Although it is possible to improve these performance indexes at the same time, if the drawing throughput is improved among these performance indexes, the drawing accuracy tends to decrease. That is, when trying to improve the drawing throughput, the need for improving the drawing precision increases. This can be explained as follows using FIG.
Among the above performance indicators, the current density of the electron beam 1 on the material 10 must be increased in order to improve the writing throughput. (The higher the current density of the electron beam 1, the shorter the exposure time of the projection figure 11 in inverse proportion.) On the other hand, in order to improve the drawing accuracy, the blurring of the electron beam 1 on the material 10 must be reduced. There is
Here, drawing accuracy is, more specifically, dimensional accuracy. The writing accuracy of the variable shaped electron beam writing apparatus is roughly divided into dimensional accuracy and positional accuracy. Of these drawing accuracies, the former is mainly concerned with the blurring of the electron beam 1, and the latter is mainly concerned with the displacement of the electron beam 1. FIG.
However, if the current density of the electron beam 1 on the material 10 is increased in order to increase the drawing throughput, the blurring of the electron beam 1 on the material 10 tends to increase. This involves aberrations produced by the objective lens 9 and the objective deflector 13 .

このことから、上記光学系(図24を参照)においては、描画精度向上の一環として、対物偏向器13による電子ビーム1の偏向に起因しないデフォーカス(フォーカスずれ)および非点収差が定期的に測定され、そして補正される。そのデフォーカスおよび非点収差は、いずれも、ナイフエッジ法(例えば、特許文献2を参照)によって測定され、そして補正される。
ここで、対物偏向器13による電子ビーム1の偏向に起因しないデフォーカスおよび非点収差とは、それぞれ、対物偏向器13によって電子ビーム1が偏向されていない状態下で材料10上に現れるデフォーカスおよび2回非点収差であり、即ち、それぞれ、対物偏向器13の偏向フィールドの中央におけるデフォーカスおよび2回非点収差である。
以降では、そのようなデフォーカスおよび非点収差を、それぞれ、軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差と称す。本明細書では、軸上デフォーカスを、軸上2回非点収差などと同様に、収差として扱う。
For this reason, in the above optical system (see FIG. 24), defocus and astigmatism that are not caused by the deflection of the electron beam 1 by the objective deflector 13 occur regularly as part of improving drawing accuracy. Measured and corrected. Both the defocus and astigmatism are measured and corrected by the knife-edge method (see, for example, US Pat. No. 6,300,003).
Here, the defocus and astigmatism not caused by the deflection of the electron beam 1 by the objective deflector 13 respectively refer to the defocus that appears on the material 10 under the condition that the electron beam 1 is not deflected by the objective deflector 13. and 2-fold astigmatism, ie defocus and 2-fold astigmatism at the center of the deflection field of the objective deflector 13, respectively.
Hereinafter, such defocus and astigmatism are referred to as axial defocus and axial 2-fold astigmatism, respectively. In this specification, axial defocus is treated as an aberration, like axial 2-fold astigmatism and the like.

上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差は、より詳細には、それぞれ、電子ビーム1に含まれる各主光線周りの光線が材料10の表面(近軸像面)において各主光線に対して示すデフォーカスおよび2回非点収差である。これら収差は、投影図形11内の座標に依存せず、投影図形11内の全域に現れる。(同様のことは、後述する偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差にも当てはまる。)
ここで、電子ビーム1に含まれる主光線は、投影図形11内の像点の数(無数)だけ存在し、それら主光線は、全て、光源の像5、16、および19の各々の中心を通る。即ち、電子ビーム1に含まれる主光線は、光源の像5、16、および19の各々の高さ位置において1点に交わる。
補足すれば、投影図形11内には、投影図形11内の座標に依存するデフォーカスおよび2回非点収差も現れる。しかし、本明細書では、そのようなデフォーカスおよび2回非点収差は、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差(さらには、後述する偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差)に比して十分に小さく、従って無視できるものとする。
More specifically, the above-mentioned axial defocus and axial two-fold astigmatism are caused by the light rays around each principal ray included in the electron beam 1 becoming each principal ray on the surface (paraxial image plane) of the material 10. Defocus and 2-fold astigmatism shown against. These aberrations do not depend on the coordinates within the projected figure 11 and appear throughout the projected figure 11 . (The same applies to deflection curvature of field aberration and deflection 2-fold astigmatism, which will be described later.)
Here, the number of principal rays contained in the electron beam 1 is as many as the number of image points (innumerable) in the projected figure 11, and all of these principal rays are centered on the respective images 5, 16, and 19 of the light source. pass. That is, the principal ray included in the electron beam 1 intersects with each of the light source images 5, 16, and 19 at one height position.
Supplementally, defocus and two-fold astigmatism that depend on the coordinates in the projected figure 11 also appear in the projected figure 11 . However, as used herein, such defocus and 2-fold astigmatism are referred to above as axial defocus and 2-fold astigmatism (as well as deflection field curvature aberration and deflection 2-fold astigmatism described below). aberration), and therefore can be ignored.

上記光学系(図24を参照)においては、描画精度向上の一環として、さらに、対物偏向器13による電子ビーム1の偏向に起因する偏向収差が定期的に測定され、そして補正される。これら収差は、電子ビーム1が対物偏向器13によって偏向された状態で、ナイフエッジ法によって測定され、そして補正される。これら収差の測定および補正は、対物偏向器13の偏向フィールド内の複数の点において行われる。これら複数の点は、より具体的には、対物偏向器13の偏向フィールドをX方向およびY方向に幾つかに等分割または不等分割することで得られる格子点である。
ここで、対物偏向器13による電子ビーム1の偏向に起因する偏向収差とは、具体的には、対物偏向器13による電子ビーム1の偏向に伴って材料10の高さ位置に現れる偏向歪収差、偏向像面湾曲収差(対物偏向器13による電子ビーム1の偏向に起因するデフォーカス)、偏向非点収差(対物偏向器13による電子ビーム1の偏向に起因する非点収差)、偏向コマ収差、および偏向色収差である。これら収差のうち、偏向歪収差は電子ビーム1の位置ずれに寄与し、その他は電子ビーム1のぼけに寄与する。
ただし、これら偏向収差のうち、通常測定および補正されるのは、偏向歪収差、偏向像面湾曲収差、および偏向非点収差である。ここで、偏向非点収差とは、より具体的には、偏向2回非点収差である。以降では、偏向歪収差についての説明は、割愛する。
In the optical system (see FIG. 24), deflection aberration caused by the deflection of the electron beam 1 by the objective deflector 13 is periodically measured and corrected as part of improving the drawing accuracy. These aberrations are measured and corrected by the knife-edge method with the electron beam 1 deflected by the objective deflector 13 . These aberrations are measured and corrected at points within the deflection field of the objective deflector 13 . More specifically, these points are lattice points obtained by equally or unequally dividing the deflection field of the objective deflector 13 in the X and Y directions.
Here, the deflection aberration caused by the deflection of the electron beam 1 by the objective deflector 13 is specifically the deflection distortion aberration appearing at the height position of the material 10 as the electron beam 1 is deflected by the objective deflector 13. , deflection field curvature aberration (defocus caused by deflection of electron beam 1 by objective deflector 13), deflection astigmatism (astigmatism caused by deflection of electron beam 1 by objective deflector 13), deflection coma , and polarization chromatic aberration. Among these aberrations, the deflection distortion contributes to the displacement of the electron beam 1, and the others contribute to blurring of the electron beam 1. FIG.
However, among these deflection aberrations, deflection distortion aberration, deflection field curvature aberration, and deflection astigmatism are usually measured and corrected. Here, the deflection astigmatism is, more specifically, two-fold deflection astigmatism. Henceforth, description about deflection distortion aberration is omitted.

上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差は、それぞれ、フォーカス補正電流、2回非点補正電圧、フォーカス補正電圧、および2回非点補正電圧に対する、電子ビーム1のぼけの曲線に基づいて測定され、そして補正される。
即ち、上記各収差(上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、または偏向2回非点収差)の測定および補正のため、上記各補正信号(フォーカス補正電流、2回非点補正電圧、フォーカス補正電圧、または2回非点補正電圧)に対する電子ビーム1のぼけの曲線が取得される。そして、そのために取得された各曲線から、電子ビーム1のぼけを最小とする各補正信号の値(強度)が決定され、そうして決定された値の各補正信号が、各レンズまたは補正器(対物レンズ9、下記静電型2回非点補正器、下記静電型フォーカス補正器、または下記静電型2回非点補正器)に入力される。
ここで、フォーカス補正電流とは、上記軸上デフォーカスの補正のために対物レンズ9(または縮小レンズ8)の励磁電流に加算される電流を指す。2回非点補正電圧とは、上記軸上2回非点収差および偏向2回非点収差の補正のために静電型2回非点補正器(図示せず)に入力される電圧を指す。フォーカス補正電圧とは、上記偏向像面湾曲収差の補正のために静電型フォーカス補正器(図示せず)に入力される電圧を指す。その静電型2回非点補正器および静電型フォーカス補正器は、例えば、対物偏向器13の高さ位置と同じ程度の高さ位置に設けられる。フォーカス補正電流およびフォーカス補正電圧は、各々、1成分からなるが、2回非点補正電圧は、互いに独立な2成分からなる。
The axial defocus, the axial 2-fold astigmatism, the deflection field curvature aberration, and the deflection 2-fold astigmatism are the focus correction current, the 2-fold astigmatism correction voltage, the focus correction voltage, and the 2-fold astigmatism, respectively. It is measured and corrected based on the blur curve of the electron beam 1 against the point correction voltage.
That is, in order to measure and correct each aberration (axial defocus, axial two-fold astigmatism, deflection field curvature aberration, or deflection two-fold astigmatism), each correction signal (focus correction current, A curve of the blurring of the electron beam 1 versus the double stigmation voltage, focus correction voltage, or double stigmation voltage is obtained. Then, from each curve obtained for that purpose, the value (intensity) of each correction signal that minimizes the blurring of the electron beam 1 is determined, and each correction signal with the value thus determined is applied to each lens or corrector. (the objective lens 9, the following electrostatic two-fold astigmatism corrector, the following electrostatic focus corrector, or the following electrostatic two-fold astigmatism corrector).
Here, the focus correction current refers to a current added to the excitation current of the objective lens 9 (or the reduction lens 8) for correcting the axial defocus. The two-fold astigmatism correction voltage refers to a voltage input to an electrostatic two-fold astigmatism corrector (not shown) for correcting the axial two-fold astigmatism and deflection two-fold astigmatism. . The focus correction voltage refers to a voltage input to an electrostatic focus corrector (not shown) for correcting the deflection curvature of field. The electrostatic two-fold astigmatism corrector and the electrostatic focus corrector are provided, for example, at a height position approximately equal to the height position of the objective deflector 13 . Each of the focus correction current and the focus correction voltage consists of one component, but the two-fold astigmatism correction voltage consists of two mutually independent components.

フォーカス補正電流、2回非点補正電圧、およびフォーカス補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線は、それぞれ、フォーカス補正電流、2回非点補正電圧、およびフォーカス補正電圧を増減しながらナイフエッジ法によって電子ビーム1のぼけを測定することで、取得される。これら曲線は、より詳細には、そうして得られたぼけの複数の測定値に対する近似曲線である。これら曲線は、補正信号毎、およびその成分毎に、取得される。 Curves of the blurring of the electron beam 1 with respect to the focus correction current, the two-fold astigmatism correction voltage, and the focus correction voltage are obtained by the knife edge method while increasing and decreasing the focus correction current, the two-fold astigmatism correction voltage, and the focus correction voltage, respectively. It is obtained by measuring the blur of the electron beam 1 . These curves are, more particularly, fitted curves to the multiple measurements of blur thus obtained. These curves are obtained for each correction signal and for each component thereof.

上記各収差(上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、または偏向2回非点収差)を上述の要領によって測定し、そして補正することは、上記各収差を零位法によって測定することに相当する。即ち、上記各収差の測定値および補正値は、電子ビーム1のぼけが最小となるとき、互いに釣り合う。ここで、上記各収差の測定値とは、上記各補正信号(フォーカス補正電流、2回非点補正電圧、フォーカス補正電圧、または2回非点補正電圧)に換算された上記各収差である。上記各収差の補正値とは、電子ビーム1のぼけを最小とする、上記各補正信号の値である。
上記各収差の測定値および補正値は、互いに大きさを同じくし、互いに符号を逆にする。この関係は、補正信号毎、およびその成分毎に、成立する。
Measuring and correcting each of the aberrations (the axial defocus, the axial two-fold astigmatism, the deflection curvature of field, or the deflection two-fold astigmatism) according to the above-described procedures is the It corresponds to measuring by the null method. That is, the measured value and correction value of each aberration are balanced with each other when the blurring of the electron beam 1 is minimized. Here, the measured value of each aberration is the aberration converted into each correction signal (focus correction current, two-fold astigmatism correction voltage, focus correction voltage, or two-fold astigmatism correction voltage). The correction value of each aberration is the value of each correction signal that minimizes the blurring of the electron beam 1 .
The measured and corrected values of the above aberrations have the same magnitude and opposite signs. This relationship holds for each correction signal and each component thereof.

補足すれば、原理上、上記軸上デフォーカスは、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正の際に、上記偏向像面湾曲収差とともに測定および補正できる。即ち、上記軸上デフォーカスは、上記偏向像面湾曲収差の一部と見なせる。
しかし、実際にそのようにすると、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正の際に、一度に測定および補正すべき量(上記軸上デフォーカスと上記偏向像面湾曲収差との和)が大きくなる。その結果、フォーカス補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線が取得できないという、好ましくない事態が発生しやすくなる。
ここで、フォーカス補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線が取得できない事態とは、その曲線の谷の位置を確認するに足る幅だけフォーカス補正電圧を増減しようとすると、上記静電型フォーカス補正器に入力されるべきフォーカス補正電圧が、上記静電型フォーカス補正器に入力可能なフォーカス補正電圧の範囲から外れることを、指す。
同様のことは、上記軸上2回非点収差にも当てはまる。即ち、上記軸上2回非点収差は、上記偏向2回非点収差の測定および補正の際に、上記偏向2回非点収差とともに測定および補正できる。上記軸上2回非点収差を上記偏向2回非点収差とともに測定および補正すれば、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線が取得できないという事態が発生しうる。
ただし、このような好ましくない事態は、上記軸上2回非点収差を上記偏向2回非点収差とともに測定および補正するときよりも、上記軸上デフォーカスを上記偏向像面湾曲収差とともに測定および補正するときに、より発生しやすい。これには、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差の持ちうる大きさが関わるとともに、上記静電型フォーカス補正器のフォーカス補正感度、および、上記静電型2回非点補正器の2回非点補正感度が関わる。ここで、フォーカス補正感度とは、単位フォーカス補正電圧当たりの、デフォーカスの補正量を指す。2回非点補正感度とは、単位2回非点補正電圧当たりの、2回非点収差の補正量を指す。
Supplementally, in principle, the axial defocus can be measured and corrected together with the deflection curvature of field when measuring and correcting the deflection curvature of field. That is, the axial defocus can be regarded as part of the deflection field curvature aberration.
However, if this is actually done, the amount to be measured and corrected at one time (the sum of the axial defocus and the deflection curvature of field aberration) becomes large when measuring and correcting the deflection curvature of field aberration. Become. As a result, an unfavorable situation is likely to occur in which a blur curve of the electron beam 1 with respect to the focus correction voltage cannot be acquired.
Here, the situation in which the blur curve of the electron beam 1 against the focus correction voltage cannot be obtained is that if the focus correction voltage is increased or decreased by a width sufficient to confirm the position of the trough of the curve, the electrostatic focus corrector deviates from the range of focus correction voltages that can be input to the electrostatic focus corrector.
The same applies to the axial 2-fold astigmatism mentioned above. That is, the on-axis 2-fold astigmatism can be measured and corrected together with the 2-fold deflection astigmatism when measuring and correcting the 2-fold deflection astigmatism. If the axial 2-fold astigmatism is measured and corrected together with the deflection 2-fold astigmatism, a situation may occur in which the blur curve of the electron beam 1 versus the 2-fold astigmatism correction voltage cannot be obtained.
However, such undesired situations are more likely to occur when measuring and correcting the axial defocus with the deflection field curvature than when measuring and correcting the axial 2-fold astigmatism with the deflection 2-fold astigmatism. It is more likely to occur when correcting. This is related to the possible magnitudes of the axial defocus and the axial two-fold astigmatism, as well as the focus correction sensitivity of the electrostatic focus corrector and the electrostatic two-fold astigmatism corrector. 2-fold astigmatism correction sensitivity. Here, the focus correction sensitivity refers to the defocus correction amount per unit focus correction voltage. The two-fold astigmatism correction sensitivity refers to the correction amount of two-fold astigmatism per unit two-fold astigmatism correction voltage.

以上の説明においては、上記軸上デフォーカスが対物レンズ9(磁界型レンズ)によって補正され、また、上記軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差がそれぞれ上記静電型2回非点補正器、静電型フォーカス補正器、および静電型2回非点補正器(いずれも、静電型補正器)によって補正されるものとした。これら収差の補正を磁界型レンズ(または磁界型補正器)によるべきか、あるいは静電型補正器によるべきかは、補正される収差の補正が静的補正か、あるいは動的補正かに、依存する。ここで重要となるのは、静電型補正器は一般に磁界型レンズおよび磁界型補正器よりも速く動作することである。(速く動作するとは、補正信号に対して、より速い応答を示すことを、意味する。)
上記光学系が上記軸上デフォーカスの補正を対物レンズ9によるのは、上記光学系においては、上記軸上デフォーカスの補正は静的補正であればよいことによる。同様のことは、上記軸上2回非点収差にも当てはまる。即ち、上記軸上2回非点収差の補正を、上記静電型2回非点補正器にではなく、磁界型2回非点補正器(図示せず)によってもよい。
上記光学系(図24を参照)が上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差の補正をそれぞれ上記静電型フォーカス補正器および静電型2回非点補正器によるのは、上記光学系においては、これら収差の補正は動的補正である必要があることによる。即ち、可変成形電子ビーム描画装置は、自身の描画スループットを高めるべく、このような偏向収差の補正を、偏向座標毎に、高速に行う必要がある。(偏向座標とは、対物偏向器13の偏向フィールド内の座標を指す。)
以降では、説明の便宜上、特に明示のない限り、上記軸上デフォーカスの補正を、先述の通り、対物レンズ9によるものとし、その一方で、上記軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差の補正を、全て、対物偏向器13によるものとする。
ここで、上記軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差の補正を全て対物偏向器13によるとは、対物偏向器13に上記静電型2回非点補正器を兼ねさせるべく、偏向電圧に2回非点補正電圧を重畳する(例えば、特許文献2を参照)とともに、対物偏向器13に上記静電型フォーカス補正器を兼ねさせるべく、偏向電圧にフォーカス補正電圧を重畳する(例えば、特許文献2を参照)ことを、意味する。(偏向電圧とは、対物偏向器13による電子ビーム1の偏向のために対物偏向器13に入力される電圧を指す。)対物偏向器13に上記静電型2回非点補正器および静電型フォーカス補正器を兼ねさせれば、専用の非点補正器およびフォーカス補正器(即ち、上記静電型2回非点補正器および静電型フォーカス補正器)がいずれも不要になるだけでなく、それら補正器を駆動する電源(図示せず)も不要になる。
In the above description, the axial defocus is corrected by the objective lens 9 (magnetic field type lens), and the axial two-fold astigmatism, the deflection curvature of field aberration, and the two-fold deflection astigmatism are corrected respectively. Correction is performed by the electrostatic 2-fold astigmatism corrector, the electrostatic focus corrector, and the electrostatic 2-fold astigmatism corrector (all are electrostatic correctors). Whether these aberrations should be corrected by a magnetic lens (or a magnetic corrector) or by an electrostatic corrector depends on whether the correction of the aberrations to be corrected is static correction or dynamic correction. do. Importantly, electrostatic correctors generally operate faster than magnetic lenses and magnetic correctors. (By acting fast, we mean exhibiting a faster response to correction signals.)
The reason why the optical system uses the objective lens 9 to correct the axial defocus is that in the optical system, the axial defocus may be corrected by static correction. The same applies to the axial 2-fold astigmatism mentioned above. That is, the axial two-fold astigmatism may be corrected by a magnetic two-fold astigmatism corrector (not shown) instead of the electrostatic two-fold astigmatism corrector.
The reason why the optical system (see FIG. 24) corrects the deflection field curvature aberration and the deflection 2-fold astigmatism by the electrostatic focus corrector and the electrostatic 2-fold astigmatism corrector, respectively, is that the optical system This is because, in the system, the correction of these aberrations must be dynamic correction. In other words, the variable shaping electron beam writing apparatus needs to perform such deflection aberration correction at high speed for each deflection coordinate in order to increase its writing throughput. (The deflection coordinates refer to coordinates within the deflection field of the objective deflector 13.)
Hereinafter, for convenience of explanation, unless otherwise specified, the correction of the axial defocus is assumed to be made by the objective lens 9 as described above, while the axial two-fold astigmatism and deflection field curvature Aberrations and deflection two-fold astigmatism are all corrected by the objective deflector 13 .
Here, the correction of the axial two-fold astigmatism, the deflection curvature of field, and the two-fold deflection astigmatism by the objective deflector 13 means that the objective deflector 13 has the electrostatic two-fold astigmatism. An astigmatism correction voltage is superimposed twice on the deflection voltage so as to serve also as a corrector (see, for example, Patent Document 2). It means to superimpose a focus correction voltage (see, for example, Patent Document 2). (The deflection voltage is the voltage input to the objective deflector 13 for deflection of the electron beam 1 by the objective deflector 13.) If the focus corrector is also used as a stigmator, the special stigmator and focus corrector (that is, the electrostatic double stigmator and the electrostatic focus corrector) become unnecessary. , the power supply (not shown) to drive the correctors is also eliminated.

補足すれば、対物偏向器13は、単体では、低いフォーカス補正感度しか持ちえない。上記偏向像面湾曲収差の補正に足る程度に高いフォーカス補正感度を対物偏向器13に持たせるには、対物偏向器13を磁界型レンズの磁界中に配置することが必要である。上記光学系(図24を参照)においてその磁界に相当するのは、対物レンズ9の磁界である。
対物偏向器13が対物レンズ9の磁界中に配置されれば、対物偏向器13へのフォーカス補正電圧の入力により、対物偏向器13内の電位が、周囲の電位より高く(または低く)なる。その結果、対物レンズ9の収束作用の強度が変わる。これは、対物偏向器13へのフォーカス補正電圧の入力の結果、対物レンズ9の磁界中における電子ビーム1の運動エネルギーが変わるからである。
対物偏向器13に関するこれらのことは、上記静電型フォーカス補正器にも当てはまる。
Supplementally, the objective deflector 13 alone can have only low focus correction sensitivity. In order to provide the objective deflector 13 with a focus correction sensitivity high enough to correct the deflection field curvature aberration, it is necessary to place the objective deflector 13 in the magnetic field of the magnetic lens. In the optical system (see FIG. 24), the magnetic field of the objective lens 9 corresponds to the magnetic field.
If the objective deflector 13 is placed in the magnetic field of the objective lens 9, the input of the focus correction voltage to the objective deflector 13 makes the potential in the objective deflector 13 higher (or lower) than the surrounding potential. As a result, the strength of the focusing action of the objective lens 9 changes. This is because the input of the focus correction voltage to the objective deflector 13 changes the kinetic energy of the electron beam 1 in the magnetic field of the objective lens 9 .
These statements regarding the objective deflector 13 also apply to the electrostatic focus corrector.

特開2007-67192号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-67192 特開2014-194982号公報JP 2014-194982 A

K. Komagata, Y. Nakagawa, H. Takemura and N. Gotoh, Proc. SPIE, Vol.3096, pp.125-136, (1997)K. Komagata, Y. Nakagawa, H. Takemura and N. Gotoh, Proc. SPIE, Vol.3096, pp.125-136, (1997)

上述の要領によって上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差を測定し、そして補正することには、次の2つの問題がある。 There are two problems with measuring and correcting the axial defocus and deflection field curvature aberrations in the manner described above.

第一に、上記軸上デフォーカスの測定および補正においては、フォーカス補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線の取得のため、長い時間が必要となる。これは、フォーカス補正電流に対する対物レンズ9の応答の遅さに起因する。その応答には、対物レンズ9の自己共振周波数が関わる。 First, the measurement and correction of the on-axis defocus requires a long time to acquire the curve of the blurring of the electron beam 1 against the focus correction current. This is due to the slow response of the objective lens 9 to the focus correction current. The response involves the self-resonant frequency of the objective lens 9 .

第二に、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正においては、対物偏向器13が静電型フォーカス補正器として動作しうる範囲が狭く、従って、上記偏向像面湾曲収差の測定可能な範囲が狭い。その測定可能な範囲が十分に広くなければ、先述のような好ましくない事態が発生しうる。即ち、上記偏向像面湾曲収差の測定の際に、フォーカス補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線が取得できない事態が発生しうる。
ここで、対物偏向器13が静電型フォーカス補正器として動作しうる範囲とは、対物偏向器13がフォーカス補正電圧に応じてナイフエッジ(図示せず)上のデフォーカスを変化させうる範囲である。(ナイフエッジ上のデフォーカスとは、上記偏向像面湾曲収差と、対物偏向器13へのフォーカス補正電圧の入力に起因するデフォーカスとの合成による収差である。)この範囲には、静電型フォーカス補正器としての対物偏向器13のフォーカス補正感度が関わる。一方、上記偏向像面湾曲収差の測定可能な範囲とは、より具体的には、上記偏向像面湾曲収差が、先述のように零位法によって測定されうる範囲である。
Second, in the measurement and correction of the deflection curvature of field aberration, the range in which the objective deflector 13 can operate as an electrostatic focus corrector is narrow. narrow. If the measurable range is not wide enough, the above-mentioned undesirable situations may occur. That is, when measuring the deflection curvature of field, a situation may occur in which the blur curve of the electron beam 1 with respect to the focus correction voltage cannot be obtained.
Here, the range in which the objective deflector 13 can operate as an electrostatic focus corrector is the range in which the objective deflector 13 can change the defocus on the knife edge (not shown) in accordance with the focus correction voltage. be. (The defocus on the knife edge is an aberration resulting from a combination of the deflection field curvature aberration and the defocus due to the input of the focus correction voltage to the objective deflector 13.) In this range, electrostatic The focus correction sensitivity of the objective deflector 13 as a type focus corrector is involved. On the other hand, the measurable range of the deflection curvature of field aberration is, more specifically, the range in which the deflection curvature of field aberration can be measured by the null method as described above.

上記第一の問題は、上記軸上デフォーカスの測定および補正の回数(頻度)次第で、大きな問題となる。その測定および補正の回数が増えれば、その回数に比例するように、取得されるべき曲線の本数が増える。
上記回数が増えうるのは、例えば、材料10内に大きな高低差があり、それゆえ上記軸上デフォーカスが材料10内の領域毎に大きく異なるような場合(本発明の実施例9を参照)においてである。そのような場合においては、上記軸上デフォーカスの補正残差を材料10内の領域毎に低減すべく、材料10内における上記軸上デフォーカスの測定点数を増やす必要が生じる。即ち、その測定点数に比例するように、上記回数が増える。
The first problem becomes a serious problem depending on the number (frequency) of measurement and correction of the axial defocus. As the number of measurements and corrections increases, the number of curves to be acquired increases proportionally.
The number of times can be increased, for example, when there is a large height difference within the material 10 and therefore the axial defocus varies greatly from region to region within the material 10 (see Example 9 of the present invention). In. In such a case, it becomes necessary to increase the number of measurement points of the axial defocus in the material 10 in order to reduce the correction residual of the axial defocus for each region in the material 10 . That is, the number of times is increased in proportion to the number of measurement points.

上記第一の問題において注意すべきは、上記曲線の取得において、フォーカス補正電流は、上記曲線1本当たり複数の離散的な値を与えられること、そして、それら値毎に、電子ビーム1のぼけが測定されることである。即ち、それら値の個数に等しい回数だけ、電子ビーム1のぼけが測定され、その測定のたびに、フォーカス補正電流の変化に対する、上記ナイフエッジ上のデフォーカスの整定を待つ必要がある。つまり、その回数分の、電子ビーム1のぼけの測定に要する正味の時間に加え、その回数分の、上記ナイフエッジ上のデフォーカスの整定のための待ち時間(無駄時間)が必要になる。さらには、それら時間が、上記曲線の本数分だけ必要になる。 In the first problem, it should be noted that in acquiring the curve, the focus correction current is given a plurality of discrete values per curve, and for each of these values, the blurring of the electron beam 1 is to be measured. That is, the blurring of the electron beam 1 is measured a number of times equal to the number of these values, and each time it is necessary to wait for the defocus on the knife edge to settle with respect to changes in the focus correction current. In other words, in addition to the net time required for measuring the blur of the electron beam 1 for that number of times, a waiting time (waste time) for defocus stabilization on the knife edge is required for that number of times. Furthermore, these times are required for the number of curves.

上記第一の問題は、上記軸上デフォーカスの測定および補正を、静電型フォーカス補正器としての対物偏向器13によれば、解消されうる。
しかし、その代償として、上記軸上デフォーカスの測定可能な範囲が狭まり、目的の軸上デフォーカスが測定できなくなる可能性が高まる。これは、対物偏向器13が静電型フォーカス補正器として動作しうる範囲の狭さからである。
つまり、上記第一の問題は、上記ナイフエッジ上のデフォーカスを補正する手段の動作可能範囲と応答速度のトレードオフに関わる。
The above first problem can be solved by measuring and correcting the axial defocus by using the objective deflector 13 as an electrostatic focus corrector.
However, at the cost of this, the measurable range of the axial defocus is narrowed, increasing the possibility that the desired axial defocus cannot be measured. This is because the range in which the objective deflector 13 can operate as an electrostatic focus corrector is narrow.
In other words, the first problem relates to the trade-off between the operable range and the response speed of the means for correcting defocus on the knife edge.

上記第二の問題は、対物偏向器13の偏向フィールドの大きさ次第で、大きな問題となる。その偏向フィールドを大きくすれば、先述のように描画スループットは向上するものの、上記偏向像面湾曲収差の大きさの変化しうる範囲の幅が大きくなり、従って、対物偏向器13が静電型フォーカス補正器として動作しうる範囲の狭さが、大きな問題になりやすくなる。ここで、上記偏向像面湾曲収差の大きさの変化しうる範囲の幅とは、対物偏向器13の偏向フィールド内における、上記偏向像面湾曲収差の最大値と最小値の差を指す。(上記偏向像面湾曲収差の最大値と最小値は、それぞれ、投影図形11の高さ位置の最大値と最小値に相当する。) The second problem above becomes a serious problem depending on the size of the deflection field of the objective deflector 13 . If the deflection field is increased, the drawing throughput is improved as described above, but the width of the range in which the deflection field curvature aberration can be changed is increased. The narrowness of the range in which it can operate as a compensator tends to become a major problem. Here, the width of the range in which the magnitude of the deflection field curvature aberration can be changed refers to the difference between the maximum value and the minimum value of the deflection field curvature aberration within the deflection field of the objective deflector 13 . (The maximum and minimum values of the deflection curvature of field aberration correspond to the maximum and minimum values of the height position of the projected figure 11, respectively.)

上記第二の問題において注意すべきは、上記偏向像面湾曲収差の大きさの変化しうる範囲の幅は、図24中の光学系構成要素の加工および組立誤差(特に、対物レンズ9および対物偏向器13の加工および組立誤差)と、電子ビーム1の、対物レンズ9および対物偏向器13に対するアライメントとに起因して増大しうることである。
ここで、上記偏向像面湾曲収差の大きさは、仮に対物偏向器13の偏向フィールドが円形であれば、軸対称に分布する。その分布の中心は、上記誤差およびアライメント次第で、対物偏向器13の偏向フィールドの中央からずれる。そのずれが大きくなれば、上記偏向像面湾曲収差の大きさの変化しうる範囲の幅も、大きくなる。
Regarding the second problem, it should be noted that the width of the variable range of the deflection field curvature aberration is affected by machining and assembly errors of the optical system components in FIG. machining and assembly errors of the deflector 13 ) and the alignment of the electron beam 1 with respect to the objective lens 9 and the objective deflector 13 .
Here, if the deflection field of the objective deflector 13 is circular, the magnitude of the deflection field curvature aberration is distributed axially symmetrically. The center of the distribution deviates from the center of the deflection field of the objective deflector 13 depending on the above errors and alignment. As the deviation increases, the width of the range in which the deflection curvature of field can vary also increases.

上記第二の問題においてさらに注意すべきは、たとえ、上記偏向像面湾曲収差の大きさの変化しうる範囲の幅が、対物偏向器13が静電型フォーカス補正器として動作しうる範囲の幅以下であるという条件が成立しても、先述の事態(フォーカス補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線が取得できない事態)が発生しうることである。これには、これら幅の大きさが関わるとともに、フォーカス補正電圧の初期値も関わる。 Further attention should be paid to the above second problem, even if the width of the range in which the deflection field curvature aberration can be changed is the width of the range in which the objective deflector 13 can operate as an electrostatic focus corrector. Even if the following condition is satisfied, the situation described above (the situation in which the blur curve of the electron beam 1 against the focus correction voltage cannot be obtained) can occur. This is related to the size of these widths as well as the initial value of the focus correction voltage.

上記第二の問題は、まず、フォーカス補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線の取得を、フォーカス補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線の取得に置き換え、次に、それら曲線から、電子ビーム1のぼけを最小とするフォーカス補正電流の値を決定し、さらに、その値のフォーカス補正電流をフォーカス補正電圧に換算することで、解消されうる。
しかし、その代償として、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正に要する時間が長くなる。ここで注意すべきは、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正においては、フォーカス補正信号(フォーカス補正電圧またはフォーカス補正電流)に対する電子ビーム1のぼけの曲線が、先述の格子点毎に取得されることである。即ち、取得されるべき曲線の本数が、先述の格子点の数に比例する。
つまり、上記第二の問題も、上記第一の問題と同様に、上記ナイフエッジ上のデフォーカスを補正する手段の動作可能範囲と応答速度のトレードオフに関わる。
The second problem above is to first replace the acquisition of the blur curve of the electron beam 1 against the focus correction voltage with the acquisition of the blur curve of the electron beam 1 against the focus correction current, and then from those curves, the electron beam 1 This problem can be solved by determining the value of the focus correction current that minimizes blurring and converting the focus correction current of that value into a focus correction voltage.
However, at the cost of this, the time required for measuring and correcting the deflection curvature of field aberration becomes longer. It should be noted here that in the measurement and correction of the deflection curvature of field, the curve of blurring of the electron beam 1 with respect to the focus correction signal (focus correction voltage or focus correction current) is obtained for each of the aforementioned lattice points. Is Rukoto. That is, the number of curves to be acquired is proportional to the number of grid points described above.
That is, the second problem is also related to the trade-off between the operable range and the response speed of the means for correcting defocus on the knife edge, like the first problem.

本発明は、上記第一および第二の問題に鑑みてなされたものである。より具体的には、本発明は、自身の生むデフォーカス(軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差のいずれかまたは両方)を、短時間で、かつ十分に大きな測定可能範囲を以って測定し、さらにそのデフォーカスを補正することが可能な荷電粒子ビーム装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above first and second problems. More specifically, the present invention measures self-generated defocus (either or both of axial defocus and deflection field curvature aberration) in a short time with a sufficiently large measurable range. Another object of the present invention is to provide a charged particle beam apparatus capable of correcting the defocus.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビームを生成する光源と、その荷電粒子ビームに対する光学系と、その荷電粒子ビームに対するぼけ測定手段とを備える。 A charged particle beam apparatus of the present invention comprises a light source for generating a charged particle beam, an optical system for the charged particle beam, and blur measurement means for the charged particle beam.

上記光学系は、上記荷電粒子ビームによって照射される被照射面に上記荷電粒子ビームを伝送する少なくとも1段のレンズを備える。
上記光学系は、上記光源の像か、上記光学系内に配置され、上記荷電粒子ビームによって照射される開口板の開口の透過像か、または、上記光学系内に配置され、上記荷電粒子ビームによって照射される薄膜の透過像かを、上記少なくとも1段のレンズによって上記被照射面上に結ぶ。
上記光学系は、さらに、上記被照射面の高さ位置に現れるデフォーカスを補正するフォーカス補正手段と、上記被照射面の高さ位置に現れる2回非点収差を補正する2回非点補正手段とを備える。
The optical system includes at least one stage of lens for transmitting the charged particle beam to the surface to be illuminated illuminated by the charged particle beam.
The optical system is an image of the light source, a transmission image of an aperture in an aperture plate arranged in the optical system and illuminated by the charged particle beam, or an image arranged in the optical system and the charged particle beam. A transmission image of the thin film irradiated by is formed on the irradiated surface by the at least one stage of the lens.
The optical system further includes focus correction means for correcting defocus appearing at a height position of the surface to be illuminated, and two-fold astigmatism correction for correcting two-fold astigmatism appearing at a height position on the surface to be illuminated. means.

上記フォーカス補正手段は、上記デフォーカスを補正するための信号をフォーカス補正信号として与えられ、その信号に応じて上記デフォーカスを変化させる。
上記2回非点補正手段は、上記2回非点収差を補正するための信号を2回非点補正信号として与えられ、その信号に応じて上記2回非点収差を変化させる。
上記ぼけ測定手段は、上記被照射面の高さ位置に現れる、上記荷電粒子ビームのぼけを測定する。そのぼけは、自身の大きさを、上記デフォーカスおよび2回非点収差次第で変える。
The focus correction means receives a signal for correcting the defocus as a focus correction signal, and changes the defocus according to the signal.
The two-fold astigmatism correction means receives a signal for correcting the two-fold astigmatism as a two-fold astigmatism correction signal, and changes the two-fold astigmatism according to the signal.
The blur measuring means measures blur of the charged particle beam appearing at a height position of the surface to be irradiated. The blur changes its size depending on the defocus and 2-fold astigmatism.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、下記3つの方法(第一、第二、および第三の方法)のいずれかによって上記デフォーカスを取得するように構成されている。
第一の方法は、上記2回非点補正信号の強度を増減しながら、上記ぼけ測定手段により、上記ぼけの大きさを、上記被照射面内の互いに直交する2方向の各々に沿って測定し、上記ぼけのその2方向のうちの1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度と、上記ぼけのその2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度との差を、第一の差として決定し、この差により、上記デフォーカスを表す。
第二の方法は、上記2回非点補正信号の強度を増減しながら、上記ぼけ測定手段により、上記ぼけの大きさを、上記被照射面内の互いに直交する2方向の各々に沿って測定し、上記ぼけのその2方向のうちの1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度と、上記ぼけのその2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度との平均を、第一の平均として決定し、上記ぼけの上記2方向のうちのいずれか1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度と、上記第一の平均との差を、第二の差として決定し、この差により、上記デフォーカスを表す。
第三の方法は、上記2回非点補正信号の強度を増減しながら、上記ぼけ測定手段により、上記ぼけの大きさを、上記被照射面内の単一の方向に沿って測定し、上記ぼけのその単一の方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度と、上記2回非点補正信号の強度を増減しながら上記ぼけの大きさをその単一の方向に沿って測定する前における上記2回非点補正信号の強度との差を、第三の差として決定し、この差により、上記デフォーカスを表す。
The charged particle beam device of the present invention is further configured to acquire the defocus by any of the following three methods (first, second and third methods).
A first method is to measure the magnitude of the blur along each of two mutually orthogonal directions in the irradiated surface by the blur measuring means while increasing or decreasing the intensity of the double astigmatism correction signal. and the intensity of the double astigmatic correction signal that minimizes the magnitude of the blur in one of the two directions and the magnitude of the blur in the other of the two directions is minimized. The difference from the intensity of the double astigmatic signal is determined as the first difference, which difference represents the defocus.
A second method is to measure the magnitude of the blur along each of two mutually orthogonal directions in the irradiated surface by the blur measuring means while increasing or decreasing the intensity of the twice astigmatic correction signal. and the intensity of the double astigmatic correction signal that minimizes the magnitude of the blur in one of the two directions and the magnitude of the blur in the other of the two directions is minimized. determining the average of the intensity of the twice astigmatism-corrected signal as a first average, and determining the magnitude of the twice astigmatism-corrected signal that minimizes the magnitude of one of the two directions of the blur; The difference between the intensity and the first average is determined as the second difference, which difference represents the defocus.
A third method is to measure the magnitude of the blur along a single direction in the irradiated surface by the blur measuring means while increasing or decreasing the intensity of the twice astigmatic correction signal, and intensity of the twice astigmatically corrected signal that minimizes the magnitude of the blur in that single direction; and increasing or decreasing the magnitude of the twice astigmatically corrected signal in that single direction The difference from the intensity of the twice astigmatized signal before measuring along is determined as the third difference, which difference represents the defocus.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、上述のように、上記第一、第二、または第三の方法により、上記被照射面の高さ位置に現れるデフォーカスを取得するように、構成されている。
これにより、上記被照射面の高さ位置に現れるデフォーカスを、短時間で、かつ十分な測定可能範囲を以って測定することができるようになる。
The charged particle beam apparatus of the present invention, as described above, is configured to acquire defocus appearing at the height position of the surface to be irradiated by the first, second, or third method. .
As a result, the defocus appearing at the height position of the surface to be illuminated can be measured in a short time with a sufficient measurable range.

本発明の実施例1の装置(可変成形電子ビーム描画装置)の光学系、測定系、および制御系の構成を示す図である。1 is a diagram showing configurations of an optical system, a measurement system, and a control system of an apparatus (variably shaped electron beam writing apparatus) according to Example 1 of the present invention; FIG. 実施例1において偏向電圧、歪補正電圧、フォーカス補正電圧、および2回非点補正電圧が従う電極電圧配分を示す図である。4 is a diagram showing electrode voltage distribution followed by deflection voltages, distortion correction voltages, focus correction voltages, and two-fold astigmatism correction voltages in Example 1. FIG. 図1中の投影図形の電流密度分布の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of current density distribution of the projected figure in FIG. 1; A 2回非点補正電圧V2Aに対する、電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の例を示す図である。B 2回非点補正電圧V2Bに対する、電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の例を示す図である。C、D V2AおよびV2Bがともに零のときにナイフエッジ上に表れている2回非点収差が零でない場合に取得される、V2A(またはV2B)に対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of X-direction and Y-direction blur curves of the electron beam 1 with respect to the A two-fold astigmatism correction voltage V 2A ; FIG. 10 is a diagram showing an example of X-direction and Y-direction blur curves of the electron beam 1 with respect to the B two-fold astigmatism correction voltage V 2B ; The X direction of the electron beam 1 with respect to V 2A (or V 2B ) and FIG. 10 is a diagram showing an example of a blur curve in the Y direction; XY差Dとフォーカス補正電流I0Aとの関係、およびXY差Dとフォーカス補正電流I0Aとの関係の例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between the XY difference DA and the focus correction current I0A , and the relationship between the XY difference DB and the focus correction current I0A ; 実施例1の装置の生む軸上デフォーカスの測定および補正のルーチンを示す図である。4 is a diagram showing a routine for measuring and correcting axial defocus produced by the apparatus of Example 1. FIG. 図6中のサブルーチン(XY差DAnの決定)の内容を示す図である。7 is a diagram showing the contents of a subroutine (determination of XY difference D An ) in FIG. 6; FIG. 図6中の別のサブルーチン(I0A0 (m)の決定)の内容を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing the contents of another subroutine (determination of I 0A0 (m)) in FIG. 6; 実施例1の装置の生む軸上デフォーカスの、別の測定および補正のルーチンを示す図である。FIG. 4 shows another measurement and correction routine for the axial defocus produced by the apparatus of Example 1; 実施例1の装置の生む偏向像面湾曲収差の測定および補正のルーチンを示す図である。4 is a diagram showing routines for measuring and correcting deflection curvature of field produced by the apparatus of Example 1. FIG. 図10中のサブルーチン(V0A0 (m)(x,y)の決定)の内容を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing the contents of a subroutine (determination of V 0A0 (m) (x, y)) in FIG. 10; 図11中のサブルーチン(V0A0 (m)の決定)の内容を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the contents of a subroutine (determination of V 0A0 (m)) in FIG. 11; デフォーカス図形Sの例を示す図である。It is a figure which shows the example of defocus figure SF. 2回非点収差図形Sの例を示す図である。It is a figure which shows the example of 2 times astigmatism figure S2. A S≠0かつV2SB=0が成立するときにV2SAが作る収差図形S+Sの例を示す図である。B S≠0かつV2SA=0が成立するときにV2SBが作る収差図形S+Sの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the aberration figure SF + S2 which V2SA produces when ASF<>0 and V2SB =0 are materialized. It is a figure which shows the example of the aberration figure SF + S2 which V2SB produces when BSF<>0 and V2SA = 0 are materialized. A S≠0かつV2SB=0が成立するときにV2SAが作る収差図形S+Sの成す楕円が、X軸またはY軸に平行な長軸(または短軸)を有する様子を示す図である。B S≠0かつV2SA=0が成立するときにV2SBが作る収差図形S+Sの成す楕円が、X軸およびY軸に対してπ/4(45°)だけ回転している長軸(または短軸)を有する様子を示す図である。Fig. 2 shows how an ellipse formed by an aberration diagram SF + S2 created by V2SA when ASF ≠ 0 and V2SB = 0 has a major axis (or minor axis) parallel to the X-axis or the Y-axis. It is a diagram. The ellipse formed by the aberration diagram S F +S 2 created by V 2SB when B SF ≠0 and V 2SA =0 holds, is rotated by π/4 (45°) with respect to the X and Y axes. FIG. 4 is a diagram showing how it has a major axis (or a minor axis); およびyが、それぞれ、収差図形S+SのX方向およびY方向の幅であることを示す図である。FIG. 4 shows that x d and y d are the widths of the aberration figure SF +S 2 in the X and Y directions, respectively. 実施例2の装置(可変成形電子ビーム描画装置)が、図8の示すサブルーチン(I0A0 (m)の決定)の代わりに実行するサブルーチン(I0A0 (m)、V2A0 (m)、およびV2B0 (m)の決定)の内容を示す図である。 Subroutines (I 0A0 (m), V 2A0 ( m ) , and V 2B0 (m) decision). 図18中のサブルーチン(XY差DA0 (m)、XY平均MA0 (m)、およびXY平均MB0 (m)の決定)の内容を示す図である。FIG. 19 is a diagram showing the contents of a subroutine (determination of XY difference D A0 (m) , XY average M A0 (m) , and XY average M B0 (m)) in FIG. 18; 実施例2の装置が、図12の示すサブルーチン(V0A0 (m)の決定)の代わりに実行するサブルーチン(V0A0 (m)、V2A0 (m)、およびV2B0 (m)の決定)の内容を示す図である。Subroutine (Determination of V 0A0 (m ) , V 2A0 (m) , and V 2B0 (m) ) executed by the apparatus of Example 2 instead of the subroutine (Determination of V 0A0 ( m )) shown in FIG. It is a figure which shows the content. 実施例9の装置(可変成形電子ビーム描画装置)の測定系の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the measurement system of the device (variably shaped electron beam writing device) of Example 9; 実施例10の装置(スポット電子ビーム描画装置)の光学系の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the optical system of the device (spot electron beam drawing device) of Example 10; 実施例12の装置(透過型電子顕微鏡)の光学系の構成を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the optical system of the apparatus (transmission electron microscope) of Example 12; 可変成形電子ビーム描画装置で用いられる光学系の例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of an optical system used in a variable shaping electron beam writing apparatus;

本発明の概要>
本発明は、自身の生むデフォーカスを、短時間で、かつ十分な測定可能範囲を以って測定し、さらにそのデフォーカスを補正することが可能な荷電粒子ビーム装置を提供することを、目的とする。
本発明の荷電粒子ビーム装置は、上記目的のため、以下のように構成されている。
Outline of the present invention>
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a charged particle beam apparatus capable of measuring its own defocus in a short time with a sufficient measurable range, and furthermore capable of correcting the defocus. and
A charged particle beam apparatus according to the present invention is configured as follows for the above purpose.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、荷電粒子ビームを生成する光源と、その荷電粒子ビームに対する光学系およびぼけ測定手段とを備える。 A charged particle beam apparatus of the present invention comprises a light source for generating a charged particle beam, an optical system for the charged particle beam, and blur measurement means.

上記光学系は、上記荷電粒子ビームによって照射される被照射面に上記荷電粒子ビームを伝送する少なくとも1段のレンズを備える。
上記光学系は、上記光源の像か、上記光学系内に配置され、上記荷電粒子ビームによって照射される開口板の開口の透過像か、または、上記光学系内に配置され、上記荷電粒子ビームによって照射される薄膜の透過像かを、上記少なくとも1段のレンズによって上記被照射面上に結ぶ。
上記光学系は、さらに、上記被照射面の高さ位置に現れるデフォーカスを補正するフォーカス補正手段と、上記被照射面の高さ位置に現れる2回非点収差を補正する2回非点補正手段とを備える。
The optical system includes at least one stage of lens for transmitting the charged particle beam to a surface to be irradiated with the charged particle beam.
The optical system may be an image of the light source, a transmission image of an aperture in an aperture plate arranged in the optical system and illuminated by the charged particle beam, or an image of the aperture plate arranged in the optical system and illuminated by the charged particle beam. A transmission image of the thin film irradiated by is formed on the irradiated surface by the at least one stage of the lens.
The optical system further includes focus correction means for correcting defocus appearing at a height position of the surface to be illuminated, and two-fold astigmatism correction for correcting two-fold astigmatism appearing at a height position on the surface to be illuminated. means.

上記フォーカス補正手段は、上記デフォーカスを補正するための信号をフォーカス補正信号として与えられ、その信号に応じて上記デフォーカスを変化させる。
上記2回非点補正手段は、上記2回非点収差を補正するための信号を2回非点補正信号として与えられ、その信号に応じて上記2回非点収差を変化させる。
上記ぼけ測定手段は、上記被照射面の高さ位置に現れる、上記荷電粒子ビームのぼけを測定する。そのぼけは、自身の大きさを、上記デフォーカスおよび2回非点収差次第で変える。
The focus correction means receives a signal for correcting the defocus as a focus correction signal, and changes the defocus according to the signal.
The two-fold astigmatism correction means receives a signal for correcting the two-fold astigmatism as a two-fold astigmatism correction signal, and changes the two-fold astigmatism according to the signal.
The blur measuring means measures blur of the charged particle beam appearing at a height position of the surface to be irradiated. The blur changes its size depending on the defocus and 2-fold astigmatism.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、下記3つの方法(第一、第二、および第三の方法)のいずれかによって上記デフォーカスを取得するように構成されている。
第一の方法は、上記2回非点補正信号の強度を増減しながら、上記ぼけ測定手段により、上記ぼけの大きさを、上記被照射面内の互いに直交する2方向の各々に沿って測定し、上記ぼけのその2方向のうちの1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度と、上記ぼけのその2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度との差を、第一の差として決定し、この差により、上記デフォーカスを表す。
第二の方法は、上記2回非点補正信号の強度を増減しながら、上記ぼけ測定手段により、上記ぼけの大きさを、上記被照射面内の互いに直交する2方向の各々に沿って測定し、上記ぼけのその2方向のうちの1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度と、上記ぼけのその2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度との平均を、第一の平均として決定し、上記ぼけの上記2方向のうちのいずれか1方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度と、上記第一の平均との差を、第二の差として決定し、この差により、上記デフォーカスを表す。
第三の方法は、上記2回非点補正信号の強度を増減しながら、上記ぼけ測定手段により、上記ぼけの大きさを、上記被照射面内の単一の方向に沿って測定し、上記ぼけのその単一の方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度と、上記2回非点補正信号の強度を増減しながら上記ぼけの大きさをその単一の方向に沿って測定する前における上記2回非点補正信号の強度との差を、第三の差として決定し、この差により、上記デフォーカスを表す。
The charged particle beam device of the present invention is further configured to acquire the defocus by any of the following three methods (first, second and third methods).
A first method is to measure the magnitude of the blur along each of two mutually orthogonal directions in the irradiated surface by the blur measuring means while increasing or decreasing the intensity of the double astigmatism correction signal. and the intensity of the double astigmatic correction signal that minimizes the magnitude of the blur in one of the two directions and the magnitude of the blur in the other of the two directions is minimized. The difference from the intensity of the double astigmatism signal is determined as the first difference, which difference represents the defocus.
A second method is to measure the magnitude of the blur along each of two mutually orthogonal directions in the irradiated surface by the blur measuring means while increasing or decreasing the intensity of the twice astigmatic correction signal. and the intensity of the double astigmatic correction signal that minimizes the magnitude of the blur in one of the two directions and the magnitude of the blur in the other of the two directions is minimized. determining the average of the intensity of the twice astigmatism-corrected signal as a first average, and determining the magnitude of the twice astigmatism-corrected signal that minimizes the magnitude of one of the two directions of the blur; The difference between the intensity and the first average is determined as the second difference, which difference represents the defocus.
A third method is to measure the magnitude of the blur along a single direction in the irradiated surface by the blur measuring means while increasing or decreasing the intensity of the twice astigmatic correction signal, and intensity of the twice astigmatically corrected signal that minimizes the magnitude of the blur in that single direction; and increasing or decreasing the magnitude of the twice astigmatically corrected signal in that single direction The difference between the intensity of the twice astigmatized signal before being measured along is determined as the third difference, which difference represents the defocus.

上記構成においては、上述のように、上記第一、第二、または第三の方法により、上記デフォーカスが取得される。これにより、上記デフォーカスを、短時間で、かつ十分な測定可能範囲を以って測定することができるようになる。
これは、上記構成においては、上記デフォーカスが、フォーカス補正信号に対する上記ぼけの測定結果にではなく、2回非点補正信号に対する上記ぼけの測定結果に基づいて測定されることによる。その測定には、上記2回非点補正手段の、上記2回非点補正信号に対する応答の速さと、上記2回非点補正手段が上記2回非点補正信号に応じて上記2回非点収差を変化させうる範囲の大きさとが、活かされている。
ここで、2回非点補正信号に対する上記ぼけの測定結果とは、2回非点補正信号の複数の強度値に対する、上記ぼけの上記各方向の大きさの測定値である。これら測定値は、これら測定値に対する近似曲線によって表せる。そのようにすれば、各近似曲線の谷の位置から、上記ぼけの各方向の大きさを最小とする上記2回非点補正信号の強度が、決定できる。
In the above configuration, the defocus is acquired by the first, second, or third method, as described above. As a result, the defocus can be measured in a short time with a sufficient measurable range.
This is because in the above configuration, the defocus is measured based on the blur measurement result for the two-fold astigmatism correction signal, not the blur measurement result for the focus correction signal. For the measurement, the speed of response of the two-time astigmatism correction means to the two-time astigmatism correction signal, The size of the range in which the aberration can be changed is utilized.
Here, the measurement result of the blur for the two-fold astigmatism-corrected signal is the measured value of the magnitude of the blur in each of the directions for a plurality of intensity values of the two-fold astigmatism-corrected signal. These measurements can be represented by a fitted curve for these measurements. In this way, the intensity of the double astigmatic correction signal that minimizes the magnitude of the blur in each direction can be determined from the position of the trough of each approximation curve.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記被照射面の高さ位置に、上記ぼけを測定するためのナイフエッジ状のぼけ測定媒体を備え、さらに、上記光源から上記被照射面までの間に、上記荷電粒子ビームを偏向することによって上記荷電粒子ビームに上記ぼけ測定媒体を走査せしめるための走査手段を備え、該備えられたぼけ測定媒体および走査手段を、上記ぼけ測定手段として用いるように、構成できる。
上記ぼけ測定手段による上記ぼけの測定は、より具体的には、上記走査手段によって上記ぼけ測定媒体を走査しながら、上記荷電粒子ビームの、上記ぼけ測定媒体に遮られなかった部分の電流、または、上記ぼけ測定媒体に遮られた部分の電流を検出し、該検出された電流の波形の鈍りに基づいて上記ぼけを評価することによる。
The charged particle beam apparatus of the present invention further comprises a knife-edge blur measurement medium for measuring the blur at a height position of the surface to be irradiated, and a blur measurement medium between the light source and the surface to be irradiated. and scanning means for causing the charged particle beam to scan the blur measuring medium by deflecting the charged particle beam, wherein the blur measuring medium and the scanning means are used as the blur measuring means. , configurable.
More specifically, the blur measurement by the blur measuring means is performed by scanning the blur measuring medium with the scanning means while the charged particle beam is not interrupted by the blur measuring medium. , detecting the current in the portion blocked by the blur measuring medium, and evaluating the blur based on the blunting of the waveform of the detected current.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記2回非点補正信号は互いに独立な2成分から構成されるものとしたうえで、上記2回非点補正信号を構成する互いに独立な2成分が上記2回非点補正手段に与えられることにより、上記2回非点収差に、互いに線形独立な2成分からなる変化が与えられるように、構成できる。
本発明の荷電粒子ビーム装置は、そのうえで、上記2回非点補正信号を構成する互いに独立な2成分の各々を増減して取得される2通りの上記第一、第二、または第三の差のうち、零でない大きさを持つ、いずれか1通りの上記第一、第二、または第三の差により、上記デフォーカスが表されるように、構成できる。
上記構成により、上記デフォーカスが零でない大きさを持っているにもかかわらず上記デフォーカスが零と誤判定されるという好ましくない事態が、確実に防止される。もし上記構成によらなければ、そのような事態が、上記2回非点補正信号に起因して上記被照射面上に発生する2回非点収差の回転角次第、および、上記2方向または単一の方向次第で、発生しうる。(ここで、上記2回非点補正信号に起因して上記被照射面上に発生する2回非点収差は、上記2回非点収差に与えられる、互いに線形独立な2成分からなる変化に、相当する。)
In the charged particle beam apparatus of the present invention, the two-time astigmatism correction signal is composed of two components independent of each other, and the two components constituting the two-time astigmatism correction signal are independent of each other. By being applied to the two-fold astigmatism correction means, the two-fold astigmatism can be provided with a change consisting of two linearly independent components.
In addition, the charged particle beam apparatus of the present invention further provides two types of the first, second, or third differences obtained by increasing or decreasing each of the two mutually independent components constituting the two-time astigmatism correction signal. The defocus can be represented by any one of the first, second, or third differences having a non-zero magnitude.
With the above configuration, it is possible to reliably prevent an undesirable situation in which the defocus is erroneously determined to be zero even though the defocus has a non-zero magnitude. Without the above configuration, such a situation would occur depending on the rotation angle of the two-fold astigmatism generated on the surface to be illuminated due to the two-fold astigmatism correction signal, and the two-way or single direction. Depending on one direction, it can occur. (Here, the 2-fold astigmatism generated on the surface to be illuminated due to the 2-fold astigmatism correction signal is a change consisting of two linearly independent components given to the 2-fold astigmatism. ,Equivalent to.)

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記零でない大きさを持つ、いずれか1通りの上記第一、第二、または第三の差は、上記2通りの上記第一、第二、または第三の差のうち、いずれか絶対値の小さくない方の1通りの上記第一、第二、または第三の差であり、上記いずれか絶対値の小さくない方の1通りの上記第一、第二、または第三の差により、上記デフォーカスが表されるように、構成できる。
この構成により、上記デフォーカスの測定精度の低下が防止される。
In the charged particle beam apparatus of the present invention, any one of the first, second, or third differences having the non-zero magnitude may be any one of the two of the first, second, or Among the third differences, one of the first, second, or third differences having a non-smaller absolute value, and one of the first having a non-smaller absolute value , the second, or the third difference to represent the defocus.
This configuration prevents the defocus measurement accuracy from deteriorating.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記デフォーカスを表すための上記1通りの上記第一、第二、または第三の差を呈する1成分を、第一の成分と称し、上記第一の方法により、上記第一の成分の呈する上記第一の差を決定するか、上記第二の方法により、上記第一の成分の呈する上記第二の差を決定するか、または、上記第三の方法により、上記第一の成分の呈する上記第三の差を決定するかし、上記デフォーカスを、上記第一の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差によって表すように、構成できる。
本発明の荷電粒子ビーム装置は、そのうえで、上記フォーカス補正信号の強度に所定の変化量を与え、上記第一の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差であって、上記フォーカス補正信号の強度に上記所定の変化量が与えられる前後における上記第一、第二、または第三の差と、上記所定の変化量とから、上記第一の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差の、上記フォーカス補正信号の強度に関する偏微分係数を、第一の偏微分係数として決定し、上記第一の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差によって表された上記デフォーカスを、上記第一の偏微分係数により、上記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算するように、構成できる。
上記構成により、上記デフォーカスが、上記フォーカス補正信号の強度の変化量として評価される。従って、以降、その変化量に基づいて上記デフォーカスを補正することができる。
In the charged particle beam apparatus of the present invention, a component exhibiting one of the first, second, or third differences for expressing the defocus is called a first component, and the first determining the first difference exhibited by the first component by the method of determining the second difference exhibited by the first component by the second method; or determining the second difference exhibited by the first component by the method of and wherein the defocus is represented by the first, second, or third difference exhibited by the first component by the method of , configurable.
The charged particle beam apparatus of the present invention further provides a predetermined amount of change in the intensity of the focus correction signal, and the first, second, or third difference exhibited by the first component, the focus From the first, second, or third difference before and after the predetermined amount of change is given to the intensity of the correction signal, and the predetermined amount of change, the first, second or determining the partial derivative of the third difference with respect to the intensity of the focus correction signal as the first partial derivative, and depending on the first, second, or third difference exhibited by the first component It can be configured such that the expressed defocus is converted into an amount of change in intensity of the focus correction signal by the first partial differential coefficient.
With the above configuration, the defocus is evaluated as the amount of change in intensity of the focus correction signal. Therefore, after that, the defocus can be corrected based on the amount of change.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記第一の偏微分係数を決定した後に、該決定された上記第一の偏微分係数の値を記憶し、それ以降、上記第一の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差によって表された上記デフォーカスの、上記フォーカス補正信号の強度の変化量への換算に、上記記憶された値の上記第一の偏微分係数を、繰り返し用いるように、構成できる。
これにより、上記デフォーカスの測定のたび(上記換算のたび)に上記第一の偏微分係数を求め直す必要がなくなる。
After determining the first partial differential coefficient, the charged particle beam apparatus of the present invention further stores the determined value of the first partial differential coefficient, and thereafter the first component exhibits converting the defocus represented by the first, second, or third difference into a change in intensity of the focus correction signal, the first partial derivative of the stored value, It can be configured for repeated use.
This eliminates the need to recalculate the first partial differential coefficient each time the defocus is measured (each time the conversion is performed).

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記デフォーカスを上記第一の偏微分係数によって上記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算した後に、そうして上記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算された上記デフォーカスを、上記フォーカス補正信号の強度に上記所定の変化量が与えられる前における上記フォーカス補正信号の強度から減算し、該減算の結果に等しい強度の上記フォーカス補正信号を、上記フォーカス補正手段に与えるように、構成できる。
これにより、上記デフォーカスが補正される。
In the charged particle beam apparatus of the present invention, after converting the defocus into the amount of change in the intensity of the focus correction signal by the first partial differential coefficient, the amount of change in the intensity of the focus correction signal is converted into The converted defocus is subtracted from the intensity of the focus correction signal before the predetermined amount of change is given to the intensity of the focus correction signal, and the focus correction signal having an intensity equal to the result of the subtraction is It can be configured to provide to the focus correction means.
This corrects the defocus.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記デフォーカスを上記第一の成分の呈する上記第二の差によって表す場合には、上記第一の平均に等しい強度の上記第一の成分を、上記2回非点補正手段に与え、また、上記デフォーカスを上記第一の成分の呈する上記第一の差によって表す場合には、上記ぼけの上記2方向のうちの1方向の大きさを最小とする上記第一の成分の強度と、上記ぼけの上記2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする上記第一の成分の強度との平均を、上記第一の平均として決定し、その平均に等しい強度の上記第一の成分を、上記2回非点補正手段に与えるように、構成できる。
これにより、上記デフォーカスの取得を上記第一または第二の方法による場合に、上記デフォーカスが補正されるとともに、上記2回非点収差の、上記第一の成分によって補正可能な成分が、補正される。
上記構成においては、上記第一の成分に対する上記ぼけの測定結果が、上記第一または第二の差の決定にだけでなく、上記第一の平均の決定にも用いられる。ここで、上記第一の成分に対する上記ぼけの測定結果とは、上記第一の成分の複数の強度値に対する、上記ぼけの上記各方向の大きさの測定値である。
従って、上記構成においては、それら測定値を上記2回非点収差の測定および補正のために改めて取得する必要がなくなる。即ち、上記構成においては、その分だけ、上記2回非点収差の測定および補正に要する時間が、短くなる。
The charged particle beam device of the present invention is further characterized in that, when the defocus is represented by the second difference exhibited by the first component, the first component of intensity equal to the first average is converted to the When the defocus is given to the two-fold astigmatism correction means and the defocus is represented by the first difference exhibited by the first component, the magnitude of the blur in one of the two directions is minimized. determining, as the first average, the average of the intensity of the first component that reduces the magnitude of the blur and the intensity of the first component that minimizes the magnitude of the other of the two directions of the blur; It can be arranged to apply said first component of intensity equal to its average to said two-fold astigmatism correction means.
As a result, when the defocus is acquired by the first or second method, the defocus is corrected, and the component of the two-fold astigmatism that can be corrected by the first component is corrected.
In the arrangement, the blur measurement for the first component is used not only to determine the first or second difference, but also to determine the first average. Here, the measurement result of the blur for the first component is a measurement value of the magnitude of the blur in each direction for the plurality of intensity values of the first component.
Therefore, in the above configuration, there is no need to obtain these measured values again for the measurement and correction of the two-fold astigmatism. That is, in the above configuration, the time required for measuring and correcting the two-fold astigmatism is shortened accordingly.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記デフォーカスを上記第一の成分の呈する上記第三の差によって表す場合には、上記デフォーカスの取得のために上記第一の成分の強度を増減しながら上記ぼけの大きさを上記被照射面内の単一の方向に沿って測定する前に、上記ぼけの、上記単一の方向の大きさを最小とする上記第一の成分の強度と、上記ぼけの、上記被照射面内で上記単一の方向に直交する方向の大きさを最小とする上記第一の成分の強度との平均を、第二の平均として決定し、その平均に等しい強度の上記第一の成分を、上記2回非点補正手段に与えておくように、構成できる。
これにより、上記デフォーカスの取得を上記第三の方法による場合において、上記デフォーカスが測定される前に、上記2回非点収差の、上記第一の成分によって補正可能な成分が、補正される。
その結果、上記デフォーカスの取得を上記第三の方法による場合に、上記デフォーカスが、より高精度に測定され、従って、上記デフォーカスが、より高精度に補正される。
The charged particle beam device of the present invention further increases or decreases the intensity of the first component to obtain the defocus when the defocus is represented by the third difference exhibited by the first component. before measuring the magnitude of the blur along a single direction in the illuminated surface while measuring the intensity of the first component of the blur that minimizes the magnitude of the single direction; , the average of the intensity of the first component of the blur in the direction orthogonal to the single direction in the illuminated surface is determined as a second average, and the average is The first component of equal intensity can be provided to the two-fold astigmatism correction means.
Thereby, when the defocus is obtained by the third method, the component of the two-fold astigmatism that can be corrected by the first component is corrected before the defocus is measured. be.
As a result, when the defocus is obtained by the third method, the defocus is measured with higher accuracy, and thus the defocus is corrected with higher accuracy.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記2回非点補正信号を構成する互いに独立な2成分のうちの、上記第一の成分とは別の1成分を、第二の成分と称し、上記第二の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差を決定し、上記フォーカス補正信号の強度に、上記所定の変化量を、または上記所定の変化量とは別の所定の変化量を、与え、上記第二の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差であって、上記フォーカス補正信号の強度に上記所定の変化量または別の所定の変化量が与えられる前後における上記第一、第二、または第三の差と、上記所定の変化量または別の所定の変化量とから、上記第二の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差の、上記フォーカス補正信号の強度に関する偏微分係数を、第二の偏微分係数として決定するように、構成でき、そのうえで、上記デフォーカスを、上記第一の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差によって表した後であって、そうして表された上記デフォーカスを上記第一の偏微分係数によって上記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算した後に、そうして上記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算された上記デフォーカスを、さらに、上記第二の偏微分係数により、上記第二の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差に換算するように、構成できる。
ただし、上記デフォーカスが上記第一の成分の呈する上記第一の差によって表される場合には、上記第二の成分の呈する上記第一の差が、上記第一の方法によって決定されるとともに、上記第二の偏微分係数が、上記第二の成分の呈する上記第一の差から決定される。上記デフォーカスが上記第一の成分の呈する上記第二の差によって表される場合には、上記第二の成分の呈する上記第二の差が、上記第二の方法によって決定されるとともに、上記第二の偏微分係数が、上記第二の成分の呈する上記第二の差から決定される。上記デフォーカスが上記第一の成分の呈する上記第三の差によって表される場合には、上記第二の成分の呈する上記第三の差が、上記第三の方法によって決定されるとともに、上記第二の偏微分係数が、上記第二の成分の呈する上記第三の差から決定される。
本発明の荷電粒子ビーム装置は、そのうえで、上記ぼけの上記2方向のうちの1方向の大きさを最小とする上記第二の成分の強度と、上記ぼけの上記2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする上記第二の成分の強度との平均を、別の第一の平均として決定するか、または、上記ぼけの、上記単一の方向の大きさを最小とする上記第二の成分の強度と、上記ぼけの、上記被照射面内で上記単一の方向に直交する方向の大きさを最小とする上記第二の成分の強度との平均を、別の第二の平均として決定するかし、該決定された別の第一または別の第二の平均に等しい強度の上記第二の成分を、上記2回非点補正手段に与えるように、構成できる。
ただし、上記別の第一または別の第二の平均は、下記3つの方法(第四、第五、および第六の方法)のいずれかによって決定される。
第四の方法は、上記ぼけの上記2方向のうちのいずれか1方向の大きさを最小とする上記第二の成分の強度と、上記第二の成分の呈する上記第一の差に換算された上記デフォーカスとから、上記別の第一の平均を決定する。
第五の方法は、上記ぼけの上記2方向のうちのいずれか1方向の大きさを最小とする上記第二の成分の強度と、上記第二の成分の呈する上記第二の差に換算された上記デフォーカスとから、上記別の第一の平均を決定する。
第六の方法は、上記ぼけの、上記単一の方向の大きさを最小、または、上記ぼけの、上記被照射面内で上記単一の方向に直交する方向の大きさを最小とする上記第二の成分の強度と、上記第二の成分の呈する上記第三の差に換算された上記デフォーカスとから、上記別の第二の平均を決定する。
上記第四の方法は、上記デフォーカスが上記第一の成分の呈する上記第一の差によって表される場合に、用いられる。上記第五の方法は、上記デフォーカスが上記第一の成分の呈する上記第二の差によって表される場合に、用いられる。上記第六の方法は、上記デフォーカスが上記第一の成分の呈する上記第三の差によって表される場合に、用いられる。
上記構成により、上記デフォーカスが補正されるとともに、上記2回非点収差の、上記第一の成分によって補正可能な成分が補正されるのに加え、上記2回非点収差の、上記第二の成分によって補正可能な成分が補正される。
上記構成においては、上記別の第一または別の第二の平均が決定される際に、上記ぼけの大きさが、上記2方向にではなく、上記2方向のうちの1方向のみに、上記単一の方向のみに、または、上記被照射面内で上記単一の方向に直交する方向のみに沿って、測定される。即ち、上記構成においては、その分だけ、上記2回非点収差の測定および補正に要する時間が、短くなる。
In the charged particle beam apparatus of the present invention, further, of the two mutually independent components constituting the two-time astigmatism correction signal, one component other than the first component is referred to as a second component, determining the first, second, or third difference exhibited by the second component, and applying the predetermined amount of change, or a predetermined amount other than the predetermined amount of change, to the intensity of the focus correction signal; and the first, second, or third difference exhibited by the second component, wherein the predetermined amount of change or another predetermined amount of change is applied to the intensity of the focus correction signal. The first, second, or third difference exhibited by the second component is calculated from the difference between the first, second, or third before and after the change and the predetermined amount of change or another predetermined amount of change. determining a partial derivative of the difference with respect to the intensity of the focus correction signal as a second partial derivative; , or after representing by a third difference, and after converting the defocus thus represented into an amount of change in intensity of the focus correction signal by the first partial differential coefficient, then the above The defocus converted into the amount of change in the intensity of the focus correction signal is further converted into the first, second, or third difference exhibited by the second component by the second partial differential coefficient. can be configured as
However, when the defocus is represented by the first difference exhibited by the first component, the first difference exhibited by the second component is determined by the first method and , the second partial derivative is determined from the first difference exhibited by the second component. When the defocus is represented by the second difference exhibited by the first component, the second difference exhibited by the second component is determined by the second method, and the A second partial derivative is determined from the second difference exhibited by the second component. When the defocus is represented by the third difference exhibited by the first component, the third difference exhibited by the second component is determined by the third method, and A second partial derivative is determined from the third difference exhibited by the second component.
The charged particle beam device of the present invention further comprises: the intensity of the second component that minimizes the magnitude of one of the two directions of the blur; determining the average with the intensity of the second component that minimizes the magnitude as another first average; The average of the intensity of the two components and the intensity of the second component that minimizes the magnitude of the blur in the direction orthogonal to the single direction in the irradiated surface is calculated as another second It can be determined as an average or arranged to provide said second component of intensity equal to said determined another first or another second average to said two-fold stigmator means.
However, the alternative first or alternative second average is determined by any of the following three methods (fourth, fifth, and sixth methods).
A fourth method is the intensity of the second component that minimizes the magnitude of one of the two directions of the blur and the first difference exhibited by the second component. Defocusing and defocusing determine said another first average.
The fifth method is the intensity of the second component that minimizes the magnitude of one of the two directions of the blur and the second difference exhibited by the second component. Defocusing and defocusing determine said another first average.
A sixth method is to minimize the magnitude of the blur in the single direction, or to minimize the magnitude of the blur in the direction perpendicular to the single direction within the illuminated surface. The other second average is determined from the intensity of the second component and the defocus converted to the third difference exhibited by the second component.
The fourth method is used when the defocus is represented by the first difference exhibited by the first component. The fifth method is used when the defocus is represented by the second difference exhibited by the first component. The sixth method is used when the defocus is represented by the third difference exhibited by the first component.
With the above configuration, the defocus is corrected, the component of the two-fold astigmatism that can be corrected by the first component is corrected, and the second component of the two-fold astigmatism is corrected. The correctable component is corrected by the component of .
In the above configuration, when the another first or another second average is determined, the magnitude of the blur is not in the two directions, but only in one of the two directions. Measured along only a single direction or along only directions orthogonal to said single direction within said illuminated surface. That is, in the above configuration, the time required for measuring and correcting the two-fold astigmatism is shortened accordingly.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、さらに、上記第二の偏微分係数を決定した後に、該決定された上記第二の偏微分係数の値を記憶し、それ以降、上記第一の偏微分係数によって上記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算された上記デフォーカスの、上記第二の成分の呈する上記第一、第二、または第三の差への換算に、上記記憶された値の上記第二の偏微分係数を、繰り返し用いるように、構成できる。
これにより、上記2回非点収差の測定および補正のたびに上記第二の偏微分係数を求め直す必要が、なくなる。
The charged particle beam apparatus of the present invention further stores the value of the determined second partial differential coefficient after determining the second partial differential coefficient, and thereafter stores the value of the determined second partial differential coefficient. to the first, second, or third difference exhibited by the second component of the defocus converted into the amount of change in the intensity of the focus correction signal by The second partial derivative can be configured to be used repeatedly.
This eliminates the need to recalculate the second partial differential coefficient each time the two-fold astigmatism is measured and corrected.

本発明の荷電粒子ビーム装置は、結像機能を持つ各種の電子ビーム装置として構成されうる。そのような装置には、電子ビーム描画装置、電子ビーム3次元造形装置、走査型電子顕微鏡、および透過型電子顕微鏡が含まれる。
本発明の荷電粒子ビーム装置は、また、結像機能を持つ各種のイオンビーム装置としても構成されうる。
The charged particle beam device of the present invention can be configured as various electron beam devices having an imaging function. Such devices include electron beam writers, electron beam three-dimensional printers, scanning electron microscopes, and transmission electron microscopes.
The charged particle beam device of the present invention can also be configured as various ion beam devices with imaging functions.

<2.実施例>
以下に、本発明の荷電粒子ビーム装置の具体的な実施例を説明する。
<2. Example>
Specific examples of the charged particle beam apparatus of the present invention are described below.

(実施例1)
本発明の荷電粒子ビーム装置の基本的な実施例を、実施例1として、以下に説明する。
(Example 1)
A basic embodiment of the charged particle beam device of the present invention will be described below as a first embodiment.

本実施例では、本発明の荷電粒子ビーム装置が、可変成形電子ビーム描画装置として構成されている。本実施例の装置(可変成形電子ビーム描画装置)の構成を、図1に示す。図1には、本実施例の装置の光学系、測定系、および制御系の構成が示されている。 In this embodiment, the charged particle beam apparatus of the present invention is configured as a variable shaping electron beam writing apparatus. FIG. 1 shows the configuration of the apparatus (variably shaped electron beam writing apparatus) of this embodiment. FIG. 1 shows the configuration of the optical system, measurement system, and control system of the apparatus of this embodiment.

本実施例の装置の光学系は、図1に示すように、図24の光学系と、構成を同じくする。(図1および図24の光学系において、同じ構成要素には、同じ符号が付されている。)ただし、図1では、第2の成形開口板7よりも電子ビーム1の上流側の光学系構成要素が省略されている。
本実施例の装置の光学系におけるレンズおよび偏向器類は、磁界型および静電型のいずれであってもよいが、以降では、それぞれ、磁界型および静電型であるものとする。
これらレンズおよび偏向器類のうち、本実施例で重要となるのは、対物偏向器13である。対物偏向器13は、8極の静電偏向器である。対物偏向器13は、π/4(45°)間隔で8つに等分割された導電性かつ非磁性の中空円筒からなる。対物偏向器13の極数は、8極以外(例えば12極)であってもよいが、以降では、8極とする。
The optical system of the apparatus of this embodiment, as shown in FIG. 1, has the same configuration as that of the optical system of FIG. (In the optical systems of FIGS. 1 and 24, the same components are denoted by the same reference numerals.) However, in FIG. Components omitted.
The lenses and deflectors in the optical system of the apparatus of this embodiment may be either of the magnetic type or the electrostatic type.
Of these lenses and deflectors, the objective deflector 13 is important in this embodiment. The objective deflector 13 is an 8-pole electrostatic deflector. The objective deflector 13 consists of a conductive and non-magnetic hollow cylinder equally divided into eight at π/4 (45°) intervals. The number of poles of the objective deflector 13 may be other than 8 poles (for example, 12 poles), but hereinafter it is assumed to be 8 poles.

本実施例の装置の測定系は、図1に示すように、ナイフエッジ20およびファラデーカップ21を備える。ナイフエッジ20およびファラデーカップ21は、図1に示すように、材料ステージ14上の、材料10とは別の領域に設けられている。ナイフエッジ20は、材料10と、表面の高さ位置を同じくする。
図1においては、便宜上、ナイフエッジ20が、単一のナイフエッジとして描かれているが、ナイフエッジ20は、ナイフエッジ20Xおよび20Y(いずれも図示せず)という2つのナイフエッジからなる。ナイフエッジ20Xおよび20Yは、それぞれ、Y軸およびX軸に平行なエッジを持ち、それぞれ、X方向およびY方向に走査される。従って、ナイフエッジ20により、投影図形11の位置、大きさ、およびエッジの鈍りの、X方向成分およびY方向成分が得られる。投影図形11の位置、大きさ、およびエッジの鈍りについては、後述する。
The measuring system of the apparatus of this embodiment comprises a knife edge 20 and a Faraday cup 21, as shown in FIG. Knife edge 20 and Faraday cup 21 are provided on material stage 14 in a separate area from material 10, as shown in FIG. The knife edge 20 and the material 10 have the same surface height position.
Although knife edge 20 is depicted as a single knife edge in FIG. 1 for convenience, knife edge 20 consists of two knife edges, knife edges 20X and 20Y (neither shown). Knife edges 20X and 20Y have edges parallel to the Y and X axes, respectively, and are scanned in the X and Y directions, respectively. Therefore, the knife edge 20 provides the X- and Y-direction components of the position, size, and edge dullness of the projected figure 11 . The position, size, and dullness of edges of the projected figure 11 will be described later.

補足すれば、ナイフエッジ20Xおよび20Yは、各々、電子反射体に置き換え可能である。(このことは、実施例2~実施例11にも当てはまる。)ここで、電子反射体とは、例えば、重金属製の細線である。
ただし、ナイフエッジ20Xおよび20Yが電子反射体に置き換えられる場合には、その電子反射体が、対物偏向器13によって電子ビーム1を偏向することで走査され、その電子反射体で反射される電子が、反射電子検出器(図示せず)で受けられ、そして、その反射電子検出器の出力信号に基づき、電子ビーム1のぼけが測定される。その反射電子検出器は、例えば、対物レンズ9の直下に設けられる。
Supplementally, knife edges 20X and 20Y can each be replaced with electron reflectors. (This also applies to Examples 2 to 11.) Here, the electron reflector is, for example, a fine wire made of heavy metal.
However, when the knife edges 20X and 20Y are replaced with electron reflectors, the electron reflectors are scanned by deflecting the electron beam 1 by the objective deflector 13, and the electrons reflected by the electron reflectors are , is received by a backscattered electron detector (not shown), and the blur of the electron beam 1 is measured based on the output signal of the backscattered electron detector. The backscattered electron detector is provided directly below the objective lens 9, for example.

本実施例の装置の制御系は、図1に示すように、レンズ制御部24、対物偏向器制御部25、材料ステージ制御部26、ファラデーカップ吸収電流信号処理部27、中央制御部28、および記憶部29からなる。レンズ制御部24、対物偏向器制御部25、材料ステージ制御部26、ファラデーカップ吸収電流信号処理部27、および記憶部29は、いずれも、中央制御部28に接続されている。 As shown in FIG. 1, the control system of the apparatus of this embodiment comprises a lens control section 24, an objective deflector control section 25, a material stage control section 26, a Faraday cup absorption current signal processing section 27, a central control section 28, and It consists of a storage unit 29 . The lens control section 24 , objective deflector control section 25 , material stage control section 26 , Faraday cup absorption current signal processing section 27 and storage section 29 are all connected to the central control section 28 .

本実施例の装置は、自身の光学系(特に、対物偏向器13)と測定系を用いて、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。これらのこと自体は、図24の光学系にも当てはまる。 The apparatus of this embodiment uses its own optical system (in particular, the objective deflector 13) and measurement system to measure its own axial defocus, axial two-fold astigmatism, deflection field curvature aberration, and deflection Measure and correct for astigmatism twice. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method. These things themselves also apply to the optical system of FIG.

本実施例の装置は、しかし、上記軸上デフォーカスの測定および補正を、フォーカス補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線とは別の曲線に基づかせ、さらに、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正を、フォーカス補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線とは別の曲線に基づかせる。
具体的には、本実施例の装置は、上記軸上デフォーカスの測定および補正を、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づかせるとともに、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正も、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づかせる。即ち、本実施例の装置は、これら収差の測定の際に、フォーカス補正電流およびフォーカス補正電圧のいずれでもなく、2回非点補正電圧を増減する。
However, the apparatus of this embodiment bases the measurement and correction of the axial defocus on a curve different from the curve of the blurring of the electron beam 1 against the focus correction current, and furthermore measures the deflection curvature of field. and the correction is based on a curve different from the electron beam 1 blur curve with respect to the focus correction voltage.
Specifically, the apparatus of this embodiment bases the measurement and correction of the axial defocus on the blur curve of the electron beam 1 with respect to the two-fold astigmatism correction voltage, and measures the deflection curvature of field. And the correction is also based on the blur curve of the electron beam 1 against the twice astigmatism correction voltage. That is, the apparatus of this embodiment increases and decreases the astigmatism correction voltage twice, not the focus correction current or the focus correction voltage, when measuring these aberrations.

本実施例の装置は、そのための制御を含め、自身の光学系および測定系の制御を、上記制御系による。これらの制御は、中央制御部28により、中央制御部28以外の制御系構成要素を統合的に制御することによる。 The apparatus of this embodiment controls its own optical system and measurement system, including the control therefor, by the control system described above. These controls are performed by the central control unit 28 integrally controlling control system components other than the central control unit 28 .

即ち、中央制御部28は、レンズ制御部24、対物偏向器制御部25、材料ステージ制御部26、ファラデーカップ吸収電流信号処理部27を制御する。
中央制御部28は、さらに、これら制御系構成要素を用いた測定および補正に必要なデータ、具体的には、上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正するのに必要なデータを、記憶部29から読み込む。中央制御部28は、それらデータに基づいて必要な演算および制御を行うとともに、その結果として得られたデータを、記憶部29に書き込む。
That is, the central controller 28 controls the lens controller 24 , the objective deflector controller 25 , the material stage controller 26 , and the Faraday cup absorption current signal processor 27 .
The central control unit 28 further provides data necessary for measurement and correction using these control system components, specifically, the above-mentioned axial defocus, axial two-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and The data necessary for measuring and correcting the deflection 2-fold astigmatism are read from the storage unit 29 . The central control unit 28 performs necessary calculations and controls based on these data, and writes the resulting data into the storage unit 29 .

レンズ制御部24、対物偏向器制御部25、材料ステージ制御部26、およびファラデーカップ吸収電流信号処理部27は、次の制御を担う。
レンズ制御部24は、対物レンズ9を介して、ナイフエッジ20(または電子反射体)上のデフォーカスを制御する。対物偏向器制御部25は、対物偏向器13を介して、電子ビーム1の偏向を制御するとともに、ナイフエッジ20上のデフォーカスおよび2回非点収差を制御する。材料ステージ制御部26は、材料ステージ14を介して、材料10およびナイフエッジ20の位置を制御する。ファラデーカップ吸収電流信号処理部27は、ファラデーカップ吸収電流信号をアナログ・デジタル変換し、そうして得られた信号を中央制御部28に入力する。ファラデーカップ吸収電流信号については、後述する。
ここで、ナイフエッジ20上のデフォーカスとは、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差のいずれかまたは両方と、対物レンズ9へのフォーカス補正電流の入力および対物偏向器13へのフォーカス補正電圧の入力のいずれかまたは両方に起因するデフォーカスとの合成による収差を意味する。(従って、ナイフエッジ20上のデフォーカスは、フォーカス補正電流およびフォーカス補正電圧のいずれかまたは両方の増減とともに、自身の大きさを変える。)ナイフエッジ20上の2回非点収差とは、上記軸上2回非点収差および偏向2回非点収差のいずれかまたは両方と、対物偏向器13への2回非点補正電圧の入力に起因する2回非点収差との合成による収差を意味する。(従って、ナイフエッジ20上の2回非点収差は、2回非点補正電圧の増減とともに、自身の大きさを変える。)
The lens controller 24, the objective deflector controller 25, the material stage controller 26, and the Faraday cup absorption current signal processor 27 are responsible for the following controls.
A lens control unit 24 controls defocusing on the knife edge 20 (or electron reflector) via the objective lens 9 . The objective deflector control unit 25 controls the deflection of the electron beam 1 via the objective deflector 13 and also controls defocus and two-fold astigmatism on the knife edge 20 . Material stage controller 26 controls the positions of material 10 and knife edge 20 via material stage 14 . The Faraday cup absorption current signal processing unit 27 analog-to-digital converts the Faraday cup absorption current signal and inputs the resulting signal to the central control unit 28 . The Faraday cup absorption current signal will be described later.
Here, the defocus on the knife edge 20 means either or both of the axial defocus and deflection curvature of field aberration, input of the focus correction current to the objective lens 9 and focus correction to the objective deflector 13. It means aberration combined with defocus caused by either or both of the voltage inputs. (Therefore, the defocus on the knife edge 20 changes its magnitude as either or both of the focus correction current and the focus correction voltage are increased or decreased.) The two-fold astigmatism on the knife edge 20 is the above Aberration resulting from synthesis of either or both of axial two-fold astigmatism and deflection two-fold astigmatism, and two-fold astigmatism caused by inputting a two-fold astigmatism correction voltage to the objective deflector 13 do. (Thus, the two-fold astigmatism on the knife edge 20 changes its magnitude as the two-fold astigmatism voltage is increased or decreased.)

レンズ制御部24、対物偏向器制御部25、材料ステージ制御部26、およびファラデーカップ吸収電流信号処理部27のうち、本実施例において重要となるのは、対物偏向器制御部25である。
対物偏向器制御部25は、対物偏向器13の電極に、所定の電極電圧配分に基づく電極電圧を印加する。ここで、所定の電極電圧配分とは、具体的には、偏向電圧、歪補正電圧、フォーカス補正電圧、および2回非点補正電圧が従う電極電圧配分である。
Of the lens controller 24, objective deflector controller 25, material stage controller 26, and Faraday cup absorption current signal processor 27, the objective deflector controller 25 is important in this embodiment.
The objective deflector controller 25 applies electrode voltages based on a predetermined electrode voltage distribution to the electrodes of the objective deflector 13 . Here, the predetermined electrode voltage distribution is specifically the electrode voltage distribution followed by the deflection voltage, the distortion correction voltage, the focus correction voltage, and the two-fold astigmatism correction voltage.

本実施例において偏向電圧、歪補正電圧、フォーカス補正電圧、および2回非点補正電圧が従う電極電圧配分(特許文献2を参照)を、図2に示す。ここで、歪補正電圧とは、本実施例の装置の生む偏向歪収差の補正のために偏向電圧に加算される電圧を指す。ただし、これら電圧のうち、偏向電圧および歪補正電圧は、電極電圧配分を互いに同じくする。以降では、歪補正電圧の説明は省く。
図2において、8つの円弧は、対物偏向器13を構成する8つの電極を表し、8つの円弧の中の記号は、各々、偏向電圧、フォーカス補正電圧、および2回非点補正電圧のいずれかの電極電圧配分を記述する分布関数を表す。図2において、Z軸の正の向きは、紙面から手前の向きである。つまり、その向きに電子ビーム1が流れる。
FIG. 2 shows the electrode voltage distribution according to the deflection voltage, distortion correction voltage, focus correction voltage, and two-fold astigmatism correction voltage in this embodiment (see Patent Document 2). Here, the distortion correction voltage refers to a voltage added to the deflection voltage for correcting the deflection distortion aberration produced by the apparatus of this embodiment. Among these voltages, however, the deflection voltage and the distortion correction voltage have the same electrode voltage distribution. Hereinafter, description of the distortion correction voltage will be omitted.
In FIG. 2, the eight arcs represent the eight electrodes that make up the objective deflector 13, and the symbols inside the eight arcs are deflection voltages, focus correction voltages, and two-fold astigmatism correction voltages. represents the distribution function describing the electrode voltage distribution of In FIG. 2, the positive direction of the Z-axis is toward the front of the page. That is, the electron beam 1 flows in that direction.

より詳細には、図2において、f1Aおよびf1Bは、偏向電圧の直交2成分の電極電圧配分を記述する分布関数を表す。f0Aは、フォーカス補正電圧の電極電圧配分を記述する分布関数を表す。f2Aおよびf2Bは、2回非点補正電圧の直交2成分の電極電圧配分を記述する分布関数を表す。これら分布関数は、いずれも、対物偏向器13の中心軸周りの角度の関数である。以降では、その角度をψとする。
角度ψは、8つの電極のうち紙面上で最も右に位置する電極の中心を自身の基準(即ち、零)とし、図2における反時計回りを自身の正の向きとする。その電極の角度位置は、偏向電圧の直交2成分の一方およびもう一方がそれぞれ材料10(およびナイフエッジ20)の高さ位置における電子ビーム1の位置をX方向およびY方向に変化させるように、決定される。これにより、f1Aおよびf1Bの回転角だけでなく、残りの分布関数の回転角も決定される。(ここで、偏向電圧の直交2成分の一方およびもう一方とは、具体的には、それぞれV1AおよびV1Bである。V1AおよびV1Bについては後述する。)
図2中の各円弧に添えられた数字は、f1A(ψ)およびf1B(ψ)、f0A(ψ)、そしてf2A(ψ)およびf2B(ψ)の各々の、各電極位置(電極中心の角度位置)における値を表す。ψは、各電極位置において、π/4(=2π/8)の整数倍に等しい。従って、各電極位置において、f1A(ψ)、f0A(ψ)、およびf2A(ψ)は、それぞれ、cosψ、1(=cos0)、およびcos2ψに一致し、f1B(ψ)およびf2B(ψ)は、それぞれ、sinψおよびsin2ψに一致する。即ち、これら分布関数のうち、f1A(ψ)とf1B(ψ)は、互いに線形独立であり、かつ互いに直交し、また、f2A(ψ)とf2B(ψ)も、互いに線形独立であり、かつ互いに直交する。ここで、これら分布関数が互いに直交するとは、これら分布関数の位相が互いにπ/2だけ異なることを、意味する。
More specifically, in FIG. 2 f 1A and f 1B represent distribution functions describing the electrode voltage distribution of the two orthogonal components of the deflection voltage. f 0A represents the distribution function describing the electrode voltage distribution of the focus correction voltage. f2A and f2B represent distribution functions that describe the electrode voltage distribution of the two orthogonal components of the two-fold astigmatic correction voltage. All of these distribution functions are functions of angles around the central axis of the objective deflector 13 . Henceforth, let the angle be (psi).
The angle ψ has its own reference (that is, zero) at the center of the rightmost electrode of the eight electrodes on the paper surface, and the counterclockwise rotation in FIG. 2 is its own positive direction. The angular positions of the electrodes are such that one and the other of the two orthogonal components of the deflection voltage respectively change the position of the electron beam 1 at the height of the material 10 (and the knife edge 20) in the X and Y directions. It is determined. This determines not only the rotation angles of f 1A and f 1B , but also the rotation angles of the remaining distribution functions. (Here, one and the other of the two orthogonal components of the deflection voltage are specifically V1A and V1B , respectively. V1A and V1B will be described later.)
The numbers attached to each arc in FIG . (angular position of the electrode center). ψ is equal to an integer multiple of π/4 (=2π/8) at each electrode position. Therefore, at each electrode position, f 1A (ψ), f 0A (ψ), and f 2A (ψ) correspond to cos ψ, 1 (=cos 0), and cos 2ψ, respectively, and f 1B (ψ) and f 2B (ψ) correspond to sin ψ and sin2ψ, respectively. That is, among these distribution functions, f 1A (ψ) and f 1B (ψ) are linearly independent of each other and orthogonal to each other, and f 2A (ψ) and f 2B (ψ) are also linearly independent of each other. and are orthogonal to each other. Here, the fact that these distribution functions are orthogonal to each other means that the phases of these distribution functions are different from each other by π/2.

上記分布関数により、対物偏向器13の電極電圧の成分が表せ、これら成分により、対物偏向器13の電極電圧が表せる。ここで、対物偏向器13の電極電圧の成分とは、具体的には、偏向電圧、フォーカス補正電圧、および2回非点補正電圧に起因する電極電圧成分である。偏向電圧、フォーカス補正電圧、および2回非点補正電圧に起因する電極電圧成分をそれぞれV、V、およびV(いずれも実数)とし、さらに対物偏向器13の電極電圧をV(実数)とすれば、V、V、V、およびVは、それぞれ、ψの関数として、(1)~(4)式で表せる。
(ψ)=V1A1A(ψ)+V1B1B(ψ) (1)
(ψ)=V0A0A(ψ) (2)
(ψ)=V2A2A(ψ)+V2B2B(ψ) (3)
V(ψ)=V(ψ)+V(ψ)+V(ψ) (4)
(1)~(4)式において、V1AおよびV1B(いずれも実数)は、偏向電圧の直交2成分を表し、V0A(実数)は、フォーカス補正電圧を表し、V2AおよびV2B(いずれも実数)は、2回非点補正電圧の直交2成分を表す。V1AおよびV1B、V0A、そして、V2AおよびV2Bは、いずれも、図2において+1Vの電圧が印加されている電極の電圧に、相当する。これらは、いずれも、独立変数であり、独立に制御できる。以降では、特に必要のない限り、V1AおよびV1B、V0A、そして、V2AおよびV2Bを、それぞれ、単に、偏向電圧、フォーカス補正電圧、そして、2回非点補正電圧と称す。
The components of the electrode voltage of the objective deflector 13 can be represented by the distribution function, and the electrode voltage of the objective deflector 13 can be represented by these components. Here, the electrode voltage components of the objective deflector 13 are specifically electrode voltage components resulting from the deflection voltage, the focus correction voltage, and the two-fold astigmatism correction voltage. The electrode voltage components resulting from the deflection voltage, the focus correction voltage, and the two-fold astigmatism correction voltage are V 1 , V 0 , and V 2 (all real numbers), respectively, and the electrode voltage of the objective deflector 13 is V (real number ), V 1 , V 0 , V 2 , and V can be expressed by equations (1) to (4) as functions of ψ.
V 1 (ψ)=V 1A f 1A (ψ)+V 1B f 1B (ψ) (1)
V 0 (ψ)=V 0A f 0A (ψ) (2)
V 2 (ψ)=V 2A f 2A (ψ)+V 2B f 2B (ψ) (3)
V(ψ)=V 1 (ψ)+V 0 (ψ)+V 2 (ψ) (4)
In equations (1) to (4), V 1A and V 1B (both real numbers) represent two orthogonal components of the deflection voltage, V 0A (real number) represents the focus correction voltage, and V 2A and V 2B ( (both are real numbers) represent two orthogonal components of the two-fold astigmatism correction voltage. V 1A and V 1B , V 0A , and V 2A and V 2B all correspond to the voltages of the electrodes to which the voltage of +1V is applied in FIG. All of these are independent variables and can be controlled independently. Hereinafter, V 1A and V 1B , V 0A , and V 2A and V 2B are simply referred to as deflection voltage, focus correction voltage, and two-fold astigmatism correction voltage, respectively, unless otherwise required.

以降で、本実施例の装置が自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する要領を、説明する。 In the following, the procedure for measuring and correcting axial defocus, axial two-fold astigmatism, deflection field curvature aberration, and deflection two-fold astigmatism produced by the apparatus of this embodiment will be described. .

本実施例の装置は、上記4つの収差のうち、まずは、自身の生む軸上デフォーカスを測定および補正する。本実施例の装置は、その軸上デフォーカスを、XY差によって表す。XY差については後述する。 Of the above four aberrations, the apparatus of this embodiment first measures and corrects the axial defocus produced by itself. The device of this embodiment expresses its axial defocus by the XY difference. The XY difference will be described later.

本実施例の装置は、上記軸上デフォーカスの測定および補正のため、まず、ナイフエッジ20(およびファラデーカップ21)を材料ステージ14によって電子ビーム1の直下に移動させる。本実施例の装置は、そのうえで、2回非点補正電圧V2Aを増減しながら、ナイフエッジ20によって電子ビーム1のぼけを測定する。その間、V2Aに離散的な変化を与えることと、電子ビーム1によってナイフエッジ20を走査することが、交互に繰り返される。本実施例の装置は、さらに、V2Bを増減しながら、ナイフエッジ20によって電子ビーム1のぼけを測定する。その間、V2Bに離散的な変化を与えることと、電子ビーム1によってナイフエッジ20を走査することが、交互に繰り返される。
ここで、ナイフエッジ20は、そのエッジの方向(Y方向およびX方向)と垂直な方向に微小走査される。即ち、ナイフエッジ20Xおよび20Yの各々が微小走査される。ナイフエッジ20Xおよび20Yの微小走査の順序は問わない。
本実施例の装置は、これらナイフエッジの微小走査のため、偏向電圧V1AおよびV1Bの各々を微小変化させる。その結果、電子ビーム1が、対物偏向器13により、X方向およびY方向の各々に沿って微小偏向される。
In the apparatus of this embodiment, first, the material stage 14 moves the knife edge 20 (and the Faraday cup 21) directly below the electron beam 1 in order to measure and correct the axial defocus. The apparatus of this embodiment then measures the blurring of the electron beam 1 with the knife edge 20 while increasing and decreasing the astigmatism correction voltage V2A twice. In the meantime, giving discrete changes to V2A and scanning the knife edge 20 with the electron beam 1 are alternately repeated. The apparatus of this embodiment also measures the blurring of the electron beam 1 by the knife edge 20 while increasing or decreasing V2B . In the meantime, giving discrete changes to V2B and scanning the knife edge 20 with the electron beam 1 are alternately repeated.
Here, the knife edge 20 is finely scanned in a direction perpendicular to the direction of the edge (Y direction and X direction). That is, each of knife edges 20X and 20Y is finely scanned. The order of fine scanning of knife edges 20X and 20Y does not matter.
The apparatus of this embodiment slightly changes each of the deflection voltages V1A and V1B for fine scanning of these knife edges. As a result, the electron beam 1 is slightly deflected along each of the X and Y directions by the objective deflector 13 .

ナイフエッジ20が上述のように微小走査される間、本実施例の装置は、電子ビーム1がナイフエッジ20に遮られることによって変化する電子ビーム1の電流を、ファラデーカップ21で受ける。本実施例の装置は、そうすることで、目的の信号、即ち、ファラデーカップ吸収電流信号を取得する。
補足すれば、ファラデーカップ吸収電流信号が表すのは、電子ビーム1の、ナイフエッジ20により遮られなかった部分の電流である。もし可能なら、その電流の代わりに、ナイフエッジ20により遮られた部分の電流を検出してもよい。そのようにしても、ファラデーカップ吸収電流信号と同様の信号が得られる。ここで、ナイフエッジ20により遮られた部分の電流とは、即ち、ナイフエッジ20によって吸収された(または反射された)部分の電流である。
While the knife edge 20 is micro-scanned as described above, the apparatus of this embodiment receives at the Faraday cup 21 the current of the electron beam 1 that changes due to the electron beam 1 being intercepted by the knife edge 20 . By doing so, the apparatus of this embodiment acquires the desired signal, ie, the Faraday cup absorption current signal.
Supplementally, the Faraday cup absorption current signal represents the current in the portion of the electron beam 1 that was not intercepted by the knife edge 20 . If possible, the current interrupted by the knife edge 20 may be detected instead of that current. Even so, a signal similar to the Faraday cup absorption current signal is obtained. Here, the portion of the current intercepted by the knife edge 20 is the portion of the current that is absorbed (or reflected) by the knife edge 20 .

ファラデーカップ吸収電流信号は、上述の要領によって取得された後、ファラデーカップ吸収電流信号処理部27に入力され、ファラデーカップ吸収電流信号処理部27によってアナログ・デジタル変換され、そして、中央制御部28に入力される。
ファラデーカップ吸収電流信号は、そして、中央制御部28によって解析される。ここで、中央制御部28は、ファラデーカップ吸収電流信号を位置XまたはY(あるいは時間)で微分し、その結果として得られる信号波形(微分波形)を評価する。
上記信号波形は、投影図形11の電流密度分布を表す。従って、上記信号波形から、投影図形11の位置、大きさ、およびエッジの鈍りが得られる。より詳細には、上記信号波形の立ち上がりおよび立ち下りのエッジの位置からは、投影図形11の位置が得られるとともに、投影図形11の大きさも得られ、上記信号波形の鈍りからは、投影図形11のエッジの鈍りが得られる。これら量のうち、上記軸上デフォーカスを測定および補正するに際して重要となるのは、投影図形11のエッジの鈍りである。
After the Faraday cup absorption current signal is acquired in the manner described above, it is input to the Faraday cup absorption current signal processing unit 27, analog-to-digital converted by the Faraday cup absorption current signal processing unit 27, and sent to the central control unit 28. is entered.
The Faraday cup absorption current signal is then analyzed by central controller 28 . Here, the central control unit 28 differentiates the Faraday cup absorption current signal with respect to position X or Y (or time) and evaluates the resulting signal waveform (differential waveform).
The above signal waveform represents the current density distribution of the projected figure 11 . Therefore, the position, size, and edge bluntness of the projection figure 11 can be obtained from the signal waveform. More specifically, the position of the projected figure 11 can be obtained from the positions of the rising and falling edges of the signal waveform, and the size of the projected figure 11 can also be obtained. edge dullness is obtained. Of these quantities, the dullness of the edge of the projected figure 11 is important in measuring and correcting the axial defocus.

上記信号波形の例を、図3に示す。図3において、実線および破線は、それぞれ、電子ビーム1のぼけが小さいとき、および大きいときの上記信号波形を例示する。即ち、その実線および破線は、それぞれ、電子ビーム1のぼけが小さいとき、および大きいときの、投影図形11の電流密度分布を例示する。
図3に示すように、電子ビーム1のぼけが大きくなれば、投影図形11のエッジの鈍りが大きくなる。(ここで、投影図形11のエッジの鈍りが大きくなるとは、投影図形11のエッジにおける電流密度分布の傾斜が緩やかとなることを意味する。)従って、投影図形11のエッジの鈍りは、電子ビーム1のぼけの大きさの指標となる。
An example of the signal waveform is shown in FIG. In FIG. 3, the solid line and broken line respectively illustrate the above signal waveforms when the electron beam 1 has a small blur and a large blur. That is, the solid line and dashed line respectively illustrate the current density distribution of the projection figure 11 when the blur of the electron beam 1 is small and large.
As shown in FIG. 3, the greater the blurring of the electron beam 1, the greater the bluntness of the edge of the projection figure 11. FIG. (Here, the blunting of the edge of the projected figure 11 is increased means that the gradient of the current density distribution at the edge of the projected figure 11 is gradual.) Accordingly, the blunting of the edge of the projected figure 11 is 1 is an index of blur size.

上記信号波形(微分波形)についての以上のことは、上記軸上デフォーカスの測定および補正にだけでなく、残りの3つの収差(上記軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差)の測定および補正にも、当てはまる。以降では、電子ビーム1のぼけの測定は、収差の違いによらず、上述の要領(ナイフエッジ20の微小走査、ファラデーカップ吸収電流の取得、および、上記信号波形の解析)によるものとする。 The above about the signal waveform (differential waveform) is not only for the measurement and correction of the axial defocus, but also for the remaining three aberrations (the axial 2-fold astigmatism, deflection field curvature, and This also applies to the measurement and correction of deflection 2-fold astigmatism. Hereinafter, the blurring of the electron beam 1 is measured according to the above-described procedure (fine scanning of the knife edge 20, acquisition of the Faraday cup absorption current, and analysis of the signal waveform) regardless of the difference in aberration.

本実施例の装置は、上記過程(2回非点補正電圧V2AまたはV2Bを増減しながらの、電子ビーム1のぼけの測定)の間、フォーカス補正電流およびフォーカス補正電圧の値を、いずれも零に固定しておく。本実施例の装置は、その間におけるフォーカス補正条件およびフォーカス補正電流を、それぞれ第0のフォーカス補正条件および第0のフォーカス補正電流とする。以降では、フォーカス補正電流をI0Aで表すとともに、第n(n=0または1)のフォーカス補正電流をI0Anで表す。
ただし、本実施例の装置が上記過程の間にフォーカス補正電流およびフォーカス補正電圧の値をいずれも零に固定しておくのは、本実施例の装置の組立直後に上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差のいずれもがまだ補正されておらず、従ってフォーカス補正電流およびフォーカス補正電圧の値のいずれもが零である場合においてである。そうでない場合、即ち、フォーカス補正電流およびフォーカス補正電圧のいずれかまたは両方が零でない値を持っている場合においては、上記過程の間、フォーカス補正電流およびフォーカス補正電圧の各々の値を、上記軸上デフォーカスを測定する直前におけるそれらの各々の値に固定しておけばよい。即ち、第0のフォーカス補正電流は、零でない値を持ちうる。以降では、これにかかわらず、上記過程の間、フォーカス補正電流およびフォーカス補正電圧の値は、いずれも零に固定されるものとする。これを前提とすれば、I0A0は、零である。
During the above process (measurement of the blur of the electron beam 1 while increasing and decreasing the astigmatism correction voltage V2A or V2B twice), the apparatus of this embodiment changes the values of the focus correction current and the focus correction voltage to is also fixed to zero. In the apparatus of this embodiment, the focus correction condition and the focus correction current during that period are set to the 0th focus correction condition and the 0th focus correction current, respectively. Hereinafter, the focus correction current is represented by I0A , and the n-th (n=0 or 1) focus correction current is represented by I0An .
However, the reason why the apparatus of this embodiment fixes the values of both the focus correction current and the focus correction voltage to zero during the above process is that the on-axis defocus and deflection are performed immediately after the apparatus of this embodiment is assembled. This is the case when none of the field curvature aberrations have yet been corrected, so that both the values of the focus correction current and the focus correction voltage are zero. Otherwise, i.e., if either or both of the focus correction current and the focus correction voltage have non-zero values, during the above process, the respective values of the focus correction current and the focus correction voltage are set to the above axis It suffices to fix them to their respective values immediately before the upper defocus is measured. That is, the 0th focus correction current can have a non-zero value. In the following, regardless of this, the values of the focus correction current and the focus correction voltage are both fixed at zero during the above process. Given this, I0A0 is zero.

本実施例の装置は、上記過程において、上述のように電子ビーム1のぼけを測定することにより、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線と、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線とを取得する。これら曲線は、各々、上記過程において2回非点補正電圧の複数の値に対して得られたぼけの測定値に対する、近似曲線である。
本実施例の装置は、そして、これら曲線の谷の位置を決定する。即ち、これら曲線から、X方向のぼけを最小とするV2A、Y方向のぼけを最小とするV2A、X方向のぼけを最小とするV2B、および、Y方向のぼけを最小とするV2Bが、決定される。上記近似曲線を解析関数(例えば、双曲線)とすれば、これら曲線の谷の位置を解析的に決定することが可能である。
In the above process, the apparatus of this embodiment measures the blur of the electron beam 1 as described above to obtain curves of the blur in the X direction and the Y direction of the electron beam 1 with respect to the two-time astigmatism correction voltage V 2A , Curves of blurring in the X and Y directions of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage V2B are obtained. Each of these curves is an approximation curve to the blur measurements obtained for multiple values of the twice astigmatic voltage in the above process.
The apparatus of this embodiment then determines the location of the valleys of these curves. That is, from these curves, V 2A for minimum blur in the X direction, V 2A for minimum blur in the Y direction, V 2B for minimum blur in the X direction, and V 2B for minimum blur in the Y direction. 2B is determined. If the approximate curves are analytic functions (for example, hyperbolas), it is possible to analytically determine the positions of the troughs of these curves.

上記過程においては、これら曲線の谷の位置の決定のため、2回非点補正電圧の増減の範囲に、これら曲線の各々の谷を確認するのに十分な幅を持たせる必要がある。
その幅は、本実施例の装置の組立直後、即ち、対物レンズ9および縮小レンズ8に最初に励磁電流を流す際に、大きくなりがちである。これは、その時点においては、対物レンズ9の励磁電流の適正値が確定していないことによる。
同様のことは、これらレンズの励磁電流を一旦切り、その後、これら電流の値を元に戻した場合にも生じうる。これには、これらレンズの磁性材料の磁気ヒステリシスが関わる。
In the above process, in order to determine the positions of the troughs of these curves, it is necessary to provide a range of increase and decrease of the two-time astigmatism correction voltage with sufficient width to confirm the troughs of each of these curves.
The width tends to increase immediately after assembly of the apparatus of this embodiment, that is, when the excitation current is first applied to the objective lens 9 and the reduction lens 8 . This is because the appropriate value of the excitation current for the objective lens 9 has not been determined at that time.
The same thing can happen if the excitation currents for these lenses are turned off and then turned back on. This involves the magnetic hysteresis of the magnetic material of these lenses.

本実施例の装置は、2回非点補正電圧を上述のように増減する前における2回非点補正電圧V2AおよびV2Bの各々を、第0の2回非点発生電圧と定義し、X方向のぼけを最小とするV2AおよびV2Bの各々を、第1の2回非点発生電圧と定義し、Y方向のぼけを最小とするV2AおよびV2Bの各々を、第2の2回非点発生電圧と定義する。本実施例でこのように2回非点補正電圧に2回非点発生電圧という呼称を与えるのは、本発明では、ナイフエッジ20上のデフォーカスの測定のため、2回非点収差を積極的に発生させることによる。 The apparatus of this embodiment defines each of the two-time astigmatism correction voltages V2A and V2B before increasing or decreasing the two-time astigmatism correction voltage as described above as the 0th two-time astigmatism generation voltage, Each of V2A and V2B that minimizes blur in the X direction is defined as the first two-fold astigmatic voltage, and each of V2A and V2B that minimizes blur in the Y direction is defined as the second voltage. It is defined as a two-fold astigmatism voltage. The reason why the two-fold astigmatism correction voltage is referred to as the two-fold astigmatism generation voltage in this embodiment is that the two-fold astigmatism is positively measured in order to measure the defocus on the knife edge 20 in the present invention. by spontaneously generating

本実施例の装置は、さらに、第1の2回非点発生電圧と第2の2回非点発生電圧との差を、XY差と定義する。
XY差は、ナイフエッジ20上のデフォーカスの大きさの指標となる。即ち、XY差が零であれば、ナイフエッジ20上のデフォーカスも零であるが、XY差が零でない限り、そのデフォーカスは零ではなく、従って、本実施例の装置は、そのデフォーカスを低減する。
The apparatus of this embodiment further defines the difference between the first two-fold astigmatic voltage and the second two-fold astigmatic voltage as the XY difference.
The XY difference is an index of the degree of defocus on the knife edge 20. FIG. That is, if the XY difference is zero, the defocus on the knife edge 20 is also zero, but unless the XY difference is zero, the defocus is not zero. to reduce

本実施例の装置は、XY差を、フォーカス補正条件毎に定義する。以降では、第n(n=0または1)のフォーカス補正条件下におけるXY差を、第nのXY差と称す。本実施例の装置は、また、XY差を、2回非点発生電圧の成分毎に定義する。
より詳細には、本実施例の装置は、第n(n=0または1)のフォーカス補正条件下で、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線を取得し、それら曲線から第1および第2の2回非点発生電圧を決定し、そして、これら電圧の差(XY差)を、第nのXY差のA成分と定義する。本実施例の装置は、さらに、同じフォーカス補正条件下で、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線を取得し、それら曲線から第1および第2の2回非点発生電圧を決定し、そして、これら電圧の差(XY差)を、第nのXY差のB成分と定義する。
The apparatus of this embodiment defines the XY difference for each focus correction condition. Hereinafter, the XY difference under the n-th (n=0 or 1) focus correction condition is referred to as the n-th XY difference. The apparatus of this embodiment also defines an XY difference for each component of the twice astigmatic voltage.
More specifically, the apparatus of this embodiment acquires curves of blurring in the X direction and Y direction of the electron beam 1 with respect to V 2A under the n-th (n=0 or 1) focus correction condition, and these curves , and the difference between these voltages (XY difference) is defined as the A component of the nth XY difference. The apparatus of this embodiment further obtains curves of blurring in the X direction and Y direction of the electron beam 1 with respect to V 2B under the same focus correction conditions, and from these curves, the first and second double astigmatism Determine the voltages and define the difference between these voltages (XY difference) as the B component of the nth XY difference.

XY差の説明のため、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の例を、図4Aに示すとともに、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の例を、図4Bに示す。図4Aおよび図4Bには、第0の2回非点発生電圧50、第1の2回非点発生電圧51、および第2の2回非点発生電圧52も示す。
図4Aおよび図4Bは、いずれも、V2AおよびV2Bがともに零のときにおけるナイフエッジ20上の2回非点収差は零であることを、前提とする。図4Aおよび図4Bは、また、それぞれ、V2BおよびV2Aが零であることを、前提とする。従って、図4Aにおいては、V2Aが零のときにナイフエッジ20上の2回非点収差が零になり、図4Bにおいては、V2Bが零のときにナイフエッジ20上の2回非点収差が零となる。図4Aおよび図4Bは、さらに、第0の2回非点発生電圧50が零であることを、前提とする。
To illustrate the XY difference, an example of the X and Y blur curves of electron beam 1 versus V 2A is shown in FIG. An example is shown in FIG. 4B. Also shown in FIGS. 4A and 4B are the zeroth two-fold astigmatic voltage 50, the first two-fold astigmatic voltage 51, and the second two-fold astigmatic voltage 52. FIG.
4A and 4B both assume that the two-fold astigmatism on the knife edge 20 is zero when both V2A and V2B are zero. Figures 4A and 4B also assume that V2B and V2A are zero, respectively. Thus, in FIG. 4A, the two-fold astigmatism on knife edge 20 is zero when V2A is zero, and in FIG. 4B, two-fold astigmatism on knife edge 20 is zero when V2B is zero. Aberration becomes zero. FIGS. 4A and 4B further assume that the 0th two-fold astigmatic voltage 50 is zero.

図4Aおよび図4Bにおいて、XY差は、X方向のぼけを表す曲線(実線)の谷の位置(第1の2回非点発生電圧51)と、Y方向のぼけを表す曲線(破線)の谷の位置(第2の2回非点発生電圧52)との差に相当する。もしXY差が零であれば、これらの谷の位置は、互いに一致する。図4Aおよび図4Bからは、XY差のA成分およびB成分がそれぞれ得られる。 4A and 4B, the XY difference is the position of the valley (first double astigmatic voltage 51) of the curve (solid line) representing the blur in the X direction and the position of the curve (broken line) representing the blur in the Y direction. It corresponds to the difference from the valley position (second double astigmatic voltage 52). If the XY difference is zero, the locations of these valleys coincide with each other. The A and B components of the XY difference are obtained from FIGS. 4A and 4B, respectively.

以降では、XY差のA成分およびB成分を、それぞれDおよびD(いずれも実数)と表し、第n(n=0または1)のXY差DおよびDを、それぞれDAnおよびDBnと表す。例えば、第0のXY差のA成分およびB成分は、それぞれDA0およびDB0と表される。以降では、また、D、D、およびI0Aを、それぞれ、DAn、DBn、およびI0An(いずれにおいてもn=0または1)の総称とする。
説明の便宜上、DおよびDAnの符号は、第2の2回非点発生電圧52の方が第1の2回非点発生電圧51よりも大きい場合に正とし、DおよびDBnの符号は、第1の2回非点発生電圧51の方が第2の2回非点発生電圧52よりも大きい場合に正とする。この規則に従えば、図4Aおよび図4Bからは、正の符号を持つDおよびDがそれぞれ得られる。
Hereinafter, the A component and the B component of the XY difference are represented as D A and D B (both are real numbers), and the n-th (n=0 or 1) XY difference D A and D B are represented as D An and D Bn . For example, the A and B components of the 0th XY difference are denoted D A0 and D B0 , respectively. Hereinafter, D A , D B , and I 0A are also collectively referred to as D An , D Bn , and I 0An (where n=0 or 1), respectively.
For convenience of explanation, the signs of D A and D An are positive when the second two-fold astigmatic voltage 52 is greater than the first two-fold astigmatic voltage 51, and D B and D Bn are positive. The sign is positive when the first two-fold astigmatic voltage 51 is larger than the second two-fold astigmatic voltage 52 . Following this rule, FIGS. 4A and 4B yield D A and D B , respectively, with a positive sign.

図4Aおよび図4Bのいずれにおいても、第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52は、互いに絶対値を同じくし、互いに符号を逆にしている。これは、図4Aおよび図4Bは、上述のように、いずれも、V2AおよびV2Bがともに零のときにおけるナイフエッジ20上の2回非点収差は零であることを前提とすることによる。 4A and 4B, the first two-time astigmatism voltage 51 and the second two-time astigmatism voltage 52 have the same absolute value and opposite signs. This is because both FIGS. 4A and 4B assume that the two-fold astigmatism on the knife edge 20 is zero when both V2A and V2B are zero, as described above. .

上記前提は、常に成立するわけではない。即ち、V2AおよびV2Bがともに零のときにおけるナイフエッジ20上の2回非点収差が零でない場合が存在しうる。ここで、V2AおよびV2Bがともに零のときにおけるナイフエッジ20上の2回非点収差とは、本実施例の装置の生む軸上2回非点収差に、ほかならない。
上記軸上2回非点収差が零でない場合に取得される、V2A(またはV2B)に対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の例を、図4Cおよび図4Dに示す。図4Cには、第0の2回非点発生電圧50の値が零の場合におけるその関係を示す。図4Dには、第0の2回非点発生電圧50の値が零でない場合におけるその関係を示す。ここで、第0の2回非点発生電圧50の値が零でないことは、上記軸上2回非点収差がV2AおよびV2Bによって予め補正されていることに、相当する。
The above assumption does not always hold. That is, there may be cases where the two-fold astigmatism on the knife edge 20 when both V2A and V2B are zero is not zero. Here, the 2-fold astigmatism on the knife edge 20 when both V2A and V2B are zero is nothing but the axial 2-fold astigmatism produced by the apparatus of this embodiment.
Examples of X- and Y-blur curves of the electron beam 1 versus V 2A (or V 2B ) obtained when the on-axis two-fold astigmatism is non-zero are shown in FIGS. 4C and 4D. FIG. 4C shows the relationship when the value of the 0th two-fold astigmatic voltage 50 is zero. FIG. 4D shows the relationship when the value of the 0th two-fold astigmatism voltage 50 is not zero. Here, the fact that the value of the 0th two-fold astigmatism generation voltage 50 is not zero corresponds to the fact that the axial two-fold astigmatism has been corrected in advance by V2A and V2B .

上記軸上2回非点収差が零でない値を持てば、第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52が、横軸方向にシフトする。ここで、第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52は、互いに同じ向きに、同じ大きさだけシフトする。これは、上記軸上2回非点収差の作用である。その作用の結果、第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52は、図4Cおよび図4Dに示すように、互いに絶対値を異にするようになる。 If the axial two-fold astigmatism has a non-zero value, the first two-fold astigmatism voltage 51 and the second two-fold astigmatism voltage 52 shift in the horizontal direction. Here, the first two-time astigmatic voltage 51 and the second two-time astigmatic voltage 52 shift in the same direction and by the same magnitude. This is the effect of the above-mentioned on-axis two-fold astigmatism. As a result of this action, the first two-time astigmatic voltage 51 and the second two-time astigmatic voltage 52 have different absolute values, as shown in FIGS. 4C and 4D.

上記軸上2回非点収差は、たとえこのように第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52をシフトさせたとしても、XY差(第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52との差)を変化させない。これは、これら電圧のシフトが、互いに向きを同じく、かつ、大きさを同じくすることの結果である。
このことは、上記シフトの大きさによらない。このことは、また、第0の2回非点発生電圧50の値にもよらない。即ち、このことは、もし上記軸上2回非点収差が、図4Dに示すように、V2AおよびV2Bによって予め補正されていたとしても、成立する。
Even if the first two-fold astigmatism voltage 51 and the second two-fold astigmatism voltage 52 are shifted in this way, the XY difference (the first two-fold astigmatism The difference between the astigmatism-generated voltage 51 and the second astigmatism-generated voltage 52) is not changed. This is the result of these voltage shifts being in the same direction and magnitude as each other.
This is independent of the magnitude of the shift. This is also independent of the value of the 0th two-fold astigmatism voltage 50 . That is, this is true even if the axial two-fold astigmatism was previously corrected by V 2A and V 2B , as shown in FIG. 4D.

即ち、上記軸上2回非点収差は、第1の2回非点発生電圧51および第2の2回非点発生電圧52の決定誤差を生みうるが、これらの決定誤差は、上記シフトの大きさにも、第0の2回非点発生電圧50の値にもよらず、XY差が決定された時点で相殺される。本実施例の装置が第1の2回非点発生電圧51および第2の2回非点発生電圧52のいずれかではなく、これらの差(XY差)を求めるのは、このためである。 That is, the axial two-fold astigmatism can cause determination errors of the first two-fold astigmatism voltage 51 and the second two-fold astigmatism voltage 52, but these determination errors are associated with the shift. Regardless of the magnitude or value of the 0th two-fold astigmatism voltage 50, the XY difference is canceled at the time it is determined. This is the reason why the apparatus of the present embodiment obtains the difference between the first two-fold astigmatic voltage 51 and the second two-fold astigmatic voltage 52 rather than the difference between them (XY difference).

本実施例の装置は、まず、第0のフォーカス補正条件下で第0のXY差DA0およびDB0を測定し、そうして測定されたDA0およびDB0を、第0のフォーカス補正電流I0A0とともに記憶する。ここで、DA0およびDB0は、各々、第0のフォーカス補正条件下における、ナイフエッジ20上のデフォーカスを表す。そのデフォーカスは、本実施例の装置の生む軸上デフォーカスに等しい。これは、本実施例では、先述のように、I0A0が零であることによる。即ち、DA0およびDB0は、各々、本実施例の装置の生む軸上デフォーカスを表す。
本実施例の装置は、次に、フォーカス補正電流I0Aに変化量を与えることにより、ナイフエッジ20上のデフォーカスを変化させ、その際のフォーカス補正条件およびフォーカス補正電流I0Aを、それぞれ、第1のフォーカス補正条件および第1のフォーカス補正電流I0A1とする。本実施例の装置は、そして、第1のフォーカス補正条件下で第1のXY差DA1およびDB1を測定し、そうして測定されたDA1およびDB1を、第1のフォーカス補正電流I0A1とともに記憶する。
The apparatus of this embodiment first measures the 0th XY difference D A0 and D B0 under the 0th focus correction condition, and converts the measured D A0 and D B0 to the 0th focus correction current. Store with I0A0 . Here, D A0 and D B0 each represent the defocus on the knife edge 20 under the 0th focus correction condition. The defocus is equal to the on-axis defocus produced by the apparatus of this embodiment. This is because I0A0 is zero in this embodiment as described above. That is, D A0 and D B0 each represent the axial defocus produced by the apparatus of this embodiment.
Next, the apparatus of this embodiment changes the defocus on the knife edge 20 by giving a change amount to the focus correction current I0A , and the focus correction condition and the focus correction current I0A at that time are changed to Assume that the first focus correction condition and the first focus correction current are I0A1 . The apparatus of this embodiment then measures the first XY differences D A1 and D B1 under the first focus correction conditions, and converts the thus measured D A1 and D B1 to the first focus correction current Store with I0A1 .

本実施例の装置は、次に、上記過程における、フォーカス補正電流I0Aの変化量とXY差DおよびDの変化量とから、DおよびDの、I0Aに関する偏微分係数を決定する。本実施例の装置は、そして、これら偏微分係数の値を記憶する。
これら偏微分係数は、単位フォーカス補正電流の生むXY差を表す。これら偏微分係数をdIAおよびdIB(いずれも実数)とすれば、dIAおよびdIBは、それぞれ(5)および(6)式で与えられる。
Next, the apparatus of this embodiment calculates the partial differential coefficients of D A and D B with respect to I 0 A from the amount of change in the focus correction current I 0 A and the amount of change in the XY differences D A and D B in the above process. decide. The apparatus of this embodiment then stores the values of these partial derivatives.
These partial differential coefficients represent the XY difference produced by the unit focus correction current. Assuming that these partial differential coefficients are d IA and d IB (both are real numbers), d IA and d IB are given by equations (5) and (6), respectively.

Figure 2022142325000002
(5)および(6)式において、ΔI0A(=I0A1-I0A0)は、I0Aの変化量を表し、ΔD(=DA1-DA0)およびΔD(=DB1-DB0)は、それぞれDおよびDの変化量を表す。
補足すれば、(5)式におけるI0A1、I0A0、およびΔI0Aは、それぞれ、(6)式におけるI0A1、I0A0、およびΔI0Aと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
Figure 2022142325000002
In equations (5) and (6), ΔI 0A (=I 0A1 −I 0A0 ) represents the amount of change in I 0A , and ΔD A (=D A1 −D A0 ) and ΔD B (=D B1 −D B0 ) represent the amount of change in D A and D B , respectively.
Supplementally, I 0A1 , I 0A0 , and ΔI 0A in formula (5) may be the same as or different from I 0A1 , I 0A0 , and ΔI 0A in formula ( 6), respectively. .

係数dIAおよびdIBを用いれば、XY差DおよびDは、それぞれ(7)および(8)式で表せる。(7)および(8)式において、DOAおよびDOBは、いずれも定数である。
=DOA+dIA0A (7)
=DOB+dIB0A (8)
(7)および(8)式を図示すれば、(7)および(8)式は、例えば、図5に示す通りとなる。図5中の2本の直線(破線)は、DとI0Aとの関係を表す直線、および、DとI0Aとの関係を表す直線である。これら直線の前者および後者は、それぞれ、係数dIAおよびdIBに等しい勾配を持つ。
Using the coefficients d_IA and d_IB , the XY differences D A and D B can be expressed by equations (7) and (8), respectively. In equations (7) and (8), DOA and DOB are both constants.
D A =D OA +d IA I 0A (7)
D B =D OB +d IB I 0A (8)
If the equations (7) and (8) are illustrated, the equations (7) and (8) are as shown in FIG. 5, for example. Two straight lines (dashed lines) in FIG. 5 are a straight line representing the relationship between D A and I 0A and a straight line representing the relationship between D B and I 0A . The former and latter of these straight lines have slopes equal to the coefficients d_IA and d_IB , respectively.

本実施例の装置は、次に、DA0を零とすべく(9)式によってI0A0を更新するか、または、DB0を零とすべく(10)式によってI0A0を更新する。(9)および(10)式において、I0A0’は、DA0またはDB0を零とすべく更新されるI0A0を表す。
0A0’=I0A0-DA0/dIA=I0A0-ID0 (9)
0A0’=I0A0-DB0/dIB=I0A0-ID0 (10)
The apparatus of this embodiment then updates I 0A0 according to equation (9) to make D A0 zero, or updates I 0A0 according to equation (10) to make D B0 zero. In equations (9) and (10), I 0A0 ′ represents I 0A0 updated to zero D A0 or D B0 .
I 0A0 ′=I 0A0 −D A0 /d IA =I 0A0 −I D0 (9)
I 0A0 ′=I 0A0 −D B0 /d IB =I 0A0 −I D0 (10)

(9)式は、(11)および(12)式から導ける。(10)式は、(13)および(14)式から導ける。
A0=DOA+dIA0A0 (11)
A0’=0=DOA+dIA0A0’ (12)
B0=DOB+dIB0A0 (13)
B0’=0=DOB+dIB0A0’ (14)
(11)式は、(7)式におけるDおよびI0Aを、それぞれDA0およびI0A0に置き換えて得られる式である。(12)式は、(11)式におけるDA0およびI0A0を、それぞれDA0’(=0)およびI0A0’に置き換えて得られる式である。DA0’は、I0A0’を対物レンズ9に入力して得られるDA0を表す。(13)式は、(8)式におけるDおよびI0Aを、それぞれDB0およびI0A0に置き換えて得られる式である。(14)式は、(13)式におけるDB0およびI0A0を、それぞれDB0’(=0)およびI0A0’に置き換えて得られる式である。DB0’は、I0A0’を対物レンズ9に入力して得られるDB0を表す。
Equation (9) can be derived from equations (11) and (12). Equation (10) can be derived from equations (13) and (14).
D A0 =D OA +d IA I 0A0 (11)
D A0 ′=0=D OA +d IA I 0A0 ′ (12)
D B0 =D OB +d IBI 0A0 ( 13)
D B0 ′=0=D OB +d IBI 0A0 (14)
Formula (11) is a formula obtained by replacing D A and I 0A in formula (7) with D A0 and I 0A0 , respectively. Formula (12) is a formula obtained by replacing D A0 and I 0A0 in formula (11) with D A0 ′ (=0) and I 0A0 ′, respectively. D A0 ′ represents D A0 obtained by inputting I 0A0 ′ to the objective lens 9 . Formula (13) is a formula obtained by replacing D B and I 0A in formula (8) with D B0 and I 0A0 , respectively. Formula (14) is a formula obtained by replacing D B0 and I 0A0 in Formula (13) with D B0 ′ (=0) and I 0A0 ′, respectively. D B0 ′ represents D B0 obtained by inputting I 0A0 ′ to the objective lens 9 .

(9)および(10)式中のID0は、それぞれ(15)および(16)式で与えられる。(9)および(15)式中のID0は、フォーカス補正電流の変化量に換算されたXY差DA0を表す。(10)および(16)式中のID0は、フォーカス補正電流の変化量に換算されたXY差DB0を表す。(15)および(16)式は、本実施例の装置がXY差をフォーカス補正電流の変化量に換算することを、示している。その換算は、係数dIAまたはdIBによる。
D0=DA0/dIA (15)
D0=DB0/dIB (16)
ここで、ID0は、フォーカス補正電流の変化量に換算された上記軸上デフォーカスを、表しもする。これは、XY差DA0およびDB0が、先述のように、各々、上記軸上デフォーカスを表すことによる。
従って、(9)および(10)式は、本実施例の装置が、フォーカス補正電流の変化量に換算された上記軸上デフォーカスをI0A0から減算し、そうすることによってI0A0を更新(即ち、I0A0’を決定)することを、示している。
ID0 in equations (9) and (10) are given by equations (15) and (16), respectively. I D0 in equations (9) and (15) represents the XY difference D A0 converted into the amount of change in the focus correction current. I D0 in equations (10) and (16) represents the XY difference D B0 converted to the amount of change in the focus correction current. Equations (15) and (16) indicate that the apparatus of this embodiment converts the XY difference into the amount of change in the focus correction current. The conversion is by factor dIA or dIB .
I D0 =D A0 /d IA (15)
I D0 =D B0 /d IB (16)
Here, ID0 also represents the axial defocus converted into the amount of change in the focus correction current. This is because the XY differences D A0 and D B0 each represent the axial defocus as described above.
Therefore, equations (9) and (10) show that the device of this embodiment subtracts the above-described axial defocus converted to the amount of change in the focus correction current from I0A0 , and thereby updates I0A0 ( That is, it indicates that I 0A0 ′ is determined).

上記軸上デフォーカスの測定値は、DA0またはDB0としてもよいが、ID0(=DA0/dIA=DB0/dIB)としてもよい。以降では、説明の便宜上、上記軸上デフォーカスの測定値は、ID0とする。 The measured value of the axial defocus may be D A0 or D B0 , but may be I D0 (=D A0 /d IA =D B0 /d IB ). Hereinafter, for convenience of explanation, the measured value of the axial defocus is assumed to be ID0 .

上記軸上デフォーカスの測定値をID0とすれば、上記軸上デフォーカスの補正値は、-ID0(=I0A0’-I0A0=-DA0/dIA=-DB0/dIB)に等しい。即ち、上記軸上デフォーカスの測定値および補正値は、互いに大きさを同じくし、互いに符号を逆にする。
補足すれば、上記軸上デフォーカスの測定値ID0および補正値-ID0は、それぞれ、上記軸上デフォーカスを零位法によって測定することで得られる上記軸上デフォーカスの測定値および補正値に等しい。ここで、上記軸上デフォーカスを零位法によって測定するとは、上記軸上デフォーカスを、フォーカス補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づいて測定および補正することを、指す。その測定および補正の要領は、図24の光学系において同じ収差が測定および補正される要領に、同じである。
If the measured value of the axial defocus is I D0 , the correction value of the axial defocus is −I D0 (=I 0A0 ′−I 0A0 =−D A0 /d IA =−D B0 /d IB )be equivalent to. That is, the measured value and the corrected value of the axial defocus have the same magnitude and opposite signs.
Supplementally, the measured value I D0 and the correction value -I D0 of the axial defocus are respectively the measured value and correction of the axial defocus obtained by measuring the axial defocus by the null method. equal to the value Here, measuring the axial defocus by the null method means measuring and correcting the axial defocus based on a curve of blurring of the electron beam 1 with respect to the focus correction current. The manner of measurement and correction thereof is the same as the manner in which the same aberrations are measured and corrected in the optical system of FIG.

0A0’は、(9)および(10)式のいずれか一方から決定すればよい。より具体的には、I0A0’は、(9)および(10)式のうち、零でないDA0またはDB0を含むいずれか一方から決定すればよい。即ち、本実施例の装置は、ナイフエッジ20上のデフォーカスを、DA0およびDB0のいずれか零でない一方によって表す。
本実施例では、後述するように、ナイフエッジ20上のデフォーカスが零でないときに、DおよびDのいずれか一方が零となることはあるが、DおよびDの両方が零となることはない。本実施例では、また、dIAおよびdIBのいずれか一方が零となることはあるが、dIAおよびdIBの両方が零となることはない。
ここで注意すべきは、もしDA0およびDB0の値が零か否かに無頓着にこれらのいずれか一方が評価されるならば、ナイフエッジ20上のデフォーカスが零でないときにそのデフォーカスが零と誤判定されるという、好ましくない事態が発生しうることである。その事態については後述する。
I 0A0 ′ may be determined from either one of equations (9) and (10). More specifically, I 0A0 ′ may be determined from any one of Eqs. (9) and (10) including non-zero D A0 or D B0 . That is, the apparatus of this embodiment represents the defocus on the knife edge 20 by the non-zero one of D A0 and D B0 .
In this embodiment, as will be described later, when the defocus on the knife edge 20 is not zero, either one of D A and D B may be zero, but both D A and D B are zero. will not be. Also in this embodiment, either d_IA or d_IB can be zero, but both d_IA and d_IB cannot be zero.
Note that if either of the D A0 and D B0 values are evaluated without regard to whether they are zero or not, then the defocus on the knife edge 20 is not zero. is erroneously determined to be zero. This situation will be discussed later.

0A0’は、より好適には、(17)式が成立する場合には(9)式から決定すればよく、また、(18)式が成立する場合には(10)式から決定すればよい。これは、測定精度の観点からである。
|DA0|≧|DB0| (17)
|DA0|<|DB0| (18)
即ち、本実施例の装置は、測定精度の観点から、ナイフエッジ20上のデフォーカスを、DおよびDのいずれか絶対値の小さくない一方によって表す。
補足すれば、(17)式が|DA0|=|DB0|の成立する場合を含んでいる一方で、(18)式がその場合を含んでいないのは、説明の便宜からである。|DA0|=|DB0|が成立すれば、I0A0’は、(9)および(10)式のいずれから決定してもよい。
More preferably, I 0A0 ' can be determined from formula (9) when formula (17) holds, and can be determined from formula (10) when formula (18) holds. good. This is from the point of view of measurement accuracy.
|D A0 |≧|D B0 | (17)
|D A0 |<|D B0 | (18)
That is, in the apparatus of this embodiment, the defocus on the knife edge 20 is represented by either one of D A and D B whose absolute value is not small from the viewpoint of measurement accuracy.
Supplementally, the reason that equation (17) includes the case where |D A0 |=|D B0 | holds, while equation (18) does not include that case is for convenience of explanation. If |D A0 |=|D B0 | holds, I 0A0 ′ may be determined from either equation (9) or (10).

(17)式が成立すれば、(19)式が成立する。一方、(18)式が成立すれば、(20)式が成立する。即ち、ナイフエッジ20上のデフォーカスが零でない条件下では、(17)および(19)式が互いに同時に成立するか、あるいは、(18)および(20)式が互いに同時に成立する。これは、DA0、DB0、dIA、およびdIBが(21)式を満たすことによる。(21)式は、(9)および(10)式から導かれる。
|dIA|≧|dIB| (19)
|dIA|<|dIB| (20)
A0/DB0=dIA/dIB (21)
従って、I0A0’は、(19)式が成立する場合には(9)式から決定すればよく、(20)式が成立する場合には(10)式から決定すればよい。
If the formula (17) holds, then the formula (19) holds. On the other hand, if the formula (18) holds, the formula (20) holds. That is, under the condition that the defocus on the knife edge 20 is not zero, either the equations (17) and (19) hold simultaneously, or the equations (18) and (20) hold simultaneously. This is because D A0 , D B0 , d IA , and d IB satisfy equation (21). Equation (21) is derived from equations (9) and (10).
|d IA |≧|d IB | (19)
|d IA |<|d IB | (20)
D A0 /D B0 =d IA /d IB (21)
Therefore, I 0A0 ′ can be determined from the formula (9) when the formula (19) holds, and can be determined from the formula (10) when the formula (20) holds.

0A0’を(9)および(10)式のいずれから決定すべきかは、このように、|dIA|と|dIB|の間の大小関係から決まる。即ち、I0A0’を(9)および(10)式のいずれから決定すべきかは、dIAおよびdIBが求められた時点(あるいは、それ以前に、(5)式に代入されるDAn、および(6)式に代入されるDBnが、決定された時点)で決まる。
このことは、本実施例では、dIAおよびdIBの両方ではなく、dIAおよびdIBのいずれか一方を記憶すればよいことを意味する。ここで、dIAおよびdIBは、I0A、V0A、V2A、およびV2Bのいずれにも依存せず、従って不変である。
Which of the formulas (9) and (10) should be used to determine I 0A0 ′ is thus determined by the magnitude relationship between |d IA | and |d IB |. That is, which of the formulas (9) and (10) should be used to determine I 0A0depends on whether D An , and D Bn substituted in equation (6) is determined).
This means that either dIA or dIB , rather than both dIA and dIB , need to be stored in this embodiment. Here, d IA and d IB do not depend on any of I 0A , V 0A , V 2A and V 2B and are therefore invariant.

このことは、また、I0A0’の決定の際に、2回非点補正電圧(2回非点発生電圧)に対する電子ビーム1のぼけの曲線として、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)と、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)との両方(合計2×2=4本)を取得する必要はないことを、意味する。
即ち、I0A0’の決定に要する曲線は、上記前者および後者のいずれか一方(合計2本)のみである。このことは、I0A0’の決定に要する時間を短くし、従って、上記軸上デフォーカスの測定および補正に要する時間を短くする。
ただし、dIAおよびdIBが最初に求められるまでは、(19)および(20)式のいずれが成立するかが確定しない。従って、dIAおよびdIBを最初に求める際には、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線と、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線との両方を取得する必要がある。
補足すれば、I0A0’の決定(即ち、I0A0の更新)に要する曲線の本数は、上記軸上デフォーカスの測定および補正をフォーカス補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づかせる場合においても、合計2本である。ここで、上記軸上デフォーカスの測定および補正をフォーカス補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づかせる場合とは、即ち、図24の光学系において、その光学系の生む軸上デフォーカスが測定および補正される場合に、等しい。合計2本とは、具体的には、I0A0に対する電子ビーム1のX方向のぼけの曲線1本と、I0A0に対する電子ビーム1のY方向のぼけの曲線1本である。
これは、ナイフエッジ上の軸上2回非点収差が零でない限り、これら曲線の谷の位置は互いに一致せず、従って、ナイフエッジ20上のデフォーカスを零とするには、I0A0’を、これら曲線の谷の位置のいずれか一方にではなく、これら曲線の谷の位置の平均に合わせる必要が生じることによる。ここで、それら曲線の谷の位置が互いに一致しないのは、ナイフエッジ上の軸上2回非点収差が、互いに高さを異にする2本の焦線を呈することによる。これら焦線の方向は、互いに直交する。
This also translates into the X direction and Y It is not necessary to obtain both the directional blur curves (2 total) and the X and Y blur curves (2 total) of the electron beam 1 for V2B (2×2=4 total). means not.
That is, the curves required for determining I 0A0 ′ are either the former or the latter (two curves in total). This reduces the time required to determine I 0A0 ′ and thus the time required to measure and correct for the axial defocus.
However, it is not determined which of equations (19) and (20) holds until d_IA and d_IB are determined first. Therefore, when first determining dIA and dIB , the X and Y blur curves of electron beam 1 for V 2A and the X and Y blur curves of electron beam 1 for V 2B need to get both.
Supplementally, the number of curves required to determine I 0A0 ′ (i.e., update I 0A0 ) is are also two in total. Here, the case where the measurement and correction of the axial defocus is based on the curve of the blurring of the electron beam 1 with respect to the focus correction current, that is, in the optical system of FIG. Equal if measured and corrected. Specifically, the total of two curves is one curve of blurring in the X direction of the electron beam 1 with respect to I0A0 and one curve of blurring in the Y direction of the electron beam 1 with respect to I0A0 .
This is because, unless the on-axis two-fold astigmatism on the knife edge is zero, the positions of the troughs of these curves do not coincide with each other. to the average of the trough locations of these curves, rather than to either one of them. Here, the positions of the troughs of these curves do not coincide with each other because the axial two-fold astigmatism on the knife edge presents two focal lines with different heights. The directions of these focal lines are orthogonal to each other.

本実施例の装置は、I0A0’を(9)または(10)式から決定し、そうして決定されたI0A0’を対物レンズ9に入力する。これにより、DA0およびDB0は零になる。このとき、ナイフエッジ20上のデフォーカスは零となる。即ち、上記軸上デフォーカスが補正される。
ここで注意すべきは、(9)または(10)式から決定されたI0A0’を対物レンズ9に入力することによって零になるのは、DA0およびDB0のいずれか一方ではなく、DA0およびDB0の両方であることである。これについては後述する。
The apparatus of this embodiment determines I 0A0 ′ from equation (9) or (10) and inputs I 0A0 ′ thus determined to the objective lens 9 . This causes D A0 and D B0 to be zero. At this time, the defocus on the knife edge 20 becomes zero. That is, the axial defocus is corrected.
It should be noted that inputting I 0A0 ′ determined from equations (9) or (10) into the objective lens 9 makes it zero, not either D A0 or D B0 , but D To be both A0 and D B0 . This will be discussed later.

しかし、(9)または(10)式から得られるI0A0’を対物レンズ9に入力しても、XY差DA0およびDB0は完全には零にはならず、従って、ナイフエッジ20上のデフォーカスも完全には零にならない。即ち、上記軸上デフォーカスの補正残差が残る。これには、(9)式中のDA0およびdIAに含まれる誤差、または(10)式中のDB0およびdIBに含まれる誤差が関わるとともに、対物レンズ9の発生するデフォーカスの発生誤差が関わる。 However, even if I 0A0 ′ obtained from equation (9) or (10) is input to the objective lens 9, the XY differences D A0 and D B0 do not become completely zero. Defocus does not become completely zero either. That is, the correction residual of the axial defocus remains. This involves errors included in D A0 and d IA in equation (9) or errors included in D B0 and d IB in equation (10), as well as defocusing caused by objective lens 9. error is involved.

上記補正残差が問題となる場合には、上記補正残差の評価と低減を繰り返せばよい。その評価と低減は、具体的には、次のようにすればよい。
まず、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線を再び取得し、そうして取得された曲線から、上記補正残差として、DA0’を決定する。次に、そうして決定されたDA0’を新たなDA0と見なし、それを(9)式に代入するとともに、その時点において対物レンズ9に入力されているI0Aを、I0A0として、(9)式に代入する。次に、そうすることで決定される新たなI0A0’を、対物レンズ9に入力する。
あるいは、まず、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線を再び取得し、そうして取得された曲線から、上記補正残差として、DB0’を決定する。次に、そうして決定されたDB0’を新たなDB0と見なし、それを(10)式に代入するとともに、その時点において対物レンズ9に入力されているI0Aを、I0A0として、(10)式に代入する。次に、そうすることで決定される新たなI0A0’を、対物レンズ9に入力する。
上記曲線(V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線、またはV2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線)の取得から、上記新たなI0A0’の対物レンズ9への入力までの、一連の工程を繰り返せば、DA0およびDB0は零に近づき、従って、ナイフエッジ20上のデフォーカスは零に近づく。
補足すれば、このような補正残差の評価および低減は、上記軸上デフォーカスの測定および補正を、フォーカス補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づかせる場合にも、必要となる。ここで、上記軸上デフォーカスの補正残差は、上記軸上デフォーカスの補正値の過不足である。その過不足は、上記軸上デフォーカスの補正値が大きいほど、大きくなる。(同様のことは、上記偏向像面湾曲収差にも当てはまる。)
If the correction residual causes a problem, the evaluation and reduction of the correction residual may be repeated. Specifically, the evaluation and reduction may be performed as follows.
First, the X-direction and Y-direction blur curves of the electron beam 1 with respect to V 2A are obtained again, and D A0 ' is determined as the corrected residual from the obtained curves. Next, D A0 ' thus determined is regarded as a new D A0 , and is substituted into the equation (9). (9) Substitute into the formula. The new I 0A0 ′ determined in doing so is then input to the objective lens 9 .
Alternatively, first, the X-direction and Y-direction blur curves of the electron beam 1 with respect to V 2B are obtained again, and from the curves thus obtained, D B0 ' is determined as the correction residual. Next, D B0 ′ thus determined is regarded as a new D B0 , and is substituted into the equation (10). (10) Substitute into the formula. The new I 0A0 ′ determined in doing so is then input to the objective lens 9 .
From the acquisition of the curves (E-beam 1 X and Y blur curves for V 2A or E-beam 1 X and Y blur curves for V 2B ), the new I 0A0 ′ objective By repeating the sequence of steps up to the input to lens 9, D A0 and D B0 approach zero, and thus the defocus on knife edge 20 approaches zero.
Supplementally, such evaluation and reduction of correction residuals is also necessary if the measurement and correction of the axial defocus is based on the blur curve of the electron beam 1 versus the focus correction current. Here, the correction residual error for the axial defocus is an excess or deficiency of the correction value for the axial defocus. The excess or deficiency increases as the correction value for the axial defocus increases. (The same applies to the deflection curvature of field mentioned above.)

上記一連の工程における新たなI0A0’の決定(即ち、I0A0の更新)は、(9a)または(10a)式による。
0A0 (m)=I0A0 (m-1)-DA0 (m-1)/dIA=I0A0 (m-1)-ID0 (m-1) (9a)
0A0 (m)=I0A0 (m-1)-DB0 (m-1)/dIB=I0A0 (m-1)-ID0 (m-1) (10a)
(9a)および(10a)式において、I0A0 (m)は、m(≧1)回目に更新されるI0A0を表す。DA0 (m-1)およびDB0 (m-1)は、I0A0 (m-1)を対物レンズ9に入力して得られるDA0およびDB0を、それぞれ表す。
(9a)および(10a)式において、m=1のとき、I0A0 (m)はI0A0’を表し、I0A0 (m-1)はI0A0を表す。即ち、(9a)および(10a)式は、それぞれ(9)および(10)式を一般化したものである。従って、以降では、特に明示のない限り、(9a)および(10a)式は、(9)および(10)式をそれぞれ兼ねる。
Determination of new I 0A0 ′ (that is, update of I 0A0 ) in the above series of steps is according to equation (9a) or (10a).
I 0A0 (m) =I 0A0 (m-1) -D A0 (m-1) /d IA =I 0A0 (m-1) -I D0 (m-1) (9a)
I 0A0 (m) =I 0A0 (m-1) -D B0 (m-1) /d IB =I 0A0 (m-1) -I D0 (m-1) (10a)
In equations (9a) and (10a), I 0A0 (m) represents I 0A0 updated for the m (≧1)th time. D A0 (m−1) and D B0 (m−1) represent D A0 and D B0 obtained by inputting I 0A0 (m−1) into the objective lens 9, respectively.
In equations (9a) and (10a), I 0A0 (m) represents I 0A0 ′ and I 0A0 (m−1) represents I 0A0 when m=1. That is, equations (9a) and (10a) generalize equations (9) and (10), respectively. Therefore, hereinafter, unless otherwise specified, formulas (9a) and (10a) also serve as formulas (9) and (10), respectively.

(9a)および(10a)式中のID0 (m-1)は、それぞれ(15a)および(16a)式で与えられる。(9a)および(15a)式中のID0 (m-1)は、フォーカス補正電流の変化量に換算されたXY差DA0 (m-1)を、表す。(10a)および(16a)式中のID0 (m-1)は、フォーカス補正電流の変化量に換算されたXY差DB0 (m-1)を、表す。
D0 (m-1)=DA0 (m-1)/dIA (15a)
D0 (m-1)=DB0 (m-1)/dIB (16a)
ここで、ID0 (m-1)は、ナイフエッジ20上のデフォーカス(ただし、フォーカス補正電流の変化量に換算されたデフォーカス)を表しもする。これは、XY差DA0 (m-1)およびDB0 (m-1)が、いずれも、ナイフエッジ20上のデフォーカスを表すことによる。(ID0 (m-1)は、ナイフエッジ20上のデフォーカスの測定値でもある。)
I D0 (m−1) in equations (9a) and (10a) are given by equations (15a) and (16a), respectively. I D0 (m−1) in equations (9a) and (15a) represents the XY difference D A0 (m−1) converted into the amount of change in the focus correction current. I D0 (m−1) in equations (10a) and (16a) represents the XY difference D B0 (m−1) converted into the amount of change in the focus correction current.
I D0 (m−1) = D A0 (m−1) /d IA (15a)
I D0 (m−1) = D B0 (m−1) /d IB (16a)
Here, I D0 (m−1) also represents the defocus on the knife edge 20 (however, the defocus converted to the amount of change in the focus correction current). This is because both the XY differences D A0 (m−1) and D B0 (m−1) represent defocus on the knife edge 20 . (I D0 (m−1) is also a measure of defocus on the knife edge 20.)

上記一連の工程が繰り返される間、係数dIAまたはdIBは、更新されることなく、繰り返し用いられる。より具体的には、先述の過程で決定および記憶されたdIAが、dIAによるDA0のID0への換算((15)および(15a)式を参照)のたびに、繰り返し用いられるか、または、先述の過程で決定および記憶されたdIBが、dIBによるDB0のID0への換算((16)および(16a)式を参照)のたびに、繰り返し用いられる。係数dIAまたはdIBのこのような繰り返しの使用は、これら係数が不変であることを前提としている。先述のように、これら係数は、フォーカス補正電流I0Aに依存せず、従って不変である。
厳密には、これら係数のフォーカス補正電流I0Aへの依存性は零ではなく、従って、その依存性に起因し、係数dIAおよびdIBは誤差を持ちうる。しかし、その誤差は問題とならない。たとえその誤差が零でなくても、上記一連の工程繰り返せば、上述のように、DA0およびDB0は零に近づき、従って、ナイフエッジ20上のデフォーカスは零に近づく。(同様のことは、係数dVAおよびdVBにも当てはまる。これら係数については後述する。)
While the above series of steps are repeated, the coefficient d_IA or d_IB is repeatedly used without being updated. More specifically, the dIA determined and stored in the previous process is used repeatedly each time the dIA converts D A0 to I D0 (see equations (15) and (15a)). , or the dIB determined and stored in the previous process is used repeatedly for each conversion of DBO to ID0 by dIB ( see equations (16) and (16a)). Such repeated use of coefficients d_IA or d_IB assumes that these coefficients are unchanged. As previously mentioned, these coefficients are independent of the focus correction current I0A and are therefore unchanged.
Strictly speaking, the dependence of these coefficients on the focus correction current IOA is not zero, so due to that dependence the coefficients d_IA and d_IB may have errors. However, the error does not matter. Even if the error is not zero, repeating the above series of steps brings D A0 and D B0 closer to zero, and therefore the defocus on the knife edge 20 approaches zero, as described above. (The same applies to the coefficients dVA and dVB , which will be discussed later.)

上記一連の工程は、(9a)式によってI0A0が更新される場合には、(22)式が成立するまで繰り返せばよく、(10a)式によってI0A0が更新される場合には、(23)式が成立するまで繰り返せばよい。
|DA0 (m)|<ε (22)
|DB0 (m)|<ε (23)
(22)および(23)式において、ε(>0)は、|DA0 (m)|および|DB0 (m)|に対する許容値を表す。即ち、|DA0 (m)|および|DB0 (m)|は、上記軸上デフォーカスの補正残差に相当する。
従って、(22)または(23)式の成立は、上記軸上デフォーカスの補正残差の十分な低減を意味する。DA0 (m)が(22)式を満たすか、またはDB0 (m)が(23)式を満たせば、それ以降、(9a)または(10a)式によるI0A0の更新(即ち、I0A0 (m+1)の決定)およびそうして更新されたI0A0の対物レンズ9への入力は、不要となる。(DA0 (m)またはDB0 (m)の、ID0 (m)への換算も不要となる。)同様のことは、残りの3つの収差(上記軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差)の補正残差にも当てはまる。これら収差の補正残差については、後述する。
The above series of steps may be repeated until formula (22) is established when I0A0 is updated by formula (9a), and when I0A0 is updated by formula (10a), (23 ) is repeated until the formula holds.
|D A0 (m) |<ε D (22)
|D B0 (m) |<ε D (23)
In equations (22) and (23), ε D (>0) represents the tolerance for |D A0 (m) | and |D B0 (m) |. That is, |D A0 (m) | and |D B0 (m) | correspond to the correction residual error of the axial defocus.
Accordingly, the establishment of formula (22) or (23) means sufficient reduction of the correction residual of the axial defocus. If D A0 (m) satisfies equation (22) or D B0 (m) satisfies equation (23), then update I 0A0 according to equation (9a) or (10a) (that is, I 0A0 (m+1) determination) and the input of I0A0 thus updated to the objective lens 9 becomes unnecessary. (The conversion of D A0 (m) or D B0 (m) to I D0 (m) is no longer necessary.) The same applies to the remaining three aberrations (above-mentioned axial two-fold astigmatism, deflection image This is also true for correction residuals for surface curvature aberrations, and deflection 2-fold astigmatism). Correction residuals of these aberrations will be described later.

補足すれば、DA0 (m)およびDB0 (m)の大きさによっては、(22)および(23)式のうち、一方は成立するが、もう一方は成立しないことが、ありうる。
このことは、本実施例においてDA0およびDB0のいずれか絶対値の小さい一方が評価されることは避けるべきであることを、意味する。もし本実施例においてDA0およびDB0のいずれか絶対値の小さい一方が評価されるならば、実際にはナイフエッジ20上のデフォーカスが十分に低減されていないにもかかわらず、(22)および(23)式のいずれか一方の成立を以って、そのデフォーカスが十分に低減したとの誤判定が下されうる。
このような誤判定は、原理的には、許容値εの値を小さくすることによって防げる。しかし、実際には、そのようにすると、(22)または(23)式の成立(あるいは、不成立)が、DA0またはDB0の測定誤差に、より強く影響されるようになる。従って、本実施例においてDA0およびDB0のいずれか絶対値の小さい一方を評価するのは、結局、得策ではない。
Supplementally, depending on the magnitudes of D A0 (m) and D B0 (m) , one of equations (22) and (23) may hold but the other may not hold.
This means that evaluation of the smaller absolute value of D A0 and D B0 should be avoided in this example. If, in this example, whichever of D A0 and D B0 has the smaller absolute value is evaluated, (22) even though the defocus on the knife edge 20 is not sufficiently reduced in practice. and (23), it may be erroneously determined that the defocus has been sufficiently reduced.
In principle, such erroneous determination can be prevented by reducing the allowable value εD . However, in practice, doing so makes the establishment (or non-establishment) of equation (22) or (23) more strongly influenced by the measurement error of D A0 or D B0 . Therefore, it is not a good idea to evaluate one of D A0 and D B0 , whichever has the smaller absolute value, in this embodiment.

以上の要領によれば、上記軸上デフォーカスを、フォーカス補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線にではなく、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づいて測定および補正することができる。
上記軸上デフォーカスの測定および補正を、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づかせれば、それら曲線の取得に要する時間の短さから、上記軸上デフォーカスの測定および補正に要する時間が短くなる。それら曲線の取得に要する時間の短さは、静電型2回非点補正器としての対物偏向器13の、2回非点補正電圧に対する応答の速さに起因する。
According to the above procedure, the axial defocus is measured and corrected based on the blur curve of the electron beam 1 with respect to the two-fold astigmatism correction voltage, not the curve of the blur of the electron beam 1 with respect to the focus correction current. be able to.
If the measurement and correction of the axial defocus are based on the curves of the blurring of the electron beam 1 with respect to the two-fold astigmatism correction voltage, the measurement and correction of the axial defocus can be expected from the short time required to acquire these curves. The time required for correction is shortened. The short time required to acquire these curves is due to the quick response of the objective deflector 13 as an electrostatic double stigmator to the double stigmator voltage.

以上が、本実施例の装置の生む軸上デフォーカスの測定および補正についての説明である。その測定および補正のルーチンを、メインルーチン1として、図6に示す。
ただし、メインルーチン1と、その中のサブルーチン(サブルーチン1およびサブルーチン2)とは、いずれも、(19)式の成立を前提としている。即ち、これらメインルーチンおよびサブルーチンにおいては、係数dIAおよびdIBのうち、dIAのみが決定され、また、XY差DAnおよびDBnのうち、DAnのみが決定される。
The above is the description of the measurement and correction of the axial defocus produced by the apparatus of this embodiment. The measurement and correction routine is shown in FIG. 6 as main routine 1 .
However, both the main routine 1 and the subroutines therein (subroutine 1 and subroutine 2) are premised on the establishment of the formula (19). That is, in these main routines and subroutines, only dIA of the coefficients dIA and dIB is determined, and only DAn is determined of the XY differences DAn and DBn .

(メインルーチン1)
図6に示すように、メインルーチン1は、以下のステップからなる。
まず、ステップS1において、nを零に設定する(n=0)。
次に、ステップS2において、I0An(I0A0)を読み込み、それを対物レンズ9に入力する。(ここで、I0A0は、メインルーチン1の開始直前のフォーカス補正電流I0Aの値に等しい。従って、ステップS2においてI0A0を対物レンズ9に入力することは、結局、I0Aの値をI0A0に維持することに等しい。)
次に、ステップS3において、サブルーチン1(図7を参照)を実行し、XY差DAn(DA0)を決定する。
次に、ステップS4において、nを1に設定する(n=1)。
次に、ステップS5において、I0An(I0A1)を読み込み、それを対物レンズ9に入力する。
次に、ステップS6において、サブルーチン1(図7を参照)を実行し、XY差DAn(DA1)を決定する。
次に、ステップS7において、係数dIAを決定する。
次に、ステップS8において、サブルーチン2(図8を参照)を実行し、I0A0 (m)を決定する。そして、メインルーチン1を終了する。
(Main routine 1)
As shown in FIG. 6, the main routine 1 consists of the following steps.
First, in step S1, n is set to zero (n=0).
Next, in step S2, I 0An (I 0A0 ) is read and input to the objective lens 9 . (Here, I0A0 is equal to the value of the focus correction current I0A immediately before the start of main routine 1. Therefore, inputting I0A0 to the objective lens 9 in step S2 will eventually change the value of I0A to I0A0. Equivalent to keeping it at 0A0 .)
Next, in step S3, subroutine 1 (see FIG. 7) is executed to determine the XY difference D An (D A0 ).
Next, in step S4, n is set to 1 (n=1).
Next, in step S5, I 0An (I 0A1 ) is read and input to the objective lens 9 .
Next, in step S6, subroutine 1 (see FIG. 7) is executed to determine the XY difference D An (D A1 ).
Next, in step S7, the coefficient d_IA is determined.
Next, in step S8, subroutine 2 (see FIG. 8) is executed to determine I 0A0 (m) . Then, the main routine 1 ends.

(サブルーチン1)
サブルーチン1は、図7に示すように、以下のステップからなる。
まず、ステップS11において、2回非点補正電圧V2Aを増減し、電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけを測定する。そうすることにより、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線を取得する。
次に、ステップS12において、XY差DAn(ステップS23においては、DA0 (m))を決定する。そして、サブルーチン1を終了して、メインルーチン1(図6を参照)に戻る。(あるいは、サブルーチン1を終了して、サブルーチン2、メインルーチン2、およびサブルーチン4のいずれかに戻る。これらルーチンおよびサブルーチンについては、後述する。)
(Subroutine 1)
Subroutine 1 consists of the following steps, as shown in FIG.
First, in step S11, the astigmatism correction voltage V2A is increased and decreased twice to measure the blurring of the electron beam 1 in the X and Y directions. By doing so, curves of X and Y blurring of the electron beam 1 against V 2A are obtained.
Next, in step S12, the XY difference D An (in step S23, D A0 (m) ) is determined. Then, the subroutine 1 is terminated and the main routine 1 (see FIG. 6) is returned to. (Alternatively, exit subroutine 1 and return to any of subroutine 2, main routine 2, and subroutine 4. These routines and subroutines will be described later.)

(サブルーチン2)
サブルーチン2は、図8に示すように、以下のステップからなる。
まず、ステップS21において、nを0に設定する(n=0)とともに、mを0に設定する(m=0)。
次に、ステップS22において、I0A0 (m)を対物レンズ9に入力する。(I0A0 (m)は、m=0のとき、I0A0を表す。ここで、I0A0は、メインルーチン1またはメインルーチン1’の開始直前のフォーカス補正電流I0Aの値に等しい。メインルーチン1’については後述する。)
次に、ステップS23において、サブルーチン1(図7を参照)を実行し、XY差DAn (m)(DA0 (m))を決定する。ここで、DAn (m)は、I0A0 (m)を対物レンズ9に入力して得られるDAnを表す。(サブルーチン2がメインルーチン1から呼ばれる場合には、m=0のときにおけるステップS23を、ステップS3において決定されたXY差DA0を読み込むステップに、置き換えることができる。)
次に、ステップS24において、|DA0 (m)|<εが成立するかどうか判定する。それが成立する場合には、サブルーチン2を終了し、メインルーチン1(図6を参照)に戻る(あるいは、メインルーチン1’に戻る)。それが成立しない場合には、ステップS25に進む。
ステップS25においては、m+1をmに代入する(m=m+1)。そして、ステップS26に進む。
ステップS26においては、I0A0 (m)を決定する。そして、ステップS22に戻る。
(Subroutine 2)
Subroutine 2 consists of the following steps, as shown in FIG.
First, in step S21, n is set to 0 (n=0) and m is set to 0 (m=0).
Next, I 0A0 (m) is input to the objective lens 9 in step S22. (I 0A0 (m) represents I 0A0 when m=0. Here, I 0A0 is equal to the value of the focus correction current I 0A immediately before the start of main routine 1 or main routine 1′. Main routine 1' will be described later.)
Next, in step S23, subroutine 1 (see FIG. 7) is executed to determine the XY difference D An (m) (D A0 (m) ). Here, D An (m) represents D An obtained by inputting I 0A0 (m) to the objective lens 9 . (If subroutine 2 is called from main routine 1, step S23 when m=0 can be replaced with a step of reading the XY difference D A0 determined in step S3.)
Next, in step S24, it is determined whether or not |D A0 (m) |<ε D holds. If so, exit subroutine 2 and return to main routine 1 (see FIG. 6) (or return to main routine 1'). If it does not hold, the process proceeds to step S25.
In step S25, m+1 is substituted for m (m=m+1). Then, the process proceeds to step S26.
In step S26, I 0A0 (m) is determined. Then, the process returns to step S22.

係数dIAが既知である場合には、ステップS1~ステップS7を、dIAを読み込むステップ(ステップS7’)に、置き換えることができる。そうすることによって簡略化したメインルーチン1を、メインルーチン1’として、図9に示す。 If the coefficient d_IA is known, steps S1-S7 can be replaced by a step of reading d_IA (step S7'). Main routine 1 simplified by doing so is shown in FIG. 9 as main routine 1'.

(メインルーチン1’)
図9に示すように、メインルーチン1’は、以下のステップからなる。
まず、ステップS7’において、係数dIAを読み込む。
次に、ステップS8’において、サブルーチン2(図8を参照)を実行し、I0A0 (m)を決定する。そして、メインルーチン1’を終了する。
(Main routine 1')
As shown in FIG. 9, the main routine 1' consists of the following steps.
First, in step S7', the coefficient d_IA is read.
Next, in step S8', subroutine 2 (see FIG. 8) is executed to determine I 0A0 (m) . Then, the main routine 1' ends.

補足すれば、メインルーチン1またはメインルーチン1’を実行するのは、電子ビーム1を対物レンズ9の中心に対してアライメントした後とするのがよい。これは、電子ビーム1をそのようにアライメントすれば、ナイフエッジ20上に現れる総合的な収差(上記軸上デフォーカスを含む)が低減するためである。電子ビーム1のそのようなアライメントは、例えば、第二の成形開口板7と縮小レンズ8の間、または、縮小レンズ8と対物レンズ9の間に設けられたアライナ(図示せず)によれば、可能である。
上記アライメントにおいて、電子ビーム1が対物レンズ9の中心を通っているか否かは、電子ビーム1の加速電圧を増減、または対物レンズ9の励磁電流を増減し、その際の、材料10の高さ位置における電子ビーム1の位置の変化を見れば、分かる。その変化は、電子ビーム1が対物レンズ9の中心を通っていれば、零であるが、電子ビーム1が対物レンズ9の中心を通っていなければ、零でない。その変化は、ナイフエッジ法によって測定できる。
上記のようなアライメントおよび測定は、可変成形電子ビーム描画装置に限らず、一般の荷電粒子ビーム装置に対し、広く実施されている。
Supplementally, the main routine 1 or main routine 1' is preferably executed after the electron beam 1 is aligned with the center of the objective lens 9. FIG. This is because such alignment of the electron beam 1 reduces the overall aberrations appearing on the knife edge 20 (including the above-described axial defocus). Such alignment of the electron beam 1 can be achieved, for example, by an aligner (not shown) provided between the second shaping aperture plate 7 and the reduction lens 8 or between the reduction lens 8 and the objective lens 9. , is possible.
In the above alignment, whether or not the electron beam 1 passes through the center of the objective lens 9 is determined by increasing or decreasing the acceleration voltage of the electron beam 1 or increasing or decreasing the excitation current of the objective lens 9. This can be seen by looking at the change in position of the electron beam 1 in position. The change is zero if the electron beam 1 passes through the center of the objective lens 9, but not zero if the electron beam 1 does not pass through the center of the objective lens 9. The change can be measured by the knife edge method.
Alignment and measurement as described above are widely carried out not only in variable-shaped electron beam writing systems but also in general charged particle beam systems.

本実施例の装置は、次に、自身の生む軸上2回非点収差を測定および補正する。その要領は、図24の光学系における同じ収差の測定および補正の要領に同じである。その詳細は、以下の通りである。 The apparatus of this embodiment then measures and corrects for its own on-axis 2-fold astigmatism. The procedure is the same as the procedure for measuring and correcting the same aberrations in the optical system of FIG. The details are as follows.

本実施例の装置は、まず、V2Aを増減しながらナイフエッジ20によって電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけを測定することで、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)を取得する。補足すれば、これら曲線は先述の軸上デフォーカスの測定および補正の完了後に、間を置かずに取得されるため、これら曲線の取得のために改めてナイフエッジ20を材料ステージ14によって移動させる必要はない。
本実施例の装置は、次に、これら曲線から、V2Aに関するXY平均を決定し、そうして決定されたXY平均を、XY平均のA成分とする。ここで、XY平均とは、第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52との平均を指す。
本実施例の装置は、そして、XY平均のA成分に基づいてV2Aを更新し、そうして更新されたV2Aを、対物偏向器13に入力する。これにより、上記軸上2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分が、補正される。
本実施例の装置は、次に、V2Bを増減しながらナイフエッジ20によって電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけを測定することで、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)を取得する。
本実施例の装置は、次に、これら曲線から、V2Bに関するXY平均を決定し、そうして決定されたXY平均を、XY平均のB成分とする。
本実施例の装置は、そして、XY平均のB成分に基づいてV2Bを更新し、そうして更新されたV2Bを、対物偏向器13に入力する。これにより、上記軸上2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分が、補正される。
補足すれば、上記過程においては、XY平均のB成分の決定とV2Bの入力とが、XY平均のA成分の決定とV2Aの入力との後になされるが、これらの順序は互いに前後してもよい。
The apparatus of this embodiment first measures the X-direction and Y-direction blurring of the electron beam 1 with the knife edge 20 while increasing and decreasing V2A , thereby determining the X-direction and Y-direction blurring of the electron beam 1 with respect to V2A . (2 curves in total) are acquired. Supplementally, these curves are acquired immediately after the above-described axial defocus measurement and correction are completed, so it is necessary to move the knife edge 20 again by the material stage 14 in order to acquire these curves. no.
The apparatus of this embodiment then determines the XY average for V2A from these curves, and the XY average thus determined is the A component of the XY average. Here, the XY average refers to the average of the first two-time astigmatic voltage 51 and the second two-time astigmatic voltage 52 .
The apparatus of this embodiment then updates V 2A based on the A component of the XY average, and inputs the updated V 2A to the objective deflector 13 . As a result, the component of the axial two-fold astigmatism that can be corrected by V2A is corrected.
The apparatus of this embodiment then measures the X- and Y-direction blurring of the electron beam 1 with the knife edge 20 while increasing and decreasing V2B , thereby determining the X- and Y-direction blurring of the electron beam 1 with respect to V2B . Acquire the blur curves (two in total).
The apparatus of this embodiment then determines the XY average for V2B from these curves, and takes the thus determined XY average as the B component of the XY average.
The apparatus of this embodiment then updates V 2B based on the B component of the XY average, and inputs the updated V 2B to the objective deflector 13 . As a result, the component of the axial two-fold astigmatism that can be corrected by V2B is corrected.
Supplementally, in the above process, the determination of the B component of the XY average and the input of V2B are performed after the determination of the A component of the XY average and the input of V2A. may

上記過程におけるV2AおよびV2Bの更新は、それぞれ(24)および(25)式で表せる。
2A0’=MA0 (24)
2B0’=MB0 (25)
(24)および(25)式において、V2A0’およびV2B0’は、上記過程によって更新されるV2A0およびV2B0を、それぞれ表す。V2A0およびV2B0は、第0のフォーカス補正条件下におけるV2AおよびV2Bをそれぞれ表すが、より詳細には、上記曲線が取得される前におけるV2AおよびV2Bをそれぞれ表す。MA0およびMB0は、第0のフォーカス補正条件下におけるMおよびMをそれぞれ表すが、より詳細には、上記曲線から決定されるMおよびMをそれぞれ表す。MおよびMは、XY平均のA成分およびB成分をそれぞれ表す。
The updating of V2A and V2B in the above process can be expressed by equations (24) and (25), respectively.
V 2A0 ′=M A0 (24)
V 2B0 ′=M B0 (25)
In equations (24) and (25), V 2A0 ′ and V 2B0 ′ represent V 2A0 and V 2B0 updated by the above process, respectively. V 2A0 and V 2B0 represent V 2A and V 2B , respectively, under the 0th focus correction condition, but more specifically V 2A and V 2B , respectively, before the above curves are acquired. M A0 and M B0 represent M A and M B, respectively, under the 0th focus correction condition, more specifically M A and M B , respectively , determined from the above curves. M A and M B represent the A and B components of the XY average, respectively.

ただし、(24)式で表されるV2A0’と(25)式で表されるV2B0’とを対物偏向器13に入力しても、上記軸上2回非点収差は、完全には零にならない。即ち、上記軸上2回非点収差の補正残差が残る。 However, even if V 2A0 ′ represented by the equation (24) and V 2B0 ′ represented by the equation (25) are input to the objective deflector 13, the axial two-fold astigmatism is completely does not become zero. That is, the correction residual error of the axial two-fold astigmatism remains.

上記補正残差が問題となる場合には、上記補正残差の評価と低減を繰り返せばよい。即ち、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V2Aの対物偏向器13への入力までの、一連の工程、および、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V2Bの対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、繰り返せばよい。その間、V2AおよびV2Bは、それぞれ(24a)および(25a)式によって更新される。(24a)および(25a)式は、それぞれ(24)および(25)式を一般化したものである。以降では、特に明示のない限り、(24a)および(25a)式は、(24)および(25)式をそれぞれ兼ねる。
2A0 (m) =MA0 (m-1) (24a)
2B0 (m) =MB0 (m-1) (25a)
(24a)および(25a)式において、V2A0 (m)およびV2B0 (m)は、m(≧1)回目に更新されるV2A0およびV2B0を、それぞれ表す。MA0 (m-1)は、V2A0 (m-1)を対物偏向器13に入力した後に得られるMA0を、表す。MB0 (m-1)は、V2B0 (m-1)を対物偏向器13に入力した後に得られるMB0を、表す。
If the correction residual causes a problem, the evaluation and reduction of the correction residual may be repeated. That is, the sequence of steps from obtaining the X and Y blur curves of the electron beam 1 for V 2A to the input of V 2A into the objective deflector 13 and the X direction of the electron beam 1 for V 2B . , and Y-direction blur curve acquisition to the input of V2B to the objective deflector 13, a series of steps may be repeated. Meanwhile, V2A and V2B are updated by equations (24a) and (25a) respectively. Equations (24a) and (25a) are generalizations of equations (24) and (25), respectively. Henceforth, unless otherwise specified, formulas (24a) and (25a) also serve as formulas (24) and (25), respectively.
V 2A0 (m) = M A0 (m-1) (24a)
V 2B0 (m) = M B0 (m-1) (25a)
In equations (24a) and (25a), V 2A0 (m) and V 2B0 (m) represent V 2A0 and V 2B0 updated m (≧1) times, respectively. M A0 (m−1) represents M A0 obtained after inputting V 2A0 (m−1) to the objective deflector 13 . M B0 (m−1) represents M B0 obtained after inputting V 2B0 (m−1) to the objective deflector 13 .

上記一連の工程は、(26)および(27)式が成立するまで繰り返せばよい。即ち、|ΔMA0 (m)|および|ΔMB0 (m)|を、それぞれ(26)および(27)式が成立するまで低減すれば、上記軸上2回非点収差の補正が完了する。
|ΔMA0 (m)|<ε(26)
|ΔMB0 (m)|<ε(27)
(26)および(27)式において、ΔMA0 (m)およびΔMB0 (m)は、それぞれ、V2A0のm回目の更新によるMA0の変化量、および、V2B0のm回目の更新によるMB0の変化量を、表す。ε(>0)は、|ΔMA0 (m)|および|ΔMB0 (m)|に対する許容値を表す。即ち、|ΔMA0 (m)|および|ΔM (m)|は、上記軸上2回非点収差の補正残差に相当する。ΔMA0 (m)およびΔMB0 (m)は、(28)および(29)式でそれぞれ定義される。
ΔMA0 (m)=MA0 (m)-MA0 (m-1) (28)
ΔMB0 (m)=MB0 (m)-MB0 (m-1) (29)
The above series of steps may be repeated until the equations (26) and (27) hold. That is, if │ΔM A0 (m) │ and │ΔM B0 (m) │ are reduced until the equations (26) and (27) hold respectively, the correction of the axial two-fold astigmatism is completed.
|ΔM A0 (m) |<ε M (26)
|ΔM B0 (m) |<ε M (27)
In equations (26) and (27), ΔM A0 (m) and ΔM B0 (m) are the amount of change in M A0 due to the m-th update of V 2A0 and the amount of M A0 due to the m-th update of V 2B0 , respectively. represents the amount of change in B0 . ε M (>0) represents the tolerance for |ΔM A0 (m) | and |ΔM B0 (m) |. That is, |ΔM A0 (m) | and |ΔM B (m) | correspond to correction residuals of the axial two-fold astigmatism. ΔM A0 (m) and ΔM B0 (m) are defined by equations (28) and (29), respectively.
ΔM A0 (m) = M A0 (m) - M A0 (m-1) (28)
ΔM B0 (m) = M B0 (m) − M B0 (m−1) (29)

上記2つの一連の工程は、原理的には、別々に繰り返してよい。例えば、まず、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V2Aの対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、(26)式が成立するまで更新し、次に、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V2Bの対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、(27)式が成立するまで更新してよい。
しかし、実際には、そのように上記2つの一連の工程を繰り返すと、上記軸上2回非点収差の補正残差が問題となる可能性がある。即ち、(26)および(27)式が互いに同時に成立しなくなる可能性がある。
その原因は、V2Aがナイフエッジ20の高さ位置に発生する2回非点収差と、V2Bがその同じ高さ位置に発生する2回非点収差との間の、直交誤差である。この直交誤差は、上記偏向2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分が補正される際に、上記偏向2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分を発生させるとともに、上記偏向2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分が補正される際に、上記偏向2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分を発生させる。
上記のことが問題になる場合には、上記2つの一連の工程を、交互に繰り返せばよい。そうすれば、たとえ上記直交誤差が零でなくても、上記偏向2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分と、上記偏向2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分とが、交互に、かつ徐々に小さくなり、その結果、(26)および(27)式が互いに同時に成立する。
The above two series of steps may in principle be repeated separately. For example, first, a series of steps from acquisition of curves of blurring in the X direction and Y direction of the electron beam 1 with respect to V 2A to input of V 2A to the objective deflector 13 are performed until equation (26) holds. Next, a series of steps from acquisition of the X- and Y-direction blurring curves of the electron beam 1 with respect to V2B to input of V2B to the objective deflector 13 are performed by formula (27). You can update until
In practice, however, if the above two series of steps are repeated in this way, there is a possibility that the correction residual of the above-mentioned on-axis two-fold astigmatism will become a problem. That is, there is a possibility that equations (26) and (27) will not hold at the same time.
The cause is the orthogonality error between the two-fold astigmatism V2A occurs at the height of the knife edge 20 and the two-fold astigmatism V2B occurs at the same height. This orthogonal error generates a component of the 2-fold deflection astigmatism that can be corrected by V2B when the component of the 2 -fold deflection astigmatism that can be corrected by V2A is corrected. When the component of the two-fold deflection astigmatism correctable by V2B is corrected, the component of the two-fold deflection astigmatism correctable by V2A is generated.
If the above becomes a problem, the above two series of steps may be alternately repeated. Then, even if the orthogonal error is not zero, the component of the two-fold deflection astigmatism that can be corrected by V2A and the component of the two-fold deflection astigmatism that can be corrected by V2B are obtained. becomes smaller alternately and gradually, so that equations (26) and (27) hold simultaneously with each other.

本実施例の装置は、次に、自身の生む偏向像面湾曲収差を測定および補正する。その要領は、以下の通りである。 The apparatus of this embodiment then measures and corrects its own deflection curvature of field aberration. The requirements are as follows.

簡単に言えば、上記偏向像面湾曲収差を測定および補正することは、目的のデフォーカスを補正する手段の違い(対物偏向器13か、あるいは対物レンズ9か)除き、先述の軸上デフォーカスの測定および補正を、対物偏向器13の偏向フィールド内の格子点の各々において行うことに、同じである。
ここで、対物偏向器13の偏向フィールド内の格子点とは、その偏向フィールドをX方向およびY方向に等分割または不等分割することで得られる格子点である。その偏向フィールドの分割数を例えば4とすれば、そうして得られる格子点の数は、合計で25(=5×5)点となる。
Simply put, measuring and correcting the deflected curvature of field is the same as the axial defocus is measured and corrected at each grid point in the deflection field of the objective deflector 13.
Here, the lattice points in the deflection field of the objective deflector 13 are lattice points obtained by equally or unequally dividing the deflection field in the X and Y directions. If the number of divisions of the deflection field is 4, for example, the number of grid points thus obtained is 25 (=5.times.5) points in total.

本実施例の装置は、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正のため、まず、最初に上記測定および補正が行われる格子点の座標にナイフエッジ20を移動させるとともに、その格子点上に電子ビーム1が入射するように、対物偏向器13によって電子ビーム1を偏向する。
本実施例の装置は、そのうえで、上記格子点(最初に上記測定および補正が行われる格子点)上で、V2Aを増減しながらナイフエッジ20によって電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけを測定することで、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)を取得し、これら曲線から、XY差DA0を決定する。
本実施例の装置は、あるいは、上記格子点で、V2Bを増減しながらナイフエッジ20によって電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけを測定することで、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)を取得し、これら曲線から、XY差DB0を決定する。
上記曲線を取得する際には、2回非点補正電圧を増減する範囲に、各曲線の谷を確認するのに十分な幅を持たせる必要がある。そのためには、上記偏向像面湾曲収差の、対物偏向器13の偏向フィールド内における分布を、予め、大まかにでも把握しておく必要がある。その分布は、図1の光学系に対する電子光学計算から、または、同じ光学系の使用実績から、予想できる。
In the apparatus of this embodiment, in order to measure and correct the deflection curvature of field aberration, first, the knife edge 20 is moved to the coordinates of the grid point where the measurement and correction are performed, and an electron beam is placed on the grid point. The electron beam 1 is deflected by the objective deflector 13 so that the beam 1 is incident.
The apparatus of this embodiment then blurs the electron beam 1 in the X direction and the Y direction with the knife edge 20 while increasing or decreasing V2A on the grid point (the grid point where the measurement and correction are performed first). By measuring, curves (two in total) of blurring in the X and Y directions of the electron beam 1 with respect to V 2A are obtained, and from these curves the XY difference D A0 is determined.
Alternatively, the apparatus of this embodiment measures the X-direction and Y-direction blurring of the electron beam 1 with the knife edge 20 while increasing or decreasing V2B at the lattice points, thereby measuring the X-direction blurring of the electron beam 1 with respect to V2B . and Y-direction blur curves (two in total) are obtained, and the XY difference D B0 is determined from these curves.
When acquiring the above curves, it is necessary to provide a range in which the astigmatism correction voltage is increased and decreased twice to have a width sufficient to confirm the troughs of each curve. For this purpose, it is necessary to roughly grasp the distribution of the deflection field curvature aberration in the deflection field of the objective deflector 13 in advance. The distribution can be predicted from electro-optical calculations for the optical system of FIG. 1, or from the experience of using the same optical system.

本実施例の装置は、次に、上記格子点上でXY差DA0またはDB0を零とすべく、フォーカス補正電圧V0Aを更新し、それを対物偏向器13に入力する。これにより、上記格子点上の上記偏向像面湾曲収差が補正される。ここで、DA0またはDB0は、より具体的には、DA0およびDB0のいずれか零でない一方であり、より好適には、DA0およびDB0のいずれか絶対値の小さくない一方である。(上記格子点上の上記偏向像面湾曲収差が補正されたときに零となるのは、DA0およびDB0の一方ではなく、DA0およびDB0の両方である。これについては後述する。)
フォーカス補正電圧V0A0の更新(即ち、V0A0’の決定)は、(30)または(31)式による。(30)式は、(9)式におけるI0A0、I0A0’、DA0、dIA、およびID0を、それぞれ、V0A0(x,y)、V0A0’(x,y)、DA0(x,y)、dVA、およびVD0(x,y)に置き換えて得られる式である。(31)式は、(10)式におけるI0A0、I0A0’、DB0、dIB、およびID0を、それぞれ、V0A0(x,y)、V0A0’(x,y)、DB0(x,y)、dVB、およびVD0(x,y)に置き換えて得られる式である。(30)および(31)式は、それぞれ、(32)および(33)式が成立する場合に用いられる。
0A0’(x,y)=V0A0(x,y)-DA0(x,y)/dVA
=V0A0(x,y)-VD0(x,y) (30)
0A0’(x,y)=V0A0(x,y)-DB0(x,y)/dVB
=V0A0(x,y)-VD0(x,y) (31)
|dVA|≧|dVB| (32)
|dVA|<|dVB| (33)
(30)および(31)式において、V0A0(x,y)は、偏向座標(x,y)に位置する格子点上のV0A0を表す。V0A0’(x,y)は、DA0(x,y)またはDB0(x,y)を零とすべく更新されるV0A0(x,y)を表す。V0A0は、第0のフォーカス補正電圧を表す。第0のフォーカス補正電圧とは、第0のフォーカス補正条件下におけるフォーカス補正電圧である。DA0(x,y)およびDB0(x,y)は、それぞれ、偏向座標(x,y)に位置する格子点上のDA0およびDB0を表す。dVAおよびdVBは、それぞれ、DおよびDの、V0Aに関する偏微分係数を表す。
Next, the apparatus of this embodiment updates the focus correction voltage V0A and inputs it to the objective deflector 13 so as to make the XY difference D A0 or D B0 zero on the grid point. As a result, the deflection curvature of field aberration on the lattice points is corrected. Here, D A0 or D B0 is, more specifically, one of D A0 and D B0 that is not zero, and more preferably one of D A0 and D B0 that is not smaller in absolute value. be. (It is not one of D A0 and D B0 but both D A0 and D B0 that becomes zero when the deflection field curvature aberration on the lattice point is corrected. This will be described later. )
The updating of the focus correction voltage V 0A0 (that is, the determination of V 0A0 ′) is according to equation (30) or (31). Formula (30) replaces I 0A0 , I 0A0 ', D A0 , d IA , and I D0 in formula (9) with V 0A0 (x, y), V 0A0 '(x, y), D A0 (x, y), d VA , and V D0 (x, y). Formula (31) replaces I 0A0 , I 0A0 ', D B0 , d IB , and I D0 in formula (10) with V 0A0 (x, y), V 0A0 '(x, y), and D B0 , respectively. (x, y), d VB , and V D0 (x, y). Equations (30) and (31) are used when equations (32) and (33) hold, respectively.
V 0A0 ′(x, y)=V 0A0 (x, y)−D A0 (x, y)/d VA
= V 0A0 (x, y) - V D0 (x, y) (30)
V 0A0 ′(x, y)=V 0A0 (x, y)−D B0 (x, y)/d VB
= V 0A0 (x, y) - V D0 (x, y) (31)
|d VA |≧|d VB | (32)
|d VA |<|d VB | (33)
In equations (30) and (31), V 0A0 (x, y) represents V 0A0 on the lattice point located at the deflection coordinates (x, y). V 0A0 ′(x,y) represents V 0A0 (x,y) that is updated to zero D A0 (x,y) or D B0 (x,y). V 0A0 represents the 0th focus correction voltage. The 0th focus correction voltage is a focus correction voltage under the 0th focus correction condition. D A0 (x, y) and D B0 (x, y) respectively represent D A0 and D B0 on the grid point located at the deflection coordinates (x, y). d VA and d VB represent the partial derivatives of D A and D B , respectively, with respect to V 0A .

(30)および(31)式中のVD0(x,y)は、それぞれ(34)および(35)式で与えられる。(30)および(34)式中のVD0(x,y)は、フォーカス補正電圧の変化量に換算されたXY差DA0(x,y)を、表す。(31)および(35)式中のVD0(x,y)は、フォーカス補正電圧の変化量に換算されたXY差DB0(x,y)を、表す。(34)および(35)式は、本実施例の装置がXY差をフォーカス補正電圧の変化量に換算することを、示している。その換算は、係数dVAまたはdVBによる。
D0(x,y)=DA0(x,y)/dVA (34)
D0(x,y)=DB0(x,y)/dVB (35)
ここで、VD0(x,y)は、フォーカス補正電圧の変化量に換算された上記偏向像面湾曲収差を、表しもする。これは、XY差DA0(x,y)およびDB0(x,y)が、いずれも、上記偏向像面湾曲収差を表すことによる。
従って、(30)および(31)式は、本実施例の装置が、フォーカス補正電圧の変化量に換算された上記偏向像面湾曲収差をV0A0(x,y)から減算し、そうすることによってV0A0(x,y)を更新(即ち、V0A0’(x,y)を決定)することを、示している。
V D0 (x, y) in equations (30) and (31) are given by equations (34) and (35), respectively. V D0 (x, y) in equations (30) and (34) represents the XY difference D A0 (x, y) converted into the amount of change in focus correction voltage. V D0 (x, y) in equations (31) and (35) represents the XY difference D B0 (x, y) converted into the amount of change in the focus correction voltage. Equations (34) and (35) indicate that the apparatus of this embodiment converts the XY difference into the amount of change in the focus correction voltage. The conversion is by the factor dVA or dVB .
V D0 (x, y)=D A0 (x, y)/d VA (34)
V D0 (x, y)=D B0 (x, y)/d VB (35)
Here, V D0 (x, y) also represents the deflection curvature of field aberration converted into the amount of change in the focus correction voltage. This is because the XY differences D A0 (x, y) and D B0 (x, y) both represent the deflection field curvature aberration.
Therefore, equations (30) and (31) are obtained when the apparatus of this embodiment subtracts the deflection curvature of field converted into the amount of change in the focus correction voltage from V 0A0 (x, y), so that (ie, determine V 0A0 ′(x,y)) by V 0A0 (x,y).

D0(x,y)を上記偏向像面湾曲収差の測定値とすれば、上記偏向像面湾曲収差の補正値は、-VD0(x,y)(=V0A0’(x,y)-V0A0(x,y)=-DA0(x,y)/dVA=-DB0(x,y)/dVB)に等しい。即ち、上記偏向像面湾曲収差の測定値および補正値は、互いに大きさを同じくし、互いに符号を逆にする。以降では、説明の便宜上、このようにVD0(x,y)を上記偏向像面湾曲収差の測定値とする。 If V D0 (x, y) is the measurement value of the deflection curvature of field aberration, the correction value of the deflection curvature of field aberration is −V D0 (x, y) (=V 0A0 ′(x, y) −V 0A0 (x,y)=−D A0 (x,y)/d VA =−D B0 (x,y)/d VB ). That is, the measured value and the corrected value of the deflected curvature of field aberration have the same magnitude and opposite signs. Hereinafter, for convenience of explanation, V D0 (x, y) is used as the measurement value of the deflection field curvature aberration.

本実施例の装置は、次に、上記格子点上で、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V0A0(x,y)の対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、または、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V0A0(x,y)の対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、繰り返す。これにより、上記格子点上の上記偏向像面湾曲収差の補正残差が低減する。
上記一連の工程が繰り返される間、V0A0(x,y)の更新は、(30a)または(31a)式による。(30a)および(31a)式は、それぞれ、(30)および(31)式を一般化したものである。以降では、特に明示のない限り、(30a)および(31a)式は、(30)および(31)式をそれぞれ兼ねる。
0A0 (m)(x,y)=V0A0 (m-1)(x,y)-DA0 (m-1)(x,y)/dVA
=V0A0 (m-1)(x,y)-VD0 (m-1)(x,y) (30a)
0A0 (m)(x,y)=V0A0 (m-1)(x,y)-DB0 (m-1)(x,y)/dVB
=V0A0 (m-1)(x,y)-VD0 (m-1)(x,y) (31a)
(30a)および(31a)式において、V0A0 (m)(x,y)は、m(≧1)回目に更新されるV0A0(x,y)を、表す。DA0 (m-1)(x,y)およびDB0 (m-1)(x,y)は、V0A0 (m-1)(x,y)を対物偏向器13に入力して得られるDA0(x,y)およびDB0(x,y)を、それぞれ表す。VD0 (m-1)(x,y)は、V0A0 (m-1)(x,y)を対物偏向器13に入力して得られるVD0(x,y)を、表す。(30a)および(31a)式中のVD0 (m-1)(x,y)は、それぞれ、(34a)および(35a)式で与えられる。
D0 (m-1)(x,y)=DA0 (m-1)(x,y)/dVA (34a)
D0 (m-1)(x,y)=DB0 (m-1)(x,y)/dVB (35a)
上記一連の工程は、上記格子点上で、(36)または(37)式が成立するまで繰り返される。(36)および(37)式において、εは、|DA0 (m)(x,y)|および|DB0 (m)(x,y)|に対する許容値を表す。即ち、|DA0 (m)(x,y)|および|DB0 (m)(x,y)|は、偏向座標(x,y)における上記偏向像面湾曲収差の補正残差に相当する。
|DA0 (m)(x,y)|<ε(36)
|DB0 (m)(x,y)|<ε(37)
Next, the apparatus of this embodiment, on the lattice points, acquires curves of blurring in the X and Y directions of the electron beam 1 with respect to V 2A , and transfers V 0A0 (x, y) to the objective deflector 13. A sequence of steps to input or from acquisition of X and Y blur curves of the electron beam 1 to V 2B to input to the objective deflector 13 of V 0A0 (x,y) repeat the process. This reduces the correction residual of the deflection field curvature aberration on the lattice points.
While the above series of steps are repeated, V 0A0 (x, y) is updated according to equation (30a) or (31a). Equations (30a) and (31a) are generalizations of equations (30) and (31), respectively. Henceforth, unless otherwise specified, formulas (30a) and (31a) also serve as formulas (30) and (31), respectively.
V 0A0 (m) (x, y)=V 0A0 (m-1) (x, y)-D A0 (m-1) (x, y)/d VA
= V 0A0 (m-1) (x, y) - V D0 (m-1) (x, y) (30a)
V 0A0 (m) (x, y)=V 0A0 (m-1) (x, y)-D B0 (m-1) (x, y)/d VB
=V 0A0 (m-1) (x, y)-V D0 (m-1) (x, y) (31a)
In equations (30a) and (31a), V 0A0 (m) (x, y) represents V 0A0 (x, y) updated for m (≧1) times. D A0 (m−1) (x, y) and D B0 (m−1) (x, y) are obtained by inputting V 0A0 (m−1) (x, y) to the objective deflector 13 Denote D A0 (x, y) and D B0 (x, y), respectively. V D0 (m−1) (x, y) represents V D0 (x, y) obtained by inputting V 0A0 (m−1) (x, y) to the objective deflector 13 . V D0 (m−1) (x, y) in equations (30a) and (31a) are given by equations (34a) and (35a), respectively.
V D0 (m−1) (x, y)=D A0 (m−1) (x, y)/d VA (34a)
V D0 (m−1) (x, y)=D B0 (m−1) (x, y)/d VB (35a)
The series of steps described above is repeated until equation (36) or (37) is established on the lattice points. In equations (36) and (37), ε D represents the tolerance for |D A0 (m) (x,y)| and |D B0 (m) (x,y)|. |D A0 (m) (x, y)| and |D B0 (m) (x, y)| .
|D A0 (m) (x, y)|<ε D (36)
|D B0 (m) (x, y)|<ε D (37)

係数dVAおよびdVBの決定は、それぞれ、(38)および(39)式による。 Determination of coefficients dVA and dVB is according to equations (38) and (39), respectively.

Figure 2022142325000003
(38)および(39)式において、DA1(x,y)、DB1(x,y)、およびV0A1(x,y)は、偏向座標(x,y)に位置する格子点上におけるDA1、DB1、およびV0A1を、それぞれ表す。V0A1は、第1のフォーカス補正電圧を表す。第1のフォーカス補正電圧とは、第1のフォーカス補正条件下におけるフォーカス補正電圧である。DAn(0,0)、DBn(0,0)、およびV0An(0,0)(いずれにおいてもn=0または1)は、対物偏向器13の偏向フィールドの中央におけるDAn(x,y)、DBn(x,y)、およびV0An(x,y)をそれぞれ表す。補足すれば、(38)式におけるV0A1(0,0)、V0A0(0,0)、およびΔV0Aは、それぞれ、(39)式におけるV0A1(0,0)、V0A0(0,0)、およびΔV0Aと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
本実施例の装置は、係数dVAを、dVAによるDA0(x,y)のVD0(x,y)への換算((34)および(34a)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdVAは、dVAによるDA0(x,y)のVD0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。本実施例の装置は、あるいは、係数dVBを、dVBによるDB0(x,y)のVD0(x,y)への換算((35)および(35a)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdVBは、dVBによるDB0(x,y)のVD0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。ここで、dVAおよびdVBは、それぞれ、(32)および(33)式が成立する場合に記憶される。
Figure 2022142325000003
In equations (38) and (39), D A1 (x, y), D B1 (x, y), and V 0A1 (x, y) are given by Denote D A1 , D B1 and V 0A1 respectively. V 0A1 represents the first focus correction voltage. The first focus correction voltage is a focus correction voltage under the first focus correction condition. D An (0,0), D Bn (0,0), and V 0An (0,0) (where n=0 or 1) are D An (x , y), D Bn (x, y), and V 0An (x, y) respectively. Supplementally, V 0A1 (0, 0), V 0A0 (0, 0), and ΔV 0A in equation (38) are V 0A1 (0, 0) and V 0A0 (0, 0, respectively) in equation (39). 0), and ΔV 0A may be the same or different.
The apparatus of this embodiment determines the coefficient d VA prior to the conversion of D A0 (x,y) to V D0 (x,y) by d VA (see equations (34) and (34a)). ,Remember. The d VA so stored is used repeatedly each time the d VA converts D A0 (x,y) to V D0 (x,y). Alternatively, the apparatus of this embodiment may convert the coefficient d VB to Decide and memorize. The d VB thus stored is used repeatedly for each conversion of D B0 (x,y) to V D0 (x,y) by d VB . Here, d VA and d VB are stored when equations (32) and (33) respectively hold.

補足すれば、係数dVAおよびdVBは、電子ビーム1を新たな格子点に入射させるたびに求め直してもよいが、それは必要ではない。即ち、偏向フィールドの中央において測定された係数dVAおよびdVBは、それ以外の偏向座標においても有効である。これは、対物偏向器13のフォーカス補正感度および2回非点補正感度は偏向座標に依存しないことによる。
厳密には、係数dVAおよびdVBの偏向座標への依存性は零ではなく、従って、その依存性に起因し、係数dVAおよびdVBは誤差を持ちうる。しかし、その誤差は問題とならない。たとえその誤差が零でなくても、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、(30a)式によって更新されたV0A0(x,y)の対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、または、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、(31a)式によって更新されたV0A0(x,y)の対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、上記格子点上で繰り返せば、DA0(x,y)およびDB0(x,y)は零に近づき、従って、上記格子点上で、ナイフエッジ20上のデフォーカスは零に近づく。
Supplementally, the coefficients dVA and dVB may be recalculated each time the electron beam 1 is made incident on a new grid point, but this is not necessary. That is, the coefficients d_VA and d_VB measured at the center of the deflection field are also valid for the other deflection coordinates. This is because the focus correction sensitivity and the two-fold astigmatism correction sensitivity of the objective deflector 13 do not depend on the deflection coordinates.
Strictly speaking, the dependence of the coefficients dVA and dVB on the deflection coordinate is non-zero, so due to that dependence the coefficients dVA and dVB may have errors. However, the error does not matter. V 0A0 (x,y) objective deflector 13 updated by equation (30a) from acquisition of the X and Y blur curves of the electron beam 1 versus V 2A , even if the error is not zero or from the acquisition of the X and Y blur curves of the electron beam 1 to V 2B , V 0A0 (x,y) updated by equation (31a) to the objective If the series of steps up to the input to the deflector 13 is repeated on the grid points, D A0 (x, y) and D B0 (x, y) approach zero, so on the grid points, Defocus on the knife edge 20 approaches zero.

本実施例の装置は、以降、上記と同様の測定および補正を、対物偏向器13の偏向フィールド内の残りの格子点に対して行う。これにより、対物偏向器13の偏向フィールド内の全ての格子点上のフォーカス補正電圧V0A0 (m)(x,y)が決定される。 The apparatus of this embodiment thereafter performs the same measurement and correction as above for the remaining lattice points within the deflection field of the objective deflector 13 . Thereby, the focus correction voltage V 0A0 (m) (x, y) on all lattice points within the deflection field of the objective deflector 13 is determined.

本実施例の装置は、その後、V0A0 (m)(x,y)に対する近似曲面を決定する。本実施例の装置は、以降、電子ビーム1を偏向座標(x,y)に向けて偏向する際に、その近似曲面から、偏向座標(x,y)に対応するフォーカス補正電圧V0Aを決定し、そのV0Aを、対物偏向器13に入力する。これにより、上記偏向像面湾曲収差が、対物偏向器13の偏向フィールド内の全域に渡って補正される。 The apparatus of this embodiment then determines an approximate surface for V 0A0 (m) (x,y). When the apparatus of this embodiment deflects the electron beam 1 toward the deflection coordinates (x, y), the focus correction voltage V 0A corresponding to the deflection coordinates (x, y) is determined from the approximate curved surface. and input the V 0A to the objective deflector 13 . Thereby, the deflection field curvature aberration is corrected over the entire deflection field of the objective deflector 13 .

上記近似曲面は、偏向座標(二次元)に関する2次以上の関数である。以降では、上記近似曲面を、V0A0F(x,y)で表す。 The approximate curved surface is a function of two or more degrees regarding deflection coordinates (two dimensions). Henceforth, the said approximate curved surface is represented by V0A0F (x,y).

0A0F(x,y)の近似精度は、V0A0F(x,y)の次数とともに高くなる。ただし、V0A0F(x,y)を、より高次の関数とするには、その分だけ、偏向座標(x,y)とV0A0(x,y)との組の数を増やす必要が生じる。即ち、対物偏向器13の偏向フィールド内の格子点の数を増やす必要が生じる。より具体的には、対物偏向器13の偏向フィールド内の格子点の数を、V0A0F(x,y)を表す多項式の係数の個数以上とする必要がある。例えば、V0A0F(x,y)を、XおよびYに関する3次の関数とすれば、V0A0F(x,y)を表す多項式の係数の個数は、10個である。 The approximation accuracy of V 0A0F (x,y) increases with the order of V 0A0F (x,y). However, in order to make V 0A0F (x, y) a higher-order function, it is necessary to increase the number of pairs of deflection coordinates (x, y) and V 0A0 (x, y) accordingly. . That is, it becomes necessary to increase the number of grid points in the deflection field of the objective deflector 13 . More specifically, the number of grid points in the deflection field of the objective deflector 13 should be greater than or equal to the number of coefficients of the polynomial representing V 0A0F (x, y). For example, if V 0A0F (x,y) is a cubic function of X and Y, the number of coefficients of the polynomial expressing V 0A0F (x,y) is ten.

以上の要領によれば、上記偏向像面湾曲収差を、フォーカス補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線にではなく、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づいて測定および補正することができる。
上記偏向像面湾曲収差の測定および補正を、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づかせれば、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正に要する時間を長くすることなく、上記偏向像面湾曲収差の測定可能範囲を大きくすることができる。これは、静電型2回非点補正器としての対物偏向器13の、2回非点補正電圧に対する応答の速さと、静電型2回非点補正器としての対物偏向器13が2回非点補正電圧に応じてナイフエッジ20上の2回非点収差を変化させうる範囲の大きさとからである。
According to the above procedure, the deflection field curvature aberration is measured and corrected based on the blur curve of the electron beam 1 with respect to the two-fold astigmatism correction voltage, not the curve of the blur of the electron beam 1 with respect to the focus correction voltage. can do.
If the deflection curvature of field aberration is measured and corrected based on the blur curve of the electron beam 1 with respect to the two-fold astigmatism correction voltage, the time required for the measurement and correction of the deflection curvature of field aberration can be reduced. It is possible to increase the measurable range of the deflection field curvature aberration. This is due to the speed of response of the objective deflector 13 as an electrostatic two-fold stigmator to the two-fold astigmatism correction voltage, and the speed of the response of the objective deflector 13 as an electrostatic two-fold stigmator. This is because of the size of the range in which the two-fold astigmatism on the knife edge 20 can be changed according to the astigmatism correction voltage.

静電型2回非点補正器としての対物偏向器13が2回非点補正電圧に応じてナイフエッジ20上の2回非点収差を変化させうる範囲の大きさには、静電型2回非点補正器としての対物偏向器13の2回非点補正感度が関わる。即ち、静電型2回非点補正器としての対物偏向器13の2回非点補正感度は、静電型フォーカス補正器としての対物偏向器13のフォーカス補正感度よりも高い。
これには、対物偏向器13のフォーカス補正感度および2回非点補正感度の、対物偏向器13の内径への依存性が関わる。より詳細には、静電型フォーカス補正器としての対物偏向器13のフォーカス補正感度は、対物偏向器13の内径に依存しないが、静電型2回非点補正器としての対物偏向器13の2回非点補正感度は、対物偏向器13の内径の2乗に反比例する。(これら補正感度の、対物偏向器13の内径への依存性は、対物偏向器13内の電位分布の、対物偏向器13の内径への依存性に由来する。)静電型2回非点補正器としての対物偏向器13の2回非点補正感度は、従って、対物偏向器13の内径を小さくすることにより、増強させられる。
The size of the range in which the objective deflector 13 as an electrostatic two-fold astigmatism corrector can change the two-fold astigmatism on the knife edge 20 in accordance with the two-fold astigmatism correction voltage includes the electrostatic two-fold astigmatism corrector. The two-fold astigmatism correction sensitivity of the objective deflector 13 as a rotational astigmatism corrector is involved. That is, the two-fold astigmatism correction sensitivity of the objective deflector 13 as an electrostatic two-fold astigmatism corrector is higher than the focus correction sensitivity of the objective deflector 13 as an electrostatic focus corrector.
This involves the dependence of the focus correction sensitivity and the two-fold astigmatism correction sensitivity of the objective deflector 13 on the inner diameter of the objective deflector 13 . More specifically, the focus correction sensitivity of the objective deflector 13 as an electrostatic focus corrector does not depend on the inner diameter of the objective deflector 13. The two-fold astigmatism correction sensitivity is inversely proportional to the square of the inner diameter of the objective deflector 13 . (The dependence of these correction sensitivities on the inner diameter of the objective deflector 13 is derived from the dependence of the potential distribution in the objective deflector 13 on the inner diameter of the objective deflector 13.) Electrostatic Double Astigmatism The two-fold astigmatism correction sensitivity of the objective deflector 13 as a corrector is therefore enhanced by reducing the inner diameter of the objective deflector 13 .

以上が、本実施例の装置の生む偏向像面湾曲収差の測定および補正についての説明である。その測定および補正のルーチンを、メインルーチン2として、図10に示す。
ただし、メインルーチン2と、その中のサブルーチン(サブルーチン3およびサブルーチン4)とは、いずれも、(32)式の成立を前提としている。即ち、これらメインルーチンおよびサブルーチンにおいては、係数dVAおよびdVBのうち、dVAのみが決定され、また、XY差DAnおよびDBn(いずれにおいてもn=0または1)のうち、DAnのみが決定される。
The above is the description of the measurement and correction of the deflection curvature of field produced by the apparatus of this embodiment. The measurement and correction routine is shown in FIG. 10 as main routine 2 .
However, both the main routine 2 and the subroutines therein (subroutine 3 and subroutine 4) are based on the premise that equation (32) holds. That is, in these main routines and subroutines , of the coefficients dVA and dVB , only dVA is determined . is determined.

(メインルーチン2)
図10に示すように、メインルーチン2は、以下のステップからなる。
まず、ステップS31において、nを零に設定する(n=0)。
次に、ステップS32において、V0An(V0A0)を読み込み、それを対物偏向器13に入力する。(ここで、V0A0は、メインルーチン2の開始直前の、対物偏向器13の偏向フィールド内の中央におけるフォーカス補正電圧V0Aの値に等しい。)
次に、ステップS33において、サブルーチン1(図7を参照)を実行し、XY差DAn(DA0)を決定する。(ここで、DAnは、対物偏向器13の偏向フィールドの中央に位置する格子点上で測定される。このことは、ステップS36にも当てはまる。)
次に、ステップS34において、nを1に設定する(n=1)。
次に、ステップS35において、V0An(V0A1)を読み込み、それを対物偏向器13に入力する。
次に、ステップS36において、サブルーチン1(図7を参照)を実行し、XY差DAn(DA1)を決定する。
次に、ステップS37において、係数dVAを決定する。(係数dVAが既知である場合には、ステップS31~ステップS37を、dVAを読み込むステップに置き換えることができる。)
次に、ステップS38において、サブルーチン3(図11を参照)を実行し、V0A0 (m)(x,y)を決定する。
次に、ステップS39において、近似曲面V0A0F(x,y)を決定する。そして、メインルーチン2を終了する。
(Main routine 2)
As shown in FIG. 10, the main routine 2 consists of the following steps.
First, in step S31, n is set to zero (n=0).
Next, in step S 32 , V 0An (V 0A0 ) is read and input to the objective deflector 13 . (Here, V 0A0 is equal to the value of the focus correction voltage V 0A at the center of the deflection field of the objective deflector 13 immediately before the start of main routine 2.)
Next, in step S33, subroutine 1 (see FIG. 7) is executed to determine the XY difference D An (D A0 ). (Here, D An is measured on grid points located in the center of the deflection field of the objective deflector 13. This also applies to step S36.)
Next, in step S34, n is set to 1 (n=1).
Next, in step S 35 , V 0An (V 0A1 ) is read and input to the objective deflector 13 .
Next, in step S36, subroutine 1 (see FIG. 7) is executed to determine the XY difference D An (D A1 ).
Next, in step S37, the coefficient d VA is determined. (If the coefficient d VA is known, steps S31-S37 can be replaced by reading d VA .)
Next, in step S38, subroutine 3 (see FIG. 11) is executed to determine V 0A0 (m) (x, y).
Next, in step S39, an approximate curved surface V 0A0F (x, y) is determined. Then, the main routine 2 ends.

(サブルーチン3)
サブルーチン3は、図11に示すように、以下のステップからなる。ただし、以下の説明において、n1Aおよびn1Bは、それぞれV1AおよびV1Bに対するループ制御変数を表す。n1Amin(<0)およびn1Amax(>0)は、n1Aの最小値および最大値をそれぞれ表す(|n1Amin|=|n1Amax|)。n1Bmin(<0)およびn1Bmax(>0)は、n1Bの最小値および最大値をそれぞれ表す(|n1Bmin|=|n1Bmax|)。ΔV1AおよびΔV1Bは、それぞれV1AおよびV1Bの変化量を表す。
まず、ステップS41において、n1Aをn1Aminに設定する(n1A=n1Amin)とともに、n1Bをn1Bminに設定する(n1B=n1Bmin)。
次に、ステップS42において、V1B(=ΔV1B1B)を対物偏向器13に入力する。ここで、V1Bは、偏向座標(x,y)のy成分に比例する。
次に、ステップS43において、V1A(=ΔV1A1A)を対物偏向器13に入力する。ここで、V1Aは、偏向座標(x,y)のx成分に比例する。
次に、ステップS44において、サブルーチン4(図12を参照)を実行し、V0A0 (m)を決定する。
次に、ステップS45において、n1A<n1Amaxが成立するかどうか判定する。それが成立する場合には、ステップS46に進む。それが成立しない場合には、ステップS47に進む。
ステップS46においては、n1A+1をn1Aに代入する(n1A=n1A+1)。そして、ステップS43に戻る。
ステップS47においては、n1B<n1Bmaxが成立するかどうか判定する。それが成立する場合には、ステップS48に進む。それが成立しない場合には、サブルーチン3を終了し、メインルーチン2(図10を参照)に戻る。
ステップS48においては、n1B+1をn1Bに代入する(n1B=n1B+1)。そして、ステップS42に戻る。
補足すれば、ステップS42とステップS43は、互いに前後しても構わない。ただし、そうする際には、ステップS45およびS46と、ステップS47およびS48とを、互いに前後させる必要がある。
(Subroutine 3)
Subroutine 3, as shown in FIG. 11, consists of the following steps. However, in the following description n 1A and n 1B represent the loop control variables for V 1A and V 1B respectively. n 1Amin (<0) and n 1Amax (>0) represent the minimum and maximum values of n 1A respectively (|n 1Amin |=|n 1Amax |). n 1Bmin (<0) and n 1Bmax (>0) represent the minimum and maximum values of n 1B , respectively (|n 1Bmin |=|n 1Bmax |). ΔV 1A and ΔV 1B represent the amount of change in V 1A and V 1B , respectively.
First, in step S41, n 1A is set to n 1Amin (n 1A =n 1Amin ) and n 1B is set to n 1Bmin (n 1B =n 1Bmin ).
Next, in step S42, V 1B (=ΔV 1B n 1B ) is input to the objective deflector 13 . where V 1B is proportional to the y component of deflection coordinates (x,y).
Next, in step S43, V 1A (=ΔV 1A n 1A ) is input to the objective deflector 13 . where V1A is proportional to the x component of deflection coordinates (x,y).
Next, in step S44, subroutine 4 (see FIG. 12) is executed to determine V 0A0 (m) .
Next, in step S45, it is determined whether or not n 1A <n 1Amax holds. If it is established, the process proceeds to step S46. If it does not hold, the process proceeds to step S47.
In step S46, n 1A +1 is substituted for n 1A (n 1A =n 1A +1). Then, the process returns to step S43.
In step S47, it is determined whether n 1B <n 1Bmax holds. If it is established, the process proceeds to step S48. If it does not hold, the subroutine 3 is terminated and the process returns to the main routine 2 (see FIG. 10).
In step S48, n 1B +1 is substituted for n 1B (n 1B =n 1B +1). Then, the process returns to step S42.
Supplementally, step S42 and step S43 may be performed before or after each other. However, in doing so, steps S45 and S46 and steps S47 and S48 must be performed one behind the other.

(サブルーチン4)
サブルーチン4は、図12に示すように、サブルーチン2(図8を参照)とほぼ同じである。より詳細には、サブルーチン4は、サブルーチン2におけるステップS22およびステップS26を、それぞれステップS52およびステップS56に置き換えたものに、相当する。ステップS52においては、V0A0 (m)が対物偏向器13に入力される。ステップS56においては、V0A0 (m)が決定される。(V0A0 (m)は、m=0のとき、V0A0を表す。ここで、V0A0は、メインルーチン2の開始直前のフォーカス補正電圧V0Aの値に等しい。その値は、偏向座標(x,y)に依存する。)
補足すれば、サブルーチン4内ではフォーカス補正電圧は偏向座標(x,y)には無頓着に決定されるため、サブルーチン4内のフォーカス補正電圧の表記は、V0A0 (m)(x,y)ではなく、V0A0 (m)とした。同様のことは、サブルーチン7(図20を参照)にも当てはまる。
(Subroutine 4)
Subroutine 4, as shown in FIG. 12, is substantially the same as subroutine 2 (see FIG. 8). More specifically, subroutine 4 corresponds to subroutine 2 in which steps S22 and S26 are replaced with steps S52 and S56, respectively. At step S52, V 0A0 (m) is input to the objective deflector 13 . In step S56, V 0A0 (m) is determined. (V 0A0 (m) represents V 0A0 when m=0. Here, V 0A0 is equal to the value of the focus correction voltage V 0A immediately before the start of main routine 2. Its value is the deflection coordinate ( x, y).)
Supplementally, in subroutine 4, the focus correction voltage is determined regardless of the deflection coordinates ( x, y). V 0A0 (m) instead of V 0A0 (m) . Similar considerations apply to subroutine 7 (see FIG. 20).

本実施例の装置は、最後に、自身の生む偏向2回非点収差を測定および補正する。その偏向2回非点収差の測定および補正も、対物偏向器13の偏向フィールド内の格子点(先述のように、合計5×5=25点)上で行われる。
上記偏向2回非点収差の測定および補正の要領は、図24の光学系における同じ収差の測定および補正の要領に同じである。簡単に言えば、上記偏向2回非点収差を測定および補正することは、先述の軸上2回非点収差の測定および補正を上記格子点の各々において行うことに、同じである。その詳細は、以下の通りである。
The apparatus of this embodiment finally measures and corrects its own 2-fold deflection astigmatism. The measurement and correction of the deflection two-fold astigmatism are also performed on grid points (5×5=25 points in total, as described above) in the deflection field of the objective deflector 13 .
The procedure for measuring and correcting the two-fold deflection astigmatism is the same as the procedure for measuring and correcting the same aberration in the optical system of FIG. Simply put, measuring and correcting the deflection 2-fold astigmatism is the same as measuring and correcting the above-described axial 2-fold astigmatism at each of the grid points. The details are as follows.

本実施例の装置は、上記偏向2回非点収差の測定および補正のため、まず、最初に上記測定および補正が行われる格子点の座標にナイフエッジ20を移動させるとともに、その格子点上に電子ビーム1が入射するように、対物偏向器13によって電子ビーム1を偏向する。
本実施例の装置は、そのうえで、上記格子点(最初に上記測定および補正が行われる格子点)上で、V2Aを増減しながらナイフエッジ20によって電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけを測定することで、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)を取得する。
本実施例の装置は、これら曲線からXY平均MA0を決定し、MA0に基づいてV2Aを更新し、そうして更新されたV2Aを、対物偏向器13に入力する。これにより、上記格子点上における、上記偏向2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分が、補正される。
本実施例の装置は、次に、上記格子点上で、V2Bを増減しながらナイフエッジ20によって電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけを測定することで、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)を取得する。
本実施例の装置は、これら曲線からXY平均MB0を決定し、MB0に基づいてV2Bを更新し、そうして更新されたV2Bを、対物偏向器13に入力する。これにより、上記格子点上における、上記偏向2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分が、補正される。
補足すれば、上記過程においては、MB0の決定およびV2Bの入力が、MA0の決定およびV2Aの入力の後になされるが、これらの順序は互いに前後してもよい。
In order to measure and correct the deflection 2-fold astigmatism, the apparatus of this embodiment first moves the knife edge 20 to the coordinates of the grid point where the measurement and correction are performed, and moves the knife edge 20 onto the grid point. The electron beam 1 is deflected by the objective deflector 13 so that the electron beam 1 is incident.
The apparatus of this embodiment then blurs the electron beam 1 in the X direction and the Y direction with the knife edge 20 while increasing or decreasing V2A on the grid point (the grid point where the measurement and correction are performed first). By measuring, X-direction and Y-direction blur curves (two curves in total) of the electron beam 1 with respect to V 2A are obtained.
The apparatus of this embodiment determines the XY average M A0 from these curves, updates V 2A based on M A0 , and inputs the updated V 2A to the objective deflector 13 . As a result, the component of the two-fold deflection astigmatism on the lattice points that can be corrected by V2A is corrected.
Next, the apparatus of this embodiment measures the blurring of the electron beam 1 in the X direction and the Y direction with the knife edge 20 while increasing and decreasing V2B on the lattice points, thereby measuring the electron beam 1 with respect to V2B . Acquire X and Y blur curves (two in total).
The apparatus of this embodiment determines the XY average M B0 from these curves, updates V 2B based on M B0 , and inputs the updated V 2B to the objective deflector 13 . As a result, the component of the two-fold deflection astigmatism on the lattice points that can be corrected by V2B is corrected.
Supplementally, in the above process, the determination of M B0 and the input of V2B are performed after the determination of M A0 and the input of V2A , but these orders may be reversed.

上記過程におけるV2A0およびV2B0の更新は、それぞれ(40)および(41)式で表せる。
2A0’(x,y)=MA0(x,y) (40)
2B0’(x,y)=MB0(x,y) (41)
(40)および(41)式において、V2A0’(x,y)およびV2B0’(x,y)は、上記過程によって更新されるV2A0(x,y)およびV2B0(x,y)を、それぞれ表す。V2A0(x,y)およびV2B0(x,y)は、偏向座標(x,y)に位置する格子点上のV2A0およびV2B0を、それぞれ表す。MA0(x,y)およびMB0(x,y)は、偏向座標(x,y)に位置する格子点上のMA0およびMB0を、それぞれ表す。M(x,y)およびM(x,y)は、偏向座標(x,y)に位置する格子点上のMおよびMを、それぞれ表す。
The updating of V2A0 and V2B0 in the above process can be expressed by equations (40) and (41), respectively.
V 2A0 ′(x, y)=M A0 (x, y) (40)
V 2B0 ′(x, y)=M B0 (x, y) (41)
In equations (40) and (41), V 2A0 ′(x, y) and V 2B0 ′(x, y) are V 2A0 (x, y) and V 2B0 (x, y) updated by the above process. , respectively. V 2A0 (x, y) and V 2B0 (x, y) respectively represent V 2A0 and V 2B0 on the grid point located at the deflection coordinates (x, y). M A0 (x, y) and M B0 (x, y) respectively represent M A0 and M B0 on the grid point located at the deflection coordinates (x, y). M A (x, y) and M B (x, y) respectively represent M A and M B on the grid point located at the deflection coordinates (x, y).

本実施例の装置は、次に、上記格子点上で、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V2Aの対物偏向器13への入力までの、一連の工程、および、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V2Bの対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、繰り返す。その間、V2AおよびV2Bは、それぞれ(40a)および(41a)式によって更新される。(40a)および(41a)式は、それぞれ、(40)および(41)式を一般化したものである。以降では、特に明示のない限り、(40a)および(41a)式は、(40)および(41)式をそれぞれ兼ねる。
2A0 (m)(x,y)=MA0 (m-1)(x,y) (40a)
2B0 (m)(x,y)=MB0 (m-1)(x,y) (41a)
(40a)および(41a)式において、V2A0 (m)(x,y)およびV2B0 (m)(x,y)は、m(≧1)回目に更新されるV2A0(x,y)およびV2B0(x,y)を、それぞれ表す。MA0 (m-1)(x,y)は、V2A0 (m-1)(x,y)を対物偏向器13に入力した後に得られるMA0(x,y)を、表す。MB0 (m-1)(x,y)は、V2B0 (m-1)(x,y)を対物偏向器13に入力した後に得られるMB0(x,y)を、表す。
上記一連の工程は、上記格子点上で、(42)および(43)式が成立するまで繰り返される。その結果、上記格子点上で、上記偏向2回非点収差の補正が完了する。
|ΔMA0 (m)(x,y)|<ε(42)
|ΔMB0 (m)(x,y)|<ε(43)
(42)および(43)式において、ΔMA0 (m)(x,y)およびΔMB0 (m)(x,y)は、それぞれ、V2A0(x,y)のm回目の更新によるMA0(x,y)の変化量、および、V2B0(x,y)のm回目の更新によるMB0(x,y)の変化量を、表す。ε(>0)は、|ΔMA0 (m)(x,y)|および|ΔMB0 (m)(x,y)|に対する許容値を表す。即ち、|ΔMA0 (m)(x,y)|および|ΔMB0 (m)(x,y)|は、偏向座標(x,y)における上記偏向2回非点収差の補正残差に相当する。ΔMA0 (m)(x,y)およびΔMB0 (m)(x,y)は、(44)および(45)式でそれぞれ定義される。
ΔMA0 (m)(x,y)=MA0 (m)(x,y)-MA0 (m-1)(x,y) (44)
ΔMB0 (m)(x,y)=MB0 (m)(x,y)-MB0 (m-1)(x,y) (45)
Next, the apparatus of this embodiment performs a series of steps from acquisition of blur curves in the X direction and Y direction of the electron beam 1 with respect to V 2A to input of V 2A to the objective deflector 13 on the grid points. and the series of steps from acquisition of the X- and Y-direction blur curves of the electron beam 1 to V 2B to input of V 2B to the objective deflector 13 are repeated. Meanwhile, V 2A and V 2B are updated by equations (40a) and (41a) respectively. Equations (40a) and (41a) are generalizations of equations (40) and (41), respectively. Hereinafter, unless otherwise specified, formulas (40a) and (41a) also serve as formulas (40) and (41), respectively.
V 2A0 (m) (x, y)=M A0 (m−1) (x, y) (40a)
V 2B0 (m) (x, y)=M B0 (m−1) (x, y) (41a)
In equations (40a) and (41a), V 2A0 (m) (x, y) and V 2B0 (m) (x, y) are V 2A0 (x, y) updated m (≧1) times and V 2B0 (x,y) respectively. M A0 (m−1) (x, y) represents M A0 (x, y) obtained after inputting V 2A0 (m−1) (x, y) to the objective deflector 13 . M B0 (m−1) (x, y) represents M B0 (x, y) obtained after inputting V 2B0 (m−1) (x, y) to the objective deflector 13 .
The above series of steps are repeated until the equations (42) and (43) hold on the lattice points. As a result, the correction of the two-fold deflection astigmatism is completed on the lattice points.
|ΔM A0 (m) (x, y)|<ε M (42)
|ΔM B0 (m) (x, y)|<ε M (43)
In equations (42) and (43), ΔM A0 (m) (x, y) and ΔM B0 (m) (x, y) are respectively M A0 by the m-th update of V 2A0 (x, y) It represents the amount of change in (x, y) and the amount of change in M B0 (x, y) due to the m-th update of V 2B0 (x, y). ε M (>0) represents the tolerance for |ΔM A0 (m) (x,y)| and |ΔM B0 (m) (x,y)|. |ΔM A0 (m) (x, y)| and |ΔM B0 (m) (x, y)| do. ΔM A0 (m) (x, y) and ΔM B0 (m) (x, y) are defined by equations (44) and (45), respectively.
ΔM A0 (m) (x, y)=M A0 (m) (x, y)-M A0 (m−1) (x, y) (44)
ΔM B0 (m) (x, y)=M B0 (m) (x, y)−M B0 (m−1) (x, y) (45)

上記2つの一連の工程は、原理的には、別々に繰り返してよい。例えば、まず、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V2Aの対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、(42)式が成立するまで更新し、次に、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、V2Bの対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、(43)式が成立するまで更新してよい。
しかし、上記2つの一連の工程は、実際には、交互に繰り返すのがよい。そうすれば、V2Aがナイフエッジ20の高さ位置に発生する2回非点収差と、V2Bがその同じ高さ位置に発生する2回非点収差との間の直交誤差の如何によらず、(42)および(43)式を、互いに同時に成立させることができる。
The above two series of steps may in principle be repeated separately. For example, first, a series of steps from acquisition of curves of blurring in the X direction and Y direction of the electron beam 1 with respect to V 2A to input of V 2A to the objective deflector 13 are performed until equation (42) holds. Next, a series of steps from acquisition of the X-direction and Y-direction blur curves of the electron beam 1 with respect to V2B to input of V2B to the objective deflector 13 are performed by formula (43). You can update until
However, the above two series of steps are preferably repeated alternately in practice. Then, depending on the orthogonal error between the two-fold astigmatism V2A generated at the height of the knife edge 20 and the two-fold astigmatism V2B generated at the same height, (42) and (43) can be established simultaneously with each other.

本実施例の装置は、以降、上記と同様の測定および補正を、対物偏向器13の偏向フィールド内の残りの格子点に対して行う。これにより、対物偏向器13の偏向フィールド内の全ての格子点上の2回非点補正電圧V2A0 (m)(x,y)およびV2B0 (m)(x,y)が決定される。 The apparatus of this embodiment thereafter performs the same measurement and correction as above for the remaining lattice points within the deflection field of the objective deflector 13 . As a result, two-fold astigmatic correction voltages V 2A0 (m) (x, y) and V 2B0 (m) (x, y) on all lattice points within the deflection field of the objective deflector 13 are determined.

本実施例の装置は、その後、V2A0 (m)(x,y)およびV2B0 (m)(x,y)の各々に対する近似曲面を決定する。本実施例の装置は、以降、電子ビーム1を偏向座標(x,y)に向けて偏向する際に、V2A0 (m)(x,y)およびV2B0 (m)(x,y)に対する近似曲面から、偏向座標(x,y)に対応する2回非点補正電圧V2AおよびV2Bをそれぞれ決定し、そのV2AおよびV2Bを、ともに対物偏向器13に入力する。これにより、上記偏向2回非点収差が、対物偏向器13の偏向フィールド内の全域に渡って補正される。 The apparatus of this embodiment then determines an approximate surface for each of V2A0 (m) (x,y) and V2B0 (m) (x,y). After that, when the apparatus of this embodiment deflects the electron beam 1 toward the deflection coordinates ( x, y ) , Two-time astigmatism correction voltages V 2 A and V 2 B corresponding to the deflection coordinates (x, y) are determined from the approximate curved surface, and both V 2 A and V 2 B are input to the objective deflector 13 . As a result, the two-fold deflection astigmatism is corrected over the entire deflection field of the objective deflector 13 .

以降で、XY差の起源を説明するとともに、XY差がナイフエッジ20上のデフォーカスの大きさの指標となることの根拠を、示す。そのため、まずは、ナイフエッジ20上のデフォーカスおよび2回非点収差を表す収差図形を、示す。そして、これら収差を表す収差図形から、XY差を導く。 Hereinafter, the origin of the XY difference will be explained, and the grounds for the fact that the XY difference serves as an index of the degree of defocus on the knife edge 20 will be shown. To that end, first, aberration diagrams representing defocus and 2-fold astigmatism on the knife edge 20 are shown. Then, the XY difference is derived from the aberration diagrams representing these aberrations.

まず、ナイフエッジ20上のデフォーカスを表す収差図形をデフォーカス図形S(複素数)とすれば、Sは、電子ビーム1の収束半角を用いて、(46)式で表せる。
(α,θ)=Fαexp(iθ) (46)
(46)式において、F(実数)は、上記デフォーカスに関する係数である。Fは、投影図形11の高さ位置の、ナイフエッジ20の高さ位置からのずれに相当する。αは、電子ビーム1の収束半角を表す。ここで、電子ビーム1の収束半角とは、電子ビーム1に含まれる各主光線周りの光線の収束半角を意味する。θは、電子ビーム1に含まれる各主光線周りの回転角を表す。αおよびθは、ともに、上記各主光線周りの光線の近軸軌道に関する角度である。ここで、近軸軌道とは、収差を含まない軌道である。
First, assuming that the aberration figure representing the defocus on the knife edge 20 is a defocus figure SF (complex number), SF can be expressed by equation (46) using the convergence half angle of the electron beam 1 .
S F (α, θ)=Fαexp(iθ) (46)
(46), F (real number) is a coefficient relating to the defocus. F corresponds to the deviation of the height position of the projection figure 11 from the height position of the knife edge 20 . α represents the convergence half angle of the electron beam 1 . Here, the convergence half angle of the electron beam 1 means the convergence half angle of rays around each principal ray included in the electron beam 1 . θ represents the rotation angle around each principal ray included in the electron beam 1 . Both α and θ are the angles for the paraxial trajectories of the rays around each of the chief rays. Here, a paraxial trajectory is a trajectory that does not include aberrations.

係数Fは、(47)式で表せる。
F=F+a0A+b0A (47)
(47)式において、Fは、定数であり、V0AおよびI0Aがいずれも零である条件下におけるFを表す。aおよびbは、フォーカス補正電圧V0Aおよびフォーカス補正電流I0Aの生むデフォーカスに関する係数を、それぞれ表す。以降では、aおよびbを、デフォーカス係数と称す。
The coefficient F can be expressed by equation (47).
F = FO+a0V0A + b0I0A ( 47)
(47), F 0 is a constant and represents F under the condition that both V 0A and I 0A are zero. a0 and b0 represent coefficients related to defocus generated by the focus correction voltage V0A and the focus correction current I0A , respectively . Hereinafter, a 0 and b 0 are referred to as defocus coefficients.

デフォーカス図形S(α,θ)は、0≦θ<2πの範囲内の全てのθ、および0≦α≦αmaxの範囲内の全てのαに対して定義される。あるいは、それらの集合体がデフォーカス図形であると考えてもよい。ここで、αmaxは、αの最大値を表す。αmaxは、電子ビーム1の径によって決まる。θおよびαをそれぞれ0≦θ<2πおよび0≦α≦αmaxの範囲内で適宜変化させて得られるS(α,θ)の例を、図13に示す。
図13から分かるように、デフォーカス図形S(α,θ)は円形を成し、αを異にする複数のSの群は、中心を同じくする。即ち、そのSの群は、同心円を形成する。
上記同心円を構成する各円は、θが0から2πまで変化する間に、反時計回りに1回描かれる。これは、θが0から2πまで変化する間に、(46)式右辺が、反時計回りに1回転することによる。
A defocus figure S F (α, θ) is defined for all θ in the range 0≦θ<2π and for all α in the range 0≦α≦α max . Alternatively, it may be considered that an aggregate of them is a defocused figure. where α max represents the maximum value of α. α max is determined by the diameter of the electron beam 1 . FIG. 13 shows an example of S F (α, θ) obtained by appropriately changing θ and α within the ranges of 0≦θ<2π and 0≦α≦ αmax , respectively.
As can be seen from FIG. 13, the defocused figure S F (α, θ) forms a circle, and a group of a plurality of S F with different α has the same center. That is, the group of SFs form concentric circles.
Each circle forming the concentric circles is drawn counterclockwise once while θ varies from 0 to 2π. This is because the right side of equation (46) makes one counterclockwise rotation while θ changes from 0 to 2π.

デフォーカス図形S(α,θ)の大きさは、(46)式から分かるように、係数Fに比例する。そのため、Fの絶対値が小さく(または大きく)なれば、デフォーカス図形Sは小さく(または大きく)なり、また、もしFが零となれば、デフォーカス図形Sは、αによらず、零になる。 The size of the defocus figure S F (α, θ) is proportional to the coefficient F, as can be seen from the equation (46). Therefore, if the absolute value of F becomes smaller (or larger), the defocused figure SF becomes smaller (or larger). become zero.

一方、ナイフエッジ20上の2回非点収差を表す収差図形を2回非点収差図形S(複素数)とすれば、Sは、(48)式で表せる。
(α,θ)=Tαexp(-iθ) (48)
(48)式において、T(複素数)は、上記2回非点収差に関する係数である。Tは、上記2回非点収差の呈する非点隔差(2本の焦線間の距離)の半分に等しい大きさを持つ。Tは、また、上記2回非点収差の形成する焦線の方向とともに変化する偏角を持つ。
On the other hand, if the aberration figure representing the 2-fold astigmatism on the knife edge 20 is a 2-fold astigmatism figure S 2 (complex number), S 2 can be expressed by equation (48).
S 2 (α, θ)=T C αexp(−iθ) (48)
(48), T C (complex number) is a coefficient relating to the above two-fold astigmatism. T C has a magnitude equal to half the astigmatic difference (distance between two focal lines) exhibited by the two-fold astigmatism. T C also has a deflection angle that varies with the direction of the focal line formed by the two-fold astigmatism.

係数Tは、(49)式で表せる。
=TOC+a2C2C (49)
(49)式において、TOC(複素数)は、定数であり、V2C(複素数)が零である条件下におけるTを表す。a2C(複素数)は、V2Cの係数であり、定数である。V2Cは、2回非点補正電圧(2回非点発生電圧)を表す。
The coefficient T C can be expressed by the equation (49).
TC = TOC + a 2C V 2C (49)
(49), T OC (complex) is a constant and represents T C under the condition that V 2C (complex) is zero. a 2C (complex) is the coefficient of V 2C and is a constant. V 2C represents a two-fold astigmatism correction voltage (two-fold astigmatism generation voltage).

2CおよびV2Cは、それぞれ(50)および(51)式で定義される。
2C=a2R+ia2I (50)
2C=V2A+iV2B (51)
(50)式において、a2Rおよびa2I(いずれも実数)は、a2Cの実部および虚部をそれぞれ表す。a2Cは、対物偏向器13のZ軸周りの回転角次第で実数(a2C=a2R、即ち、a2I=0)となる。以降では、a2C、a2R、およびa2Iを、2回非点収差係数と称す。
a2C and V2C are defined by equations (50) and (51), respectively.
a 2C = a 2R + ia 2I (50)
V2C = V2A + iV2B (51)
(50), a 2R and a 2I (both real numbers) represent the real and imaginary parts of a 2C , respectively. a 2C becomes a real number (a 2C =a 2R , that is, a 2I =0) depending on the rotation angle of the objective deflector 13 around the Z-axis. Hereinafter, a 2C , a 2R and a 2I are referred to as 2-fold astigmatism coefficients.

2回非点収差図形S(α,θ)は、0≦θ<2πの範囲内の全てのθ、および0≦α≦αmaxの範囲内の全てのαに対して定義される。あるいは、それらの集合体が2回非点収差図形であると考えてもよい。θおよびαをそれぞれ0≦θ<2πおよび0≦α≦αmaxの範囲内で適宜変化させて得られるS(α,θ)の例を、図14に示す。
図14から分かるように、S(α,θ)はS(α,θ)と同様に円形を成し、αを異にする複数のSの群は、中心を同じくする。即ち、そのSの群は、同心円を形成する。
上記同心円を構成する各円は、θが0から2πまで変化する間に、時計回りに1回描かれる。これは、θが0から2πまで変化する間に、(48)式右辺が、時計回りに1回転することによる。S(α,θ)は、この点において、S(α,θ)と性質を異にする。
A 2-fold astigmatism figure S 2 (α, θ) is defined for all θ in the range 0≦θ<2π and for all α in the range 0≦α≦α max . Alternatively, they may be considered as a two-fold astigmatism figure. FIG. 14 shows an example of S 2 (α, θ) obtained by appropriately changing θ and α within the ranges of 0≦θ<2π and 0≦α≦ αmax , respectively.
As can be seen from FIG. 14, S 2 (α, θ) forms a circle like SF (α, θ), and a plurality of groups of S 2 with different α have the same center. That is, the S2 groups form concentric circles.
Each circle forming the concentric circles is drawn clockwise once while θ varies from 0 to 2π. This is because the right side of equation (48) makes one clockwise rotation while θ changes from 0 to 2π. S 2 (α, θ ) differs from SF (α, θ) in this respect.

2回非点収差図形S(α,θ)は、その大きさおよび回転角を、(48)および(49)式から分かるように、2回非点補正電圧V2C(=V2A+iV2B)に依存して変える。従って、Sの大きさおよび回転角は、V2Cによって制御できる。(ただし、Sは円形を成すから、その回転角は図14には表れない。) As can be seen from the equations (48) and (49), the two-fold astigmatism figure S 2 (α, θ) has its magnitude and rotation angle determined by the two-fold astigmatism correction voltage V 2C (=V 2A +iV 2B ). Therefore, the magnitude and rotation angle of S2 can be controlled by V2C . (However, since S2 forms a circle, its rotation angle does not appear in FIG . 14.)

(46)および(48)式より、(52)式が得られる。(52)式は、デフォーカス図形Sと2回非点収差図形Sの合成による収差図形を表す。以降では、その収差図形を、収差図形S+Sと称す。
+S=Fαexp(iθ)+Tαexp(-iθ)(52)
(52)式右辺は、θの0から2πまでの変化とともに、楕円(場合によっては、円または線分)を成し、従って、θの0から2πまでの変化とともに、自身の半径を2回増減する。その楕円は、2回対称を成す。Sの表す収差が2回非点収差と称されるのは、このためである。
Equation (52) is obtained from equations (46) and (48). Equation (52) represents an aberration figure obtained by synthesizing the defocus figure SF and the two -fold astigmatism figure S2. Henceforth , the aberration figure is called aberration figure SF + S2.
S F +S 2 =Fαexp(iθ)+ TC αexp(−iθ) (52)
The right-hand side of equation (52) forms an ellipse (or a circle or line segment in some cases) as θ varies from 0 to 2π. Increase or decrease. The ellipse has 2-fold symmetry. This is why the aberration represented by S2 is called 2 -fold astigmatism.

上記楕円は、係数F、収束半角α、および2回非点収差係数a2Cが一定であっても、2回非点補正電圧V2C(=V2A+iV2B)次第で、自身の径(長径および短径)を変える。これを以下で説明する。
ただし、その説明のため、V2Cとは別の2回非点補正電圧を定義し、それをV2SC(複素数)とする。V2SCは、自身の零値を、T(=TOC+a2C2C)=0を満たすV2Cに一致させる。
Even if the coefficient F, the convergence half angle α, and the 2 - fold astigmatism coefficient a 2C are constant, the ellipse has its own diameter (major axis and minor diameter). This is explained below.
However, for the sake of explanation, a two-fold astigmatism correction voltage different from V 2C is defined, and it is defined as V 2SC (complex number). V 2SC aligns its zero value with V 2C satisfying T C (=T OC +a 2C V 2C )=0.

2SCを用いれば、(49)式は、(49a)式に書き改められる。即ち、V2SCが零のとき、Tは零になり、従って、ナイフエッジ20上の2回非点収差は零になる。
=a2C2SC (49a)
(49)および(49a)式から、(53)式が成立する。(53)式は、V2SCとV2Cとの関係を表す。V2SCは、(54)式で表せる。(54)式において、V2SAおよびV2SBは、それぞれ、V2SCの実部および虚部を表す。V2SAは、V2Aとの間に、(55)式で表される関係を持つ。V2SBは、V2Bとの間に、(56)式で表される関係を持つ。
2SC=V2C+TOC/a2C (53)
2SC=V2SA+iV2SB (54)
2SA=V2A+Re(TOC/a2C) (55)
2SB=V2B+Im(TOC/a2C) (56)
Using V 2SC , equation (49) can be rewritten as equation (49a). That is, when V 2SC is zero, T C is zero and therefore the 2-fold astigmatism on knife edge 20 is zero.
T C =a 2C V 2SC (49a)
Equation (53) holds from equations (49) and (49a). Equation (53) represents the relationship between V2SC and V2C . V 2SC can be expressed by the formula (54). (54), V 2SA and V 2SB represent the real and imaginary parts of V 2SC , respectively. V2SA and V2A have a relationship represented by the formula (55). V2SB and V2B have a relationship represented by the formula (56).
V2SC = V2C+TOC/a2C ( 53 )
V2SC = V2SA + iV2SB (54)
V2SA = V2A + Re( TOC / a2C ) (55)
V2SB = V2B + Im(TOC/a2C ) ( 56)

(52)式の表すS+Sは、V2SB=0が成立するとき、(52a)式で表せ、また、V2SA=0が成立するとき、(52b)式で表せる。
+S={|a2C|V2SAαexp(-i2(θ-ζ/2))+Fα}exp(i(θ-ζ/2))exp(iζ/2) (52a)
+S={|a2C|V2SBαexp(-i2(θ-ζ/2-π/4))+Fα}exp(i(θ-ζ/2-π/4))exp(i(ζ/2+π/4)) (52b)
(52a)および(52b)式において、ζは、a2Cの偏角を表す。ζは、V2SAおよびV2SBのいずれにも依存しないが、対物偏向器13の回転角に依存するとともに、電子ビーム1中の主光線の軌道の、対物レンズ9の磁界による回転角に依存する。
S F +S 2 represented by the equation (52) can be expressed by the equation (52a) when V 2SB =0 holds, and by the equation (52b) when V 2SA =0 holds.
S F +S 2 ={|a 2C |V 2SA αexp(−i2(θ−ζ/2))+Fα}exp(i(θ−ζ/2))exp(iζ/2) (52a)
S F + S 2 = {|a 2C |V 2SB αexp(-i2(θ-ζ/2-π/4))+Fα}exp(i(θ-ζ/2-π/4))exp(i(ζ /2+π/4)) (52b)
In equations (52a) and (52b), ζ represents the argument of a2C . ζ does not depend on either V 2SA or V 2SB , but depends on the rotation angle of the objective deflector 13 and on the rotation angle of the trajectory of the principal ray in the electron beam 1 due to the magnetic field of the objective lens 9. .

(52a)および(52b)式右辺の表す楕円は、いずれも、V2SAおよびV2SBの変化とともに、自身の径(長径および短径)を変えるが、自身の軸(長軸および短軸)の回転角は変えない。これは、第一に、(52a)および(52b)式右辺の表す楕円の回転角は、それぞれexp(iζ/2)およびexp(i(ζ/2+π/4))の作用によって決定されること、第二に、ζは、上述のように、V2SAおよびV2SBのいずれにも依存しないことによる。 Both the ellipses represented by the right-hand side of equations (52a) and (52b) change their diameters (major and minor axes) as V 2SA and V 2SB change, but their axes (major and minor axes) Do not change the rotation angle. First, the rotation angle of the ellipse represented by the right-hand side of equations (52a) and (52b) is determined by the action of exp(iζ/2) and exp(i(ζ/2+π/4)), respectively. , and secondly, because ζ does not depend on either V 2SA or V 2SB , as described above.

(52a)および(52b)式右辺の表す楕円の長軸(または短軸)の回転角は、具体的には、上記作用により、それぞれ、ζ/2およびζ/2+π/4である。即ち、V2SB=0が成立するときにV2SAが作る収差図形S+Sと、V2SA=0が成立するときにV2SBが作る収差図形S+Sは、互いの間に、それらの長軸(または短軸)の回転角の差として、π/4(45°)の差を呈する。
上記回転角の差π/4は、分布関数f2A(ψ)およびf2B(ψ)の回転角の差に等しい(図2を参照)。これら回転角の差は、f2A(ψ)が最大または最小となる角度位置と、f2B(ψ)が最大または最小となる角度位置との差に相当する。これら角度位置の差がπ/4であることは、f2A(ψ-π/4)がf2B(ψ)に一致することから確認できる。即ち、(52a)および(52b)式の表す収差図形S+Sには、(3)式の表す電極電圧V(ψ)が反映されている。ここで、f2A(ψ-π/4)およびf2B(ψ)は、各電極位置において、それぞれcos2(ψ-π/4)およびsin2ψに等しい。
補足すれば、(52a)および(52b)式右辺中の角度変数がθ-ζ/2、θ-ζ/2-π/4、またはその他であることは、上記楕円を変形または回転させない。これは、これら角度変数の如何によらず、これら角度変数の示す各値(0から2πまで)に対し、上記楕円上の各点の位置が決まることによる。別の見方によれば、θに加算値(例えば、ζ/2や、ζ/2-π/4)が加算されれば、その加算値は、上記楕円を変化または回転させることなく、自身の大きさに相当する量だけ、上記楕円上の各点に、上記楕円の外周上を移動せしめる。
Specifically, the rotation angles of the major axis (or minor axis) of the ellipse represented by the right side of equations (52a) and (52b) are .zeta./2 and .zeta./2+.pi./4, respectively, due to the above action. That is, the aberration figure SF+S2 created by V2SA when V2SB = 0 is established and the aberration figure SF + S2 created by V2SB when V2SA = 0 are established are between them. presents a difference of .pi./4 (45.degree.) as the difference in rotation angle of the major axis (or minor axis) of .
The rotation angle difference π/4 is equal to the rotation angle difference of the distribution functions f 2A (ψ) and f 2B (ψ) (see FIG. 2). The difference in these rotation angles corresponds to the difference between the angular position at which f 2A (ψ) is maximum or minimum and the angular position at which f 2B (ψ) is maximum or minimum. The fact that the difference between these angular positions is π/4 can be confirmed from the fact that f 2A (ψ−π/4) matches f 2B (ψ). That is, the electrode voltage V 2 (ψ) represented by the equation (3) is reflected in the aberration diagram SF +S 2 represented by the equations (52a) and (52b). where f 2A (ψ−π/4) and f 2B (ψ) are equal to cos2(ψ−π/4) and sin2ψ, respectively, at each electrode position.
Supplementally, the fact that the angular variables in the right-hand side of equations (52a) and (52b) are θ-ζ/2, θ-ζ/2-π/4, or the like does not distort or rotate the ellipse. This is because the position of each point on the ellipse is determined for each value (from 0 to 2π) indicated by these angle variables regardless of the angle variables. From another point of view, if an additional value (eg, ζ/2 or ζ/2-π/4) is added to θ, the additional value will be the ellipse itself without changing or rotating the ellipse. Each point on the ellipse is moved on the circumference of the ellipse by an amount corresponding to its size.

≠0かつV2SB=0が成立するときにV2SAが作る収差図形S+Sの例を、図15Aに示すとともに、S≠0かつV2SA=0が成立するときにV2SBが作る収差図形S+Sの例を、図15Bに示す。図15Aおよび図15Bは、それぞれ、収差図形S+Sが、V2SAおよびV2SB次第で自身の径(長径および短径)を変える様子を表す。ただし、図15Aおよび図15Bに示された収差図形S+Sは、いずれも、αを異にする複数の収差図形S+Sではなく、ある単一のαに関する収差図形S+Sである。 FIG . 15A shows an example of the aberration diagram SF+S2 created by V 2SA when SF ≠ 0 and V 2SB = 0, and V 2SB when SF ≠ 0 and V 2SA = 0 . An example of the aberration diagram S F +S 2 produced by is shown in FIG. 15B. 15A and 15B show how the aberration diagram SF+S2 changes its diameter (major and minor) depending on V2SA and V2SB , respectively. However, the aberration figures SF + S 2 shown in FIGS. 15A and 15B are not multiple aberration figures SF +S 2 with different α, but the aberration figures SF +S 2 with respect to a single α. is.

ここで注意すべきは、収差図形S+Sの径が変われば、図15Aおよび図15Bから分かるように、収差図形S+SのX方向およびY方向の幅も変わることである。即ち、収差図形S+SのX方向およびY方向の幅は、いずれも、V2SAおよびV2SBに依存する。このことは、電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけが、いずれも、V2SAおよびV2SBに依存して変化することを、意味する。 It should be noted here that if the diameter of the aberration figure S F +S 2 changes, the widths of the aberration figure S F +S 2 in the X and Y directions also change, as can be seen from FIGS. 15A and 15B. That is, both the X-direction and Y-direction widths of the aberration figure S F +S 2 depend on V 2SA and V 2SB . This means that both the X-direction and Y-direction blurring of the electron beam 1 change depending on V 2SA and V 2SB .

その様子は、図4Aおよび図4Bに表れている。図4Aには、V2SB=0が成立するときにV2SAが作る収差図形S+SのX方向およびY方向の幅が、V2SAに依存する様子が、表れている。(図4Aは、先述のように、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の例を示す図である。図4Aには、V2SB=0が成立するときに電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけがV2SAに依存して変化する様子が、表れている。)図4Bには、V2SA=0が成立するときにV2SBが作る収差図形S+SのX方向およびY方向の幅が、V2SBに依存する様子が、表れている。(図4Bは、先述のように、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の例を示す図である。図4Bには、V2SA=0が成立するときに電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけがV2SBに依存して変化する様子が、表れている。)
ここで、V2SAおよびV2SBは、図4Aおよび図4BにおけるV2AおよびV2Bにそれぞれ対応する。V2AおよびV2Bがともに零のときにおけるナイフエッジ20上の2回非点収差が零のとき、V2SAおよびV2SBは、それぞれV2AおよびV2Bに等しい。
This is shown in FIGS. 4A and 4B. FIG. 4A shows how the X - direction and Y-direction widths of the aberration diagram SF+S2 created by V 2SA when V 2SB =0 is established depend on V 2SA . (FIG. 4A is a diagram showing an example of curves of the X and Y blurring of the electron beam 1 with respect to V 2A , as described above. In FIG. 4A, when V 2SB =0 holds, the electron beam 1 changes depending on V 2SA .) FIG. 4B shows the aberration diagram S F +S 2 created by V 2SB when V 2SA =0 holds. It shows that the X- and Y-direction widths of are dependent on V2SB . (FIG. 4B is a diagram showing an example of curves of the X and Y blurring of the electron beam 1 with respect to V 2B , as described above. In FIG. 4B, the electron beam 1 shows how the blurring in the X and Y directions changes depending on V 2SB .)
Here, V 2SA and V 2SB correspond to V 2A and V 2B in FIGS. 4A and 4B, respectively. When the two-fold astigmatism on the knife edge 20 is zero when both V 2A and V 2B are zero, V 2SA and V 2SB are equal to V 2A and V 2B , respectively.

ここでさらに注意すべきは、上記回転角の差がπ/4のもとでは、S≠0が成立するときにXY差DおよびDのいずれか一方が零となることはありうるが、S≠0が成立するときにXY差DおよびDの両方が零となることはありえないことである。即ち、ナイフエッジ20上のデフォーカスが零でない(S≠0)ときにそのデフォーカスが零と誤判定されるという好ましくない事態は、発生しえない。 It should be further noted here that if the difference in rotation angle is π/4, it is possible that one of the XY differences D A and D B becomes zero when SF ≠0 holds. However, it is impossible that both the XY differences D A and D B are zero when S F ≠0. That is, an undesirable situation in which the defocus on the knife edge 20 is erroneously determined to be zero when it is not zero (S F ≠0) cannot occur.

このことは、収差図形S+Sの回転角に着目すれば、次のように説明できる。
上記回転角の差がπ/4のもとで、S≠0が成立するときにXY差DおよびDのいずれか一方が零となることがありうるのは、例えば、図16Aおよび図16Bに示すように、S≠0かつV2SB=0が成立するときにV2SAが作る収差図形S+Sの成す楕円は、X軸またはY軸に平行な長軸(または短軸)を有する(図16Aを参照)が、S≠0かつV2SA=0が成立するときにV2SBが作る収差図形S+Sの成す楕円は、X軸およびY軸に対してπ/4(45°)だけ回転している長軸(または短軸)を有する(図16Bを参照)場合においてである。
上記場合に、S≠0かつV2SB=0が成立する条件下でV2SAが増減すれば、図16Aから分かるように、収差図形S+Sの成す楕円は、自身の径(長径および短径)を、X方向およびY方向に沿って変える。その結果、XY差が発生する。即ち、D≠0が成立する。
一方、上記場合に、S≠0かつV2SA=0が成立する条件下でV2SBが増減すれば、図16Bから分かるように、収差図形S+Sの成す楕円は、自身の径(長径および短径)を、X軸およびY軸に対してπ/4(45°)だけ回転した方向に沿って変える。その結果、XY差が発生しない。即ち、D=0が成立する。このことは、その楕円の形状および大きさの、いずれにもよらない。
およびDのいずれか一方(上記場合においては、D)がこのように零となるか否かは、収差図形S+Sの成す楕円の軸の方向(互いに直交する2方向)次第であるだけでなく、収差図形S+Sの幅が評価される方向(互いに直交する2方向)次第でもある。ここで、収差図形S+Sの幅が評価される方向は、電子ビーム1のぼけが測定される方向に相当する。それら方向は、即ち、ナイフエッジ20Xおよび20Yが電子ビーム1によって走査される方向である。(もしナイフエッジ20Xおよび20Yが走査される方向が変えられるのなら、それに応じて、ナイフエッジ20Xおよび20Yのエッジの方向も変えられる必要がある。)
This can be explained as follows by paying attention to the rotation angle of the aberration diagram S F +S 2 .
When the rotation angle difference is π/4, one of the XY differences D A and D B may become zero when S F ≠0. As shown in FIG. 16B, the ellipse formed by the aberration diagram SF + S2 created by V2SA when SF ≠0 and V2SB =0 holds, and the major axis (or minor axis) parallel to the X-axis or Y-axis ) (see FIG. 16A), but the ellipse formed by the aberration diagram SF + S 2 created by V 2SB when SF ≠ 0 and V 2SA = 0 holds is π/ In the case of having the major axis (or minor axis) rotated by 4 (45°) (see Figure 16B).
In the above case, if V 2SA increases or decreases under the condition that SF ≠ 0 and V 2SB = 0, as can be seen from FIG. minor axis) varies along the X and Y directions. As a result, an XY difference occurs. That is, D A ≠0 is established.
On the other hand, in the above case, if V 2SB increases or decreases under the condition that SF ≠ 0 and V 2SA = 0 , as can be seen from FIG. major and minor axes) along directions rotated by π/4 (45°) with respect to the X and Y axes. As a result, no XY difference occurs. That is, D B =0 holds. This is independent of both the shape and size of the ellipse.
Whether one of D A and D B ( D B in the above case) becomes zero depends on the direction of the axis of the ellipse formed by the aberration diagram SF + S 2 (two directions perpendicular to each other). not only depends, but also on the directions (two mutually orthogonal directions) in which the width of the aberration figure S F +S 2 is evaluated. Here, the direction in which the width of the aberration diagram S F +S 2 is evaluated corresponds to the direction in which the blurring of the electron beam 1 is measured. These directions are the directions in which the knife edges 20X and 20Y are scanned by the electron beam 1. FIG. (If the direction in which knife edges 20X and 20Y are scanned is changed, the direction of the edges of knife edges 20X and 20Y must be changed accordingly.)

もし、S≠0が成立しているときにDおよびDの両方が零となることがあるならば、そのようなことが生じうるのは、例えば、上記回転角の差が、仮にπ/4ではなく、π/2であり、かつ、収差図形S+Sの長軸および短軸の各々が、収差図形S+Sの幅が評価される方向(互いに直交する2方向)に対してπ/4だけ回転している場合においてである。
しかし、上記回転角の差は現実にはπ/4であるから、そのような場合は、現実にはありえない。即ち、現実には、ナイフエッジ20上のデフォーカスが零でないときにそのデフォーカスが零と誤判定されるという好ましくない事態は、発生しえない。言い換えれば、本実施例においてDおよびDのいずれか零でない一方を決定することは、その好ましくない事態の発生を防ぐための十分条件である。
If both D A and D B can be zero when S F ≠0, such a situation can occur because, for example, if the difference in rotation angle is π/2 instead of π/4, and each of the major axis and the minor axis of the aberration figure SF + S 2 is the direction in which the width of the aberration figure SF + S 2 is evaluated (two directions orthogonal to each other) is rotated by π/4 with respect to .
However, since the difference in rotation angle is π/4 in reality, such a case cannot occur in reality. That is, in reality, an undesirable situation in which the defocus on the knife edge 20 is erroneously determined to be zero when it is not zero cannot occur. In other words, determining the non-zero one of D A and D B in this example is a sufficient condition to prevent that undesirable event from occurring.

補足すれば、収差図形S+Sの幅が評価される方向がX方向およびY方向であることは、上記事態の発生を防ぐための必要条件ではない。収差図形S+Sの幅が評価される方向は、例えば、X方向およびY方向に対してπ/4だけ回転していてもよい。
即ち、電子ビーム1のぼけが測定される方向は、X方向およびY方向に対してπ/4だけ回転していてもよい。(ただし、電子ビーム1のぼけが測定される方向をそのように回転させる場合には、ナイフエッジ20Xおよび20Yのエッジの方向を、それぞれ、Y方向およびX方向に対してπ/4だけ回転させる必要がある。)
言い換えれば、電子ビーム1のぼけが測定される方向を任意に定めるとともに、それら方向を改めてX方向およびY方向と定義することが、可能である。(このことは、実施例2~実施例12にも当てはまる。)
しかし、電子ビーム1のぼけが測定される方向が本来のX方向およびY方向であれば、ナイフエッジ20に、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転を補正するためのナイフエッジを兼ねさせられるという、利点が生じる。(ここで、対物偏向器13の偏向フィールドは、本来のX方向またはY方向に平行な辺からなる。)
Supplementally, it is not a necessary condition for preventing the occurrence of the above situation that the directions in which the width of the aberration figure S F +S 2 is evaluated are the X direction and the Y direction. The direction in which the width of the aberration figure S F +S 2 is evaluated may, for example, be rotated by π/4 with respect to the X and Y directions.
That is, the direction in which the blur of the electron beam 1 is measured may be rotated by π/4 with respect to the X and Y directions. (However, if the direction in which the blurring of the electron beam 1 is measured is so rotated, the edge directions of the knife edges 20X and 20Y are rotated by π/4 with respect to the Y and X directions, respectively. There is a need.)
In other words, it is possible to arbitrarily define the directions in which the blurring of the electron beam 1 is measured and to define them again as the X and Y directions. (This also applies to Examples 2-12.)
However, if the directions in which the blurring of the electron beam 1 is measured are the original X and Y directions, the knife edge 20 also serves as a knife edge for correcting dimensional errors and rotation of the deflection field of the objective deflector 13. There is an advantage of being able to (Here, the deflection field of the objective deflector 13 consists of sides parallel to the original X or Y direction.)

さらに補足すれば、上記回転角の差が正確にπ/4であることは、上記事態の発生を防ぐための必要条件ではない。従って、本実施例において、分布関数f2A(ψ)およびf2B(ψ)の回転角の差は、正確にπ/4でなくてもよい。即ち、f2A(ψ)およびf2B(ψ)は、互いに正確に直交しなくてもよい。(f2A(ψ)およびf2B(ψ)が先述のように各電極位置においてそれぞれcos2ψおよびsin2ψに等しければ、f2A(ψ)およびf2B(ψ)は、互いに直交する。)これは、先述のように、本実施例では、XY差DおよびDの両方ではなく、DおよびDのいずれか一方を決定すればよいことによる。ここで、DおよびDのいずれか一方とは、より具体的には、DおよびDのいずれか零でない一方であり、より好適には、DおよびDのいずれか絶対値の小さくない一方である。
2A(ψ)およびf2B(ψ)は、より具体的には、互いに線形独立であればよい。これらが互いに線形独立であれば、V2Aに起因する2回非点収差とV2Bに起因する2回非点収差も互いに線形独立となり、従って、ナイフエッジ20上に、互いに線形独立な2成分からなる2回非点収差を発生させることができる。(即ち、ナイフエッジ20上の2回非点収差に、互いに線形独立な2成分からなる変化を与えることができる。)そうすることは、本実施例においてDおよびDのいずれか零でない一方を、V2AおよびV2Bに起因する2回非点収差の回転角の如何にも、電子ビーム1のぼけが測定される方向の如何にもよらず、確実に取得するための、必要条件である。(このことは、実施例2~実施例12にも当てはまる。ただし、実施例3および実施例4では、DおよびDが、それぞれDhAおよびDhBに置き換えられる。)
Additionally, it is not a necessary condition for preventing the occurrence of the above situation that the difference in rotation angle is exactly π/4. Therefore, in this example, the difference in rotation angles of the distribution functions f 2A (ψ) and f 2B (ψ) may not be exactly π/4. That is, f 2A (φ) and f 2B (φ) need not be exactly orthogonal to each other. (If f 2A (φ) and f 2B (φ) are equal to cos2φ and sin2φ respectively at each electrode position as before, then f 2A (φ) and f 2B (φ) are orthogonal to each other.) This yields As described above, in this embodiment, it is only necessary to determine either one of the XY differences D A and D B , not both the XY differences D A and D B. Here, either one of D A and D B is more specifically one of D A and D B that is not zero, more preferably the absolute value of either one of D A and D B is not small.
More specifically, f 2A (ψ) and f 2B (ψ) may be linearly independent of each other. If these are linearly independent of each other, then the two-fold astigmatism caused by V2A and the two-fold astigmatism caused by V2B are also linearly independent of each other. 2-fold astigmatism can be generated. (That is, the 2-fold astigmatism on the knife edge 20 can be given a linearly independent 2-component change.) Doing so means that in this embodiment either D A or D B is non-zero. A requirement to reliably obtain one, whatever the angle of rotation of the two-fold astigmatism due to V 2A and V 2B , and whatever the direction in which the blur of the electron beam 1 is measured. is. (This also applies to Examples 2-12, except that D A and D B are replaced with D hA and D hB , respectively, in Examples 3 and 4.)

収差図形S+Sから、XY差DおよびDが導ける。より具体的には、収差図形S+Sから、XY差DおよびDと、係数Fおよび2回非点収差係数a2Cとの関係が、導ける。これを以下で説明する。 The XY differences D A and D B can be derived from the aberration diagram S F +S 2 . More specifically, the relationship between the XY differences D A and D B , the coefficient F and the two-fold astigmatism coefficient a 2C can be derived from the aberration diagram S F +S 2 . This is explained below.

(52)式から、S+Sの実部が得られる。S+Sの実部をxと置けば、xは、(57)式に示す通りである。
x=Re(S+S
=α{(F+Re(T))cosθ+Im(T)sinθ} (57)
(52) gives the real part of S F +S 2 . If x is the real part of S F +S 2 , x is as shown in equation (57).
x=Re(S F +S 2 )
=α{(F+Re(T C ))cos θ+Im(T C )sin θ} (57)

xは、θに依存する。θがxを最大または最小とするとき、(57)式をθで偏微分して得られる導関数は、零となる。その導関数は、(58)式に示す通りである。 x depends on θ. When θ makes x the maximum or minimum, the derivative obtained by partially differentiating the equation (57) with θ becomes zero. Its derivative is as shown in equation (58).

Figure 2022142325000004
(58)式で示される導関数が零となれば、(59)式が成立する。
(F+Re(T))sinθ-Im(T)cosθ=0(59)
(59)式を変形すれば、(60)式が得られる。
[{(F+Re(T))/P}sinθ-(Im(T)/P)cosθ]
=P(cosλ・sinθ+sinλ・cosθ)
=Psin(θ+λ)=0 (60)
(60)式より、(61)式が成立する。(61)式において、μは整数である。
θ=-λ+μπ (61)
以降では、(61)式を満たすθを、θμとする。即ち、(61a)式が成立する。
θμ=-λ+μπ (61a)
(60)式中のP、cosλ、およびsinλは、それぞれ、(62)、(63)、および(64)式で与えられる。
={(F+Re(T))+(Im(T))1/2 (62)
cosλ=(F+Re(T))/P(63)
sinλ=-Im(T)/P(64)
Figure 2022142325000004
If the derivative given by equation (58) becomes zero, then equation (59) holds.
(F+Re(T C )) sin θ−Im(T C ) cos θ=0(59)
By transforming the equation (59), the equation (60) is obtained.
P 1 [{(F+Re(T C ))/P 1 } sin θ−(Im(T C )/P 1 ) cos θ]
=P 1 (cos λ·sin θ+sin λ·cos θ)
= P 1 sin(θ+λ)=0 (60)
From the expression (60), the expression (61) is established. (61), μ is an integer.
θ=−λ+μπ (61)
Hereafter, θ that satisfies the equation (61) is assumed to be θ μ . That is, the formula (61a) is established.
θ μ =−λ+μπ (61a)
P 1 , cos λ, and sin λ in equation (60) are given by equations (62), (63), and (64), respectively.
P 1 = {(F+Re( TC )) 2 +(Im( TC )) 2 } 1/2 (62)
cos λ=(F+Re( TC ))/P 1 (63)
sinλ=−Im(T C )/P 1 (64)

θ=θμが成立するとき、xは、(57)および(61a)式より、(65)式に示す通りとなる。ただし、(65)式の導出に、cosθμ=cos(-λ+μπ)=+cosλまたは-cosλと、sinθμ=sin(-λ+μπ)=-sinλまたは+sinλとが成立することを用いた。
x=α{(F+Re(T))cosθμ+Im(T)sinθμ
=±α{(F+Re(T))+(Im(T))}/P
=±αP(65)
When .theta.=. theta..mu ., x is as shown in equation (65) from equations (57) and (61a). However, the fact that cos θ μ =cos(−λ+μπ)=+cos λ or −cos λ and sin θ μ =sin(−λ+μπ)=−sin λ or +sin λ holds is used in deriving equation (65).
x=α{(F+Re(T C )) cos θ μ + Im(T C ) sin θ μ }
=±α{(F+Re(T C )) 2 +(Im(T C )) 2 }/P 1
=±αP 1 (65)

(65)式は、xの最大値または最小値を表す。xの最大値と最小値の差をx(≧0)と置けば、xは、(66)式で与えられる。
=2αP (66)
は、図17に示すように、収差図形S+Sの成す楕円のX方向の幅に等しい。従って、xは、電子ビーム1のX方向のぼけに寄与する。
(65) represents the maximum or minimum value of x. If x d (≧0) is the difference between the maximum value and the minimum value of x, x d is given by equation (66).
x d =2αP 1 (66)
xd is equal to the width in the X direction of the ellipse formed by the aberration figure SF + S2, as shown in FIG. xd thus contributes to the blurring of the electron beam 1 in the X direction.

は、V2Aに依存する。V2Aがxを最小とするとき、(66)式をV2Aで偏微分して得られる導関数は、零となる。その導関数は、(67)式に示す通りである。xは、また、V2Bに依存する。V2Bがxを最小とするとき、(66)式をV2Bで偏微分して得られる導関数は、零となる。その導関数は、(68)式に示す通りである。(67)および(68)式において、TORおよびTOIは、定数TOCの実部および虚部をそれぞれ表す。 xd depends on V2A . When V 2A minimizes xd , the derivative obtained by partially differentiating equation (66) with V 2A becomes zero. Its derivative is as shown in equation (67). xd also depends on V2B . When V2B minimizes xd , the derivative obtained by partially differentiating equation (66) with V2B is zero. Its derivative is as shown in equation (68). In equations (67) and (68), T OR and T OI represent the real and imaginary parts of the constant TOC , respectively.

Figure 2022142325000005
即ち、V2Aがxを最小とするとき、(69)式が成立し、V2Bがxを最小とするとき、(70)式が成立する。ただし、(69)式においては、V2AがV2AXで表されており、(70)式においては、V2BがV2BXで表されている。V2AXおよびV2BXは、先述の定義(第0~第2の2回非点発生電圧の定義)から、いずれも、第1の2回非点発生電圧51に相当する。
2AX=-(a2R/|a2C)F-(a2ROR+a2IOI)/|a2C(69)
2BX=(a2I/|a2C)F+(a2IOR-a2ROI)/|a2C(70)
Figure 2022142325000005
That is, when V2A minimizes xd , equation (69) holds, and when V2B minimizes xd , equation (70) holds. However, in equation (69), V2A is represented by V2AX , and in equation (70), V2B is represented by V2BX . Both V 2AX and V 2BX correspond to the first two-fold astigmatism voltage 51 from the above definition (definition of the 0th to second two-fold astigmatism voltages).
V 2AX =−(a 2R /|a 2C | 2 )F−(a 2R T OR +a 2I T OI )/|a 2C | 2 (69)
V 2BX =(a 2I /|a 2C | 2 )F+(a 2I T OR −a 2R T OI )/|a 2C | 2 (70)

(69)式から分かるように、V2AXはV2Bに依存せず、(70)式から分かるように、V2BXはV2Aに依存しない。このことは、V2AXおよびV2BXが、それぞれ、ナイフエッジ20上の2回非点収差の、V2BおよびV2Aに起因する成分に依存しないことを、意味する。ただし、このことは、V2AXを決定すべくV2Aを増減する間はV2Bを固定し、V2BXを決定すべくV2Bを増減する間はV2Aを固定することを、前提とする。ここで、V2Aを増減する間にV2Bを固定、および、V2Bを増減する間にV2Aを固定することは、それぞれ、(67)および(68)式の表す導関数が偏微分導関数であることに、対応する。 As can be seen from equation (69), V 2AX does not depend on V 2B , and as seen from equation (70), V 2BX does not depend on V 2A . This means that V 2AX and V 2BX do not depend on the components of the two-fold astigmatism on knife edge 20 due to V 2B and V 2A , respectively. However, this assumes that V2B is fixed while V2A is increased or decreased to determine V2AX , and that V2A is fixed while V2B is increased or decreased to determine V2BX . Here, fixing V 2B while increasing or decreasing V 2A and fixing V 2A while increasing or decreasing V 2B mean that the derivatives expressed in equations (67) and (68) are the partial derivatives, respectively. It corresponds to being a function.

(52)式からは、さらに、S+Sの虚部が得られる。S+Sの虚部をyと置けば、yは、(71)式に示す通りである。
y=Im(S+S
=α{(F-Re(T))sinθ+(Im(T))cosθ} (71)
(52), the imaginary part of S F +S 2 is also obtained. If the imaginary part of S F +S 2 is set to y, y is as shown in equation (71).
y=Im(S F +S 2 )
=α {(F−Re(T C )) sin θ+(Im(T C )) cos θ} (71)

を求めた手法と同様の手法によりy(≧0)を求めれば、yは、(72)式に示す通りとなる。
=2αP (72)
ここで、yは、図17に示すように、収差図形S+Sの成す楕円のY方向の幅に等しい。従って、yは、電子ビーム1のY方向のぼけに寄与する。(72)式中のPは、(73)式で与えられる。
={(F-Re(T))+(Im(T))1/2 (73)
If y d (≧0) is obtained by the same method as that for obtaining x d , y d is as shown in equation (72).
y d =2αP 2 (72)
Here, yd is equal to the Y-direction width of the ellipse formed by the aberration figure SF + S2, as shown in FIG. Therefore, yd contributes to the blurring of the electron beam 1 in the Y direction. P2 in equation ( 72 ) is given by equation (73).
P 2 = {(F−Re(T C )) 2 +(Im(T C )) 2 } 1/2 (73)

は、V2Aに依存する。V2Aがyを最小とするとき、(72)式をV2Aで偏微分して得られる導関数は、零となる。その導関数は、(74)式に示す通りである。yは、また、V2Bに依存する。V2Bがyを最小とするとき、(72)式をV2Bで偏微分して得られる導関数は、零となる。その導関数は、(75)式に示す通りである。 yd depends on V2A . When V2A minimizes yd , the derivative obtained by partially differentiating equation (72) with V2A is zero. Its derivative is as shown in equation (74). yd also depends on V2B . When V2B minimizes yd , the derivative obtained by partially differentiating equation (72) with V2B is zero. Its derivative is as shown in equation (75).

Figure 2022142325000006
即ち、V2Aがyを最小とするとき、(76)式が成立し、V2Bがyを最小とするとき、(77)式が成立する。ただし、(76)式においては、V2AがV2AYで表されており、(77)式においては、V2BがV2BYで表されている。V2AYおよびV2BYは、先述の定義(第0~第2の2回非点発生電圧の定義)から、いずれも、第2の2回非点発生電圧52に相当する。
2AY={a2R/|a2C}F-(a2ROR+a2IOI)/|a2C(76)
2BY=-{a2I/|a2C}F+(a2IOR-a2ROI)/|a2C(77)
Figure 2022142325000006
That is, when V2A minimizes yd, equation (76) holds, and when V2B minimizes yd , equation (77) holds. However, in equation (76), V2A is represented by V2AY , and in equation (77), V2B is represented by V2BY . Both V 2AY and V 2BY correspond to the second two-time astigmatism voltage 52 from the above definition (definition of the 0th to second two-time astigmatism voltages).
V 2AY ={a 2R /|a 2C | 2 }F−(a 2R T OR +a 2I T OI )/|a 2C | 2 (76)
V 2BY =−{a 2I /|a 2C | 2 }F+(a 2I T OR −a 2R T OI )/|a 2C | 2 (77)

(76)式から分かるように、V2AYはV2Bに依存せず、(77)式から分かるように、V2BYはV2Aに依存しない。このことは、V2AYおよびV2BYは、それぞれ、ナイフエッジ20上の2回非点収差の、V2BおよびV2Aに起因する成分に依存しないことを、意味する。ただし、このことは、V2AYを決定すべくV2Aを増減する間はV2Bを固定し、V2BYを決定すべくV2Bを増減する間はV2Aを固定することを、前提とする。ここで、V2Aを増減する間にV2Bを固定、および、V2Bを増減する間にV2Aを固定することは、それぞれ、(74)および(75)式の表す導関数が偏微分導関数であることに、対応する。 As can be seen from equation (76), V 2AY does not depend on V 2B , and as seen from equation (77), V 2BY does not depend on V 2A . This means that V 2AY and V 2BY are independent of the components of the two-fold astigmatism on knife edge 20 due to V 2B and V 2A , respectively. However, this assumes that V2B is fixed while V2A is increased or decreased to determine V2AY , and that V2A is fixed while V2B is increased or decreased to determine V2BY . Here, fixing V 2B while increasing or decreasing V 2A and fixing V 2A while increasing or decreasing V 2B mean that the derivatives expressed by equations (74) and (75) are the partial differential derivatives, respectively. It corresponds to being a function.

(69)、(70)、(76)、および(77)式から分かるように、a2RFが零でない限り、V2AXとV2AYは互いに異なり、また、a2IFが零でない限り、V2BXとV2BYは互いに異なる。ここで、a2Rおよびa2Iは、対物偏向器13が2回非点補正器として機能する以上、互いに同時には零にならない。
従って、本実施例においては、Fが零でない限り、V2AXとV2AYとの差、およびV2BXとV2BYとの差の、少なくとも1つが、零でない値を持つ。これが、XY差の起源である。即ち、Fが零でない限り、DおよびDが互いに同時に零になることはない。
As can be seen from equations (69), (70), (76), and (77), V 2AX and V 2AY are different from each other unless a 2R F is zero, and V 2BX and V 2BY are different from each other. Here, a2R and a2I do not become zero at the same time since the objective deflector 13 functions as a two-time stigmator.
Therefore, in this embodiment, at least one of the difference between V 2AX and V 2AY and the difference between V 2BX and V 2BY has a non-zero value, so long as F is non-zero. This is the origin of the XY difference. That is, D A and D B cannot be zero simultaneously with each other unless F is zero.

ここで注意すべきは、(69)、(70)、(76)、および(77)式から分かるように、V2AX、V2BX、V2AY、およびV2BYは、いずれも、αに依存しないことである。
即ち、V2AXおよびV2BXは、各々、全てのαに関する収差図形S+Sの成す楕円のX方向の大きさを最小とし、従って、各々、ナイフエッジ20Xによって測定される電子ビーム1のX方向のぼけを最小とする。V2AYおよびV2BYは、各々、全てのαに関する収差図形S+Sの成す楕円のY方向の大きさを最小とし、従って、各々、ナイフエッジ20Yによって測定される電子ビーム1のY方向のぼけを最小とする。
Note that V 2AX , V 2BX , V 2AY , and V 2BY are all independent of α, as can be seen from equations (69), (70), (76), and (77). That is.
That is, V 2AX and V 2BX each minimize the size of the ellipse formed by the aberration diagram S F +S 2 for all α in the X direction, and therefore each X of electron beam 1 measured by knife edge 20X. Minimize directional blur. V 2AY and V 2BY each minimize the Y-direction size of the ellipse formed by the aberration diagram S F +S 2 for all α, and therefore each Y-direction Y-direction of the electron beam 1 measured by the knife edge 20Y. Minimize blur.

(69)、(70)、(76)、および(77)式から、(78)および(79)式が得られる。(78)および(79)式は、それぞれ、XY差DおよびDを与える。ここで、D(XY差のA成分)およびD(XY差のB成分)は、先述の定義(第0~第2の2回非点発生電圧の定義)の通り、それぞれ、V2AXとV2AYとの差、および、V2BXとV2BYとの差である。(78)および(79)式において、DおよびDの符号は、先述の規則に従う。
=V2AY-V2AX=(2a2R/|a2C)F(78)
=V2BX-V2BY=(2a2I/|a2C)F(79)
From equations (69), (70), (76) and (77), equations (78) and (79) are obtained. Equations (78) and (79) give the XY differences D A and D B , respectively. Here, D A (A component of XY difference) and D B (B component of XY difference) are V 2AX and V 2AY , and between V 2BX and V 2BY . In equations (78) and (79), the signs of D A and D B follow the rules previously described.
D A =V 2AY -V 2AX =(2a 2R /|a 2C | 2 )F(78)
D B =V 2BX -V 2BY =(2a 2I /|a 2C | 2 )F(79)

XY差DおよびDは、(78)および(79)式から分かるように、いずれも、TOCに依存しない。従って、XY差DおよびDは、本実施例の装置の生む軸上2回非点収差および偏向2回非点収差の如何によらず、各々、評価できる。ここで、TOCは、先述のように、V2Cが零である条件下におけるTであり、従って、本実施例の装置の生む軸上2回非点収差および偏向2回非点収差のいずれかまたは両方を特徴づける定数である。
XY差DおよびDは、また、(78)および(79)式から分かるように、いずれも、V2AにもV2Bにも依存しない。従って、XY差Dは、V2Aを増減する前にV2AおよびV2Bが各々いずれの値に設定されていたかによらずに評価でき、また、XY差Dは、V2Bを増減する前にV2AおよびV2Bが各々いずれの値に設定されていたかによらずに評価できる。ただし、このことは、Dを評価すべくV2Aを増減する間はV2Bを固定し、Dを評価すべくV2Bを増減する間はV2Aを固定することを、前提とする。
Neither the XY differences D A and D B are dependent on the TOC , as can be seen from equations (78) and (79). Therefore, the XY differences D A and D B can each be evaluated regardless of the axial two-fold astigmatism and deflection two-fold astigmatism produced by the apparatus of this embodiment. Here, T OC is T C under the condition that V 2C is zero, as described above, and therefore, the axial 2-fold astigmatism and deflection 2-fold astigmatism produced by the apparatus of this embodiment are A constant that characterizes either or both.
Neither the XY differences D A and D B are also dependent on V 2A or V 2B , as can be seen from equations (78) and (79). Therefore, the XY difference D A can be evaluated regardless of what values V 2A and V 2B were each set to before increasing or decreasing V 2A , and the XY difference D B increases or decreases V 2B . It can be evaluated regardless of what values V 2A and V 2B were each previously set to. However, this assumes that V 2B is fixed while V 2A is increased or decreased to evaluate D A and that V 2A is fixed while V 2B is increased or decreased to evaluate D B .

(78)および(79)式の表すDおよびDは、形式的に、各々、2で除してもよい。DおよびDをそのように改めれば、(78)および(79)式は、それぞれ(78a)および(79a)式に示す通り、簡単になる。
=(a2R/|a2C)F (78a)
=(a2I/|a2C)F (79a)
D A and D B represented in equations (78) and (79) may each be formally divided by two. With D A and D B so amended, equations (78) and (79) are simplified as shown in equations (78a) and (79a), respectively.
D A =(a 2R /|a 2C | 2 )F (78a)
D B =(a 2I /|a 2C | 2 )F (79a)

(78a)および(79a)式は、もし対物偏向器13のZ軸周りの回転角がa2C=a2R(即ち、a2I=0)を満たせば、それぞれ(78b)および(79b)式に示す通り、さらに簡単になる。
=(1/a2R)F (78b)
=0 (79b)
Equations (78a) and (79a) can be converted into equations (78b) and (79b), respectively, if the rotation angle of the objective deflector 13 about the Z-axis satisfies a 2C =a 2R (that is, a 2I =0). As you can see, it gets even easier.
D A =(1/a 2R )F (78b)
D B =0 (79b)

(78)式と(5)および(47)式とから、(80)式が得られる。(79)式と(6)および(47)式とから、(81)式が得られる。 Equation (80) is obtained from equation (78) and equations (5) and (47). Equation (81) is obtained from equation (79) and equations (6) and (47).

Figure 2022142325000007
Figure 2022142325000007

(80)式から分かるように、係数dIAは、デフォーカス係数bと2回非点収差係数a2Cおよびa2Rとから決まる。(81)式から分かるように、係数dIBは、デフォーカス係数bと2回非点収差係数a2Cおよびa2Iとから決まる。ここで、デフォーカス係数bと2回非点収差係数a2C、a2R、およびa2Iは、I0A、V0A、V2A、およびV2Bのいずれにも依存せず、従って不変である。係数dIAおよびdIBが、I0A、V0A、V2A、およびV2Bのいずれにも依存せず、従って不変となるのは、このためである。 (80), the coefficient dIA is determined from the defocus coefficient b0 and the two-fold astigmatism coefficients a2C and a2R . (81), the coefficient dIB is determined from the defocus coefficient b0 and the two-fold astigmatism coefficients a2C and a2I . where the defocus coefficient b 0 and the two-fold astigmatism coefficients a 2C , a 2R and a 2I do not depend on any of I 0A , V 0A , V 2A and V 2B and are therefore unchanged. . This is why the coefficients d IA and d IB do not depend on any of I 0A , V 0A , V 2A and V 2B and are therefore invariant.

同様のことは、係数dVAおよびdVBにも当てはまる。dVAとaとの関係は、(82)式によって表される。(82)式は、(78)式と(38)および(47)式とから得られる。dVBとaとの関係は、(83)式によって表される。(83)式は、(79)式と(39)および(47)式とから得られる。 The same applies to the coefficients dVA and dVB . The relationship between d VA and a 0 is represented by equation (82). Equation (82) is obtained from equation (78) and equations (38) and (47). The relationship between d VB and a 0 is represented by equation (83). Equation (83) is obtained from equation (79) and equations (39) and (47).

Figure 2022142325000008
(82)式から分かるように、dVAは、aとa2Cおよびa2Rとから決まり、また、(83)式から分かるように、dVBは、aとa2Cおよびa2Iとから決まる。そのため、dVAおよびdVBも、I0A、V0A、V2A、およびV2Bのいずれにも依存せず、従って不変である。
Figure 2022142325000008
As can be seen from equation (82), d VA is determined from a 0 and a 2C and a 2R , and as seen from equation (83), d VB is determined from a 0 and a 2C and a 2I Determined. Therefore, d VA and d VB also do not depend on any of I 0A , V 0A , V 2A and V 2B and are therefore unchanged.

(78)および(80)式と(15)式とから、(84)式が導出される。(84)式は、(79)および(81)式と(16)式とからも導出される。(84)式において、Iは、フォーカス補正電流の変化量に換算された係数Fであり、フォーカス補正電流の変化量に換算されたXY差DまたはDでもある。ただし、(84)式の導出の際、(15)式中のDA0および(16)式中のDB0が、DおよびDにそれぞれ読み替えられる。
=F/b(84)
(84)式が(78)および(80)式と(15)式とからも、(79)および(81)式と(16)式とからも導出されることは、XY差DおよびDはフォーカス補正電流の変化量に換算されれば互いに等しくなることを、意味する。
Equation (84) is derived from equations (78) and (80) and equation (15). Equation (84) is also derived from equations (79) and (81) and equation (16). In equation (84), ID is the coefficient F converted into the amount of change in the focus correction current, and is also the XY difference D A or D B converted into the amount of change in the focus correction current. However, when deriving equation (84), D A0 in equation (15) and D B0 in equation (16) are read as D A and D B , respectively.
I D =F/b 0 (84)
Equation (84) is derived from equations (78), (80) and (15) as well as from equations (79), (81) and (16) because the XY difference D A and D B means that they are equal when converted into the amount of change in the focus correction current.

(78)および(82)式と(34)式とから、(85)式が導出される。(85)式は、(79)および(83)式と(35)式とからも導出される。(85)式において、V(x,y)は、フォーカス補正電流の変化量に換算された係数F(x,y)であり、フォーカス補正電圧の変化量に換算されたXY差D(x,y)またはD(x,y)でもある。ここで、F(x,y)は、偏向座標(x,y)における係数Fを表す。ただし、(85)式の導出の際、(78)式中のDおよび(79)式中のDが、D(x,y)およびD(x,y)にそれぞれ読み替えられ、(34)および(35)式中のVD0(x,y)が、V(x,y)に読み換えられ、さらに、(34)式中のDA0(x,y)および(35)式中のDB0(x,y)が、D(x,y)およびD(x,y)にそれぞれ読み替えられる。以降では、F(x,y)とFとの区別は、特にしない。
(x,y)=F(x,y)/a(85)
(85)式が(78)および(82)式と(34)式とからも、(79)および(83)式と(35)式とからも導出されることは、XY差D(x,y)およびD(x,y)はフォーカス補正電圧の変化量に換算されれば互いに等しくなることを、意味する。
Equation (85) is derived from equations (78) and (82) and equation (34). Equation (85) is also derived from equations (79) and (83) and (35). In equation (85), V D (x, y) is the coefficient F(x, y) converted into the amount of change in focus correction current, and the XY difference D A ( x,y) or D B (x,y). where F(x,y) represents the coefficient F at deflection coordinates (x,y). However, when deriving formula (85), D A in formula (78) and D B in formula (79) are read as D A (x, y) and D B (x, y), respectively, V D0 (x, y) in equations (34) and (35) is replaced with V D (x, y), and D A0 (x, y) and (35) in equation (34) D B0 (x, y) in the formula is read as D A (x, y) and D B (x, y) respectively. In the following, no particular distinction is made between F(x, y) and F.
V D (x, y)=F(x, y)/a 0 (85)
Equation (85) is derived from equations (78), (82), and (34), and from equations (79), (83), and (35) because the XY difference D A (x , y) and D B (x, y) are equal to each other when converted to the amount of change in the focus correction voltage.

(78)および(79)式からは、XY差DおよびDの各々が係数Fとの間に比例関係を持つことが、分かる。この比例関係こそが、XY差がナイフエッジ20上のデフォーカスの大きさの指標となることの、根拠である。
ここで注意すべきは、上記比例関係を司る比例係数が、2回非点収差係数a2C、a2R、およびa2Iの組み合わせのみによって決定されていることである。先述のように、これら収差係数は、I0A、V0A、V2A、およびV2Bのいずれにも依存せず、従って不変である。(上記比例関係を司る比例係数とは、例えば(78)式においては、2a2R/|a2Cである。)
It can be seen from equations (78) and (79) that each of the XY differences D A and D B has a proportional relationship with the coefficient F. This proportional relationship is the basis for the fact that the XY difference serves as an index of the degree of defocus on the knife edge 20 .
It should be noted here that the proportional coefficient governing the proportional relationship is determined only by the combination of the two-fold astigmatism coefficients a 2C , a 2R and a 2I . As previously mentioned, these aberration coefficients do not depend on any of I 0A , V 0A , V 2A and V 2B and are therefore unchanged. (The proportional coefficient governing the proportional relationship is, for example, 2a 2R /|a 2C | 2 in equation (78).)

(78)および(79)式からは、また、XY差DおよびDは、係数Fが零でない限り、互いに同時には零にならないことが、分かる。これは、先述のように、2回非点収差係数a2Rおよびa2Iは、対物偏向器13が2回非点補正器として機能する以上、互いに同時には零にならないことによる。
同様のことは、係数dIA、dIB、dVA、およびdVBにも当てはまる。即ち、(80)~(83)式から分かるように、係数dIAおよびdIBは、互いに同時には零にならず、また、係数dVAおよびdVBは、互いに同時には零にならない。
From equations (78) and (79) it can also be seen that the XY differences D A and D B will not be zero at the same time as each other unless the factor F is zero. This is because, as described above, the two-fold astigmatism coefficients a2R and a2I do not become zero at the same time since the objective deflector 13 functions as a two-fold astigmatism corrector.
The same applies to the coefficients dIA , dIB , dVA and dVB . That is, as can be seen from equations (80) to (83), the coefficients d_IA and d_IB do not become zero at the same time, and the coefficients d_VA and dVB do not become zero at the same time.

(78)および(79)式は、XY差DおよびDのいずれか零でない一方を零に低減すればナイフエッジ20上のデフォーカスの大きさが零となることを、保証する。このことは、たとえXY差DおよびDのいずれもが零でない大きさを持っていてもXY差DおよびDの両方を評価する必要はないことを、意味する。(本実施例では、DおよびDのいずれか零でない一方を評価すればよく、より好適には、DおよびDのいずれか絶対値の小さくない一方を評価すればよい。) Equations (78) and (79) ensure that the magnitude of defocus on knife edge 20 will be zero if any non-zero one of XY differences D A and D B is reduced to zero. This means that it is not necessary to evaluate both XY differences D A and D B even if they both have non-zero magnitudes. (In this embodiment, one of D A and D B that is not zero may be evaluated, and more preferably, one of D A and D B whose absolute value is not small should be evaluated.)

(78)および(79)式が上記のことを保証するのは、第一に、XY差DおよびDのいずれか零でない一方を零に低減した結果として(86)または(87)式が成立すれば、(78)または(79)式から、(88)式が必ず成立すること、第二に、(88)式が成立すれば、(46)および(47)式から、(89)式が成立することによる。(88)および(89)式の成立は、収束半角αによらない。
=0 (86)
=0 (87)
F=0 (88)
=0 (89)
ここで、XY差DおよびDのいずれか零でない一方を零に低減したことによる、(86)または(87)式の成立は、(78)および(79)式から分かるように、a2Rおよびa2Iの少なくとも一方が零でないことと、Fが、零でない値から零に転じることとを、必要とする。即ち、XY差DおよびDのいずれか零でない一方が零に低減されれば、(88)式が必ず成立する。
Equations (78) and (79) ensure the above, firstly, by reducing the non-zero one of the XY differences D A and D B to zero, as a result of equation (86) or (87) is true, it follows from formula (78) or (79) that formula (88) must be true. ) because the formula holds. (88) and (89) do not depend on the half-angle of convergence α.
D A =0 (86)
D B =0 (87)
F=0 (88)
S F =0 (89)
(86) or (87) by reducing the non-zero one of the XY differences D A and D B to zero, as can be seen from Eqs. (78) and (79), a Requires that at least one of 2R and a2I is non-zero and that F transitions from a non-zero value to zero. That is, if one of the XY differences D A and D B that is not zero is reduced to zero, the equation (88) is always established.

補足すれば、XY差DおよびDのいずれか零でない一方を零に低減したことによる、(86)または(87)式の成立は、実は、(86)および(87)式の両方の成立を意味する。これは、(86)または(87)式の成立によって(88)式が成立すれば、(78)および(79)式より、XY差DおよびDは、いずれも、零以外の大きさを持ちえないからである。 Supplementally, the establishment of the equation (86) or (87) by reducing the non-zero one of the XY differences D A and D B to zero is actually the result of both equations (86) and (87). means establishment. This means that if the formula (88) is satisfied by the formula (86) or (87), then from the formulas (78) and (79), the XY differences D A and D B are both non-zero magnitudes because it cannot have

さらに補足すれば、(78)、(79)、および(80)~(83)式より、dIAおよびdVAのいずれかまたは両方が零でない値を持てば、F≠0のときにDが零とならないことが保証され、また、dIBおよびdVBのいずれかまたは両方が零でない値を持てば、F≠0のときにDが零とならないことが保証される。
これは、(80)~(83)式から分かるように、dIAおよびdVAのいずれかまたは両方が零でなければ、a2Rも零でなく、また、dIBおよびdVBのいずれかまたは両方が零でなければ、a2Iも零でないことによる。
Supplementally, from equations (78), (79), and (80)-(83), if either or both of dIA and dVA have non-zero values, D A is guaranteed to be non-zero, and either or both of d-- IB and d-- VB have non-zero values, then D-- B is guaranteed to be non-zero when F.noteq.0.
As can be seen from equations (80) to (83), if either or both of d IA and d VA are not zero, a 2R is also not zero, and either d IB and d VB or Because if both are non-zero, a 2I is also non-zero.

(80)~(83)式からは、また、(19)式が成立するときは必ず(32)式が成立し、(20)式が成立するときは必ず(33)式が成立することが分かる。即ち、dIAおよびdIBの各々の値が確定した時点で、dVAおよびdVBのいずれの値を決定すればよいかが決まる。(同様に、(32)式が成立するときは必ず(19)式が成立し、(33)式が成立するときは必ず(20)式が成立する。即ち、dVAおよびdVBの各々の値が確定した時点で、dIAおよびdIBのいずれの値を決定すればよいかが決まる。) From the equations (80) to (83), it can also be seen that the equation (32) always holds when the equation (19) holds, and the equation (33) holds whenever the equation (20) holds. I understand. That is, when each value of dIA and dIB is determined, it is decided which value of dVA and dVB should be determined. (Similarly, whenever formula (32) holds, formula (19) holds, and whenever formula (33) holds, formula (20) holds. That is, each of d VA and d VB When the value is determined, it is decided which value of dIA or dIB should be determined.)

以上で説明したように、本実施例の装置は、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。
本実施例の装置は、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差の測定を、2回非点補正電圧(2回非点発生電圧)に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づかせることを特徴とする。より具体的には、本実施例の装置は、それら曲線から、X方向のぼけを最小とする2回非点補正電圧の値と、Y方向のぼけを最小とする2回非点補正電圧の値との差(XY差)を決定し、その差により、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差を表す。
上記特徴より、本実施例の装置は、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差を、短時間で、かつ十分な測定可能範囲を以って測定し、さらにその結果に基づいてこれら収差を補正することができる。
ここで重要となるのは、上記曲線の取得に、静電型2回非点補正器としての対物偏向器13の、2回非点補正電圧に対する応答の速さと、2回非点補正電圧に応じてナイフエッジ20上の2回非点収差を変化させうる範囲の大きさとが活かされることである。即ち、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差をXY差によって表せば、これら収差を、短時間で、かつ十分な測定可能範囲を以って測定することができる。
As explained above, the apparatus of this embodiment measures and corrects its own axial defocus, axial two-fold astigmatism, deflection field curvature, and deflection two-fold astigmatism. .
The apparatus of this embodiment is characterized in that the measurement of the axial defocus and deflection curvature of field is based on the blur curve of the electron beam 1 with respect to the two-fold astigmatism correction voltage (two-fold astigmatism generation voltage). and More specifically, the apparatus of this embodiment determines the value of the two-fold astigmatism correction voltage that minimizes the blur in the X direction and the value of the two-fold astigmatism correction voltage that minimizes the blur in the Y direction from the curves. , and the difference (XY difference) is determined, and the difference represents the above-mentioned axial defocus and deflection field curvature aberrations.
Due to the above features, the apparatus of the present embodiment measures the axial defocus and deflection curvature of field aberration in a short time with a sufficient measurable range, and further calculates these aberrations based on the measurement results. can be corrected.
What is important here in acquiring the above curve is the speed of response of the objective deflector 13 as an electrostatic double stigmator to the double stigmator voltage and the speed of response to the double stigmator voltage. Accordingly, the size of the range in which the two-fold astigmatism on the knife edge 20 can be changed is utilized. That is, if the axial defocus and deflection curvature of field aberration are represented by the XY difference, these aberrations can be measured in a short time with a sufficient measurable range.

補足すれば、本実施例では、上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差の全てが測定され、そして補正されたが、目的次第では、これら収差の全てではなく、これら収差の幾つかを測定し、そして補正することもありうる。例えば、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差のいずれかまたは両方を測定し、そして補正するだけでもよい。あるいは、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差を測定し、そして補正するだけでもよく、上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差を測定し、そして補正するだけでもよい。 Supplementally, in this embodiment, all of the axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection field curvature aberration, and deflection 2-fold astigmatism were measured and corrected, but it depends on the purpose. It is possible, then, to measure and correct some, but not all, of these aberrations. For example, one or both of the axial defocus and deflection field curvature aberration may be measured and corrected. Alternatively, only the axial defocus and axial 2-fold astigmatism may be measured and corrected, or the deflection field curvature and deflection 2-fold astigmatism may be measured and corrected.

さらに補足すれば、本実施例では、上記曲線の取得の際に、ナイフエッジ20上への2回非点収差の発生を、2回非点補正器としての対物偏向器13によったが、これを、専用の静電型2回非点補正器(図示せず)によってもよい。
あるいは、これを、専用の磁界型2回非点補正器(図示せず)によってもよい。その場合には、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線の代わりに、2回非点補正電流(磁界型2回非点補正器に入力される補正信号)に対する電子ビーム1のぼけの曲線が取得される。即ち、2回非点補正電圧の代わりに、2回非点補正電流が増減される。(従って、その場合には、XY差DおよびDが、電圧の次元ではなく、電流の次元を持つ。)一般に、磁界型2回非点補正器は磁界型レンズよりも速く動作し、従って、2回非点補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線の取得に要する時間は、フォーカス補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線の取得に要する時間よりも、短い。
Supplementally, in this embodiment, when obtaining the above curve, the two-fold astigmatism on the knife edge 20 is generated by the objective deflector 13 as a two-fold astigmatism corrector. This may be done by a dedicated electrostatic two-fold stigmator (not shown).
Alternatively, this may be done by a dedicated magnetic two-fold stigmator (not shown). In that case, instead of the blur curve of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage, A blur curve is obtained. That is, the double astigmatism correction current is increased or decreased instead of the double astigmatism correction voltage. (Thus, in that case, the XY differences D A and D B have dimensions of current rather than voltage.) In general, a magnetic two-fold stigmator operates faster than a magnetic lens, Therefore, the time required to acquire the blur curve of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction current is shorter than the time required to acquire the blur curve of the electron beam 1 with respect to the focus correction current.

さらに補足すれば、本実施例では、投影図形11は、成形開口板の開口の像(具体的には、第1の成形開口板3の開口の像と第2の成形開口板7の開口との重なりによって生じる図形の像)であったが、投影図形11は、ナイフエッジ20などの手段によって電子ビーム1のぼけが評価できる限り、電子ビーム1を透過する薄膜(例えば、特開平08-83741を参照)の像であってもよい。即ち、第1の成形開口板3および第2の成形開口板7のいずれかまたは両方を、そのような薄膜に置き換えてもよい。(このことは、実施例2~実施例9にも当てはまる。) Supplementally, in this embodiment, the projection figure 11 is an image of the aperture of the shaping aperture plate (specifically, the image of the aperture of the first shaping aperture plate 3 and the aperture of the second shaping aperture plate 7). However, the projected figure 11 is a thin film that transmits the electron beam 1 as long as the blurring of the electron beam 1 can be evaluated by means such as a knife edge 20 (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-83741 (see ). That is, either or both of the first shaping aperture plate 3 and the second shaping aperture plate 7 may be replaced with such a thin film. (This also applies to Examples 2-9.)

(実施例2)
本発明の荷電粒子ビーム装置の別の実施例を、実施例2として、以下に説明する。本実施例でも、本発明の荷電粒子ビーム装置が、可変成形電子ビーム描画装置として構成されている。
(Example 2)
Another embodiment of the charged particle beam device of the present invention will be described below as a second embodiment. Also in this embodiment, the charged particle beam apparatus of the present invention is configured as a variable shaping electron beam writing apparatus.

本実施例の装置(可変成形電子ビーム描画装置)は、実施例1の装置と、構成を同じくする。即ち、本実施例の装置の光学系、測定系、および制御系の構成は、それぞれ、実施例1の装置の光学系、測定系、および制御系の構成(図1を参照)と同じである。 The apparatus of the present embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) has the same configuration as the apparatus of the first embodiment. That is, the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of this example are the same as the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of Example 1 (see FIG. 1). .

本実施例の装置は、基本的に、実施例1の装置と動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。
上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差は、本実施例でも、XY差DまたはDによって表される。ここで、DまたはDは、より具体的には、DおよびDのいずれか零でない一方であり、より好適には、DおよびDのいずれか絶対値の小さくない一方である。
The device of this embodiment basically operates in the same way as the device of the first embodiment. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection field curvature aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method.
The above axial defocus and deflection field curvature aberration are represented by the XY difference D A or D B in this embodiment as well. Here, D A or D B is, more specifically, one of D A and D B that is not zero, and more preferably one of D A and D B that is not smaller in absolute value. be.

本実施例の装置は、しかし、上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差の測定のために取得する上記曲線の総本数を、実施例1の装置と異にする。その総本数は、実施例1においてよりも、本実施例において、少ない。
より具体的には、本実施例の装置は、まず、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差の測定に必要となる上記曲線の本数の合計を減らすべく、これら収差を、互いに組にして測定する。本実施例の装置は、さらに、上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差の測定に必要となる上記曲線の本数の合計を減らすべく、これら収差を、互いに組にして測定する。
本実施例の装置は、そうすることで、上記4つの収差の測定および補正に要する総時間を、短くする。その詳細を以下に示す。
However, the apparatus of this embodiment reduces the total number of curves acquired for measuring the axial defocus, axial two-fold astigmatism, deflection field curvature, and deflection two-fold astigmatism to: It differs from the apparatus of the first embodiment. The total number is less in this embodiment than in the first embodiment.
More specifically, the apparatus of this embodiment first combines these aberrations together to reduce the total number of curves required to measure the axial defocus and axial two-fold astigmatism. and measure. The apparatus of this embodiment also measures the deflection field curvature aberration and the deflection 2-fold astigmatism in pairs to reduce the total number of curves required to measure these aberrations.
By doing so, the apparatus of this embodiment shortens the total time required for the measurement and correction of the above four aberrations. The details are shown below.

本実施例の装置は、まず、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差を測定し、そして補正する。本実施例の装置は、そのため、まず、ナイフエッジ20を材料ステージ14によって電子ビーム1の直下に移動させ、そのうえで、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)を取得する。本実施例の装置は、そして、これら曲線から、第0のフォーカス補正条件下におけるXY差のA成分とXY平均のA成分との両方を決定する。即ち、DA0とMA0との両方が決定される。ただし、ここでは、(19)式の成立を前提としている。 The apparatus of this embodiment first measures and corrects the axial defocus and axial two-fold astigmatism. Therefore, the apparatus of this embodiment first moves the knife edge 20 directly under the electron beam 1 by the material stage 14, and then blurs the electron beam 1 in the X and Y directions with respect to the two-time astigmatism correction voltage V 2A . (2 curves in total) are acquired. The apparatus of this embodiment then determines from these curves both the A component of the XY difference and the A component of the XY average under the 0th focus correction condition. That is, both D A0 and M A0 are determined. However, here, it is assumed that the formula (19) holds.

ここで、MA0は、(90)式で与えられる。(90)式において、V2AX0およびV2AY0は、第0のフォーカス補正条件下におけるV2AXおよびV2AYをそれぞれ表す。(90)式は、(69)および(76)式から導かれる。
A0=(V2AX0+V2AY0)/2=-(a2ROR+a2IOI)/|a2C(90)
(90)式から分かるように、MA0は、係数Fに依存しない。即ち、MA0は、ナイフエッジ20上のデフォーカスに依存しない。(MA0は、V2A0にもV2B0にも依存しない。)
Here, M A0 is given by equation (90). In equation (90), V 2AX0 and V 2AY0 represent V 2AX and V 2AY under the 0th focus correction condition, respectively. Equation (90) is derived from equations (69) and (76).
M A0 =(V 2AX0 +V 2AY0 )/2=-(a 2R T OR +a 2I T OI )/|a 2C | 2 (90)
As can be seen from equation (90), M A0 does not depend on the factor F. That is, M A0 is independent of defocus on knife edge 20 . (M A0 does not depend on V 2A0 or V 2B0 .)

ここで重要となるのは、XY平均MA0が、DA0を決定するための、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)から決定されることである。
即ち、本実施例において、MA0の決定のために改めて取得しなければならない曲線の本数は、零である。その本数は、実施例1においては、2本であった。
The key here is that the XY average M A0 is determined from the electron beam 1 vs. V 2A X and Y blur curves (two total) to determine the D A0 . .
That is, in this embodiment, the number of curves that must be acquired again for determining M A0 is zero. The number was two in the first embodiment.

本実施例の装置は、次に、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線(合計1本)を取得する。本実施例の装置は、そして、第0のフォーカス補正条件下におけるXY平均のB成分を決定する。即ち、MB0が決定される。
B0は、(91)式で与えられる。(91)式は、(70)および(77)式から導かれる。
B0=(V2BX0+V2BY0)/2=(a2IOR-a2ROI)/|a2C(91)
(91)式から分かるように、MB0も、係数Fに依存しない。即ち、MB0も、ナイフエッジ20上のデフォーカスに依存しない。(MB0は、V2A0にもV2B0にも依存しない。)
The apparatus of this embodiment then acquires curves (total one curve) of blurring of the electron beam 1 in the X direction or the Y direction with respect to the double astigmatism correction voltage V2B . The apparatus of this embodiment then determines the B component of the XY average under the 0th focus correction condition. That is, MB0 is determined.
M B0 is given by equation (91). Equation (91) is derived from equations (70) and (77).
M B0 =(V 2BX0 +V 2BY0 )/2=(a 2I T OR −a 2R T OI )/|a 2C | 2 (91)
As can be seen from equation (91), M B0 also does not depend on the factor F. That is, M B0 is also independent of defocus on knife edge 20 . (M B0 does not depend on V 2A0 or V 2B0 .)

本実施例の装置は、(91)式に代入すべきV2BX0およびV2BY0のうち、一方は、V2Bに対する電子ビーム1のぼけの曲線から決定するが、もう一方は、(92)または(93)式から決定する。(92)および(93)式は、いずれも、(16)および(79)式から導出される。ただし、(92)および(93)式の導出の際、(79)式中のV2BX、V2BY、およびDが、それぞれ、V2BX0、V2BY0、およびDB0に読み替えられる。
2BY0=V2BX0-DB0=V2BX0-ID0IB (92)
2BX0=V2BY0+DB0=V2BY0+ID0IB (93)
In the apparatus of this embodiment, one of V 2BX0 and V 2BY0 to be substituted into equation (91) is determined from the blur curve of electron beam 1 with respect to V 2B , while the other is determined by (92) or ( 93) is determined from the formula. Both Equations (92) and (93) are derived from Equations (16) and (79). However, when deriving equations (92) and (93), V 2BX , V 2BY and D B in equation (79) are read as V 2BX0 , V 2BY0 and D B0 respectively.
V 2BY0 =V 2BX0 -D B0 =V 2BX0 -I D0 dIB (92)
V 2BX0 =V 2BY0 +D B0 =V 2BY0 +I D0 dIB (93)

(92)および(93)式において、ID0は、上記軸上デフォーカスの測定値である。ID0は、(15)式から分かるように、係数dIAとXY差DA0から決定できる。(DA0は、MA0とともに、先に決定されている。)ID0IB(=DB0)は、係数dIBによってDB0に換算されたID0である((16)式を参照)。(ID0IBは、DB0に換算されたDA0でもある。これは、(15)式から分かるように、ID0は、係数dIAによってフォーカス補正電流の変化量に換算されたDA0であることによる。)
従って、(92)式は、第1の2回非点発生電圧51(V2BX0)と、XY差DB0に換算された上記軸上デフォーカスの測定値とから、第2の2回非点発生電圧52(V2BY0)が決定できることを、示している。(93)式は、第2の2回非点発生電圧52と、DB0に換算された上記軸上デフォーカスの測定値とから、第1の2回非点発生電圧51が決定できることを、示している。
係数dIAは、(5)式から決定できる。dIAは、dIAによるDA0のID0への換算((15)式を参照)に先立って決定され、記憶される。そうして記憶されたdIAは、dIAによるDA0のID0への換算のたびに、繰り返し用いられる。係数dIBは、(6)式から決定できる。dIBは、dIBによるID0のDB0への換算((16)式を参照)に先立って決定され、記憶される。そうして記憶されたdIBは、dIBによるID0のDB0への換算のたびに、繰り返し用いられる。
In equations (92) and (93), ID0 is the measurement of the axial defocus. I D0 can be determined from the coefficient d IA and the XY difference D A0 as can be seen from equation (15). (D A0 has been previously determined, together with M A0 .) I D0 d IB (=D B0 ) is I D0 converted to D B0 by the factor d IB (see equation (16)). . (I D0 d IB is also D A0 converted to D B0 . As can be seen from equation (15), I D0 is D A0 converted to the amount of change in the focus correction current by the coefficient d IA . by being
Therefore, the equation (92) is obtained from the first two-fold astigmatic voltage 51 (V 2BX0 ) and the measured value of the axial defocus converted to the XY difference D B0 to obtain the second two-fold astigmatism It shows that the generated voltage 52 (V 2BY0 ) can be determined. Equation (93) shows that the first two-time astigmatism voltage 51 can be determined from the second two-time astigmatism voltage 52 and the measured value of the on-axis defocus converted to D B0 . showing.
The coefficient dIA can be determined from equation (5). d_IA is determined and stored prior to the conversion of D_A0 to I_D0 by d_IA (see equation (15)). The d_IA so stored is used repeatedly each time the d_IA converts D_A0 to I_D0 . The coefficient dIB can be determined from equation (6). dIB is determined and stored prior to the conversion of ID0 to DBO by dIB (see equation (16)). The dIB so stored is used repeatedly each time the dIB converts I D0 to D B0 .

(92)式を(91)式に代入すれば、(94)式が得られる。(93)式を(91)式に代入すれば、(95)式が得られる。即ち、XY平均MB0は、本実施例においては、(94)または(95)式から決定すればよい。
B0=V2BX0-DB0/2=V2BX0-ID0IB/2 (94)
B0=V2BY0+DB0/2=V2BY0+ID0IB/2 (95)
(94)式は、第1の2回非点発生電圧51(V2BX0)と、XY差DB0に換算された上記軸上デフォーカスの測定値とから、XY平均MB0が決定できることを、示している。(95)式は、第2の2回非点発生電圧52(V2BY0)と、DB0に換算された上記軸上デフォーカスの測定値とから、MB0が決定できることを、示している。
Substituting equation (92) into equation (91) yields equation (94). Substituting equation (93) into equation (91) yields equation (95). That is, the XY average M B0 can be determined from equation (94) or (95) in this embodiment.
M B0 =V 2BX0 −D B0 /2=V 2BX0 −I D0 d IB /2 (94)
M B0 =V 2BY0 +D B0 /2 =V 2BY0 +I D0 dIB /2 (95)
Equation (94) indicates that the XY average M B0 can be determined from the first two-time astigmatic voltage 51 (V 2BX0 ) and the measured value of the axial defocus converted to the XY difference D B0 . showing. Equation (95) shows that M B0 can be determined from the second twice astigmatic voltage 52 (V 2BY0 ) and the measured value of the axial defocus converted to D B0 .

ここで重要となるのは、(94)および(95)式から(さらには、(91)~(93)式から)分かるように、dIBとID0が既知である限り、MB0が、V2BX0およびV2BY0のいずれか一方のみから決定できることである。即ち、ここで必要となる曲線は、V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線(合計1本)である。
従って、本実施例において、MB0の決定のために改めて取得しなければならない曲線の本数は、1本である。その本数は、実施例1においては、2本であった。
What is important here is that as long as d IB and I D0 are known, as can be seen from equations (94) and (95) (and also from equations (91)-(93)), M B0 is It can be determined from only one of V 2BX0 and V 2BY0 . That is, the curves required here are the curves of the electron beam 1 blurring in the X direction or the Y direction with respect to V2B (one curve in total).
Therefore, in this embodiment, the number of curves that must be acquired again for determining M B0 is one. The number was two in the first embodiment.

本実施例の装置は、次に、(9)式によってI0A0を更新し、そうして更新されたI0A0を対物レンズ9に入力するとともに、(24)式によってV2A0を更新し、そうして更新されたV2A0を対物偏向器13に入力する。本実施例の装置は、さらに、(25)式によってV2B0を更新し、そうして更新されたV2B0を対物偏向器13に入力する。
これにより、上記軸上デフォーカスが補正されるとともに、上記軸上2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分が、補正される。さらに、上記軸上2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分も、補正される。
The apparatus of this embodiment then updates I 0A0 according to equation (9), inputs the updated I 0A0 to the objective lens 9, updates V 2A0 according to equation (24), and so V 2A0 updated as above is input to the objective deflector 13 . The apparatus of this embodiment further updates V 2B0 according to equation (25) and inputs the updated V 2B0 to the objective deflector 13 .
As a result, the axial defocus is corrected, and the component of the axial two-fold astigmatism that can be corrected by V2A is corrected. In addition, the component of the on-axis two-fold astigmatism correctable by V2B is also corrected.

上記過程において、(9)式によって更新されたI0A0を対物レンズ9に入力するのは、V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線の取得の後とする必要がある。即ち、その曲線を取得するのは、I0A0’を対物レンズ9に入力する前とする必要がある。
これは、(95)式中のID0は、I0A0’が対物レンズ9に入力される前に決定されたものであり、従って、(94)式中のV2BX0および(95)式中のV2BY0も、I0A0’が対物レンズ9に入力される前に決定される必要があるためである。
一方、(24)式によって更新されたV2A0を対物偏向器13に入力するのは、V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線の取得の前としても、その後としてもよい。
In the above process, I0A0 updated by equation (9) should be input to the objective lens 9 after obtaining the blur curve of the electron beam 1 in the X direction or the Y direction with respect to V2B . That is, it is necessary to obtain the curve before inputting I 0A0 ′ to the objective lens 9 .
This is because I D0 in equation (95) was determined before I 0A0 ′ was input to the objective lens 9, so V 2BX0 in equation (94) and V 2BX0 in equation (95). This is because V 2BY0 also needs to be determined before I 0A0 ′ is input to objective lens 9 .
On the other hand, V 2A0 updated by equation (24) may be input to the objective deflector 13 before or after acquisition of the curve of the blur in the X direction or Y direction of the electron beam 1 with respect to V 2B . .

本実施例の装置は、上記曲線(V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線と、V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線)の取得から、I0A0の対物レンズ9への入力と、V2A0およびV2B0の対物偏向器13への入力までの、一連の工程を繰り返す。その一連の工程は、(22)、(26)、および(27)式が成立するまで繰り返される。
ここで、I0A0、V2A0、およびV2B0の更新は、それぞれ、(9a)、(24a)、および(25a)式による。(24a)式中のMA0 (m-1)は、(90a)式で与えられる。(25a)式中のMB0 (m-1)は、(94a)または(95a)式で与えられる。(90a)、(94a)、および(95a)式は、それぞれ(90)、(94)、および(95)式を一般化したものである。
A0 (m-1)=(V2AX0 (m-1)+V2AY0 (m-1))/2 (90a)
B0 (m-1)=V2BX0 (m-1)-DB0 (m-1)/2
=V2BX0 (m-1)-ID0IB (m-1)/2 (94a)
B0 (m-1)=V2BY0 (m-1)+DB0 (m-1)/2
=V2BY0 (m-1)+ID0 (m-1)IB/2 (95a)
(90a)式において、V2AX0 (m-1)は、I0A0 (m-1)を対物レンズ9に入力するとともにV2A0 (m-1)およびV2B0 (m-1)を対物偏向器13に入力した後に得られるV2AX0を、表す。V2AY0 (m-1)は、I0A0 (m-1)を対物レンズ9に入力するとともにV2A0 (m-1)およびV2B0 (m-1)を対物偏向器13に入力した後に得られるV2AY0を、表す。(94a)式において、V2BX0 (m-1)は、I0A0 (m-1)を対物レンズ9に入力するとともにV2A0 (m-1)およびV2B0 (m-1)を対物偏向器13に入力した後に得られるV2BX0を、表す。(95a)式において、V2BY0 (m-1)は、I0A0 (m-1)を対物レンズ9に入力するとともにV2A0 (m-1)およびV2B0 (m-1)を対物偏向器13に入力した後に得られるV2BY0を、表す。
上記一連の工程が繰り返されれば、上記軸上デフォーカスの補正残差と、上記軸上2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分の補正残差と、上記軸上2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分の補正残差とが、低減する。
From the acquisition of the above curves (the X- and Y-direction blur curves of the electron beam 1 for V 2A and the X- or Y-direction blur curves of the electron beam 1 for V 2B ), I A series of steps from the input of 0A0 to the objective lens 9 and the inputs of V2A0 and V2B0 to the objective deflector 13 are repeated. The series of steps is repeated until equations (22), (26) and (27) hold.
Here, the updates of I 0A0 , V 2A0 and V 2B0 are according to equations (9a), (24a) and (25a) respectively. M A0 (m−1) in formula (24a) is given by formula (90a). M B0 (m−1) in formula (25a) is given by formula (94a) or (95a). Equations (90a), (94a), and (95a) are generalizations of equations (90), (94), and (95), respectively.
M A0 (m-1) = (V 2AX0 (m-1) +V 2AY0 (m-1) )/2 (90a)
M B0 (m-1) = V 2BX0 (m-1) - D B0 (m-1) /2
=V 2BX0 (m-1) -I D0 d IB (m-1) /2 (94a)
M B0 (m−1) =V 2BY0 (m−1) +D B0 (m−1) /2
=V 2BY0 (m-1) +I D0 (m-1) d IB /2 (95a)
In the equation (90a), V 2AX0 (m-1) inputs I 0A0 (m -1) to the objective lens 9 and inputs V 2A0 (m-1) and V 2B0 (m-1) to the objective deflector 13. represents V 2AX0 obtained after inputting V 2AY0 (m−1) is obtained after inputting I 0A0 ( m−1) into the objective lens 9 and inputting V 2A0 (m−1) and V 2B0 (m−1) into the objective deflector 13 represents V 2AY0 . In equation (94a), V 2BX0 (m−1) inputs I 0A0 (m −1) into the objective lens 9 and inputs V 2A0 (m−1) and V 2B0 (m−1) into the objective deflector 13. represents V 2BX0 obtained after inputting In the equation (95a), V 2BY0 (m−1) inputs I 0A0 (m −1) to the objective lens 9 and inputs V 2A0 (m−1) and V 2B0 (m−1) to the objective deflector 13. represents the V 2BY0 obtained after inputting
If the above series of steps is repeated, the correction residual of the axial defocus, the correction residual of the component of the axial two-fold astigmatism that can be corrected by V2A , and the axial two-fold astigmatism The correction residual of the component of aberration that can be corrected by V2B is reduced.

以上が、本実施例の装置が自身の生む軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差を測定し、そして補正する要領の説明である。これら収差の測定および補正は、メインルーチン1(図6を参照)またはメインルーチン1’(図9を参照)と同様のルーチンに従う。以降では、説明の便宜上、これら収差の測定および補正は、メインルーチン1またはメインルーチン1’に従うものとする。ただし、サブルーチン2(図8を参照)が、サブルーチン5に置き換えられる。 The above is an explanation of the procedure for measuring and correcting axial defocus and axial two-fold astigmatism produced by the apparatus of this embodiment. Measurement and correction of these aberrations follow routines similar to main routine 1 (see FIG. 6) or main routine 1' (see FIG. 9). Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the measurement and correction of these aberrations follow main routine 1 or main routine 1'. However, subroutine 2 (see FIG. 8) is replaced with subroutine 5.

サブルーチン5を、図18に示す。サブルーチン5と、その中のサブルーチン(サブルーチン6)とは、いずれも、(19)式の成立を前提としている。 Subroutine 5 is shown in FIG. Both the subroutine 5 and the subroutine (subroutine 6) therein are based on the premise that the formula (19) holds.

(サブルーチン5)
図18に示すように、サブルーチン5は、以下のステップからなる。
まず、ステップS61において、nを0に設定する(n=0)とともに、mを0に設定する(m=0)。
次に、ステップS62において、I0A0 (m)を対物レンズ9に入力する。(I0A0 (m)は、m=0のとき、I0A0を表す。ここで、I0A0は、メインルーチン1またはメインルーチン1’の開始直前のフォーカス補正電流I0Aの値に等しい。)
次に、ステップS63において、V2A0 (m)およびV2B0 (m)を対物偏向器13に入力する。(V2A0 (m)およびV2B0 (m)は、m=0のとき、それぞれV2A0およびV2B0を表す。ここで、V2A0およびV2B0は、メインルーチン1またはメインルーチン1’の開始直前の2回非点補正電圧V2AおよびV2Bの値にそれぞれ等しい。)
次に、ステップS64において、サブルーチン6(図19を参照)を実行し、XY差DA0 (m)と、XY平均MA0 (m)およびMB0 (m)とを決定する。
次に、ステップS65において、|DA0 (m)|<ε、|ΔMA0 (m)|<ε、かつ|ΔMB0 (m)|<εが成立するかどうか判定する。それが成立する場合には、サブルーチン5を終了し、メインルーチン1(図6を参照)またはメインルーチン1’(図9を参照)に戻る。それが成立しない場合には、ステップS66に進む。(ステップS65中のΔMA0 (m)およびΔMB0 (m)は、それぞれ(28)および(29)式で与えられる。m=0のとき、(28)式中のMA0 (m-1)および(29)式中のMB0 (m-1)は、それぞれV2A0およびV2B0を表す。)
ステップS66においては、m+1をmに代入する(m=m+1)。そして、ステップS67に進む。
ステップS67においては、I0A0 (m)、V2A0 (m)、およびV2B0 (m)を決定する。そして、ステップS62に戻る。
(Subroutine 5)
As shown in FIG. 18, subroutine 5 consists of the following steps.
First, in step S61, n is set to 0 (n=0) and m is set to 0 (m=0).
Next, I 0A0 (m) is input to the objective lens 9 in step S62. (I 0A0 (m) represents I 0A0 when m=0. Here, I 0A0 is equal to the value of the focus correction current I 0A immediately before the start of main routine 1 or main routine 1′.)
Next, in step S63, V 2A0 (m) and V 2B0 (m) are input to the objective deflector 13 . (V 2A0 (m) and V 2B0 (m) represent V 2A0 and V 2B0 , respectively, when m=0. Here, V 2A0 and V 2B0 are the are equal to the values of the two-fold astigmatism correction voltages V2A and V2B , respectively.)
Next, in step S64, subroutine 6 (see FIG. 19) is executed to determine the XY difference D A0 (m) and the XY averages M A0 (m) and M B0 (m) .
Next, in step S65, it is determined whether or not |D A0 (m) |<ε D , |ΔM A0 (m) |<ε M and |ΔM B0 (m) |<ε M hold. If so, exit subroutine 5 and return to main routine 1 (see FIG. 6) or main routine 1' (see FIG. 9). If it does not hold, the process proceeds to step S66. (ΔM A0 (m) and ΔM B0 (m) in step S65 are given by equations (28) and (29), respectively. When m=0, M A0 (m−1) in equation (28) and M B0 (m−1) in formula (29) represent V 2A0 and V 2B0 , respectively.)
In step S66, m+1 is substituted for m (m=m+1). Then, the process proceeds to step S67.
In step S67, I 0A0 (m ) , V 2A0 (m) and V 2B0 (m) are determined. Then, the process returns to step S62.

(サブルーチン6)
サブルーチン6は、図19に示すように、以下のステップからなる。
まず、ステップS71において、2回非点補正電圧V2Aを増減し、電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけを測定する。そうすることにより、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線を取得する。
次に、ステップS72において、XY差DA0(ステップS64においては、DA0 (m))とXY平均MA0(ステップS64においては、MA0 (m))を決定する。
次に、ステップS73において、2回非点補正電圧V2Bを増減し、電子ビーム1のX方向(またはY方向)のぼけを測定する。そうすることにより、V2Bに対する電子ビーム1のX方向(またはY方向)のぼけの曲線を取得する。
次に、ステップS74において、XY平均MB0(ステップS64においては、MB0 (m))を決定する。
そして、サブルーチン6を終了して、サブルーチン5(図18を参照)に戻る。
(Subroutine 6)
Subroutine 6, as shown in FIG. 19, consists of the following steps.
First, in step S71, the astigmatism correction voltage V2A is increased and decreased twice to measure the blurring of the electron beam 1 in the X and Y directions. By doing so, curves of X and Y blurring of the electron beam 1 against V 2A are obtained.
Next, in step S72, the XY difference D A0 (D A0 (m) in step S64) and the XY average M A0 (M A0 (m) in step S64) are determined.
Next, in step S73, the astigmatism correction voltage V2B is increased and decreased twice to measure the blur of the electron beam 1 in the X direction (or Y direction). By doing so, we obtain a curve of the X-direction (or Y-direction) blurring of the electron beam 1 against V 2B .
Next, in step S74, the XY average M B0 (M B0 (m) in step S64) is determined.
Then, the subroutine 6 is terminated and the subroutine 5 (see FIG. 18) is returned to.

本実施例の装置は、次に、上述の要領と同様の要領に基づき、自身の生む偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。そうすることは、簡単に言えば、目的の収差を補正する手段の違い(対物偏向器13か、あるいは、対物レンズ9と対物偏向器13か)を除き、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差を、対物偏向器13の偏向フィールド内の格子点の各々において測定し、そして補正することに、同じである。 The apparatus of this embodiment then measures and corrects the deflected curvature of field aberration and the deflected two-fold astigmatism produced by itself based on the same procedure as described above. To put it simply, the above-mentioned axial defocus and axial 2 The same is true for measuring and correcting the rotational astigmatism at each of the grid points in the deflection field of the objective deflector 13 .

より詳細には、本実施例の装置は、まず、最初に上記測定および補正が行われる格子点の座標にナイフエッジ20を移動させるとともに、その格子点上に電子ビーム1が入射するように、対物偏向器13によって電子ビーム1を偏向する。
本実施例の装置は、次に、上記格子点上で、ナイフエッジ20により、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)を取得し、これら曲線から、第0のフォーカス補正条件下におけるXY差のA成分とXY平均のA成分との両方を決定する。即ち、DA0(x,y)とMA0(x,y)との両方が決定される。ただし、ここでは、(32)式の成立を前提としている。
本実施例の装置は、さらに、上記格子点上で、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線(合計1本)を取得し、その曲線から、第0のフォーカス補正条件下におけるXY平均のB成分を決定する。即ち、MB0(x,y)が決定される。
本実施例の装置は、そして、(30)式によってV0A0(x,y)を更新し、そうして更新されたV0A0(x,y)を対物偏向器13に入力するとともに、(40)式によってV2A0(x,y)を更新し、そうして更新されたV2A0(x,y)を対物偏向器13に入力する。本実施例の装置は、さらに、(41)式によってV2B0(x,y)を更新し、そうして更新されたV2B0(x,y)を対物偏向器13に入力する。
本実施例の装置は、上記曲線(V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線と、V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線)の取得から、V0A0(x,y)、V2A0(x,y)、およびV2B0(x,y)の対物偏向器13への入力までの、一連の工程を繰り返す。その一連の工程は、(36)、(42)、および(43)式が成立するまで、上記格子点上で繰り返される。ここで、V0A0(x,y)、V2A0(x,y)、およびV2B0(x,y)の更新は、それぞれ、(30a)、(40a)、および(41a)式による。
本実施例の装置は、以降、上記と同様の測定および補正を、上記偏向フィールド内の残りの格子点に対して行う。
本実施例の装置は、その後、上記偏向フィールド内の全格子点上のV0A0 (m)(x,y)から近似曲面V0A0F(x,y)を決定するとともに、上記偏向フィールド内の全格子点上のV2A0 (m)(x,y)およびV2B0 (m)(x,y)の各々から、これらの各々に対する近似曲面を決定する。
本実施例の装置は、以降、そうして決定された近似曲面に基づき、上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差を、対物偏向器13の偏向フィールド内の全域に渡って補正する。
More specifically, the apparatus of this embodiment first moves the knife edge 20 to the coordinates of the grid point where the above measurement and correction are performed, and moves the electron beam 1 so that the electron beam 1 is incident on the grid point. The electron beam 1 is deflected by the objective deflector 13 .
Next, the apparatus of this embodiment obtains curves (total of two lines) of blurring in the X and Y directions of the electron beam 1 with respect to the two-time astigmatic correction voltage V 2A by the knife edge 20 on the lattice points. Then, from these curves, both the A component of the XY difference and the A component of the XY average under the 0th focus correction condition are determined. That is, both D A0 (x,y) and M A0 (x,y) are determined. However, here, it is assumed that the formula (32) holds.
The apparatus of this embodiment further obtains curves (total one curve) of blurring in the X direction or Y direction of the electron beam 1 with respect to the two-time astigmatism correction voltage V2B on the lattice points, and from the curves, The B component of the XY average under the 0th focus correction condition is determined. That is, M B0 (x,y) is determined.
The apparatus of this embodiment then updates V 0A0 (x, y) according to equation (30), inputs the updated V 0A0 (x, y) to the objective deflector 13, and (40 ) update V 2A0 (x, y) according to the formula, and input the updated V 2A0 (x, y) to the objective deflector 13 . The apparatus of this embodiment further updates V 2B0 (x, y) according to equation (41) and inputs the updated V 2B0 (x, y) to the objective deflector 13 .
From the acquisition of the above curves (the X- and Y-direction blur curves of the electron beam 1 for V 2A and the X- or Y-direction blur curves of the electron beam 1 for V 2B ), V A series of steps is repeated up to the input of 0A0 (x, y), V 2A0 (x, y), and V 2B0 (x, y) to the objective deflector 13 . The series of steps is repeated on the lattice points until the equations (36), (42) and (43) hold. where V 0A0 (x,y), V 2A0 (x,y), and V 2B0 (x,y) are updated according to equations (30a), (40a), and (41a), respectively.
The apparatus of this embodiment thereafter performs the same measurements and corrections as above for the remaining grid points in the deflection field.
The apparatus of this embodiment then determines an approximate curved surface V 0A0F (x, y) from V 0A0 (m) (x, y) on all grid points in the deflection field, and From each of V 2A0 (m) (x, y) and V 2B0 (m) (x, y) on the lattice points, an approximate curved surface is determined for each of them.
The apparatus of this embodiment corrects the deflection field curvature aberration and the deflection two-fold astigmatism over the entire deflection field of the objective deflector 13 based on the approximate curved surface thus determined. .

上記要領において、MA0(x,y)は、(96)式によって決定され、そして(40)式に代入される。MB0(x,y)は、(97)または(98)式によって決定され、そして(41)式に代入される。
A0(x,y)=(V2AX0(x,y)+V2AY0(x,y))/2 (96)
B0(x,y)=V2BX0(x,y)-VD0(x,y)dVB/2 (97)
B0(x,y)=V2BY0(x,y)+VD0(x,y)dVB/2 (98)
(96)~(98)式において、V2AX0(x,y)およびV2BX0(x,y)は、偏向座標(x,y)に位置する格子点上のV2AX0およびV2BX0(いずれも、第1の2回非点発生電圧51)を、それぞれ表す。V2AY0(x,y)およびV2BY0(x,y)は、偏向座標(x,y)に位置する格子点上のV2AY0およびV2BY0(いずれも、第2の2回非点発生電圧52)を、それぞれ表す。
(96)式は、(90)式中のMA0、V2AX0、およびV2AY0を、それぞれMA0(x,y)、V2AX0(x,y)、およびV2AY0(x,y)に置き換えて得られる式である。(97)式は、(99)および(100)式から導出される。(98)式は、(99)および(101)式から導出される。
B0(x,y)=(V2BX0(x,y)+V2BY0(x,y))/2 (99)
2BY0(x,y)=V2BX0(x,y)-DB0(x,y)
=V2BX0(x,y)-VD0(x,y)dVB (100)
2BX0(x,y)=V2BY0(x,y)+DB0(x,y)
=V2BY0(x,y)+VD0(x,y)dVB (101)
(99)式は、(91)式中のMB0、V2BX0、およびV2BY0を、それぞれMB0(x,y)、V2BX0(x,y)、およびV2BY0(x,y)に置き換えて得られる式である。(100)および(101)式は、いずれも、(35)および(79)式から導出される。ただし、(100)および(101)式の導出の際、(79)式中のD、V2BX、およびV2BYが、それぞれ、DB0(x,y)、V2BX0(x,y)、およびV2BY0(x,y)に読み替えられる。
In the above manner, M A0 (x,y) is determined by equation (96) and substituted into equation (40). M B0 (x,y) is determined by equation (97) or (98) and substituted into equation (41).
M A0 (x, y)=(V 2AX0 (x, y)+V 2AY0 (x, y))/2 (96)
M B0 (x, y)=V 2BX0 (x, y)−V D0 (x, y)d VB /2 (97)
M B0 (x, y)=V 2BY0 (x, y)+V D0 (x, y)d VB /2 (98)
In equations (96) to (98), V 2AX0 (x, y) and V 2BX0 (x, y) are V 2AX0 and V 2BX0 on the grid point located at the deflection coordinates (x, y) (both A first two-fold astigmatic voltage 51) is represented respectively. V 2AY0 (x, y) and V 2BY0 (x, y) are V 2AY0 and V 2BY0 on the grid point located at the deflection coordinates (x, y) (both are the second double astigmatism voltage 52 ), respectively.
Formula (96) replaces M A0 , V 2AX0 , and V 2AY0 in formula (90) with M A0 (x, y), V 2AX0 (x, y), and V 2AY0 (x, y), respectively. is obtained by Equation (97) is derived from equations (99) and (100). Equation (98) is derived from equations (99) and (101).
M B0 (x, y)=(V 2BX0 (x, y)+V 2BY0 (x, y))/2 (99)
V 2BY0 (x,y)=V 2BX0 (x,y)−D B0 (x,y)
=V 2BX0 (x, y)-V D0 (x, y)d VB (100)
V 2BX0 (x, y)=V 2BY0 (x, y)+D B0 (x, y)
= V2BY0 (x,y)+ VD0 (x,y) dVB (101)
Formula (99) replaces M B0 , V 2BX0 , and V 2BY0 in formula (91) with M B0 (x, y), V 2BX0 (x, y), and V 2BY0 (x, y), respectively. is obtained by Equations (100) and (101) are both derived from equations (35) and (79). However, when deriving equations (100) and (101), D B , V 2BX and V 2BY in equation (79) are respectively D B0 (x, y), V 2BX0 (x, y), and V 2BY0 (x, y).

(97)、(98)、(100)、および(101)式において、VD0(x,y)は、上記偏向像面湾曲収差の測定値である。VD0(x,y)は、(34)式から分かるように、係数dVAとXY差DA0(x,y)から決定できる。(DA0(x,y)は、MA0(x,y)とともに、先に決定されている。)VD0(x,y)dVB(=DB0(x,y))は、係数dVBによってDB0(x,y)に換算されたVD0(x,y)である((35)式を参照)。(VD0(x,y)dVBは、DB0(x,y)に換算されたDA0(x,y)でもある。これは、(34)式から分かるように、VD0(x,y)は、係数dVAによってフォーカス補正電圧の変化量に換算されたDA0(x,y)であることによる。)
従って、(97)式は、第1の2回非点発生電圧51(V2BX0(x,y))と、XY差DB0(x,y)に換算された上記偏向像面湾曲収差の測定値とから、XY平均MB0(x,y)が決定できることを、示している。(98)式は、第2の2回非点発生電圧52(V2BY0(x,y))と、DB0(x,y)に換算された上記偏向像面湾曲収差の測定値とから、MB0(x,y)が決定できることを、示している。(100)式は、第1の2回非点発生電圧51と、DB0(x,y)に換算された上記偏向像面湾曲収差の測定値とから、第2の2回非点発生電圧52が決定できることを、示している。(101)式は、第2の2回非点発生電圧52と、DB0(x,y)に換算された上記偏向像面湾曲収差の測定値とから、第1の2回非点発生電圧51が決定できることを、示している。
係数dVAは、(38)式から決定できる。dVAは、dVAによるDA0(x,y)のVD0(x,y)への換算((34)式を参照)に先立って決定され、記憶される。そうして記憶されたdVAは、dVAによるDA0(x,y)のVD0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。係数dVBは、(39)式から決定できる。dVBは、dVBによるVD0(x,y)のDB0(x,y)への換算((35)式を参照)に先立って決定され、記憶される。そうして記憶されたdVBは、dVBによるVD0(x,y)のDB0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。
In equations (97), (98), (100), and (101), V D0 (x,y) is a measurement of the deflected field curvature aberration. V D0 (x, y) can be determined from the coefficient d VA and the XY difference D A0 (x, y), as can be seen from equation (34). (D A0 (x, y) has been previously determined together with M A0 (x, y).) V D0 (x, y)d VB (=D B0 (x, y)) is the coefficient d It is V D0 (x, y) converted to D B0 (x, y) by VB (see equation (35)). (V D0 (x, y)d VB is also D A0 (x, y) converted to D B0 (x, y), which is V D0 (x, y) is D A0 (x, y) converted into the amount of change in the focus correction voltage by the coefficient d VA ).
Therefore, the equation (97) is obtained by the measurement of the first two-fold astigmatic voltage 51 (V 2BX0 (x, y)) and the deflection curvature of field converted into the XY difference D B0 (x, y). values, the XY average M B0 (x, y) can be determined. Equation (98) is obtained from the second two-time astigmatic voltage 52 (V 2BY0 (x, y)) and the measurement value of the deflection curvature of field converted into D B0 (x, y), It shows that M B0 (x,y) can be determined. Equation (100) is derived from the first two-fold astigmatic voltage 51 and the measured deflection field curvature aberration converted to D B0 (x, y) to obtain the second two-fold astigmatic voltage 52 can be determined. Equation (101) is derived from the second two-fold astigmatic voltage 52 and the measured deflection field curvature aberration converted to D B0 (x, y) to obtain the first two-fold astigmatic voltage 51 can be determined.
The coefficient dVA can be determined from equation (38). d VA is determined and stored prior to the conversion of D A0 (x,y) to V D0 (x,y) by d VA (see equation (34)). The d VA so stored is used repeatedly each time the d VA converts D A0 (x,y) to V D0 (x,y). The coefficient dVB can be determined from equation (39). d VB is determined and stored prior to conversion of V D0 (x,y) to D B0 (x,y) by d VB (see equation (35)). The d VB thus stored is used repeatedly for each conversion of V D0 (x,y) to D B0 (x,y) by d VB .

(96)、(97)、および(98)式を一般化すれば、(96)、(97)、および(98)式は、それぞれ(96a)、(97a)、および(98a)式となる。(96a)式によって決定されるMA0(x,y)(m-1)は、(40a)式に代入される。(97a)または(98a)式によって決定されるMB0 (m-1)(x,y)は、(41a)式に代入される。
A0 (m-1)(x,y)
=(V2AX0 (m-1)(x,y)+V2AY0 (m-1)(x,y))/2 (96a)
B0 (m-1)(x,y)
=V2BX0 (m-1)(x,y)-VD0 (m-1)(x,y)dVB/2 (97a)
B0 (m-1)(x,y)
=V2BY0 (m-1)(x,y)+VD0 (m-1)(x,y)dVB/2 (98a)
(96a)式において、V2AX0 (m-1)(x,y)は、V0A0 (m-1)(x,y)、V2A0 (m-1)(x,y)、およびV2B0 (m-1)(x,y)の全てを対物偏向器13に入力した後に得られるV2AX0(x,y)を、表す。V2AY0 (m-1)(x,y)は、V0A0 (m-1)(x,y)、V2A0 (m-1)(x,y)、およびV2B0 (m-1)(x,y)の全てを対物偏向器13に入力した後に得られるV2AY0(x,y)を、表す。(97a)式において、V2BX0 (m-1)(x,y)は、V0A0 (m-1)(x,y)、V2A0 (m-1)(x,y)、およびV2B0 (m-1)(x,y)の全てを対物偏向器13に入力した後に得られるV2BX0(x,y)を、表す。(98a)式において、V2BY0 (m-1)(x,y)は、V0A0 (m-1)(x,y)、V2A0 (m-1)(x,y)、およびV2B0 (m-1)(x,y)の全てを対物偏向器13に入力した後に得られるV2BY0(x,y)を、表す。
Generalizing Eqs. (96), (97), and (98), Eqs. (96), (97), and (98) become Eqs. (96a), (97a), and (98a), respectively. . M A0 (x,y) (m−1) determined by equation (96a) is substituted into equation (40a). M B0 (m−1) (x,y) determined by equation (97a) or (98a) is substituted into equation (41a).
M A0 (m−1) (x, y)
=(V 2AX0 (m−1) (x, y)+V 2AY0 (m−1) (x, y))/2 (96a)
M B0 (m−1) (x, y)
=V 2BX0 (m-1) (x, y)-V D0 (m-1) (x, y)d VB /2 (97a)
M B0 (m−1) (x, y)
=V 2BY0 (m-1) (x, y)+V D0 (m-1) (x, y)d VB /2 (98a)
In equation (96a), V 2AX0 (m-1) (x, y) is V 0A0 (m-1 ) (x, y), V 2A0 (m-1) (x, y), and V 2B0 ( m−1) represents V 2AX0 (x,y) obtained after inputting all of (x,y) into the objective deflector 13 . V 2AY0 (m-1) (x, y) is V 0A0 (m-1 ) (x, y), V 2A0 (m-1) (x, y), and V 2B0 (m-1) (x , y) are all input to the objective deflector 13, V 2AY0 (x, y). (97a), V 2BX0 (m-1) (x, y) is V 0A0 (m-1 ) (x, y), V 2A0 (m-1) (x, y), and V 2B0 ( m−1) represents V 2BX0 (x,y) obtained after inputting all of (x,y) into the objective deflector 13 . (98a), V 2BY0 (m−1) (x, y) is V 0A0 (m−1 ) (x, y), V 2A0 (m−1) (x, y), and V 2B0 ( m−1) represents V 2BY0 (x,y) obtained after inputting all of (x,y) into the objective deflector 13 .

上記要領において重要となるのは、対物偏向器13の偏向フィールド内の各格子点において、XY平均MA0(x,y)が、XY差DA0(x,y)を決定するための、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)から決定され、さらに、XY平均MB0(x,y)が、V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線(合計1本)から決定されることである。
即ち、本実施例において、上記各格子点上でMA0(x,y)およびMB0(x,y)の決定のために改めて取得しなければならない曲線の本数は、それぞれ、零および1本である。一方、実施例1においては、上記各格子点上でMA0(x,y)およびMB0(x,y)の決定のために改めて取得しなければならない曲線の本数は、各々、2本であった。
What is important in the above procedure is that at each grid point in the deflection field of the objective deflector 13, the XY average M A0 (x, y) is V is determined from the X and Y blur curves (two total) of electron beam 1 for 2A , and the XY average M B0 (x,y) is determined from the X or Y direction of electron beam 1 for V 2B . It is to be determined from the blur curves (one in total).
That is, in this embodiment, the number of curves that must be acquired again for determining M A0 (x, y) and M B0 (x, y) on each grid point is zero and one, respectively. is. On the other hand, in Example 1, the number of curves that must be acquired again for determining M A0 (x, y) and M B0 (x, y) on each grid point is two. there were.

ただし、上記要領において、(30a)式によって更新されたV0A0(x,y)を対物偏向器13に入力するのは、V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線の取得の後とする必要がある。即ち、上記各格子点において、その曲線を取得するのは、V0A0 (m)(x,y)を対物偏向器13に入力する前とする必要がある。
これは、(97a)および(98a)式中のVD0 (m-1)(x,y)は、V0A0 (m)(x,y)が対物偏向器13に入力される前に決定されたものであり、従って、(97a)式中のV2BX0 (m-1)(x,y)および(98a)式中のV2BY0 (m-1)(x,y)も、V0A0 (m)(x,y)が対物偏向器13に入力される前に決定される必要があるためである。
However, in the above procedure, inputting V 0A0 (x, y) updated by the formula (30a) to the objective deflector 13 is to acquire the curve of the blurring of the electron beam 1 in the X direction or the Y direction with respect to V 2B . must be after That is, it is necessary to acquire the curve at each lattice point before inputting V 0A0 (m) (x, y) to the objective deflector 13 .
This is because V D0 (m−1) (x, y) in equations (97a) and (98a) is determined before V 0A0 (m) (x, y) is input to the objective deflector 13. Therefore, V 2BX0 (m−1) (x, y) in equation (97a) and V 2BY0 (m−1) (x, y) in equation (98a) are also V 0A0 ( m ) (x, y) must be determined before input to the objective deflector 13 .

以上が、本実施例の装置が自身の生む偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する要領についての説明である。これら収差の測定および補正は、メインルーチン2(図10を参照)と同様のルーチンに従う。以降では、説明の便宜上、これら収差の測定および補正は、メインルーチン2に従うものとする。ただし、サブルーチン3(図11を参照)中のサブルーチン、即ちサブルーチン4(図12を参照)が、サブルーチン7に置き換えられる。さらに、ステップS39(近似曲面V0A0F(x,y)の決定)が、近似曲面V0A0F(x,y)と、2回非点補正電圧V2A0 (m)(x,y)およびV2B0 (m)(x,y)の各々に対する近似曲面とを決定するステップに、置き換えられる。 The above is a description of the procedure for measuring and correcting deflection curvature of field aberration and deflection 2-fold astigmatism produced by the apparatus of this embodiment. Measurement and correction of these aberrations follow a routine similar to main routine 2 (see FIG. 10). Hereinafter, for convenience of explanation, it is assumed that the measurement and correction of these aberrations follow the main routine 2. However, subroutine 4 (see FIG. 12) in subroutine 3 (see FIG. 11) is replaced with subroutine 7. FIG. Further, step S39 (determination of the approximate curved surface V 0A0F (x, y)) is performed by determining the approximate curved surface V 0A0F (x, y), the two-time astigmatism correction voltages V 2A0 (m) (x, y) and V 2B0 ( m) determining an approximate surface for each of (x,y).

サブルーチン7を、図20に示す。サブルーチン7と、その中のサブルーチン(サブルーチン6)とは、いずれも、(32)式の成立を前提としている。 Subroutine 7 is shown in FIG. Both the subroutine 7 and the subroutine (subroutine 6) therein are based on the premise that the formula (32) holds.

(サブルーチン7)
図20に示すように、サブルーチン7は、サブルーチン5(図18を参照)とほぼ同じである。より詳細には、サブルーチン7は、サブルーチン5におけるステップS62およびステップS67を、それぞれステップS82およびステップS87に置き換えたものに相当する。ステップS82においては、V0A0 (m)が対物偏向器13に入力される。ステップS87においては、V0A0 (m)、V2A0 (m)、およびV2B0 (m)が決定される。(ステップS82におけるV0A0 (m)は、m=0のとき、V0A0を表す。ここで、V0A0は、メインルーチン2の開始直前のフォーカス補正電圧V0Aの値に等しい。その値は、偏向座標(x,y)に依存する。ステップS83におけるV2A0 (m)およびV2B0 (m)は、m=0のとき、それぞれV2A0およびV2B0を表す。ここで、V2A0およびV2B0は、それぞれ、メインルーチン2の開始直前の2回非点補正電圧V2AおよびV2Bの値に等しい。それら値は、偏向座標(x,y)に依存する。ステップS85におけるΔMA0 (m)およびΔMB0 (m)は、それぞれΔMA0 (m)(x,y)およびΔMB0 (m)(x,y)を意味し、それぞれ(44)および(45)式で与えられる。(44)式中のMA0 (m-1)(x,y)および(45)式中のMB0 (m-1)(x,y)は、m=0のとき、それぞれV2A0(x,y)およびV2B0(x,y)を表す。)
(Subroutine 7)
As shown in FIG. 20, subroutine 7 is substantially the same as subroutine 5 (see FIG. 18). More specifically, subroutine 7 corresponds to steps S62 and S67 in subroutine 5 replaced with steps S82 and S87, respectively. At step S82, V 0A0 (m) is input to the objective deflector 13 . In step S87, V 0A0 (m ) , V 2A0 (m) and V 2B0 (m) are determined. (V 0A0 (m) in step S82 represents V 0A0 when m=0. Here, V 0A0 is equal to the value of the focus correction voltage V 0A immediately before the start of main routine 2. Its value is Depends on the deflection coordinates (x,y) V 2A0 (m) and V 2B0 (m ) in step S83 represent V 2A0 and V 2B0 respectively when m=0, where V 2A0 and V 2B0 are equal to the values of the two-time astigmatism correction voltages V2A and V2B, respectively, immediately before the start of main routine 2. These values depend on the deflection coordinates (x, y) .ΔM A0 (m) in step S85 and ΔM B0 (m) denote ΔM A0 (m) (x, y) and ΔM B0 (m) (x, y), respectively, given by equations (44) and (45), respectively.(44) M A0 (m−1) (x, y) in the formula and M B0 (m−1) (x, y) in the formula (45) are respectively V 2A0 (x, y) when m=0 and V 2B0 (x, y).)

以上で説明したように、本実施例の装置は、実施例1の装置と同様に、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づいて測定し、そして補正する。
本実施例の装置は、ただし、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差を、互いに組にして測定する。本実施例の装置は、さらに、上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差を、互いに組にして測定する。
より詳細には、本実施例の装置は、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差の測定のため、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)から、XY差DA0とXY平均MA0との両方を決定するとともに、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線(合計1本)から、XY平均MB0を決定する。本実施例の装置は、さらに、上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差の測定のため、同様の要領により、対物偏向器13の偏向フィールド内の各格子点上で、XY差DA0(x,y)とXY平均MA0(x,y)とを決定するとともに、XY平均MB0(x,y)を決定する。
本実施例の装置は、そうすることで、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差の測定に必要となる上記曲線の本数の合計を減らすとともに、上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差の測定に必要となる上記曲線の本数の合計を減らす。より具体的には、本実施例の装置は、XY平均MA0およびMB0の決定のために改めて取得しなければならない曲線の本数を減らすとともに、XY平均MA0(x,y)およびMB0(x,y)の決定のために改めて取得しなければならない曲線の本数を減らす。
そのため、本実施例では、上記4つの収差の測定および補正に要する曲線の総本数が少なくなり、従って、上記4つの収差の測定および補正に要する総時間が短くなる。
As described above, the apparatus of this embodiment, like the apparatus of the first embodiment, has its own axial defocus, axial two-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection two-fold non-aberration. Astigmatism is both measured and corrected based on the blur curve of the electron beam 1 versus twice astigmatic voltage.
However, the apparatus of this embodiment measures the axial defocus and the axial 2-fold astigmatism in pairs. The apparatus of this embodiment further measures the deflection curvature of field aberration and the deflection 2-fold astigmatism in pairs.
More specifically, the apparatus of this embodiment measures the X-direction and Y-direction blurring of the electron beam 1 with respect to the two-fold astigmatism correction voltage V 2A for the measurement of the axial defocus and the axial two-fold astigmatism. , both the XY difference D A0 and the XY average M A0 are determined from the curves (total of two curves), and the curve of the blurring of the electron beam 1 in the X direction or the Y direction (total 1), determine the XY average M B0 . In order to measure the deflection curvature of field and the deflection 2-fold astigmatism, the apparatus of this embodiment also measures the XY difference D A0 (x, y) and XY average M A0 (x, y) are determined, and XY average M B0 (x, y) is determined.
By doing so, the apparatus of this embodiment reduces the total number of curves required for measuring the axial defocus and the axial 2-fold astigmatism, and also reduces the deflection curvature of field and deflection 2 Reduce the total number of curves required to measure rotational astigmatism. More specifically, the apparatus of this embodiment reduces the number of curves that must be reacquired to determine the XY averages M A0 and M B0 and also reduces the XY averages M A0 (x,y) and M B0 Reduce the number of curves that must be acquired anew for the determination of (x,y).
Therefore, in this embodiment, the total number of curves required for measuring and correcting the four aberrations is reduced, and the total time required for measuring and correcting the four aberrations is shortened.

補足すれば、本実施例では、上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差の全てが測定され、そして補正されたが、目的次第では、必ずしもその必要はない。例えば、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差を測定し、そして補正するだけでもよく、上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差を測定し、そして補正するだけでもよい。 Supplementally, in this embodiment, all of the axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection field curvature aberration, and deflection 2-fold astigmatism were measured and corrected, but it depends on the purpose. But it doesn't have to be. For example, the axial defocus and axial 2-fold astigmatism may only be measured and corrected, or the deflection field curvature and deflection 2-fold astigmatism may only be measured and corrected.

さらに補足すれば、本実施例では、MB0と、各格子点上のMB0(x,y)を、各々、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線(合計1本)から決定したが、これらは、各々、実施例1においてそうしたように、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線(合計2本)から決定してもよい。即ち、MB0および各格子点上のMB0(x,y)を、それぞれ(91)および(99)式から決定してもよい。 Supplementally, in this embodiment, M B0 and M B0 (x, y) on each grid point are respectively defined as the blurring of the electron beam 1 in the X direction or the Y direction with respect to the two-time astigmatism correction voltage V 2B . (one total), each determined from the X and Y blur curves (two total) of the electron beam 1 versus V 2B as in Example 1. good too. That is, M B0 and M B0 (x, y) on each grid point may be determined from equations (91) and (99), respectively.

(実施例3)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(可変成形電子ビーム描画装置)を、実施例3として、以下に説明する。
(Example 3)
Still another embodiment of the charged particle beam apparatus of the present invention (variably shaped electron beam writing apparatus) will be described below as Embodiment 3. FIG.

本実施例の装置(可変成形電子ビーム描画装置)は、実施例1および実施例2の装置と、構成を同じくする。即ち、本実施例の装置の光学系、測定系、および制御系の構成は、それぞれ、実施例1の装置の光学系、測定系、および制御系の構成(図1を参照)と同じである。 The apparatus of this embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) has the same configuration as the apparatuses of the first and second embodiments. That is, the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of this example are the same as the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of Example 1 (see FIG. 1). .

本実施例の装置は、基本的に、実施例1の装置と、動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。 The device of this embodiment basically operates in the same way as the device of the first embodiment. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method.

本実施例の装置は、しかし、ナイフエッジ20上のデフォーカスの大きさを、XY差によってではなく、第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差によって表す。(XY差は、第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52との差である。XY平均は、第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52との平均である。) The apparatus of this embodiment, however, represents the magnitude of defocus on the knife edge 20 not by the XY difference, but by the difference between the first two-fold astigmatic voltage 51 and the XY average. (The XY difference is the difference between the first two-fold astigmatic voltage 51 and the second two-fold astigmatic voltage 52. The XY average is the difference between the first two-fold astigmatic voltage 51 and the second two-fold astigmatic voltage. This is the average with the two-fold astigmatism voltage 52.)

第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差の、A成分およびB成分を、それぞれDhAおよびDhBとすれば、DhAおよびDhBは、それぞれ(102)および(103)式で表せる。
hA=M-V2AX (102)
hB=V2BX-M(103)
(102)式と(78)および(90)式とから、(104)式が導出でき、また、(103)式と(79)および(91)式とから、(105)式が導出できる。ただし、(104)式の導出の際には、(90)式中のMA0、V2AX0、およびV2AY0が、M、V2AX、およびV2AYにそれぞれ読み替えられる。(105)式の導出の際には、(91)式中のMB0、V2BX0、およびV2BY0が、M、V2BX、およびV2BYにそれぞれ読み替えられる。
hA=D/2 (104)
hB=D/2 (105)
If the A component and the B component of the difference between the first double astigmatic voltage 51 and the XY average are DhA and DhB respectively, then DhA and DhB are (102) and (103) respectively. can be expressed by the formula
DhA = M A - V 2AX (102)
D hB = V 2BX - M B (103)
Equation (104) can be derived from equation (102) and equations (78) and (90), and equation (105) can be derived from equation (103) and equations (79) and (91). However, when deriving equation (104), M A0 , V 2AX0 and V 2AY0 in equation (90) are read as M A , V 2AX and V 2AY respectively. When deriving equation (105), M B0 , V 2BX0 and V 2BY0 in equation (91) are read as M B , V 2BX and V 2BY , respectively.
D hA =D A /2 (104)
D hB =D B /2 (105)

即ち、(102)および(104)式の表すDhAは、(78a)式の表すDに同じであり、また、(103)および(105)式の表すDhBは、(79a)式の表すDに同じである。この意味において、本実施例は、実質的に、実施例1と同じである。 That is, D hA represented by formulas (102) and (104) is the same as D A represented by formula (78a), and D hB represented by formulas (103) and (105) is the same as D hB represented by formula (79a). It is the same as the D B that represents In this sense, this embodiment is substantially the same as the first embodiment.

実施例1(および実施例2)においてDおよびDの両方を評価する必要がなかったのと同様に、本実施例においてDhAおよびDhBの両方を評価する必要はない。より具体的には、本実施例では、DhAおよびDhBのいずれか零でない一方を評価すればよく、より好適には、DhAおよびDhBのいずれか絶対値の小さくない一方を評価すればよい。即ち、本実施例では、ナイフエッジ20上のデフォーカスが、DhAおよびDhBのいずれか零でない一方で表され、より好適には、DhAおよびDhBのいずれか絶対値の小さくない一方で表される。 It is not necessary to evaluate both D hA and D hB in this example, just as it was not necessary to evaluate both D A and D B in Example 1 (and Example 2). More specifically, in this embodiment, one of D hA and D hB that is not zero should be evaluated, and more preferably one of D hA and D hB that has a non-small absolute value should be evaluated. Just do it. That is, in this embodiment, the defocus on the knife edge 20 is represented by either DhA or DhB that is not zero, and more preferably, whichever of DhA and DhB has a non -small absolute value. is represented by

hAおよびDhBは、上記軸上デフォーカスの測定においては、対物偏向器13の偏向フィールドの中央で決定され、また、上記偏向像面湾曲収差の測定においては、その偏向フィールド内の複数の格子点上で決定される。偏向座標(x,y)に位置する格子点上のDhAおよびDhBをそれぞれDhA(x,y)およびDhB(x,y)とすれば、DhA(x,y)およびDhB(x,y)は、それぞれ(106)および(107)式で表せる。DhA(x,y)およびDhB(x,y)は、また、それぞれ(108)および(109)式でも表せる。
hA(x,y)=M(x,y)-V2AX(x,y) (106)
hB(x,y)=V2BX(x,y)-M(x,y) (107)
hA(x,y)=D(x,y)/2 (108)
hB(x,y)=D(x,y)/2 (109)
D hA and D hB are determined at the center of the deflection field of the objective deflector 13 for the measurement of the axial defocus, and for the measurement of the deflection field curvature aberration, the multiple values within that deflection field. Determined on grid points. If D hA (x, y) and D hB (x, y) are D hA ( x , y) and D hB (x, y) on the grid point located at the deflection coordinates (x, y), then D hA (x, y) and D hB (x, y) can be represented by equations (106) and (107), respectively. D hA (x,y) and D hB (x,y) can also be expressed in equations (108) and (109), respectively.
D hA (x, y)=M A (x, y)−V 2AX (x, y) (106)
D hB (x, y)=V 2BX (x, y)−M B (x, y) (107)
D hA (x, y)=D A (x, y)/2 (108)
D hB (x, y)=D B (x, y)/2 (109)

hAおよびDhBを零とするI0A0は、それぞれ(110)および(111)式によって決定される。DhA(x,y)およびDhB(x,y)を零とするV0A0(x,y)は、それぞれ(112)および(113)式によって決定される。(110)および(111)式は、それぞれ(114)および(115)式が成立する場合に用いられる。(112)および(113)式は、それぞれ(116)および(117)式が成立する場合に用いられる。
0A0’=I0A0-DhA0/dhIA=I0A0-ID0 (110)
0A0’=I0A0-DhB0/dhIB=I0A0-ID0 (111)
0A0’(x,y)=V0A0(x,y)-DhA0(x,y)/dhVA
=V0A0(x,y)-VD0(x,y) (112)
0A0’(x,y)=V0A0(x,y)-DhB0(x,y)/dhVB
=V0A0(x,y)-VD0(x,y) (113)
|dhIA|≧|dhIB| (114)
|dhIA|<|dhIB| (115)
|dhVA|≧|dhVB| (116)
|dhVA|<|dhVB| (117)
(110)式は、(9)式中のDA0およびdIAをそれぞれDhA0およびdhIAに置き換えて得られる式である。(111)式は、(10)式中のDB0およびdIBをそれぞれDhB0およびdhIBに置き換えて得られる式である。DhA0およびDhB0は、第0のフォーカス補正条件下におけるDhAおよびDhBをそれぞれ表す。(112)式は、(30)式中のDA0(x,y)およびdVAをそれぞれDhA0(x,y)およびdhVAに置き換えて得られる式である。(113)式は、(31)式中のDB0(x,y)およびdVBをそれぞれDhB0(x,y)およびdhVBに置き換えて得られる式である。DhA0(x,y)およびDhB0(x,y)は、第0のフォーカス補正条件下におけるDhA(x,y)およびDhB(x,y)をそれぞれ表す。
I 0A0 with D hA and D hB as zero is determined by equations (110) and (111) respectively. V 0A0 (x, y) that makes D hA (x, y) and D hB (x, y) zero is determined by equations (112) and (113), respectively. Equations (110) and (111) are used when equations (114) and (115) hold, respectively. Equations (112) and (113) are used when equations (116) and (117) hold, respectively.
I 0A0 ′=I 0A0 −D hA0 /d hIA =I 0A0 −I D0 (110)
I 0A0 ′=I 0A0 −D hB0 /d hIB =I 0A0 −I D0 (111)
V 0A0 ′(x, y)=V 0A0 (x, y)−D hA0 (x, y)/d hVA
= V 0A0 (x, y) - V D0 (x, y) (112)
V 0A0 ′(x, y)=V 0A0 (x, y)−D hB0 (x, y)/d hVB
= V 0A0 (x, y) - V D0 (x, y) (113)
|d hIA |≧|d hIB | (114)
|d hIA |<|d hIB | (115)
|d hVA |≧|d hVB | (116)
|d hVA |<|d hVB | (117)
Formula (110) is a formula obtained by replacing D A0 and d IA in formula (9) with D hA0 and d hIA , respectively. Formula (111) is a formula obtained by replacing D B0 and d IB in formula (10) with D hB0 and d hIB , respectively. D hA0 and D hB0 represent D hA and D hB under the 0th focus correction condition, respectively. Equation (112) is obtained by replacing D A0 (x, y) and d VA in Equation (30) with D hA0 (x, y) and d hVA , respectively. Equation (113) is obtained by replacing D B0 (x, y) and d VB in Equation (31) with D hB0 (x, y) and d hVB , respectively. D hA0 (x, y) and D hB0 (x, y) represent D hA (x, y) and D hB (x, y) under the 0th focus correction condition, respectively.

(110)および(111)式中のID0は、フォーカス補正電流の変化量に換算されたDhA0およびDhB0をそれぞれ表し、(118)および(119)式でそれぞれ与えられる。(118)および(119)式は、本実施例の装置が、第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差を、フォーカス補正電流の変化量に換算することを、示している。その換算は、係数dhIAまたはdhIBによる。
D0=DhA0/dhIA (118)
D0=DhB0/dhIB (119)
ここで、ID0は、フォーカス補正電流の変化量に換算された上記軸上デフォーカスを、表しもする。これは、DhA0およびDhB0が、いずれも、上記軸上デフォーカスを表すことによる。(ID0は、上記軸上デフォーカスの測定値でもある。)
従って、(110)および(111)式は、本実施例の装置が、フォーカス補正電流の変化量に換算された上記軸上デフォーカスをI0A0から減算し、そうすることによってI0A0を更新(即ち、I0A0’を決定)することを、示している。
(112)および(113)式中のVD0(x,y)は、フォーカス補正電圧の変化量に換算されたDhA0(x,y)およびDhB0(x,y)をそれぞれ表し、(120)および(121)式でそれぞれ与えられる。(120)および(121)式は、本実施例の装置が、第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差を、フォーカス補正電圧の変化量に換算することを、示している。その換算は、係数dhVAまたはdhVBによる。
D0(x,y)=DhA0(x,y)/dhVA (120)
D0(x,y)=DhB0(x,y)/dhVB (121)
ここで、VD0(x,y)は、フォーカス補正電圧の変化量に換算された上記偏向像面湾曲収差を、表しもする。これは、DhA0(x,y)およびDhB0(x,y)が、いずれも、上記偏向像面湾曲収差を表すことによる。(VD0(x,y)は、上記偏向像面湾曲収差の測定値でもある。)
従って、(112)および(113)式は、本実施例の装置が、フォーカス補正電圧の変化量に換算された上記偏向像面湾曲収差をV0A0(x,y)から減算し、そうすることによってV0A0(x,y)を更新(即ち、V0A0’(x,y)を決定)することを、示している。
I D0 in equations (110) and (111) represents D hA0 and D hB0 converted into the amount of change in the focus correction current, and is given by equations (118) and (119), respectively. Equations (118) and (119) indicate that the apparatus of this embodiment converts the difference between the first two-time astigmatic voltage 51 and the XY average into the amount of change in the focus correction current. . The conversion is by factor d hIA or d hIB .
I D0 =D hA0 /d hIA (118)
I D0 =D hB0 /d hIB (119)
Here, ID0 also represents the axial defocus converted into the amount of change in the focus correction current. This is because D hA0 and D hB0 both represent the axial defocus. (I D0 is also the measured on-axis defocus above.)
Therefore, equations (110) and (111) show that the apparatus of this embodiment subtracts the above-described axial defocus converted to the amount of change in the focus correction current from I0A0 , and thereby updates I0A0 ( That is, it indicates that I 0A0 ′ is determined).
V D0 (x, y) in equations (112) and (113) represents D hA0 (x, y) and D hB0 (x, y) converted to the amount of change in the focus correction voltage, respectively, and (120 ) and (121), respectively. Equations (120) and (121) indicate that the apparatus of this embodiment converts the difference between the first two-time astigmatic voltage 51 and the XY average into the amount of change in the focus correction voltage. . The conversion is by the coefficient d hVA or d hVB .
V D0 (x, y)=D hA0 (x, y)/d hVA (120)
V D0 (x, y)=D hB0 (x, y)/d hVB (121)
Here, V D0 (x, y) also represents the deflection curvature of field aberration converted into the amount of change in the focus correction voltage. This is because both D hA0 (x, y) and D hB0 (x, y) represent the deflection field curvature aberration. (V D0 (x, y) is also the measured value of the deflection field curvature aberration.)
Therefore, equations (112) and (113) are obtained by subtracting the deflection curvature of field converted into the amount of change in the focus correction voltage from V 0A0 (x, y) by the apparatus of this embodiment, (ie, determine V 0A0 ′(x,y)) by V 0A0 (x,y).

係数dhIAおよびdhIBは、係数dIAおよびdIBと同様に、それぞれ(5)および(6)式から決定できる。係数dhVAおよびdhVBは、係数dVAおよびdVBと同様に、それぞれ(38)および(39)式から決定できる。ただし、dhIAの決定の際には、(5)式中のdIAおよびDAn(n=0または1)が、それぞれdhIAおよびDhAnに読み替えられる。dhIBの決定の際には、(6)式中のdIBおよびDBn(n=0または1)が、それぞれdhIBおよびDhBnに読み替えられる。dhVAの決定の際には、(38)式中のdVAおよびDAn(0,0)(n=0または1)が、それぞれdhVAおよびDhAn(0,0)に読み替えられる。dhVBの決定の際には、(39)式中のdVBおよびDBn(0,0)(n=0または1)が、それぞれdhVBおよびDhBn(0,0)に読み替えられる。
本実施例の装置は、係数dhIAを、dhIAによるDhA0のID0への換算((118)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdhIAは、dhIAによるDhA0のID0への換算のたびに、繰り返し用いられる。本実施例の装置は、あるいは、係数dhIBを、dhIBによるDhB0のID0への換算((119)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdhIBは、dhIBによるDhB0のID0への換算のたびに、繰り返し用いられる。ここで、dhIAおよびdhIBは、それぞれ、(114)および(115)式が成立する場合に記憶される。
本実施例の装置は、さらに、係数dhVAを、dhVAによるDhA0(x,y)のVD0(x,y)への換算((120)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdhVAは、dhVAによるDhA0(x,y)のVD0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。本実施例の装置は、あるいは、係数dhVBを、dhVBによるDhB0(x,y)のVD0(x,y)への換算((121)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdhVBは、dhVBによるDhB0(x,y)のVD0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。ここで、dhVAおよびdhVBは、それぞれ、(116)および(117)式が成立する場合に記憶される。
Coefficients d hIA and d hIB , like coefficients d IA and d IB , can be determined from equations (5) and (6), respectively. The coefficients d_hVA and d_hVB , like the coefficients d_VA and d_VB , can be determined from equations (38) and (39), respectively. However, when determining d hIA , d IA and D An (n=0 or 1) in formula (5) are read as d hIA and D hAn , respectively. When determining d hIB , d IB and D Bn (n=0 or 1) in formula (6) are read as d hIB and D hBn , respectively. When determining d hVA , d VA and D An (0,0) (n=0 or 1) in formula (38) are read as d hVA and D hAn (0,0), respectively. When determining d hVB , d VB and D Bn (0,0) (n=0 or 1) in equation (39) are read as d hVB and D hBn (0,0), respectively.
The apparatus of this embodiment determines and stores the coefficient d hIA prior to the conversion of D hA0 to I D0 by d hIA (see equation (118)). The d hIA thus stored is used repeatedly each time the d hIA converts D hA0 to I D0 . Alternatively, the apparatus of this embodiment determines and stores the coefficient d hIB prior to the conversion of D hB0 to I D0 by d hIB (see equation (119)). The d hIB so stored is used repeatedly for each conversion of D hB0 to I D0 by d hIB . where d hIA and d hIB are stored when equations (114) and (115) hold, respectively.
The apparatus of this embodiment further determines and stores a coefficient d hVA prior to conversion of D hA0 (x,y) to V D0 (x,y) by d hVA (see equation (120)). do. The d hVA thus stored is used repeatedly each time the d hVA converts D hA0 (x,y) to V D0 (x,y). Alternatively, the apparatus of this embodiment determines and stores the coefficient d hVB prior to conversion of D hB0 (x,y) to V D0 (x,y) by d hVB (see equation (121)). do. The d hVB thus stored is used repeatedly each time the d hVB converts D hB0 (x,y) to V D0 (x,y). where d_hVA and d_hVB are stored when equations (116) and (117) hold, respectively.

係数dhIA、dhIB、dhVA、およびdhVBと、係数dIA、dIB、dVA、およびdVBとの間には、(122)~(125)式で表される関係がある。従って、係数dIA、dIB、dVA、およびdVBが既知であれば、係数dhIA、dhIB、dhVA、およびdhVBは、それぞれdIA、dIB、dVA、およびdVBから求められる。
hIA=dIA/2 (122)
hIB=dIB/2 (123)
hVA=dVA/2 (124)
hVB=dVB/2 (125)
The coefficients d hIA , d hIB , d hVA , and d hVB and the coefficients d IA , d IB , d VA , and d VB have relationships represented by equations (122) to (125). Therefore, if the coefficients dIA , dIB , dVA , and dVB are known, the coefficients dhIA , dhIB , dhVA , and dhVB are derived from dIA , dIB , dVA , and dVB , respectively. Desired.
d hIA =d IA /2 (122)
d hIB =d IB /2 (123)
d hVA =d VA /2 (124)
d hVB =d VB /2 (125)

(110)~(113)、および(118)~(121)式を一般化すれば、(110)~(113)、および(118)~(121)式は、それぞれ、(110a)~(113a)、および(118a)~(121a)式となる。(110a)~(113a)、および(118a)~(121a)式は、特に明示のない限り、(110)~(113)、および(118)~(121)式をそれぞれ兼ねる。
0A0 (m) =I0A0 (m-1)-DhA0 (m-1)/dhIA=I0A0 (m-1)-ID0 (m-1) (110a)
0A0 (m) =I0A0 (m-1)-DhB0 (m-1)/dhIB=I0A0 (m-1)-ID0 (m-1) (111a)
0A0 (m)(x,y)=V0A0 (m-1)(x,y)-DhA0 (m-1)(x,y)/dhVA
=V0A0 (m-1)(x,y)-VD0 (m-1)(x,y) (112a)
0A0 (m)(x,y)=V0A0 (m-1)(x,y)-DhB0 (m-1)(x,y)/dhVB
=V0A0 (m-1)(x,y)-VD0 (m-1)(x,y) (113a)
D0 (m-1)=DhA0 (m-1)/dhIA (118a)
D0 (m-1)=DhB0 (m-1)/dhIB (119a)
D0 (m-1)(x,y)=DhA0 (m-1)(x,y)/dhVA (120a)
D0 (m-1)(x,y)=DhB0 (m-1)(x,y)/dhVB (121a)
Generalizing the equations (110) to (113) and (118) to (121), the equations (110) to (113) and (118) to (121) are, respectively, (110a) to (113a) ), and formulas (118a) to (121a). Formulas (110a) to (113a) and (118a) to (121a) also serve as formulas (110) to (113) and (118) to (121), respectively, unless otherwise specified.
I 0A0 (m) =I 0A0 (m -1) -D hA0 (m-1) /d hIA =I 0A0 (m-1) -I D0 (m-1) (110a)
I 0A0 (m) =I 0A0 (m -1) -D hB0 (m-1) /d hIB =I 0A0 (m-1) -I D0 (m-1) (111a)
V 0A0 (m) (x, y)=V 0A0 ( m-1) (x, y)-D hA0 (m-1) (x, y)/d hVA
= V 0A0 (m-1) (x, y) - V D0 (m-1) (x, y) (112a)
V 0A0 (m) (x, y)=V 0A0 ( m-1) (x, y)-D hB0 (m-1) (x, y)/d hVB
=V 0A0 (m-1) (x, y)-V D0 (m-1) (x, y) (113a)
I D0 (m−1) = D hA0 (m−1) /d hIA (118a)
I D0 (m-1) = D hB0 (m-1) /d hIB (119a)
V D0 (m−1) (x, y)=D hA0 (m−1) (x, y)/d hVA (120a)
V D0 (m−1) (x, y)=D hB0 (m−1) (x, y)/d hVB (121a)

本実施例の装置は、上記軸上デフォーカスの補正残差を低減すべく、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、(110a)式によって更新されたI0A0の対物レンズ9への入力までの、一連の工程を、(126)式が成立するまで繰り返す。本実施例の装置は、あるいは、同じ目的のため、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、(111a)式によって更新されたI0A0の対物レンズ9への入力までの、一連の工程を、(127)式が成立するまで繰り返す。
|DhA0 (m)|<ε/2 (126)
|DhB0 (m)|<ε/2 (127)
本実施例の装置は、さらに、上記偏向像面湾曲収差の補正残差を低減すべく、対物偏向器13の偏向フィールド内の各格子点上で、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、(112a)式によって更新されたV0A0(x,y)の対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、(128)式が成立するまで繰り返す。本実施例の装置は、あるいは、同じ目的のため、上記各格子点上で、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得から、(113a)式によって更新されたV0A0(x,y)の対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、(129)式が成立するまで繰り返す。本実施例の装置は、その後、上記偏向フィールド内の全格子点上のV0A0 (m)(x,y)から近似曲面V0A0F(x,y)を決定し、以降、V0A0F(x,y)に基づき、上記偏向像面湾曲収差を、対物偏向器13の偏向フィールド内の全域に渡って補正する。
|DhA0 (m)(x,y)|<ε/2 (128)
|DhB0 (m)(x,y)|<ε/2 (129)
In order to reduce the correction residual error of the axial defocus, the apparatus of this embodiment acquires curves of blurring in the X and Y directions of the electron beam 1 with respect to the two-time astigmatism correction voltage V 2A (110a). A series of steps up to the input of I0A0 updated by the equation to the objective lens 9 are repeated until the equation (126) is established. Alternatively, for the same purpose, the device of the present embodiment can be obtained from obtaining curves of blurring in the X and Y directions of the electron beam 1 with respect to the twice astigmatic voltage V 2B , I 0A0 updated by equation (111a). A series of steps up to the input to the objective lens 9 are repeated until the equation (127) holds.
|D hA0 (m) |<ε D /2 (126)
|D hB0 (m) |<ε D /2 (127)
Further, in order to reduce the correction residual error of the deflection field curvature aberration, the apparatus of the present embodiment is configured such that, on each grid point in the deflection field of the objective deflector 13, the electron beam is applied twice to the astigmatism correction voltage V2A . 1 to the input of V 0A0 (x, y) updated by equation (112a) to the objective deflector 13 by equation (128) repeat until is established. Alternatively, for the same purpose, the apparatus of the present embodiment can obtain curves of blurring in the X and Y directions of the electron beam 1 with respect to the twice astigmatic voltage V 2B on each grid point (113a). A series of steps up to the input of V 0A0 (x, y) updated by the equation to the objective deflector 13 are repeated until the equation (129) is established. The apparatus of this embodiment then determines an approximate curved surface V 0A0F (x, y) from V 0A0 (m) (x, y) on all lattice points in the deflection field, and thereafter V 0A0F (x, y), the deflection field curvature aberration is corrected over the entire deflection field of the objective deflector 13 .
|D hA0 (m) (x, y)|<ε D /2 (128)
|D hB0 (m) (x, y)|<ε D /2 (129)

本実施例の装置が上記軸上2回非点収差および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する要領は、実施例1の装置が同じ収差を測定し、そして補正する要領と、同じであってよい。即ち、XY平均の決定と、2回非点補正電圧の更新および入力とを、次の要領によってよい。(以降では、上記軸上2回非点収差および偏向2回非点収差の補正残差の低減についての説明と、上記偏向2回非点収差を補正する2回非点補正電圧V2A0 (m)(x,y)およびV2B0 (m)(x,y)に対する近似曲面についての説明とを、割愛する。)
まず、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1の2方向(X方向およびY方向)のぼけの曲線からXY平均MA0を決定するとともに、(24)式によってV2A0を更新し、そうして更新されたV2A0を対物偏向器13に入力する。さらに、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1の2方向(X方向およびY方向)のぼけの曲線からXY平均MB0を決定するとともに、(25)式によってV2B0を更新し、そうして更新されたV2B0を対物偏向器13に入力する。
これにより、上記軸上2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分が補正され、さらに、上記軸上2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分が補正される。
次に、上記一連の工程と同様の工程を、対物偏向器13の偏向フィールド内の各格子点上で行う。即ち、その各格子点上で、V2Aに対する電子ビーム1の2方向(X方向およびY方向)のぼけの曲線からXY平均MA0(x,y)を決定するとともに、(40)式によってV2A0(x,y)を更新し、そうして更新されたV2A0(x,y)を対物偏向器13に入力する。その各格子点上では、さらに、V2Bに対する電子ビーム1の2方向(X方向およびY方向)のぼけの曲線からXY平均MB0(x,y)を決定するとともに、(41)式によってV2B0(x,y)を更新し、そうして更新されたV2B0(x,y)を対物偏向器13に入力する。
これにより、上記各格子点上で、上記偏向2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分が補正され、さらに、上記偏向2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分が補正される。
The manner in which the apparatus of this example measures and corrects the axial two-fold astigmatism and deflection two-fold astigmatism is the same as the manner in which the apparatus of Example 1 measures and corrects the same aberrations. can be That is, the determination of the XY average and the update and input of the two-time astigmatism correction voltage may be performed in the following manner. (Hereinafter, a description will be given of reduction of correction residuals for the axial two-fold astigmatism and deflection two-fold astigmatism, and two-fold astigmatism correction voltage V 2A0 (m ) (x, y) and V 2B0 (m) (x, y) are omitted.)
First, the XY average M A0 is determined from the blur curves in the two directions (X direction and Y direction) of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage V 2A , and V 2A0 is updated by the equation (24). V 2A0 updated as above is input to the objective deflector 13 . Furthermore, the XY average M B0 is determined from the curves of blurring in the two directions (X direction and Y direction) of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage V 2B , and V 2B0 is updated by the equation (25). V 2B0 updated as above is input to the objective deflector 13 .
As a result, the component of the on-axis two-fold astigmatism that can be corrected by V2A is corrected, and the component of the on-axis two-fold astigmatism that can be corrected by V2B is corrected.
Next, steps similar to the series of steps described above are performed on each lattice point within the deflection field of the objective deflector 13 . That is, on each grid point, the XY average M A0 (x, y) is determined from the curves of blurring in the two directions (X direction and Y direction) of the electron beam 1 with respect to V 2A , and V 2A0 (x, y) is updated, and the updated V 2A0 (x, y) is input to the objective deflector 13 . On each grid point, the XY average M B0 (x, y) is further determined from the blur curves in the two directions (X direction and Y direction) of the electron beam 1 with respect to V 2B , and V 2B0 (x, y) and then input the updated V 2B0 (x, y) to the objective deflector 13 .
As a result, the component of the 2-fold deflection astigmatism that can be corrected by V2A is corrected on each grid point, and the component of the 2 -fold deflection astigmatism that can be corrected by V2B is corrected. be done.

ただし、本実施例においては、(102)式から分かるように、DhA0の決定にMA0が必要となり、また、(106)式から分かるように、DhA0(x,y)の決定にMA0(x,y)が必要となる。あるいは、(103)式から分かるように、DhB0の決定にMB0が必要となり、また、(106)式から分かるように、DhB0(x,y)の決定にMB0(x,y)が必要となる。
従って、本実施例においては、V2Aに対する電子ビーム1の2方向のぼけの曲線からDhA0が決定される際に、同じ曲線からMA0も決定され、また、上記各格子点上でV2Aに対する電子ビーム1の2方向のぼけの曲線からDhA0(x,y)が決定される際に、同じ曲線からMA0(x,y)も決定される。あるいは、V2Bに対する電子ビーム1の2方向のぼけの曲線からDhB0が決定される際に、同じ曲線からMB0も決定され、また、上記各格子点上でV2Bに対する電子ビーム1の2方向のぼけの曲線からDhB0(x,y)が決定される際に、同じ曲線からMB0(x,y)も決定される。
このようにしてDhA0およびMA0が決定されるとともにDhA0(x,y)およびMA0(x,y)が決定される、あるいは、DhB0およびMB0が決定されるとともにDhB0(x,y)およびMB0(x,y)が決定されることは、実施例2においてDA0およびMA0が決定されるとともにDA0(x,y)およびMA0(x,y)が決定されることと、本質的に同じである。
However, in this embodiment, M A0 is required to determine D hA0 as seen from equation (102), and M A0 is required to determine D hA0 (x, y) as seen from equation (106). A0 (x,y) is required. Alternatively, as can be seen from equation (103), determination of D hB0 requires M B0 , and as seen from equation (106), determination of D hB0 (x, y) requires M B0 (x, y) Is required.
Therefore, in this embodiment, when DhA0 is determined from the curve of the blurring of the electron beam 1 in two directions with respect to V2A , M A0 is also determined from the same curve, and V2A When D hA0 (x,y) is determined from the two-way blur curve of the electron beam 1 against , M A0 (x,y) is also determined from the same curve. Alternatively, when D hB0 is determined from the two-way blur curve of electron beam 1 for V 2B , M B0 is also determined from the same curve, and the 2 When D hB0 (x,y) is determined from the directional blur curve, M B0 (x,y) is also determined from the same curve.
Thus, D hA0 and M A0 are determined and D hA0 (x, y) and M A0 (x, y) are determined, or D hB0 and M B0 are determined and D hB0 (x , y) and M B0 (x, y) are determined by determining D A0 and M A0 in Example 2 and determining D A0 (x, y) and M A0 (x, y). is essentially the same as

XY平均MA0、MB0、MA0(x,y)、およびMB0(x,y)のうち、MB0およびMB0(x,y)は、次の要領によって決定してもよい。次の要領によってMB0およびMB0(x,y)が決定されることは、実施例2においてMB0およびMB0(x,y)が決定されることと、本質的に同じである。ただし、ここでは、(114)および(116)式の成立を前提としている。
まず、V2Bに対する電子ビーム1の1方向(X方向またはY方向)のぼけの曲線から、XY平均MB0を決定する。ここでは、MB0の決定の前にDhA0が決定されることが、前提となる。
次に、上記各格子点上で、V2Bに対する電子ビーム1の1方向(X方向またはY方向)のぼけの曲線から、XY平均MB0(x,y)を決定する。ここでは、MB0(x,y)の決定の前にDhA0(x,y)が決定されることが、前提となる。
Of the XY averages M A0 , M B0 , M A0 (x, y), and M B0 (x, y), M B0 and M B0 (x, y) may be determined as follows. Determining M B0 and M B0 (x, y) in the following manner is essentially the same as determining M B0 and M B0 ( x , y) in Example 2. However, here, it is assumed that the formulas (114) and (116) hold.
First, the XY average M B0 is determined from the blur curve in one direction (X direction or Y direction) of the electron beam 1 with respect to V 2B . Here, it is assumed that D hA0 is determined before M B0 is determined.
Next, the XY average M B0 (x, y) is determined from the blur curve in one direction (X direction or Y direction) of the electron beam 1 with respect to V 2B on each grid point. The assumption here is that D hA0 (x,y) is determined before M B0 (x,y) is determined.

上記要領において、MB0は、(130)または(131)式から決定され、そして(25)式に代入される。MB0(x,y)は、(132)または(133)式から決定され、そして(41)式に代入される。(130)式は、(94)および(123)式から導かれる。(131)式は、(95)および(123)式から導かれる。(132)式は、(97)および(125)式から導かれる。(133)式は、(98)および(125)式から導かれる。
B0=V2BX0-ID0hIB (130)
B0=V2BY0+ID0hIB (131)
B0(x,y)=V2BX0(x,y)-VD0(x,y)dhVB (132)
B0(x,y)=V2BY0(x,y)+VD0(x,y)dhVB (133)
In the above manner, M B0 is determined from equation (130) or (131) and substituted into equation (25). M B0 (x,y) is determined from equation (132) or (133) and substituted into equation (41). Equation (130) is derived from equations (94) and (123). Equation (131) is derived from equations (95) and (123). Equation (132) is derived from equations (97) and (125). Equation (133) is derived from equations (98) and (125).
M B0 =V 2BX0 -I D0 d hIB (130)
M B0 =V 2BY0 +I D0 d hIB (131)
M B0 (x, y)=V 2BX0 (x, y)−V D0 (x, y)d hVB (132)
M B0 (x, y)=V 2BY0 (x, y)+V D0 (x, y)d hVB (133)

(130)および(131)式において、ID0は、上記軸上デフォーカスの測定値である。ID0は、(118)式から分かるように、係数dhIAとDhA0とから決定できる。(DhA0は、MA0とともに、先に決定されている。)ID0hIB(=DhB0)は、係数dhIBによってDhB0に換算されたID0である((119)式を参照)。(ID0hIBは、DhB0に換算されたDhA0でもある。これは、(118)式から分かるように、ID0は、係数dhIAによってフォーカス補正電流の変化量に換算されたDhA0であることによる。)
(132)および(133)式において、VD0(x,y)は、上記偏向像面湾曲収差の測定値である。VD0(x,y)は、(120)式から分かるように、係数dhVAとDhA0(x,y)とから決定できる。(DhA0(x,y)は、MA0(x,y)とともに、先に決定されている。)VD0(x,y)dhVB(=DhB0(x,y))は、係数dhVBによってDhB0(x,y)に換算されたVD0(x,y)である((121)式を参照)。(VD0(x,y)dhVBは、DhB0(x,y)に換算されたDhA0(x,y)でもある。これは、(120)式から分かるように、VD0(x,y)は、係数dhVAよってフォーカス補正電圧の変化量に換算されたDhA0(x,y)であることによる。)
従って、(130)式は、第1の2回非点発生電圧51(V2BX0)と、DhB0に換算された上記軸上デフォーカスの測定値とから、XY平均MB0が決定できることを、示している。(131)式は、第2の2回非点発生電圧52(V2BY0)と、DhB0に換算された上記軸上デフォーカスの測定値とから、MB0が決定できることを、示している。(132)式は、第1の2回非点発生電圧51(V2BX0(x,y))と、DhB0(x,y)に換算された上記偏向像面湾曲収差の測定値とから、XY平均MB0(x,y)が決定できることを、示している。(133)式は、第2の2回非点発生電圧52(V2BY0(x,y))と、DhB0(x,y)に換算された上記偏向像面湾曲収差の測定値とから、MB0(x,y)が決定できることを、示している。
In equations (130) and (131), ID0 is a measure of the axial defocus. I D0 can be determined from coefficients d hIA and D hA0 as can be seen from equation (118). (D hA0 has been previously determined, together with M A0 .) I D0 d hIB (=D hB0 ) is I D0 converted to D hB0 by the factor d hIB (see equation (119)). . (I D0 d hIB is also D hA0 converted to D hB0 . As can be seen from equation (118), I D0 is D hA0 converted to the amount of change in the focus correction current by the coefficient d hIA . by being
In equations (132) and (133), V D0 (x, y) is the measured value of the deflected field curvature aberration. V D0 (x, y) can be determined from coefficients d hVA and D hA0 (x, y) as can be seen from equation (120). (D hA0 (x,y) has been previously determined together with M A0 (x,y).) V D0 (x,y)d hVB (=D hB0 (x,y)) is the coefficient d V D0 (x, y) converted to D hB0 (x, y) by hVB (see equation (121)). (V D0 (x, y)d hVB is also D hA0 (x, y) reduced to D hB0 (x, y), which is V D0 (x, y) is D hA0 (x, y) converted into the amount of change in the focus correction voltage by the coefficient d hVA .)
Therefore, equation (130) indicates that the XY average M B0 can be determined from the first twice astigmatic voltage 51 (V 2BX0 ) and the measured value of the axial defocus converted to D hB0 . showing. Equation (131) shows that M B0 can be determined from the second twice astigmatic voltage 52 (V 2BY0 ) and the measured value of the axial defocus converted to D hB0 . Equation (132) is obtained from the first two-time astigmatic voltage 51 (V 2BX0 (x, y)) and the measurement value of the deflection curvature of field converted into D hB0 (x, y), It shows that the XY average M B0 (x,y) can be determined. Equation (133) is derived from the second two-time astigmatic voltage 52 (V 2BY0 (x, y)) and the measurement value of the deflection curvature of field converted into D hB0 (x, y), It shows that M B0 (x,y) can be determined.

係数dhIBは、dhIBによるID0のDhB0への換算((119)式を参照)に先立って決定され、記憶される。そうして記憶されたdhIBは、dhIBによるID0のDhB0への換算のたびに、繰り返し用いられる。係数dhVBは、dhVBによるVD0(x,y)のDhB0(x,y)への換算((121)式を参照)に先立って決定され、記憶される。そうして記憶されたdhVBは、dhVBによるVD0(x,y)のDhB0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。 The coefficient d hIB is determined and stored prior to the conversion of I D0 to D hB0 by d hIB (see equation (119)). The d hIB so stored is used repeatedly for each conversion of I D0 to D hB0 by d hIB . The coefficient d hVB is determined and stored prior to conversion of V D0 (x,y) to D hB0 (x,y) by d hVB (see equation (121)). The d hVB thus stored is used repeatedly each time the d hVB converts V D0 (x,y) to D hB0 (x,y).

以上で説明したように、本実施例の装置は、実施例1の装置と同様に、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づいて測定し、そして補正する。
本実施例の装置は、ただし、自身の生む軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差の測定のため、XY差DまたはDの代わりに、DhAまたはDhBを決定し、DhAまたはDhBにより、ナイフエッジ20上のデフォーカスを表す。ここで、DhAおよびDhBは、いずれも、第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差である。DhAおよびDhBは、あるいは、いずれも、第2の2回非点発生電圧52とXY平均との差としてもよい。
As described above, the apparatus of this embodiment, like the apparatus of the first embodiment, has its own axial defocus, axial two-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection two-fold non-aberration. Astigmatism is both measured and corrected based on the blur curve of the electron beam 1 versus twice astigmatic voltage.
However, the apparatus of this embodiment determines D hA or D hB instead of the XY difference D A or D B for the measurement of axial defocus and deflection field curvature aberration produced by itself, and D hA or Defocus on the knife edge 20 is denoted by D hB . Here, DhA and DhB are both the difference between the first two-time astigmatic voltage 51 and the XY average. D hA and D hB may alternatively both be the difference between the second twice astigmatic voltage 52 and the XY average.

補足すれば、本実施例では、上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差の全てが測定され、そして補正されたが、目的次第では、必ずしもその必要はない。例えば、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差のいずれかまたは両方を測定し、そして補正するだけでもよい。あるいは、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差を測定し、そして補正するだけでもよく、上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差を測定し、そして補正するだけでもよい。 Supplementally, in this embodiment, all of the axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection field curvature aberration, and deflection 2-fold astigmatism were measured and corrected, but it depends on the purpose. But it doesn't have to be. For example, one or both of the axial defocus and deflection field curvature aberration may be measured and corrected. Alternatively, only the axial defocus and axial 2-fold astigmatism may be measured and corrected, or the deflection field curvature and deflection 2-fold astigmatism may be measured and corrected.

(実施例4)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(可変成形電子ビーム描画装置)を、実施例4として、以下に説明する。
(Example 4)
Still another embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) of the charged particle beam apparatus of the present invention will be described below as Embodiment 4. FIG.

本実施例の装置(可変成形電子ビーム描画装置)は、実施例1~実施例3の装置と、構成を同じくする。即ち、本実施例の装置の光学系、測定系、および制御系の構成は、それぞれ、実施例1の装置の光学系、測定系、および制御系の構成(図1を参照)と同じである。 The apparatus of this embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) has the same configuration as the apparatuses of the first to third embodiments. That is, the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of this example are the same as the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of Example 1 (see FIG. 1). .

本実施例の装置は、基本的に、実施例1の装置と、動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。 The device of this embodiment basically operates in the same way as the device of the first embodiment. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method.

本実施例の装置は、しかし、ナイフエッジ20上のデフォーカスの大きさを、XY差(第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52との差)ではなく、第1の2回非点発生電圧51と第0の2回非点発生電圧50との差で表す。(第0の2回非点発生電圧50は、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のぼけの曲線を取得すべくV2Aを増減する前におけるV2Aを、または、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のぼけの曲線を取得すべくV2Bを増減する前におけるV2Bを、意味する。) However, the apparatus of this embodiment can detect the magnitude of defocus on the knife edge 20 by the XY difference (difference between the first two-fold astigmatism voltage 51 and the second two-time astigmatism voltage 52). It is expressed by the difference between the first two-fold astigmatism voltage 51 and the 0th two-fold astigmatism voltage 50 . (The 0th double astigmatism voltage 50 is V 2A before increasing or decreasing V 2A to obtain a curve of electron beam 1 blur against double astigmatism voltage V 2A , or double astigmatism means V 2B before increasing or decreasing V 2B to obtain a curve of electron beam 1 blur against correction voltage V 2B ).

このことから、本実施例の装置がナイフエッジ20上のデフォーカスの測定のために取得する曲線は、V2Aに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線、あるいは、V2Bに対する電子ビーム1のX方向またはY方向のぼけの曲線である。即ち、その測定のために一度に取得される曲線の本数は、合計1本である。
一方、実施例1の装置がナイフエッジ20上のデフォーカスの測定のために取得した曲線は、V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線、あるいは、V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線であった。即ち、その測定のために一度に取得された曲線の本数は、合計2本であった。
From this, the curves obtained by the apparatus of this embodiment for measuring the defocus on the knife edge 20 are the X- or Y-direction blur curves of the electron beam 1 against V 2A , or the electron beam 1 against V 2B . 4 is the blur curve in the X or Y direction for beam 1; That is, the total number of curves acquired at one time for the measurement is one.
On the other hand, the curves obtained by the apparatus of Example 1 for the measurement of defocus on the knife edge 20 are the X and Y blur curves of electron beam 1 for V 2A , or electron beam 1 for V 2B . was the blur curve in the X and Y directions of . That is, the total number of curves acquired at one time for the measurement was two.

補足すれば、第1の2回非点発生電圧51と第0の2回非点発生電圧50との差の取得のために電子ビーム1のぼけが測定される方向は、X方向またはY方向でなくてもよい。そのために電子ビーム1のぼけが測定される方向は、例えば、X方向またはY方向に対してπ/4だけ回転していてもよい。(ただし、電子ビーム1のぼけが測定される方向をそのように回転させる場合には、ナイフエッジ20Xおよび20Yのエッジの方向を、それぞれ、Y方向およびX方向に対してπ/4だけ回転させる必要がある。)
言い換えれば、電子ビーム1のぼけが測定される方向を任意に定めるとともに、その方向を改めてX方向またはY方向と定義することができる。
Supplementally, the direction in which the blur of the electron beam 1 is measured for obtaining the difference between the first two-fold astigmatic voltage 51 and the zeroth two-fold astigmatic voltage 50 is either the X direction or the Y direction. It doesn't have to be. The direction in which the blurring of the electron beam 1 is measured can therefore be rotated by .pi./4 with respect to the X or Y direction, for example. (However, if the direction in which the blurring of the electron beam 1 is measured is so rotated, the edge directions of the knife edges 20X and 20Y are rotated by π/4 with respect to the Y and X directions, respectively. There is a need.)
In other words, the direction in which the blurring of the electron beam 1 is measured can be arbitrarily determined and defined again as the X direction or the Y direction.

第1の2回非点発生電圧51と第0の2回非点発生電圧50との差は、定義上、図4A~図4Cから分かるように、第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差に近い。ここで、XY平均は、第1の2回非点発生電圧51と第2の2回非点発生電圧52との平均である。第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差は、実施例3におけるDhAまたはDhBである。
従って、本実施例の装置が上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差を測定し、そして補正する要領は、実施例3の装置が同じ収差を測定し、そして補正する要領と、基本的に同じである。
以降では、第1の2回非点発生電圧51と第0の2回非点発生電圧50との差を、第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差と同じく、DhAまたはDhBで表す。
The difference between the first two-fold astigmatic voltage 51 and the zeroth two-fold astigmatic voltage 50 is, by definition, the first two-fold astigmatic voltage 51 and Close to the difference from the XY average. Here, the XY average is the average of the first double astigmatic voltage 51 and the second double astigmatic voltage 52 . The difference between the first two-time astigmatic voltage 51 and the XY average is D hA or D hB in the third embodiment.
Therefore, the manner in which the apparatus of this embodiment measures and corrects the axial defocus and deflection field curvature aberrations is similar to the manner in which the apparatus of Example 3 measures and corrects the same aberrations, and essentially are the same.
Hereinafter, the difference between the first two-fold astigmatism voltage 51 and the 0th two-fold astigmatism voltage 50 is defined as the difference between the first two-fold astigmatism voltage 51 and the XY average. or DhB .

即ち、本実施例でも、ナイフエッジ20上のデフォーカス(上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差のいずれかまたは両方を含む)が、DhAまたはDhBで表される。ここで、DhAまたはDhBは、より具体的には、DhAおよびDhBのいずれか零でない一方であり、より好適には、DhAおよびDhBのいずれか絶対値の小さくない一方である。
より詳細には、本実施例の装置は、DhAを零とすべく、フォーカス補正電流I0A0を(110a)式によって更新するか、または、DhBを零とすべく、フォーカス補正電流I0A0を(111a)式によって更新する。その際、DhAまたはDhBは、それぞれ、係数dhIAまたはdhIBによってID0に換算される((118a)または(119a)式を参照)。
本実施例の装置は、係数dhIAを、dhIAによるDhA0のID0への換算((118a)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdhIAは、dhIAによるDhA0のID0への換算のたびに、繰り返し用いられる。本実施例の装置は、あるいは、係数dhIBを、dhIBによるDhB0のID0への換算((119a)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdhIBは、dhIBによるDhB0のID0への換算のたびに、繰り返し用いられる。ここで、dhIAおよびdhIBは、それぞれ、(114)および(115)式が成立する場合に記憶される。本実施例において係数dhIAおよびdhIBが決定される要領は、DhAおよびDhBの定義の違い(第1の2回非点発生電圧51と第0の2回非点発生電圧50との差か、あるいは、第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差か)を除けば、実施例3においてdhIAおよびdhIBが決定される要領に、それぞれ同じである。
本実施例の装置は、さらに、DhA(x,y)を零とすべく、フォーカス補正電圧V0A0(x,y)を(112a)式によって更新するか、または、DhB(x,y)を零とすべく、フォーカス補正電圧V0A0(x,y)を(113a)式によって更新する。その際、DhA(x,y)またはDhB(x,y)は、それぞれ、係数dhVAまたはdhVBによってVD0(x,y)に換算される((120a)または(121a)式を参照)。
本実施例の装置は、係数dhVAを、dhVAによるDhA0(x,y)のVD0(x,y)への換算((120a)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdhVAは、dhVAによるDhA0(x,y)のVD0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。本実施例の装置は、あるいは、係数dhVBを、dhVBによるDhB0(x,y)のVD0(x,y)への換算((121a)式を参照)に先立って決定し、記憶する。そうして記憶されたdhVBは、dhVBによるDhB0(x,y)のVD0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。ここで、dhVAおよびdhVBは、それぞれ、(116)および(117)式が成立する場合に記憶される。本実施例において係数dhVAおよびdhVBが決定される要領は、DhAおよびDhBの定義の違いを除けば、実施例3においてdhVAおよびdhVBが決定される要領に、それぞれ同じである。
That is, also in this embodiment, the defocus on the knife edge 20 (including either or both of the axial defocus and deflection field curvature aberration) is represented by D hA or D hB . Here, D hA or D hB is, more specifically, one of D hA and D hB that is not zero, more preferably one of D hA and D hB that is not smaller in absolute value be.
More specifically, the apparatus of this embodiment updates the focus correction current I 0A0 according to the equation (110a) to make D hA zero, or updates the focus correction current I 0A0 to make D hB zero. is updated by equation (111a). D hA or D hB is then converted to I D0 by a factor d hIA or d hIB , respectively (see equations (118a) or (119a)).
The apparatus of this embodiment determines and stores the coefficient d hIA prior to the conversion of D hA0 to I D0 by d hIA (see equation (118a)). The d hIA thus stored is used repeatedly each time the d hIA converts D hA0 to I D0 . Alternatively, the apparatus of this embodiment determines and stores the coefficient d hIB prior to the conversion of D hB0 to I D0 by d hIB (see equation (119a)). The d hIB so stored is used repeatedly for each conversion of D hB0 to I D0 by d hIB . where d hIA and d hIB are stored when equations (114) and (115) hold, respectively. The manner in which the coefficients d hIA and d hIB are determined in this embodiment is due to the difference in definition of D hA and D hB difference, or the difference between the first two-fold astigmatism voltage 51 and the XY average), the manner in which d hIA and d hIB are determined in Example 3 is the same, respectively.
The apparatus of this embodiment further updates the focus correction voltage V 0A0 ( x, y) according to the equation (112a) or D hB (x, y ) is made zero, the focus correction voltage V 0A0 (x, y) is updated by the equation (113a). Then D hA (x, y) or D hB (x, y) is converted to V D0 (x, y) by coefficients d hVA or d hVB , respectively (using equation (120a) or (121a) as reference).
The apparatus of this embodiment determines and stores the coefficient d hVA prior to conversion of D hA0 (x,y) to V D0 (x,y) by d hVA (see equation (120a)). The d hVA thus stored is used repeatedly each time the d hVA converts D hA0 (x,y) to V D0 (x,y). Alternatively, the apparatus of this embodiment determines and stores the coefficient d hVB prior to conversion of D hB0 (x,y) to V D0 (x,y) by d hVB (see equation (121a)). do. The d hVB thus stored is used repeatedly each time the d hVB converts D hB0 (x,y) to V D0 (x,y). where d_hVA and d_hVB are stored when equations (116) and (117) hold, respectively. The manner in which coefficients d hVA and d hVB are determined in this example is the same as the manner in which d hVA and d hVB are determined in Example 3, except for the difference in definitions of D hA and D hB . .

ただし、第1の2回非点発生電圧51と第0の2回非点発生電圧50との差は、第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差とは、厳密には、異なる。より具体的には、これら差は、ナイフエッジ20上に現れている2回非点収差が零(T=0)のとき、互いに等しくなるが、その2回非点収差が大きくなるとともに、互いに乖離する。
従って、その2回非点収差が大きくなれば、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差の測定誤差が大きくなり、それとともに、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差の補正残差が大きくなる。
However, strictly speaking, the difference between the first two-fold astigmatic voltage 51 and the 0th two-fold astigmatic voltage 50 is the difference between the first two-fold astigmatic voltage 51 and the XY average. ,different. More specifically, these differences are equal to each other when the two-fold astigmatism appearing on the knife edge 20 is zero (T C =0), but as the two-fold astigmatism increases, deviate from each other.
Therefore, if the two-fold astigmatism increases, the measurement errors of the axial defocus and deflection curvature of field aberration increase, and along with that, the correction residual error of the axial defocus and deflection curvature of field aberration increases. growing.

このことから、本実施例では、上記補正残差を低減すべく、上記軸上デフォーカスの測定および補正の前に、上記軸上2回非点収差を測定および補正するとともに、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正の前に、上記偏向2回非点収差を測定および補正するのが、得策である。(以降では、上記軸上2回非点収差および偏向2回非点収差の補正残差の低減についての説明と、上記偏向2回非点収差を補正する2回非点補正電圧V2A0 (m)(x,y)およびV2B0 (m)(x,y)に対する近似曲面についての説明とを、割愛する。) For this reason, in this embodiment, in order to reduce the correction residual error, the axial two-fold astigmatism is measured and corrected before the axial defocus is measured and corrected, and the deflection image plane It is advisable to measure and correct the deflection 2-fold astigmatism before measuring and correcting the curvature aberration. (Hereinafter, a description will be given of reduction of correction residuals for the axial two-fold astigmatism and deflection two-fold astigmatism, and a two-fold astigmatism correction voltage V 2A0 (m ) (x, y) and V 2B0 (m) (x, y) are omitted.)

ここでは、第1の2回非点発生電圧51と第0の2回非点発生電圧50との差を、第1の2回非点発生電圧51とXY平均との差に一致させることが、求められる。即ち、第0の2回非点発生電圧50をXY平均に一致させることが、求められる。より具体的には、(114)および(116)式の成立を前提とすれば、次の2つのことが求められる。
第一に、DhA0を決定すべくV2Aに対する電子ビーム1の1方向(X方向またはY方向)のぼけの曲線を取得する前に、上記軸上2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分を、測定および補正する。即ち、その曲線を取得する前に、XY平均MA0を決定するとともに、(24)式によってV2A0を更新し、そうして更新されたV2A0を対物偏向器13に入力する。上記軸上2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分を測定および補正するのは、DhA0を決定する前としても、その後としてもよい。
第二に、DhA0(x,y)を決定すべくV2Aに対する電子ビーム1の1方向(X方向またはY方向)のぼけの曲線を取得する前に、上記偏向2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分を、測定および補正する。即ち、その曲線を取得する前に、XY平均MA0(x,y)を決定するとともに、(40)式によってV2A0(x,y)を更新し、そうして更新されたV2A0(x,y)を対物偏向器13に入力する。この工程は、対物偏向器13の偏向フィールド内の各格子点上で行われる。上記偏向2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分を測定および補正するのは、DhA0(x,y)を決定する前としても、その後としてもよい。
Here, the difference between the first two-fold astigmatism voltage 51 and the 0th two-fold astigmatism voltage 50 can be matched to the difference between the first two-fold astigmatism voltage 51 and the XY average. ,Desired. That is, it is required to match the 0th double astigmatic voltage 50 with the XY average. More specifically, premised on the establishment of equations (114) and (116), the following two things are required.
First, the on-axis two-fold astigmatism described above is corrected by V 2A before obtaining the curve of blurring in one direction (X direction or Y direction) of the electron beam 1 versus V 2A to determine D hA0 . Possible components are measured and corrected. That is, before obtaining the curve, the XY average M A0 is determined, V 2A0 is updated by equation (24), and the updated V 2A0 is input to the objective deflector 13 . The component of the axial two-fold astigmatism correctable by V2B may be measured and corrected before or after determining DhA0 .
Second, before obtaining the blur curve in one direction (X direction or Y direction) of the electron beam 1 versus V 2A to determine D hA0 (x,y), the deflection two-fold astigmatism, The components correctable by V2A are measured and corrected. That is, before obtaining the curve, determine the XY average M A0 (x,y) and update V 2A0 (x,y) according to equation (40), so that the updated V 2A0 (x , y) are input to the objective deflector 13 . This process is performed on each grid point within the deflection field of the objective deflector 13 . The component of the deflection 2-fold astigmatism correctable by V 2B may be measured and corrected before or after determining D hA0 (x,y).

これらのことが踏まえられる限り、本実施例の装置が上記軸上2回非点収差および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する要領は、実施例1の装置が同じ収差を測定し、そして補正する要領と、同じであってよい。即ち、XY平均の決定と、2回非点補正電圧の更新および入力とを、次の要領によってよい。
まず、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1の2方向(X方向およびY方向)のぼけの曲線からXY平均MA0を決定するとともに、(24)式によってV2A0を更新し、そうして更新されたV2A0を対物偏向器13に入力する。さらに、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1の2方向(X方向およびY方向)のぼけの曲線からXY平均MB0を決定するとともに、(25)式によってV2B0を更新し、そうして更新されたV2B0を対物偏向器13に入力する。
これにより、上記軸上2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分が補正され、さらに、上記軸上2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分が補正される。
次に、上記一連の工程と同様の工程を、対物偏向器13の偏向フィールド内の各格子点上で行う。即ち、その各格子点上で、V2Aに対する電子ビーム1の2方向(X方向およびY方向)のぼけの曲線からXY平均MA0(x,y)を決定するとともに、(40)式によってV2A0(x,y)を更新し、そうして更新されたV2A0(x,y)を対物偏向器13に入力する。その各格子点上では、さらに、V2Bに対する電子ビーム1の2方向(X方向およびY方向)のぼけの曲線からXY平均MB0(x,y)を決定するとともに、(41)式によってV2B0(x,y)を更新し、そうして更新されたV2B0(x,y)を対物偏向器13に入力する。
これにより、上記各格子点上で、上記偏向2回非点収差の、V2Aによって補正可能な成分が補正され、さらに、上記偏向2回非点収差の、V2Bによって補正可能な成分が補正される。
As far as these things are concerned, the manner in which the apparatus of this example measures and corrects the axial two-fold astigmatism and the deflection two-fold astigmatism is similar to that the apparatus of Example 1 measures the same aberrations. , and the correction procedure may be the same. That is, the determination of the XY average and the update and input of the two-time astigmatism correction voltage may be performed in the following manner.
First, the XY average M A0 is determined from the blur curves in the two directions (X direction and Y direction) of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage V 2A , and V 2A0 is updated by the equation (24). V 2A0 updated as above is input to the objective deflector 13 . Furthermore, the XY average M B0 is determined from the curves of blurring in the two directions (X direction and Y direction) of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage V 2B , and V 2B0 is updated by the equation (25). V 2B0 updated as above is input to the objective deflector 13 .
As a result, the component of the axial two-fold astigmatism that can be corrected by V2A is corrected, and the component of the axial two-fold astigmatism that can be corrected by V2B is corrected.
Next, steps similar to the series of steps described above are performed on each lattice point within the deflection field of the objective deflector 13 . That is, on each grid point, the XY average M A0 (x, y) is determined from the curves of blurring in the two directions (X direction and Y direction) of the electron beam 1 with respect to V 2A , and V 2A0 (x, y) is updated, and the updated V 2A0 (x, y) is input to the objective deflector 13 . On each grid point, the XY average M B0 (x, y) is further determined from the blur curves in the two directions (X direction and Y direction) of the electron beam 1 with respect to V 2B , and V 2B0 (x, y) and then input the updated V 2B0 (x, y) to the objective deflector 13 .
As a result, the component of the 2-fold deflection astigmatism that can be corrected by V2A is corrected on each lattice point, and the component of the 2 -fold deflection astigmatism that can be corrected by V2B is corrected. be done.

XY平均MA0、MB0、MA0(x,y)、およびMB0(x,y)のうち、MB0およびMB0(x,y)は、次の要領によって決定してもよい。次の要領によってMB0およびMB0(x,y)が決定されることは、実施例2においてMB0およびMB0(x,y)が決定されることと、本質的に同じである。ただし、ここでは、(114)および(116)式の成立を前提としている。
まず、V2Bに対する電子ビーム1の1方向(X方向またはY方向)のぼけの曲線から、XY平均MB0を決定する。ここでは、MB0の決定の前にDhA0が決定されることが、前提となる。
次に、上記各格子点上で、V2Bに対する電子ビーム1の1方向(X方向またはY方向)のぼけの曲線から、XY平均MB0(x,y)を決定する。ここでは、MB0(x,y)の決定の前にDhA0(x,y)が決定されることが、前提となる。
Of the XY averages M A0 , M B0 , M A0 (x, y), and M B0 (x, y), M B0 and M B0 (x, y) may be determined as follows. Determining M B0 and M B0 (x, y) in the following manner is essentially the same as determining M B0 and M B0 ( x , y) in Example 2. However, here, it is assumed that the formulas (114) and (116) hold.
First, the XY average M B0 is determined from the blur curve in one direction (X direction or Y direction) of the electron beam 1 with respect to V 2B . Here, it is assumed that D hA0 is determined before M B0 is determined.
Next, the XY average M B0 (x, y) is determined from the blur curve in one direction (X direction or Y direction) of the electron beam 1 with respect to V 2B on each grid point. The assumption here is that D hA0 (x,y) is determined before M B0 (x,y) is determined.

上記要領において、XY平均MB0は、(130)または(131)式から決定される。即ち、MB0は、第1の2回非点発生電圧51(V2BX0)または第2の2回非点発生電圧52(V2BY0)と、DhB0に換算された上記軸上デフォーカスの測定値とから決定できる。ここで、DhB0に換算された上記軸上デフォーカスの測定値は、DhB0に換算されたDhA0でもある。(130)または(131)式から決定されるMB0は、(25)式に代入される。
XY平均MB0(x,y)は、(132)または(133)式から決定される。即ち、MB0(x,y)は、第1の2回非点発生電圧51(V2BX0(x,y))または第2の2回非点発生電圧52(V2BY0(x,y))と、DhB0(x,y)に換算された上記偏向像面湾曲収差の測定値とから決定できる。ここで、DhB0(x,y)に換算された上記偏向像面湾曲収差の測定値は、DhB0(x,y)に換算されたDhA0(x,y)でもある。(132)または(133)式から決定されるMB0(x,y)は、(41)式に代入される。
(130)および(131)式中の係数dhIBは、dhIBによるID0のDhB0への換算((119)式を参照)に先立って決定され、記憶される。そうして記憶されたdhIBは、dhIBによるID0のDhB0への換算のたびに、繰り返し用いられる。(132)および(133)式中の係数dhVBは、dhVBによるVD0(x,y)のDhB0(x,y)への換算((121)式を参照)に先立って決定され、記憶される。そうして記憶されたdhVBは、dhVBによるVD0(x,y)のDhB0(x,y)への換算のたびに、繰り返し用いられる。
In the above manner, the XY average M B0 is determined from equation (130) or (131). That is, M B0 is the first twice astigmatic voltage 51 (V 2BX0 ) or the second twice astigmatic voltage 52 (V 2BY0 ) and the measurement of the on-axis defocus converted to D hB0 . can be determined from the value Here, the above measured on-axis defocus converted to D hB0 is also D hA0 converted to D hB0 . M B0 determined from equation (130) or (131) is substituted into equation (25).
The XY average M B0 (x,y) is determined from equation (132) or (133). That is, M B0 (x, y) is the first two-fold astigmatic voltage 51 (V 2BX0 (x, y)) or the second two-fold astigmatic voltage 52 (V 2BY0 (x, y)). and the measured deflection field curvature aberration converted to D hB0 (x,y). Here, the measured deflection field curvature aberration converted to D hB0 (x, y) is also D hA0 (x, y) converted to D hB0 (x, y). M B0 (x, y) determined from equation (132) or (133) is substituted into equation (41).
The coefficient d hIB in equations (130) and (131) is determined and stored prior to the conversion of I D0 to D hB0 by d hIB (see equation (119)). The d hIB so stored is used repeatedly for each conversion of I D0 to D hB0 by d hIB . The coefficient d hVB in equations (132) and (133) is determined prior to the conversion of V D0 (x,y) to D hB0 (x,y) by d hVB (see equation (121)), remembered. The d hVB thus stored is used repeatedly each time the d hVB converts V D0 (x,y) to D hB0 (x,y).

以上で説明したように、本実施例の装置は、実施例1の装置と同様に、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づいて測定し、そして補正する。
本実施例の装置は、ただし、自身の生む軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差の測定のため、DhAまたはDhBを決定し、DhAまたはDhBにより、ナイフエッジ20上のデフォーカスを表す。ここで、DhAおよびDhBは、いずれも、第1の2回非点発生電圧51と第0の2回非点発生電圧50との差である。DhAおよびDhBは、あるいは、いずれも、第2の2回非点発生電圧52と第0の2回非点発生電圧50との差としてもよい。
As described above, the apparatus of this embodiment, like the apparatus of the first embodiment, has its own axial defocus, axial two-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection two-fold non-aberration. Astigmatism is both measured and corrected based on the blur curve of the electron beam 1 versus twice astigmatic voltage.
However, the apparatus of this embodiment determines D hA or D hB for the measurement of its own axial defocus and deflection field curvature aberration, and D hA or D hB determines the defocus on the knife edge 20 represents Here, D hA and D hB are both the difference between the first two-fold astigmatic voltage 51 and the zeroth two-fold astigmatic voltage 50 . Alternatively, D hA and D hB may both be the difference between the second two-fold astigmatic voltage 52 and the zeroth two-fold astigmatic voltage 50 .

補足すれば、本実施例では、上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差の全てが測定され、そして補正されたが、目的次第では、必ずしもその必要はない。例えば、上記軸上デフォーカスおよび偏向像面湾曲収差のいずれかまたは両方を測定し、そして補正するだけでもよい。あるいは、上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差を測定し、そして補正するだけでもよく、上記偏向像面湾曲収差および偏向2回非点収差を測定し、そして補正するだけでもよい。 Supplementally, in this embodiment, all of the axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection field curvature aberration, and deflection 2-fold astigmatism were measured and corrected, but it depends on the purpose. But it doesn't have to be. For example, one or both of the axial defocus and deflection field curvature aberration may be measured and corrected. Alternatively, only the axial defocus and axial 2-fold astigmatism may be measured and corrected, or the deflection field curvature and deflection 2-fold astigmatism may be measured and corrected.

説明の便宜上、以降の実施例(実施例5~実施例12)では、DhAおよびDhBを、それぞれ、XY差DおよびDと、本質的に同じと見なす。より具体的には、以降の実施例では、DhAおよびDhBを、それぞれ、DおよびDに含める。以降の実施例では、さらに、係数dhIA、dhIB、dhVA、およびdhVBを、それぞれ、係数dIA、dIB、dVA、およびdVBに含める。 For convenience of explanation, in the following examples (Examples 5-12), D hA and D hB are considered essentially the same as the XY differences D A and D B , respectively. More specifically, in the examples that follow, D hA and D hB are included in D A and D B , respectively. In the examples that follow, the coefficients d hIA , d hIB , d hVA , and d hVB are also included in the coefficients d IA , d IB , d VA , and d VB , respectively.

(実施例5)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(可変成形電子ビーム描画装置)を、実施例5として、以下に説明する。
(Example 5)
Still another embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) of the charged particle beam apparatus of the present invention will be described below as Embodiment 5. FIG.

本実施例の装置(可変成形電子ビーム描画装置)は、実施例1~実施例4の装置と構成を同じくする。即ち、本実施例の装置の光学系、測定系、および制御系の構成は、それぞれ、実施例1の装置の光学系、測定系、および制御系の構成(図1を参照)と同じである。 The apparatus of this embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) has the same configuration as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of this example are the same as the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of Example 1 (see FIG. 1). .

本実施例の装置は、基本的に、実施例1~実施例4の装置と動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。 The apparatus of this embodiment basically operates in the same way as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method.

本実施例の装置は、しかし、XY差DまたはDの測定の際に、2回非点補正電圧V2AおよびV2Bの増減に伴って発生する副次的なデフォーカスを、それに見合う新たなデフォーカスを発生させることにより、打ち消す。本実施例の装置は、そうすることで、DまたはDの測定誤差を低減する。 However, the apparatus of this embodiment, when measuring the XY difference D A or D B , compensates for the secondary defocus that occurs with the increase and decrease of the two-time astigmatism correction voltages V2A and V2B . Cancel by generating a new defocus. By doing so, the device of this embodiment reduces the measurement error of D A or D B .

上記副次的なデフォーカスは、電子ビーム1に含まれる各主光線周りの電位0次成分に原因する。その電位0次成分は、対物偏向器13の中心軸周りの電位2次成分に由来する。
上記電位2次成分は、2回非点補正電圧に起因して対物偏向器13内に発生する電位成分であり、対物偏向器13内において均一である。従って、上記電位2次成分は、上記各主光線の、対物偏向器13の中心軸からの位置ずれに依存しない。
一方、上記電位0次成分は、上記電位2次成分の存在下で上記各主光線周りの電位を多項式展開して得られる低次の電位成分(特許文献2を参照)の一つ(より具体的には、最低次成分)である。これら低次の電位成分は、上記各主光線の、対物偏向器13の中心軸からの位置ずれに依存する。そのような位置ずれとして、本実施例で重要となるのは、上記各主光線に共通する位置ずれである。その位置ずれは、即ち、電子ビーム1に含まれる全主光線の、対物偏向器13の中心軸に対する、全体的な位置ずれである。
The above secondary defocus is caused by the 0th-order potential component around each principal ray included in the electron beam 1 . The zero-order potential component is derived from the second-order potential component around the central axis of the objective deflector 13 .
The secondary potential component is a potential component generated within the objective deflector 13 due to the double astigmatism correction voltage, and is uniform within the objective deflector 13 . Therefore, the secondary potential component does not depend on the positional deviation of each principal ray from the central axis of the objective deflector 13 .
On the other hand, the 0th-order potential component is one of the low-order potential components (see Patent Document 2) obtained by polynomial expansion of the potential around each principal ray in the presence of the second-order potential component (more specifically, is the lowest order component). These low-order potential components depend on the displacement of the principal rays from the central axis of the objective deflector 13 . As such positional deviation, what is important in this embodiment is the positional deviation common to the principal rays. The positional deviation is the overall positional deviation of all principal rays contained in the electron beam 1 with respect to the central axis of the objective deflector 13 .

XY差DまたはDの測定の際に上記副次的なデフォーカスが発生すれば、DまたはDによって表されるのは、目的のデフォーカスと上記副次的なデフォーカスとの和となる。ここで、目的のデフォーカスは、DまたはDの真の測定値に相当し、一方、上記副次的なデフォーカスは、DまたはDの測定誤差に相当する。 If the secondary defocus occurs during the measurement of the XY difference D A or D B , what is represented by D A or D B is the difference between the desired defocus and the secondary defocus. become peace. Here, the intended defocus corresponds to the true measurement of D A or D B , while the secondary defocus corresponds to the measurement error of D A or D B.

上記副次的なデフォーカスの打ち消しは、特許文献2に記載の要領に類似の要領による。ここで、特許文献2に記載の要領に類似の要領とは、より具体的には、3回非点補正電圧の増減に伴って発生する副次的な2回非点収差を打ち消す要領における3非点補正電圧および2回非点補正電圧を、それぞれ2回非点補正電圧およびフォーカス補正電圧に置き換えたものに、相当する。
即ち、上記副次的なデフォーカスの打ち消しは、フォーカス補正電圧V0Aに、2回非点補正電圧V2AおよびV2Bの変化量の線形結合によって与えられる加算値を、加算することによる。その加算値は、係数ρ0A2Aと2回非点補正電圧V2Aの変化量との積と、係数ρ0A2Bと2回非点補正電圧V2Bの変化量との積との和である。その加算値がフォーカス補正電圧V0Aに加算されれば、上記新たなデフォーカスが発生し、それが上記副次的なデフォーカスを打ち消す。
ここで、係数ρ0A2Aは、2回非点補正電圧V2Aの増減に伴って発生する副次的なデフォーカスを打ち消すためのフォーカス補正電圧V0Aの、V2Aに関する偏微分係数である。係数ρ0A2Bは、2回非点補正電圧V2Bの増減に伴って発生する副次的なデフォーカスを打ち消すためのフォーカス補正電圧V0Aの、V2Bに関する偏微分係数である。
係数ρ0A2Aおよびρ0A2Bは、いずれも、偏向座標(x,y)に依存する。これは、上記電位0次成分が、上述のように、上記各主光線の、対物偏向器13の中心軸からの位置ずれに依存することによる。従って、ρ0A2Aおよびρ0A2Bは、上記偏向像面湾曲収差の測定の際には、対物偏向器13の偏向フィールド内の格子点毎に決定される必要がある。
Cancellation of the secondary defocus is performed in a manner similar to that described in Patent Document 2. Here, the point similar to the point described in Patent Document 2 is, more specifically, the point of canceling secondary two-fold astigmatism that occurs as the three-fold astigmatism correction voltage increases and decreases. This corresponds to replacing the astigmatism correction voltage and the double astigmatism correction voltage with the double astigmatism correction voltage and the focus correction voltage, respectively.
That is, the secondary defocus cancellation is performed by adding to the focus correction voltage V0A an addition value given by a linear combination of the variation amounts of the two-time astigmatism correction voltages V2A and V2B . The added value is the sum of the product of the coefficient ρ 0A2A and the variation of the two-fold astigmatism correction voltage V 2A and the product of the coefficient ρ 0A2B and the variation of the two-fold astigmatism correction voltage V 2B . If the added value is added to the focus correction voltage V0A , the new defocus occurs, which cancels the secondary defocus.
Here, the coefficient ρ 0A2A is a partial differential coefficient with respect to V 2A of the focus correction voltage V 0A for canceling secondary defocus that occurs as the twice astigmatism correction voltage V 2A increases and decreases. The coefficient ρ 0A2B is a partial differential coefficient with respect to V 2B of the focus correction voltage V 0A for canceling secondary defocus that occurs as the two-time astigmatism correction voltage V 2B increases or decreases.
Both the coefficients ρ 0A2A and ρ 0A2B depend on the deflection coordinates (x,y). This is because the zero-order potential component depends on the positional deviation of each principal ray from the central axis of the objective deflector 13, as described above. Therefore, ρ 0A2A and ρ 0A2B must be determined for each lattice point within the deflection field of the objective deflector 13 when measuring the deflection field curvature aberration.

(実施例6)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(可変成形電子ビーム描画装置)を、実施例6として、以下に説明する。
(Example 6)
Still another embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) of the charged particle beam apparatus of the present invention will be described below as Embodiment 6. FIG.

本実施例の装置(可変成形電子ビーム描画装置)は、実施例1~実施例4の装置と構成を同じくする。即ち、本実施例の装置の光学系、測定系、および制御系の構成は、それぞれ、実施例1の装置の光学系、測定系、および制御系の構成(図1を参照)と同じである。 The apparatus of this embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) has the same configuration as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of this example are the same as the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of Example 1 (see FIG. 1). .

本実施例の装置は、基本的に、実施例1~実施例4の装置と動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。 The apparatus of this embodiment basically operates in the same way as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method.

本実施例の装置は、しかし、上記軸上デフォーカスの補正と上記偏向像面湾曲収差の補正との両方を、フォーカス補正電圧V0A0の更新およびV0A0の対物偏向器13への入力による。
これに対し、実施例1~実施例4の装置は、上記軸上デフォーカスの補正を、フォーカス補正電流I0A0の更新およびI0A0の対物レンズ9へ入力による一方で、上記偏向像面湾曲収差の補正を、フォーカス補正電圧V0A0の更新およびV0A0の対物偏向器13への入力によった。
However, the apparatus of this embodiment corrects both the axial defocus and the deflected curvature of field by updating the focus correction voltage V 0A 0 and inputting V 0A 0 to the objective deflector 13 .
On the other hand, in the devices of Examples 1 to 4, the axial defocus is corrected by updating the focus correction current I0A0 and inputting the current I0A0 to the objective lens 9, while the deflection curvature of field aberration was corrected by updating the focus correction voltage V 0A 0 and inputting V 0A 0 to the objective deflector 13 .

より具体的には、本実施例の装置は、上記軸上デフォーカスの補正のため、(30a)または(31a)式によってV0A0 (m)(0,0)を更新し、そうして更新されたV0A0 (m)(0,0)を対物偏向器13に入力する。ここで、V0A0 (m)(0,0)は、対物偏向器13の偏向フィールドの中央において更新されるフォーカス補正電圧V0Aを、意味する。本実施例の装置は、さらに、上記偏向像面湾曲収差の補正のため、上記偏向フィールド内の各格子点上で、(30a)または(31a)式によってV0A0 (m)(x,y)を更新し、そうして更新されたV0A0 (m)(x,y)を対物偏向器13に入力する。(その後、上記偏向フィールド内の全格子点上のV0A0 (m)(x,y)から近似曲面V0A0F(x,y)が決定され、以降、V0A0F(x,y)に基づき、上記偏向像面湾曲収差が、上記偏向フィールド内の全域に渡って補正される。) More specifically, the apparatus of this embodiment updates V 0A0 (m) (0, 0) according to equation (30a) or (31a) to correct the axial defocus, and then updates The obtained V 0A0 (m) (0, 0) is input to the objective deflector 13 . Here, V 0A0 (m) (0,0) means the focus correction voltage V 0A updated at the center of the deflection field of the objective deflector 13 . The apparatus of this embodiment further corrects the deflection field curvature aberration by V 0A0 (m) (x, y) on each grid point in the deflection field according to equation (30a) or (31a). is updated, and the thus updated V 0A0 (m) (x, y) is input to the objective deflector 13 . (After that, an approximate curved surface V 0A0F (x, y) is determined from V 0A0 (m) (x, y) on all lattice points in the deflection field, and thereafter based on V 0A0F (x, y), the above The deflection field curvature aberration is corrected over the entire deflection field.)

従って、本実施例では、係数dVAまたはdVBを、上記軸上デフォーカスの測定および補正にも、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正にも用いることができる。 Therefore, in this embodiment, the coefficient dVA or dVB can be used for both the measurement and correction of the axial defocus and the measurement and correction of the deflection curvature of field.

ただし、上記軸上デフォーカスの補正をフォーカス補正電圧V0A0の更新およびV0A0の対物偏向器13への入力によることが許容されるのは、上記軸上デフォーカスの大きさが比較的小さい場合においてである。これは、静電型フォーカス補正器としての対物偏向器13のフォーカス補正感度が先述のように低いことによる。
ここで、上記軸上デフォーカスの大きさが比較的小さい場合とは、例えば、上記軸上デフォーカスがフォーカス補正電流I0A0の更新およびI0A0の対物レンズ9への入力によって補正された後に、上記軸上デフォーカスが小さな経時変化を呈するような場合である。
However, it is allowed to correct the axial defocus by updating the focus correction voltage V0A0 and inputting V0A0 to the objective deflector 13 when the magnitude of the axial defocus is relatively small. In. This is because the focus correction sensitivity of the objective deflector 13 as an electrostatic focus corrector is low as described above.
Here, when the magnitude of the axial defocus is relatively small, for example, after the axial defocus is corrected by updating the focus correction current I0A0 and inputting I0A0 to the objective lens 9, This is the case when the on-axis defocus exhibits a small change over time.

補足すれば、原理的には、上記軸上デフォーカスの補正と上記偏向像面湾曲収差の補正の両方を、磁界型フォーカス補正器(図示せず)あるいは対物レンズ9によることも可能である。ここで、磁界型フォーカス補正器とは、簡単には、小型の弱い磁界型レンズである。さらには、上記軸上2回非点収差の補正と上記偏向2回非点収差の補正の両方を、磁界型2回非点補正器(図示せず)によることも、可能である。即ち、上記軸上デフォーカス、偏向像面湾曲収差、軸上2回非点収差、および偏向2回非点収差の補正を全て磁界型補正器によることが、可能である。ただし、一般に、磁界型補正器の動作は、静電型補正器の動作よりも遅い。
これら収差の補正を全て磁界型補正器による場合には、これら収差の測定の際に、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線の代わりに、2回非点補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線が取得される。即ち、2回非点補正電圧の代わりに、2回非点補正電流が増減される。従って、その場合には、XY差DおよびDが、電圧の次元ではなく、電流の次元を持つ。その場合には、さらに、そうして測定されたXY差DまたはDの、フォーカス補正電流I0Aに関する偏微分係数が、それぞれ係数dVAまたはdVBの代わりに、決定され、記憶され、そして繰り返し用いられる。
Supplementally, in principle, both the correction of the axial defocus and the correction of the deflection curvature of field can be performed by a magnetic focus corrector (not shown) or the objective lens 9 . Here, the magnetic focus corrector is simply a small weak magnetic field lens. Furthermore, both the correction of the axial two-fold astigmatism and the correction of the deflection two-fold astigmatism can be performed by a magnetic field type two-fold astigmatism corrector (not shown). That is, it is possible to correct all of the axial defocus, deflection curvature of field aberration, axial 2-fold astigmatism, and deflection 2-fold astigmatism by the magnetic field corrector. However, magnetic compensators generally operate slower than electrostatic compensators.
If all these aberrations are corrected by the magnetic field corrector, the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism current is used instead of the blur curve of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage when measuring these aberrations. A blur curve of 1 is obtained. That is, instead of the double astigmatism correction voltage, the double astigmatism correction current is increased or decreased. Therefore, in that case, the XY differences D A and D B have current dimensions instead of voltage dimensions. In that case, furthermore, the partial derivative of the XY difference D A or D B thus measured with respect to the focus correction current I 0A is determined and stored instead of the coefficients d VA or d VB respectively, and used repeatedly.

(実施例7)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(可変成形電子ビーム描画装置)を、実施例7として、以下に説明する。
(Example 7)
Still another embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) of the charged particle beam apparatus of the present invention will be described below as Embodiment 7. FIG.

本実施例の装置(可変成形電子ビーム描画装置)は、実施例1~実施例4の装置と構成を同じくする。即ち、本実施例の装置の光学系、測定系、および制御系の構成は、それぞれ、実施例1の装置の光学系、測定系、および制御系の構成(図1を参照)と同じである。 The apparatus of this embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) has the same configuration as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of this example are the same as the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of Example 1 (see FIG. 1). .

本実施例の装置は、基本的に、実施例1~実施例4の装置と動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。 The apparatus of this embodiment basically operates in the same way as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method.

本実施例の装置は、しかし、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正を、次の要領による。
まず、対物偏向器13の偏向フィールド内の格子点の各々において、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のぼけの曲線を取得し、その曲線からXY差DA0を決定するとともに、(30)式によってV0A0(x,y)を更新(即ち、V0A0’(x,y)を決定)する。あるいは、上記格子点の各々において、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のぼけの曲線を取得し、その曲線からXY差DB0を決定するとともに、(31)式によってV0A0(x,y)を更新(即ち、V0A0’(x,y)を決定)する。
次に、上記格子点の全てにおけるV0A0(x,y)’から、近似曲面V0A0F(x,y)を決定する。
次に、そうして決定されたV0A0F(x,y)を、更新する。具体的には、V0A0F(x,y)のいずれの偏向座標(x,y)における値もフォーカス補正電圧V0Aの可変範囲に必ず収まるように、V0A0F(x,y)に、縦軸方向のシフトを与える。ここで、V0A0F(x,y)のいずれの偏向座標(x,y)における値もV0Aの可変範囲に収まるとは、V0A0F(x,y)の最大値および最小値が、それぞれ、V0Aの可変範囲の上限以下および下限以上であることを指す。ただし、ここでは、V0A0F(x,y)を、対物偏向器13の偏向フィールド内のみで定義される関数とする。
次に、上記シフトに起因して材料10(およびナイフエッジ20)の高さ位置に発生する新たなデフォーカスを、解消する。その解消は、フォーカス補正電流I0A0の更新と、それの対物レンズ9への入力とによる。その詳細は後述する。
次に、上記工程で更新されたV0A0F(x,y)に基づくフォーカス補正電圧V0Aが対物偏向器13に入力された状態下で、上記格子点の各々において、V2Aに対する電子ビーム1のぼけの曲線の取得から、(30a)式によって更新されたV0A0(x,y)の、対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、(36)式が成立するまで繰り返す。あるいは、同じ状態下で、上記格子点の各々において、V2Bに対する電子ビーム1のぼけの曲線の取得から、(31a)式によって更新されたV0A0(x,y)の、対物偏向器13への入力までの、一連の工程を、(37)式が成立するまで繰り返す。
次に、上記格子点の全てにおけるV0A0 (m)(x,y)から、V0A0F(x,y)を決定する。即ち、V0A0F(x,y)が再び更新される。
以降、そうして更新されたV0A0F(x,y)に基づき、上記偏向像面湾曲収差を、対物偏向器13の偏向フィールド内の全域に渡って補正する。
However, the apparatus of this embodiment measures and corrects the deflection curvature of field in the following manner.
First, at each grid point in the deflection field of the objective deflector 13, the curve of the blurring of the electron beam 1 with respect to the twice astigmatism correction voltage V2A is obtained, the XY difference D A0 is determined from the curve, and ( 30) Update V 0A0 (x,y) (ie, determine V 0A0 ′(x,y)) by equation. Alternatively, at each of the grid points, a curve of blurring of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage V2B is obtained, the XY difference D B0 is determined from the curve, and V 0A0 (x , y) (ie, determine V 0A0 ′(x,y)).
Next, an approximate curved surface V 0A0F (x, y) is determined from V 0A0 (x, y)' at all of the lattice points.
Then, V 0A0F (x,y) thus determined is updated. Specifically, V 0A0F ( x , y) and the vertical axis Gives a shift in direction. Here, the value of V 0A0F (x, y) at any deflection coordinate (x, y) falls within the variable range of V 0A means that the maximum and minimum values of V 0A0F (x, y) are It refers to being below the upper limit and above the lower limit of the variable range of V0A . Here, however, V 0A0F (x, y) is a function defined only within the deflection field of the objective deflector 13 .
Next, the new defocus generated at the height position of the material 10 (and the knife edge 20) due to the shift is eliminated. Its cancellation is due to the updating of the focus correction current I0A0 and its input to the objective lens 9. FIG. The details will be described later.
Next, under the condition that the focus correction voltage V 0A based on V 0A0F (x, y) updated in the above process is input to the objective deflector 13, at each of the grid points, the electron beam 1 for V 2A A series of steps from acquisition of the blur curve to input of V 0A0 (x, y) updated by the equation (30a) to the objective deflector 13 are repeated until the equation (36) is established. Alternatively, under the same conditions, at each of the grid points above, from the acquisition of the blur curve of the electron beam 1 against V 2B , V 0A0 (x,y) updated by equation (31a) to the objective deflector 13 A series of steps up to the input of are repeated until the formula (37) holds.
Next, V 0A0F (x, y) is determined from V 0A0 ( m) (x, y) at all of the lattice points. That is, V 0A0F (x,y) is updated again.
Thereafter, based on V 0A0F (x, y) updated in this way, the deflected curvature of field aberration is corrected over the entire deflection field of the objective deflector 13 .

上述の要領においては、近似曲面V0A0F(x,y)に上記シフトが与えられることが、重要となる。もしV0A0F(x,y)に上記シフトが与えられなければ、V0A0F(x,y)の最大値と最小値の差がフォーカス補正電圧V0Aの可変範囲の幅以下であるという条件が満たされるにもかかわらず、V0A0F(x,y)の幾つかまたは全ての偏向座標(x,y)における値がV0Aの可変範囲から外れるという、好ましくない事態が発生しうる。これには、その差の大きさが関わるとともに、V0Aの初期値(即ち、V0A0(x,y))も関わる。 In the manner described above, it is important that the approximate curved surface V 0A0F (x, y) is given the above shift. If the above shift is not given to V 0A0F (x, y), the condition that the difference between the maximum value and the minimum value of V 0A0F (x, y) is equal to or less than the width of the variable range of the focus correction voltage V 0A is satisfied. However, it is possible that the value at some or all of the deflection coordinates (x,y) of V 0A0F (x,y) falls outside the variable range of V 0A . This involves the magnitude of the difference, as well as the initial value of V 0A (ie, V 0A0 (x,y)).

上記シフトは、より具体的には、近似曲面V0A0F(x,y)の最大値からフォーカス補正電圧V0Aの可変範囲の上限までの余裕と、V0A0F(x,y)の最小値からV0Aの可変範囲の下限までの余裕とを互いに等しくするための、縦軸方向の、一様なシフトである。
このようなシフトをV0A0F(x,y)に与えるには、近似曲面V0A0F(x,y)の最大値と最小値の平均の、フォーカス補正電圧V0Aの可変範囲の上限と下限の平均からの差を、V0A0F(x,y)から減算すればよい。
More specifically, the above shift includes a margin from the maximum value of the approximate curved surface V 0A0F (x, y) to the upper limit of the variable range of the focus correction voltage V 0A and the minimum value of V 0A0F (x, y) to V It is a vertical, uniform shift to equalize the margin to the lower end of the variable range of 0A .
To give such a shift to V 0A0F (x, y), the average of the maximum and minimum values of the approximate curved surface V 0A0F (x, y), the average of the upper and lower limits of the variable range of the focus correction voltage V 0A from V 0A0F (x,y).

近似曲面V0A0F(x,y)には、あるいは、別様のシフトを与えてもよい。ここで、別様のシフトとは、例えば、V0A0F(x,y)の最大値または最小値を、フォーカス補正電圧V0Aの可変範囲の上限または下限にそれぞれ一致させるようなシフトである。 Alternatively, the approximate surface V 0A0F (x,y) may be given a different shift. Here, another shift is, for example, a shift that makes the maximum value or minimum value of V 0A0F (x, y) coincide with the upper limit or lower limit of the variable range of the focus correction voltage V 0A , respectively.

上述した2例のようなシフトが近似曲面V0A0F(x,y)に与えられれば、V0A0F(x,y)の最大値と最小値の差がフォーカス補正電圧V0Aの可変範囲の幅以下であるという上記条件が満たされる限り、V0A0F(x,y)のいずれの偏向座標(x,y)における値も、必ず、V0Aの可変範囲に収まる。 If the approximate curved surface V 0A0F (x, y) is shifted as in the two examples described above, the difference between the maximum and minimum values of V 0A0F (x, y) is equal to or less than the width of the variable range of the focus correction voltage V 0A . As long as the above condition that .theta .

しかし、近似曲面V0A0F(x,y)に何らかのシフトが与えられれば、その大きさが零でない限り、上記新たなデフォーカスが生じる。即ち、上記新たなデフォーカスの解消が必要となる。 However, if some shift is given to the approximate curved surface V 0A0F (x, y), the above new defocus will occur as long as the magnitude is not zero. That is, it is necessary to eliminate the new defocus.

上記新たなデフォーカスの解消は、次の2通りの要領のいずれかによる。
第一に、まず、上記新たなデフォーカスを、零位法によって測定する。即ち、フォーカス補正電流I0Aを増減しながらナイフエッジ20によって電子ビーム1のぼけを測定し、そのぼけを最小とするI0Aを決定する。次に、そうして決定されたI0Aを、I0A0の更新値として、対物レンズ9に入力する。
第二に、まず、2回非点補正電圧V2A(またはV2B)に対する電子ビーム1のぼけの曲線を取得し、その曲線からXY差DA0(またはDB0)を決定する。次に、(9a)(または(10a))式によってI0A0を更新し、そうして更新されたI0A0を対物レンズ9に入力する。
The new defocus cancellation is based on one of the following two methods.
First, the new defocus is first measured by the null method. That is, the blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge 20 while increasing or decreasing the focus correction current I0A , and the I0A that minimizes the blurring is determined. Next, I 0A thus determined is input to the objective lens 9 as an updated value of I 0A0 .
Second, first, obtain a curve of the blur of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage V 2A (or V 2B ), and determine the XY difference D A0 (or D B0 ) from the curve. Next, update I 0A0 according to equation (9a) (or (10a)) and input the updated I 0A0 to the objective lens 9 .

補足すれば、V0A0F(x,y)の最大値と最小値の差がフォーカス補正電圧V0Aの可変範囲の幅よりも十分に大きい場合においては、(30)または(31)式によってV0A0(x,y)を更新(即ち、V0A0’(x,y)を決定)するとともにV0A0(x,y)’から近似曲面V0A0F(x,y)を決定する際に、V0A0F(x,y)の近似精度を高くする必要はない。即ち、その場合においては、V0A0F(x,y)の近似精度があまり高くなくても、上述の好ましくない事態の発生が、十分に防止されうる。
従って、上記場合においては、(30)式によってV0A0(x,y)を更新すべく2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のぼけの曲線を取得、または、(31)式によってV0A0(x,y)を更新すべく2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のぼけの曲線を取得する際に、上記格子点の数を少なくすることができる。上記格子点の数を少なくすれば、上記偏向像面湾曲収差の測定および補正に要する時間が短くなる。
上記格子点の数は、V0A0F(x,y)の次数および対称性に依存する。例えば、V0A0F(x,y)を、上記偏向フィールドの中央において最小値を持つ回転放物面に限定すれば、上記格子点の数は、最低2点とすればよい。それら2点は、具体的には、上記偏向フィールドの中央の1点および隅の1点とすればよい。
Supplementally, when the difference between the maximum value and the minimum value of V 0A0F (x, y) is sufficiently larger than the width of the variable range of the focus correction voltage V 0A , V 0A0 When updating (x, y) (that is, determining V 0A0 ′ (x, y)) and determining the approximate surface V 0A0F (x, y) from V 0A0 (x, y)′, V 0A0F ( x, y) need not be highly accurate. That is, in that case, even if the approximation accuracy of V 0A0F (x, y) is not very high, the occurrence of the above-described undesirable situation can be sufficiently prevented.
Therefore, in the above case, to update V 0A0 (x, y) by equation (30), obtain the curve of the blur of the electron beam 1 against the double astigmatic voltage V 2A , or by equation (31), obtain V The number of grid points can be reduced when acquiring the blur curve of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage V2B to update 0A0 (x,y). If the number of lattice points is reduced, the time required for measuring and correcting the deflection curvature of field aberration can be shortened.
The number of grid points depends on the order and symmetry of V 0A0F (x,y). For example, if V 0A0F (x, y) is limited to a paraboloid of revolution having a minimum value at the center of the deflection field, the number of lattice points should be at least two. Specifically, these two points may be the central point and the corner point of the deflection field.

(実施例8)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(可変成形電子ビーム描画装置)を、実施例8として、以下に説明する。
(Example 8)
Still another embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) of the charged particle beam apparatus of the present invention will be described below as an eighth embodiment.

本実施例の装置(可変成形電子ビーム描画装置)は、実施例1~実施例4の装置と構成を同じくする。即ち、本実施例の装置の光学系、測定系、および制御系の構成は、それぞれ、実施例1の装置の光学系、測定系、および制御系の構成(図1を参照)と同じである。 The apparatus of this embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) has the same configuration as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of this example are the same as the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of Example 1 (see FIG. 1). .

本実施例の装置は、基本的に、実施例1~実施例4の装置と動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。 The apparatus of this embodiment basically operates in the same way as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method.

本実施例の装置は、そのうえで、フォーカス補正電圧V0Aに起因する偏向歪収差を補正する。その偏向歪収差は、フォーカス補正電圧の変化によって対物偏向器13の偏向感度が変化することに起因する。本実施例の装置は、その偏向歪収差を補正することにより、自身の描画精度(位置精度)を向上させる。 The apparatus of this embodiment then corrects the deflection distortion caused by the focus correction voltage V0A . The deflection distortion aberration is caused by changes in the deflection sensitivity of the objective deflector 13 due to changes in the focus correction voltage. The apparatus of this embodiment improves its own drawing accuracy (positional accuracy) by correcting the deflection distortion aberration.

ただし、本実施例の装置は、上記偏向歪収差の補正を、次の要領による。まず、上記偏向歪収差を、フォーカス補正電圧V0Aの分布関数から予測する。次に、そうして予測される上記偏向歪収差が打ち消されるように、歪補正電圧の値を、偏向座標毎に決定する。そして、そうして決定された値の偏歪補正電圧を、偏向座標に応じて対物偏向器13に入力する(偏向信号に加算する)。
上記偏向歪収差の補正をこのような要領によれば、フォーカス補正電圧V0Aが偏向座標に対して連続な分布関数で表されている場合と、V0Aが偏向座標に対して不連続な分布関数で表されている場合とのいずれにおいても、上記偏向歪収差の補正残差を小さくすることができる。
However, in the apparatus of this embodiment, the deflection distortion is corrected in the following manner. First, the deflection distortion aberration is predicted from the distribution function of the focus correction voltage V0A . Next, the value of the distortion correction voltage is determined for each deflection coordinate so as to cancel the deflection distortion aberration thus predicted. Then, the biased distortion correction voltage thus determined is input to the objective deflector 13 according to the deflection coordinates (added to the deflection signal).
According to this manner of correction of the deflection distortion aberration, there are cases where the focus correction voltage V0A is represented by a continuous distribution function with respect to the deflection coordinates, and where V0A has a discontinuous distribution with respect to the deflection coordinates. The correction residual of the deflection distortion aberration can be reduced both in the case of the function and in the case of the function.

ここで、フォーカス補正電圧V0Aが偏向座標に対して連続な分布関数で表されている場合とは、例えば、近似曲面V0A0F(x,y)が、偏向座標(x,y)に関する多項式(2次以上)で表される場合を、指す。そのような場合には、V0A0F(x,y)の値が、その多項式の係数と偏向座標(x,y)とから決定され、そうして決定された値のフォーカス補正電圧が、対物偏向器13に入力される。
一方、フォーカス補正電圧V0Aが偏向座標に対して不連続な分布関数で表されている場合とは、例えば、対物偏向器13の偏向フィールドが多数の区画(各々、数μm~数十μm角)に分割され、それら区画の各々にV0A0F(x,y)の値が離散値として割り当てられる場合を、指す。そのような場合には、偏向座標に応じて各区間の値が参照され、そうして参照された値のフォーカス補正電圧が、対物偏向器13に入力される。従って、そのような場合には、V0A0F(x,y)は、その本来の連続性の如何によらず、結局、偏向座標(x,y)に対し、離散的な(階段状の不連続な)関数となる。言い換えれば、V0A0F(x,y)が、偏向座標に関する高次成分を多く含む。
Here, when the focus correction voltage V 0A is represented by a continuous distribution function with respect to the deflection coordinates, for example, the approximate curved surface V 0A0F (x, y) is a polynomial ( 2nd order or higher). In such a case, the value of V 0A0F (x,y) is determined from the coefficients of the polynomial and the deflection coordinates (x,y), and the value of the focus correction voltage thus determined is the objective deflection input to the device 13.
On the other hand, when the focus correction voltage V 0A is represented by a discontinuous distribution function with respect to the deflection coordinates, for example, the deflection field of the objective deflector 13 has a large number of sections (each of which is several μm to several tens of μm square). ) and each of those partitions is assigned the value of V 0A0F (x,y) as a discrete value. In such a case, the value of each section is referenced according to the deflection coordinates, and the focus correction voltage of the referenced value is input to the objective deflector 13 . Therefore, in such a case, V 0A0F (x,y) will end up with a discrete (step-like discontinuity) with respect to the deflection coordinates (x,y) regardless of its original continuity. a) function. In other words, V 0A0F (x, y) contains many high-order components related to deflection coordinates.

フォーカス補正電圧V0Aが偏向座標に対して連続な分布関数で表されている場合においては、V0Aと同様に、上記偏向歪収差も、偏向座標に対して連続的に変化する。従って、その場合においては、上記偏向歪収差を、上記偏向フィールド内で、フォーカス補正電圧V0Aに起因しない偏向歪収差とともに零位法によって測定し、そうすることによって得られる歪補正電圧の値の分布に対して近似曲面を決定すれば、以降、その近似曲面から、偏向座標毎の歪補正電圧の値を、高精度に決定することができる。即ち、その近似曲面による歪補正電圧の値の近似の精度は高く、従って、上記偏向歪収差の補正残差は小さい。(上記偏向歪収差と同様に、フォーカス補正電圧V0Aに起因しない偏向歪収差も、偏向座標に対して連続的に変化する。従って、上記偏向歪収差の補正残差と同様に、フォーカス補正電圧V0Aに起因しない偏向歪収差の補正残差も、小さい。ただし、このことは、上記区画の各々に、フォーカス補正電圧以外の補正信号の値が離散値として割り当てられていないことを、前提とする。)
ここで、上記偏向歪収差を、フォーカス補正電圧V0Aに起因しない偏向歪収差とともに零位法によって測定するとは、フォーカス補正電圧V0A0F(x,y)が対物偏向器13に入力される条件下で、対物偏向器13の偏向フィールド内の格子点上の上記偏向歪収差をナイフエッジ20によって直接測定し、そうして測定された上記偏向歪収差が各格子点上で打ち消されるように各格子点上の歪補正電圧の値を決定することを、指す。ここでは、各格子点上で上記偏向歪収差の打ち消しが確認されることが重要である。即ち、各格子点上で上記偏向歪収差の補正残差が十分に小さくなるまで、上記偏向歪収差の測定が繰り返されることが、重要である。
When the focus correction voltage V0A is represented by a continuous distribution function with respect to the deflection coordinates, the deflection distortion aberration also changes continuously with respect to the deflection coordinates, similarly to V0A . Therefore, in that case, the deflection distortion aberration is measured in the deflection field together with the deflection distortion aberration not caused by the focus correction voltage V0A by the null method, and the value of the distortion correction voltage obtained by doing so is Once the approximate curved surface is determined for the distribution, the value of the distortion correction voltage for each deflection coordinate can be determined with high accuracy from the approximate curved surface. That is, the approximation accuracy of the value of the distortion correction voltage by the approximate curved surface is high, and therefore the correction residual of the deflection distortion aberration is small. (Similarly to the deflection distortion aberration, the deflection distortion aberration not caused by the focus correction voltage V0A also changes continuously with respect to the deflection coordinates. The correction residual of the deflection distortion aberration not caused by V0A is also small, provided that each of the above sections is not assigned a discrete value of the correction signal other than the focus correction voltage. do.)
Here, measuring the deflection distortion aberration together with the deflection distortion aberration not caused by the focus correction voltage V 0A by the zero point method means that the focus correction voltage V 0A0F (x, y) is input to the objective deflector 13. , the deflection distortion aberration on the grid points in the deflection field of the objective deflector 13 is directly measured by the knife edge 20, and each grating is adjusted so that the measured deflection distortion aberration is canceled on each grid point. Refers to determining the value of the distortion correction voltage on the point. Here, it is important to confirm cancellation of the deflection distortion aberration on each lattice point. That is, it is important to repeat the measurement of the deflection distortion aberration until the correction residual of the deflection distortion aberration becomes sufficiently small on each grid point.

一方、フォーカス補正電圧V0Aが偏向座標に対して不連続な分布関数で表されている場合においては、V0Aと同様に、上記偏向歪収差も、偏向座標に対し、離散的に(不連続に)変化する。言い換えれば、上記偏向歪収差の分布関数が、偏向座標に関する高次成分を多く含む。(フォーカス補正電圧V0Aに起因しない偏向歪収差は、この場合においても、偏向座標に対して連続的に変化する。)
この場合においては、上記偏向歪収差を、上記偏向フィールド内で、フォーカス補正電圧V0Aに起因しない偏向歪収差とともに零位法によって測定し、そうすることによって得られる歪補正電圧の値の分布に対して近似曲面を決定するのは、得策ではない。これは、そのような近似曲面を決定した時点で、歪補正電圧の分布関数の持つべき高次成分が、失われることによる。即ち、その近似曲面による歪補正電圧の値の近似の精度は低く、従って、上記偏向歪収差の補正残差は大きい。
On the other hand, when the focus correction voltage V0A is represented by a discontinuous distribution function with respect to the deflection coordinates, the deflection distortion aberration is also discrete (discontinuous to) change. In other words, the distribution function of the deflection distortion aberration contains many high-order components related to deflection coordinates. (The deflection distortion aberration not caused by the focus correction voltage V0A changes continuously with respect to the deflection coordinates even in this case.)
In this case, the deflection distortion aberration is measured in the deflection field together with the deflection distortion aberration not caused by the focus correction voltage V0A by the null method, and the distribution of the distortion correction voltage values obtained by doing so is Determining an approximate curved surface is not a good idea. This is because the high-order components that the distribution function of the distortion correction voltage should have are lost when such an approximate curved surface is determined. That is, the approximation accuracy of the value of the distortion correction voltage by the approximate curved surface is low, and therefore the correction residual of the deflection distortion aberration is large.

フォーカス補正電圧V0Aが偏向座標に対して不連続な分布関数で表されている場合においては、まず、上記偏向歪収差をV0A0F(x,y)(またはV0A0 (m)(x,y))から予測し、次に、そうして予測される上記偏向歪収差が打ち消されるように、偏向座標毎の歪補正電圧の値を決定するのが、得策である。そうすれば、歪補正電圧の値に、V0A0F(x,y)(またはV0A0 (m)(x,y))の高次成分が忠実に反映されるようになり、従って、上記偏向歪収差の補正残差が小さくなる。 When the focus correction voltage V 0A is represented by a discontinuous distribution function with respect to the deflection coordinates, first, the deflection distortion aberration is expressed as V 0A0F (x, y) (or V 0A0 (m) (x, y )), and then determine the value of the distortion correction voltage for each deflection coordinate such that the deflection distortion aberration thus predicted is canceled. Then, the value of the distortion correction voltage will faithfully reflect the higher-order components of V 0A0F (x, y) (or V 0A0 (m) (x, y)). Aberration correction residuals become smaller.

本実施例の装置は、上記偏向歪収差の予測、および歪補正電圧の値の決定を、特許文献2に記載の要領に類似の要領による。ここで、特許文献2に記載の要領に類似の要領とは、より具体的には、n(≧2)回非点補正電圧に由来する偏向歪収差を打ち消す要領におけるn回非点補正電圧を、フォーカス補正電圧に置き換えたものに、相当する。
即ち、本実施例では、歪補正電圧のA成分に、係数ρ1A0Aと近似曲面V0A0F(x,y)との積を加算するとともに、歪補正電圧のB成分に、係数ρ1B0Aと近似曲面V0A0F(x,y)との積を加算すればよい。そうすれば、上記区画の各々にV0A0F(x,y)の値が離散値として割り当てられる場合において、歪補正電圧の値が、上記区画毎に決定される。
ここで、歪補正電圧のA成分およびB成分とは、それぞれ、偏向電圧V1AおよびV1Bに加算される歪補正電圧成分を意味する。係数ρ1A0Aおよびρ1B0Aは、それぞれ、フォーカス補正電圧V0Aに起因する偏向歪収差を打ち消す歪補正電圧のA成分およびB成分の、V0Aに関する偏微分係数である。
The apparatus of this embodiment predicts the deflection distortion aberration and determines the value of the distortion correction voltage according to a procedure similar to that described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200032. Here, the point similar to the point described in Patent Document 2 is, more specifically, n-times astigmatism correction voltage in the point of canceling deflection distortion aberration derived from n (≧2) times astigmatism correction voltage. , is replaced by the focus correction voltage.
That is, in this embodiment, the product of the coefficient ρ 1A0A and the approximate curved surface V 0A0F (x, y) is added to the A component of the distortion correction voltage, and the coefficient ρ 1B0A and the approximate curved surface are added to the B component of the distortion correction voltage. The product with V 0A0F (x, y) should be added. Then, where the values of V 0A0F (x,y) are assigned to each of the sections as discrete values, the value of the distortion correction voltage is determined for each of the sections.
Here, the A component and the B component of the distortion correction voltage mean the distortion correction voltage components added to the deflection voltages V1A and V1B , respectively. The coefficients ρ 1A0A and ρ 1B0A are partial differential coefficients of the A component and the B component of the distortion correction voltage for canceling the deflection distortion aberration caused by the focus correction voltage V 0A with respect to V 0A , respectively.

ただし、上記要領(上記偏向歪収差の予測、および歪補正電圧の値の決定)によって上記偏向歪収差を補正すると、V0A0F(x,y)の絶対値が大きくなるにつれ、上記偏向歪収差の補正残差が大きくなる可能性がある。これは、上記要領においては、上記偏向歪収差の打ち消しが確認されないからである。 However, if the deflection distortion is corrected according to the above procedure (prediction of the deflection distortion and determination of the value of the distortion correction voltage), the larger the absolute value of V 0A0F (x, y) is, the more the deflection distortion becomes. Correction residuals can be large. This is because cancellation of the deflection distortion aberration is not confirmed in the above procedure.

このことが問題となる場合には、次のようにすればよい。
まず、フォーカス補正電圧V0A0F(x,y)を、偏向座標に関する低次成分(例えば、2次まで)と高次成分(例えば、3次以上)とに分け、その低次および高次成分を、それぞれV0A0FL(x,y)およびV0A0FH(x,y)とする。以降では、V0A0FL(x,y)の値は、V0A0FL(x,y)を表す多項式の係数と、偏向座標とから決定される一方で、V0A0FH(x,y)の値は、V0A0FH(x,y)の離散値が偏向座標に応じて参照されることによって決定されるものとする。ここで、V0A0FH(x,y)の離散値は、一旦、V0A0FH(x,y)の多項式の係数と偏向座標とから決定され、その後、上記区画の各々に割り当てられ、記憶され、そして参照されるものとする。
次に、V0A0FL(x,y)が偏向座標に応じて対物偏向器13に入力されるようにし、その状態下で対物偏向器13の偏向フィールド内に現れる偏向歪収差を、零位法によって測定し、そうすることによって得られる歪補正電圧の値の分布に対し、近似曲面を決定する。その状態下で対物偏向器13の偏向フィールド内に現れる偏向歪収差とは、即ち、V0A0FL(x,y)に起因する偏向歪収差と、V0A0FL(x,y)およびV0A0FH(x,y)のいずれにも起因しない偏向歪収差との和である。以降、電子ビーム1が偏向座標(x,y)に向けて偏向される際に、上記近似曲面から、偏向座標(x,y)に対応する歪補正電圧の値が決定され、そうして決定された値の歪補正電圧が、対物偏向器13に入力されるものとする。
そして、V0A0FL(x,y)およびV0A0FH(x,y)が偏向座標に応じて対物偏向器13に入力されるようにし、その状態下で上記偏向フィールド内に現れる偏向歪収差を、補正する。その状態下で上記偏向フィールド内に現れる偏向歪収差とは、即ち、V0A0FH(x,y)に起因する偏向歪収差である。(この時点では、V0A0FL(x,y)に起因する偏向歪収差と、V0A0FL(x,y)およびV0A0FH(x,y)のいずれにも起因しない偏向歪収差との和は、既に補正されている。)
0A0FH(x,y)に起因する偏向歪収差の補正は、V0A0FH(x,y)から予測される偏向歪収差が打ち消されるように、歪補正電圧の値を偏向座標毎に決定し、そして、そうして決定された値の偏歪補正電圧を、偏向座標に応じて対物偏向器13に入力することによる。即ち、歪補正電圧のA成分に、係数ρ1A0AとV0A0FH(x,y)との積が加算されるとともに、歪補正電圧のB成分に、係数ρ1B0AとV0A0FH(x,y)との積が加算される。
If this is a problem, do the following:
First, the focus correction voltage V 0A0F (x, y) is divided into low-order components (for example, up to 2nd order) and high-order components (for example, 3rd-order or higher) regarding deflection coordinates, and the low-order and high-order components are divided into , V 0A0FL (x,y) and V 0A0FH (x,y), respectively. Hereinafter, the values of V 0A0FL (x,y) are determined from the coefficients of the polynomial representing V 0A0FL (x,y) and the deflection coordinates, while the values of V 0A0FH (x,y) are determined from V Let the discrete values of 0A0FH (x,y) be determined by looking up according to the deflection coordinates. where the discrete values of V 0A0FH (x,y) are once determined from the coefficients of the polynomial of V 0A0FH (x,y) and the deflection coordinates, then assigned to each of the above partitions and stored, and shall be referenced.
Next, V 0A0FL (x, y) is input to the objective deflector 13 according to the deflection coordinates, and the deflection distortion aberration appearing in the deflection field of the objective deflector 13 under this condition is calculated by the null method as An approximation curved surface is determined for the distribution of the distortion correction voltage values obtained by the measurement. The deflection distortion aberration appearing in the deflection field of the objective deflector 13 under this condition is the deflection distortion aberration caused by V 0A0FL (x, y), V 0A0FL (x, y) and V 0A0FH (x, It is the sum of deflection distortion aberration caused by none of y). Thereafter, when the electron beam 1 is deflected toward the deflection coordinates (x, y), the value of the distortion correction voltage corresponding to the deflection coordinates (x, y) is determined from the approximate curved surface. It is assumed that the distortion correction voltage having the value obtained is input to the objective deflector 13 .
Then, V 0A0FL (x, y) and V 0A0FH (x, y) are input to the objective deflector 13 according to the deflection coordinates, and the deflection distortion appearing in the deflection field under these conditions is corrected. do. The deflection distortion appearing in the deflection field under this condition is the deflection distortion caused by V 0A0FH (x, y). (At this point, the sum of the deflection distortion caused by V 0A0FL (x, y) and the deflection distortion caused by neither V 0A0FL (x, y) nor V 0A0FH (x, y) is already corrected.)
Correction of deflection distortion aberration caused by V 0A0FH (x, y) is performed by determining a value of a distortion correction voltage for each deflection coordinate so as to cancel deflection distortion aberration predicted from V 0A0FH (x, y), Then, the biased distortion correction voltage having the value thus determined is input to the objective deflector 13 according to the deflection coordinates. That is, the product of the coefficient ρ 1A0A and V 0A0FH (x, y) is added to the A component of the distortion correction voltage, and the coefficient ρ 1B0A and V 0A0FH (x, y) is added to the B component of the distortion correction voltage. is added.

このようにすれば、V0A0FL(x,y)に起因する偏向歪収差が、V0A0FL(x,y)およびV0A0FH(x,y)のいずれにも起因しない偏向歪収差とともに、高精度に補正され、さらに、V0A0FH(x,y)に起因する偏向歪収差も、高精度に補正される。即ち、上記偏向フィールド内の全ての偏向歪収差の補正残差が小さくなる。
ここで重要となるのは、|V0A0FH(x,y)|は|V0A0F(x,y)|よりも小さく、従って、V0A0FH(x,y)に起因する偏向歪収差の補正残差は、V0A0F(x,y)に起因する偏向歪収差の補正残差よりも、小さいことである。
In this way, the deflection distortion caused by V 0A0FL (x, y) can be accurately corrected together with the deflection distortion caused by neither V 0A0FL (x, y) nor V 0A0FH (x, y). Furthermore, the deflection distortion caused by V 0A0FH (x, y) is also corrected with high accuracy. That is, the correction residuals of all deflection distortion aberrations within the deflection field are reduced.
What is important here is that |V 0A0FH (x, y)| is smaller than |V 0A0F (x, y)| . is smaller than the correction residual of the deflection distortion caused by V 0A0F (x, y).

(実施例9)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(可変成形電子ビーム描画装置)を、実施例9として、以下に説明する。
(Example 9)
Still another embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) of the charged particle beam apparatus of the present invention will be described below as the ninth embodiment.

本実施例の装置(可変成形電子ビーム描画装置)は、基本的に、実施例1~実施例4の装置と構成を同じくする。即ち、本実施例の装置の光学系、測定系、および制御系の構成は、それぞれ、実施例1の装置の光学系、測定系、および制御系の構成(図1を参照)と、基本的に同じである。 The apparatus of this embodiment (variably shaped electron beam writing apparatus) basically has the same configuration as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of this embodiment are respectively the configurations of the optical system, the measurement system, and the control system of the apparatus of Embodiment 1 (see FIG. 1), and basically is the same as

ただし、本実施例の装置の測定系は、図21に示すように、ナイフエッジ20およびファラデーカップ21とは別のナイフエッジおよびファラデーカップとして、ナイフエッジ20’およびファラデーカップ21’を備える。本実施例の装置の測定系は、さらに、光学式の高さ検出器(図示せず、例えば特開平02-241021号公報を参照)を備える。本実施例の装置は、その高さ検出器により、電子ビーム1の入射する面の高さ位置を測定する。その高さ位置は、より具体的には、ナイフエッジ20、ナイフエッジ20’、および材料10の各々の表面上の、電子ビーム1が入射する領域の高さ位置である。 However, as shown in FIG. 21, the measurement system of the apparatus of this embodiment includes a knife edge 20' and a Faraday cup 21' as a knife edge and a Faraday cup separate from the knife edge 20 and the Faraday cup 21. The measurement system of the apparatus of this embodiment further includes an optical height detector (not shown, see Japanese Patent Laid-Open No. 02-241021, for example). The apparatus of this embodiment measures the height position of the surface on which the electron beam 1 is incident by its height detector. The height position is, more specifically, the height position of the region on each surface of the knife edge 20, the knife edge 20', and the material 10 on which the electron beam 1 is incident.

本実施例の装置は、基本的に、実施例1~実施例4の装置と動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。 The apparatus of this embodiment basically operates in the same way as the apparatuses of the first to fourth embodiments. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method.

本実施例の装置は、そのうえで、上記軸上デフォーカスを、材料10内の領域毎に補正する。言い換えれば、本実施例の装置は、上記軸上デフォーカスの補正残差を、材料10内の領域毎に低減する。
上記補正残差は、材料10の高さ位置がナイフエッジ20の高さ位置に一致しないことに起因する。ここで、材料10の高さ位置がナイフエッジ20の高さ位置に一致しないとは、具体的には、第一に、材料10内に高低差があること、第二に、材料10内に高低差は無いものの、材料10の高さ位置がナイフエッジ20の高さ位置に一致しないことを、意味する。
一方、実施例1~実施例4の装置は、上記軸上デフォーカスを材料10内の領域毎には補正しなかった。即ち、実施例1~実施例4では、材料10の高さ位置のナイフエッジ20の高さ位置からの差が零であったか、あるいは、たとえその差が零でなかったとしても、その差が度外視された。
The apparatus of the present embodiment then corrects the axial defocus for each region within the material 10 . In other words, the apparatus of the present embodiment reduces the axial defocus correction residual for each region within the material 10 .
The correction residual is caused by the height position of the material 10 not matching the height position of the knife edge 20 . Here, the fact that the height position of the material 10 does not match the height position of the knife edge 20 specifically means, firstly, that there is a height difference in the material 10, and secondly, that the material 10 has a height difference. This means that the height position of the material 10 does not match the height position of the knife edge 20, although there is no height difference.
On the other hand, the apparatuses of Examples 1 to 4 did not correct the axial defocus for each region within the material 10 . That is, in Examples 1 to 4, the difference between the height position of the material 10 and the height position of the knife edge 20 was zero, or even if the difference was not zero, the difference was irrelevant. was done.

本実施例の装置は、さらに、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転を、材料10内の領域毎に補正する。その寸法誤差および回転も、上記補正残差と同様に、材料10の高さ位置がナイフエッジ20の高さ位置に一致しないことに、起因する。 The apparatus of this embodiment also corrects dimensional errors and rotation of the deflection field of the objective deflector 13 for each region within the material 10 . The dimensional error and rotation are also caused by the fact that the height position of the material 10 does not match the height position of the knife edge 20, similar to the correction residual.

本実施例の装置が上記軸上デフォーカスと対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転とを材料10内の領域毎に補正する要領を、以下に説明する。 The manner in which the apparatus of this embodiment corrects the axial defocus and the dimensional error and rotation of the deflection field of the objective deflector 13 for each region within the material 10 will be described below.

本実施例の装置は、材料10への描画に先立ち、まず、ナイフエッジ20’を材料ステージ14によって電子ビーム1の直下に移動させ、そのうえで、上記高さ検出器により、ナイフエッジ20’の高さ位置を測定するとともに、ナイフエッジ20’により、ナイフエッジ20’上のデフォーカスを測定および補正する。そのデフォーカスの測定および補正は、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線を取得し、(9a)式によってフォーカス補正電流I0A0を更新するか、または、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線を取得し、(10a)式によってフォーカス補正電流I0A0を更新するかし、そうして更新されたI0A0を対物レンズ9に入力することによる。ここで重要となるのは、ナイフエッジ20と高さ位置を異にするナイフエッジ(具体的には、ナイフエッジ20’)上のデフォーカスが補正されることである。
本実施例の装置は、次に、ナイフエッジ20を材料ステージ14によって電子ビーム1の直下に移動させ、そのうえで、上記高さ検出器により、ナイフエッジ20の高さ位置を測定するとともに、ナイフエッジ20により、ナイフエッジ20上のデフォーカスを測定する。(この時点では、ナイフエッジ20上のデフォーカスは、補正されない。)そのデフォーカスの測定は、2回非点補正電圧V2Aに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線を取得し、それら曲線からXY差Dを決定するか、または、2回非点補正電圧V2Bに対する電子ビーム1のX方向およびY方向のぼけの曲線の取得し、それら曲線からXY差Dを決定することによる。
ここでは、DおよびDの両方を決定する必要はなく、DおよびDのいずれか一方を決定すればよい。より具体的には、(19)(または(32))式が成立する場合には、Dを決定すればよく、(20)(または(33))式が成立する場合には、Dを決定すればよい。
Prior to drawing on the material 10, the apparatus of this embodiment first moves the knife edge 20' directly below the electron beam 1 by the material stage 14, and then detects the height of the knife edge 20' by the height detector. The knife edge 20' measures and corrects the defocus on the knife edge 20' while measuring the edge position. For the measurement and correction of the defocus, obtain the curve of blurring in the X direction and the Y direction of the electron beam 1 with respect to the double astigmatism correction voltage V2A, and update the focus correction current I0A0 according to the equation (9a), or Or, obtain the curves of blurring in the X and Y directions of the electron beam 1 with respect to the twice astigmatism correction voltage V2B, and update the focus correction current I0A0 according to equation (10a), and then update By inputting I0A0 into the objective lens 9; What is important here is that the defocus on the knife edge (specifically, the knife edge 20') whose height position is different from that of the knife edge 20 is corrected.
In the apparatus of this embodiment, next, the knife edge 20 is moved directly below the electron beam 1 by the material stage 14, and then the height detector measures the height position of the knife edge 20. 20 measures the defocus on the knife edge 20 . (At this point, the defocus on the knife edge 20 is not corrected.) The defocus measurement obtains curves of the X and Y blurring of the electron beam 1 against the twice astigmatic voltage V2A . , determine the XY difference D A from those curves, or obtain curves of the blurring of the electron beam 1 in the X and Y directions for the twice astigmatism correction voltage V 2B and determine the XY difference D B from those curves. By doing.
Here, it is not necessary to determine both D A and D B , and either one of D A and D B may be determined. More specifically, if the formula (19) (or (32)) holds, D A should be determined, and if the formula (20) (or (33)) holds, D B should be determined.

補足すれば、ナイフエッジ20’上のデフォーカスの補正は、原理上は、フォーカス補正電流I0A0の更新およびI0A0の対物レンズ9への入力と、フォーカス補正電圧V0A0の更新およびV0A0の対物偏向器13への入力との、いずれによっても可能である。このことは、以降の過程における、上記軸上デフォーカスの、材料10内の領域毎の補正にも、当てはまる。
しかし、本実施例では、これら補正は、いずれも、フォーカス補正電流I0A0の更新およびI0A0の対物レンズ9への入力によるものとする。
Supplementally, the correction of the defocus on the knife edge 20' is, in principle, performed by updating the focus correction current I0A0 and inputting I0A0 to the objective lens 9, updating the focus correction voltage V0A0 and inputting V0A0 . This is possible either with the input to the objective deflector 13 . This also applies to the region-by-region correction of the axial defocus within the material 10 in subsequent steps.
However, in this embodiment, both of these corrections are based on updating the focus correction current I0A0 and inputting I0A0 to the objective lens 9. FIG.

本実施例の装置は、次に、DまたはDの、電子ビーム1の入射する面の高さ位置に関する偏微分係数を求める。これら偏微分係数は、上記過程で得られたXY差DまたはDと、ナイフエッジ20および20’の高さ位置とから求められる。ここでは、フォーカス補正電流I0Aの変化((9a)または(10a)式によるI0A0の更新)に起因する、XY差DおよびDの変化が、それぞれ、電子ビーム1の入射する面の高さ位置の変化に起因する、XY差DおよびDの変化と見なされる。
およびDの、電子ビーム1の入射する面の高さ位置に関する偏微分係数を、それぞれdzAおよびdzBとすれば、dzAおよびdzBは、それぞれ、(134)および(135)式で与えられる。
The apparatus of this embodiment then obtains the partial differential coefficient of D A or D B with respect to the height position of the surface on which the electron beam 1 is incident. These partial differential coefficients are obtained from the XY difference D A or D B obtained in the above process and the height positions of the knife edges 20 and 20'. Here, changes in the XY differences D A and D B due to changes in the focus correction current I 0A (updating I 0A0 according to equation (9a) or (10a)) are respectively It is considered the change in the XY differences D A and D B due to the change in height position.
Let dzA and dzB be the partial differential coefficients of D A and D B with respect to the height position of the plane on which the electron beam 1 is incident . given by the formula

Figure 2022142325000009
(134)および(135)式において、zは、電子ビーム1の入射する面の高さ位置を表す。zおよびzは、それぞれ、ナイフエッジ20および20’の高さ位置を表す。DA0およびDA1は、それぞれ、ナイフエッジ20および20’上で測定されるDを表す。DB0およびDB1は、それぞれ、ナイフエッジ20および20’上で測定されるDを表す。DA1およびDB1は、ナイフエッジ20’上のデフォーカスが補正されていれば、いずれも零となる。Δzは、zのzからの差であり、例えば、10μm程度の大きさを持つ。
ここでは、dzAおよびdzBの両方を求める必要はなく、dzAおよびdzBのいずれか一方を求めればよい。より具体的には、(19)式が成立する場合には、dzAを求めればよく、(20)式が成立する場合には、dzBを求めればよい。
Figure 2022142325000009
In equations (134) and (135), z represents the height position of the surface on which the electron beam 1 is incident. z0 and z1 represent the height positions of knife edges 20 and 20', respectively . D A0 and D A1 represent D A measured on knife edges 20 and 20', respectively. D B0 and D B1 represent D B measured on knife edges 20 and 20', respectively. Both D A1 and D B1 are zero if the defocus on the knife edge 20' is corrected. Δz is the difference of z 1 from z 0 and has a magnitude of, for example, about 10 μm.
Here, it is not necessary to obtain both dzA and dzB , but one of dzA and dzB may be obtained. More specifically, dzA should be obtained when the formula (19) holds, and dzB should be obtained when the formula (20) holds.

本実施例の装置は、次に、ナイフエッジ20および20’の各々の高さ位置における、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転を測定し、そして補正する。
具体的には、本実施例の装置は、まず、対物偏向器13によって電子ビーム1を対物偏向器13の偏向フィールドの境界上の点に向けて偏向した状態で、その点に対する電子ビーム1の位置ずれ(対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転)を、ナイフエッジ20によって測定および補正する。その際、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転の補正値が決定され、それら補正値が、偏向電圧に加算される。本実施例の装置は、次に、同様の測定および補正を、ナイフエッジ20’によって行う。ただし、各ナイフエッジ上でこれらの工程が行われる前に、各ナイフエッジ上のデフォーカスが測定され、そして補正される。
The apparatus of the present embodiment then measures and corrects for dimensional error and rotation of the deflection field of the objective deflector 13 at the height position of each of the knife edges 20 and 20'.
Specifically, the apparatus of this embodiment first deflects the electron beam 1 toward a point on the boundary of the deflection field of the objective deflector 13 by the objective deflector 13. Positional deviations (dimensional errors and rotations of the deflection field of the objective deflector 13) are measured and corrected by the knife edge 20. FIG. At that time, correction values for dimensional error and rotation of the deflection field of the objective deflector 13 are determined, and these correction values are added to the deflection voltage. The apparatus of this embodiment then makes similar measurements and corrections with knife edge 20'. However, before these steps are performed on each knife edge, the defocus on each knife edge is measured and corrected.

本実施例の装置は、次に、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転の補正値の、高さ位置zに関する微分係数を求める。これら微分係数は、上記過程における、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転の補正値の変化量と、高さ位置zの変化量(即ち、Δz)とから、求められる。
補足すれば、これら微分係数には、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転の補正値の、高さ位置zによる変化だけでなく、それら補正値の、フォーカス補正電流I0Aによる変化も反映される。
The apparatus of this embodiment then obtains the differential coefficient of the dimensional error of the deflection field of the objective deflector 13 and the rotational correction value with respect to the height position z. These differential coefficients are obtained from the amount of change in the dimensional error and rotation correction value of the deflection field of the objective deflector 13 and the amount of change in the height position z (that is, Δz) in the above process.
Supplementally, these differential coefficients include not only changes in the dimensional error and rotation correction values of the deflection field of the objective deflector 13 due to the height position z, but also changes in these correction values due to the focus correction current I0A . reflected.

本実施例の装置は、次に、材料10内に、1点の基準点を設定する。その基準点は、例えば、材料10内の高さ位置の最大値と最小値の平均に相当する高さ位置を示す点としてもよいし、あるいは、より簡単に、材料10の中央に位置する点としてもよい。 The apparatus of this embodiment then establishes a reference point within the material 10 . The reference point may be, for example, a point indicating a height position corresponding to the average of the maximum and minimum height positions within the material 10, or, more simply, a point located in the center of the material 10. may be

本実施例の装置は、次に、上記基準点を材料ステージ14によって電子ビーム1の直下に移動させ、そのうえで、上記高さ検出器により、上記基準点の高さ位置を測定する。本実施例の装置は、そして、その高さ位置の、ナイフエッジ20の高さ位置からの差を、上記基準点におけるXY差DA0またはDB0の目標値に換算する。
上記基準点におけるDA0またはDB0の目標値は、それぞれ(136)または(137)式で与えられる。(136)および(137)式において、DA0TおよびDB0Tは、それぞれ、上記基準点におけるDA0およびDB0の目標値を表す。zは、上記基準点の高さ位置を表す。DA0Tは、(19)式が成立する場合に決定すればよく、DB0Tは、(20)式が成立する場合に決定すればよい。
A0T=dzA(z-z) (136)
B0T=dzB(z-z) (137)
In the apparatus of this embodiment, next, the material stage 14 moves the reference point directly below the electron beam 1, and then the height detector measures the height position of the reference point. The apparatus of this embodiment then converts the difference in height position from the height position of the knife edge 20 to a target value for the XY difference D A0 or D B0 at the reference point.
The target value of D A0 or D B0 at the reference point is given by equation (136) or (137), respectively. In equations (136) and (137), D A0T and D B0T represent target values of D A0 and D B0 at the reference point, respectively. zT represents the height position of the reference point. D A0T may be determined when the formula (19) holds, and D B0T may be determined when the formula (20) holds.
D A0T =d zA (z T −z 0 ) (136)
D B0T =d zB (z T −z 0 ) (137)

本実施例の装置は、次に、ナイフエッジ20を材料ステージ14によって電子ビーム1の直下に移動させ、そのうえで、ナイフエッジ20上のXY差DA0またはDB0を測定する。本実施例の装置は、そして、(138)または(139)式により、I0A0を更新(即ち、I0A0 (m)を決定)する。その更新は、(140)または(141)式が成立するまで続けられる。
0A0 (m) =I0A0 (m-1)-(DA0 (m-1)-DA0T)/dIA (138)
0A0 (m) =I0A0 (m-1)-(DB0 (m-1)-DB0T)/dIB (139)
|DA0 (m)-DA0T|<ε(140)
|DB0 (m)-DB0T|<ε(141)
The apparatus of this embodiment then moves the knife edge 20 directly under the electron beam 1 by the material stage 14 and then measures the XY difference D A0 or D B0 on the knife edge 20 . The apparatus of this embodiment then updates I 0A0 (ie determines I 0A0 (m)) according to equation (138) or (139). The updating continues until the formula (140) or (141) holds.
I 0A0 (m) = I 0A0 (m-1) - (D A0 (m-1) - D A0T )/d IA (138)
I 0A0 (m) = I 0A0 (m-1) - (D B0 (m-1) - D B0T )/d IB (139)
|D A0 (m) −D A0T |<ε D (140)
|D B0 (m) −D B0T |<ε D (141)

即ち、本実施例の装置は、DA0 (m)がDA0Tに収束、またはDB0 (m)がDB0Tに収束するまで、I0A0を更新する。その更新は、(19)式が成立する場合には、(138)式によるが、(20)式が成立する場合には、(139)式による。ここで、DA0 (m)がDA0Tに収束、またはDB0 (m)がDB0Tに収束することは、上記基準点における上記軸上デフォーカスが補正されることに、相当する。
これに対し、実施例1~実施例4の装置は、I0A0を、(9a)または(10a)式によって更新した。その更新は、(22)または(23)式が成立するまで続けられた。言い換えれば、実施例1~実施例4においては、DA0TおよびDB0Tが零であった。
That is, the apparatus of this embodiment updates I 0A0 until D A0 (m) converges to D A0T or until D B0 (m) converges to D B0T . The update is based on the formula (138) when the formula (19) holds, and according to the formula (139) when the formula (20) holds. Here, convergence of D A0 (m) to D A0T or convergence of D B0 (m) to D B0T corresponds to correction of the axial defocus at the reference point.
In contrast, the devices of Examples 1 to 4 updated I 0A0 by equation (9a) or (10a). The updating was continued until equation (22) or (23) was established. In other words, in Examples 1-4, D A0T and D B0T were zero.

本実施例の装置は、そして、材料10への描画を開始する。以降、本実施例の装置は、自身の生む軸上デフォーカスと、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転とを、材料10内の領域毎に補正する。ここで、材料10内の領域毎とは、より具体的には、対物偏向器13の偏向フィールド毎である。これらの補正の詳細を、以下に示す。 The apparatus of the present embodiment then begins to write onto material 10 . Thereafter, the apparatus of this embodiment corrects its own axial defocus and the dimensional error and rotation of the deflection field of the objective deflector 13 for each region within the material 10 . Here, each region in the material 10 is, more specifically, each deflection field of the objective deflector 13 . Details of these corrections are given below.

本実施例の装置は、まず、材料10内の領域のうち、最初に高さ測定が行われる領域を、材料ステージ14により、電子ビーム1の直下に移動させ、その領域の高さ位置を、上記高さ検出器によって測定する。
この時点では、その領域への描画は、まだ開始されない。即ち、この時点では、電子ビーム1が、ブランカー15(図24を参照)によって遮断されている。
In the apparatus of this embodiment, first, of the regions in the material 10, the region whose height is to be measured first is moved by the material stage 14 directly below the electron beam 1, and the height position of that region is Measured by the height detector described above.
At this point, drawing to that region has not yet started. At this point, the electron beam 1 is blocked by the blanker 15 (see FIG. 24).

本実施例の装置は、次に、上記領域(最初に高さ測定が行われる領域)における上記軸上デフォーカスを補正する。本実施例の装置は、そのため、(142)または(143)式により、上記領域におけるI0A0(x,y)を更新し、それを対物レンズ9に入力する。この時点でも、上記領域への描画は、まだ開始されない。
0A0’(x,y)=I0A0(x,y)+(dzA/dIA)Δz(x,y
=I0A0(x,y)+ID0(x,y) (142)
0A0’(x,y)=I0A0(x,y)+(dzB/dIB)Δz(x,y
=I0A0(x,y)+ID0(x,y) (143)
(142)および(143)式において、I0A0(x,y)は、材料内座標(x,y)におけるフォーカス補正電流I0A0を表す。材料内座標(x,y)は、材料10内の領域の座標であって、高さ測定が行われる領域の座標を表す。I0A0’(x,y)は、材料内座標(x,y)における上記軸上デフォーカスを零とすべく更新されるI0A0(x,y)を表す。本実施例の装置は、そうして更新される前のI0A0(x,y)を、上記基準点におけるI0A0に一致させておく。ここで、上記基準点におけるI0A0とは、(140)式が成立するまで(138)式によって更新されたI0A0、あるいは、(141)式が成立するまで(139)式によって更新されたI0A0である。Δz(x,y)は、材料内座標(x,y)における材料10の高さ位置の、上記基準点の高さ位置からの差を、表す。
The apparatus of this embodiment then corrects for the axial defocus in the region (where the height measurement is first made). Therefore, the apparatus of the present embodiment updates I 0A0 (x w , y w ) in the above region according to equation (142) or (143) and inputs it to the objective lens 9 . Even at this point, drawing to the area has not yet started.
I 0A0 ′(x w ,y w )=I 0A0 (x w ,y w )+(d zA /d IA )Δz(x w ,y w )
= I0A0 ( xw , yw )+ ID0 ( xw , yw ) (142)
I 0A0 ′(x w ,y w )=I 0A0 (x w ,y w )+(d zB /d IB )Δz(x w ,y w )
= I0A0 ( xw , yw )+ ID0 ( xw , yw ) (143)
In equations (142) and (143), I 0A0 (x w , y w ) represents the focus correction current I 0A0 at the in-material coordinates (x w , y w ). In-material coordinates (x w , y w ) represent the coordinates of the area within material 10 where the height measurement is taken. I 0A0 ′(x w , y w ) represents I 0A0 (x w , y w ) updated to zero the axial defocus at in-material coordinates (x w , y w ). The apparatus of this embodiment matches I 0A0 (x w , y w ) before being updated with I 0A0 at the reference point. Here, I 0A0 at the reference point means I 0A0 updated by the formula (138) until the formula (140) holds, or I 0A0 updated by the formula (139) until the formula (141) holds. 0A0 . Δz(x w , y w ) represents the difference of the height position of the material 10 at the in-material coordinates (x w , y w ) from the height position of the reference point.

(142)および(143)式中のID0(x,y)は、それぞれ、(144)および(145)式で与えられる。(142)~(145)式中のID0(x,y)は、フォーカス補正電流の変化量に換算されたΔz(x,y)を、表す。(ID0(x,y)は、Δz(x,y)の測定値を表しもする。)
D0(x,y)=(dzA/dIA)Δz(x,y) (144)
D0(x,y)=(dzB/dIB)Δz(x,y) (145)
従って、(142)および(143)式は、本実施例の装置が、フォーカス補正電流の変化量に換算されたΔz(x,y)をI0A0(x,y)に加算し、そうすることによってI0A0(x,y)を更新(即ち、I0A0’(x,y)を決定)することを、示している。
I D0 (x w , y w ) in equations (142) and (143) are given by equations (144) and (145), respectively. I D0 (x w , y w ) in equations (142) to (145) represents Δz(x w , y w ) converted into the amount of change in the focus correction current. (I D0 (x w , y w ) also represents the measurement of Δz(x w , y w ).)
I D0 ( xw , yw)=(dzA / dIA ) Δz( xw , yw ) (144)
I D0 ( xw , yw)=(dzB / dIB ) Δz( xw , yw ) (145)
Therefore, equations (142) and (143) show that the apparatus of this embodiment adds Δz(x w , y w ) converted to the amount of change in the focus correction current to I 0A0 (x w , y w ). , thereby updating I 0A0 (x w ,y w ) (ie determining I 0A0 ′(x w ,y w )).

ただし、上記過程においては、材料10内の高低差は十分に小さい(即ち、|Δz(x,y)|は十分に小さい)と仮定する。その仮定下では、フォーカス補正電流に起因するデフォーカスの、フォーカス補正電流に対する非線形性および非再現性が、無視できる。即ち、その非線形性および非再現性に起因する、上記軸上デフォーカスの補正残差が、無視できる。その非線形性および非再現性には、対物レンズ9のレンズ強度の、対物レンズ9の励磁電流に対する非線形性と、対物レンズ9の磁性材料の磁気ヒステリシスとが、関わる。 However, the above process assumes that the height difference in material 10 is sufficiently small (ie, |Δz(x w , y w )| is sufficiently small). Under that assumption, the nonlinearity and non-reproducibility of the defocus due to the focus correction current with respect to the focus correction current can be neglected. That is, the correction residual of the axial defocus due to its nonlinearity and non-reproducibility can be ignored. The nonlinearity and non-reproducibility involve the nonlinearity of the lens strength of the objective lens 9 with respect to the excitation current of the objective lens 9 and the magnetic hysteresis of the magnetic material of the objective lens 9 .

本実施例の装置は、次に、上記領域における、偏向電圧への加算値を、決定する。その加算値は、上記領域の高さ位置の、ナイフエッジ20の高さ位置からの差と、先述の微分係数(即ち、上記偏向フィールドの寸法誤差および回転の補正値の、高さ位置zに関する微分係数)とから、決定される。
上記加算値は、偏向座標(対物偏向器13の偏向フィールド内の座標)に応じて決定される。より具体的には、上記加算値は、偏向座標の一次関数に従って決定される(例えば、特開平01-077937号公報を参照)。
The apparatus of the present embodiment then determines the addition value to the deflection voltage in the region. The added value is the difference of the height position of the region from the height position of the knife edge 20 and the above-mentioned differential coefficient (that is, the correction value of the dimensional error and rotation of the deflection field with respect to the height position z is determined from the differential coefficient).
The added value is determined according to the deflection coordinates (coordinates within the deflection field of the objective deflector 13). More specifically, the added value is determined according to a linear function of the deflection coordinates (see, for example, JP-A-01-077937).

本実施例の装置は、次に、上記領域(最初に高さ測定が行われる領域)への描画を開始する。本実施例の装置は、その描画の間、偏向電圧に、上記加算値を、偏向座標毎に加算する。
そうすれば、上記領域における、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転が、補正される。即ち、これらが補正された状態で、上記領域への描画が進行する。
The apparatus of the present embodiment then begins drawing in the above area (the area where height measurements are first made). The apparatus of this embodiment adds the above-mentioned added value to the deflection voltage for each deflection coordinate during the drawing.
Dimensional errors and rotations of the deflection field of the objective deflector 13 in this region are then corrected. That is, drawing in the above area proceeds with these corrected.

本実施例の装置は、以降、上記と同様の描画、測定、および補正を、材料10内の残りの領域に対して実施する。
そうすれば、本実施例の装置の生む軸上デフォーカスと、対物偏向器13の偏向フィールドの寸法誤差および回転とが、材料10内の領域毎(より具体的には、対物偏向器13の偏向フィールド毎)に補正されつつ、材料10への描画が進行する。
ただし、もし材料10内に高低差が無ければ、Δz(x,y)は零となり、従って、(142)または(143)式によるI0A0(x,y)の更新は不要となる。
The apparatus of this embodiment then performs the same writing, measuring, and correcting operations on the remaining regions within the material 10 as described above.
By doing so, the axial defocus produced by the apparatus of this embodiment and the dimensional error and rotation of the deflection field of the objective deflector 13 are adjusted for each region in the material 10 (more specifically, the Writing on the material 10 progresses while being corrected for each deflection field.
However, if there is no height difference in the material 10, Δz( xw , yw ) will be zero, so updating I0A0 ( xw , yw ) according to equations (142) or (143) is unnecessary. Become.

以上の説明では、材料10内の高低差は十分に小さい(即ち、|Δz(x,y)|は十分に小さい)と仮定したが、もし材料10内の高低差が大きければ、上記軸上デフォーカスの補正残差が無視できなくなることがありうる。これは、|Δz(x,y)|が大きければ、フォーカス補正電流に起因するデフォーカスの、フォーカス補正電流に対する非線形性および非再現性が、無視できなくなりうることによる。
上記のことが問題となる場合には、材料10上で生じうる|Δz(x,y)|の最大値を小さくすればよい。そうすれば、上記非線形性および非再現性の顕在化が抑制される。
そうするには、まず、材料10への描画の開始前に、材料10を複数の部分に適宜分割し、それら部分の各々に基準点を設け、次に、各基準点の高さを測定し、各基準点に対して目標値DA0TまたはDB0Tを決定すればよい。そして、材料10への描画の開始後に、上記部分毎に(138)または(139)式によってI0A0を更新するとともに、上記部分の各々の範囲内でΔz(x,y)を定義すればよい。
In the above description, it was assumed that the height difference within the material 10 is sufficiently small (that is, |Δz(x w , y w )| is sufficiently small). It is possible that the correction residual for axial defocus cannot be ignored. This is because if |Δz(x w , y w )| is large, the non-linearity and non-reproducibility of the defocus caused by the focus correction current with respect to the focus correction current cannot be ignored.
If the above becomes a problem, the maximum value of |Δz(x w , y w )| that can occur on the material 10 should be reduced. By doing so, manifestation of the non-linearity and non-reproducibility is suppressed.
To do so, the material 10 is first appropriately divided into portions, each of which has a reference point, and then the height of each reference point is measured before the material 10 is drawn. , a target value D-- A0T or D-- B0T for each reference point. Then, after starting drawing on the material 10, update I0A0 by equation (138) or (139) for each of the above portions, and define Δz(x w , y w ) within each of the above portions. Just do it.

(実施例10)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(スポット電子ビーム描画装置)を、実施例10として、以下に説明する。その説明のため、本実施例の装置(スポット電子ビーム描画装置)の光学系の構成を、図22に示す。
(Example 10)
Still another embodiment (spot electron beam drawing apparatus) of the charged particle beam apparatus of the present invention will be described below as the tenth embodiment. For the sake of explanation, FIG. 22 shows the configuration of the optical system of the device (spot electron beam drawing device) of this embodiment.

本実施例の装置は、実施例1~実施例9の装置(可変成形電子ビーム描画装置)と構成を同じくする。ただし、本実施例では、電子ビーム1を、可変成形ビームではなく、スポットビームとする。 The apparatus of this embodiment has the same configuration as the apparatus of the first to ninth embodiments (variably shaped electron beam writing apparatus). However, in this embodiment, the electron beam 1 is a spot beam instead of a variable shaped beam.

本実施例の装置において電子ビーム1をスポットビームにするには、簡単には、照射レンズ2、成形レンズ6、縮小レンズ8、および対物レンズ9の励磁電流を適宜調整することで、図22に示すように、光源の像16を、縮小レンズ8と対物レンズ9の間に結ぶとともに、光源の像19を、材料10(およびナイフエッジ20)の高さ位置に結べばよい。
その際には、第1の成形開口板3、第2の成形開口板7、および成形偏向器12(図24を参照)は、いずれも不要であるが、これら光学系構成要素のうち、第1の成形開口板3または第2の成形開口板7は、明るさ絞りとして有効利用できる。このことから、本実施例においては、これらの開口板の開口の形状は、円形としてよい。(一般には、これら開口板の開口の形状は、矩形である。)
In order to convert the electron beam 1 into a spot beam in the apparatus of this embodiment, simply adjust the excitation currents of the irradiation lens 2, shaping lens 6, reduction lens 8, and objective lens 9, as shown in FIG. As shown, a light source image 16 may be focused between reduction lens 8 and objective lens 9, and a light source image 19 may be focused at the height of material 10 (and knife edge 20).
In this case, none of the first shaping aperture plate 3, the second shaping aperture plate 7, and the shaping deflector 12 (see FIG. 24) are necessary. The first shaping aperture plate 3 or the second shaping aperture plate 7 can be effectively used as an aperture stop. Therefore, in this embodiment, the shape of the openings of these aperture plates may be circular. (Generally, the shape of the apertures in these aperture plates is rectangular.)

本実施例の装置は、基本的に、実施例1~実施例9の装置と動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。電子ビーム1のぼけの測定は、ナイフエッジ法による。
ただし、本実施例では、ナイフエッジ20(または、ナイフエッジ20および20’)が、可変成形ビームとしての電子ビーム1によってではなく、スポットビームとしての電子ビーム1によって走査される。
The apparatus of this embodiment basically operates in the same way as the apparatuses of the first to ninth embodiments. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. The blurring of the electron beam 1 is measured by the knife edge method.
However, in this embodiment knife edge 20 (or knife edges 20 and 20') is scanned by electron beam 1 as a spot beam rather than by electron beam 1 as a variable shaped beam.

(実施例11)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(走査型電子顕微鏡)を、実施例11として、以下に説明する。
(Example 11)
Still another embodiment (scanning electron microscope) of the charged particle beam device of the present invention will be described below as an eleventh embodiment.

本実施例の装置(走査型電子顕微鏡)は、基本的に、実施例10の装置(スポット電子ビーム描画装置)と構成を同じくする。ただし、本実施例では、材料ステージ14(図22を参照)に、材料10ではなく、観察試料(図示せず)が載置される。 The apparatus (scanning electron microscope) of this embodiment basically has the same configuration as the apparatus (spot electron beam drawing apparatus) of the tenth embodiment. However, in this embodiment, an observation sample (not shown) is placed on the material stage 14 (see FIG. 22) instead of the material 10 .

本実施例の装置には、二次電子検出器(図示せず)または透過電子検出器(図示せず)が設けられる。これら検出器のうち、二次電子検出器は、上記観察試料よりも上方(電子ビーム1の上流側)に設けられる。一方、透過電子検出器は、上記観察試料よりも下方(電子ビーム1の下流側)に設けられる。 The apparatus of this embodiment is provided with a secondary electron detector (not shown) or a transmission electron detector (not shown). Among these detectors, the secondary electron detector is provided above the observation sample (on the upstream side of the electron beam 1). On the other hand, the transmission electron detector is provided below the observation sample (on the downstream side of the electron beam 1).

本実施例の装置は、基本的に、実施例10の装置と動作を同じくする。即ち、本実施例の装置も、自身の生む軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差を測定し、そして補正する。これら収差の測定および補正は、いずれも、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。光源の像19は、材料10の高さ位置に結ばれる。 The device of this embodiment basically operates in the same way as the device of the tenth embodiment. That is, the apparatus of this embodiment also measures and corrects its own axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection curvature of field aberration, and deflection 2-fold astigmatism. Both the measurement and correction of these aberrations are based on the curve of the blurring of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatism voltage. An image 19 of the light source is formed at the height of the material 10 .

本実施例の装置は、しかし、電子ビーム1を、材料10に対する描画にではなく、上記観察試料の観察に用いる。本実施例の装置は、その目的のため、電子ビーム1により、上記観察試料を走査する。
より具体的には、本実施例の装置は、走査型電子顕微鏡として動作する。さらに具体的には、本実施例の装置は、上記観察試料の走査の際に上記観察試料から生じる二次電子が、上記二次電子検出器によって検出されるならば、走査型電子顕微鏡(SEM)として動作する。本実施例の装置は、あるいは、その際に上記観察試料を透過する透過電子が、上記透過電子検出器によって検出されるならば、走査透過型電子顕微鏡(STEM)として動作する。
The apparatus of this embodiment, however, uses the electron beam 1 not for writing on the material 10, but for observing the observation sample. For this purpose, the apparatus of this embodiment scans the observation sample with the electron beam 1 .
More specifically, the apparatus of this embodiment operates as a scanning electron microscope. More specifically, the apparatus of this embodiment is a scanning electron microscope (SEM) if secondary electrons generated from the observation sample during scanning of the observation sample are detected by the secondary electron detector. ). Alternatively, the apparatus of this embodiment operates as a scanning transmission electron microscope (STEM) if the transmitted electrons transmitted through the observation sample at that time are detected by the transmission electron detector.

本実施例の装置は、電子ビーム1のぼけの測定を、ナイフエッジ法によるか、または、別の手法による。 The apparatus of this embodiment measures the blurring of the electron beam 1 by the knife-edge method or by another method.

ここで、別の手法とは、具体的には、上記観察試料の走査によって得られる電子像(走査電子像)の画像解析(二次元フーリエ解析、例えば、特開平9-82257号公報、および特開平10-106469号公報を参照)、または、上記観察試料の走査によって得られる電子信号の信号解析(例えば、特開平7-153407号公報を参照)である。 Here, the other technique specifically refers to image analysis (two-dimensional Fourier analysis) of an electron image (scanning electron image) obtained by scanning the observation sample. Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-106469), or signal analysis of electronic signals obtained by scanning the observation sample (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-153407, for example).

電子ビーム1のぼけの測定をこのような手法によれば、ナイフエッジの類(具体的には、ナイフエッジ20、ナイフエッジ20’、あるいは電子反射体)は不要となる。さらには、高さ検出器(実施例9を参照)の類も不要となる。(実施例9においては、電子ビーム1によって材料10が走査される際に、電子像および電子信号のいずれも取得されず、従って、材料10の高さ位置の測定に、先述の高さ検出器が必要となった。) Such a technique for measuring the blurring of the electron beam 1 eliminates the need for knife-edges (specifically knife-edge 20, knife-edge 20', or electron reflectors). Furthermore, a height detector (see Example 9) of the kind is also unnecessary. (In Example 9, neither an electronic image nor an electronic signal is acquired when the material 10 is scanned by the electron beam 1, so the height position of the material 10 is measured using the height detector described above. was required.)

上記2つの手法は、原理的に、直交2方向のぼけの大きさを測定可能とする。より詳細には、上記画像解析においては、上記電子像に表れるぼけの、任意の直交2方向の大きさが、フーリエ空間上で、その直交2方向の波数の小ささとして、互いに独立に評価できる。上記信号解析においては、上記観察試料を、任意の直交2方向の各々に沿って走査すれば、そうして得られる2つの電子信号から、上記観察試料上のぼけの、その直交2方向の大きさが、互いに独立に評価できる。 In principle, the above two methods make it possible to measure the magnitude of blur in two orthogonal directions. More specifically, in the image analysis, the magnitude of the blur appearing in the electronic image in two arbitrary orthogonal directions can be evaluated independently of each other as the smallness of the wave numbers in the two orthogonal directions in Fourier space. . In the signal analysis, if the observation specimen is scanned along each of two arbitrary orthogonal directions, the two electron signals thus obtained can be used to determine the magnitude of the blur on the observation specimen in the two orthogonal directions. can be evaluated independently of each other.

従って、上記2つの手法は、上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差の、いずれの測定および補正にも、応用できる。即ち、2回非点補正電圧を増減しながら上記電子像を取得し、そうして得られる上記電子像に対して上記画像解析を適用するか、または、2回非点補正電圧を増減しながら上記電子信号を取得し、そうして得られる上記電子信号に対して上記信号解析を適用するかすれば、2回非点補正電圧に対する電子ビーム1の直交2方向(または単一の方向)のぼけの曲線が取得できる。
そうして取得された曲線に基づいて上記軸上デフォーカス、軸上2回非点収差、偏向像面湾曲収差、および偏向2回非点収差が測定され、そして補正されることは、電子ビーム1のぼけを測定する手段の違い(上記観察試料の走査によって得られる電子像または電子信号の解析か、あるいは、ナイフエッジ20の走査によって得られるファラデーカップ吸収電流信号の解析か)を除けば、実施例1~実施例10において同じ収差が測定され、そして補正されることに、同じである。
Therefore, the above two techniques can be applied to the measurement and correction of any of the axial defocus, axial 2-fold astigmatism, deflection field curvature aberration, and deflection 2-fold astigmatism. That is, the electron image is acquired while increasing and decreasing the astigmatism correction voltage twice, and the image analysis is applied to the electron image thus obtained, or the image analysis is performed while increasing and decreasing the astigmatism correction voltage twice. By obtaining the electronic signal and applying the signal analysis to the electronic signal thus obtained, the blurring of the electron beam 1 in two orthogonal directions (or in a single direction) with respect to the two-fold astigmatism correction voltage curve can be obtained.
Based on the curves thus obtained, the axial defocus, the axial two-fold astigmatism, the deflection field curvature aberration, and the deflection two-fold astigmatism are measured and corrected. Except for the difference in means for measuring the blur of 1 (analysis of the electronic image or electronic signal obtained by scanning the observation sample, or analysis of the Faraday cup absorption current signal obtained by scanning the knife edge 20), It is the same that the same aberrations are measured and corrected in Examples 1-10.

(実施例12)
本発明の荷電粒子ビーム装置のさらに別の実施例(透過型電子顕微鏡)を、実施例12として、以下に説明する。
(Example 12)
Still another embodiment (transmission electron microscope) of the charged particle beam apparatus of the present invention will be described as embodiment 12 below.

本実施例の装置(透過型電子顕微鏡)の光学系の構成を、図23に示す。図23では、対物レンズ9よりも電子ビーム1の上流側の光学系構成要素が省略されている。 FIG. 23 shows the configuration of the optical system of the apparatus (transmission electron microscope) of this example. In FIG. 23, optical system components on the upstream side of the electron beam 1 from the objective lens 9 are omitted.

本実施例の装置は、実施例11の装置(走査型電子顕微鏡)と、構成を部分的に同じくする。より具体的には、本実施例の装置は、実施例11の装置と、観察試料33よりも電子ビーム1の上流側の光学系の構成を同じくする。
本実施例の装置は、しかし、実施例11の装置とは異なり、観察試料33の下方(電子ビーム1の下流側)に光学系構成要素を備える。より具体的には、本実施例の装置は、図23に示すように、観察試料33の下方に、拡大光学系34および透過電子像検出器35を備える。ここで、観察試料33は、薄膜状の試料である。拡大光学系34は、図23から分かるように、対物レンズ9’と、拡大レンズ36および37とからなる。
本実施例の装置には、ナイフエッジの類(具体的には、ナイフエッジ20、ナイフエッジ20’、あるいは電子反射体)も、その走査に用いられる偏向器の類(具体的には、対物偏向器13)も、備えられない。本実施例の装置には、また、高さ検出器(実施例9を参照)の類も備えられない。
The apparatus of the present embodiment has partially the same configuration as the apparatus (scanning electron microscope) of the eleventh embodiment. More specifically, the apparatus of the present embodiment has the same configuration as that of the apparatus of the eleventh embodiment in the configuration of the optical system on the upstream side of the electron beam 1 from the specimen 33 to be observed.
However, unlike the apparatus of the eleventh embodiment, the apparatus of this embodiment includes optical system components below the observation sample 33 (on the downstream side of the electron beam 1). More specifically, the apparatus of this embodiment includes a magnifying optical system 34 and a transmission electron image detector 35 below the observation sample 33, as shown in FIG. Here, the observation sample 33 is a thin film sample. The magnifying optical system 34 consists of an objective lens 9' and magnifying lenses 36 and 37, as can be seen from FIG.
The apparatus of this embodiment includes a kind of knife edge (specifically, knife edge 20, knife edge 20', or an electron reflector) and a kind of deflector used for scanning (specifically, an objective lens). A deflector 13) is also not provided. The apparatus of this example is also not equipped with any kind of height detector (see Example 9).

拡大光学系34には、透過電子像検出器35上に形成される像(透過電子像)を明視野像または暗視野像とするための絞りとして、対物絞り38が設けられる。以降では、その像は明視野像とする。
対物絞り38の高さ位置は、透過電子像検出器35と光学的に共役でない高さ位置とする。より具体的には、対物絞り38の高さ位置は、対物レンズ9’の後方焦点面の高さ位置とするか、または、その焦点面よりも電子ビーム1の下流側で、その焦点面の高さ位置と光学的に共役な高さ位置とする。図23の光学系では、対物絞り38の高さ位置は、対物レンズ9’の後方焦点面の高さ位置としてある。
The magnifying optical system 34 is provided with an objective diaphragm 38 as a diaphragm for converting the image (transmission electron image) formed on the transmission electron image detector 35 into a bright field image or a dark field image. Henceforth, the image is called a bright-field image.
The height position of the objective diaphragm 38 is set to a height position that is not optically conjugate with the transmission electron image detector 35 . More specifically, the height position of the objective diaphragm 38 is the height position of the back focal plane of the objective lens 9', or the downstream side of the electron beam 1 from the focal plane. The height position is optically conjugate with the height position. In the optical system of FIG. 23, the height position of the objective diaphragm 38 is the height position of the back focal plane of the objective lens 9'.

拡大光学系34には、さらに、2回非点補正器30が設けられる。2回非点補正器30は、図23においては磁界型多極子(例えば8極子)であるが、これを静電型多極子としてもよい。
2回非点補正器30の高さ位置は、対物絞り38と同じ高さ位置(または、その付近)とするか、または、対物絞り38よりも電子ビーム1の下流側で、対物絞り38の高さ位置と光学的に共役な高さ位置とする。図23の光学系では、2回非点補正器30の高さ位置は、対物絞り38よりも電子ビーム1の下流側で、対物絞り38の高さ位置と光学的に共役な高さ位置としてある。
2回非点補正器30は、非点補正器制御部31に接続されている。非点補正器制御部31は、中央制御部28(図23には示さず)に接続されている。
The enlarging optical system 34 is further provided with a two-fold astigmatism corrector 30 . Although the two-fold astigmatism corrector 30 is a magnetic multipole element (for example, an octopole element) in FIG. 23, it may be an electrostatic multipole element.
The height position of the two-fold stigmator 30 is set at the same height as (or near) the objective aperture 38, or at the downstream side of the electron beam 1 from the objective aperture 38. The height position is optically conjugate with the height position. In the optical system of FIG. 23, the height position of the two-fold stigmator 30 is downstream of the electron beam 1 from the objective aperture 38 and optically conjugate with the height position of the objective aperture 38. be.
The two-fold stigmator 30 is connected to the stigmator controller 31 . The stigmator controller 31 is connected to the central controller 28 (not shown in FIG. 23).

補足すれば、2回非点補正器30の高さ位置を、上記高さ位置(即ち、対物絞り38と同じ高さ位置、または、その高さ位置と光学的に共役な高さ位置)とするのは、2回非点補正器30による2回非点収差の発生とともに副次的に発生する歪収差を小さくするためである。その歪収差は、観察試料の像39(透過電子像)内の座標に依存する。
上記歪収差は、2回非点補正器30の高さ位置における、電子ビーム1に含まれる各主光線の、電子ビーム1の中心軸からの位置ずれに、原因する。これには、その各主光線周りの磁場分布が関わる。2回非点補正器30の高さ位置を上記高さ位置とすれば、電子ビーム1に含まれる全ての主光線が、2回非点補正器30の高さ位置において一点に交わり、従って、その位置ずれが最小になるとともに、上記歪収差も最小となる。
Supplementally, the height position of the two-fold stigmator 30 is the height position described above (that is, the same height position as the objective diaphragm 38, or a height position optically conjugate with that height position). The reason for this is to reduce the distortion aberration that is secondary to the generation of two-fold astigmatism by the two-fold astigmatism corrector 30 . The distortion aberration depends on the coordinates in the image 39 (transmission electron image) of the observation sample.
The above-mentioned distortion aberration is caused by positional deviation of each principal ray included in the electron beam 1 from the central axis of the electron beam 1 at the height position of the two-fold astigmatism corrector 30 . This involves the magnetic field distribution around each of its chief rays. Assuming that the height position of the two-fold stigmator 30 is the above height position, all principal rays contained in the electron beam 1 intersect at one point at the height position of the two-fold stigmator 30. Therefore, The positional deviation is minimized, and the distortion aberration is also minimized.

本実施例の装置は、上記構成のもとで、透過型電子顕微鏡(TEM)として動作する。その動作は、以下の通りである。 The apparatus of this embodiment operates as a transmission electron microscope (TEM) under the above configuration. Its operation is as follows.

本実施例の装置は、まず、電子ビーム1により、観察試料33を照射する。ここで、本実施例の装置は、観察試料33に、平行ビームとしての電子ビーム1を当てるべく、光源の像19の高さ位置を、対物レンズ9の物側焦点面の高さ位置に一致させる。
本実施例の装置は、次に、観察試料33を透過した電子ビーム1を、拡大光学系34により、透過電子像検出器35まで伝送する。ここで、拡大光学系34は、観察試料の像39を、透過電子像検出器35(像面)上に結ぶ。
本実施例の装置は、そして、透過電子像検出器35により、観察試料の像39を、電子画像(電子データ)として取得する。
本実施例の装置は、さらに、透過電子像検出器35上のデフォーカスと2回非点収差を測定および補正する。これは、観察試料の像39の鮮明化のためである。
ここで、透過電子像検出器35上のデフォーカスおよび2回非点収差は、本実施例の装置の生む軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差であり、いずれも、観察試料33から透過電子像検出器35までの間で発生する。(補足すれば、本実施例の装置は、観察試料33の観察中に、電子ビーム1を偏向しない。そのため、本実施例の装置は、偏向像面湾曲収差および偏向2回非点補正収差のいずれも生まない。)
The apparatus of this embodiment first irradiates the observation sample 33 with the electron beam 1 . Here, in the apparatus of this embodiment, the height position of the image 19 of the light source is matched with the height position of the object-side focal plane of the objective lens 9 in order to irradiate the observation sample 33 with the electron beam 1 as a parallel beam. Let
In the apparatus of this embodiment, the electron beam 1 transmitted through the observation sample 33 is then transmitted to the transmission electron image detector 35 by the magnifying optical system 34 . Here, the magnifying optical system 34 forms an image 39 of the observation sample on the transmission electron image detector 35 (image plane).
In the apparatus of this embodiment, the transmission electron image detector 35 acquires an image 39 of the observed sample as an electronic image (electronic data).
The apparatus of this embodiment also measures and corrects defocus and two-fold astigmatism on the transmission electron image detector 35 . This is for sharpening the image 39 of the observation sample.
Here, the defocus and 2-fold astigmatism on the transmission electron image detector 35 are the axial defocus and 2-fold astigmatism produced by the apparatus of the present embodiment. It occurs up to the transmission electron image detector 35 . (Supplementally, the apparatus of this embodiment does not deflect the electron beam 1 during observation of the observation sample 33. Therefore, the apparatus of this embodiment is capable of correcting deflection curvature of field and deflection two-fold astigmatism. neither will occur.)

上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差の測定は、2回非点補正電流に対する電子ビーム1のぼけの曲線に基づく。ただし、本実施例の装置は、それら曲線を、観察試料の像39から取得する。本実施例の装置は、その目的のため、2回非点補正電流を増減しながら透過電子像検出器35によって観察試料の像39を取得し、そうして取得された観察試料の像39に対し、先述の画像解析(実施例11を参照)を適用する。 The above axial defocus and axial two-fold astigmatism measurements are based on the blur curve of the electron beam 1 versus the two-fold astigmatic current. However, the apparatus of this embodiment acquires these curves from the image 39 of the observation sample. For this purpose, the apparatus of this embodiment obtains an image 39 of the observation specimen by means of the transmission electron image detector 35 while increasing and decreasing the astigmatism correction current twice. In contrast, the aforementioned image analysis (see Example 11) is applied.

上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差の補正は、それぞれ、拡大レンズ37(または拡大レンズ36)および2回非点補正器30による。即ち、本実施例では、フォーカス補正電流および2回非点補正電流が、それぞれ、拡大レンズ37(または拡大レンズ36)および2回非点補正器30に入力される。 The axial defocus and the axial two-fold astigmatism are corrected by the magnifying lens 37 (or the magnifying lens 36) and the two-fold astigmatism corrector 30, respectively. That is, in this embodiment, the focus correction current and the two-fold astigmatism correction current are input to the magnifying lens 37 (or the magnifying lens 36) and the two-fold stigmator 30, respectively.

上述の要領によって上記軸上デフォーカスおよび軸上2回非点収差が測定され、そして補正されることは、電子像の取得の際に増減される補正信号の違い(2回非点補正電流か、あるいは2回非点補正電圧か)、取得される電子像の違い(透過電子像か、あるいは走査電子像か)、および、これら収差の補正手段の違い(拡大レンズ37と2回非点補正器30か、あるいは、対物レンズ9と対物偏向器13か)を除けば、実施例11において同じ収差が先述の画像解析によって測定され、そして補正されることに、同じである。 The above-described axial defocus and axial two-fold astigmatism are measured and corrected in the manner described above, because the difference in the correction signal (either the two-fold astigmatism correction current or the , or two-time astigmatism correction voltage), the difference in the acquired electron image (transmission electron image or scanning electron image), and the difference in means for correcting these aberrations (magnifying lens 37 and two-time astigmatism correction 30, or objective lens 9 and objective deflector 13), the same aberrations are measured and corrected by the image analysis described above in Example 11.

本発明は、上述した各実施例の構成を採りうるだけでなく、請求の範囲に規定された範囲内の任意の構成を採りうる。例えば、実施例1~実施例12において、電子ビーム1をイオンビーム(図示せず)に置き換えてもよい。ただしその際には、電子ビーム1を発生する電子銃(図示せず)が、所望のイオンビームを発生するイオンビーム源(図示せず)に置き換えられる。 The present invention can adopt not only the configuration of each embodiment described above, but also any configuration within the scope defined in the claims. For example, in Examples 1 to 12, the electron beam 1 may be replaced with an ion beam (not shown). However, in that case, an electron gun (not shown) for generating the electron beam 1 is replaced with an ion beam source (not shown) for generating a desired ion beam.

1 電子ビーム、2 照射レンズ、3 第1の成形開口板、4 光源、5,16,19 光源の像、6 成形レンズ、7 第2の成形開口板、8 縮小レンズ、9,9’ 対物レンズ、10 材料、11 投影図形、12 成形偏向器、13 対物偏向器、14 材料ステージ、15 ブランカー、17 ブランキング開口板、20,20’ ナイフエッジ、21 ファラデーカップ、24 レンズ制御部、25 対物偏向器制御部、26 材料ステージ制御部、27 ファラデーカップ吸収電流信号処理部、28 中央制御部、29 記憶部、30 2回非点補正器、31 非点補正器制御部、33 観察試料、34 拡大光学系、35 透過電子像検出器、36,37 拡大レンズ、38 対物絞り、39 観察試料の像、50 第0の2回非点発生電圧、51 第1の2回非点発生電圧、52 第2の2回非点発生電圧 1 electron beam, 2 irradiation lens, 3 first shaping aperture plate, 4 light source, 5, 16, 19 image of light source, 6 shaping lens, 7 second shaping aperture plate, 8 reduction lens, 9, 9' objective lens , 10 material, 11 projected figure, 12 shaping deflector, 13 objective deflector, 14 material stage, 15 blanker, 17 blanking aperture plate, 20, 20' knife edge, 21 Faraday cup, 24 lens control section, 25 objective deflection instrument control unit 26 material stage control unit 27 Faraday cup absorption current signal processing unit 28 central control unit 29 storage unit 30 two-time stigmator 31 stigmator control unit 33 observation sample 34 enlargement optical system 35 transmission electron image detector 36, 37 magnifying lens 38 objective diaphragm 39 image of observation sample 50 0th double astigmatic voltage 51 first double astigmatic voltage 52 th 2 double astigmatic voltage

Claims (11)

荷電粒子ビームを生成する光源と、前記荷電粒子ビームに対する光学系と、前記荷電粒子ビームに対するぼけ測定手段とを備え、
前記光学系は、前記荷電粒子ビームによって照射される被照射面に前記荷電粒子ビームを伝送する少なくとも1段のレンズを備え、
前記光学系は、前記光源の像か、前記光学系内に配置され、前記荷電粒子ビームによって照射される開口板の開口の透過像か、または、前記光学系内に配置され、前記荷電粒子ビームによって照射される薄膜の透過像かを、前記少なくとも1段のレンズによって前記被照射面上に結び、
前記光学系は、さらに、前記被照射面の高さ位置に現れるデフォーカスを補正するフォーカス補正手段と、前記被照射面の高さ位置に現れる2回非点収差を補正する2回非点補正手段とを備え、
前記フォーカス補正手段は、前記デフォーカスを補正するための信号をフォーカス補正信号として与えられ、前記フォーカス補正信号に応じて前記デフォーカスを変化させ、
前記2回非点補正手段は、前記2回非点収差を補正するための信号を2回非点補正信号として与えられ、前記2回非点補正信号に応じて前記2回非点収差を変化させ、
前記ぼけ測定手段は、前記被照射面の高さ位置に現れる、前記荷電粒子ビームのぼけであって、前記デフォーカスおよび前記2回非点収差次第で大きさを変えるぼけを、測定する、
ように構成された荷電粒子ビーム装置であって、
前記2回非点補正信号の強度を増減しながら、前記ぼけ測定手段により、前記ぼけの大きさを、前記被照射面内の互いに直交する2方向の各々に沿って測定し、前記ぼけの前記2方向のうちの1方向の大きさを最小とする前記2回非点補正信号の強度と、前記ぼけの前記2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする前記2回非点補正信号の強度との差を、第一の差として決定し、前記第一の差により、前記デフォーカスを表すという、第一の方法か、
前記2回非点補正信号の強度を増減しながら、前記ぼけ測定手段により、前記ぼけの大きさを、前記被照射面内の互いに直交する2方向の各々に沿って測定し、前記ぼけの前記2方向のうちの1方向の大きさを最小とする前記2回非点補正信号の強度と、前記ぼけの前記2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする前記2回非点補正信号の強度との平均を、第一の平均として決定し、前記ぼけの前記2方向のうちのいずれか1方向の大きさを最小とする前記2回非点補正信号の強度と、前記第一の平均との差を、第二の差として決定し、前記第二の差により、前記デフォーカスを表すという、第二の方法か、
あるいは、前記2回非点補正信号の強度を増減しながら、前記ぼけ測定手段により、前記ぼけの大きさを、前記被照射面内の単一の方向に沿って測定し、前記ぼけの前記単一の方向の大きさを最小とする前記2回非点補正信号の強度と、前記2回非点補正信号の強度を増減しながら前記ぼけの大きさを前記単一の方向に沿って測定する前における前記2回非点補正信号の強度との差を、第三の差として決定し、前記第三の差により、前記デフォーカスを表すという、第三の方法により、前記デフォーカスを取得する
ように構成されたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
a light source for generating a charged particle beam, an optical system for the charged particle beam, and blur measurement means for the charged particle beam;
The optical system comprises at least one stage lens for transmitting the charged particle beam to a surface to be irradiated by the charged particle beam,
The optical system may be an image of the light source, a transmitted image of an aperture in an aperture plate arranged in the optical system and illuminated by the charged particle beam, or an image of the aperture plate arranged in the optical system and illuminated by the charged particle beam. connecting a transmission image of a thin film irradiated by the at least one stage lens onto the irradiated surface;
The optical system further includes focus correction means for correcting defocus appearing at a height position of the surface to be illuminated, and two-fold astigmatism correction for correcting two-fold astigmatism appearing at a height position on the surface to be illuminated. means and
The focus correction means receives a signal for correcting the defocus as a focus correction signal, changes the defocus according to the focus correction signal,
The two-fold astigmatism correction means receives a signal for correcting the two-fold astigmatism as a two-fold astigmatism correction signal, and changes the two-fold astigmatism in accordance with the two-fold astigmatism correction signal. let
The blur measuring means measures the blur of the charged particle beam appearing at a height position of the illuminated surface, the blur varying in magnitude depending on the defocus and the two-fold astigmatism.
A charged particle beam device configured as
While increasing or decreasing the intensity of the double astigmatism correction signal, the blur measuring means measures the magnitude of the blur along each of two directions orthogonal to each other in the irradiated surface, The intensity of the double astigmatic correction signal that minimizes the magnitude in one of the two directions, and the double astigmatism correction that minimizes the magnitude of the blur in the other one of the two directions. a first method of determining a difference from the intensity of a signal as a first difference, said first difference representing said defocus;
While increasing or decreasing the intensity of the double astigmatism correction signal, the blur measuring means measures the magnitude of the blur along each of two directions orthogonal to each other in the irradiated surface, The intensity of the double astigmatic correction signal that minimizes the magnitude in one of the two directions, and the double astigmatism correction that minimizes the magnitude of the blur in the other one of the two directions. the intensity of the two-time astigmatism-corrected signal that minimizes the magnitude of one of the two directions of the blur, and the first a second method of determining as a second difference a difference from the average of and said second difference representing said defocus;
Alternatively, the magnitude of the blur is measured along a single direction within the illuminated surface by the blur measuring means while increasing or decreasing the intensity of the twice astigmatic correction signal, The magnitude of the blur is measured along the single direction while increasing or decreasing the strength of the twice astigmatically corrected signal in one direction and the strength of the twice astigmatically corrected signal. obtaining the defocus by a third method, wherein the difference from the intensity of the two-fold astigmatism-corrected signal before is determined as a third difference, and the third difference represents the defocus; A charged particle beam apparatus characterized by being configured as follows.
前記被照射面の高さ位置に、前記ぼけを測定するためのナイフエッジ状のぼけ測定媒体を備え、
さらに、前記光源から前記被照射面までの間に、前記荷電粒子ビームを偏向することによって前記荷電粒子ビームに前記ぼけ測定媒体を走査せしめるための走査手段を備え、
前記ぼけ測定媒体と前記走査手段とを前記ぼけ測定手段として用い、
前記ぼけ測定手段による前記ぼけの測定は、前記走査手段によって前記ぼけ測定媒体を走査しながら、前記荷電粒子ビームの、前記ぼけ測定媒体に遮られなかった部分の電流、または、前記ぼけ測定媒体に遮られた部分の電流を検出し、該検出された電流の波形の鈍りに基づいて前記ぼけを評価することによる、
請求項1に記載の荷電粒子ビーム装置。
A knife-edge-shaped blur measurement medium for measuring the blur is provided at a height position of the irradiated surface,
scanning means for causing the charged particle beam to scan the blur measurement medium by deflecting the charged particle beam between the light source and the illuminated surface;
using the blur measuring medium and the scanning means as the blur measuring means,
The blur measurement by the blur measurement means is carried out by scanning the blur measurement medium with the scanning means, while the current of the charged particle beam in the portion not blocked by the blur measurement medium or the current in the blur measurement medium is detected. By detecting the current in the occluded portion and evaluating the blur based on the blunting of the waveform of the detected current,
A charged particle beam device according to claim 1 .
前記2回非点補正信号は、互いに独立な2成分から構成され、
前記2回非点補正信号を構成する互いに独立な2成分が前記2回非点補正手段に与えられることにより、前記2回非点収差に、互いに線形独立な2成分からなる変化が与えられ、
前記2回非点補正信号を構成する互いに独立な2成分の各々を増減して取得される2通りの前記第一、前記第二、または前記第三の差のうち、零でない大きさを持つ、いずれか1通りの前記第一、前記第二、または前記第三の差により、前記デフォーカスが表される、
請求項1または請求項2に記載の荷電粒子ビーム装置。
The two-fold astigmatism correction signal is composed of two mutually independent components,
two independent components constituting the two-fold astigmatism correction signal are applied to the two-fold astigmatism correcting means, whereby the two-fold astigmatism is given a change composed of the two linearly independent components,
having a non-zero magnitude among the two types of the first, the second, or the third difference obtained by increasing or decreasing each of the two mutually independent components constituting the two-time astigmatism correction signal , the defocus is represented by any one of the first, the second, or the third difference;
A charged particle beam apparatus according to claim 1 or 2.
前記零でない大きさを持つ、いずれか1通りの前記第一、前記第二、または前記第三の差は、前記2通りの前記第一、前記第二、または前記第三の差のうち、いずれか絶対値の小さくない方の1通りの前記第一、前記第二、または前記第三の差であり、
前記いずれか絶対値の小さくない方の1通りの前記第一、前記第二、または前記第三の差により、前記デフォーカスが表される、
請求項3に記載の荷電粒子ビーム装置。
any one of said first, said second, or said third difference having said non-zero magnitude, of said two of said first, said second, or said third difference, one of said first, said second, or said third difference, whichever is not less in absolute value;
The defocus is represented by one of the first, second, or third differences, whichever is not smaller in absolute value.
A charged particle beam apparatus according to claim 3 .
前記2回非点補正信号を構成する互いに独立な2成分のうちの1成分であって、前記デフォーカスを表すための前記1通りの前記第一、前記第二、または前記第三の差を呈する1成分を、第一の成分と称し、
前記第一の方法により、前記第一の成分の呈する前記第一の差を決定するか、前記第二の方法により、前記第一の成分の呈する前記第二の差を決定するか、または、前記第三の方法により、前記第一の成分の呈する前記第三の差を決定するかし、
前記デフォーカスを、前記第一の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差によって表し、
前記フォーカス補正信号の強度に所定の変化量を与え、前記第一の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差であって、前記フォーカス補正信号の強度に前記所定の変化量が与えられる前後における前記第一、前記第二、または前記第三の差と、前記所定の変化量とから、前記第一の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差の、前記フォーカス補正信号の強度に関する偏微分係数を、第一の偏微分係数として決定し、
前記第一の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差によって表された前記デフォーカスを、前記第一の偏微分係数により、前記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算する、
請求項3または請求項4に記載の荷電粒子ビーム装置。
one of the two mutually independent components constituting the two-time astigmatism correction signal, which is one of the first, second, or third differences for representing the defocus; One component that exhibits is referred to as the first component,
determining said first difference exhibited by said first component by said first method, determining said second difference exhibited by said first component by said second method, or determining the third difference exhibited by the first component by the third method;
representing the defocus by the first, the second, or the third difference exhibited by the first component;
giving a predetermined amount of change to the intensity of the focus correction signal, wherein the first, the second, or the third difference exhibited by the first component is the predetermined change in the intensity of the focus correction signal; From the difference between the first, the second, or the third before and after the amount is given and the predetermined amount of change, the first, the second, or the third determining the partial derivative of the difference with respect to the intensity of the focus correction signal as a first partial derivative;
The defocus represented by the first, the second, or the third difference exhibited by the first component is converted into an amount of change in intensity of the focus correction signal by the first partial differential coefficient. do,
A charged particle beam apparatus according to claim 3 or 4.
前記第一の偏微分係数を決定した後に、該決定された前記第一の偏微分係数の値を記憶し、
該決定された前記第一の偏微分係数の値を記憶した以降に、前記第一の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差によって表された前記デフォーカスの、前記フォーカス補正信号の強度の変化量への換算に、前記記憶された値の前記第一の偏微分係数を、繰り返し用いる、
請求項5に記載の荷電粒子ビーム装置。
After determining the first partial derivative, storing the determined value of the first partial derivative;
of the defocus represented by the first, second, or third difference exhibited by the first component after storing the determined first partial derivative value; repeatedly using the first partial differential coefficient of the stored value for conversion into an amount of change in intensity of the focus correction signal;
A charged particle beam device according to claim 5 .
前記デフォーカスを前記第一の偏微分係数によって前記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算した後に、そうして前記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算された前記デフォーカスを、前記フォーカス補正信号の強度に前記所定の変化量が与えられる前における前記フォーカス補正信号の強度から減算し、該減算の結果に等しい強度の前記フォーカス補正信号を、前記フォーカス補正手段に与える、
請求項5または請求項6に記載の荷電粒子ビーム装置。
After converting the defocus into the amount of change in the intensity of the focus correction signal by the first partial differential coefficient, the defocus converted into the amount of change in the intensity of the focus correction signal is converted to the amount of change in the intensity of the focus correction signal, subtracting from the intensity of the focus correction signal before the predetermined amount of change is given to the intensity of the signal, and providing the focus correction signal having an intensity equal to the result of the subtraction to the focus correction means;
A charged particle beam apparatus according to claim 5 or 6.
前記デフォーカスを前記第一の成分の呈する前記第二の差によって表す場合には、前記第一の平均に等しい強度の前記第一の成分を、前記2回非点補正手段に与え、
前記デフォーカスを前記第一の成分の呈する前記第一の差によって表す場合には、前記ぼけの前記2方向のうちの1方向の大きさを最小とする前記第一の成分の強度と、前記ぼけの前記2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする前記第一の成分の強度との平均を、前記第一の平均として決定し、前記第一の平均に等しい強度の前記第一の成分を、前記2回非点補正手段に与える、
請求項7記載の荷電粒子ビーム装置。
when the defocus is represented by the second difference exhibited by the first component, providing the first component having an intensity equal to the first average to the twice astigmatism correction means;
When the defocus is represented by the first difference exhibited by the first component, the intensity of the first component that minimizes the magnitude of the blur in one of the two directions, and determining the average of the intensity of the first component that minimizes the magnitude of the other of the two directions of blur as the first average; providing one component to the two-fold astigmatism correction means;
A charged particle beam apparatus according to claim 7 .
前記デフォーカスを前記第一の成分の呈する前記第三の差によって表す場合には、
前記デフォーカスの取得のために前記第一の成分の強度を増減しながら前記ぼけの大きさを前記被照射面内の単一の方向に沿って測定する前に、前記ぼけの、前記単一の方向の大きさを最小とする前記第一の成分の強度と、前記ぼけの、前記被照射面内で前記単一の方向に直交する方向の大きさを最小とする前記第一の成分の強度との平均を、第二の平均として決定し、前記第二の平均に等しい強度の前記第一の成分を、前記2回非点補正手段に与えておく、
請求項7に記載の荷電粒子ビーム装置。
When the defocus is represented by the third difference exhibited by the first component,
The single and the first component of the blur that minimizes the magnitude in the direction perpendicular to the single direction in the illuminated surface. determining the average with the intensity as a second average, and providing the first component of intensity equal to the second average to the two-fold astigmatic correction means;
A charged particle beam device according to claim 7 .
前記2回非点補正信号を構成する互いに独立な2成分のうちの、前記第一の成分とは別の1成分を、第二の成分と称し、前記第二の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差を決定し、前記フォーカス補正信号の強度に、前記所定の変化量を、または前記所定の変化量とは別の所定の変化量を、与え、前記第二の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差であって、前記フォーカス補正信号の強度に前記所定の変化量または前記別の所定の変化量が与えられる前後における前記第一、前記第二、または前記第三の差と、前記所定の変化量または前記別の所定の変化量とから、前記第二の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差の、前記フォーカス補正信号の強度に関する偏微分係数を、第二の偏微分係数として決定し、
前記デフォーカスを前記第一の成分の呈する前記第一の差によって表す場合には、前記第二の成分の呈する前記第一の差を、前記第一の方法によって決定するとともに、前記第二の偏微分係数を、前記第二の成分の呈する前記第一の差から決定し、前記デフォーカスを前記第一の成分の呈する前記第二の差によって表す場合には、前記第二の成分の呈する前記第二の差を、前記第二の方法によって決定するとともに、前記第二の偏微分係数を、前記第二の成分の呈する前記第二の差から決定し、前記デフォーカスを前記第一の成分の呈する前記第三の差によって表す場合には、前記第二の成分の呈する前記第三の差を、前記第三の方法によって決定するとともに、前記第二の偏微分係数を、前記第二の成分の呈する前記第三の差から決定し、
前記デフォーカスを、前記第一の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差によって表した後であって、そうして表された前記デフォーカスを前記第一の偏微分係数によって前記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算した後に、そうして前記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算された前記デフォーカスを、さらに、前記第二の偏微分係数により、前記第二の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差に換算し、
前記ぼけの前記2方向のうちの1方向の大きさを最小とする前記第二の成分の強度と、前記ぼけの前記2方向のうちのもう1方向の大きさを最小とする前記第二の成分の強度との平均を、別の第一の平均として決定するか、または、前記ぼけの、前記単一の方向の大きさを最小とする前記第二の成分の強度と、前記ぼけの、前記被照射面内で前記単一の方向に直交する方向の大きさを最小とする前記第二の成分の強度との平均を、別の第二の平均として決定するかし、
前記デフォーカスを前記第一の成分の呈する前記第一の差によって表す場合には、前記ぼけの前記2方向のうちのいずれか1方向の大きさを最小とする前記第二の成分の強度と、前記第二の成分の呈する前記第一の差に換算された前記デフォーカスとから、前記別の第一の平均を決定するという、第四の方法により、前記別の第一の平均を決定し、
前記デフォーカスを前記第一の成分の呈する前記第二の差によって表す場合には、前記ぼけの前記2方向のうちのいずれか1方向の大きさを最小とする前記第二の成分の強度と、前記第二の成分の呈する前記第二の差に換算された前記デフォーカスとから、前記別の第一の平均を決定するという、第五の方法により、前記別の第一の平均を決定し、
前記デフォーカスを前記第一の成分の呈する前記第三の差によって表す場合には、前記ぼけの、前記単一の方向の大きさを最小、または、前記ぼけの、前記被照射面内で前記単一の方向に直交する方向の大きさを最小とする前記第二の成分の強度と、前記第二の成分の呈する前記第三の差に換算された前記デフォーカスとから、前記別の第二の平均を決定するという、第六の方法により、前記別の第二の平均を決定し、
前記決定された前記別の第一または前記別の第二の平均に等しい強度の前記第二の成分を、前記2回非点補正手段に与える、
請求項8または請求項9に記載の荷電粒子ビーム装置。
Of the two mutually independent components constituting the two-time astigmatism correction signal, one component different from the first component is referred to as a second component, and the first, determining the second or the third difference, applying the predetermined amount of change, or a predetermined amount of change other than the predetermined amount, to the intensity of the focus correction signal; is the first, the second, or the third difference exhibited by the component of the first difference before and after the predetermined amount of change or the another predetermined amount of change is given to the intensity of the focus correction signal , the second or the third difference and the predetermined amount of change or the another predetermined amount of change, the first, the second or the third difference exhibited by the second component determining the partial differential coefficient with respect to the intensity of the focus correction signal as a second partial differential coefficient,
When the defocus is represented by the first difference exhibited by the first component, the first difference exhibited by the second component is determined by the first method, and the second A partial derivative is determined from the first difference exhibited by the second component, and where the defocus is represented by the second difference exhibited by the first component, the second component exhibits The second difference is determined by the second method, the second partial derivative is determined from the second difference exhibited by the second component, and the defocus is the first When expressed by the third difference exhibited by the components, the third difference exhibited by the second component is determined by the third method, and the second partial differential coefficient is calculated by the second determined from the third difference exhibited by the components of
after expressing the defocus by the first, the second, or the third difference exhibited by the first component, wherein the defocus so expressed is the first partial derivative; After converting into the amount of change in the intensity of the focus correction signal by a coefficient, the defocus converted into the amount of change in the intensity of the focus correction signal is further converted into the amount of change in the intensity of the focus correction signal by the second partial differential coefficient. converted to the first, second, or third difference exhibited by the two components,
The intensity of the second component that minimizes the magnitude of one of the two directions of the blur, and the second component that minimizes the magnitude of the other of the two directions of the blur determining the average of the intensity of the component as another first average, or the intensity of the second component that minimizes the magnitude of said single direction of said blur and determining, as another second average, the average of the intensity of the second component that minimizes the magnitude in the direction orthogonal to the single direction in the illuminated surface; or
When the defocus is represented by the first difference exhibited by the first component, the intensity of the second component that minimizes the magnitude of the blur in one of the two directions, and , the defocus converted to the first difference exhibited by the second component, and the another first average is determined by a fourth method. death,
When the defocus is represented by the second difference exhibited by the first component, the intensity of the second component that minimizes the magnitude of one of the two directions of the blur and , and the defocus converted to the second difference exhibited by the second component. death,
When the defocus is represented by the third difference exhibited by the first component, the magnitude of the blur in the single direction is minimized, or the blur in the illuminated surface is From the intensity of the second component that minimizes the magnitude in the direction orthogonal to the single direction and the defocus converted to the third difference exhibited by the second component, the another determining the another second average by a sixth method of determining the average of the two;
providing said second component of intensity equal to said another first or said another second average determined to said two-fold stigmator;
A charged particle beam apparatus according to claim 8 or 9.
前記第二の偏微分係数を決定した後に、該決定された前記第二の偏微分係数の値を記憶し、
該決定された前記第二の偏微分係数の値を記憶した以降に、前記第一の偏微分係数によって前記フォーカス補正信号の強度の変化量に換算された前記デフォーカスの、前記第二の成分の呈する前記第一、前記第二、または前記第三の差への換算に、前記記憶された値の前記第二の偏微分係数を、繰り返し用いる、
請求項10に記載の荷電粒子ビーム装置。
After determining the second partial derivative, storing the determined value of the second partial derivative;
After storing the determined value of the second partial differential coefficient, the second component of the defocus converted into an amount of change in intensity of the focus correction signal by the first partial differential coefficient repeatedly using the second partial derivative of the stored value to convert the first, second, or third difference represented by
Charged particle beam device according to claim 10 .
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