特許 7356605 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-26

(45)【発行日】2023-10-04

(54)【発明の名称】荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20230927BHJP

   H01J 37/147 20060101ALI20230927BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 541B

H01L21/30 541Q

H01J37/147 C

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2022572966

(86)(22)【出願日】2021-12-09

(86)【国際出願番号】 JP2021045412

(87)【国際公開番号】W WO2022145194

(87)【国際公開日】2022-07-07

【審査請求日】2022-12-05

(31)【優先権主張番号】63/132,054

(32)【優先日】2020-12-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】504162958

【氏名又は名称】株式会社ニューフレアテクノロジー

(73)【特許権者】

【識別番号】317008610

【氏名又は名称】ニューフレアテクノロジー アメリカ，インク．

【氏名又は名称原語表記】ＮｕＦｌａｒｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｉｎｃ．

【住所又は居所原語表記】１２９４ Ｈａｍｍｅｒｗｏｏｄ Ａｖｅｎｕｅ，Ｓｕｎｎｙｖａｌｅ，ＣＡ ９４０８９，Ｕ．Ｓ．Ａ．

(74)【代理人】

【識別番号】100119035

【弁理士】

【氏名又は名称】池上 徹真

(74)【代理人】

【識別番号】100141036

【弁理士】

【氏名又は名称】須藤 章

(72)【発明者】

【氏名】仙石 康雄

(72)【発明者】

【氏名】五島 嘉国

(72)【発明者】

【氏名】ケイ ジョン ウィリアム

(72)【発明者】

【氏名】ライ チィーシング

【審査官】菅原 拓路

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－０４４０５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－２７１９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０３４３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０５１２３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－０２２５８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

２１／３０

Ｈ０１Ｊ ３７／１４７

３７／３０５

Ｇ０３Ｆ ７／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷電粒子ビームを偏向する電極と、
前記電極に偏向電位を印加するアンプと、
前記アンプを診断する診断回路と、
前記アンプの出力と前記電極との間に配置され、前記アンプの出力を前記電極と前記診断回路との間で切り替えるスイッチ回路と、
前記アンプによる偏向電位の印加によって偏向された荷電粒子ビームを試料に照射する電子光学系と、
前記電極と前記電子光学系とが内部に配置されるカラムと、
前記アンプの出力側と前記スイッチ回路とを繋ぐ第１の同軸ケーブルと、
前記電極と前記スイッチ回路とを繋ぐ第２の同軸ケーブルと、
前記アンプの出力側と前記診断回路とを繋ぐ第３の同軸ケーブルと、
前記スイッチ回路と並列に、前記第１の同軸ケーブルの内部導体と前記第２の同軸ケーブルの内部導体とを接続する抵抗と、
を備え、
前記第１の同軸ケーブルの内部導体は前記スイッチ回路を介して前記第２の同軸ケーブルの内部導体の一端側に接続され、前記第１の同軸ケーブルの外部導体は前記スイッチ回路を介して前記第２の同軸ケーブルの外部導体の一端側に接続され、
前記第１の同軸ケーブルの内部導体は前記スイッチ回路を介して前記第３の同軸ケーブルの内部導体の一端側に接続され、前記第１の同軸ケーブルの外部導体は前記スイッチ回路を介して前記第３の同軸ケーブルの外部導体の一端側に接続され、
前記スイッチ回路は、前記アンプの出力を前記電極側に切り替える場合に、前記第３の同軸ケーブルの内部導体と外部導体との両方を前記第１の同軸ケーブルから切り離すことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項2】

第１と第２の成形アパーチャ基板をさらに備え、
前記電極は、前記第１と第２の成形アパーチャ基板を用いて前記荷電粒子ビームを成形するように前記荷電粒子ビームを偏向することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項3】

前記電極は、前記荷電粒子ビームを前記試料上の所望の位置に向けて偏向することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項4】

前記スイッチ回路は、前記第１の同軸ケーブルの前記内部導体との接続を、前記第２の同軸ケーブルの前記内部導体と前記第３の同軸ケーブルの前記内部導体との間で切り替えると共に、連動して、前記第１の同軸ケーブルの前記外部導体との接続を、前記第２の同軸ケーブルの前記外部導体と前記第３の同軸ケーブルの前記外部導体との間で切り替えることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項5】

前記電極を第１の電極とし、
前記第１の電極と組み合わせて偏向器を構成する第２の電極と、
前記第２の電極に偏向電位を印加する第２のアンプと、
前記第２のアンプの出力と前記第２の電極との間に配置され、前記第２のアンプの出力を前記第２の電極と前記診断回路との間で切り替える第２のスイッチ回路と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項6】

前記診断回路を第１の診断回路とし、
前記第１と第２の電極と組み合わせて前記偏向器を構成する第３と第４の電極と、
前記第３と第４の電極に偏向電位を印加する第３と第４のアンプと、
前記第３と第４のアンプを診断する第２の診断回路と、
前記第３のアンプの出力と前記第３の電極との間に配置され、前記第３のアンプの出力を前記第３の電極と前記第２の診断回路との間で切り替える第３のスイッチ回路と、
前記第４のアンプの出力と前記第４の電極との間に配置され、前記第４のアンプの出力を前記第４の電極と前記第２の診断回路との間で切り替える第３のスイッチ回路と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項５記載の荷電粒子ビーム描画装置。

【請求項7】

荷電粒子ビームを偏向する電極と、前記電極に偏向電位を印加するアンプと、前記アンプを診断する診断回路と、前記アンプの出力と前記電極との間に配置され、前記アンプの出力を前記電極と前記診断回路との間で切り替えるスイッチ回路と、前記アンプによる偏向電位の印加によって偏向された荷電粒子ビームを試料に照射する電子光学系と、前記電極と前記電子光学系とが内部に配置されるカラムと、前記アンプの出力側と前記スイッチ回路とを繋ぐ第１の同軸ケーブルと、前記電極と前記スイッチ回路とを繋ぐ第２の同軸ケーブルと、前記アンプの出力側と前記診断回路とを繋ぐ第３の同軸ケーブルと、前記スイッチ回路と並列に、前記第１の同軸ケーブルの内部導体と前記第２の同軸ケーブルの内部導体とを接続する抵抗と、を備え、前記第１の同軸ケーブルの内部導体は前記スイッチ回路を介して前記第２の同軸ケーブルの内部導体の一端側に接続され、前記第１の同軸ケーブルの外部導体は前記スイッチ回路を介して前記第２の同軸ケーブルの外部導体の一端側に接続され、前記第１の同軸ケーブルの内部導体は前記スイッチ回路を介して前記第３の同軸ケーブルの内部導体の一端側に接続され、前記第１の同軸ケーブルの外部導体は前記スイッチ回路を介して前記第３の同軸ケーブルの外部導体の一端側に接続され、前記スイッチ回路は、前記アンプの出力を前記電極側に切り替える場合に、前記第３の同軸ケーブルの内部導体と外部導体との両方を前記第１の同軸ケーブルから切り離す荷電粒子ビーム描画装置を用いて、前記アンプによる偏向電位の印加によって偏向される荷電粒子ビームで試料を照射し、
前記スイッチ回路を用いて前記アンプの出力を前記診断回路側に切り替え、
前記診断回路を用いて、前記アンプの出力を診断し、結果を出力することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

【請求項8】

前記アンプによる偏向電位の印加によって、前記荷電粒子ビームを成形するように前記荷電粒子ビームを偏向することを特徴とする請求項７記載の荷電粒子ビーム描画方法

【請求項9】

前記アンプによる偏向電位の印加によって、前記荷電粒子ビームを前記試料上の所望の位置に向けて偏向することを特徴とする請求項７記載の荷電粒子ビーム描画方法。

【請求項10】

前記アンプによる偏向電位の印加によって、前記荷電粒子ビームをブランキング偏向することを特徴とする請求項７記載の荷電粒子ビーム描画方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、２０２０年１２月３０日にアメリカ合衆国に出願されたＵＳ６３／１３２，０５４（出願番号）を基礎出願とする優先権を主張する出願である。ＵＳ６３／１３２，０５４に記載されたすべての内容は、参照されることにより本出願にインコーポレートされる。

【0002】

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に関する。例えば、試料を描画する電子ビームを偏向するアンプを用いた描画装置に関する。

【背景技術】

【0003】

近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路線幅はさらに微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ回路パターンを形成するための露光用マスク（レチクルともいう。）を形成する方法として、優れた解像性を有する電子ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画技術が用いられる。

【0004】

図６は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。可変成形型電子線描画装置は、以下のように動作する。第１の成形アパーチャ基板４１０には、電子線３３０を成形するための矩形の開口４１１が形成されている。また、第２の成形アパーチャ基板４２０には、第１の成形アパーチャ基板４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から放出され、第１の成形アパーチャ基板４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２の成形アパーチャ基板４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的または断続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１の成形アパーチャ基板４１０の開口４１１と第２の成形アパーチャ基板４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的または断続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１の成形アパーチャ基板４１０の開口４１１と第２の成形アパーチャ基板４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式（ＶＳＢ方式）という。

【0005】

上述したように、描画装置では、電子ビーム等の荷電粒子ビームを偏向させて描画するが、かかるビーム偏向にはＤＡＣアンプユニット（単に、ＤＡＣアンプともいう）が用いられている。このようなＤＡＣアンプユニットを用いたビーム偏向の役割としては、例えば、ビームショットの形状やサイズの制御、ショット位置の制御、及びビームのブランキングが挙げられる。

【0006】

これらのビーム偏向を高精度に行うためには、各ＤＡＣアンプの出力が高精度に出力されているかどうかを検証する必要がある。このため、描画装置に搭載する前に、各ＤＡＣアンプの出力性能は検証される。しかし、描画装置に搭載する前のＤＡＣアンプ単体での試験環境において性能試験に合格しても、描画装置に搭載した際に外乱や接続不良等の影響で予定されていた性能を発揮し得ない場合もある。このため、ＤＡＣアンプの検証は、描画装置に搭載した状態で行うことが望ましい。例えば、対となる２つの電極に正負を反転させた逆相電圧を印加する場合に、それぞれの電極に電圧を出力する２つのＤＡＣアンプの出力を、それぞれコンデンサを介した後に加算し、この加算値を用いてこの２つのＤＡＣアンプの少なくとも一方の異常を検出する異常検出装置を描画装置に搭載する手法が開示されている（例えば、ＪＰ２０１０－０７４０５５Ａ参照）。

【0007】

上述した異常検出装置のような診断装置を描画装置に搭載することでＤＡＣアンプの出力性能が精度よく検出されるように思われる。しかしながら、診断装置を描画装置の回路に接続することは、診断装置自体が外乱源としてＤＡＣアンプやＤＡＣアンプの出力信号に作用し悪影響を与える可能性がある。例えば、ＤＡＣアンプの出力を診断するために接続されるケーブルは外乱のアンテナとして作用し得る。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

そこで、本発明の一態様は、描画装置に診断機構を搭載しながら、外乱の影響を排除或いは低減可能な描画装置および方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを偏向する電極と、
電極に偏向電位を印加するアンプと、
アンプを診断する診断回路と
アンプの出力と電極との間に配置され、アンプの出力を電極と診断回路との間で切り替えるスイッチ回路と、
アンプによる偏向電位の印加によって偏向された荷電粒子ビームを試料に照射する電子光学系と、
電極と電子光学系とが内部に配置されるカラムと、
アンプの出力側とスイッチ回路とを繋ぐ第１の同軸ケーブルと、
電極とスイッチ回路とを繋ぐ第２の同軸ケーブルと、
アンプの出力側と診断回路とを繋ぐ第３の同軸ケーブルと、
スイッチ回路と並列に、第１の同軸ケーブルの内部導体と第２の同軸ケーブルの内部導体とを接続する抵抗と、
を備え、
第１の同軸ケーブルの内部導体はスイッチ回路を介して第２の同軸ケーブルの内部導体の一端側に接続され、第１の同軸ケーブルの外部導体はスイッチ回路を介して第２の同軸ケーブルの外部導体の一端側に接続され、
第１の同軸ケーブルの内部導体はスイッチ回路を介して第３の同軸ケーブルの内部導体の一端側に接続され、第１の同軸ケーブルの外部導体はスイッチ回路を介して第３の同軸ケーブルの外部導体の一端側に接続され、
スイッチ回路は、アンプの出力を電極側に切り替える場合に、第３の同軸ケーブルの内部導体と外部導体との両方を第１の同軸ケーブルから切り離すことを特徴とする。

【0010】

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを偏向する電極と、電極に偏向電位を印加するアンプと、アンプを診断する診断回路と、アンプの出力と電極との間に配置され、アンプの出力を電極と診断回路との間で切り替えるスイッチ回路と、アンプによる偏向電位の印加によって偏向された荷電粒子ビームを試料に照射する電子光学系と、電極と電子光学系とが内部に配置されるカラムと、アンプの出力側とスイッチ回路とを繋ぐ第１の同軸ケーブルと、電極とスイッチ回路とを繋ぐ第２の同軸ケーブルと、アンプの出力側と診断回路とを繋ぐ第３の同軸ケーブルと、スイッチ回路と並列に、第１の同軸ケーブルの内部導体と第２の同軸ケーブルの内部導体とを接続する抵抗と、を備え、第１の同軸ケーブルの内部導体はスイッチ回路を介して第２の同軸ケーブルの内部導体の一端側に接続され、第１の同軸ケーブルの外部導体はスイッチ回路を介して第２の同軸ケーブルの外部導体の一端側に接続され、第１の同軸ケーブルの内部導体はスイッチ回路を介して第３の同軸ケーブルの内部導体の一端側に接続され、第１の同軸ケーブルの外部導体はスイッチ回路を介して第３の同軸ケーブルの外部導体の一端側に接続され、スイッチ回路は、アンプの出力を電極側に切り替える場合に、第３の同軸ケーブルの内部導体と外部導体との両方を第１の同軸ケーブルから切り離す荷電粒子ビーム描画装置を用いて、アンプによる偏向電位の印加によって偏向される荷電粒子ビームで試料を照射し、
スイッチ回路を用いてアンプの出力を診断回路側に切り替え、
診断回路を用いて、アンプの出力を診断し、結果を出力することを特徴とする。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様によれば、描画装置に診断機構を搭載しながら、外乱の影響を排除或いは低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。

【図2】実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。

【図3】実施の形態１におけるスイッチ回路内の構成の一例を示す図である。

【図4】実施の形態１における診断回路の構成の一例を示す図である。

【図5】実施の形態１における２つのＤＡＣアンプ出力と、２つのＤＡＣアンプ出力の加算値の一例を示す図である。

【図6】可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。

【図7】実施の形態１における成形偏向器とスイッチ回路ボックスとＤＡＣアンプとの配置構成の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

また、以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビームは、シングルビームに限るものではなく、マルチビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム描画装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。

【0014】

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画機構１５０と制御系回路１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型の描画装置の一例である。描画機構１５０は、電子鏡筒（電子ビームカラム）１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２（電磁レンズ）、ブランキング偏向器２１２、第１の成形アパーチャ基板２０３、投影レンズ２０４（電磁レンズ）、偏向器２０５、第２の成形アパーチャ基板２０６、対物レンズ２０７（電磁レンズ）、及び偏向器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、レジストが塗布された、描画対象となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスクが含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。

【0015】

制御系回路１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１１、偏向制御回路１２０、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプ１３０，１３２，１３４，１３６，１３８，１３９、スイッチ回路ボックス１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１７９、診断回路１８０，１８４，１８８、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。制御計算機１１０、メモリ１１１、偏向制御回路１２０、スイッチ回路ボックス１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１７９、診断回路１８０，１８４，１８８、及び記憶装置１４０は、図示しないバスを介して接続されている。偏向制御回路１２０には、ＤＡＣアンプ１３０，１３２，１３４，１３６，１３８，１３９が接続される。制御計算機１１０に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１１にその都度格納される。偏向制御回路１２０、スイッチ回路ボックス１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１７９内の各回路、及び診断回路１８０，１８４，１８８は、制御計算機１１０によって制御される。

【0016】

ブランキング偏向器２１２は、少なくとも２極の電極群により構成され、電極毎に配置されるＤＡＣアンプ１３０，１３２を介して、偏向制御回路１２０によって制御される。図１の例では、ブランキング偏向器２１２は、２極の電極群により構成され、一方の電極にスイッチ回路ボックス１７０を介してＤＡＣアンプ１３０の出力側が接続され、他方の電極にスイッチ回路ボックス１７２を介してＤＡＣアンプ１３２の出力側が接続される場合を示している。但し、これに限るものではない。２極の電極群により構成される場合に、一方の電極にスイッチ回路ボックス１７０を介してＤＡＣアンプ１３０の出力側が接続され、他方の電極にグランド（ＧＮＤ）電位が接続（接地）されても構わない。また、ＤＡＣアンプの代わりにパルスジェネレータから電圧が、ブランキング偏向器２１２の一方の電極に印加されるように構成される場合であっても良い。

【0017】

偏向器２０５は、少なくとも４極の電極群により構成され、電極毎に配置されるＤＡＣアンプ１３４，１３６，・・・を介して、偏向制御回路１２０によって制御される。図１の例では、偏向器２０５として、少なくとも４極の電極群のうち、対向する２極の電極群が示されている。そして、この２極の電極群の一方にスイッチ回路ボックス１７４を介してＤＡＣアンプ１３４の出力側が接続され、この２極の電極群の他方にスイッチ回路ボックス１７６を介してＤＡＣアンプ１３６の出力側が接続される場合を示している。

【0018】

偏向器２０９は、少なくとも４極の電極群により構成され、電極毎に配置されるＤＡＣアンプ１３８，１３９，・・・を介して、偏向制御回路１２０によって制御される。図１の例では、偏向器２０９として、少なくとも４極の電極群のうち、対向する２極の電極群が示されている。そして、この２極の電極群の一方にスイッチ回路ボックス１７８を介してＤＡＣアンプ１３８の出力側が接続され、この２極の電極群の他方にスイッチ回路ボックス１７９を介してＤＡＣアンプ１３９の出力側が接続される場合を示している。

【0019】

偏向制御回路１２０から各ＤＡＣアンプに対して、それぞれの対応する制御用のデジタル信号が出力される。そして、各ＤＡＣアンプでは、それぞれのデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させた上で偏向電圧用の電位として対応する電極に出力する。言い換えれば、各ＤＡＣアンプは、担当する電極に偏向電位を印加する。

【0020】

また、ブランキング偏向器２１２を構成する２極の電極群の一方に電圧を印加するＤＡＣアンプ１３０の出力は、スイッチ回路ボックス１７０を介して診断回路１８０に接続される。また、ブランキング偏向器２１２を構成する２極の電極群の他方に電圧を印加するＤＡＣアンプ１３２の出力は、スイッチ回路ボックス１７２を介して診断回路１８０に接続される。診断回路１８０は、ＤＡＣアンプ１３０，１３２の出力を診断する。

【0021】

また、偏向器２０５を構成する少なくとも４極の電極群のうちの対向する２極の電極群の一方に電圧を印加するＤＡＣアンプ１３４の出力は、スイッチ回路ボックス１７４を介して診断回路１８４に接続される。また、偏向器２０５を構成する少なくとも４極の電極群のうちの対向する２極の電極群の他方に電圧を印加するＤＡＣアンプ１３６の出力は、スイッチ回路ボックス１７６を介して診断回路１８４に接続される。診断回路１８４は、ＤＡＣアンプ１３４，１３６の出力を診断する。

【0022】

また、偏向器２０９を構成する少なくとも４極の電極群のうちの対向する２極の電極群の一方に電圧を印加するＤＡＣアンプ１３８の出力は、スイッチ回路ボックス１７８を介して診断回路１８８に接続される。また、偏向器２０９を構成する少なくとも４極の電極群のうちの対向する２極の電極群の他方に電圧を印加するＤＡＣアンプ１３９の出力は、スイッチ回路ボックス１７９を介して診断回路１８８に接続される。診断回路１８８は、ＤＡＣアンプ１３８，１３９の出力を診断する。

【0023】

なお、上述した例では、対向する電極群へ偏向電圧を供給する２つのＤＡＣアンプに対して１つの診断回路を配置する場合を示しているが、これに限るものではない。ＤＡＣアンプ毎に個別の診断回路を配置する場合であっても構わない。

【0024】

描画装置１００の外部から描画対象のチップパターンのデータ（チップデータ：描画データ）が入力され、記憶装置１４０に格納される。チップデータには、描画する図形パターンの図形種を示す図形コード、配置座標、及び寸法等が定義される。その他、照射量情報が同データ内に定義されてもよい。或いは照射量情報が別データとして入力されてもよい。

【0025】

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、位置偏向用には、１段の偏向器２０９を用いているが、例えば、主偏向器と副偏向器の主副２段の多段偏向器を用いて位置偏向を行なう場合であってもよい。或いは、３段以上の多段偏向器を用いて位置偏向を行なう場合であってもよい。また、描画装置１００には、マウスやキーボード等の入力装置、モニタ装置、及び外部インターフェース回路等が接続されていても構わない。

【0026】

図２は、実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０は、偏向器２０９の偏向可能な範囲内の幅で、例えばｙ方向に向かって短冊状に複数のストライプ領域２０に仮想分割される。また、各ストライプ領域２０は、メッシュ状に複数のサブフィールド（ＳＦ）３０（小領域）に仮想分割される。そして、各ＳＦ３０の各ショット位置にショット図形３２，３４，３６が描画される。

【0027】

描画装置１００では、ストライプ領域２０毎に描画処理を進めていく。ＸＹステージ１０５が例えば－ｘ方向に向かって連続移動しながら、１番目のストライプ領域２０についてｘ方向に向かって描画を進めていく。多重描画を行わずに、各ストライプ領域２０を１回ずつ描画する場合には、例えば、以下のように動作する。１番目のストライプ領域２０の描画終了後、ＸＹステージ１０５を－ｙ方向に１ストライプ領域２０分だけ移動させると共に、ＸＹステージ１０５をｘ方向に１ストライプ領域２０分だけ移動させて戻し同様に、或いは逆方向（－ｘ方向）に向かって２番目のストライプ領域２０の描画を進めていく。以降、同様に、３番目以降のストライプ領域２０の描画を進めていく。各ストライプ領域２０を描画するにあたり、偏向器２０９が、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように電子ビーム２００を偏向しながら、さらに偏向器２０９が、各ＳＦ３０内に照射されるビームの各ショット位置に電子ビーム２００を偏向する。

【0028】

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、ブランキング偏向器２１２内を通過する際に、ビームＯＮの状態では、ブランキング偏向器２１２によって、第１の成形アパーチャ基板２０３の矩形の穴全体を照明するように制御される。また、ビームＯＦＦの状態では、ブランキング偏向器２１２によって、ビーム全体が第１の成形アパーチャ基板２０３で遮へいされるように偏向される。ビームＯＦＦの状態からビームＯＮとなり、この後ビームＯＦＦになるまでに第１の成形アパーチャ基板２０３を通過した電子ビーム２００が１回の電子ビームのショットとなる。このように、ＤＡＣアンプからブランキング偏向器２１２を構成する電極に電位を印加することによって、電子ビーム２００をブランキング偏向する。ブランキング偏向器２１２は、通過する電子ビーム２００の向きを制御して、ビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態とを交互に生成する。例えば、ビームＯＮの状態ではブランキング偏向器２１２に電圧を印加せず、ビームＯＦＦの際にブランキング偏向器２１２に電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間ｔで試料１０１に照射される電子ビーム２００のショットあたりの照射量が調整されることになる。

【0029】

以上のようにビームＯＮに制御された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形の穴を持つ第１の成形アパーチャ基板２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ基板２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２の成形アパーチャ基板２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２の成形アパーチャ基板２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、所望のビーム形状と寸法となるよう変化させる（可変成形を行なう）ことができる。言い換えれば、偏向器２０５を構成する電極は、第１の成形アパーチャ基板２０３と第２の成形アパーチャ基板２０６とを用いて、第２の成形アパーチャ基板２０６を通過した第２のアパーチャ像が所望のビーム形状と寸法となるよう電子ビーム２００を偏向する。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、例えばショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。そして、第２の成形アパーチャ基板２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、偏向器２０９によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。言い換えれば、偏向器２０９を構成する電極は、電子ビーム２００を試料１０１上の所望の位置に向けて偏向する。例えば、照明レンズ２０２、第１の成形アパーチャ基板２０３、投影レンズ２０４、第２の成形アパーチャ基板２０６、及び対物レンズ２０７は、実施の形態１における電子光学系の一例である。言い換えれば、電子光学系は、各ＤＡＣアンプによる偏向電圧の印加によって偏向される電子ビーム２００で試料１０１を照射する。かかる動作を繰り返し、各ショットのショット図形を繋ぎ合わせることで、所望の図形パターンを描画する。

【0030】

ここで、上述したように、ビーム偏向を高精度に行うためには、各ＤＡＣアンプの出力が高精度に出力されているかどうかを検証する必要がある。このため、実施の形態１では、各ＤＡＣアンプの診断（或いは検証）を行うための診断装置（回路）を描画装置１００に搭載する。しかしながら、診断装置を描画装置１００の回路に接続することは、電子ビーム２００の偏向制御を行う場合に、診断装置自体が外乱源としてＤＡＣアンプやＤＡＣアンプの出力信号に作用し悪影響を与える可能性がある。例えば、ＤＡＣアンプの出力を診断するために接続されるケーブルは外乱のアンテナとして作用し得る。そこで、実施の形態１では、診断時には、各ＤＡＣアンプの出力を診断回路に接続するものの、描画時には、各ＤＡＣアンプの出力と診断回路との接続を遮断する。以下、具体的に説明する。

【0031】

図３は、実施の形態１におけるスイッチ回路内の構成の一例を示す図である。各スイッチ回路ボックス１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１７９内には、それぞれ、スイッチ回路と抵抗とが配置される。図３の例では、スイッチ回路ボックス１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１７９のうち、成形用の偏向器２０５の対向する２つの電極群と接続されるスイッチ回路ボックス１７４，１７６について示している。他のスイッチ回路ボックス内の構成も同様である。スイッチ回路ボックス１７４内のスイッチ回路７４は、ＤＡＣアンプ１３４の出力と成形用の偏向器２０５の対向する２つの電極群の一方の電極との間に配置され、ＤＡＣアンプ１３４の出力を偏向器２０５の対向する２つの電極群の一方の電極と診断回路１８４との間で切り替える。同様に、スイッチ回路ボックス１７６内のスイッチ回路７６は、ＤＡＣアンプ１３６の出力と成形用の偏向器２０５の対向する２つの電極群の他方の電極との間に配置され、ＤＡＣアンプ１３６の出力を偏向器２０５の対向する２つの電極群の他方の電極と診断回路１８４との間で切り替える。各スイッチ回路ボックス１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１７９内のスイッチ回路による配線の切り換えは、制御計算機１１０により制御される図示しないリレー等により動作させればよい。

【0032】

以下、スイッチ回路ボックス１７４内について説明する。ＤＡＣアンプ１３４の出力側とスイッチ回路７４とは、同軸ケーブル５４（第１の同軸ケーブルの一例）によって繋がれる。偏向器２０５の対向する２つの電極群の一方の電極とスイッチ回路７４とは、同軸ケーブル４４（第２の同軸ケーブルの一例）によって繋がれる。診断回路１８４とスイッチ回路７４とは、同軸ケーブル６４（第３の同軸ケーブルの一例）によって繋がれる。同軸ケーブル５４の内部導体３はスイッチ回路７４を介して同軸ケーブル４４の内部導体１の一端側に接続される。同軸ケーブル５４の外部導体４はスイッチ回路７４を介して同軸ケーブル４４の外部導体２の一端側に接続される。同様に、同軸ケーブル５４の内部導体３はスイッチ回路７４を介して同軸ケーブル６４の内部導体５の一端側に接続される。同軸ケーブル５４の外部導体４はスイッチ回路７４を介して同軸ケーブル６４の外部導体６の一端側に接続される。スイッチ回路７４内には、内部導体間の切り換え用の端子と、外部導体間の切り換え用の端子がそれぞれ配置される。スイッチ回路７４は、同軸ケーブル５４の内部導体３との接続を、同軸ケーブル４４の内部導体１と同軸ケーブル６４の内部導体５との間で切り替えると共に、連動して、同軸ケーブル５４の外部導体４との接続を、同軸ケーブル４４の外部導体２と同軸ケーブル６４の外部導体６との間で切り替える。同軸ケーブル４４の内部導体１の他端側は偏向器２０５の対向する２つの電極群の一方の電極に接続される。同軸ケーブル４４の外部導体２は電子鏡筒１０２（カラム）と同電位に接地される。電子鏡筒１０２自体はグランド（ＧＮＤ）電位に接続（接地）される。よって、同軸ケーブル５４と同軸ケーブル４４とがスイッチ回路７４によって導通された場合に、ＤＡＣアンプ１３４と偏向器２０５の対向する２つの電極群の一方の電極とを繋ぐケーブルの外部導体は、電子鏡筒１０２側のグランド（ＧＮＤ）電位に制御される。同軸ケーブル６４の外部導体６は診断回路１８４内のＧＮＤ電位と同電位に接続される。よって、同軸ケーブル５４と同軸ケーブル６４とがスイッチ回路７４によって導通された場合に、ＤＡＣアンプ１３４と診断回路１８４とを繋ぐケーブルの外部導体は、診断回路１８４側のＧＮＤ電位に制御される。

【0033】

スイッチ回路７４は、ＤＡＣアンプ１３４の出力を偏向器２０５の対向する２つの電極群の一方の電極側に切り替える場合に、同軸ケーブル６４の内部導体５と外部導体６との両方を同軸ケーブル５４から切り離す。これにより、ＤＡＣアンプ１３４の出力と診断回路１８４とを、電気的に完全に切り離すことができる。よって、診断回路１８４及び診断回路１８４用のケーブルに起因する外乱が、ＤＡＣアンプ１３４－偏向器２０５の対向する２つの電極群の一方の電極間へ侵入することによる、ＤＡＣアンプやＤＡＣアンプの出力信号への悪影響を排除できる。

【0034】

また、スイッチ回路ボックス１７４内には、スイッチ回路７４と並列に、同軸ケーブル５４の内部導体３と同軸ケーブル４４の内部導体１とを接続する抵抗８４が配置される。偏向器２０５を構成する電極に偏向電位が印加された後に、ＤＡＣアンプ１３４の出力を診断回路１８４側に切り替える場合に、電極に繋がる配線が開放端になると電気的に浮いた状態になってしまう。偏向器２０５は電子ビーム２００に曝されており、電子ビーム２００の電荷によって帯電する。このため、再度、スイッチ回路７４によりＤＡＣアンプ１３４の出力を電極側に切り替えた際に、意図しない電流が流れる可能性がある。このように抵抗８４を配置し、同軸ケーブル５４の内部導体３と同軸ケーブル４４の内部導体１との接続を保持することで、電極の帯電を抑制できる。抵抗８４の抵抗値として、例えば１００ＫΩ～５００ＫΩの範囲を用いると好適である。

【0035】

スイッチ回路ボックス１７６内の構成は、スイッチ回路ボックス１７４内の構成と同様である。例えば、ＤＡＣアンプ１３６の出力側とスイッチ回路７６とは、同軸ケーブル５６（第１の同軸ケーブルの他の一例）によって繋がれる。偏向器２０５の対向する２つの電極群の他方の電極とスイッチ回路７６とは、同軸ケーブル４６（第２の同軸ケーブルの他の一例）によって繋がれる。診断回路１８４とスイッチ回路７６とは、同軸ケーブル６６（第３の同軸ケーブルの他の一例）によって繋がれる。また、スイッチ回路ボックス１７６内には、スイッチ回路７６と並列に、同軸ケーブル５６の内部導体と同軸ケーブル４６の内部導体とを接続する抵抗８６が配置される。

【0036】

実施の形態１では、描画工程と、切り替え工程と、診断工程とを実施する。
描画工程として、上述したように、電極と、ＤＡＣアンプと、診断回路と、スイッチ回路とが搭載された描画装置１００を用いて、ＤＡＣアンプによる偏向電位の印加によって偏向される電子ビーム２００で試料１０１を照射する。
切り替え工程として、例えばスイッチ回路７４を用いてＤＡＣアンプ１３４の出力を診断回路１８４側に切り替える。
診断工程として、例えば診断回路１８４を用いて、ＤＡＣアンプ１３４の出力を診断し、結果を出力する。

【0037】

ＤＡＣアンプ１３４の出力の診断は、描画開始前に実施すると好適である。これにより、ＤＡＣアンプの動作に一定の保証を得た状態で描画を行うことができる。或いは、ストライプ領域２０間での電子ビーム２００の照射が行われていない時期に実施すると好適である。

【0038】

図４は、実施の形態１における診断回路の構成の一例を示す図である。偏向器２０５及び偏向器２０９では、ビーム偏向には対となる電極群に正負を反転させ逆相電圧を印加する方式を採用する。図４の例では、偏向器２０５の対となる電極群に電位を印加するＤＡＣアンプ１３４，１３６を診断する場合を示している。この場合、一方のＤＡＣアンプ１３４は、他方のＤＡＣアンプ１３６と同期させてそれぞれの出力先となる電極に電位を印加する。これらＤＡＣアンプ１３４，１３６の少なくとも１つに不具合が生じると、正負を反転させた逆相電圧にはならなくなってしまう。この結果、ビーム偏向量が所望する量とは異なってしまうために描画異常が生じてしまうことになる。

【0039】

図４において、診断回路１８４は、２つのＤＡＣアンプ１３４，１３６の少なくとも１つが異常である場合に、この異常を検出する。診断回路１８４は、コンデンサ５２０，５２２、測定用アンプ５３０、比較回路５４０、及び判定回路５５０を備えている。スイッチ回路７４により、ＤＡＣアンプ１３４，１３６の出力が診断回路１８４側に切り替えられている。ＤＡＣアンプ１３４の出力は、コンデンサ５２０（第１のコンデンサ）の一端に接続される。ＤＡＣアンプ１３６の出力は、コンデンサ５２２（第２のコンデンサ）の一端に接続される。２つのコンデンサ５２０，５２２の他端間は接続され、この中点で測定用アンプ５３０の入力端に接続される。測定用アンプ５３０の出力端は比較回路５４０の入力端に接続され、比較回路５４０の出力端に判定回路５５０の入力端が接続される。

【0040】

ＤＡＣアンプ１３４には、ある正の電圧出力を指示する指令が入力される。そして、ＤＡＣアンプ１３４は、正のアナログ信号を出力する。ＤＡＣアンプ１３６には、ある負の電圧出力を指示する指令が入力される。そして、ＤＡＣアンプ１３６は、負のアナログ信号を出力する。ＤＡＣアンプ１３４の出力がコンデンサ５２０に入力して、コンデンサ５２０から応答信号が測定用アンプ５３０側に検出される。同様に、ＤＡＣアンプ１３６の出力がコンデンサ５２２に入力して、コンデンサ５２２から応答信号が測定用アンプ５３０側に検出される。測定用アンプ５３０は、コンデンサ５２０の応答信号とコンデンサ５２２の応答信号とを入力し、コンデンサ５２０の応答信号とコンデンサ５２２の応答信号との加算値を比較回路５４０に増幅して出力する。

【0041】

図５は、実施の形態１における２つのＤＡＣアンプ出力と、２つのＤＡＣアンプ出力の加算値の一例を示す図である。ここで、２つのＤＡＣアンプ１３４，１３６の双方が故障していなければ、増幅されたコンデンサ５２０の応答信号とコンデンサ５２２の応答信号との加算値は、正負を単に逆転させただけの逆相信号同士の加算値であるので、理想的には正反対の波形のアナログ値となる。よって、２つの出力値を加算することで、理想的には加算値が０となる。一方、ＤＡＣアンプ１３４とＤＡＣアンプ１３６の少なくとも一方が異常である場合には、加算値が０にならない。そこで、比較回路５４０は測定用アンプ５３０で増幅された加算値を所定の閾値（基準電圧）と比較する。そして、例えば、比較の結果、加算値が所定の閾値を越えている場合はＨレベル信号、超えていない場合はＬレベル信号を判定回路５５０に出力する。そして、判定回路５５０は、比較回路５４０の出力値を処理して正常／異常を判定する。具体的には判定回路５５０は、セトリング時間を除いた判定期間に比較回路５４０の出力値がＨレベル信号になった場合にＤＡＣアンプ１３４とＤＡＣアンプ１３６の少なくとも一方が異常であると判定して、この結果である正常／異常を出力する。結果の情報は、例えばデジタル信号として出力されると、その後に結果の情報を用いやすくなるためより好適である。このように構成することで、ＤＡＣアンプ１３４とＤＡＣアンプ１３６の少なくとも一方が異常である場合を異常時に即座に検出することができる。また、アナログ値には図５に示すように通常ノイズが乗っているので、判定する際に所定の閾値を用いることで誤判定を低減することができる。例えば判定回路５５０は、一瞬Ｈレベル信号になっても直ぐ異常と判定するのではなく、判定期間中、所定の閾値より高い時間の長さや、時間の割合だけＨレベル信号になった場合に異常を出力するようにしてもよい。ノイズが小さい或いは無視できるような場合には、閾値を０或いは略０にしてもよい。さらに、測定用アンプ５３０で増幅させることで、基準となる閾値（基準電圧）との差を明確化することができ比較回路５４０での比較の精度を向上させることができる。特にアンプ異常の程度が小さい場合でも増幅されることにより検出することができる。判定回路５５０での判定結果は、制御計算機１１０に出力される。そして、例えば図示しないモニタ或いは警報ランプ等に表示され、ユーザは、異常を確認できる。

【0042】

診断手法は、上述した手法に限るものではない。その他の手法を用いることもできる。例えば、各ＤＡＣアンプの出力をオシロスコープ等でそれぞれモニタしても良い。

【0043】

図７は、実施の形態１における成形偏向器とスイッチ回路ボックスとＤＡＣアンプとの配置構成の一例を示す図である。図７において、偏向器２０５は、少なくとも４極の電極群により構成される。図７の例では、８極の電極群により構成される場合を示している。電極毎に、当該電極と電極スイッチ回路ボックスとＤＡＣアンプとの組が構成される。各電極は電極スイッチ回路ボックスを介してＤＡＣアンプの出力側が接続される。偏向器２０５を構成する８つのＤＡＣアンプに対して、対向する電極の組毎に１つの診断回路が配置される。対向する２つの電極には、正負の符号を反転させた同じ電位が印加される。図７の例では、電極（１）用の電極スイッチ回路ボックスと、電極（１）に対向する電極（５）用の電極スイッチ回路ボックスとが第１の診断回路に接続される。電極（２）用の電極スイッチ回路ボックスと、電極（２）に対向する電極（６）用の電極スイッチ回路ボックスとが第２の診断回路に接続される。電極（３）用の電極スイッチ回路ボックスと、電極（３）に対向する電極（７）用の電極スイッチ回路ボックスとが第３の診断回路に接続される。電極（４）用の電極スイッチ回路ボックスと、電極（４）に対向する電極（８）用の電極スイッチ回路ボックスとが第４の診断回路に接続される。各スイッチ回路ボックス内の構成は図３で説明した内容と同様である。各診断回路内の構成は図４で説明した内容と同様である。

【0044】

同様に、偏向器２０９は、少なくとも４極の電極群により構成される。図７の例では、８極の電極群により構成される場合を示している。電極毎に、当該電極と電極スイッチ回路ボックスとＤＡＣアンプとの組が構成される。各電極は電極スイッチ回路ボックスを介してＤＡＣアンプの出力側が接続される。偏向器２０９を構成する８つのＤＡＣアンプに対して、対向する電極の組毎に１つの診断回路が配置される。対向する２つの電極には、正負の符号を反転させた同じ電位が印加される。図７の例では、電極（１）用の電極スイッチ回路ボックスと、電極（１）に対向する電極（５）用の電極スイッチ回路ボックスとが第１の診断回路に接続される。電極（２）用の電極スイッチ回路ボックスと、電極（２）に対向する電極（６）用の電極スイッチ回路ボックスとが第２の診断回路に接続される。電極（３）用の電極スイッチ回路ボックスと、電極（３）に対向する電極（７）用の電極スイッチ回路ボックスとが第３の診断回路に接続される。電極（４）用の電極スイッチ回路ボックスと、電極（４）に対向する電極（８）用の電極スイッチ回路ボックスとが第４の診断回路に接続される。各スイッチ回路ボックス内の構成は図３で説明した内容と同様である。各診断回路内の構成は図４で説明した内容と同様である。

【0045】

以上のように、実施の形態１によれば、描画装置１００に診断回路１８０，１８４，１８８を搭載しながら、外乱の影響を排除或いは低減できる。

【0046】

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

【0047】

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。

【0048】

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法は、本発明の範囲に包含される。

【産業上の利用可能性】

【0049】

荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に関する。例えば、試料を描画する電子ビームを偏向するアンプを用いた描画装置に利用できる。

【符号の説明】

【0050】

１ 内部導体
２ 外部導体
３ 内部導体
４ 外部導体
５ 内部導体
６ 外部導体
１０ 描画領域
２０ ストライプ領域
３０ ＳＦ
３２，３４，３６ ショット図形
４４ 同軸ケーブル
４６ 同軸ケーブル
５４ 同軸ケーブル
５６ 同軸ケーブル
６４ 同軸ケーブル
６６ 同軸ケーブル
７４ スイッチ回路
７６ スイッチ回路
８４ 抵抗
８６ 抵抗
１００ 描画装置
１０１ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１１ メモリ
１２０ 偏向制御回路
１３０，１３２，１３４，１３６，１３８，１３９ ＤＡＣアンプ
１７０，１７２，１７４，１７６，１７８，１７９ スイッチ回路ボックス
１８０，１８４，１８８ 診断回路
１４０ 記憶装置
１５０ 描画機構
１６０ 制御系回路
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ 第１の成形アパーチャ基板
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６ 第２の成形アパーチャ基板
２０７ 対物レンズ
２０９ 偏向器
２１２ ブランキング偏向器
３３０ 電子線
３４０ 試料
４１０ 第１の成形アパーチャ基板
４１１ 開口
４２０ 第２の成形アパーチャ基板
４２１ 可変成形開
４３０ 荷電粒子ソース
５２０，５２２ コンデンサ
５３０ 測定用アンプ
５４０ 比較回路
５５０ 判定回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】