JP2007157748A - 荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

【課題】試料の表面に形成する描画パターンが、複雑なものであっても、描画パターンを分割することなく容易に描画パターンを試料の表面に形成できる荷電粒子ビーム描画装置を提供する。
【解決手段】本発明の荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームを試料の表面に２次元的に走査しつつ、試料の表面に対する荷電粒子ビームの照射、非照射を所定の描画パターンに応じて制御する制御信号により、荷電粒子ビームの照射、非照射を制御して所定の描画パターンを形成するものであり、描画パターンを分析し、描画パターンのパターン部を構成する所定のパターンおよび描画パターンの外縁を規定するマスクパターンを作成する描画パターン作成部と、所定のパターンに応じたブランキング信号を発生させ、このブランキング信号に対してマスクパターンに基づくマスク処理を施して制御信号を作成するパターン発生部とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、試料の表面に形成する描画パターンが、複雑なものであっても、描画パターンを分割することなく容易に描画パターンを試料の表面に形成できる荷電粒子ビーム描画装置に関する。

現在、電子ビームなどの荷電粒子ビームを用いた荷電粒子ビーム描画装置がある。この荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームを偏向させて、試料の表面に所定のパターンを直接描画するものである。
荷電粒子ビーム描画装置の描画方式としては、描画領域内における所定のパターン領域内で、荷電粒子ビームを走査して、描画するベクタ走査と呼ばれるものがある。また、一定方向に繰返しスキャンし、このスキャンに合わせて荷電粒子ビームのオンオフを行い、描画するラスタ走査と呼ばれるものもある。

荷電粒子ビーム描画装置において、例えば、図５に示すような外縁１１２が星型であり、外縁１１２で囲まれた内部に帯状の領域１１６ａ〜１１６ｉが隙間１１８を設けて平行に配置されている描画パターン１１０をベクタ走査により描画する場合、図６に示すように、パターンをスキャン方向（Ｘ方向）およびこれに直交するＹ方向において、三角形、四角形などの単純な図形の要素１２０に分割する。そして、各要素１２０毎について、それぞれＸ方向に荷電粒子ビームを走査し、順次Ｙ方向にずらして描画し、描画パターン１１０を描画する。なお、帯状の領域１１６ａ〜１１６ｉが描画パターン１１０のパターン部である。

しかしながら、図６に示すように、パターンを分割して描画する場合、パターン形状が複雑であると分割数が増える。すなわち、描画に必要なデータ量が増大するという問題点がある。さらには、データ量の増大により、描画に要する時間も長くなるという問題点があり、スループットも低下する。
また、分割数が増えることにより、描画パターンデータの作成に時間がかかり、煩雑になり、結果として、描画に要する時間も長くなるという問題点もある。

本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、試料の表面に形成する描画パターンが、複雑なものであっても、描画パターンを分割することなく容易に描画パターンを試料の表面に形成できる荷電粒子ビーム描画装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、荷電粒子ビームを試料の表面に２次元的に走査しつつ、試料の表面に対する前記荷電粒子ビームの照射、非照射を所定の描画パターンに応じて制御する制御信号により、前記荷電粒子ビームの照射、非照射を制御して前記所定の描画パターンを形成する荷電粒子ビーム描画装置であって、前記描画パターンを分析し、前記描画パターンのパターン部を構成する所定のパターン、および前記描画パターンの外縁を規定するマスクパターンを作成する描画パターン作成部と、前記所定のパターンに応じたブランキング信号を発生させ、前記ブランキング信号に対して前記マスクパターンに基づくマスク処理を施して前記制御信号を作成するパターン発生部とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置を提供するものである。

本発明においては、前記パターン発生部は、前記マスクパターンを表わすマスクパターンデータが少なくとも１つ記憶された記憶部と、前記記憶部から前記マスクパターンデータを読み出し、前記マスクパターンデータに応じたマスクブランキング信号を作成する読出部と、前記ブランキング信号および前記マスクブランキング信号から前記制御信号を作成する合成部とを備えることが好ましい。

また、本発明においては、前記荷電粒子ビームは、例えば、電子ビームまたはイオンビームである。

本発明の荷電粒子ビーム描画装置によれば、試料の表面に形成する描画パターンを分析し、この描画パターンのパターン部を構成する所定のパターン、および描画パターンの外縁を規定するマスクパターンを作成する描画パターン作成部と、所定のパターンに応じたブランキング信号を発生させ、このブランキング信号に対してマスクパターンに基づくマスク処理を施して、荷電粒子ビームの照射、非照射を所定の描画パターンに応じて制御する制御信号を作成するパターン発生部とを設けることにより、複雑な形状のパターンを試料の表面に形成する場合、パターン作成部において、複雑な形状のパターンが分析されてパターン部を構成するパターンおよびマスクパターンが作成される。そして、パターン発生部において、パターン部のパターンに応じてブランキング信号が発生され、このブランキング信号がマスクパターンに基づいてマスク処理されて、制御信号が得られる。この制御信号により、複雑な形状のパターンであってもパターン分割することなく、試料の表面に複雑な形状の描画パターンを容易に形成することができる。

また、本発明においては、パターン発生部により、所定のパターンに応じたブランキング信号に対してマスク処理を施して試料の表面に対する荷電粒子ビームの照射、非照射を制御する制御信号を作成しており、物理的なマスクを用いることがないため、構成を簡素化することができるとともに、マスクを物理的に重ねる必要がない。

以下、本発明に係る荷電粒子ビーム描画装置について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の荷電粒子ビーム描画装置の実施例を示す模式的ブロック図である。

図１に示す本実施例の荷電粒子ビーム描画装置１０は、例えば、ベクタ走査により描画するものである。このベクタ走査は、電子ビームＢを描画領域内における所定の描画パターン内で２次元的に走査して所定のパターンを形成する方法である。
この荷電粒子ビーム描画装置１０は、描画部１２と、パターン発生部１４と、描画パターンデータ作成部（描画パターン作成部）１６とを有する。

描画部１２は、電子銃２０、電界レンズ２２、ブランキング電極２４、収束レンズ２６、対物レンズ２８、走査偏向部３０、３２、ブランキングアンプ３４、偏向アンプ３６およびステージ３８を有する。電子銃２０、電界レンズ２２、ブランキング電極２４、収束レンズ２６、対物レンズ２８、走査偏向部３０、３２が鏡筒４０に収納されている。また、ステージ３８は、鏡筒４０に連続して設けられた真空チャンバ４２に設けられている。

電子銃２０は、例えば、熱電界放射型のものが配置されている。鏡筒４０内を超高真空状態にして、電子銃２０から電子ビームＢを試料Ｓに向かって照射させる。

電子銃２０から放射される電子ビームＢは、そのビーム径が数十ｎｍ程度の充分微小である。このため、微小ビーム径の電子ビームＢを得るという点では、電子銃２０から放射される電子ビームＢのビーム径に対する、試料Ｓの表面上に集束される電子ビームＢのビーム径の縮小率を大きく設定する必要はない。本実施例の場合、電界レンズ２２を配置していない場合の、電子ビームＢのビーム径の縮小率が、概略１に等しくなるように設定されている。

電界レンズ（静電レンズ）２２は、電子銃２０から照射される電子ビームＢを集束させる集束電極であり、電子銃２０の直下に配置されている。

ブランキング電極２４は、描画パターンを形成する場合、電子ビームＢ走査に同期して、電子ビームＢの試料Ｓへの照射（オン）、非照射（オフ）の制御に用いられるものである。すなわち、ブランキング電極２０によって電子ビームＢを偏向しなければ、電子ビームＢは、試料Ｓの表面上に照射される（オン）。一方、ブランキング電極２０により電子ビームＢを偏向することによって、電子ビームＢは、試料Ｓの表面に照射されない（オフ）。
このブランキング電極２４は、ブランキングアンプ３４に接続されている。このブランキングアンプ３４に、後述する描画パターンに対応した描画ブランキング信号が入力され、描画ブランキング信号が増幅されて、描画ブランキング信号の増幅信号により電子ビームＢの試料Ｓへの照射、非照射が制御される。

集束レンズ（コンデンサレンズ）２６は、電界レンズ２２により集束された電子ビームをクロスオーバポイント（図示せず）に集束させる磁界レンズ（電磁レンズ）である。また、対物レンズ２８は、集束レンズ２６によりクロスオーバポイントに集束された電子ビームを試料Ｓの表面上に集束させる磁界レンズである。収束レンズ２６および対物レンズ２８は、それぞれこの順に電界レンズ２２の下方に配置されている。

走査偏向部３０、３２は、それぞれ、電子ビームＢを偏向することによって、試料Ｓの表面上における電子ビームＢのスポット位置の制御に用いられるものである。これら走査偏向部３０、３２により、直交するＸ方向およびＹ方向に電子ビームＢを走査することができる。
走査偏向部３０、３２は、それぞれＸ走査偏向板とＹ走査偏向板とが対にされたものであり、垂直方向に並べて２個設けられている。
また、走査偏向部３０、３２は、偏向アンプ３６に接続されている。この偏向アンプ３６は、入力される制御信号（Ｘ走査信号およびＹ走査信号）を増幅するものである。

ステージ３８は、パターンが形成される試料Ｓを載置するとともに、試料Ｓを電子ビームＢに対して水平方向および垂直方向に移動させる機能を有するものである。
このステージ３８は、真空チャンバ４２内に設けられている。この真空チャンバ４２には、真空ポンプ（図示せず）が接続されており、この真空ポンプにより高真空状態にされる。この高真空状態で、電子ビームＢにより試料Ｓの表面にパターンが形成される。
また、ステージ３８は、水平面内で回転できるものであってもよい。
なお、真空チャンバ４２には、内部に試料Ｓの搬送装置が設けられているロードロックを設けてもよい。

ステージ３８により、試料Ｓと電子ビームＢとの相対的な位置を変えて、試料Ｓ表面の所定の位置に描画パターンを形成することができる。なお、ベクタ走査による描画中（ビーム走査中）には、ステージ３８を固定状態にする。また、ラスタ走査による描画中（ビーム走査中）でもステージ３８を固定状態にする。

パターン発生部１４は、制御部５０、ブランキング信号発生部５２、マスク処理部５４、Ｘ走査発生部５６ａ、Ｙ走査発生部５６ｂ、および回転部５８を有する。
描画パターンデータ作成部１６は、試料Ｓの表面に形成する描画パターンを分析して、描画パターンのパターン部となるパターンと、描画パターンの外縁を規定するマスクパターンとを予め求めておくものである。この描画パターンデータ作成部１６は、制御部５０に接続されている。

制御部５０は、パターン発生部１４を構成するブランキング信号発生部５２、マスク処理部５４、Ｘ走査発生部５６ａ、Ｙ走査発生部５６ｂ、回転部５８ならびに第１の記憶部６６ａおよび第２の記憶部６６ｂを制御するものである。
また、制御部５０は、描画パターンデータ作成部１６から入力されたパターン部となるパターンのパターンデータを解析し、走査の始点および終点を決定するものである。また、この走査の始点および終点に基づいて、Ｘ走査発生部５６ａ、Ｙ走査発生部５６ｂにより走査信号を発生させるものである。
さらには、制御部５０は、Ｘ走査発生部５６ａ、Ｙ走査発生部５６ｂによる走査信号と同期させて、ブランキング信号発生部５２からパターンデータに基づくブランキング信号を発生させる。なお、ブランキング信号発生部５２からブランキング信号が走査の始点から終点までの間発生される。
また、描画パターンデータ作成部１６からはパターンデータが、１回で描画できる三角形、または四角形などの単純な図形単位で制御部５０に出力される。この単純な図形単位としては、後述するパターン７０の矩形の領域７２ａ〜７２ｋが例示される。
また、制御部５０は、第１の記憶部６６ａおよび第２の記憶部６６ｂに描画パターンの外縁を規定するマスクパターンのマスクパターンデータを書き込むものでもある。
さらに、制御部５０は、パターンデータを後述するように回転処理が必要な場合には、回転角度情報を回転部５８に出力するものである。

ブランキング信号発生部５２は、所定のパターンを描画する際に、電子ビームＢをＸ走査およびＹ走査に同期して、描画部１２における電子ビームＢを試料Ｓに照射するか否かを制御するブランキング信号を発生するものである。このブランキング信号発生部５２は、電子ビームＢの試料Ｓへの照射または非照射を表わす、例えば、”０（ビーム照射）”または”１（ビーム非照射）”の２値のデジタルデータで構成されるブランキング信号を発生するものである。このブランキング信号発生部５２は、ブランキング信号（デジタルデータ）をマスク処理部５４（合成部６８）に出力する。

マスク処理部５４は、所定のパターンを表わすパターンデータにマスク処理を施すものである。このマスク処理部５４については、後で詳細に説明する。

Ｘ走査発生部５６ａは、描画部１２において、電子ビームＢをＸ方向に走査させるためのＸ走査信号を偏向アンプ３６に出力するものである。
Ｙ走査発生部５６ｂは、描画部１２において、電子ビームＢをＹ方向に走査させるためのＹ走査信号を偏向アンプ３６に出力するものである。
これらのＸ走査発生部５６ａによるＸ走査信号、およびＹ走査発生部５６ｂによるＹ走査信号により、電子ビームＢの偏向が制御され、電子ビームＢが２次元的に走査される。また、Ｘ走査発生部５６ａおよびＹ走査発生部５６ｂには、回転部５８が接続されている。

回転部５８は、電子ビームＢの走査方向を鏡筒４０の中心軸を回転軸として、回転させるものである。この走査方向を変える方法としては、例えば、座標変換が用いられる。なお、電子ビームＢの走査方向は、水平方向（Ｘ方向）に設定されており、描画パターンに応じて、回転部５８により適宜変更されるものである。このため、変更がない場合には、回転部５８では処理されず、Ｘ走査発生部５６ａおよびＹ走査発生部５６ｂからの信号は、そのまま偏向アンプ３６に出力される。

本実施例のマスク処理部５４は、第１のＡＤコンバータ６０ａ、第２のＡＤコンバータ６０ｂ、マスクパターン作成部６２および合成部６８を有する。このマスクパターン作成部６２は、第１の読出部６４ａおよび第２の読出部６４ｂ、ならびに第１の記憶部６６ａおよび第２の記憶部６６ｂを備えるものである。

マスク処理部５４において、第１のＡＤコンバータ６０ａは、回転部５８に接続されており、Ｘ走査信号をデジタル信号に変換するものである。この第１のＡＤコンバータ６０ａは、マスクパターン作成部６２（第１の読出部６４ａおよび第２の読出部６４ｂ）に接続されている。
また、第２のＡＤコンバータ６０ｂは、回転部５８に接続されており、Ｙ走査信号をデジタル信号に変換するものである。この第２のＡＤコンバータ６０ｂは、マスクパターン作成部６２（第１の読出部６４ａおよび第２の読出部６４ｂ）に接続されている。
これらの第１のＡＤコンバータ６０ａおよび第２のＡＤコンバータ６０ｂにより、電子ビームＢの描画領域内における電子ビームＢの照射位置を特定することができる。すなわち、描画領域内における電子ビームＢの照射位置のアドレス情報を得ることができる。

マスクパターン作成部６２において、第１の読出部６４ａおよび第２の読出部６４ｂは、それぞれ第１のＡＤコンバータ６０ａおよび第２のＡＤコンバータ６０ｂから入力された電子ビームＢの照射位置のアドレス情報とマスクパターンデータとを整合させて、マスク内でのブランキング信号（マスクブランキング信号）を作成するものであり、それぞれ第１の記憶部６６ａまたは第２の記憶部６６ｂに接続されている。

第１の記憶部６６ａおよび第２の記憶部６６ｂは、それぞれ所定のマスク形状を有するマスクパターンを表わすマスクパターンデータが記憶されているものである。マスクパターンデータは、ブランキング信号発生部５２により発生されるブランキング信号と同じルールで電子ビームＢの試料Ｓへの照射または非照射を”０”または”１”で表わしたものである。
また、第１の記憶部６６ａおよび第２の記憶部６６ｂにおいては、接続された第１の読出部６４ａまたは第２の読出部６４ｂから適宜マスクパターンデータが読み出される。

また、第１の記憶部６６ａおよび第２の記憶部６６ｂは、マスクパターンの種類に応じて設ける必要はなく、マスクパターンデータを複数種、記憶することができる記憶部を１つだけ設ける構成でもよい。この記憶部としては、例えば、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＲＡＭ、フラッシュメモリなどを用いることができる。

マスクパターン作成部６２において、第１の読出部６４ａおよび第２の読出部６４ｂは、合成部６８に接続されており、マスク内でのブランキング信号（データ）を合成部６８に出力する。このマスク内でのブランキング信号（データ）は、ブランキング信号発生部５２により作成されたブランキング信号と同じルールで電子ビームＢの試料Ｓへの照射または非照射を”０”または”１”で表わしたものである。

合成部６８は、所定のパターンのブランキング信号とマスク内でのブランキング信号（情報）とを論理演算し、描画パターン内における電子ビームＢの照射、または非照射を決定するものである。すなわち、マスクパターンを加味したパターンデータに応じた描画ブランキング信号（制御信号）を計算するものである。この合成部６８としては、論理演算できるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、論理積（ＡＮＤゲート）回路を用いることができる。
このようにして、マスク処理部５４において、パターンデータにマスク処理をして、描画パターンに応じた描画ブランキング信号が得られる。

この描画ブランキング信号は、所定のパターンに応じたブランキング信号がマスク処理されたものであり、描画領域内における電子ビームＢの照射、または非照射が、”０”または”１”で表現されたものである。この描画ブランキング信号が、ブランキングアンプ３４に出力されて、ブランキング電極２４により、電子ビームＢの試料Ｓへの照射および非照射が制御される。

本実施例の荷電粒子ビーム描画装置１０の動作について、図２（ａ）に示すパターン７０のパターンデータと、図２（ｂ）に示すマスクパターン８０のマスクパターンデータとを用いて説明する。
先ず、描画パターンデータ作成部１６により、描画パターン９０を分析し、図２（ａ）に示すパターン７０のパターンデータと、図２（ｂ）に示すマスクパターン８０のマスクパターンデータとを予め求めておく。
次に、分析により得られたパターン部となるパターンのパターンデータを１回で描画できる三角形、または四角形などの単純な図形単位で制御部５０に入力する。また、描画パターンデータ作成部１６からマスクパターン８０のマスクパターンデータを制御部５０を介して、第１の記憶部６６ａまたは第２の記憶部６６ｂに予め書き込んでおく。

図２（ａ）に示すパターン７０は、Ｘ方向に延びた複数の矩形の領域７２ａ〜７２ｋがＹ方向に隙間７４を設けて平行に配置された矩形のパターンである。また、パターン７０の矩形の領域７２ａ〜７２ｋが、描画パターン９０のパターン部になるものであり、電子ビームＢの照射領域である。さらに、このパターン７０における走査方向は、Ｘ方向と同じである。パターン７０は、一方向（Ｘ方向）に走査し、１つの矩形の領域７２ａ〜７２ｋの描画が完了した後、このＸ方向と直交するＹ方向に順次ずらして形成されるものである。

また、図２（ｂ）に示すマスクパターン８０は、正方形状の領域８２の中央部に、星型の開口部８４が形成されたものである。

本実施例においては、制御部５０により、Ｘ走査発生部５６ａ、Ｙ走査発生部５６ｂによる走査信号と同期させて、ブランキング信号発生部５２からパターン７０のパターンデータに基づくブランキング信号、すなわち、ブランキング信号発生部５２により電子ビームＢの照射、非照射に対応したデジタルデータを発生させる。
また、第１のＡＤコンバータ６０ａおよび第２のＡＤコンバータ６０ｂから、Ｘ走査信号、およびＹ走査信号のデジタル信号が第１の読出部６４ａおよび第２の読出部６４ｂに出力される。第１の読出部６４ａおよび第２の読出部６４ｂは、それぞれ接続された第１の記憶部６６ａまたは第２の記憶部６６ｂを参照してマスクパターン８０を表わすマスクパターンデータを読み出し、これらのＸ走査信号、およびＹ走査信号のデジタル信号に基づく描画領域におけるアドレス情報とマスクパターンデータとの整合を図り、電子ビームＢの照射位置におけるマスク内でのブランキング信号（データ）を得る。

次に、マスク内でのブランキング信号（データ）と、パターン７０のブランキング信号とが合成部６８で合成され、図３に示すような描画パターン９０を表わす描画パターンデータに対応した描画ブランキング信号が得られる。
マスク内でのブランキング信号（データ）（マスクパターン８０）と、ブランキング信号とが合成されると、図２（ｃ）に示すように、パターン７０がマスクされ、マスクパターン８０の開口部８４に相当する部分が、矩形の領域７２ａ〜７２ｋでの電子ビームＢの照射領域７６となり、それ以外のところは、電子ビームＢの非照射領域７８となる。なお、電子ビームＢの照射領域７６が、例えば、”０（ブランキングオフ）”で表わされ、電子ビームＢの非照射領域７８が、例えば、”１（ブランキングオン）”で表わされる。
このようにして、描画ブランキング信号が作成されて、図３に示すような描画パターン９０が描画される。この描画パターン９０は、外縁９２が星型であり、その内部に、マスク処理された帯状の領域９４ａ〜９４ｉが隙間７４を設けて平行に配置されたものである。描画パターン９０においては、帯状の領域９４ａ〜９４ｉがパターン部で電子ビームＢの照射領域であり、それ以外の領域は電子ビームＢの非照射領域である。

このように、本実施例においては、描画パターンデータ作成部１６により分析して、作成された一方向（Ｘ方向）に走査して形成される単純な矩形のパターン７０と、マスクパターン８０とを用いることにより、パターン分割をすることなく、複雑な描画パターン９０を容易に形成することができる。
本実施例においては、図３に示す描画パターン９０を描画するための描画ブランキング信号に基づいて、ブランキング電極２４による電子ビームＢの照射、非照射が制御されて、描画パターン９０が試料Ｓの表面に形成される。

また、本実施例の荷電粒子ビーム描画装置１０においては、図５に示す描画パターン１１０をパターン分割することなく、試料Ｓの表面に形成することができる。
この場合、描画パターンデータ作成部１６で、描画パターン１１０を分析し、図４（ａ）に示すように、矩形の領域７２ａ〜７２ｋをＸ方向に対して、回転させた矩形のパターン１００と、図２（ｂ）に示すマスクパターンとを予め求めておく。
パターン１００は、図２（ａ）に示すパターン７０を回転させたものであり、それ以外の構成は、図２（ａ）に示すパターン７０と同様である。なお、パターン１００のパターンデータは、パターン７０のパターンデータに回転部６８において回転処理することにより得られる。このパターン１００においても、矩形の領域７２ａ〜７２ｋが描画パターン１１０のパターン部になるものである。
この場合においても、描画パターンデータ作成部１６からマスクパターン８０のマスクパターンデータを制御部５０を介して、第１の記憶部６６ａまたは第２の記憶部６６ｂに予め書き込んでおく。

パターン１００の矩形の領域７２ａ〜７２ｋの走査方向Ｄは、Ｘ方向とは異なる。この場合、制御部５０においてパターン１００のパターンデータからＸ方向に対する回転角度を得て、この回転角度を回転部５８に出力する。この回転部５８により回転角度分回転させて、パターン７０と同様な走査信号をＸ走査発生部５６ａおよびＹ走査発生部５６ｂにより発生させても走査方向ＤをＸ方向とは異なる走査方向Ｄで電子ビームＢを走査可能な状態にする。

本実施例においては、制御部５０により、Ｘ走査発生部５６ａ、Ｙ走査発生部５６ｂによる走査信号と同期させて、ブランキング信号発生部５２からパターン１００のパターンデータに基づくブランキング信号、すなわち、ブランキング信号発生部５２により電子ビームＢの照射、非照射に対応したデジタルデータを発生させる。
また、マスク処理部５４において、第１の読出部６４ａおよび第２の読出部６４ｂのいずれかが、それぞれに接続された第１の記憶部６６ａおよび第２の記憶部６６ｂを参照してマスクパターン８０を表わすマスクパターンデータを得て、更にアドレス情報との整合を図り、マスク内でのブランキング信号（データ）を得る。

次に、マスク内でのブランキング信号（データ）と、パターン１００のブランキング信号とが合成部６８で合成され、図５に示す描画パターン１１０を描画するための描画ブランキング信号を得ることができる。
マスク内でのブランキング信号（データ）（マスクパターン８０）と、ブランキング信号とが合成されると、図４（ｂ）に示すように、パターン１００がマスクされ、マスクパターン８０の開口部８４に相当する部分が、パターン１００の矩形の領域７２ａ〜７２ｋでの電子ビームＢの照射領域１０２となり、それ以外のところは、電子ビームＢの非照射領域１０４となる。なお、この場合においても、電子ビームＢの照射領域１０２が、例えば、”０（ブランキングオフ）”で表わされ、電子ビームＢの非照射領域１０４が、例えば、”１（ブランキングオン）”で表わされる。

このようにして、図５に示すような描画パターン１１０が得られる。この描画パターン１１０は、外縁１１２が星型に規定されており、その内部に、マスク処理された帯状の領域１１６ａ〜１１６ｉが隙間１１８を設けて平行に配置されている。描画パターン１１０においては、帯状の領域１１６ａ〜１１６ｉが、パターン部で電子ビームＢの照射領域であり、それ以外の領域は、電子ビームＢの非照射領域である。

このように、本実施例においては、一方向（走査方向Ｄ）に走査して形成される単純な矩形のパターン１００と、マスクパターン８０とを用いることにより、図５に示す複雑な描画パターン１１０について、パターン分割することなく容易に、描画ブランキング信号を得ることができ、この描画ブランキング信号に基づいて、描画パターン１１０を試料の表面に容易に形成することができる。
また、本実施例においては、パターンの走査方向Ｄが、Ｘ方向とは異なる場合には、予め回転部５８に角度情報を出力させておき、水平方向に走査するパターンを描画してもＸ方向と異なる方向に走査することができる。
さらに、本実施例においては、描画パターンのパターン部を構成するパターンとして、一方向に延びた矩形のパターンを用いたが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、正方形が間隔をあけて複数設けられたパターンを用いることもできる。なお、パターンは、一方向に走査することにより形成される単純なパターンであることが好ましい。また、マスクパターンも特に限定されるものではなく、形成する描画パターンに応じて、その外縁の形状に合わせて適宜選択されるものである。

なお、本発明の荷電粒子ビーム描画装置においては、描画パターンは、所定のパターンのブランキング信号と、マスク内でのブランキング信号（情報）とを合成することにより得られるものである。
このため、形成する描画パターンについて、描画パターンデータ作成部１６で分析し、描画パターンのパターン部となるパターンと、描画パターンの外縁を規定するマスクパターンとを予め作成しておく。
次に、分析により得られたパターン部となるパターンのパターンデータを１回で描画できる三角形、または四角形などの単純な図形単位で制御部５０に入力される。また、分析により得られたマスクパターンのマスクパターンデータを制御部５０を介して第１の記憶部６６ａおよび第２の記憶部６６ｂに予め記憶させておく。
描画パターンの描画時に、ブランキング信号発生部５２により、パターン部のブランキング信号を発生させるとともに、マスクパターンのマスクパターンデータを第１の読出部６４ａおよび第２の読出部６４ｂに出力させることにより、形成する描画パターンに応じたマスク内でのブランキング信号（データ）を得ることができる。

また、本発明の荷電粒子ビーム描画装置は、例えば、任意の形状に任意回転角度でグレーティングパターンを施すホログラムの作成に用いることができる。

また、本発明の荷電粒子ビーム描画装置において、描画部は、電子ビームを用いるものに限定されるものではなく、イオンビームを用いた描画部であってもよい。

さらに、本実施例の荷電粒子ビーム描画装置においては、ベクタ走査を例に説明したが、本発明においては、特に限定されるものではなく、ラスタ走査して描画するものでもよい。ラスタ走査は、Ｘ走査信号およびＹ走査信号に基づいて電子ビームＢが描画領域内を走査される。この場合、電子ビームＢのＸ走査信号およびＹ走査信号に同期してブランキング信号により、電子ビームＢの照射または非照射が制御されて、所定の描画パターンが試料の表面に形成される。このように、ラスタ走査であっても、本発明の効果を得ることができる。なお、ラスタ走査の場合、描画領域の一部にしかパターン部が存在しない場合でも描画が可能である。

以上、本発明の荷電粒子ビーム描画装置について説明したが、本発明は上述の実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良または変更を行ってもよいのは、もちろんである。

本発明の荷電粒子ビーム描画装置の実施例を示す模式的ブロック図である。 （ａ）は、パターンの一例を示す模式図であり、（ｂ）は、マスクパターンの一例を示す模式図であり、（ｃ）は、描画パターンの作成方法の一例を説明する模式図である。 描画パターンの一例を示す模式図である。 （ａ）は、パターンの他の例を示す模式図であり、（ｂ）は、描画パターンの作成方法の他の例を説明する模式図である。 描画パターンの一例を示す模式図である。 従来の描画パターンの描画方法を説明するための図である。

符号の説明

１０ 荷電粒子ビーム描画装置
１２ 描画部
１４ パターン発生部
１６ 描画パターンデータ作成部
２０ 電子銃
２２ 電界レンズ
２４ ブランキング電極
２６ 収束レンズ
２８ 対物レンズ
３０、３２ 走査偏向部
３４ ブランキングアンプ
３６ 偏向アンプ
３８ ステージ
５０ 制御部
５２ ブランキング信号発生部
５４ マスク処理部
５６ａ Ｘ走査発生部
５６ｂ Ｙ走査発生部
５８ 回転部
６０ａ 第１のＡＤコンバータ
６０ｂ 第２のＡＤコンバータ
６２ マスクパターン作成部
６４ａ 第１の読出部
６４ｂ 第２の読出部
６６ａ 第１の記憶部
６６ｂ 第２の記憶部
６８ 合成部
７０、１００ パターン
８０ マスクパターン
９０、１１０ 描画パターン

Claims (3)

1. 荷電粒子ビームを試料の表面に２次元的に走査しつつ、試料の表面に対する前記荷電粒子ビームの照射、非照射を所定の描画パターンに応じて制御する制御信号により、前記荷電粒子ビームの照射、非照射を制御して前記所定の描画パターンを形成する荷電粒子ビーム描画装置であって、
   前記描画パターンを分析し、前記描画パターンのパターン部を構成する所定のパターン、および前記描画パターンの外縁を規定するマスクパターンを作成する描画パターン作成部と、
   前記所定のパターンに応じたブランキング信号を発生させ、前記ブランキング信号に対して前記マスクパターンに基づくマスク処理を施して前記制御信号を作成するパターン発生部とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記パターン発生部は、前記マスクパターンを表わすマスクパターンデータが少なくとも１つ記憶された記憶部と、前記記憶部から前記マスクパターンデータを読み出し、前記マスクパターンデータに応じたマスクブランキング信号を作成する読出部と、前記ブランキング信号および前記マスクブランキング信号から前記制御信号を作成する合成部とを備える請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記荷電粒子ビームは、電子ビームまたはイオンビームである請求項１または２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。

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