JP6938165B2 - 電子ビームの照射エリア調整方法および同調整システム - Google Patents

Description

本発明は、電子ビームの照射エリア調整方法および同調整システム、電子ビームの照射領域補正方法、ならびに、電子ビーム照射装置に関する。

電子ビーム照射装置は、例えば半導体デバイスの製造工程において、マスクに電子ビームを照射し、これによってマスクのエッチング耐性を向上させるものである。

特開２０１６−２７６０４号公報

本発明の課題は、性能がよい電子ビーム照射装置を提供することである。

本発明の一態様によれば、電子ビームを偏向器で偏向させて照射対象に照射する電子ビーム照射装置における電子ビームの照射エリアを調整する方法であって、電子ビーム照射レシピに基づいて前記偏向器を制御することにより、照射された電子ビームに対応した電流を検出する調整プレートに対して照射位置を変えながら電子ビームを照射する電子ビーム照射ステップと、前記調整プレートから検出される電流を取得する電流取得ステップと、取得された電流値に対応する画像データを形成する画像形成ステップと、形成された画像データに基づいて、電子ビームの照射エリアが適切か否かの判定を行う判定ステップと、照射エリアが不適切と判定された場合に、前記電子ビーム照射レシピを更新するレシピ更新ステップと、を備える電子ビームの照射エリア調整方法が提供される。

電子ビーム照射装置の概略構成を模式的に示す図。 センサユニット１１６の模式的断面図。 パーティクルキャッチャ１１Ｂの構成例を示す図。 アパーチャ１２６の役割を説明する図。 電子ビームをＸＹ方向に偏向させる制御の説明図。 電子ビームをＸＹ方向に偏向させる制御の説明図。 電子ビーム照射装置における照射エリア調整システム２００の概略構成を示す図。 調整プレート２１を模式的に示す上面図。 調整プレート２１に対する電子ビームの照射エリアを模式的に示す図。 調整プレート２１に対する電子ビームの照射エリアを模式的に示す図。 照射エリアの調整手順を示すフローチャート。 電極２１１５に印加される電圧の時間変化を示す図。 図２ＣＡにおける照射エリアと時間との関係を示す図。 図２ＣＢにおける照射エリアと時間との関係を示す図。 取得される電流値の時間変化を示す図。 取得される電流値の時間変化を示す図。 図２ＧＡに示す電流値に対応して形成された画像データを示す図。 図２ＧＡに示す電流値に対応して形成された画像データを示す図。 電極２１１５に印加される、調整後の電圧の時間変化を示す図。 電子ビームの照射領域２００，２００’を模式的に示す図。 、図３Ａの照射領域２００を得るために偏向器１１５における電極Ｖ，Ｈにそれぞれ印加される電圧Ｖｖ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）を模式的に示す図。 照射領域２００’の水平方向歪みを補正するために電極Ｖ，Ｈにそれぞれ印加される電圧Ｖｖ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）＋ｋＶｖ（ｔ）を模式的に示す図。 電子ビームの照射領域２００，２００’’を模式的に示す図。 照射領域２００’’の垂直方向歪みを補正するために電極Ｖ，Ｈにそれぞれ印加される電圧Ｖｖ（ｔ）＋ｋＶｈ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）を模式的に示す図。 電子ビームの照射領域４１を模式的に示す図。 図４Ａの照射領域４１を得るために偏向器１１５における電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）を模式的に示す図。 電子ビームの照射領域４２を模式的に示す図。 図４Ｃの照射領域４２の点４Ｐ１から点４Ｐ２までの間に偏向器１１５の電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）を模式的に示す図。 図４Ｃの照射領域４２の点４Ｐ２から点４Ｐ３までの間に偏向器１１５の電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）を模式的に示す図。 本実施形態に係る電子ビーム位置検出システム５００の概略構成を示す図である。 本実施形態に係る測定ユニット１２７の上面図である。 本実施形態に係る測定ユニット１２７のプレート５２を除去した場合の上面図である。 図５ＢにおけるＡＡ断面を示す概略断面図である。 プレート５２における貫通孔の配置の一例を示す図である。 プレート５２の右上の領域の中心に、電子ビームの位置を合わせる処理の一例を示すフローチャートである。 電子ビーム照射装置の印加ピンに係る構成を拡大して示す概略図。 電位制御部の配線を示す概略図。 電子ビーム照射装置の動作の一例を示すフローチャート。 ロボットハンドのティーチングに係る構成を示す平面図。 図６Ｄに示す構成のＡ−Ａ線に沿った断面を示す図。 ティーチングプレートの平面図。 従来の連結配管の一例を示す概略図。 本実施形態による連結器具の一例を示す概略図。 図７Ｂに示す連結器具の第１フランジ部材の平面図。 図７Ｃに示す第１フランジ部材のＡ−Ａ線に沿った断面を示す図。 図７Ｂに示す連結器具の第２フランジ部材の平面図。 図７Ｅに示す第２フランジ部材のＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図。 図７Ｂに示す連結器具を用いてフランジサイズの異なる配管を連結する方法の一例を示すフローチャート。 本実施形態に係る電子ビーム発生装置１１２の断面図。 光電面８２を下方から見た図。 絶縁層８３を下方から見た図。 電極アレイ８４を下方から見た図。 絞り８６を下方から見た図。 各電極８４０に印加された電圧が−１．００Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。 各電極８４０に印加された電圧が−０．５０Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。 各電極８４０に印加された電圧が−０．１３Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。 各電極８４０に印加された電圧が０．００Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。 各電極８４０に印加された電圧が＋２．００Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。 隣接する電極８４０ａ〜８４０ｃに印加された電圧がそれぞれ−０．５０Ｖ，−０．１３Ｖ，−０．５０Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。 図８Ａの変形例に係る電子ビーム発生装置１１２’の断面図。 光電面８２を下方から見た図。 電極８４０のバリエーションを示す図。 電極８４０のバリエーションを示す図。 電極８４０のバリエーションを示す図。 電極８４０のバリエーションを示す図。

まずは電子ビーム照射装置の基本的な構成を説明する。

図１Ａは、電子ビーム照射装置の概略構成を模式的に示す図である。この電子ビーム照射装置の処理対象である試料Ｗは、ＮＩＬ（Nano Imprint Lithography）用マスク、フォトマスク、ＥＵＶ（Extreme Ultraviolet Lithography）マスクなどであり、特に１００ｎｍ以下とりわけ２０ｎｍ以下の微細パターン作製に用いるマスクの処理に好適である。また、試料Ｗは、Ｓｉ，ＧａＡｓなどの半導体ウエハであってもよい。

電子ビーム照射装置は、コラム部１１と、その下方に設けられたメインチャンバ部１２と、制御部１３とを備えている。

コラム部１１は、鉛直方向に延びる円筒状の真空管１１１と、電子ビーム発生装置１１２と、アパーチャ１１３と、レンズ１１４と、偏向器１１５と、センサユニット１１６と、ゲートバルブ１１７と、ターボ分子ポンプ１１８と、ゲートバルブ１１Ａと、パーティクルキャッチャ１１Ｂとを有する。

電子ビーム発生装置１１２は真空管１１１の上部に設けられており、下方に向かって電子ビームを照射する。電子ビーム発生装置１１２の構成例を第７の実施形態で説明する。アパーチャ１１３は電子ビーム発生装置１１２の下方に設けられ、中央に形成された直径が２ｍｍ以下の開口を電子ビームが通過する。偏向器１１５はレンズ１１４の下方に設けられ、電子ビームを偏向させることができる。なお、レンズ１１４は、真空管１１１内に配置された静電レンズであってもよいし、真空管１１１外に配置された磁場レンズであってもよい。また、偏向器１１５は、真空管１１１内に配置された静電偏向器であってもよいし、真空管１１１外に配置された磁場偏向器であってもよい。

真空管１１１は電子ビーム発生装置１１２とアパーチャ１１３との間で水平方向に分岐した中間排気ライン１１１ａを有しており、中間排気ライン１１１ａ上に、センサユニット１１６、ゲートバルブ１１７およびターボ分子ポンプ１１８が順に設けられている。

このような構成により真空管１１１内を差動排気でき、電子ビーム発生装置１１２近傍の圧力をメインチャンバ部１２内の圧力より低くできる。なお、アパーチャ１１３に加え、その下に小径管（不図示）を設けてコンダクタンスを調整することにより差動排気の効果を向上させてもよい。

図１Ｂは、センサユニット１１６の模式的断面図である。電子ビーム照射装置を小型化するため、中間排気ライン１１１ａから放射状に複数のポート１１１ｂが延びており、各ポート１１１ｂに圧力モニタ１１６ａ、Ｎ_２導入部１１６ｂ、大気圧センサ１１６ｃなどが配置されている。上記圧力モニタ１１６ａは真空管１１１内の圧力をモニタし、電子ビーム発生装置１１２の劣化状態を監視したり、交換時期を判断したりする。

各ポート１１１ｂの直径ｄは中間排気ライン１１１ａの中心部の直径Ｄの１／３以上とする（ｄ／Ｄ≧１／３）のが望ましい。ポート１１１ｂの直径ｄが小さすぎると圧力モニタ１１６ａが真空管１１１内の圧力を正確にモニタできないためである。

図１Ａに戻り、ゲートバルブ１１Ａは真空管１１１内であってアパーチャ１１３とメインチャンバ部１２との間に開閉可能に設けられる。ゲートバルブ１１Ａを設けることで、メインチャンバ部１２と真空管１１１内との真空状態を切り分けることができる。

パーティクルキャッチャ１１Ｂは真空管１１１内であってゲートバルブ１１Ａとメインチャンバ部１２との間に挿脱可能に設けられ、ゲートバルブ１１Ａの作動時などに発生するパーティクルがメインチャンバ部１２内に落下するのを防止する。

図１Ｃは、パーティクルキャッチャ１１Ｂの構成例を示す図である。パーティクルキャッチャ１１Ｂは、ベース部材１１Ｂａと、ベース部材１１Ｂａの上に設けられた吸着材１１Ｂｂとで構成されている。吸着材１１ＢｂはＳｉＯ_２ゲルなどであり、真空管１１１内を落下するパーティクルを吸着する。パーティクルキャッチャ１１Ｂを設けることにより、真空管１１１内を落下するパーティクルがメインチャンバ部１２内に配置された試料Ｗの表面に落ちるのを防ぐことができる。

図１Ａに戻り、パーティクルキャッチャ１１Ｂは、真空管１１１内における電子ビームの光軸上に出し入れ可能とされている。

メインチャンバ部１２は、真空チャンバであるメインチャンバ１２１と、ゲートバルブ１２２と、ターボ分子ポンプ１２３と、ステージ１２４と、印加ピン１２５と、アパーチャ１２６と、測定ユニット１２７とを有する。

メインチャンバ１２１の側面に、試料Ｗを搬入出するためのゲートバルブ１２２が開閉可能に設けられる。また、メインチャンバ１２１の底面に、メインチャンバ１２１内を真空排気するためのターボ分子ポンプ１２３が設けられる。
ステージ１２４はメインチャンバ１２１内に設けられ、試料Ｗが載置される。

印加ピン１２５の構成例は後述する第５の実施形態で説明するが、図６Ｂのピン部材６７１，６７２間の導通をみるものである。電子ビーム発生装置１１２の電位（例えば−０．２ｋＶ〜−５ｋＶ）と試料Ｗの電位との差に応じて照射エネルギーが定まるが、試料Ｗの電位がフローティングであると照射エネルギーが不安定となってしまう。そのため、印加ピン１２５を設けて試料Ｗに一定電位を印加する。

アパーチャ１２６はメインチャンバ１２１内であってステージ１２４の上方に設けられる。アパーチャ１２６には開口１２６ａが設けられており、電子ビームの形状や、試料Ｗにおけるどの領域に電子ビームを照射するかを規定する。

図１Ｄは、アパーチャ１２６の役割を説明する図であり、上図は電子ビーム照射装置を側面から見た模式図、下図は試料Ｗおよびスキャンされる電子ビームを上から見た模式図である。偏向器１１５は、電子ビーム発生装置１１２からの電子ビームが試料Ｗ上をスキャンするよう、電子ビームを偏向する。このとき、スキャンの折り返し点では電子ビームが均一とならないことがある。そのため、折り返し点に相当する電子ビームをアパーチャ１２６で遮蔽することで、試料Ｗに均一な電子ビームを照射できる。

ここで、アパーチャ１２６と試料Ｗ表面との距離をＬｃとし、開口１２６ａの端部とアパーチャ１２６の端部との距離をＬｐとすると、Ｌｐ／Ｌｃ≧１．５であるのが望ましい。つまり、アパーチャ１２６の下面と試料Ｗ表面との間の空間のアスペクト比を１．５以上とするのが望ましい。このように設計することで試料Ｗ表面から反射した電子が何度か反射して外周部に飛んでいくため、ノイズの影響を低減できる。

図１Ａに戻り、測定ユニット１２７は電子ビームの測定を行うものであり、メインチャンバ１２１内であってステージ１２４の下方に設けられる。測定ユニット１２７の詳細は第４の実施形態で説明する。

制御部１３は、全体制御部１３１と、電子ビーム制御部１３２と、周辺制御部１３３と、ブロックマニュホールド１３４とを有する。

全体制御部１３１は、電子ビーム制御部１３２、周辺制御部１３３およびブロックマニュホールド１３４を含む電子ビーム照射装置全体の動作を制御する。全体制御部１３１はプロセッサやメモリから構成され得る。メモリには、プロセッサによって実行される種々のプログラムが予め記憶されていてもよいし、後から追加的に記憶できる（あるいはアップデートできる）ようになっていてもよい。

電子ビーム制御部１３２は電子ビーム発生装置１１２や偏向器１１５を制御することにより、電子ビームの照射や偏向を制御する。制御例を第１〜第３の実施形態で説明する。
周辺制御部１３３はターボ分子ポンプ１１８，１２３やドライポンプ１１９などを制御する。
ブロックマニュホールド１３４はゲートバルブ１１７，１１Ａ，１２２の開閉制御（空気圧制御）を行う。

この電子ビーム照射装置は次のように動作する。試料Ｗに電子ビームを照射する場合には、ゲートバルブ１１Ａを開き、パーティクルキャッチャ１１Ｂを電子ビームの光軸から外れた状態としておく。また、真空管１１１内およびメインチャンバ１２１内は真空排気されている。この状態で、電子ビーム発生装置１１２が電子ビームを照射する。電子ビームはアパーチャ１１３の開口を通り、偏向器１１５によって偏向され、さらにアパーチャ１２６の開口を通って試料Ｗの表面に到達する。電子ビームの照射領域は広く、例えば１０×１０ｍｍ〜５００ｍｍ×５００ｍｍ程度である。

続いて、電子ビームを試料Ｗ上で走査することを説明する。本電子ビーム照射装置では、電子ビーム制御部１３２の制御に応じて偏向器１１５が電子ビームをＸＹ方向（試料Ｗの表面上の２次元方向）に偏向させることにより、試料Ｗの表面に均一に電子ビームを照射する。

図１Ｅおよび図１Ｆは、電子ビームをＸＹ方向に偏向させる制御の説明図である。より具体的には、図１Ｅは、偏向させた電子ビームの座標（Ｘ座標とＹ座標）の時間変化を示す図であり、図１Ｆは、電子ビームをＸＹ方向に偏向させる様子を示す平面図（試料Ｗを電子ビーム源側から見た平面図）である。なお、本明細書では、便宜上Ｘ方向を水平方向と呼び、Ｙ方向を垂直方向と呼ぶこともある。

時刻ｔ０から時刻ｔ１にかけて、電子ビームは、試料Ｗ上の電子ビーム到達位置を示すＸ座標が大きくなる方向（Ｘ座標のプラス方向、図１Ｆにおける右方向、往路ともいう）に偏向され（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４）、その後、Ｘ座標が小さくなる方向（マイナス方向、図１Ｆにおける左方向、復路ともいう）に偏向される（Ｘ４，Ｘ５，Ｘ６，Ｘ７）。このとき、電子ビームのＹ座標はＹ１のまま一定である。

ここで、図１Ｆに示すように、Ｘ座標の大小関係はＸ１＜Ｘ７＜Ｘ２＜Ｘ６＜Ｘ３＜Ｘ５＜Ｘ４である。つまり、電子ビームは試料Ｗ上に離散的に照射され、かつ、照射位置は往路と復路とで互い違いになっている。このようにすることで、試料Ｗの表面に均一に電子ビームを照射できる。

復路において、電子ビームの到達位置を示すＸ座標がＸ８（＝Ｘ１）になると、Ｙ座標が大きくなる方向（Ｙ座標のプラス方向、図１Ｆにおける下方向）に偏向され、電子ビームのＹ座標がＹ２になる。

同様に、時刻ｔ１からｔ２にかけて、電子ビームは、Ｘ座標が大きくなる方向に偏向され、その後、Ｘ座標が小さくなる方向に偏向される。このとき、電子ビームのＹ座標はＹ２のまま一定である。そして、Ｘ座標がＸ８（＝Ｘ１）になると、Ｙ座標が大きくなる方向に偏向され、電子ビームのＹ座標がＹ３になる。

また、時刻ｔ２からｔ３にかけて、電子ビームは、まずＸ座標が大きくなる方向に偏向され、その後、Ｘ座標が小さくなる方向に偏向される。このとき、電子ビームのＹ座標はＹ３のまま一定である。そして、Ｘ座標がＸ８（＝Ｘ１）になると、Ｙ座標が大きくなる方向に偏向され、電子ビームのＹ座標がＹ４になる。

そして、時刻ｔ３からｔ４にかけて、電子ビームは、まずＸ座標が大きくなる方向に偏向され、その後、Ｘ座標が小さくなる方向に偏向される。このとき、電子ビームのＹ座標はＹ４のまま一定である。そして、Ｘ座標がＸ８（＝Ｘ１）になると、今度は、Ｙ座標が小さくなる方向（Ｙ座標のマイナス方向。図１Ｆにおける上方向）に偏向され、電子ビームのＹ座標がＹ５になる。

同様に、時刻ｔ４からｔ５にかけて、電子ビームは、まずＸ座標が大きくなる方向に偏向され、その後、Ｘ座標が小さくなる方向に偏向される。このとき、電子ビームのＹ座標はＹ５のまま一定である。そして、Ｘ座標がＸ８（＝Ｘ１）になると、Ｙ座標が小さくなる方向に偏向され、電子ビームのＹ座標がＹ６になる。

また、時刻ｔ５からｔ６にかけて、電子ビームは、まずＸ座標が大きくなる方向に偏向され、その後、Ｘ座標が小さくなる方向に偏向される。このとき、電子ビームのＹ座標はＹ６のまま一定である。そして、Ｘ座標がＸ８（＝Ｘ１）になると、Ｙ座標が小さくなる方向に偏向され、電子ビームのＹ座標がＹ７になる。

そして、時刻ｔ６からｔ７にかけて、電子ビームは、まずＸ座標が大きくなる方向に偏向され、その後、Ｘ座標が小さくなる方向に偏向される。このとき、電子ビームのＹ座標はＹ７のまま一定である。そして、Ｘ座標がＸ８（＝Ｘ１）になると、Ｙ座標が小さくなる方向（Ｙ座標のマイナス方向。図１Ｆにおける上方向）に偏向され、電子ビームのＹ座標がＹ１になる。

ここで、図１Ｆに示すように、Ｙ座標の大小関係はＹ１＜Ｙ７＜Ｙ２＜Ｙ６＜Ｙ３＜Ｙ５＜Ｙ４である。つまり、電子ビームはＹ方向においても試料Ｗ上に離散的に照射され、かつ、照射位置は往路と復路とで互い違いになっている。このようにすることで、試料Ｗの表面に均一に電子ビームを照射できる。

ここで、メインチャンバ１２１を真空排気する際には、ターボ分子ポンプ１２３を起動させる前にパーティクルキャッチャ１１Ｂを電子ビームの光軸から外しておく。これにより、パーティクルキャッチャ１１Ｂに吸着されていたパーティクルが真空排気時の気流などの影響を受けてパーティクルキャッチャ１１Ｂから離れて試料Ｗの上に落ちるのを防ぐことができる。

なお、ある試料Ｗへの電子ビーム照射が終了した後、次の試料Ｗを搬送して電子ビーム照射をするときの処理の流れを示すフローは、第５の実施形態において図６Ｃを用いて詳述する。

［符号の説明］
１１ コラム部
１１１ 真空管
１１１ａ 中間排気ライン
１１２ 電子ビーム発生装置
１１３ アパーチャ
１１４ レンズ
１１５ 偏向器
１１６ センサユニット
１１６ａ 圧力モニタ
１１６ｂ Ｎ_２導入部
１１６ｃ 大気圧センサ
１１７ ゲートバルブ
１１８ ターボ分子ポンプ
１１９ ドライポンプ
１１Ａ ゲートバルブ
１１Ａａ ベース部材
１１Ａｂ 吸着材
１１Ｂ パーティクルキャッチャ
１２ メインチャンバ部
１２１ メインチャンバ
１２２ ゲートバルブ
１２３ ターボ分子ポンプ
１２４ ステージ
１２５ 印加ピン
１２６ アパーチャ
１２６ａ 開口
１２７ 測定ユニット
１３ 制御部
１３１ 全体制御部
１３２ 電子ビーム制御部
１３３ 周辺制御部
１３４ ブロックマニュホールド

以上説明した電子ビーム照射装置に対し、次に説明する各実施形態の一部または全部を適用できる。

（第１の実施形態）

［技術分野］
本実施形態は、電子ビームの照射エリア調整方法および調整システムに関する。

［背景技術］
電子ビーム照射装置においては、電子ビーム発生装置１１２からの電子ビームを偏向器１１５によって偏向させて試料Ｗにおける特定のエリアに電子ビームを照射する（図１Ａ参照）。ところが、偏向器１１５の特性などによっては、意図したエリアとは異なるエリアに電子ビームが照射されてしまうことがある。

［本実施形態が解決しようとする課題］
電子ビーム照射装置において、電子ビームの照射エリアを調整する方法および調整システムを提供する。

［課題を解決するための手段］

＜態様１＞
電子ビームを偏向器で偏向させて照射対象に照射する電子ビーム照射装置における電子ビームの照射エリアを調整する方法であって、
電子ビーム照射レシピに基づいて前記偏向器を制御することにより、照射された電子ビームに対応した電流を検出する調整プレートに対して照射位置を変えながら電子ビームを照射する電子ビーム照射ステップと、
前記調整プレートから検出される電流を取得する電流取得ステップと、
取得された電流値に対応する画像データを形成する画像形成ステップと、
形成された画像データに基づいて、電子ビームの照射エリアが適切か否かの判定を行う判定ステップと、
照射エリアが不適切と判定された場合に、前記電子ビーム照射レシピを更新するレシピ更新ステップと、を備える電子ビームの照射エリア調整方法。

＜態様２＞
照射エリアが適切と判定されるまで、前記電子ビーム照射ステップ、前記電流取得ステップ、前記画像形成ステップ、前記判定ステップおよび前記レシピ更新ステップを繰り返す、態様１に記載の電子ビームの照射エリア調整方法。

＜態様３＞
前記調整プレートは、照射された電子ビームに対応した電流を検出する部分と、電子ビームが照射されても電流を検出しない部分と、を含む、態様１または２に記載の電子ビームの照射エリア調整方法。

＜態様４＞
前記画像形成ステップは、各時刻に取得された電流値を前記画像データにおける各画素の階調に変換することにより前記画像データを形成する、態様１乃至３のいずれかに記載の電子ビームの照射エリア調整方法。

＜態様５＞
前記判定ステップは、形成された画像データと、予め用意した画像データとの比較により判定を行う、態様１乃至４のいずれかに記載の電子ビームの照射エリア調整方法。

＜態様６＞
前記調整プレートは、第１パターンを含み、
前記予め用意した画像データは、前記第１パターンと対応する第２パターンを含み、
前記判定ステップは、形成された画像データにおける前記第１パターンと、前記予め用意した画像データにおける前記第２パターンと、の位置関係に基づいて判定を行う、態様５に記載の電子ビームの照射エリア調整方法。

＜態様７＞
前記偏向器は電極を含み、該電極の電圧に応じて電子ビームが偏向され、
前記電子ビーム照射レシピは、前記電極に印加する電圧の情報を含む、態様１乃至６のいずれかに記載の電子ビームの照射エリア調整方法。

＜態様８＞
前記偏向器は電極を含む静電偏向器であって、該電極の電圧に応じて電子ビームが偏向され、
前記電子ビーム照射レシピは、前記電極に印加する電圧の情報を含み、
前記調整プレートは、第１パターンを含み、
前記予め用意した画像データは、前記第１パターンと対応する第２パターンを含み、
前記判定ステップは、形成された画像データにおける前記第１パターンと、前記予め用意した画像データにおける前記第２パターンと、の位置関係に基づいて判定を行い、
前記レシピ更新ステップは、形成された画像データにおける前記第１パターンの位置と前記第２パターンの位置との距離に応じて、前記電子ビーム照射レシピにおける、前記電極に印加する電圧を更新する、態様１乃至５のいずれかに記載の電子ビームの照射エリア調整方法。

＜態様９＞
前記偏向器は磁極を含む電磁偏向器であって、該磁極の電流に応じて電子ビームが偏向され、
前記電子ビーム照射レシピは、前記磁極に供給する電流の情報を含み、
前記調整プレートは、第１パターンを含み、
前記予め用意した画像データは、前記第１パターンと対応する第２パターンを含み、
前記判定ステップは、形成された画像データにおける前記第１パターンと、前記予め用意した画像データにおける前記第２パターンと、の位置関係に基づいて判定を行い、
前記レシピ更新ステップは、形成された画像データにおける前記第１パターンの位置と前記第２パターンの位置との距離に応じて、前記電子ビーム照射レシピにおける、前記磁極に供給する電流を更新する、態様１乃至５のいずれかに記載の電子ビームの照射エリア調整方法。

＜態様１０＞
電子ビームを偏向器で偏向させて照射対象に照射する電子ビーム照射装置における電子ビームの照射エリアを調整するシステムであって、
照射された電子ビームに対応した電流を検出する調整プレートと、
前記調整プレートから検出される電流を取得する電流計と、
取得された電流値に対応する画像データを形成する画像形成部と、
形成された画像データに基づいて、電子ビームの照射エリアが適切か否かの判定を行う判定部と、
照射エリアが不適切と判定された場合に、前記偏向器を制御するための電子ビーム照射レシピを更新するレシピ更新部と、を備える電子ビームの照射エリア調整システム。

［本実施形態の効果］
電子ビームを調整できる。

［図面の簡単な説明］
［図２Ａ］電子ビーム照射装置における照射エリア調整システム２００の概略構成を示す図。
［図２Ｂ］調整プレート２１を模式的に示す上面図。
［図２ＣＡ］調整プレート２１に対する電子ビームの照射エリアを模式的に示す図。
［図２ＣＢ］調整プレート２１に対する電子ビームの照射エリアを模式的に示す図。
［図２Ｄ］照射エリアの調整手順を示すフローチャート。
［図２Ｅ］電極２１１５に印加される電圧の時間変化を示す図。
［図２ＦＡ］図２ＣＡにおける照射エリアと時間との関係を示す図。
［図２ＦＢ］図２ＣＢにおける照射エリアと時間との関係を示す図。
［図２ＧＡ］取得される電流値の時間変化を示す図。
［図２ＧＢ］取得される電流値の時間変化を示す図。
［図２ＨＡ］図２ＧＡに示す電流値に対応して形成された画像データを示す図。
［図２ＨＢ］図２ＧＡに示す電流値に対応して形成された画像データを示す図。
［図２Ｉ］電極２１１５に印加される、調整後の電圧の時間変化を示す図。

［本実施形態を実施するための形態］
図２Ａは、電子ビーム照射装置における照射エリア調整システム２００の概略構成を示す図である。なお、この照射エリア調整システム２００は、試料がステージ１２４（図１Ａ）に載置されていない状態、例えば電子ビーム照射装置の立ち上げ時に調整を行う。
まず図１Ａを用いて説明したように、電子ビーム照射装置は、電子ビーム発生装置１１２、偏向器１１５および電子ビーム制御部１３２などを備えている。

本実施形態における偏向器１１５は複数の電極２１１５を有する静電偏向器であり、より具体的には、偏向器１１５における電極２１１５は、電子ビームを試料上で水平方向に偏向するための２つの電極（以下、図示はしないが電極Ｈと呼ぶ）と、垂直方向に偏向するための２つの電極（以下、図示はしないが電極Ｖと呼ぶ）とを含む。そして、これら電極Ｈ，Ｖに印加される電圧に応じて電子ビームが偏向される。

また、電子ビーム制御部１３２は、ビームスキャナ２６と、偏向器電源２７とを有する。ビームスキャナ２６は、電極２１１５に印加する電圧の情報を含む電子ビーム照射レシピに基づいて、電子ビームを偏向させるための波形を発生させる。偏向器電源２７は同波形に対応する電圧を発生させて電極２１１５に印加する。

そして、照射エリア調整システム２００は、調整プレート２１と、電流計２２と、画像形成部２３と、判定部２４と、レシピ更新部２５とを備えている。なお、画像形成部２３、判定部２４およびレシピ更新部２５は図１Ａの全体制御部１３１に内蔵されてもよく、その少なくとも一部が所定のプログラムを実行することによって実現されてもよい。

調整プレート２１は、照射された電子ビームに対応する電流を検出するものであり、ステージ１２４（図１Ａ）上の所定位置に載置される。つまり、調整プレート２１は電子ビームの照射対象となる試料の下部に載置される。

図２Ｂは、調整プレート２１を模式的に示す上面図である。調整プレート２１は、例えば一辺が４５ｍｍの正方形である。そして、調整プレート２１は所定パターンを含んでおり、同図の具体例では左上に穴２１ａがパターンとして形成されている。電子ビームが穴２１ａとは異なる位置に照射された場合、調整プレート２１は電流を検出する。一方、電子ビームが穴２１ａに照射された場合、調整プレート２１は電流を検出しない。

図２ＣＡおよび図２ＣＢは、調整プレート２１に対する電子ビームの照射エリアを模式的に示す図である。図２ＣＡの破線エリアに電子ビームを照射することを意図している。ところが、図２ＣＢの破線に示すように、意図したエリアとは異なるエリア（同図では左上にずれたエリア）に電子ビームが照射されてしまうことがある。そこで、本実施形態では、図２ＣＢの状態を図２ＣＡの状態となるよう調整する。

図２Ａに戻り、照射エリア調整システム２００における電流計２２は調整プレート２１と不図示の接地端子との間に接続され、調整プレート２１が検出する電流を取得する。取得した電流値は画像形成部２３に検出される。電流計２２は各時刻に検出される電流を逐次取得する。

画像形成部２３は電流計２２によって取得された電流に対応する画像データを形成する。具体的には次のようにすることができる。まず、画像形成部２３は各時刻における電流値を電圧値に変換する。続いて、画像形成部２３は電圧値を例えば２５６段階の階調に変換する。そして、画像形成部２３は得られた階調を画像データの各画素の階調に設定する。

例えば、電子ビームが穴２１ａとは異なる位置に照射された時刻においては、調整プレート２１が電流を検出する。そのため、電圧値も大きくなり、例えば階調は２５５となる。よって、この時刻に対応する画素は明るくなる。一方、電子ビームが穴２１ａに照射された時刻においては、調整プレート２１は電流を検出しない。そのため、電圧値も小さくなり、例えば階調は０となる。よって、この時刻に対応する画素は暗くなる。

判定部２４は、画像形成部２３によって形成された画像データに基づいて、電子ビームの照射エリアが適切か否かを判定する。具体的には、判定部２４は電子ビームの照射エリアが適切である場合に形成される画像データ（以下、テンプレート画像データという）を予め保持しておき、画像形成部２３によって形成された画像データとの比較を行って判定する。さらに具体的には、判定部２４は、形成された画像データにおける所定パターン（例えば図２Ｂの穴２１ａに対応）と、テンプレート画像データにおける所定パターンとの位置ずれに基づいて判定を行う。

レシピ更新部２５は、電子ビームの照射エリアが不適切と判定された場合に、上記位置ずれを考慮して電子ビーム照射レシピを更新する。更新された電子ビーム照射レシピはビームスキャナ２６に通知され、その後は更新された電子ビーム照射レシピが用いられる。具体的な更新の手法は後述する。

図２Ｄは、照射エリアの調整手順を示すフローチャートである。調整プレート２１に対して照射位置を変えながら電子ビームを照射すべく（ステップＳ２１）、電子ビーム照射レシピに基づいて電子ビーム制御部１３２は偏向器１１５における電極２１１５に印加する電圧を制御する。説明を簡略化するため、図１Ｅおよび図１Ｆの説明とは異なるが、次のように電子ビームの照射エリアがスキャンされるものとする。

図２Ｅは、電極２１１５に印加される電圧の時間変化を示す図である。より具体的には、図２Ｅの上段は電子ビームを水平方向に偏向するための電極Ｈに印加される電圧の時間変化を示しており、同下段は電子ビームを垂直方向に偏向するための電極Ｖに印加される電圧の時間変化を示している。この波形が電子ビーム照射レシピに含まれる。また、図２ＦＡおよび図２ＦＢは、それぞれ図２ＣＡおよび図２ＣＢにおける照射エリアと時間との関係を示す図である。

図２Ｅの時刻ｔ１０〜ｔ２０において、電極Ｖの印加電圧は一定（例えば−３Ｖ）であり、電極Ｈの印加電圧は例えば−２Ｖから２Ｖまで線形に高くなる。よって、図２ＦＡおよび図２ＦＢに示すように、時刻ｔ１０〜ｔ２０において、電子ビームの照射位置は、垂直方向では一定であり、水平方向に移動する（１ライン目と呼ぶ）。

図２Ｅの時刻ｔ２０において、電極Ｖの印加電圧が高くなる（例えば−２．２５Ｖ）。そして、やはり時刻ｔ２０〜ｔ３０において、電極Ｈの印加電圧は線形に高くなる。よって、図２ＦＡおよび図２ＦＢに示すように、時刻ｔ２０〜ｔ３０において、電子ビームの照射位置は、垂直方向は時刻ｔ１０〜ｔ２０とは異なる位置において一定であり、水平方向に移動する（２ライン目と呼ぶ）。以降も同様に５ライン目までで照射エリアのスキャンが完了する。

図２Ｄに戻り、電流計２２は調整プレート２１から検出される各時刻の電流を取得する（ステップＳ２２）。
図２ＧＡは、取得される電流値の時間変化を示す図であり、図２ＦＡと対応している。

１ライン目の時刻ｔ１０〜ｔ２０では、調整プレート２１の穴２１ａではない位置に電子ビームが照射される（図２ＦＡ）。よって、時刻ｔ１０〜ｔ２０では一定の電流値が取得される（図２ＧＡ）。２ライン目の時刻ｔ２０〜ｔ３０も同様である。

３ライン目において、時刻ｔ３０〜ｔ３５では、調整プレート２１の穴２１ａではない位置に電子ビームが照射されるため（図２ＦＡ）、時刻ｔ１０〜３０と同じ電流値が取得される（図２ＧＡ）。一方、引き続く時刻ｔ３５〜ｔ３６では、調整プレート２１の穴２１ａに電子ビームが照射されるため（図２ＦＡ）、ほとんど電流が流れない（図２ＧＡ）。その後の時刻ｔ３５〜ｔ４０では、調整プレート２１の穴２１ａではない位置に電子ビームが照射されるため、時刻ｔ１０〜４０と同じ電流値が取得される（図２ＧＡ）。

４ライン目の時刻ｔ４０〜ｔ５０および５ライン目の時刻ｔ５０〜ｔ６０は、１ライン目および２ライン目と同様である。以上から、図２ＧＡに示す電流値が取得される。

図２ＧＢは、取得される電流値の時間変化を示す図であり、図２ＦＢと対応している。
１ライン目の時刻ｔ１０〜ｔ２０では、電子ビームが照射される位置に調整プレート２１はないため（図２ＦＢ）、ほとんど電流が流れない（図２ＧＢ）。

２ライン目において、時刻ｔ２０〜ｔ２１では、電子ビームが照射される位置に調整プレート２１はないため（図２ＦＢ）、ほとんど電流が流れない（図２ＧＢ）。その後の時刻ｔ２１〜ｔ３０では、調整プレート２１の穴２１ａではない位置に電子ビームが照射されるため、一定の電流値が取得される（図２ＧＢ）。３ライン目も同様である。

４ライン目において、時刻ｔ４０〜ｔ４１では、電子ビームが照射される位置に調整プレート２１はないため（図２ＦＢ）、ほとんど電流が流れない（図２ＧＢ）。その後の時刻ｔ４１〜ｔ４６では、調整プレート２１の穴２１ａではない位置に電子ビームが照射されるため、時刻ｔ２１〜ｔ３０と同じ電流値が取得される（図２ＧＢ）。引き続く時刻ｔ４６〜ｔ４７では、調整プレート２１の穴２１ａに電子ビームが照射されるため（図２ＦＢ）、ほとんど電流が流れない（図２ＧＢ）。その後の時刻ｔ４７〜ｔ５０では、調整プレート２１の穴２１ａではない位置に電子ビームが照射されるため、時刻ｔ２１〜ｔ３０と同じ電流値が取得される（図２ＧＢ）。

５ライン目の時刻ｔ５０〜ｔ６０は２ライン目および３ライン目と同様である。以上から、図２ＧＢに示す電流値が取得される。

図２Ｄに戻り、画像形成部２３は取得された電流値に対応する画像データを形成する（ステップＳ２３）。

図２ＨＡは、図２ＧＡに示す電流値に対応して形成された画像データを示す図である。時刻ｔ１０〜ｔ２０における電流値が画像データの１ライン目の各画素値と対応する。時刻ｔ１０〜ｔ２０では電流値が大きいため、１ライン目の各画素値は大きく、明るい。以下同様に考えて、図２ＨＡの画像データにおいては３ライン目の時刻ｔ３５〜ｔ３６に対応する画素だけ暗くなる。この暗い位置は図２Ｂの穴２１ａと対応する。

この画像データは、図２Ｃに示す意図通りのエリアに電子ビームが照射された場合の画像データ、すなわちテンプレート画像データである。テンプレート画像データは、調整プレート２１上の意図する照射エリアのパターンに基づいて机上で作成でき、次に説明する判定部２４がこのテンプレート画像データを予め保持している。テンプレート画像データには、調整プレート２１のパターン（穴２１ａ）と対応するパターン２１ｂが含まれている。

図２ＨＢは、図２ＧＢに示す電流値に対応して形成された画像データを示す図である。図２ＧＢにおいて、時刻ｔ１０〜ｔ２０ではほとんど電流が流れないため、図２ＨＢの画像データは１ライン目が暗い。また、時刻ｔ２０〜ｔ２１，ｔ３０〜ｔ３１，ｔ４０〜ｔ４１，ｔ５０〜ｔ５１でもほとんど電流が流れないため、同画像データの左端も暗い。そして、４ライン目の時刻ｔ４６〜ｔ４７でもほとんど電流が流れないため、４ライン目の一部に暗いパターン２１ｂ’が発生する。このパターン２１ｂ’が調整プレート２１のパターン（穴２１ａ）と対応する。

図２Ｄに戻り、判定部２４は電子ビームの照射エリアが適切か否かを判定する（ステップＳ２４）。具体的には、判定部２４は、予め保持しているテンプレート画像データと、ステップＳ２３で形成された画像データとのパターンマッチングを行う。

テンプレート画像データが図２ＨＡに示すものであり、ステップＳ２３で形成された画像データが図２ＨＢに示すものであるとする。判定部２４は、図２ＨＡのテンプレート画像データにおけるパターン２１ｂと、図２ＨＢの画像データにおけるパターン２１ｂ’との位置関係すなわち距離Ｄを算出する。そして、判定部２４はこの距離Ｄが所定の許容値以下であれば、照射エリアが適切であると判定し（図２ＤのステップＳ２４のＹＥＳ）、調整を終了する。

一方、この距離Ｄが同許容値を上回っていれば、照射エリアが不適切と判定する（ステップＳ２４のＮＯ）。この場合、レシピ更新部２５は電子ビーム照射レシピを更新する（ステップＳ２５）。より具体的には、レシピ更新部２５は、ビームスキャナ２６が生成する波形（例えば図２Ｅに示すような電圧波形）を変更する。距離Ｄが大きいほど変更量が大きい。

例えば、各画像データの画素数が２５６×２５６であり、テンプレート画像データ（図２ＨＡ）におけるパターン２１ｂの位置が（１２８，１２８）、ステップＳ２３で形成された画像データ（図２ＨＢ）におけるパターン２１ｂ’の位置が（１９２，１９２）であったとする。この場合、照射エリアは水平方向および垂直方向に画像サイズの２５％だけずれている。よって、図２Ｅに示す波形を２５％調整する。すなわち、図２Ｅにおいて、水平方向は−２Ｖ〜２Ｖの範囲で電圧を電極Ｈに印加しているが、これを−１Ｖ〜３Ｖに変更する（図２Ｉ上段）。垂直方向は−３Ｖ〜１Ｖの範囲で電圧を電極Ｖに印加しているが、これを−２Ｖ〜２Ｖに変更する（図２Ｉ下段）。これにより、電子ビームの照射エリアが水平方向および垂直方向に移動し、適切なエリアに電子ビームが照射されるようになる。

この時点で調整を終了してもよいが、望ましくはステップＳ２４で適切と判定されるまで、ステップＳ２１以降が繰り返される。この繰り返しの際、ステップＳ２１においては、ステップＳ２５で更新された電子ビーム照射レシピが適用される。

このように、本実施形態では所定のパターンが形成された調整プレート２１を用いることで、電子ビームの照射エリアを調整できる。この調整法によれば、実際のマスクを使う必要がないため、マスクを無駄にすることもない。

なお、本実施形態では、偏向器１１５が静電偏向器である例を示したが、偏向器１１５は複数の磁極を有する磁場偏向器であってもよい。この場合、偏向器電源２７は電子ビームを偏向させるための電流を各磁極に供給する。

また、説明を簡略化するために図２Ｅに示すスキャンを行ったが、図１Ｅおよび図１Ｆに示すスキャンを行う場合でも同様に考えればよい。

［符号の説明］
２００ 照射エリア調整システム
２１ 調整プレート
２１ａ 穴
２１ｂ，２１ｂ’ パターン
２２ 電流計
２３ 画像形成部
２４ 判定部
２５ レシピ更新部
２６ ビームスキャナ
２７ 偏向器電源
１１２ 電子ビーム発生装置
１１５ 偏向器
２１１５ 電極
１３１ 全体制御部
１３２ 電子ビーム制御部

（第２の実施形態）

［技術分野］
本実施形態は、電子ビーム照射装置およびその電子ビームの照射領域補正方法に関する。

［背景技術］
図１Ｆを用いて説明したように、通常の電子ビーム照射装置は照射領域（電子ビームの到達位置）が長方形（正方形を含む）になるよう、電子ビーム制御部１３２が偏向器１１５を制御する。しかしながら、偏向器１１５の特性などによっては照射領域が意図したとおりの長方形とならないことがある。

［本実施形態が解決しようとする課題］
本実施形態の課題は、電子ビームの照射領域が意図通りの長方形とならない場合に、照射領域を長方形に近づけることができる電子ビーム照射装置およびその電子ビームの照射領域補正方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］

＜態様１＞
電子ビーム発生装置からの電子ビームを、時間ｔとともに変化する電圧Ｖ１（ｔ）を第１電極に印加することで第１方向にスキャンし、時間ｔとともに変化する電圧Ｖ２（ｔ）を第２電極に印加することで前記第１方向と直交する第２方向にスキャンすることにより、長方形の領域をターゲットとして電子ビームを照射するように意図された電子ビーム照射装置において、電子ビームの照射領域が長方形ではなく前記第１方向に歪んだ概略平行四辺形となっている場合に、
前記第１電極に電圧Ｖ１（ｔ）＋ｋＶ２（ｔ）（ｋは定数）を印加し、前記第２電極に電圧Ｖ２（ｔ）を印加することによって、電子ビームの照射領域が長方形となるよう補正する、電子ビームの照射領域補正方法。
照射領域が第１方向に歪んでいる場合に、電子ビームを第１方向にスキャンするための第１電極に電圧Ｖ１（ｔ）＋ｋＶ２（ｔ）を印加することで、照射領域を補正できる。

＜態様２＞
前記ｋは、電子ビームの照射領域が長方形に近づくよう設定される、態様１に記載の電子ビームの照射領域補正方法。
これにより照射領域が長方形に近づく。

＜態様３＞
前記ｋの絶対値は、前記第１方向の歪みが大きいほど大きく設定される、態様１または２に記載の電子ビームの照射領域補正方法。
これにより照射領域が長方形に近づく。

＜態様４＞
前記電圧Ｖ２（ｔ）は、ある値になって期間Ｔ０経過後に別の値に変化することをＮ０回繰り返し、
前記電圧Ｖ１（ｔ）は、前記期間Ｔ０を周期として線形変化することを前記Ｎ０回繰り返し、
前記Ｔ０，Ｎ０は、それぞれ前記長方形の前記第１方向の長さおよび前記第２方向の長さに対応する、態様１乃至３のいずれかに記載の電子ビームの照射領域補正方法。
第１方向および第２方向がそれぞれ水平方向および垂直方向であるときに、水平方向に歪んだ照射領域を長方形に補正できる。

＜態様５＞
前記電圧Ｖ１（ｔ）は、ある値になって期間Ｔ０経過後に別の値に変化することをＮ０回繰り返し、
前記電圧Ｖ２（ｔ）は、前記期間Ｔ０を周期として線形変化することを前記Ｎ０回繰り返し、
前記期間Ｔ０，Ｎ０は、それぞれ前記長方形の前記第２方向の長さおよび前記第１方向の長さに対応する、態様１乃至３のいずれかに記載の電子ビームの照射領域補正方法。
第１方向および第２方向がそれぞれ垂直方向および水平方向であるときに、垂直方向に歪んだ照射領域を長方形に補正できる。

＜態様６＞
電子ビーム発生装置からの電子ビームを、時間ｔとともに変化する電圧Ｖ１（ｔ）を第１電極に印加することで第１方向にスキャンし、時間ｔとともに変化する電圧Ｖ２（ｔ）を第２電極に印加することで前記第１方向と直交する第２方向にスキャンすることにより、長方形の領域をターゲットとして電子ビームを照射するように意図された電子ビーム照射装置において、
電子ビームの照射領域が長方形ではなく前記第１方向に歪んだ概略平行四辺形となっている場合に、前記第１電極に電圧Ｖ１（ｔ）＋ｋＶ２（ｔ）（ｋは定数）を印加し、前記第２電極に電圧Ｖ２（ｔ）を印加する電子ビーム制御装置を備え、これによって、電子ビームの照射領域が長方形となるよう補正する、電子ビーム照射装置。
照射領域が第１方向に歪んでいる場合に、電子ビームを第１方向にスキャンするための第１電極に電圧Ｖ１（ｔ）＋ｋＶ２（ｔ）を印加することで、照射領域を補正できる。

＜態様７＞
電子ビームを発生する電子ビーム発生装置と、
前記電子ビーム発生装置からの電子ビームを第１方向に偏向する第１電極と、
前記電子ビーム発生装置からの電子ビームを、前記第１方向と直交する第２方向に偏向する第２電極と、
前記第１電極および前記第２電極に印加される電圧を制御する電子ビーム制御装置と、を備え、
電子ビーム発生装置からの電子ビームを、時間ｔとともに変化する電圧Ｖ１（ｔ）を前記第１電極に印加することで前記第１方向にスキャンし、時間ｔとともに変化する電圧Ｖ２（ｔ）を前記第２電極に印加することで前記第２方向にスキャンすることにより、長方形の領域をターゲットとして電子ビームを照射するように意図していながら、電子ビームの照射領域が長方形ではなく前記第１方向に歪んだ概略平行四辺形となっている場合に、
前記電子ビーム制御装置は、前記第１電極に電圧Ｖ１（ｔ）＋ｋＶ２（ｔ）（ｋは定数）を印加し、前記第２電極に電圧Ｖ２（ｔ）を印加し、これによって、電子ビームの照射領域が長方形となるよう補正する、電子ビーム照射装置。
照射領域が第１方向に歪んでいる場合に、電子ビームを第１方向にスキャンするための第１電極に電圧Ｖ１（ｔ）＋ｋＶ２（ｔ）を印加することで、照射領域を補正できる。

［本実施形態の効果］
電子ビームの照射領域を長方形に近づけることができる。

［図面の簡単な説明］
［図３Ａ］電子ビームの照射領域２００，２００’を模式的に示す図。
［図３Ｂ］、図３Ａの照射領域２００を得るために偏向器１１５における電極Ｖ，Ｈにそれぞれ印加される電圧Ｖｖ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）を模式的に示す図。
［図３Ｃ］照射領域２００’の水平方向歪みを補正するために電極Ｖ，Ｈにそれぞれ印加される電圧Ｖｖ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）＋ｋＶｖ（ｔ）を模式的に示す図。
［図３Ｄ］電子ビームの照射領域２００，２００’’を模式的に示す図。
［図３Ｅ］照射領域２００’’の垂直方向歪みを補正するために電極Ｖ，Ｈにそれぞれ印加される電圧Ｖｖ（ｔ）＋ｋＶｈ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）を模式的に示す図。

［本実施形態を実施するための形態］
図３Ａの左図は、ターゲットとなる電子ビームの照射領域２００を模式的に示す図である。図示のようにターゲットの照射領域２００は長方形であるが、実際には離散的に電子ビームが照射される（図１Ｆ参照）ことから、便宜上、水平方向の照射単位をドットと呼び、垂直方向の照射単位をラインと呼ぶ。また、照射領域２００内のドット数（水平方向の長さに対応）をＬｈ（図２Ａの例では５）とし、ライン数（垂直方向の長さに対応）をＬｖ（図２Ａの例では５）とする。

図３Ｂは、図３Ａの照射領域２００を得るために偏向器１１５における電極Ｖ，Ｈにそれぞれ印加される電圧Ｖｖ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）を模式的に示す図であり、より具体的には時刻ｔと、電極Ｖ，Ｈにそれぞれ印加される電圧Ｖｖ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）との関係を模式的に示している。なお、偏向器１１５における電極Ｖ，Ｈはそれぞれ電子ビームを垂直方向および水平方向に偏向するための電極である。また、これらの電圧Ｖｖ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）は電子ビーム制御部１３２（図１Ａ）によって制御される。

電圧Ｖｖ（ｔ）は、ある時刻においてある値に設定されると所定の期間Ｔ０だけ同じ値であり、期間Ｔ０経過後に別の値に設定される。このことがＮ０回（同図の例では５回）繰り返される。電圧Ｖｖ（ｔ）は照射領域２００における垂直方向位置（何ライン目か）に対応しており、より詳しくは電圧Ｖｖ（ｔ）の値が大きいほど垂直方向の下端に近い。よって、電極Ｖにこのような電圧Ｖｖ（ｔ）が印加されることにより電子ビームが垂直方向にスキャンされる。ここで、期間Ｔ０は照射領域２００のドット数（水平方向の長さ）Ｌｈに対応する。また、繰り返し回数Ｎ０はライン数（垂直方向の長さ）Ｌｖに対応する。

電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ０を周期として線形変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、期間Ｔ０の前半において線形に増加し、期間Ｔ０の後半において同じ傾きで線形に減少する。このことがやはりＮ０回繰り返される。電圧Ｖｈ（ｔ）は照射領域２００における水平方向位置（何ドット目か）に対応しており、より詳しくは電圧Ｖｈ（ｔ）の値が大きいほど水平方向の右端に近い。よって、電極Ｈにこのような電圧Ｖｈ（ｔ）が印加されることにより、電子ビームが水平方向にスキャンされる。

図３Ｂに示す電圧Ｖｖ（ｔ），Ｖｈ（ｔ）が電極Ｖ，Ｈにそれぞれ印加されることにより、図３Ａに示すように照射領域２００が長方形となることが意図されている。ところが、偏向器１１５の特性などによっては、水平方向に照射領域２００が歪むこともある。そこで本実施形態では、照射領域２００が水平方向に歪んでいる場合に、照射領域２００が長方形となるよう補正を行う。

図３Ａの右図は、水平方向に歪んだ電子ビームの照射領域２００’を模式的に示す図である。図示のように照射領域２００’は平行四辺形となっている。この平行四辺形において、一点鎖線で示すように垂直方向のずれはない。よって、垂直方向に関しては、電子ビーム制御部１３２は電極Ｖに図３Ｂの電圧Ｖｖ（ｔ）をそのまま印加すればよい（図３Ｃの上図参照）。

これに対し、同図の二点鎖線で示すように、１ライン目を基準とすると２ライン目は水平方向にＡだけ右側にずれており、より一般的にはｎ（ｎ＝１〜Ｌｖ）ライン目は（ｎ−１）＊Ａだけ右側にずれている。すなわち、ずれ量は垂直方向位置に比例して大きくなっており、この垂直方向位置は上述したように電圧Ｖｖ（ｔ）に対応する。そこで、電子ビーム制御部１３２は電極Ｈに電圧Ｖｈ（ｔ）＋ｋＶｖ（ｔ）を印加すればよい（図３Ｃの下図参照）。

ここで、ｋは定数であり、電子ビームの照射領域２００’が長方形に近づくよう（望ましくは長方形となるよう）設定される。図３Ａの右図に示すように、照射領域２００’が右側（電圧Ｖｈ（ｔ）の値が大きい側）に歪んだ平行四辺形となっている場合、２ライン目以降の水平方向位置を左側にずらすべく、ｋは負値に設定される。一方、照射領域２００’が左側（電圧Ｖｈ（ｔ）の値が小さい側）に歪んだ平行四辺形となっている場合、２ライン目以降の水平方向位置を右側にずらすべく、ｋは正値に設定される。歪み量Ａが大きいほど、ｋの絶対値は大きく設定される。

このように、本実施形態では、照射領域２００が水平方向に歪んでいる場合に、電子ビームを垂直方向に偏向する電極Ｖには電圧Ｖｖ（ｔ）を印加し、水平方向に偏向する電極Ｈには電圧Ｖｈ（ｔ）＋ｋＶｖ（ｔ）を印加する。これにより、歪んだ照射領域２００’を長方形に近づけることができる。

以上説明した実施形態は、照射領域２００が水平方向に歪んでいることを想定していた。これに対し、次に説明する実施形態は、照射領域２００が垂直方向に歪んでいる場合を想定している。以下、相違点を中心に説明する。

図３Ｄの上図は図３Ａの左図の再掲であり、図３Ｄの下図は垂直方向に歪んだ電子ビームの照射領域２００’’を模式的に示す図である。図示のように照射領域２００’’は平行四辺形となっている。この平行四辺形において、一点鎖線で示すように水平方向のずれはない。よって、水平方向に関しては、電子ビーム制御部１３２は電極Ｈに図３Ｂの電圧Ｖｈ（ｔ）を印加すればよい（図３Ｅの下図参照）。

これに対し、同図の二点鎖線で示すように、１ドット目を基準とすると、２ドット目は水平方向にＢだけ上側にずれており、より一般的にはｎ（ｎ＝１〜Ｌｈ）ドット目は（ｎ−１）＊Ｂだけ上側にずれている。すなわち、ずれ量は水平方向位置に比例して大きくなっており、この水平方向位置は上述したように電圧Ｖｈ（ｔ）に対応する。そこで、電子ビーム制御部１３２は電極Ｖに電圧Ｖｖ（ｔ）＋ｋＶｈ（ｔ）を印加すればよい（図３Ｅの上図参照）。

ここで、ｋは定数であり、電子ビームの照射領域２００’’が長方形に近づくよう（望ましくは長方形となるよう）設定される。図３Ｄの下図に示すように、照射領域２００’’が上側（電圧Ｖｖ（ｔ）の値が小さい側）に歪んだ平行四辺形となっている場合、２ドット目以降の垂直方向位置を下側にずらすべく、ｋは正値に設定される。一方、照射領域２００’’が下側（電圧Ｖｖ（ｔ）の値が大きい側）に歪んだ平行四辺形となっている場合、２ドット目以降の垂直方向位置を上側にずらすべく、ｋは負値に設定される。歪み量Ｂが大きいほど、ｋの絶対値は大きく設定される。

このように、本実施形態では、照射領域２００が垂直方向に歪んでいる場合に、電子ビームを水平方向に偏向する電極Ｈには電圧Ｖｈ（ｔ）を印加し、垂直方向に偏向する電極Ｖには電圧Ｖｖ（ｔ）＋ｋＶｈ（ｔ）を印加する。これにより、歪んだ照射領域２００’’を長方形に近づけることができる。

［符号の説明］
３００，３００’，３００’’ 照射領域

（第３の実施形態）

［技術分野］
本実施形態は、電子ビーム照射装置、電子ビーム制御方法およびプログラムに関する。

［背景技術］
電子ビーム照射装置から電子ビームを照射して、レジストマスクのエッチング耐性を向上させることが行われている。

［本実施形態が解決しようとする課題］

プラズマエッチングのエッチングレートは、空間的に一様ではなく、所定の分布（例えば、中央付近のエッチングレートが高い）を有する。このため、電子ビーム照射装置から電子ビームを試料表面に一様に照射してレジストのエッチング耐性を全面一様に向上させた場合には、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異が発生するという問題がある。

そこで本実施形態の課題は、エッチングレートの分布に起因するエッチング量のばらつきを低減することを可能とする電子ビーム照射装置、電子ビーム制御方法およびプログラムを提供することである。

［課題を解決するための手段］
＜態様１＞
電子ビームを偏向させる偏向器と、
前記偏向器を制御して前記電子ビームを走査する制御部と、
を備え、
前記制御部は、第１の領域における第１の走査方向の電子ビームの移動速度が、前記第１の領域よりもエッチングレートが低い第２の領域における前記第１の走査方向の電子ビームの移動速度より遅くなるように、前記偏向器を制御する電子ビーム照射装置。

この構成により、第１の領域において、電子ビームの第１の走査方向の移動が第２の領域より遅くなるので、第２の領域より電子ビームの照射量が多くなり、第１の領域におけるレジストのエッチング耐性が第２の領域より高くなる。これにより、第１の領域のエッチングレートが第２の領域より高くても、レジストのエッチング耐性が第２の領域より高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

＜態様２＞
前記偏向器には、前記第１の走査方向に電子ビームを走査するために、第１の電極が設けられており、
前記制御部は、前記第１の領域を走査する第１の期間における前記第１の電極に印加される電圧の単位時間あたりの変化が、前記第２の領域を走査する第２の期間における前記第１の電極に印加される電圧の単位時間あたりの変化より小さくなるように、前記偏向器を制御する、態様１に記載の電子ビーム照射装置。

この構成により、第１の期間において、電子ビームの第１の走査方向の移動が第２の期間より遅くなるので、第２の期間より電子ビームの照射量が多くなるため、第１の期間に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性が、第２の期間に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性より高くなる。これにより、第１の期間に電子ビームが照射される領域のエッチングレートが高くても、レジストのエッチング耐性が高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に起因するエッチング量のばらつきを低減することができる。

＜態様３＞
前記第２の期間は、前半の期間と後半の期間に分かれており、
前記第１の期間は、前記第２の期間の前半の期間と前記第２の期間の後半の期間に挟まれた期間である、態様２に記載の電子ビーム照射装置。

＜態様４＞
前記第１の領域は、エッチングレートが閾値を超える領域である、態様１乃至３のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。

＜態様５＞
前記第１の領域は、基板の略中央に設定されている、態様１乃至３のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。

＜態様６＞
前記第１の領域は、略円形である、態様１乃至５のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。

＜態様７＞
前記第１の領域は、四角形である、態様１乃至５のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。

＜態様８＞
前記第１の走査方向は、水平方向である、態様１乃至７のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。

＜態様９＞
電子ビームを偏向させる偏向器と、前記偏向器を制御して前記電子ビームを走査する制御部とを備える電子ビーム照射装置が実行する電子ビーム制御方法であって、
第１の領域内における第１の走査方向の電子ビームの移動速度が、前記第１の領域よりもエッチングレートが低い第２の領域における前記第１の走査方向の電子ビームの移動速度より遅くなるように、前記電子ビームを制御する工程を有する電子ビーム制御方法。

この構成により、第１の領域において、電子ビームの第１の走査方向の移動が第２の領域より遅くなるので、第２の領域より電子ビームの照射量が多くなり、第１の領域におけるレジストのエッチング耐性が第２の領域より高くなる。これにより、第１の領域のエッチングレートが第２の領域より高くても、レジストのエッチング耐性が第２の領域より高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

＜態様１０＞
偏向器を制御して電子ビームを走査する制御部として機能させるためのプログラムであって、
前記制御部は、第１の領域における第１の走査方向の電子ビームの移動速度が、前記第１の領域よりもエッチングレートが低い第２の領域における前記第１の走査方向の電子ビームの移動速度より遅くなるように、前記電子ビームを制御するプログラム。

この構成により、第１の領域において、電子ビームの第１の走査方向の移動が第２の領域より遅くなるので、第２の領域より電子ビームの照射量が多くなり、第１の領域におけるレジストのエッチング耐性が第２の領域より高くなる。これにより、第１の領域のエッチングレートが第２の領域より高くても、レジストのエッチング耐性が第２の領域より高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

［本実施形態の効果］

本実施形態によれば、第１の領域において、電子ビームの第１の走査方向の移動が第２の領域より遅くなるので、第２の領域より電子ビームの照射量が多くなるため、第１の領域において、レジストマスクのエッチング耐性が電子ビームの第１の走査方向の移動が第２の領域より高くなる。これにより、第１の領域のエッチングレートが第２の領域より高くても、レジストマスクのエッチング耐性が第２の領域より高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

［図面の簡単な説明］
［図４Ａ］電子ビームの照射領域４１を模式的に示す図。
［図４Ｂ］図４Ａの照射領域４１を得るために偏向器１１５における電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）を模式的に示す図。
［図４Ｃ］電子ビームの照射領域４２を模式的に示す図。
［図４Ｄ］図４Ｃの照射領域４２の点４Ｐ１から点４Ｐ２までの間に偏向器１１５の電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）を模式的に示す図。
［図４Ｅ］図４Ｃの照射領域４２の点４Ｐ２から点４Ｐ３までの間に偏向器１１５の電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）を模式的に示す図。

［本実施形態を実施するための形態］
図４Ａは、ターゲットとなる電子ビームの照射領域４１を模式的に示す図である。照射領域４１は、被エッチング層が形成された基板の一部である。図示のようにターゲットの照射領域４１は長方形であるが、実際には例えば図４Ａの点の位置に離散的に電子ビームが照射される。図４Ａの折れ線で示すように、図４Ａの左上から右下に向かって、順に電子ビームが走査される。

照射領域４１は一例として、第１の領域４１１と、第１の領域４１１よりもエッチングレートが低い第２の領域４１２に分けられる。第１の領域４１１は、エッチングレートが閾値を超える領域であり、基板の略中央に設定されており、ここでは一例として、第１の領域４１１は四角形である。第２の領域４１２のうちこの第１の領域４１１の上に位置する領域において、垂直方向の位置を変えては水平方向にそれぞれ５ライン分、走査する。その後、第１の領域４１１を含む領域を、垂直方向の位置を変えては水平方向に一例として１１ライン分、走査する。その後、第２の領域４１２のうちこの第１の領域４１１の下に位置する領域において、垂直方向の位置を変えては水平方向にそれぞれ５ライン分、走査するものとして、以下説明する。

図４Ａに示すように、第１の領域４１１において、水平方向のドットの間隔が外側の領域よりも狭くなっている。すなわち、図４Ａの第１の領域４１１内における水平方向の電子ビームの移動速度が、図４Ａの第１の領域４１１外における水平方向の電子ビームの移動速度より遅くなるようになっている。

この際の制御部１３の処理について説明する。制御部１３は、図４Ａの第１の領域４１１内における水平方向の電子ビームの移動速度が、図４Ａの第２の領域４１２における水平方向の電子ビームの移動速度より遅くなるように、偏向器１１５を制御する。この構成により、図４Ａの第１の領域４１１内において、電子ビームの水平方向の移動が図４Ａの第２の領域４１２より遅くなるので、第２の領域４１２より電子ビームの照射量が多くなるため、図４Ａの第１の領域４１１内において、レジストのエッチング耐性が図４Ａの第２の領域４１２より高くなる。これにより、図４Ａの第１の領域４１１のエッチングレートが第２の領域４１２より高くても、レジストのエッチング耐性が高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

本実施形態では一例として偏向器１１５を静電偏向器とした場合について説明する。図４Ｂは、図４Ａの照射領域４１を得るために偏向器１１５における電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）を模式的に示す図である。より具体的には時刻ｔと、電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）との関係を模式的に示している。なお、偏向器１１５における電極Ｈ，Ｖはそれぞれ電子ビームを水平方向および垂直方向に偏向するための電極である。また、これらの電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）は制御部１３内の電子ビーム制御部１３２（図１Ａ）によって制御される。以下、簡略化のために、制御部１３が制御するものとして説明する。

電圧Ｖｖ（ｔ）は、ある時刻においてある値に設定されると所定の期間Ｔ１だけ同じ値であり、この期間Ｔ１経過後に差分電圧ΔＶ１だけ大きな値に設定される。このことがＮ１回（同図の例では５回、５ライン分に相当する）繰り返される。電圧Ｖｖ（ｔ）は照射領域４１における垂直方向位置（何ライン目か）に対応しており、より詳しくは電圧Ｖｖ（ｔ）の値が大きいほど垂直方向の下端に近い。よって、電極Ｖにこのような電圧Ｖｖ（ｔ）が印加されることにより電子ビームの垂直方向の位置が遷移する。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１を周期として線形変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、この期間Ｔ１において第１の傾きで線形に増加する。このことがやはりＮ１回繰り返される。電圧Ｖｈ（ｔ）は照射領域４１における水平方向位置（何ドット目か）に対応しており、より詳しくは電圧Ｖｈ（ｔ）の値が大きいほど水平方向の右端に近い。よって、電極Ｈにこのような電圧Ｖｈ（ｔ）が印加されることにより、電子ビームの照射位置が水平方向に遷移する。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ１だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ２（＞Ｔ１）だけ同じ値であり、この期間Ｔ２経過後に差分電圧ΔＶ１だけ大きな値に設定される。このことがＮ２回（同図の例では１１回、１１ライン分に相当する）繰り返される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ２を周期として折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ２１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ２２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ２３において前半の期間Ｔ２１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ２２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｂの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ２１および期間Ｔ２３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｂの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。このことがやはりＮ２回（同図の例では１１回、１１ライン分に相当する）繰り返される。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ１だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１だけ同じ値であり、この期間Ｔ１経過後に差分電圧ΔＶ１だけ大きな値に設定される。このことがＮ１回（同図の例では５回、５ライン分に相当する）繰り返される。
その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１を周期として線形変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、この期間Ｔ１において第１の傾きで線形に増加し、期間Ｔ１後に初期値Ｖｈ０に戻る。このことがやはりＮ１回繰り返される。

本実施形態では、具体的には、制御部１３は、図４Ｂの期間Ｔ２２における電圧Ｖｈ（ｔ）の単位時間あたりの変化が、図４Ｂの期間Ｔ２１、Ｔ２３における電圧Ｖｈ（ｔ）の単位時間あたりの変化より小さくなるように、偏向器１１５を制御する。この構成により、図４Ｂの期間Ｔ２２において、電子ビームの水平方向の移動が図４Ｂの期間Ｔ２１、Ｔ２３より遅くなるので、図４Ｂの期間Ｔ２２に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性が、図４Ｂの期間Ｔ２１、Ｔ２３に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性より高くなる。これにより、図４Ｂの期間Ｔ２２に電子ビームが照射される領域のエッチングレートが高くても、レジストのエッチング耐性が高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

なお、本実施形態では電子ビームの移動速度を、水平方向に遅くしたが、これに限らず、垂直方向など任意の方向に遅くしてもよい。その場合、制御部１３は、第１の領域４１１における第１の走査方向の電子ビームの移動速度が、第２の領域４１２における当該第１の走査方向の電子ビームの移動速度より遅くなるように、偏向器１１５を制御してもよい。ここで、第１の走査方向は、水平方向および垂直方向を含む任意の方向である。

この構成により、第１の領域４１１において、電子ビームの水平方向の移動が第１の領域４１２より遅くなるので、第２の領域４１２より電子ビームの照射量が多くなるため、第１の領域４１１において、レジストのエッチング耐性が電子ビームの水平方向の移動が第２の領域４１２より高くなる。これにより、第１の領域４１１のエッチングレートが第２の領域４１２より高くても、レジストのエッチング耐性が第２の領域４１２より高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

また、この場合の具体的な処理として、制御部１３は、第１の領域４１１を走査する第１の期間（例えば、図４Ｂの期間Ｔ２２）における第１の電極に印加される電圧の単位時間あたりの変化が、第２の領域４１２を走査する第２の期間（例えば、図４Ｂの期間Ｔ２１および／または期間Ｔ２３）における当該第１の電極に印加される電圧の単位時間あたりの変化より小さくなるように、偏向器１１５を制御してもよい。ここで、第１の電極は、電極Ｈ，Ｖを含む任意の電極であり、第１の走査方向に電子ビームを走査するために設けられた電極である。

この構成により、第１の期間において、電子ビームの走査方向の移動が第２の期間より遅くなるので、第２の期間より電子ビームの照射量が多くなるため、第１の期間に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性が、第２の期間に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性より高くなる。これにより、第１の期間に電子ビームが照射される領域のエッチングレートが高くても、レジストのエッチング耐性が高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

ここで、第２の期間は、前半の期間（例えば、図４Ｂの期間Ｔ２１）と後半の期間（例えば、図４Ｂの期間Ｔ２３）に分かれており、第１の期間（例えば、図４Ｂの期間Ｔ２２）は、第２の期間の前半の期間（例えば、図４Ｂの期間Ｔ２１）と第２の期間の後半の期間（例えば、図４Ｂの期間Ｔ２３）に挟まれた期間である。

なお、本実施形態では、走査速度を遅くする領域を長方形としたが、三角形であっても、五角形以上の多角形であってもよい。

（変形例）
続いて、本実施形態の変形例について説明する。

本実施形態では、走査速度を遅くする領域を長方形としたが、本変形例では、略円形にする点が異なる。

図４Ｃは、ターゲットとなる電子ビームの照射領域４２を模式的に示す図である。照射領域４２は、被エッチング層が形成された基板の一部である。図示のようにターゲットの照射領域４２は略円形であり、実際には例えば図４Ｃの点の位置に離散的に電子ビームが照射される。図４Ｃの折れ線で示すように、全体的に上から下に向かって同じ垂直位置では左から右に向かって、順に電子ビームが走査される。

照射領域４２は一例として、第１の領域４２１と、第１の領域４２１よりもエッチングレートが低い第２の領域４２２に分けられる。第１の領域４２１は、エッチングレートが閾値を超える領域であり、基板の略中央に設定されている。ここでは一例として、第１の領域４２１は略円形である。略円形とは、真円および楕円を含み、その線は曲線だけでなく、折れ線であってもよい。第２の領域４２２のうちこの第１の領域４２１の上に位置する領域において、垂直方向の位置を変えては水平方向にそれぞれ５ライン分、走査する。その後、第１の領域４２１を含む領域を、垂直方向の位置を変えては水平方向に一例として１１ライン分、走査する。その後、第２の領域４２２のうちこの第１の領域４２１の下に位置する領域において、垂直方向の位置を変えては水平方向にそれぞれ５ライン分、走査する。

図４Ｃに示すように、第１の領域４２１において、水平方向のドットの間隔が外側の領域よりも狭くなっている。すなわち、図４Ｃの第１の領域４２１内における水平方向の電子ビームの移動速度が、図４Ｃの第１の領域４２１外における水平方向の電子ビームの移動速度より遅くなるようになっている。

この際の制御部１３の処理について説明する。制御部１３は、図４Ｃの第１の領域４２１内における水平方向の電子ビームの移動速度が、図４Ｃの第１の領域４２１外における水平方向の電子ビームの移動速度より遅くなるように、偏向器１１５を制御する。この構成により、図４Ｃの第１の領域４２１において、電子ビームの水平方向の移動が図４Ｃの第２の領域４２２より遅くなるので、第２の領域４２２より電子ビームの照射量が多くなるため、図４Ｃの第１の領域４２１において、レジストのエッチング耐性が電子ビームの水平方向の移動が図４Ｃの第２の領域４２２より高くなる。これにより、図４Ｃの第１の領域４２１のエッチングレートが第２の領域４２２より高くても、レジストのエッチング耐性が第２の領域４２２より高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

図４Ｄは、図４Ｃの照射領域４２の点４Ｐ１から点４Ｐ２までの間に偏向器１１５の電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）を模式的に示す図である。同様に、図４Ｅは、図４Ｃの照射領域４２の点４Ｐ２から点４Ｐ３までの間に偏向器１１５の電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）を模式的に示す図である。図４Ｄと図４Ｅは、時刻ｔと、電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧Ｖｈ（ｔ），Ｖｖ（ｔ）との関係を模式的に示している。

電圧Ｖｖ（ｔ）は、ある時刻においてある値に設定され、単位時間Δｔ後に差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定される。その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、所定の期間Ｔ１１だけ同じ値であり、期間Ｔ１１経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。次に、電圧Ｖｖ（ｔ）は、所定の期間Ｔ１２（＞Ｔ１１）だけ同じ値であり、この期間Ｔ１２経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。次に、電圧Ｖｖ（ｔ）は、所定の期間Ｔ１３（＞Ｔ１２）だけ同じ値であり、この期間Ｔ１３経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。次に、電圧Ｖｖ（ｔ）は、所定の期間Ｔ１４（＞Ｔ１３）だけ同じ値であり、この期間Ｔ１４経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。電圧Ｖｖ（ｔ）は照射領域４２における垂直方向位置（何ライン目か）に対応しており、より詳しくは電圧Ｖｖ（ｔ）の値が大きいほど垂直方向の下端に近い。よって、電極Ｖにこのような電圧Ｖｖ（ｔ）が印加されることにより電子ビームの垂直方向の位置が遷移する。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は、それぞれ対応する期間Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４において線形変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、期間Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４において第１の傾きで線形に増加する。電圧Ｖｈ（ｔ）は照射領域４２における水平方向位置（何ドット目か）に対応しており、より詳しくは電圧Ｖｈ（ｔ）の値が大きいほど水平方向の右端に近い。よって、電極Ｈにこのような電圧Ｖｈ（ｔ）が印加されることにより、電子ビームの照射位置が垂直方向に遷移する。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１５（＞Ｔ１４）だけ同じ値であり、この期間Ｔ１５経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１５において折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ１５１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ１５２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ１５３において前半の期間Ｔ１５１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ１５２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ１５１および期間Ｔ１５３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１６（＞Ｔ１５）だけ同じ値であり、この期間Ｔ１６経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１６において折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ１６１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ１６２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ１６３において前半の期間Ｔ１６１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ１６２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ１６１および期間Ｔ１６３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１７（＞Ｔ１６）だけ同じ値であり、この期間Ｔ１７経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１７において折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ１７１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ１７２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ１７３において前半の期間Ｔ１７１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ１７２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ１７１および期間Ｔ１７３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１８（＞Ｔ１７）だけ同じ値であり、この期間Ｔ１８経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１８において折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ１８１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ１８２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ１８３において前半の期間Ｔ１８１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ１８２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ１８１および期間Ｔ１８３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１９（＞Ｔ１８）だけ同じ値であり、この期間Ｔ１９経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。このことが一例として３回繰り返される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１９毎に折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ１９１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ１９２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ１９３において前半の期間Ｔ１９１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ１９２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ１９１および期間Ｔ１９３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１８だけ同じ値であり、この期間Ｔ１８経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１８において折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ１８１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ１８２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ１８３において前半の期間Ｔ１８１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ１８２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ１８１および期間Ｔ１８３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１７だけ同じ値であり、この期間Ｔ１７経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１７において折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ１７１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ１７２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ１７３において前半の期間Ｔ１７１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ１７２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ１７１および期間Ｔ１７３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１６だけ同じ値であり、この期間Ｔ１６経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１６において折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ１６１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ１６２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ１６３において前半の期間Ｔ１６１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ１６２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ１６１および期間Ｔ１６３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、差分電圧ΔＶ２だけ更に大きな値に設定されると、所定の期間Ｔ１６だけ同じ値であり、この期間Ｔ１６経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。

その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は期間Ｔ１５において折れ線状に変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、前半の期間Ｔ１５１において第１の傾きで線形に増加し、中盤の期間Ｔ１５２において第１の傾きより小さい第２の傾きで線形に増加し、後半の期間Ｔ１５３において前半の期間Ｔ１５１と同じ第１の傾きで線形に増加する。すなわち、期間Ｔ１５２における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）は、期間Ｔ１５１および期間Ｔ１５３における単位時間あたりの電圧Ｖｈ（ｔ）の変化（すなわち図４Ｄの電圧Ｖｈ（ｔ）の傾き）より小さくなっている。

その後、電圧Ｖｖ（ｔ）は、所定の期間Ｔ１４だけ同じ値であり、期間Ｔ１４経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。次に、電圧Ｖｖ（ｔ）は、所定の期間Ｔ１３だけ同じ値であり、この期間Ｔ１３経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。次に、電圧Ｖｖ（ｔ）は、所定の期間Ｔ１２だけ同じ値であり、この期間Ｔ１２経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。次に、電圧Ｖｖ（ｔ）は、所定の期間Ｔ１１だけ同じ値であり、この期間Ｔ１１経過後に差分電圧ΔＶ２だけ大きな値に設定される。
その間、電圧Ｖｈ（ｔ）は、それぞれ対応する期間Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４において線形変化する。より具体的には、電圧Ｖｈ（ｔ）は、期間Ｔ１１、Ｔ１２、Ｔ１３、Ｔ１４において第１の傾きで線形に増加する。

本実施形態では、具体的には、制御部１３は、図４Ｄの期間Ｔ１５２における電圧Ｖｈ（ｔ）の単位時間あたりの変化が、図４Ｄの期間Ｔ１５１、Ｔ１５３における電圧Ｖｈ（ｔ）の単位時間あたりの変化より小さくなるように、偏向器１１５を制御する。この構成により、図４Ｄの期間Ｔ１５２において、電子ビームの水平方向の移動が図４Ｄの期間Ｔ１５１、Ｔ１５３より遅くなるので、図４Ｄの期間Ｔ１５２に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性が、図４Ｄの期間Ｔ１５１、Ｔ１５３に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性より高くなる。これにより、図４Ｄの期間Ｔ１５２に電子ビームが照射される領域のエッチングレートが高くても、レジストのエッチング耐性が高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

同様に、制御部１３は、図４Ｄの期間Ｔ１６２における電圧Ｖｈ（ｔ）の単位時間あたりの変化が、図４Ｄの期間Ｔ１６１、Ｔ１６３における電圧Ｖｈ（ｔ）の単位時間あたりの変化より小さくなるように、偏向器１１５を制御する。この構成により、図４Ｄの期間Ｔ１６２において、電子ビームの水平方向の移動が図４Ｄの期間Ｔ１６１、Ｔ１６３より遅くなるので、図４Ｄの期間Ｔ１６２に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性が、図４Ｄの期間Ｔ１６１、Ｔ１６３に電子ビームが照射される領域におけるレジストのエッチング耐性より高くなる。これにより、図４Ｄの期間Ｔ１６２に電子ビームが照射される領域のエッチングレートが高くても、レジストのエッチング耐性が高いので、プラズマエッチングでエッチングされる量を低減することができ、エッチングレートの分布に応じたエッチング量の差異を低減することができる。

なお、本実施形態および変形例に係る制御部の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、プロセッサが実行することにより、本実施形態および変形例に係る制御部に係る上述した種々の処理を行ってもよい。
なお、本実施形態および変形例では一例として偏向器１１５は静電偏光器として説明したがこれに限らず、偏向器１１５は電磁偏向器でもよく、その場合には偏向器１１５の電極Ｈ，Ｖにそれぞれ電流が印加される。
また、電子ビームの照射量に差をつけた領域は矩形または円形の中央領域に限ったものではなく、領域の形状は問わないし、領域の位置は問わないし、一箇所だけでなく複数の箇所に存在してもよい。電子ビームの照射量に差をつけた領域複数の箇所にある場合、領域それぞれの大小は問わないし、領域毎に電子ビームの照射量が異なっても良く、電子ビームの照射量は高いか低いかの２種類だけではない。

なお、本電子ビーム発生装置は電子ビーム照射装置のみならず露光装置や検査装置にも適用可能である。

［符号の説明］
４１ 照射領域
４１１ 第１の領域
４１２ 第２の領域
（第４の実施形態）
［技術分野］
本実施形態は、電子ビーム照射装置、電子ビーム位置検出システム、電子ビーム位置検出方法およびプログラムに関する。

［背景技術］
電子ビーム照射装置においては、電子ビームの照射領域の校正を行うために、電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における位置（以下、ビーム位置という）を検出することが行われている。

［本実施形態が解決しようとする課題］
しかし、ビーム位置を直接観察できるマイクロチャネルプレート（Micro Channel Plate ：MCP）は高価であるという問題がある。また、シリコンフォトダイオードを所定のエリア毎に配置する方法も考えられるが、高価であるという問題がある。一方、ビーム位置を検出できる蛍光板は安価であるが、コラム内パーティクル汚染の可能性があるという問題がある。

そこで本実施形態の課題は、ビーム位置の検出の際のコストを抑え且つ汚染を低減することを可能とする電子ビーム照射装置、電子ビーム位置検出システム、電子ビーム位置検出方法およびプログラムを提供することである。

［課題を解決するための手段］
＜態様１＞
電子ビームを偏向させる偏向器と、
前記偏向器を制御して前記電子ビームを走査する制御部と、
予め設定された領域毎に、複数の貫通孔の空間配置が固有であるプレートと、
前記電子ビームのうち前記貫通孔を通過した電子を捕捉する捕捉器と、
前記捕捉器が捕捉した電子による電流を計測する電流計と、
を備え、
前記制御部は、前記電子ビームを前記プレートの前記領域毎に走査したときに前記電流計により計測された電流の位置の分布を用いて、前記電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における前記電子ビームの位置を検出する電子ビーム照射装置。

この構成により、電流が計測された位置（スポット）の空間分布が領域毎に固有になるため、電子ビームがどの領域を通過しているのか判断することができる。またプレートと捕捉器と電流計とを用いて検出するので、ビーム位置の検出の際のコストを抑えることができる。更に、電子ビーム照射装置内で、粉塵が発生しないので汚染を低減することができる。更にプレートは壊れにくいので、長期間安定してビーム位置を検出することができる。

＜態様２＞
前記貫通孔は、前記電子ビーム径よりも小さい、態様１に記載の電子ビーム照射装置。

この構成により、電流が計測された位置（スポット）が電子ビームより小さい径となり、このスポットの空間分布が領域毎に固有になるため、電子ビームがどの領域を通過しているのか判断することができる。

＜態様３＞
前記プレートには、前記領域それぞれにおいて前記複数の貫通孔とは異なる第２の貫通孔であって前記電子ビーム径と略同じ径の第２の貫通孔が設けられており、
前記制御部は、計測された電流に基づいて、一つの前記第２の貫通孔に前記電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における前記電子ビームの位置を合わせるよう前記偏向器を制御する、態様１または２に記載の電子ビーム照射装置。

この構成により、第２の貫通孔の位置に電子ビームの水平方向の位置を合わせることができる。

＜態様４＞
前記第２の貫通孔は、対応する領域の略中央に配置されている、態様３に記載の電子ビーム照射装置。
この構成により、電子ビームの水平位置を、対応する領域の略中央の位置に合わせることができる。

＜態様５＞
前記プレートには更に、前記電子ビーム径よりも大きい径の第３の貫通孔が設けられている、態様１乃至４のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。

この構成により、電子ビームが第３の貫通孔のほぼ真ん中を通るとき、電子ビームが素通りして捕捉器に電子ビームが全て到達するので、電流計は、電子ビームによって一度に照射される電流量を計測することができる。

＜態様６＞
前記第３の貫通孔は、前記プレートの略中央に配置されている、態様５に記載の電子ビーム照射装置。
この構成により、確実に電子ビームによって一度に照射される電流量を計測することができる。

＜態様７＞
前記プレートには更に、前記電子ビームよりも小さい径の第４の貫通孔が設けられている、態様１乃至６のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。

この構成により、電子ビームが第４の貫通孔を横切るように動くときに、捕捉器によって捕捉された電子の量、すなわち電流計の電流値から、電子ビームの電子密度の空間分布を測定することができる。

＜態様８＞
前記プレートと前記捕捉器との間には、開口が設けられた金属部材を更に備え、
前記金属部材には、負電圧が印加される、態様１乃至６のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。

この構成により、金属部材が負に帯電するので、捕捉器に照射されて跳ね返った二次電子が更に金属部材で反射する。このため、この二次電子も捕捉器で捕捉される。これにより、二次電子が外部に飛び出すことを防止することができる。

＜態様９＞
予め設定された領域毎に複数の貫通孔の空間配置が固有であるプレートと、
電子ビームのうち前記貫通孔を通過した電子を捕捉する捕捉器と、
前記捕捉器が捕捉した電子による電流を計測する電流計と、
前記電子ビームを前記プレートの前記領域毎に走査したときに前記電流計により計測された電流の位置の分布を用いて、前記電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における前記電子ビームの位置を検出する制御部と、
を備える電子ビーム位置検出システム。

＜態様１０＞
捕捉器が予め設定された領域毎に複数の貫通孔の空間配置が固有であるプレートの前記領域毎に電子ビームを走査したときに、当該電子ビームのうち前記貫通孔を通過した電子を捕捉する工程と、
電流計が前記捕捉器により捕捉された電子による電流を計測する工程と、
制御部が前記電流計により計測された電流の位置の分布を用いて、前記電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における前記電子ビームの位置を検出する工程と、
を有する電子ビーム位置検出方法。

＜態様１１＞
予め設定された領域毎に、貫通孔の空間分布が固有であるプレートと、電子ビームのうち前記貫通孔を通過した電子を捕捉する捕捉器と、前記捕捉器が捕捉した電子による電流を計測する電流計と、を備える電子ビーム位置検出システムのコンピュータが実行するためのプログラムであって、
前記電子ビームを前記プレートの前記領域毎に走査したときに前記電流計により計測された電流の位置の分布を用いて、前記電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における前記電子ビームの位置を検出するステップを有するプログラム。

［本実施形態の効果］
本実施形態に係る電子ビーム照射装置によれば、電流が計測された位置（スポット）の空間分布が領域毎に固有になるため、電子ビームがどの領域を通過しているのか判断することができる。またプレートと捕捉器と電流計とを用いて検出するので、ビーム位置の検出の際のコストを抑えることができる。更に、電子ビーム照射装置内で、粉塵が発生しないので汚染を低減することができる。更にプレートは壊れにくいので、長期間安定してビーム位置を検出することができる。

［図面の簡単な説明］
［図５Ａ］本実施形態に係る電子ビーム位置検出システム５００の概略構成を示す図である。
［図５Ｂ］本実施形態に係る測定ユニット１２７の上面図である。
［図５Ｃ］本実施形態に係る測定ユニット１２７のプレート５２を除去した場合の上面図である。
［図５Ｄ］図５ＢにおけるＡＡ断面を示す概略断面図である。
［図５Ｅ］プレート５２における貫通孔の配置の一例を示す図である。
［図５Ｆ］プレート５２の右上の領域の中心に、電子ビームの位置を合わせる処理の一例を示すフローチャートである。

［本実施形態を実施するための形態］

本実施形態では、電子ビームの位置を検出するために、専用のプレート５２を用いる。また、このプレート５２を用いて、試料（サンプル）投入前に電子ビームの照射位置を自動調整する。

図５Ａは、本実施形態に係る電子ビーム位置検出システム５００の概略構成を示す図である。電子ビーム位置検出システム５００は、電子ビームの位置を検出する。図５Ａに示すように、電子ビーム位置検出システム５００は、プレート５２と、プレート５２の下に配置された捕捉器５４と、捕捉器５４に接続された電流計５５と、制御部１３とを備える。プレート５２には、電子ビーム発生装置１１２から照射された電子ビームＥＢを通過させる複数の貫通孔が設けられている。電流計５５は、制御部１３内の全体制御部１３１に接続されている。電子ビーム制御部１３２は、全体制御部１３１からの制御指令に基づいて、偏向器１５１に設けられた電極５１１５に印加する電圧を制御する。

図５Ｂは、本実施形態に係る測定ユニット１２７の上面図である。図５Ｂに示すように、測定ユニット１２７は、筐体５１と、筐体５１の上に設けられたプレート５２とを備える。図５Ｂに示すように、プレート５２には複数の貫通孔が設けられている。

図５Ｃは、本実施形態に係る測定ユニット１２７のプレート５２を除去した場合の上面図である。図５Ｃに示すように、測定ユニット１２７は、格子状の金属部材（メッシュともいう）５３と、電子を捕捉する捕捉器５４とを更に備える。

図５Ｄは、図５ＢにおけるＡＡ断面を示す概略断面図である。図５Ｄに示すように、金属部材５３は、プレート５２と捕捉器５４との間に設けられており、筐体５１の内部に固定されている。また、金属部材５３は、電源５６の陰極に接続されており、金属部材５３には、負電圧が印加される。これにより、金属部材５３が負に帯電するので、矢印５Ａ１に示すように捕捉器５４に照射されて跳ね返った二次電子が、矢印５Ａ２に示すように更に金属部材５３で反射する。このため、この二次電子も捕捉器５４で捕捉される。これにより、二次電子が筐体５１の外部に飛び出すことを防止することができる。

捕捉器５４は、電子ビーム発生装置１１２によって発生された電子ビームのうち貫通孔を通過した電子を捕捉する。ここで本実施形態に係る捕捉器５４はファラデーカップである。

電流計５５は、捕捉器５４が捕捉した電子による電流を検出する。電流計５５によって計測された電流値を示す電流値信号は、制御部１３に伝達される。

図５Ｅは、プレート５２における貫通孔の配置の一例を示す図である。図５Ｅに示すように、本実施形態では一例として貫通孔として四つの異なる直径の貫通孔が設けられている。本実施形態では一例として貫通孔どうしは干渉して配置されていない。

図５Ｅに示すように、プレート５２に、複数の領域が設定されている。ここでは一例として、プレート５２に、領域（破線で囲まれた領域）５Ｒ１〜５Ｒ２５の２５個の領域が予め設定されており、この予め設定された領域毎に、貫通孔の空間分布（例えば、貫通孔の空間配置、または貫通孔の形状、またはその組み合わせ）が固有である。第１の貫通孔の直径は、例えば電子ビームのビーム径の２／３位の大きさである。プレート５２における予め設定された領域毎に、貫通孔の空間分布が固有であることから、当該領域毎に電流空間分布も固有になる。このことを利用して、制御部１３は、電子ビームをプレート５２の領域毎に走査したときに電流計５５により計測された電流の位置の分布を用いて、電子ビームの水平方向における位置を検出する。これにより、電流が計測された位置（スポット）の空間分布が領域毎に固有になるため、電子ビームがどの領域を通過しているのか判断することができる。

ここでは一例として、貫通孔の一つとして、電子ビーム径よりも小さい複数（ここでは一例として三つ）の第１の貫通孔（例えば、５Ｍ５１、５Ｍ５２、５Ｍ５３）が設けられている。そしてプレート５２における第１の貫通孔の空間配置が領域毎に固有である。第１の貫通孔の直径は、例えば電子ビームのビーム径の２／３位の大きさである。プレート５２における予め設定された領域毎に第１の貫通孔の空間配置が固有であることから、当該領域毎に電流空間分布も固有になる。また、電子ビームの全体の照射範囲の位置はずれていないことを前提とする。このことを利用して、制御部１３は、電子ビームをプレート５２の領域毎に走査したときに電流計５５により計測される電流によって得られる電流空間分布を用いて、電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における電子ビームの位置（ビーム位置）を検出する。これにより、電流が計測された位置（スポット）が電子ビームより小さい径となり、このスポットの空間分布が領域毎に固有になるため、電子ビームがどの領域を通過しているのか判断することができる。

プレート５２には、上記領域それぞれにおいて電子ビーム径と略同じ第２の貫通孔５Ｌ１〜５Ｌ２５が設けられている。電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における電子ビームの位置を、一つの第２の貫通孔の位置に合わせると、計測される電流が最も大きくなる。このことを利用して、制御部１３は、計測された電流に基づいて、第２の貫通孔に電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における電子ビームの位置を合わせるよう偏向器１５１を制御する。これにより、第２の貫通孔の位置に電子ビームの水平方向の位置を合わせることができる。ここで第２の貫通孔５Ｌ１〜５Ｌ２５は、対応する領域の略中央に配置されている。これにより、電子ビームの水平位置を、対応する領域の略中央の位置に合わせることができる。各領域の中心に、制御部１３により電子ビームの水平位置を調整することを可能とするために、第２の貫通孔５Ｌ１〜５Ｌ２５は、他の周囲の第１の貫通孔（例えば、５Ｍ５１、５Ｍ５２、５Ｍ５３）の径より１．５倍以上大きいことが好ましい。具体的な処理については、図５Ｆのフローチャートとともに後述する。

プレート５２には更に、電子ビーム径よりも大きい径の第３の貫通孔５ＬＬが設けられている。これにより、電子ビームが第３の貫通孔５ＬＬのほぼ真ん中を通るとき、電子ビームが素通りして捕捉器５４に電子ビームが全て到達するので、電流計５５は、電子ビームによって一度に照射される電流量を計測することができる。第３の貫通孔５ＬＬは、プレート５２の略中央（領域５Ｒ１３内）に配置されている。これにより、確実に電子ビームによって一度に照射される電流量を計測することができる。

プレート５２には更に、電子ビームよりも小さい径の九つの第４の貫通孔（例えば、第４の貫通孔５Ｓ５）が設けられている。これらの第４の貫通孔は、電子ビームのビームプロファイル測定用である。これにより、電子ビームが第４の貫通孔５Ｓ１〜５Ｓ２５を横切るように動くときに、捕捉器５４によって捕捉された電子の量、すなわち電流計５５の電流値から、電子ビームの電子密度の空間分布を測定することができる。本実施形態ではその一例として、第４の貫通孔（例えば、第４の貫通孔５Ｓ５）は、第１の貫通孔（例えば、５Ｍ５１、５Ｍ５２、５Ｍ５３）よりも径が小さい。

続いて、図５Ｆを用いて、電子ビームの水平位置を、対応する領域の略中央の位置に合わせる処理について説明する。図５Ｆは、プレート５２の右上の領域の中心に、電子ビームの位置を合わせる処理の一例を示すフローチャートである。本フローチャートでは、プレート５２の右上の領域５Ｒ５に設けられた第２の貫通孔５Ｌ５の直径が電子ビームの直径と略同じであることを利用して、電子ビームをこの第２の貫通孔５Ｌ５の位置に合わせる。ここで偏向器１１５の電極Ｈ，Ｖにそれぞれ印加される電圧を（以下、偏向電圧という）Ｖｈ、Ｖｖという。偏向電圧Ｖｈは水平方向にスキャンするための電圧であり、偏向電圧Ｖｖは垂直方向にスキャンするための電圧である。

（ステップＳ５０１）プレート５２の右上の領域５Ｒ５をスキャンできる電子ビームの偏向電圧Ｖｈ、Ｖｖは、位置と電子エネルギーから予め計算されて設定されている。ここでは一例として、偏向電圧Ｖｈ、Ｖｖはともに１〜３Ｖでともに可変量は２Ｖである。
まず、制御部１３は、プレート５２の右上の領域５Ｒ５に対応する右上偏向範囲を予め決められた第１の垂直間隔毎に、予め決められた第１の水平間隔で水平方向にスキャンするよう偏向器１１５を制御する。

（ステップＳ５０２）次に、制御部１３は、電流計５５における検出電流が最大のときにおける偏向電圧をそれぞれ偏向電圧Ｖｈｍａｘ、Ｖｖｍａｘとして検出する。この偏向電圧Ｖｈｍａｘ、Ｖｖｍａｘのときに、電子ビームはプレート５２の右上の領域５Ｒ５のほぼ中央を通る。そして制御部１３は、この検出電流が最大のときにおける偏向電圧Ｖｈｍａｘ、Ｖｖｍａｘを不図示のメモリに記憶する。ここでは例えば検出電流が最大のときにおける偏向電圧Ｖｈ、Ｖｖはそれぞれ２．１Ｖ、２．２Ｖであるものとして説明する。これにより、粗い位置精度で、プレート５２の右上の領域５Ｒ５の中心を検出することができる。

（ステップＳ５０３）次に、制御部１３は、偏向電圧Ｖｈの偏向可変量及び偏向電圧Ｖｖの偏向可変量を例えば半分に設定する。ここでは例えば偏向可変量を２Ｖの半分の１Ｖに設定すると、偏向電圧Ｖｈは２．１Ｖを中心にして偏向可変量が１Ｖであるから１．６〜２．６Ｖの値をとり、偏向電圧Ｖｖは２．２Ｖを中心にして偏向可変量が１Ｖであるから１．７〜２．７Ｖの値をとる。

（ステップＳ５０４）次に、制御部１３は、偏向電圧Ｖｈｍａｘ、Ｖｖｍａｘを中心として、偏向電圧Ｖｈの偏向可変量及び偏向電圧Ｖｖの偏向可変量がステップＳ５０１の半分という条件下で、スキャンを開始するよう偏向器１１５を制御する。その際に、例えば第１の垂直間隔より小さい第２の垂直間隔毎に、第１の水平間隔より小さい第２の水平間隔でスキャンしてもよい。これにより、ステップＳ５０２より高い位置精度で、プレート５２の右上の領域５Ｒ５の中心を検出することができる。

（ステップＳ５０５）偏向電圧Ｖｈ、Ｖｖを変更する毎に、制御部１３は、電流計５５における検出電流が予め設定された設定電流値と略同じか否か判定する。ここで略同じとは、検出電流が、設定電流値を基準とする所定の範囲内に入っている場合である。ここで、設定電流値は、電子ビーム発生装置１１２によって発生された電子ビームの単位時間あたりの電荷量である。

（ステップＳ５０６）ステップＳ５０５で検出電流が予め設定された設定電流値と略同じでない場合、制御部１３は次の偏向電圧Ｖｈ、Ｖｖに変更し、処理がステップＳ５０５に戻る。

（ステップＳ５０７）一方、ステップＳ５０５で検出電流が予め設定された設定電流値と略同じ場合には、プレート５２の右上の領域５Ｒ５の第２の貫通孔５Ｌ５を電子ビームが通っていると推定されるので、制御部１３は偏向電圧Ｖｈ、Ｖｖの変更を停止する。第２の貫通孔５Ｌ５はプレート５２の右上の領域５Ｒ５の中心にあるので、このときに電子ビームがプレート５２の右上の領域５Ｒ５の中心を通っている。このようにして、最初のスキャンでプレート５２の右上の領域５Ｒ５のほぼ中央のときの偏向電圧Ｖｈｍａｘ、Ｖｖｍａｘを検出しておき、次のスキャンで、電子ビームをプレート５２の右上の領域５Ｒ５の中心に位置合わせすることができる。以上で、本フローチャートの処理を終了する。

以上、本実施形態に係る電子ビーム照射装置は、電子ビームを偏向させる偏向器１１５と、偏向器１１５を制御して電子ビームを走査する制御部１３と、予め設定された領域毎に、複数の貫通孔の空間配置が固有であるプレート５２と、電子ビーム発生装置１１２によって発生された電子ビームのうち当該貫通孔を通過した電子を捕捉する捕捉器５４と、捕捉器５４が捕捉した電子による電流を計測する電流計５５と、を備える。制御部１３は、電子ビームをプレート５２の領域毎に走査したときに電流計５５により計測された電流の位置の分布を用いて、電子ビームの進行方向に対して略垂直な面内における当該電子ビームの位置を検出する。

この構成により、電流が計測された位置（スポット）の空間分布が領域毎に固有になるため、電子ビームがどの領域を通過しているのか判断することができる。またプレート５２と捕捉器５４と電流計５５とを用いて検出するので、ビーム位置の検出の際のコストを抑えることができる。更に、電子ビーム照射装置内で、粉塵が発生しないので汚染を低減することができる。更にプレート５２は壊れにくいので、長期間安定してビーム位置を検出することができる。

なお、本実施形態に係る第１の貫通孔の形状は略円であったが、これに限ったものではない。第１の貫通孔の形状が、領域毎に互いに異なる数字の形状など、領域毎に異なっていてもよい。貫通孔の形状は、略円でも、四角でも、三角でも、他の多角形でも何でもよい。

なお、本実施形態および変形例に係る制御部の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、プロセッサが実行することにより、本実施形態および変形例に係る制御部に係る上述した種々の処理を行ってもよい。

なお、本実施形態では、金属部材５３は格子状であったが、これに限ったものではなく、金属部材５３はハニカム状に正六角形の開口が設けられていてもよく、金属部材５３は開口が設けられていればよい。

なお、本電子ビーム発生装置は電子ビーム照射装置のみならず露光装置や検査装置にも適用可能である。

［符号の説明］
１３ 制御部
５１ 筐体
５２ プレート
５３ 金属部材
５４ 捕捉器
５５ 電流計
５６ 電源
１２７ 測定ユニット
１３１ 全体制御部
１３２ 電子ビーム制御部
１５１ 偏向器
５００ 電子ビーム位置検出システム
５１１５ 電極

（第５の実施形態）
［技術分野］
本実施形態は、電子ビーム照射装置に関する。

［背景技術］
本件出願人は、試料に電子ビームを照射して表面処理を行う電子ビーム照射装置を既に提案している（特許文献１参照）。この電子ビーム照射装置には、ステージを昇降させるリフト機構が設けられており、ステージ上の試料の上方には印加ピンが配置されている。リフト機構によりステージを上昇させてステージ上の試料表面に印加ピンを接触させることで、試料表面の電位が接地電位に接続されて安定化される。

しかしながら、このような電子ビーム照射装置では、リフト機構からの発塵やアウトガスが真空チャンバ内に放出されるため、真空チャンバ内の雰囲気が汚染されるという問題がある。

［本実施形態が解決しようとする課題］

試料台上の試料表面に印加ピンを押し付けて導通させる際にリフト機構からの発塵やアウトガスにより真空チャンバ内の雰囲気が汚染されることを防止できる電子ビーム照射装置を提供する。

［課題を解決するための手段］
＜態様１＞
真空チャンバ内にて試料を保持する試料台と、
前記試料台上の試料に照射する電子ビームを発生させる電子源と、
前記試料台上の試料の電位を制御する電位制御部と、
を備え、
前記電位制御部は、
前記試料台上の試料の上方に配置される印加ピンと、
前記真空チャンバの外部に配置され、前記印加ピンを上下移動させて前記試料台上の試料表面に押し付け可能な印加ピンリフト機構と、を有する電子ビーム照射装置。
＜態様２＞
前記印加ピンは、バネピンを有する、態様１に記載の電子ビーム照射装置。
＜態様３＞
前記印加ピンは、上下方向に延びる支持部材の上端部に設けられており、
前記支持部材の下端部は、前記真空チャンバの底部を貫通して外部に突き出されており、
前記支持部材の下端部と真空チャンバの底部との間は、伸縮可能なベローズにより気密に覆われており、
前記印加ピンリフト機構は、前記支持部材の下端部に接続されている、態様１または２に記載の電子ビーム照射装置。
＜態様４＞
前記支持部材は、筒形状を有しており、
前記印加ピンに電気的に接続された導線は、前記支持部材の内側を通り、前記支持部材の下端部に設けられたフィードスルーを介して外部へと引き出されている、態様３に記載の電子ビーム照射装置。
＜態様５＞
前記印加ピンは、接地電位に接続されている、態様１〜４のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。
＜態様６＞
前記印加ピンは、一対のピン部材を有し、
前記電位制御部は、一方のピン部材に電圧を印加して、一方のピン部材と他方のピン部材との間の導通を検出する検出手段を更に有する、態様１〜５のいずれかに記載の電子ビーム照射装置。
＜態様７＞
前記電位制御部は、前記検出手段により導通が検出されなかった場合には、前記検出手段による一方のピン部材への電圧印加をやり直す、態様６に記載の電子ビーム照射装置。
＜態様８＞
前記電位制御部は、前記検出手段により導通が検出されなかった場合には、前記印加ピンリフト機構による前記印加ピンの試料表面への押し付けをやり直す、態様６に記載の電子ビーム照射装置。

［本実施形態の効果］
電子ビーム照射装置において、試料台上の試料表面に印加ピンを押し付けて導通させる際に移動機構からの発塵やアウトガスにより真空チャンバ内の雰囲気が汚染されることを防止できる。

［図面の簡単な説明］
［図６Ａ］電子ビーム照射装置の印加ピンに係る構成を拡大して示す概略図。
［図６Ｂ］電位制御部の配線を示す概略図。
［図６Ｃ］電子ビーム照射装置の動作の一例を示すフローチャート。
［図６Ｄ］ロボットハンドのティーチングに係る構成を示す平面図。
［図６Ｅ］図６Ｄに示す構成のＡ−Ａ線に沿った断面を示す図。
［図６Ｆ］ティーチングプレートの平面図。

［本実施形態を実施するための形態］
（試料の電位制御）
図６Ａは、本実施の形態による電子ビーム照射装置１０の印加ピン１２５に係る構成を拡大して示す概略図である。

図６Ａに示すように、電子ビーム照射装置１０は、真空チャンバ１２１内にて試料Ｗを保持する試料台１２４と、試料台１２４上の試料Ｗに照射する電子ビームを発生させる電子源１１２（図１Ａ参照）と、試料台１２４上の試料Ｗの電位を制御する電位制御部６２０と、を備えている。

上述したように、電子ビーム照射装置１０では、電子源（電子ビーム発生装置）１１２の電位（例えば−０．２ｋＶ〜−５ｋＶ）と試料Ｗの電位との差に応じて照射エネルギーが定まるため、試料Ｗの電位がフローティングであると照射エネルギーが不安定となってしまう。そのため、電位制御部６２０を用いて試料Ｗの電位を制御する（たとえば、接地電位に接続する）。

図６Ａに示すように、電位制御部６２０は、試料台１２４上の試料Ｗの上方に配置される印加ピン１２５と、真空チャンバ１２１の外部に配置され、印加ピン１２５を上下移動させて試料台１２４上の試料Ｗ表面に押し付け可能な印加ピンリフト機構６３０と、を有している。

このうち印加ピン１２５は、好ましくはバネピンを有している。試料Ｗ表面に絶縁膜が成膜されている場合には、印加ピンリフト機構６３０がバネピンを試料Ｗ表面に押し付ける際に、バネピンが試料Ｗ表面に擦り付けられることで、絶縁膜の一部がバネピンにより削り取られる。これにより、バネピンは試料Ｗ表面の絶縁膜を貫通して試料Ｗの導電部分と確実に導通することができる。

図示された例では、印加ピン１２５は、上下方向に延びる支持部材６２２の上端部に設けられている。支持部材６２２の下端部は、真空チャンバ１２１の底部を貫通して外部に突き出されている。

支持部材６２２の下端部の周囲には、伸縮可能なベローズ６２３が支持部材６２２と同軸状に配置されており、支持部材６２２の下端部と真空チャンバ１２１の底部との間は、伸縮可能なベローズ６２３により気密に覆われている。

印加ピンリフト機構６３０は、真空チャンバ１２１の外部において、支持部材６２２の下端部に接続されている。

より詳しくは、図６Ａに示すように、印加ピンリフト機構６３０は、ボールネジ６３３と、ボールネジ６３３にカップリング６３４を介して接続されたモータ６３５と、ボールネジ６３３に沿って上下移動可能な取付部材６３１と、取付部材６３１を案内するリニアガイド６３２と、を有しており、取付部材６３１が支持部材６２２の下端部に取り付けられている。

モータ６３５の出力によりボールネジ６３３が回転されると、取付部材６３１は、支持部材６２２および印加ピン１２５と一緒に、ボールネジ６３３に沿って上下移動される。

印加ピンリフト機構６３０の動作時に、印加ピンリフト機構６３０から塵やアウトガスが発生する。しかしながら、支持部材６２２の下端部と真空チャンバ１２１の底部との間が伸縮可能なベローズ６２３により気密に覆われているため、印加ピンリフト機構６３０からの発塵やアウトガスは、ベローズ６２３によって遮断され、真空チャンバ１２１の底部の貫通穴６２１を通って内部に侵入することはない。

図示された例では、印加ピン１２５は、接地電位に接続されている。より詳しくは、支持部材６２２は、筒形状を有しており、印加ピン１２５に電気的に接続された導線６２５は、支持部材６２２の筒の内側を通り、支持部材６２２の下端部に設けられたフィードスルー６２４を介して外部へと引き出され、接地電位に接続されている。

図６Ｂは、電位制御部６２０の配線を示す概略図である。

図６Ｂに示すように、印加ピン１２５は、一対のピン部材６７１、６７２を有している。

電位制御部６２０は、一方のピン部材６７１に他方のピン部材６７２とは異なる電圧（たとえば、正電圧）を印加して、一方のピン部材６７１と他方のピン部材６７２との間の導通を検出する検出手段６７３を更に有している。

一方のピン部材６７１と検出手段６７３との間には、リレー６７４が配置されている。リレー６７４を切り替えることにより、一方のピン部材６７１は、接地電位（０Ｖ）と検出手段６７３の出力電圧（正電圧）のいずれかに接続される。

検出手段６７３が一方のピン部材６７１と他方のピン部材６７２との間の導通を検出することにより、試料台１２４上の試料Ｗ表面に印加ピン１２５を押し付ける際に、試料Ｗと印加ピン１２５とが導通したか否かを容易に確認することができる。

電位制御部６２０は、検出手段６７３により試料Ｗと印加ピン１２５との導通が検出されなかった場合には、リレー６７４を操作することで、検出手段６７３による一方のピン部材６７１への電圧印加をやり直すように構成されている。本件発明者らの検証によれば、検出手段６７３により試料Ｗと印加ピン１２５との導通がたまたま検出されなかった場合であっても、検出手段６７３から一方のピン部材６７１への電圧印加をやり直すことで、試料Ｗと印加ピン１２５との導通を検出できるようになる可能性がある。

変形例として、電位制御部６２０は、検出手段６７３により試料Ｗと印加ピン１２５との導通が検出されなかった場合には、印加ピンリフト機構６３０による印加ピン１２５の試料Ｗ表面への押し付けをやり直すように構成されていてもよい。このような態様によっても、試料Ｗと印加ピン１２５との導通を検出できるようになる可能性がある。

次に、図６Ｃを参照して、電子ビーム照射装置１０の動作の一例を説明する。図６Ｃは、ある試料Ｗへの電子ビーム照射が終了した後、次の試料Ｗを搬送して電子ビーム照射をするときの処理の流れを示すフロー図である。

図６Ｃに示す例では、まず、試料Ｗの搬送準備が行われる。すなわち、表面処理が完了した試料Ｗへの電子ビーム照射が停止され（ステップＳ６０１）、パーティクルキャッチャ１１Ｂ（図１Ａ参照）が真空管１１１内に挿入される（ステップＳ６０２）。これにより、後に操作されるゲートバルブから試料Ｗの上にパーティクルが落ちるのを防ぐことができる。そして、ゲートバルブ１１Ａが閉じられる（ステップＳ６０３）。これにより、真空管１１１内（特に電子ビーム発生装置１１２近傍）とメインチャンバ１２１内とが分離される。次いで、印加ピンリフト機構６３０が印加ピン１２５を上昇させ、印加ピン１２５が試料Ｗ表面から離間される（ステップＳ６０４）。

次に、試料Ｗの搬送が行われる。すなわち、搬送用のゲートバルブ１２２が開かれ（ステップＳ６０５）、表面処理済の試料Ｗがメインチャンバ１２１から搬出されるとともに、次の試料Ｗがメインチャンバ１２１内に搬入される（ステップＳ６０６）。その後、搬送用のゲートバルブ１２２が閉じられる（ステップＳ６０７）。

そして、次の試料Ｗへの電子ビーム照射が行われる。すなわち、印加ピンリフト機構６３０が印加ピン１２５を下降させ、試料Ｗの表面に印加ピン１２５が接触される（ステップＳ６０８）。

本実施の形態では、印加ピンリフト機構６３０が、真空チャンバ１２１の外部に配置されているため、印加ピンリフト機構６３０からの発塵やアウトガスにより真空チャンバ１２１内の雰囲気が汚染されることが防止される。

次に、検出手段６７３が、一方のピン部材６７１に電圧（たとえば、正電圧）を印加して、一方のピン部材６７１と他方のピン部材６７２との間の導通を検出する（ステップＳ６０９）。そして、電位制御部６２０が、検出手段６７３により導通が検出されたか否かを判定する（ステップＳ６１０）。

検出手段６７３により導通が検出されなかったと判定された場合には（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）、リレー６７４が切り替えられ、検出手段６７３から一方のピン部材６７１に電圧が印加し直される。そして、ステップＳ６１０から処理がやり直される。

一方、検出手段６７３により導通が検出されたと判定された場合には（ステップＳ６１０：ＹＥＳ）、試料Ｗの表面電位が接地電位に接続されたことが保証される。メインチャンバ１２１内の真空排気が完了すると、ゲートバルブ１１Ａが開かれ（ステップＳ６１１）、パーティクルキャッチャ１１Ｂが真空管１１１から引き抜かれる（ステップＳ６１２）。しそして、試料Ｗへの電子ビーム照射が開始される（ステップＳ６１３）。

以上のような本実施の形態によれば、試料台１２４上の試料Ｗ表面に印加ピン１２５を押し付けて導通させるための印加ピンリフト機構６３０が、真空チャンバ１２１の外部に配置されているため、印加ピンリフト機構６３０からの発塵やアウトガスにより真空チャンバ１２１内の雰囲気が汚染されることを防止できる。

また、本実施の形態によれば、試料台１２４上の試料Ｗ表面に印加ピン１２５を押し付ける際に、印加ピンリフト機構６３０により印加ピン１２５が上下移動され、試料Ｗを保持する試料台１２４は上下移動されない。したがって、試料台１２４は、電子ビームの照射対象である試料Ｗを所定位置にて安定的に保持することができる。

また、本実施の形態によれば、印加ピン１２５がバネピンを有しているため、試料Ｗ表面に絶縁膜が成膜されている場合には、印加ピンリフト機構６３０によりバネピンが試料表面に押し付けられる際に、試料Ｗ表面の絶縁膜がバネピンにより削り取られる。これにより、バネピンは試料Ｗ表面の絶縁膜を貫通して試料Ｗの導電部分と確実に導通することができる。

また、本実施の形態によれば、検出手段６７３が印加ピン１２５の一方のピン部材６７１に電圧を印加して、一方のピン部材６７１と他方のピン部材６７２との間の導通を検出するため、試料台１２４上の試料Ｗ表面に印加ピン１２５を押し付ける際に、試料Ｗと印加ピン１２５とが導通したか否かを容易に確認することができる。

（測定ユニットの設置）
図１Ａに戻って、本実施の形態では、電子ビームを測定する測定ユニット１２７は、真空チャンバ１２１内において、移動不能に設置されている。

仮に測定ユニット１２７が真空チャンバ１２１内において移動可能に構成されている場合には、測定ユニット１２７の移動時に、測定ユニット１２７に電気的に接続されたケーブルも動いて撓むため、撓んだケーブルが周囲の部材に当たって擦れることで、塵が発生する可能性がある。

一方、本実施の形態によれば、電子ビームを測定する測定ユニット１２７が真空チャンバ１２１内において移動不能に設置されているため、測定ユニット１２７の移動に伴う発塵を回避することができる。

（ロボットハンドのティーチング方法）

次に、図６Ｄ〜図６Ｆを参照し、試料Ｗを搬送するロボットハンド６４１のティーチング方法について説明する。図６Ｄは、ロボットハンド６４１のティーチングに係る構成を示す平面図である。図６Ｅは、図６ＤにおいてＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。図６Ｆは、ティーチングプレート６６０の平面図である。

図６Ｄおよび図６Ｅに示すように、本実施の形態による電子ビーム照射装置１０は、ティーチングプレート６６０を更に備えている。ティーチングプレート６６０の材質としては、たとえば、透明な樹脂が用いられる。

図６Ｆに示すように、ティーチングプレート６６０の表面には、ロボットハンド６４１と同じ形状のケガキ線６６１が付されている。また、ティーチングプレート６６０には、ケガキ線６６１の周囲を取り囲むように、複数（図示された例では４つ）の位置決め用穴６５２が形成されている。

一方、試料台１２４には、ティーチングプレート６６０の位置決め用穴６５２と対応するように、複数（図示された例では４つ）の位置決め用穴６５１が形成されている。なお、位置決め用穴６５１は、試料Ｗを支持する試料支持ピン６５０により取り囲まれた領域の内側に配置されている。

このような構成からなる電子ビーム照射装置１０において、ロボットハンド６４１のティーチングを行う際には、まず、試料台１２４上に、試料Ｗの代わりに、ティーチングプレート６６０が配置される。ティーチングプレート６６０は、試料台１２４から突出する試料支持ピン６５０の先端で保持される。

次に、図６Ｆに示すように、ティーチングプレート６６０の位置決め用穴６５２と試料台１２４の位置決め用穴６５１とに共通に、位置決めピン６５３がそれぞれ挿入される。これにより、ティーチングプレート６６０が試料台１２４に対して予め定められた位置に正確に位置決めされる。

次に、ロボットハンド６４１が、搬送用チャンバ６４０から搬送用ゲートバルブ１２２を通ってメインチャンバ１２１へと伸ばされる。そして、ロボットハンド６４１は、試料台１２４とティーチングプレート６６０との間の空間に差し入れられる。

次いで、目視またはＣＣＤセンサなどの検出器によりティーチングプレート６６０の上方からロボットハンド６４１の位置を確認される。そして、ロボットハンド６４１がティーチングプレート６６０のケガキ線６６１と一致するように、ロボットハンド６４１のティーチングが行われる。

以上のようなティーチング方法によれば、経験の少ない技術者であっても、ロボットハンド６４１のティーチングを容易に行うことができる。

なお、以上のようなティーチング方法は、大気圧の雰囲気で行われてもよいし、真空雰囲気で行われてもよい。真空雰囲気で行われる場合には、電子ビーム照射時と同様であり、メインチャンバ１２１の歪みの影響を加味してティーチングできるため、好ましい。

［符号の説明］
１０ 電子ビーム照射装置
１２１ 真空チャンバ（メインチャンバ）
１２２ 搬送用ゲートバルブ
１２４ 試料台（ステージ）
１２５ 印加ピン
６２０ 電位制御部
６２１ 貫通穴
６２２ 支持部材
６２３ ベローズ
６２４ フィードスルー
６２５ 導線
６３０ 印加ピンリフト機構
６３１ 取付部材
６３２ リニアガイド
６３３ ボールネジ
６３４ カップリング
６３５ モータ
６４０ 搬送用チャンバ
６４１ ロボットハンド
６５０ 試料支持ピン
６５１ 位置決め用穴
６５２ 位置決め用穴
６５３ 位置決めピン
６６０ ティーチングプレート
６６１ ケガキ線
６７１ ピン部材
６７２ ピン部材
６７３ 検出手段
６７４ リレー

（第６の実施形態）
［技術分野］
本実施形態は、フランジサイズの異なる配管を連結する連結器具に関する。

［背景技術］

図７Ａは、フランジサイズの異なる配管を連結する従来の連結配管７９０の一例を示す概略図である。図７Ａに示すように、たとえば、電子ビーム照射装置のコラム側のＩＣＦ７０規格のフランジ７２１と、ターボ分子ポンプ側のＩＣＦ１１４規格のフランジ７２２とを連結する場合には、ＩＣＦ７０規格の第１フランジ部７９１とＩＣＦ１１４規格の第２フランジ部７９２とを有する連結配管７９０（異型ニップルと呼ばれることもある）が用いられる。連結配管７９０の第１フランジ部７９１が、コラム側のフランジ７２１に対して第１ガスケット７９４を挟み込んだ状態でネジ止めされ、第２フランジ部７９２が、ターボ分子ポンプ側のフランジ７２２に対して第２ガスケット７９５を挟み込んだ状態でネジ止めされる。

ところで、配管距離を短縮できれば、省スペースを実現できるとともに、排気効率を向上できる。また、たとえば配管が横に延びている場合に連結部分の耐荷重を高めることができる。

しかしながら、従来の連結配管７９０では、第１フランジ部７９１と第２フランジ部７９２との間に筒状の本体部７９３が存在しており、連結配管７９０全体の長さは、たとえば１００ｍｍである。配管距離を短縮するには、本体部７９３の長さを短縮する必要があるが、たとえば本体部７９３の長さをネジの長さより短くすると、第１フランジ部７９１をネジ止めする際にネジの頭が第２フランジ部７９２と物理的に干渉してしまい、第１フランジ部７９１をネジ止めすることができなくなる。したがって、従来の連結配管７９０では、配管距離を短縮するには限界がある。
［本実施形態が解決しようとする課題］
フランジサイズの異なる配管を連結する際に配管距離を短縮できる連結器具を提供する。

［課題を解決するための手段］
＜態様１＞
フランジサイズの異なる配管を連結する連結器具であって、
小径側のフランジに重ねて配置される第１フランジ部材と、
前記第１フランジ部材と大径側のフランジとの間に重ねて配置される第２フランジ部材と、
を備え、
前記第２フランジ部材は、前記第１フランジ部材の内側に入り込む凸部を有し、
前記第１フランジ部材には、前記小径側のフランジの固定用穴と同軸の第１固定用穴が形成されており、
前記第１フランジ部材と前記第２フランジ部材には、それぞれ、前記大径側のフランジの固定用穴と同軸の第２固定用穴が形成されている、連結器具。
＜態様２＞
前記凸部の先端にはテーパがつけられている、態様１に記載の連結器具。
＜態様３＞
前記第１フランジ部材の外径および前記第２フランジ部材の外径は、それぞれ、前記大径側のフランジの外径に等しい、態様１または２に記載の連結器具。
＜態様４＞
態様１〜３のいずれかに記載の連結器具を用いてフランジサイズの異なる配管を連結する方法であって、
前記第１フランジ部材を小径側のフランジに重ねて配置し、
前記第１固定用穴と前記小径側のフランジの固定用穴とに共通にネジを挿入して前記第１フランジ部材を前記小径側のフランジにネジ止めし、
前記第１フランジ部材の内側に第１シール部材を挿入し、
前記第２フランジ部材を前記第１フランジ部材に重ねて配置し、前記第１フランジ部材の内側に入り込む凸部と前記小径側のフランジとの間で前記第１シール部材を挟み込み、
前記第２フランジ部材と大径側のフランジとの間に第２シール部材を挟み込みながら、前記大径側のフランジを前記第２フランジ部材に重ねて配置し、
前記第１フランジ部材の第２固定用穴と前記第２フランジ部材の第２固定用穴と前記大径側のフランジの固定用穴とに共通にネジを挿入して、前記第１フランジ部材および前記第２フランジ部材を前記大径側のフランジと共締めする、方法。
＜態様５＞
前記第１シール部材および前記第２シール部材は、ガスケットまたはＯリングである、態様４に記載の方法。
＜態様６＞
コラムと、
ターボ分子ポンプと、
前記コラム側のフランジと、前記ターボ分子ポンプ側のフランジとを連結する請求項１〜３のいずれかに記載の連結器具と、
を備えた電子ビーム照射装置。

［本実施形態の効果］
フランジサイズの異なる配管を連結する際に配管距離を短縮できる。

［図面の簡単な説明］
［図７Ａ］従来の連結配管の一例を示す概略図。
［図７Ｂ］本実施形態による連結器具の一例を示す概略図。
［図７Ｃ］図７Ｂに示す連結器具の第１フランジ部材の平面図。
［図７Ｄ］図７Ｃに示す第１フランジ部材のＡ−Ａ線に沿った断面を示す図。
［図７Ｅ］図７Ｂに示す連結器具の第２フランジ部材の平面図。
［図７Ｆ］図７Ｅに示す第２フランジ部材のＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図。
［図７Ｇ］図７Ｂに示す連結器具を用いてフランジサイズの異なる配管を連結する方法の一例を示すフローチャート。

［本実施形態を実施するための形態］
図７Ｂは、本実施形態による連結器具７１０の一例を示す概略図である。連結器具７１０は、フランジサイズの異なる配管を連結するために用いられる。具体的には、たとえば、連結器具７１０は、電子ビーム照射装置１０のコラム１１１（図１Ａ参照）側に配置された小径側のフランジ７２１（たとえば、ＩＣＦ７０規格のフランジ）と、ターボ分子ポンプ１１８側に配置された大径側のフランジ７２２（たとえば、ＩＣＦ１１４規格のフランジ）とを連結するために用いられる。

図７Ｂに示すように、連結器具７１０は、小径側のフランジ７２１に重ねて配置される第１フランジ部材７１１と、第１フランジ部材７１１と大径側のフランジ７２２との間に重ねて配置される第２フランジ部材７１２と、を備えている。

図７Ｃは、第１フランジ部材７１１の平面図であり、図７Ｄは、第１フランジ部材７１１のＡ−Ａ線に沿った断面を示す図である。

図７Ｃおよび図７Ｄに示すように、第１フランジ部材７１１は、リング型の円板形状を有している。第１フランジ部材７１１の内径は、小径側のフランジ７２１の内径より大きく、第１フランジ部材７１１を小径側のフランジ７２１に重ねて配置すると、小径側のフランジ７２１の一部（内径側部分）が露出されるようになっている。また、第１フランジ部材７１１の外径は、大径側のフランジ７２２の外径と等しくなっている。

図７Ｃに示すように、第１フランジ部材７１１には、複数（図示された例では６つ）の第１固定用穴７１１ａが、小径側のフランジ７２１の固定用穴に対応するように、小径側のフランジ７２１の固定用穴と同軸に形成されている。図７Ｄに示すように、第１固定用穴７１１ａの一端には、ネジの頭を収容するための座繰り７１１ｃが設けられている。

また、図７Ｃに示すように、第１フランジ部材７１１には、複数（図示された例では６つ）の第２固定用穴７１１ｂが、大径側のフランジ７２２の固定用穴に対応するように、大径側のフランジ７２２の固定用穴と同軸に形成されている。

図７Ｅは、第２フランジ部材７１２の平面図であり、図７Ｆは、第２フランジ部材７１２のＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。

図７Ｅおよび図７Ｆに示すように、第２フランジ部材７１２は、リング型の円板形状を有する本体部７１２ｄと、第１フランジ部材７１１の内側に入り込む凸部７１２ａと、を有している。凸部７１２ａは、円筒形状を有しており、本体部７１２ｄから同軸状に延びるように設けられている。また、本体部７１２ｄの外径は、大径側のフランジ７２２の外径と等しくなっている。

図７Ｅに示すように、第２フランジ部材７１２の本体部７１２ｄには、複数（図示された例では６つ）の第２固定用穴７１２ｂが、大径側のフランジ７２２の固定用穴に対応するように、大径側のフランジ７２２の固定用穴と同軸に形成されている。

図７Ｆに示すように、第２フランジ部材７１２の凸部７１２ａの先端には、テーパ７１２ｃが付けられており、後述する第１シール部材７１４を押し潰しやすくなっている。

次に、図７Ｇを参照して、連結器具７１０の使用方法を説明する。図７Ｇは、連結器具７１０を用いてフランジサイズの異なる配管を連結する方法の一例を示すフローチャートである。

図７Ｇに示す例では、まず、第１フランジ部材７１１が小径側のフランジ７２１に同軸に重ねて配置される（ステップＳ７０１）。そして、第１フランジ部材７１１の第１固定用穴７１１ａが小径側のフランジ７２１の固定用穴と対向するように周方向で位置合わせされる。

次に、第１フランジ部材７１１の第１固定用穴７１１ａと小径側のフランジ７２１の固定用穴とに共通にネジが挿入され、第１フランジ部材７１１が小径側のフランジ７２１にネジ止めされる（ステップＳ７０２）。第１固定用穴７１１ａの端部には座繰り７１１ｃが形成されているため、ネジの頭は座繰り７１１ｃに収容され、第１フランジ部材７１１から外側には突き出さない。

次に、第１フランジ部材７１１の内側に第１シール部材７１４が同軸に挿入される（ステップＳ７０３）。第１シール部材７１４は、金属製のガスケットであってもよいし、樹脂製のＯリングであってもよい。

第２フランジ部材７１２が第１フランジ部材７１１に重ねて配置される（ステップＳ７０４）。第２フランジ部材７１２の凸部７１２ａは、第１フランジ部材７１１の内側に入り込み、凸部７１２ａと小径側のフランジ７２１との間で第１シール部材７１４が挟み込まれる。凸部７１２ａが第１フランジ部材７１１の内側に入り込むことにより、第２フランジ部材７１２はこの状態で保持される。そして、第２フランジ部材７１２の第２固定用穴７１２ｂが第１フランジ部材７１１の第２固定用穴７１１ｂと対向するように周方向で位置合わせされる。

次に、第２フランジ部材７１２の本体部７１２ｄと大径側のフランジ７２２との間に第２シール部材７１５を挟み込みながら、大径側のフランジ７２２が第２フランジ部材７１２に重ねて配置される（ステップＳ７０５）。第２シール部材７１５は、金属製のガスケットであってもよいし、樹脂製のＯリングであってもよい。そして、大径側のフランジ７２２の固定用穴が第２フランジ部材７１２の第２固定用穴７１２ｂおよび第１フランジ部材７１１の第２固定用穴７１１ｂと対向するように周方向で位置合わせされる。

次に、第１フランジ部材７１１の第２固定用穴７１１ｂと第２フランジ部材７１２の第２固定用穴７１２ｂと大径側のフランジ７２２の固定用穴とに共通にネジが挿入され、第１フランジ部材７１１および第２フランジ部材７１２が大径側のフランジ７２２と共締めされる（ステップＳ７０６）。このとき、第１シール部材７１４が第２フランジ部材７１２の凸部７１２ａと小径側のフランジ７２１との間で押し潰されることで、第２フランジ部材７１２と小径側のフランジ７２１とが気密に連結される。また、第２シール部材７１５が第２フランジ部材７１２の本体部７１２ｄと大径側のフランジ７２２との間で押し潰されることで、第２フランジ部材７１２と大径側のフランジ７２２とが気密に連結される。

以上のような本実施の形態によれば、第１フランジ部材７１１が小径側のフランジ７２１にネジ止めされるとともに、第１フランジ部材７１１と第２フランジ部材７１２とが大径側のフランジ７２２と共締めされることで、小径側のフランジ７２１と大径側のフランジ７２２とが連結器具７１０を介して気密に連結される。連結器具７１０には従来の連結配管７９０のような筒状の本体部７９３（図７Ａ参照）が必要ないので、配管距離を大幅に短縮することができる。本件発明者らの実際の検証によれば、従来の連結配管７９０では配管距離が１００ｍｍであったのに対し、本実施の形態では配管距離を１７．５ｍｍに短縮することができる。これにより、省スペースを実現できるとともに、排気効率を向上できる。また、たとえば配管が横に延びている場合に連結部分の耐荷重を高めることができる。

また、本実施の形態によれば、第２フランジ部材７１２の凸部７１２ａの先端にはテーパ７１２ｃがつけられているため、第２フランジ部材７１２の凸部７１２ａと小径側のフランジ７２１との間で第１シール部材７１４を押し潰す際に、凸部７１２ａから第１シール部材７１４にかかる荷重が高まって押し潰しやすくなっている。

また、本実施の形態によれば、第１フランジ部材７１１の外径および第２フランジ部材７１２の外径が、それぞれ、大径側のフランジ７２２の外径に等しいため、第１フランジ部材７１１または第２フランジ部材７１２が径方向にはみ出すことがなく、省スペースである。

［符号の説明］
７１０ 連結器具
７１１ 第１フランジ部材
７１１ａ 第１固定用穴
７１１ｂ 第２固定用穴
７１１ｃ 座繰り
７１２ 第２フランジ部材
７１２ａ 凸部
７１２ｂ 第２固定用穴
７１２ｃ テーパ
７１２ｄ 本体部
７１４ 第１シール部材
７１５ 第２シール部材
７２１ 小径側のフランジ
７２２ 大径側のフランジ

（第７の実施形態）

［技術分野］
本実施形態は、電子ビーム発生装置に関し、特に複数の電子ビームを発生させる電子ビーム発生装置に関する。

［背景技術］
電子ビーム照射装置は、試料に対して１本の電子ビームを照射するものもあるし、複数本の電子ビームを照射するものもある。後者の場合、電子ビーム発生装置が複数本の電子ビームを発生させる必要がある。この場合、複数の開口が形成された絞りを設け、この複数の開口に１本の電子ビームを通過させることで複数の電子ビームに分離することが考えられる。

［本実施形態が解決しようとする課題］
しかしながら、このような電子ビーム発生装置では、絞りによって電子ビームがカットされるため効率が悪い。

そこで本実施形態の課題は、効率よく複数の電子ビームを発生させる電子ビーム発生装置およびそのような電子ビーム発生装置を備える電子ビーム照射装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］

＜態様１＞
光を受けて電子ビームを放出する光電面と、
前記光電面と対向する絞りと、
前記絞りと前記光電面との間に設けられた第１絶縁層と、
前記絞りと前記第１絶縁層との間に設けられた複数の電極と、
前記絞りと前記複数の電極との間に設けられた第２絶縁層と、を備え、
前記光電面の複数箇所が露出するよう、前記絞り、前記第２絶縁層、前記複数の電極のそれぞれおよび前記第１絶縁層には開口が設けられている、電子ビーム発生装置。

＜態様２＞
複数の開口が設けられた第１絶縁層と、
光を受けて電子ビームを放出する、前記複数の開口の少なくとも一部に配置された複数の光電素子を有する光電面と、
前記第１絶縁層と対向する絞りと、
前記絞りと前記第１絶縁層との間に設けられた複数の電極と、
前記絞りと前記複数の電極との間に設けられた第２絶縁層と、を備え、
前記複数の光電素子のそれぞれが露出するよう、前記絞り、前記第２絶縁層および前記複数の電極のそれぞれには開口が設けられている、電子ビーム発生装置。

＜態様３＞
光を受けて電子ビームを放出する光電面と、
前記光電面の少なくとも一部と対向する位置に開口が設けられ、前記光電面とは離間した複数の電極と、
開口が設けられており、前記複数の電極をその開口を塞がないように挟む第１および第２絶縁層であって、前記光電面に近い側の第１絶縁層と、前記光電面に遠い側の第２絶縁層と、
開口が設けられており、前記第２絶縁層の開口を塞がないよう、前記第２絶縁層と対向して設けられた絞りと、を備える電子ビーム発生装置。

＜態様４＞
前記複数の電極にそれぞれ独立して電圧を印加可能である、態様１乃至３のいずれかに記載の電子ビーム発生装置。

＜態様５＞
前記複数の電極のそれぞれに、電子ビームを放出させるための第１電圧および電子ビームを放出させないための第２電圧のうちの一方を切り替えて印加可能である、態様１ないし４のいずれかに記載の電子ビーム発生装置。

＜態様６＞
前記複数の電極のそれぞれに、前記光電面の仕事関数および前記光電面に照射される光の振動数に応じて定まる閾値電圧以上の第１電圧および前記閾値電圧より低い第２電圧のうちの一方を切り替えて印加可能である、態様１ないし４のいずれかに記載の電子ビーム発生装置。

＜態様７＞
前記複数の電極のそれぞれは、複数極から構成される、態様１乃至６のいずれかに記載の電子ビーム発生装置。

なお、本電子ビーム発生装置は電子ビーム照射装置のみならず露光装置や検査装置にも適用可能である。

［本実施形態の効果］
効率よく電子ビームを発生させることができる。

［図面の簡単な説明］
［図８Ａ］本実施形態に係る電子ビーム発生装置１１２の断面図。
［図８Ｂ］光電面８２を下方から見た図。
［図８Ｃ］絶縁層８３を下方から見た図。
［図８Ｄ］電極アレイ８４を下方から見た図。
［図８Ｅ］絞り８６を下方から見た図。
［図８Ｆ］各電極８４０に印加された電圧が−１．００Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。
［図８Ｇ］各電極８４０に印加された電圧が−０．５０Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。
［図８Ｈ］各電極８４０に印加された電圧が−０．１３Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。
［図８Ｉ］各電極８４０に印加された電圧が０．００Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。
［図８Ｊ］各電極８４０に印加された電圧が＋２．００Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。
［図８Ｋ］隣接する電極８４０ａ〜８４０ｃに印加された電圧がそれぞれ−０．５０Ｖ，−０．１３Ｖ，−０．５０Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果。
［図８Ｌ］図８Ａの変形例に係る電子ビーム発生装置１１２’の断面図。
［図８Ｍ］光電面８２を下方から見た図。
［図８Ｎ］電極８４０のバリエーションを示す図。
［図８Ｏ］電極８４０のバリエーションを示す図。
［図８Ｐ］電極８４０のバリエーションを示す図。
［図８Ｑ］電極８４０のバリエーションを示す図。

［本実施形態を実施するための形態］
図８Ａは、本実施形態に係る電子ビーム発生装置１１２の断面図である。電子ビーム発生装置１１２は、ガラスなど絶縁物からなる基板８１と、光電面８２と、絶縁層８３と、複数の電極８４０から構成される電極アレイ８４と、絶縁層８５と、絞り８６とを備えている。なお、電子ビーム発生装置１１２は図１Ａの電子ビーム制御部１３２によって制御されるが、電子ビーム制御部１３２は電子ビーム発生装置１１２の一部であってもよい。

図８Ｂは、光電面８２を下方から見た図である。光電面８２は仕事関数が低い光電子発生物質から構成される。光電面８２は矩形であり、基板８１に形成される（図８Ａ参照）。光電面８２は基準電圧（例えばＧＮＤ）が印加される。そして、光電面８２は紫外線やレーザ光といった光を受けて電子ビームを放出する。

図８Ｃは、絶縁層８３を下方から見た図である。絶縁層８３はセラミックやカプトンシートなどから構成される。絶縁層８３の外郭は矩形であり、内部にはほぼ円形の複数の開口８３ａがマトリクス状に形成されている。絶縁層８３には光電面８２の直下に配置され（図８Ａ参照）、これによって光電面８２の一部は絶縁層８３に覆われるが、他の一部（つまり開口８３ａと対向する部分）は露出している。

図８Ｄは、電極アレイ８４を下方から見た図である。各電極８４０の外郭はほぼ正方形であり、内部にはほぼ円形の開口８４ａが形成されている。この開口８４ａは絶縁層８３の開口８３ａより小さい。このような電極８４０が絶縁層８３の直下にマトリクス状に配置される（図８Ａ参照）。より詳しくは、絶縁層８３の開口８３ａの中央に各電極８４０の開口８４ａが位置するよう、電極アレイ８４が配置される。光電面８２から電極アレイ８４までの距離は、例えば数μｍ〜数ｍｍである。

また、図８Ｄに示すように、電極８４０のそれぞれから外部に向かって配線８４ｂが接続されている（図８Ａには不図示）。電子ビーム制御部１３２（図１Ａ）の制御に応じて、各配線８４ｂを介して各電極８４０に所定の電圧（詳しくは後述）が印加される。配線８４ｂは絶縁層８３あるいは絶縁層８５にプリントされてもよい。

図８Ａにおいて、絶縁層８５は絶縁層８３と同形状であり、やはり開口８５ａが形成されている。そして、両絶縁層８３，８５によって電極８４０が挟まれるが、その開口８４ａは塞がれていない。

図８Ｅは、絞り８６を下方から見た図である。絞り８６はタンタルやモリブデンなどの金属などから構成される。絞り８６の外郭は矩形であり、内部にはほぼ円形の複数の開口８６ａがマトリクス状に形成されている。この開口８６ａは電極８４０の開口８４ａより小さい。このような絞り８６が絶縁層８５の直下に配置される（図８Ａ参照）。より詳しくは、絶縁層８５の開口８５ａの中央に絞り８６の開口８６ａが位置するよう、絞り８６が配置される。言い換えると、絶縁層８５がむき出しにならないよう、絞り８６が絶縁層８５を覆っている。

なお、絞り８６の下方にはアノード（不図示）が設けられ、基準電圧より数Ｖから数十ｋＶ程度高い電圧が印加される。

以上、図８Ａ〜図８Ｅを用いて説明したように、電子ビーム発生装置１１２において、光電面８２に絞り８６が対向している。絞り８６と光電面８２との間に絶縁層８３が設けられる。また、絞り８６と絶縁層８３との間に複数の電極８４０が設けられる。さらに、絞り８６と複数の電極８４０との間に絶縁層８５が設けられる。そして、光電面８２の複数箇所が露出するよう、絞り８６、絶縁層８５、複数の電極８４０のそれぞれおよび絶縁層８３には開口８６ａ，８５ａ，８４ａ，８３ａがそれぞれ設けられている。

電子ビーム発生装置１１２の構成を言い換えると、複数の電極８４０のそれぞれは、光電面８２の少なくとも一部と対向する位置に開口８４ａが設けられ、光電面８２とは離間している。開口８３ａ，８５ａが形成された絶縁層８３，８５は、複数の電極８４０を、その開口８４ａを塞がないように挟んでいる。また、開口８６ａが形成された絞り８６は、絶縁層８５の開口８５ａの少なくとも一部を塞がないよう、絶縁層８５と対向して設けられる。

以上のような構成の電子ビーム発生装置１１２により、光電面８２における露出した位置からの電子ビームが開口８６ａ，８５ａ，８４ａ，８３ａを通過する。

この電子ビーム発生装置１１２は次のように動作する。
各電極８４０には、電子ビーム制御部１３２（図１Ａ）の制御に応じて、電子ビームを放出させるためのオン電圧と、電子ビームを放出させないためのオフ電圧とを切り替えて印加可能である。オン電圧は光電面８２に印加される基準電圧以上の電圧であり、オフ電圧は基準電圧より低い電圧である。一例として、基準電圧がＧＮＤである場合、オン電圧は０〜数Ｖ程度であり、オフ電圧はマイナス数Ｖ程度である。

ある電極８４０にオフ電圧が印加されている場合、光電面８２の表面に負の障壁が発生するため、電子ビームは放出されない。

ある電極８４０にオン電圧が印加されている場合、障壁は生じないため電子ビームが引き出され、電極８４０の開口８４ａを通って電子ビームが放出される。

なお、本電子ビーム発生装置１１２を電子ビーム照射装置に適用する場合、電子ビーム制御部１３２はすべての電極８４０に共通してオン電圧またはオフ電圧を印加してもよい。一方、本電子ビーム発生装置１１２を露光装置や検査装置に適用する場合、電子ビーム制御部１３２は複数の電極８４０に対して個別にオン電圧またはオフ電圧を印加可能であるのが望ましい。これにより、電子ビームの照射エリアを細かく制御でき、例えば露光装置用の描画パターンの作成が可能となる。

このように、電極８４０の開口８４ａと対向する位置に絞り８６ａの開口８６ａがある構成により、光電面８２からの電子ビームのほとんどが絞り８６ａによってカットされることなく、試料Ｗへの照射に効率よく利用できる。また、絞り８６への衝突エネルギーが低いので、Ｘ線がほとんど発生せず、Ｘ線対策が不要である。

さらに、光電面８２に対向して絶縁層８３，８５を配置する。そのため、電子ビームがガスと衝突することによって正イオンが生じたとしても、この正イオンが光電面８２に到達することはほとんどなく、光電面８２の劣化を抑えられる。

また、基板８１から絞り８６までの距離を短くできるため、光路長が短くなる。光電面８２から絞り８６に大電流が流れることがないため、Ｂｏｅｒｓｃｈ効果に起因する分解能低下を抑えられる。

さらに、試料Ｗに電子ビームを照射したくない場合（いわゆるブランキング）には、例えば偏向器１１５（図１Ａ）で電子ビームを大きく偏向させる必要はなく、電極８４０にオフ電圧を印加すればよい。電子ビームそのものを発生させないので、コンタミを抑制できる。

なお、電子ビーム制御部１３２は絞り８６にも電圧を印加可能であるのが望ましい。印加電圧によって放出される電子ビームを偏向でき、電子ビーム発生装置１１２が偏向器を兼ねることも可能となる。

続いて、図８Ａに示す電子ビーム発生装置１１２のシミュレーション結果を示す。図８Ａにおいて、基板８１をガラス基板とした。絶縁層８３，８５は、厚さを１０μｍとし、開口８３ａ，８５ａの直径を１０μｍとした。各電極８４０は、厚さを２μｍとし、開口８４ａの直径を６μｍとした。絞り８６は、厚さを２μｍとし、開口８６ａの直径を４μｍとした。１つの電極８４０における開口８４ａの中心と、隣接する電極８４０における開口８４ａの中心との距離を３０μｍとした。

また、計算条件として、電子の放出エネルギーＥｅｍを０．２ｅＶとした。なお、電子の放出エネルギーＥｅｍは下式で表される。
Ｅｅｍ＝ｈν−Ｗ
ここで、ｈはプランク定数であり、νは光電面８２に照射される光（例えば紫外線）の振動数であり、Ｗは光電面８２の仕事関数である。

図８Ｆ〜図８Ｊは、それぞれ、各電極８４０に印加された電圧が−１．００Ｖ，−０．５０Ｖ，−０．１３Ｖ，０．００Ｖおよび＋２．００Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果である。

図８Ｆおよび図８Ｇにおいては、印加された電圧（それぞれ−１．００Ｖ，−０．５０Ｖ）が電子の放出エネルギーＥｅｍより低いため、−０．２Ｖの等電位線が光電面８２と電極アレイ８４との間に形成される。そのため、この負の障壁によって電子ビームは電極アレイ８４には到達しない。

図８Ｈにおいては、印加された電圧が電子の放出エネルギーＥｅｍより高いため、光電面８２と電極アレイ８４との間に障壁は形成されない。そして、印加された電圧が負（−０．１３Ｖ）であるため、電極８４０の内周端から遠ざかる方向（開口８４ａの中心に近づく方向）に電子ビームが曲げられ（言い換えると、電子ビームが絞られ）、絞り８６の開口８６ａを通る。

図８Ｉにおいては、印加された電圧が電子の放出エネルギーＥｅｍより高いため、光電面８２と電極アレイ８４との間に障壁は形成されない。また、印加された電圧が０．００Ｖであるため、電極８４０の開口８４ａを電子ビームが素通りし、絞り８６の開口８６ａを通る。

図８Ｊにおいては、印加された電圧が電子の放出エネルギーＥｅｍより高いため、光電面８２と電極アレイ８４との間に障壁は形成されない。そして、印加された電圧が正（＋２．００Ｖ）であるため、電極８４０の内周端に近づく方向（開口８４ａの中心から遠ざかる方向）に電子ビームが曲げられ（言い換えると、電子ビームが拡がって）、絞り８６の開口８６ａを通る。

このように、電子の放出エネルギーＥｅｍ（本例では−０．２ｅＶ）に対応した閾値電圧（本例では−０．２Ｖ）より高い電圧を電極８４０に印加することで電子ビームが放出される。すなわち、このような閾値電圧以上の電圧と、閾値電圧より低い電圧とを切り替えて電極８４０に印加可能であればよい。

図８Ｋは、隣接する電極８４０ａ〜８４０ｃに印加された電圧がそれぞれ−０．５０Ｖ，−０．１３Ｖ，−０．５０Ｖである場合の、放出される電子ビームの形状を示すシミュレーション結果である。図示のように、電極８４０ａ，８４０ｃには−０．５０Ｖ（＜Ｅｅｍ）が印加されるため、これらの電極８４０ａ，８４０ｃには電子ビームが到達しない。一方、電極８４０ｂにが−０．１３Ｖ（＞Ｅｅｍ）が印加されるため、電極８４０ｂと対応する絞り８６の開口８６ａを電子ビームが通過する。このように、電極８４０ごとに電子ビームを放出させるか否かを制御できている。
図８Ｌは、図８Ａの変形例に係る電子ビーム発生装置１１２’の断面図である。以下、図８Ａとの相違点を中心に説明する。

図８Ｍは、光電面８２を下方から見た図である。図８Ａの電子ビーム発生装置１１２に対して、光電面８２の形状が異なっている。光電面８２はマトリクス状に配置されたほぼ円形の複数の光電素子８２ｂから構成される。このような光電面８２が基板８１に形成される（図８Ｌ参照）。

図８Ｌに戻り、絶縁層８３、電極アレイ８４、絶縁層８５および絞り８６の形状は、それぞれ図８Ｃ〜図８Ｅに示したのと同様である。ただし、絶縁層８３は、その開口８３ａ内に光電素子８２ａが収納されるよう、基板８１に形成される。

このように、電子ビーム発生装置１１２’では、複数の開口８３ａが設けられた絶縁層８３が基板上に設けられる。そして、光電面８２が有する光電素子８２ｂが開口８３ａの少なくとも一部に配置される。絶縁層８３に絞り８６が対向している。絞り８６と絶縁層８３との間に複数の電極８４０が設けられる。また、絞り８６と複数の電極８４０との間に絶縁層８５が設けられる。そして、複数の光電素子８２ａのそれぞれが露出するよう、絞り８６、絶縁層８５および複数の電極８４０のそれぞれには開口８６ａ，８５ａ，８４ａがそれぞれ設けられている。

電子ビーム発生装置１１２’の構成を言い換えると、複数の電極８４０のそれぞれは、光電面８２の少なくとも一部と対向する位置に開口８４ａが設けられ、光電面８２とは離間している。開口８３ａ，８５ａが形成された絶縁層８３，８５は、複数の電極８４０を、その開口８４ａを塞がないように挟んでいる。また、開口８６ａが形成された絞り８６は、絶縁層８５の開口８５ａの少なくとも一部を塞がないよう、絶縁層８５と対向して設けられる。

このような図８Ｌに示す電子ビーム発生装置１１２’も、光電面８２における光電素子８２ａからの電子ビームが開口８４ａ，８５ａ，８６ａを通過するため、図８Ａに示す電子ビーム発生装置１１２と同様に動作する。

図８Ｎ〜図８Ｑは、電極８４０のバリエーションを示す図である。各図に示すように、電極８４０の外郭はほぼ円形であってもよい。そして、電極８４０は、円孔（図８Ｎ）、４極（図８Ｏ）、８極（図８Ｐ）、１２極（図８Ｑ）などであってもよい。図８Ｏ〜図８Ｑに示すように、電極８４０が複数極から構成される場合、それぞれ図示のようにレンズ電圧Ｖｌ、ｘ方向偏向電圧Ｖｘおよびｙ方向偏向電圧Ｖｙを印加することで、電極８４０がレンズ兼偏向器として機能する。

このように、本実施形態では、開口８４ａが形成された複数の電極８４０を光電面８２と対向して配置し、かつ、開口８４ａと対向する位置に開口８６ａが形成された絞り８６を配置する。そのため、絞り８６にカットされる電子ビームは少なくなり、効率よく複数の電子ビームを発生させることができる。
［符号の説明］
８１ 基板
８２ 光電面
８２ｂ 光電素子
８３ 絶縁層
８３ａ 開口
８４ 電極アレイ
８４０ 電極
８４ａ 開口
８４ｂ 配線
８５ 絶縁層
８５ａ 開口
８６ 絞り
８６ａ 開口
１１２，１１２’ 電子ビーム発生装置

Claims (8)

1. 偏向器に含まれる電極に電圧を印加することによって電子ビームを偏向させて照射対象に照射する電子ビーム照射装置における電子ビームの照射エリアを調整する方法であって、
   電子ビーム照射レシピに基づいて前記電極に電圧を印加することにより、照射された電子ビームに対応した電流を検出する調整プレートに対して照射位置を変えながら電子ビームを照射する電子ビーム照射ステップと、
   前記調整プレートから検出される電流を取得する電流取得ステップと、
   取得された電流値に対応する画像データを形成する画像形成ステップであって、前記照射位置と、前記画像データにおける画素の座標と、が対応する、画像形成ステップと、
   形成された画像データに基づいて、電子ビームの照射エリアの位置が適切か否かの判定を行う判定ステップと、
   照射エリアの位置が不適切と判定された場合に、前記照射エリアの位置が適切となるよう、前記電子ビーム照射レシピにおける前記電極に印加する電圧を更新するレシピ更新ステップと、を備える電子ビームの照射エリア調整方法。
2. 照射エリアが適切と判定されるまで、前記電子ビーム照射ステップ、前記電流取得ステップ、前記画像形成ステップ、前記判定ステップおよび前記レシピ更新ステップを繰り返す、請求項１に記載の電子ビームの照射エリア調整方法。
3. 前記調整プレートは、照射された電子ビームに対応した電流を検出する部分と、電子ビームが照射されても電流を検出しない部分と、を含む、請求項１または２に記載の電子ビームの照射エリア調整方法。
4. 前記画像形成ステップは、各時刻に取得された電流値を前記画像データにおける各画素の階調に変換することにより前記画像データを形成する、請求項１乃至３のいずれかに記載の電子ビームの照射エリア調整方法。
5. 前記判定ステップは、形成された画像データと、予め用意した画像データとの比較により判定を行う、請求項１乃至４のいずれかに記載の電子ビームの照射エリア調整方法。
6. 前記調整プレートは、第１パターンを含み、
   前記調整プレートの第１パターンが形成されていない位置に電子ビームが照射されると照射された電子ビームに対応した電流が検出されるが、前記調整プレートの第１パターンが形成された位置に電子ビームが照射されても電流は検出されず、
   前記予め用意した画像データは、前記第１パターンと対応する第２パターンを含み、
   前記判定ステップは、形成された画像データにおける前記第１パターンと、前記予め用意した画像データにおける前記第２パターンと、の位置関係に基づいて判定を行う、請求項５に記載の電子ビームの照射エリア調整方法。
7. 前記調整プレートは、第１パターンを含み、
   前記調整プレートの第１パターンが形成されていない位置に電子ビームが照射されると照射された電子ビームに対応した電流が検出されるが、前記調整プレートの第１パターンが形成された位置に電子ビームが照射されても電流は検出されず、
   前記予め用意した画像データは、前記第１パターンと対応する第２パターンを含み、
   前記判定ステップは、形成された画像データにおける前記第１パターンと、前記予め用意した画像データにおける前記第２パターンと、の位置関係に基づいて判定を行い、
   前記レシピ更新ステップは、形成された画像データにおける前記第１パターンの位置と前記第２パターンの位置との距離に応じて、前記電子ビーム照射レシピにおける、前記電極に印加する電圧を更新する、請求項５に記載の電子ビームの照射エリア調整方法。
8. 偏向器に含まれる電極に電圧を印加することによって電子ビームを偏向させて照射対象に照射する電子ビーム照射装置における電子ビームの照射エリアを調整するシステムであって、
   照射された電子ビームに対応した電流を検出する調整プレートと、
   前記調整プレートから検出される電流を取得する電流計と、
   取得された電流値に対応する画像データを形成する画像形成部であって、前記調整プレートにおける電子ビームが照射された位置と、前記画像データにおける画素の座標と、が対応する、画像形成部と、
   形成された画像データに基づいて、電子ビームの照射エリアの位置が適切か否かの判定を行う判定部と、
   照射エリアの位置が不適切と判定された場合に、前記照射エリアの位置が適切となるよう、前記偏向器を制御するための電子ビーム照射レシピにおける前記電極に印加する電圧を更新するレシピ更新部と、を備える電子ビームの照射エリア調整システム。

Images