JP2007271919A - 荷電粒子ビーム装置、ｄａ変換装置の異常検出方法、荷電粒子ビーム描画方法及びマスク - Google Patents

Abstract

【目的】ＤＡ変換部の異常を検出可能な装置或いは方法を提供することを目的とする。
【構成】本発明の一態様の描画装置１００は、電子ビーム２００を静電偏向させる対物偏向器２０８と、電子ビーム２００を静電偏向させるためのデジタル信号を入力して第１のアナログ値に変換し、対物偏向器２０８に第１のアナログ値を増幅して第１の電圧値として出力するＤＡＣアンプユニット１６５と、上述したデジタル信号と同期してデジタル信号の正負を反転させた逆相信号を入力して第２のアナログ値に変換し、第２のアナログ値を増幅して第２の電圧値として出力するＤＡＣアンプユニット１６６と、第１の電圧値と第２の電圧値とを用いてＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６の少なくとも一方が異常であると判定する比較回路２７６と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、異常発生時にＤＡＣアンプユニットの異常を検出することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、荷電粒子ビーム装置、ＤＡ（デジタル・アナログ）変換装置の異常検出方法、荷電粒子ビーム描画方法及びマスクに係り、例えば、可変成形された電子ビームを偏向させて試料に照射する電子ビーム描画装置、方法及び電子ビームを偏向させるためのＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプユニット（単に、ＤＡＣアンプともいう）の異常検出方法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。

図１０は、従来の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（ＥＢ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画装置）における第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ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から照射され、第１のアパーチャ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のアパーチャ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のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ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のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ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という。

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。

ここで、上述したＤＡＣアンプユニットに不具合が生じると、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が、ＤＡＣアンプユニットの不具合による描画異常は描画されたパターン検査で発見されることが多かった。これは、従来、定期的或いは不定期的にＤＡＣアンプユニット単体のテストを行なうことでたまたま異常が検出されるケースを除いて、ＤＡＣアンプユニットに不具合が生じても描画されたパターンを検査してみるまでＤＡＣアンプユニットの異常を発見できなかったからである。そのために、ＤＡＣアンプユニットが異常の状態のままで描画が継続してしまい、描画異常の状態での描画が継続してしまうといった問題があった。その結果、マスク製造にとって損失を拡大してしまっていた。

ここで、ＤＡＣアンプユニットの不具合とは関係ないが、描画前後にある周期で２つのＤＡＣアンプユニットの一方に偏向データ、他方に前者と逆方向の偏向データを時差を設けて入力して、互いの出力同士間に結合された測定抵抗の中点の電圧変化をオシロスコープで測定してＤＡＣアンプユニットのセトリング時間を検出するという技術が文献に開示されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２５９８１２号公報

上述したようにＤＡＣアンプユニットに不具合が生じると描画異常が生じてしまうことから、ＤＡＣアンプユニットの異常検出の手法が求められている。さらに、ＤＡＣアンプユニットの異常といっても、完全に壊れているケースもあれば、ある特定の条件下でのみ異常となるケースもある。さらに、ある特定の条件下でのみ異常となるケースの場合でも、再現性のある場合と無い場合がある。特に、再現性の無い場合などは、ＤＡＣアンプユニットの異常を特定することが困難となり、問題解決までに長時間を要するといった問題があった。また、ＤＡＣアンプユニットの異常の程度が小さい場合には、描画されたパターンの異常も微小となるため、描画後のパターン検査でも検出されず、異常マスクや異常ウェハ等を描画（製造）し続け、２次被害を引き起こす場合もある。さらに、ＤＡＣアンプユニットの異常検出には、定期的な検査にしても、描画されたパターン検査で発見される場合にしてもＤＡＣアンプユニットの単体検査が必要であるため、描画中には異常を検出することができなかった。このようなＤＡ変換部及びＤＡ変換装置の一例となるＤＡＣアンプユニット（或いは単にＤＡＣアンプともいう）等の異常検出の必要性は、描画装置に限らず、荷電粒子ビームをＤＡ変換部を用いて偏向させる機能を持った装置全般に同様である。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、ＤＡ変換部の異常を検出可能な装置或いは方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム装置は、
デジタル信号を入力してアナログ値に変換し、アナログ値を増幅して出力する複数のＤＡ（デジタル・アナログ）変換部と、
複数のＤＡ変換部により出力された複数のアナログ値のうちの少なくとも１つのアナログ値を入力して荷電粒子ビームを偏向させる偏向器と、
複数のＤＡ変換部により出力された複数のアナログ値を用いて複数のＤＡ変換部の少なくとも１つが異常であると判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。

例えば、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡ変換部に入力することで、各ＤＡ変換部の出力値は同じＤＡ変換部であれば理想的には正反対の波形のアナログ値となる。よって、かかる出力値を用いることで、各ＤＡ変換部の少なくともいずれかが異常であると判定することができる。

例えば、判定部は、出力された前記複数のアナログ値の加算値が所定の閾値を越えた場合に前記複数のＤＡ変換部の少なくとも１つが異常であると判定する。

かかる複数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、複数のＤＡ変換部の少なくとも１つが異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部で、かかる加算値の値を判定することで複数のＤＡ変換部の少なくとも１つが異常であると判定することができる。さらに、アナログ値には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。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。

例えば、荷電粒子ビーム装置は、前記複数のＤＡ変換部として、
荷電粒子ビームを偏向させるためのデジタル信号を入力して第１のアナログ値に変換し、偏向器に第１のアナログ値を増幅して出力する第１のＤＡ（デジタル・アナログ）変換部と、
デジタル信号と同期してデジタル信号の正負を反転させた逆相信号を入力して第２のアナログ値に変換し、第２のアナログ値を増幅して出力する第２のＤＡ変換部と、
を備え、
判定部は、出力された前記第１のアナログ値と前記第２のアナログ値とを用いて前記第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定すると好適である。

上述したように、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡ変換部に入力することで、各ＤＡ変換部の出力値は同じＤＡ変換部であれば理想的には正反対の波形のアナログ値となる。よって、かかる２つの出力値を用いることで、第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定することができる。また、例えば、荷電粒子ビームを静電偏向器で静電偏向させる場合には、上述した出力された前記第１のアナログ値を第１の電圧値として、出力された前記第２のアナログ値を第２の電圧値として、かかる第１の電圧値と第２の電圧値を用いて前記第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定すればよい。

そして、偏向器の対となる２極に正負を反転させた電圧値を印加させて偏向制御する場合には、第１のＤＡ変換部の出力側を偏向器の対となる２極の一方に接続し、
第２のＤＡ変換部の出力側を偏向器の対となる２極の他方に接続すればよい。

或いは、対極同士の印加電圧を加算する場合以外にも、ある１つの極に電圧を印加するためのＤＡ変換部を第１のＤＡ変換部として、同じＤＡ変換部を用意して、第２のＤＡ変換部としても好適である。

そして、上述した荷電粒子ビーム装置は、さらに、
上述したデジタル信号と同期して同じデジタル信号を入力して第３のアナログ値に変換し、第３のアナログ値を増幅して出力する第３のＤＡ変換部と、
出力された第３のアナログ値と第２のアナログ値との加算値が所定の閾値を越えた場合に第３と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定する第２の判定部と、
を備えても好適である。

また、例えば、荷電粒子ビーム装置は、前記複数のＤＡ変換部として、
荷電粒子ビームを偏向させるためのデジタル信号を入力して第１のアナログ値に変換し、偏向器に第１のアナログ値を増幅して出力する第１のＤＡ（デジタル・アナログ）変換部と、
第１のＤＡ変換部への入力と同期して上述したデジタル信号を入力して第２のアナログ値に変換し、第２のアナログ値を正負を反転させ増幅して出力する第２のＤＡ変換部と、
を備え、
判定部は、出力された第１のアナログ値と第２のアナログ値とを用いて第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定するようにしても好適である。

今度は、入力信号は同じ場合で、出力値で一方について正負を反転させた値を用意すれば、これら２つのアナログ値は理想的には正反対の波形のアナログ値となる。よって、かかる２つの出力値を用いることで、第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定することができる。

そして、上述したように、例えば、これら２つのアナログ値を加算することで、理想的には加算値が０となる。一方、第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部で、かかる加算値の値を判定することで第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定することができる。

また、２つの出力値を加算する代わりに、例えば、判定部は、出力された第１のアナログ値と第２のアナログ値との各絶対値を比較して、その差が所定の閾値を越えた場合に第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定するように構成しても好適である。

かかる構成にした場合にも２つの出力値の絶対値の差分は、理想的には０となる。一方、第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常である場合には値が０にならない。そこで、判定部で、かかる絶対値の差分値を判定することで第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定することができる。閾値を用いると好適である点は上述した通りである。

さらに、アナログ値には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点は上述した通りである。

また、ＤＡ変換装置の異常検出方法として捉えると、本発明の一態様のＤＡ変換装置の異常検出方法は、
荷電粒子ビームを偏向させる偏向器にアナログ信号を出力するＤＡ（デジタル・アナログ）変換装置の異常を検出する検出方法であって、
第１と第２のＤＡ変換装置を用いて、第１のＤＡ変換装置の出力と正負が反転する反転出力を第２のＤＡ変換装置から同期して出力させ、
第１のＤＡ変換装置の出力値と第２のＤＡ変換装置の反転出力値との加算値が所定の閾値を越えた場合に第１と第２のＤＡ変換装置の少なくとも一方の異常を検出することを特徴とする。

また、荷電粒子ビーム描画方法として捉えると、本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
第１のＤＡ（デジタル・アナログ）変換装置の出力値が印加された偏向器により偏向させられる荷電粒子ビームを用いて試料に描画する描画工程と、
第１のＤＡ変換装置の出力値と正負が反転する反転出力値を第２のＤＡ変換装置から同期して出力させ、第１のＤＡ変換装置の出力値と第２のＤＡ変換装置の反転出力値との加算値が所定の閾値を越えた場合に第１と第２のＤＡ変換装置の少なくとも一方が異常であると判定する判定工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、偏向させるためのデジタル信号に補正値が加算されるような場合には、上述した荷電粒子ビーム装置は、
荷電粒子ビームを偏向させる偏向器と、
荷電粒子ビームを偏向させるためのデジタル信号に補正値が加算された信号を入力して第１のアナログ値に変換し、偏向器に第１のアナログ値を増幅して第１の電圧値として出力する第１のＤＡ（デジタル・アナログ）変換部と、
上述したデジタル信号と同期してデジタル信号の正負を反転させた逆相信号を入力して第２のアナログ値に変換し、第２のアナログ値を増幅して第２の電圧値として出力する第２のＤＡ変換部と、
上述した補正値を入力して第３のアナログ値に変換し、第３のアナログ値を正負を反転させ増幅して第３の電圧値として出力する第３のＤＡ変換部と、
第１の電圧値と第２の電圧値と第３の電圧値との加算値が所定の閾値を越えた場合に第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定する判定部と、
を備えた構成にしても好適である。

また、本発明の一態様のマスクは、
ガラス基板と、
ガラス基板上に形成され、第１のＤＡ（デジタル・アナログ）変換装置の出力値と第１のＤＡ変換装置の出力値と同期して出力される正負が反転した第２のＤＡ変換装置の反転出力値との加算値が所定の閾値を越えた場合に第１と第２のＤＡ変換装置の少なくとも一方が異常であると判定される描画装置を用いて、第１のＤＡ変換装置の出力値が印加された偏向器により偏向させられる荷電粒子ビームにより描画されてパターン形成された遮光膜と、
を備えたことを特徴とする。

上述した描画方法により描画されることで、ＤＡ変換部の異常が無いことが確認されているマスクは、欠陥検査装置で検出されないレベルの異常も保証されており、精度面でも高いマスクになる。

また、上述した荷電粒子ビーム装置や荷電粒子ビーム描画方法では、描画中に各電圧値を常時モニターすると好適である。

本発明の一態様によれば、複数のＤＡ変換部の少なくとも１つが異常であると判定することができる。よって、ＤＡ変換部の異常に再現性があろうが無かろうが異常発生時に異常を検出することができる。

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、荷電粒子ビーム装置の一例として、描画装置について説明する。但し、荷電粒子ビーム装置は、描画装置に限るものではなく、電子顕微鏡や検査装置等でも構わない。荷電粒子ビームを偏向させて用いる装置であれば構わない。

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、荷電粒子ビーム描画装置の一例である可変成形型の描画装置１００は、描画部１５０を構成する電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ブランキング（ＢＬＫ）偏向器２１２、ＢＬＫアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、対物偏向器２０８、ミラー２０９を備え、制御部１６０として、制御計算機１２０、メモリ１２２、パターンデータ処理回路１３０、ＢＬＫ偏向制御回路１４２、分配回路１５２、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプユニット１６１、ＤＡＣアンプユニット１６２、異常検出機構１９２、成形偏向制御回路１４４、分配回路１５４、ＤＡＣアンプユニット１６３、ＤＡＣアンプユニット１６４、異常検出機構１９４、位置偏向制御回路１４６、分配回路１５６、ＤＡＣアンプユニット１６５、ＤＡＣアンプユニット１６６、異常検出機構１９６、レーザ測長系１３２、駆動回路１１４を備えている。そして、異常検出機構１９２として、比較回路２７２、判定回路１８２、抵抗２４１、抵抗２４２、コンデンサ２５１、コンデンサ２５２、増幅器２６２を備えている。異常検出機構１９４として、比較回路２７４、判定回路１８４、抵抗２４３、抵抗２４４、コンデンサ２５３、コンデンサ２５４、増幅器２６４を備えている。異常検出機構１９６として、比較回路２７６、判定回路１８６、抵抗２４５、抵抗２４６、コンデンサ２５５、コンデンサ２５６、増幅器２６６を備えている。

制御計算機１２０には、メモリ１２２、パターンデータ処理回路１３０、判定回路１８２、判定回路１８４、判定回路１８６、レーザ測長系１３２、駆動回路１１４が図示していないバスを介して接続されている。パターンデータ処理回路１３０、駆動回路１１４は、制御計算機１２０から出力される制御信号により制御される。判定回路１８２、判定回路１８４、及び判定回路１８６からの判定結果やミラー２０９を用いてＸＹステージ１０５位置をレーザ測長したレーザ測長系１３２からの位置情報は、制御計算機１２０に送信される。また、制御計算機１２０で演算される入力データ或いは出力データ等はメモリ１２２に記憶される。

パターンデータを処理してショット分割等を行なうパターンデータ処理回路１３０には、ＢＬＫ偏向制御回路１４２、成形偏向制御回路１４４、位置偏向制御回路１４６が図示していないバスを介して接続されている。ＢＬＫ偏向制御回路１４２、成形偏向制御回路１４４、位置偏向制御回路１４６は、パターンデータ処理回路１３０により処理された各ショットに沿った偏向を行なうようにパターンデータ処理回路１３０からのデータにより制御される。

ＢＬＫ偏向制御回路１４２には、分配回路１５２が図示していないバスを介して接続され、ＢＬＫ偏向制御回路１４２からの制御信号を（＋）信号及び（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣアンプユニット１６１に他方をＤＡＣアンプユニット１６２に同期をとりながら分配する。図１では、（＋）信号をＤＡＣアンプユニット１６１に（−）信号をＤＡＣアンプユニット１６２に分配する例を示している。また、ＤＡＣアンプユニット１６１の出力側は、ＢＬＫ偏向器２１２の対となる一方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプユニット１６１内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧としてＢＬＫ偏向器２１２の対となる一方の電極に印加される。他方、ＤＡＣアンプユニット１６２の出力側は、ＢＬＫ偏向器２１２の対となる他方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプユニット１６２内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧としてＢＬＫ偏向器２１２の対となる他方の電極に印加される。また、ＤＡＣアンプユニット１６１の出力値は、並列に回路構成された抵抗２４１とコンデンサ２５１を介して、同様に並列に回路構成された抵抗２４２とコンデンサ２５２を介したＤＡＣアンプユニット１６２の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器２６２で増幅された後に増幅器２６２に接続された比較回路２７２に入力される。比較回路２７２の出力側は判定回路１８２に接続される。

ビーム形状及びサイズを制御する成形偏向制御回路１４４には、分配回路１５４が図示していないバスを介して接続され、成形偏向制御回路１４４からの制御信号を（＋）信号及び（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣアンプユニット１６３に他方をＤＡＣアンプユニット１６４に同期をとりながら分配する。図１では、（＋）信号をＤＡＣアンプユニット１６３に（−）信号をＤＡＣアンプユニット１６４に分配する例を示している。また、ＤＡＣアンプユニット１６３の出力側は、成形偏向器２０５の対となる一方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプユニット１６３内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として成形偏向器２０５の対となる一方の電極に印加される。他方、ＤＡＣアンプユニット１６４の出力側は、成形偏向器２０５の対となる他方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプユニット１６４内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として成形偏向器２０５の対となる他方の電極に印加される。また、ＤＡＣアンプユニット１６３の出力値は、並列に回路構成された抵抗２４３とコンデンサ２５３を介して、同様に並列に回路構成された抵抗２４４とコンデンサ２５４を介したＤＡＣアンプユニット１６４の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器２６４で増幅された後に増幅器２６４に接続された比較回路２７４に入力される。比較回路２７４の出力側は判定回路１８４に接続される。

ビームの位置を制御する位置偏向制御回路１４６には、分配回路１５６が図示していないバスを介して接続され、位置偏向制御回路１４６からの制御信号を（＋）信号及び（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣアンプユニット１６５に他方をＤＡＣアンプユニット１６６に同期をとりながら分配する。図１では、（＋）信号をＤＡＣアンプユニット１６５に（−）信号をＤＡＣアンプユニット１６６に分配する例を示している。また、ＤＡＣアンプユニット１６５の出力側は、対物偏向器２０８の対となる一方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプユニット１６５内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として対物偏向器２０８の対となる一方の電極に印加される。他方、ＤＡＣアンプユニット１６６の出力側は、対物偏向器２０８の対となる他方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプユニット１６６内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として対物偏向器２０８の対となる他方の電極に印加される。また、ＤＡＣアンプユニット１６５の出力値は、並列に回路構成された抵抗２４５とコンデンサ２５５を介して、同様に並列に回路構成された抵抗２４６とコンデンサ２５６を介したＤＡＣアンプユニット１６６の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器２６６で増幅された後に増幅器２６６に接続された比較回路２７６に入力される。比較回路２７６の出力側は判定回路１８６に接続される。

そして、電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ＢＬＫ偏向器２１２、ＢＬＫアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、対物偏向器２０８が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置されている。ＸＹステージ１０５上にはミラー２０９が配置される。また、ＸＹステージ１０５上には描画対象となる試料１０１が載置されている。

図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

電子銃２０１から出た荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１の成形アパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ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２０６上に投影される。かかる第２の成形アパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、静電型の成形偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２の成形アパーチャ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、静電型の対物偏向器２０８によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に追従しながら照射位置が決められる。そして、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。例えば、試料１０１がウェハ上の半導体装置を製造する際のマスクである場合、試料１０１には、予め、ガラス基板上にクロム（Ｃｒ）膜等の遮光膜とその上にレジスト膜を形成しておく。そして、描画装置１００を用いてレジスト膜上に電子ビーム２００を照射することでレジスト膜が感光し、現像、洗浄等を経てレジストパターンが描画される。続いて、レジストパターンをマスクとして、下層の遮光膜等をエッチングすることでマスクパターンが形成される。すなわち、遮光膜は、各種偏向器で偏向された電子ビーム２００で描画されることでパターン形成される。このようにして、ウェハ上の半導体装置を製造する際のマスクが製作される。

上述したように、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、移動可能に配置されたＸＹテーブル１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。ここで、試料１０１上の電子ビーム２００が、所望する照射量を試料１０１に入射させる照射時間に達した場合、試料１０１上に必要以上に電子ビーム２００が照射されないようにするため、静電型のＢＬＫ偏向器２１２で電子ビーム２００を偏向すると共にＢＬＫアパーチャ２１４で電子ビーム２００をカットし、電子ビーム２００が試料１０１面上に到達しないようにする。図１では、ブランキングされる場合の電子ビーム２００の軌道を点線で示している。

ビームＯＮ（ブランキングＯＦＦ）の場合、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、図１における実線で示す軌道を進むことになる。一方、ビームＯＦＦ（ブランキングＯＮ）の場合、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、図１における点線で示す軌道を進むことになる。また、電子鏡筒１０２内およびＸＹテーブル１０５が配置された描画室１０３内は、図示していない真空ポンプにより真空引きされ、大気圧よりも低い圧力となる真空雰囲気となっている。

図２は、実施の形態１における偏向器の各極に印加する電圧を説明するための図である。
図２では、成形偏向器２０５或いは対物偏向器２０８の例を示している。ここでは、一例として、８極の静電偏向器を用いる。図２に示すように、例えば、ＸＹ方向の所定の方向に偏向させるため、電極（１）には、ｙ、電極（１）の対極となる電極（５）には、−ｙ、電極（２）には、（ｘ＋ｙ）／√２、電極（２）の対極となる電極（６）には、（−ｘ−ｙ）／√２、電極（３）には、ｘ、電極（３）の対極となる電極（７）には、−ｘ、電極（４）には、（ｘ−ｙ）／√２、電極（４）対極となる電極（８）には、（−ｘ＋ｙ）／√２といった電圧を印加する。このように、対となる対極同士で正負が逆転した電圧を印加することで高速かつ高精度なビーム偏向を実現することができる。ここでは、８極の静電偏向器を一例として用いたが、これに限るものではない。２極以上の複数極であれば構わない。ＢＬＫ偏向器２１２も同様である。図１では、対となる１組の偏向器についての回路構成を示しているが、複数組（例えば、８極の場合は４組）で構成される場合には、その分だけ、同様の回路が組まれていることは言うまでもない。すなわち、例えば、成形偏向器２０５が８極で構成される場合には、ＤＡＣアンプユニット１６３、ＤＡＣアンプユニット１６４、比較回路２７４、判定回路１８４、抵抗２４３、抵抗２４４、コンデンサ２５３、コンデンサ２５４、増幅器２６４が４組分用意され、分配回路１５４が各組の正負の各ＤＡＣアンプユニットにそれぞれ必要なデジタル信号を分配すればよい。また、対物偏向器２０８が８極で構成される場合には、ＤＡＣアンプユニット１６５、ＤＡＣアンプユニット１６６、比較回路２７６、判定回路１８６、抵抗２４５、抵抗２４６、コンデンサ２５５、コンデンサ２５６、増幅器２６６が４組分用意され、分配回路１５６が各組の正負の各ＤＡＣアンプユニットにそれぞれ必要なデジタル信号を分配すればよい。ＢＬＫ偏向器２１２についても同様である。

図３は、実施の形態１におけるＤＡＣアンプ出力と加算値の一例を示す図である。
実施の形態１では、ＤＡＣアンプユニット１６１（第１のＤＡ変換部及び第１のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（＋）側のデジタル信号を分配回路１５２から入力してアナログ値（第１のアナログ値）に変換し、ＢＬＫ偏向器２１２にアナログ値を増幅して（＋）側電圧値（第１の電圧値）として出力する際に、比較回路２７２側に（＋）側電圧値の信号を分岐させている。同様に、ＤＡＣアンプユニット１６２（第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（−）側のデジタル信号を分配回路１５２から入力してアナログ値（第２のアナログ値）に変換し、ＢＬＫ偏向器２１２にアナログ値を増幅して（−）側電圧値（第２の電圧値）として出力する際に、比較回路２７２側に（−）側電圧値の信号を分岐させている。そして、それらの電圧値を加算して比較回路２７２に出力する。正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプユニットに入力することで、各ＤＡＣアンプユニットの出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば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アンプユニット１６１とＤＡＣアンプユニット１６２の少なくとも一方が異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路２７２で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１８２に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８２は、比較回路２７２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１８２で、比較回路２７２の出力値を処理して加算値が所定の閾値を越えたかどうかを判定する。加算値が所定の閾値を越えた場合にＤＡＣアンプユニット１６１とＤＡＣアンプユニット１６２の少なくとも一方が異常であると判定して、制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。このように構成することで、ＤＡＣアンプユニット１６１とＤＡＣアンプユニット１６２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３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。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。以上のように、判定部となる比較回路２７２と判定回路１８２とでかかる加算値の値を判定することでＤＡＣアンプユニット１６１とＤＡＣアンプユニット１６２の少なくとも一方が異常であると判定することができる。

ここで、ＤＡＣアンプユニットの出力値は、目標値に達するまでの制定時間（セトリング時間）領域では加算値がある程度大きなものになることがあるが、これは、ＤＡＣアンプユニットの異常とは異なる現象であるので、セトリング時間内での閾値判定はしないようにする。そして、閾値を超えるものは、図３に示すようにオフセット的なものだけではなく、ノイズ的なものもあり得る。

さらに、増幅器２６２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２７２での比較の精度を向上させることができる。特にＤＡＣ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。

同様に、ＤＡＣアンプユニット１６３（第１のＤＡ変換部及び第１のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（＋）側のデジタル信号を分配回路１５４から入力してアナログ値（第１のアナログ値）に変換し、成形偏向器２０５にアナログ値を増幅して（＋）側電圧値（第１の電圧値）として出力する際に、比較回路２７４側に（＋）側電圧値の信号を分岐させている。また同様に、ＤＡＣアンプユニット１６４（第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（−）側のデジタル信号を分配回路１５４から入力してアナログ値（第２のアナログ値）に変換し、成形偏向器２０５にアナログ値を増幅して（−）側電圧値（第２の電圧値）として出力する際に、比較回路２７４側に（−）側電圧値の信号を分岐させている。そして、それらの電圧値を加算して比較回路２７４に出力する。上述したように、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプユニットに入力することで、各ＤＡＣアンプユニットの出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば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アンプユニット１６３とＤＡＣアンプユニット１６４の少なくとも一方が異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路２７４で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１８４に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８４は、比較回路２７４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１８４で、比較回路２７４の出力値を処理して加算値が所定の閾値を越えたかどうかを判定する。加算値が所定の閾値を越えた場合にＤＡＣアンプユニット１６３とＤＡＣアンプユニット１６４の少なくとも一方が異常であると判定して、制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。このように構成することで、ＤＡＣアンプユニット１６３とＤＡＣアンプユニット１６４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３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。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。以上のように、判定部となる比較回路２７４と判定回路１８４とでかかる加算値の値を判定することでＤＡＣアンプユニット１６３とＤＡＣアンプユニット１６４の少なくとも一方が異常であると判定することができる。抵抗やコンデンサを設けた点は、上述したＢＬＫ偏向の場合と同様である。さらに、増幅器２６４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２７４での比較の精度を向上させることができる。特にＤＡＣ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。

同様に、ＤＡＣアンプユニット１６５（第１のＤＡ変換部及び第１のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（＋）側のデジタル信号を分配回路１５６から入力してアナログ値（第１のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅して（＋）側電圧値（第１の電圧値）として出力する際に、比較回路２７６側に（＋）側電圧値の信号を分岐させている。また同様に、ＤＡＣアンプユニット１６６（第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（−）側のデジタル信号を分配回路１５６から入力してアナログ値（第２のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅して（−）側電圧値（第２の電圧値）として出力する際に、比較回路２７６側に（−）側電圧値の信号を分岐させている。そして、それらの電圧値を加算して比較回路２７６に出力する。上述したように、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプユニットに入力することで、各ＤＡＣアンプユニットの出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば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アンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６の少なくとも一方が異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路２７６で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１８６に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８６は、比較回路２７６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１８６で、比較回路２７６の出力値を処理して加算値が所定の閾値を越えたかどうかを判定する。加算値が所定の閾値を越えた場合にＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６の少なくとも一方が異常であると判定して、制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。このように構成することで、ＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６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３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。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。以上のように、判定部となる比較回路２７６と判定回路１８６とでかかる加算値の値を判定することでＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６の少なくとも一方が異常であると判定することができる。また、抵抗やコンデンサを設けた点は、上述したＢＬＫ偏向や成形偏向の場合と同様である。さらに、増幅器２６６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２７６での比較の精度を向上させることができる。特にＤＡＣ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。

以上のように、対となる電極同士で正負の反転した電圧値で電子ビーム２００を偏向制御するような場合には、正負の反転した電圧値を出力する各ＤＡＣアンプユニットの出力値を加算することで、少なくとも一方の異常を検出することができる。少なくとも一方が異常であるとわかれば、どちらか一方のＤＡＣアンプユニットを交換して再度テストを行なえばどちらが異常であるか、或いは両方が異常であったかを判断することができる。言い換えれば、異常が発生した状況で再度描画オペレーションを行い、異常が発生することを確認する。そして、対極同士のＤＡＣアンプユニットのうち、一方を別のＤＡＣアンプユニットに交換して再度テストを行なう。異常が再現されれば交換をしていない方のＤＡＣアンプユニットが異常であることがわかる。また、異常が再現しない場合には、交換したＤＡＣアンプを元に戻して、他方のＤＡＣアンプユニットを別のＤＡＣアンプユニットに交換して再度テストを行なう。異常が再現されれば最初に交換をした（現在、交換されていない）方のＤＡＣアンプユニットが異常であることがわかる。

ここで、実施の形態１では、対極同士のＤＡＣアンプユニットの出力を加算する場合について説明したが、１組の対極同士のＤＡＣアンプユニットの出力を加算する場合に限るものではない。例えば、偏向器が４極の場合、対となる対極同士が２組存在することになる。偏向器が８極の場合、対となる対極同士が４組存在することになる。その場合、各組同士のＤＡＣアンプユニットの出力を加算すれば異常が無ければ加算値は０となる。よって、全ての組或いはいくつかの組同士のＤＡＣアンプユニットの出力を加算しても異常が無ければ加算値は０となる。よって、全ての組或いはいくつかの組同士のＤＡＣアンプユニットの出力を加算するように構成しても好適である。

実施の形態１の構成によれば、描画しながら（描画中）でもＤＡＣアンプの異常を検出することができる。また、再現性の有無に関わらず、異常発生時に異常を検出することができる。よって、異常を知らずに異常マスクや異常ウェハ等を描画（製造）し続け、２次被害を引き起こすといった２次被害を防止することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では、対極同士のＤＡＣアンプのうち、少なくとも一方が異常であることを検出できる構成としたが、実施の形態２では、対極同士のＤＡＣアンプのうちどのＤＡＣアンプが異常であるか、個別に特定可能な構成について説明する。以下、実施の形態２では、ビーム偏向をおこなうＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８との３つの偏向器うち、代表して対物偏向器２０８用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合について説明する。ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５についても以下に説明する対物偏向器２０８と同様に構成することで同様に異常ＤＡＣアンプを個別に特定することができる。よって、ここでは、ＢＬＫ偏向器２１２用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合と成形偏向器２０５用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合とについては説明を省略する。

図４は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。
図４では、ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８とのうち、代表して対物偏向器２０８を示している。そして、実施の形態２における描画装置１００は、対物偏向器２０８、分配回路１５６、ＤＡＣアンプユニット１６５、ＤＡＣアンプユニット１６６の他に、対物偏向器２０８の異常検出に関連した異常検出機構１９６とテスト用異常検出機構１９８を備えている。実施の形態２における描画装置１００は、さらに、テスト用に異常検出機構１９８を備えた点以外は、図１の構成と同様である。描画装置１００は、テスト用の異常検出機構１９８として、ＤＡＣアンプユニット１６７、比較回路２７８、判定回路１８８、抵抗２４７、抵抗２４８、コンデンサ２５７、コンデンサ２５８、増幅器２６８を備えている。また、異常検出機構１９６としては、比較回路２７６、判定回路１８６、抵抗２４５、抵抗２４６、コンデンサ２５５、コンデンサ２５６、増幅器２６６を備えている。図４では、図１における対物偏向器２０８、分配回路１５６、ＤＡＣアンプユニット１６５、ＤＡＣアンプユニット１６６、比較回路２７６、判定回路１８６、抵抗２４５、抵抗２４６、コンデンサ２５５、コンデンサ２５６、増幅器２６６以外の構成については記載を省略している。また、図４では、本実施の形態２を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

分配回路１５６の上流側には、ビームの位置を制御する図１における位置偏向制御回路１４６が図示していないバスを介して接続されている。そして、分配回路１５６は、位置偏向制御回路１４６からの制御信号を（＋）信号及び（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣアンプユニット１６５に他方をＤＡＣアンプユニット１６６に同期をとりながら分配する。図１では、（＋）信号をＤＡＣアンプユニット１６５に（−）信号をＤＡＣアンプユニット１６６に分配する例を示している。そして、ここでは、さらに、ＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６への信号出力と同期させながら、（＋）信号をＤＡＣアンプユニット１６７にも分配する。そして、実施の形態１において上述したように、ＤＡＣアンプユニット１６５の出力側は、対物偏向器２０８の対となる一方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプユニット１６５内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として対物偏向器２０８の対となる一方の電極に印加される。他方、ＤＡＣアンプユニット１６６の出力側は、対物偏向器２０８の対となる他方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプユニット１６６内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として対物偏向器２０８の対となる他方の電極に印加される。また、実施の形態１において上述したように、ＤＡＣアンプユニット１６５の出力値は、並列に回路構成された抵抗２４５とコンデンサ２５５を介して、同様に並列に回路構成された抵抗２４６とコンデンサ２５６を介したＤＡＣアンプユニット１６６の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器２６６で増幅された後に増幅器２６６に接続された比較回路２７６に入力される。比較回路２７６の出力側は判定回路１８６に接続される。そして、実施の形態２では、ＤＡＣアンプユニット１６６の出力値は、抵抗２４６とコンデンサ２５６とに接続する前に、さらに、分岐され、並列に回路構成された抵抗２４７とコンデンサ２５７を介して、同様に並列に回路構成された抵抗２４８とコンデンサ２５８を介したＤＡＣアンプユニット１６７の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器２６８で増幅された後に増幅器２６８に接続された比較回路２７８に入力される。比較回路２７８の出力側は判定回路１８８に接続される。

また、ここでは、（−）信号を入力するＤＡＣアンプユニット１６６の出力をＤＡＣアンプユニット１６７の出力と加算するために、ＤＡＣアンプユニット１６７は（＋）信号を入力しているが、これに限るものではない。（＋）信号を入力するＤＡＣアンプユニットの出力をＤＡＣアンプユニット１６７の出力と加算する場合には、ＤＡＣアンプユニット１６７は（−）信号を入力する。すなわち、加算する対象と正負が反転した信号を分配回路１５６から入力すればよい。

また、対物偏向器２０８が８極等の複数極で構成されても構わない点は実施の形態１と同様である。そして、図４では、そのうち、対となる２極について示している。例えば、対物偏向器２０８が８極で構成されている場合には、対となる２極の組が４組となるので、図１に追加されたＤＡＣアンプユニット１６７、比較回路２７８、判定回路１８８、抵抗２４７、抵抗２４８、コンデンサ２５７、コンデンサ２５８、増幅器２６８を４組分用意して同様に接続すればよい。或いは、ＤＡＣアンプユニット１６７については他の組におけるＤＡＣアンプユニットを流用しても好適である。

実施の形態１において上述したように、ＤＡＣアンプユニット１６５（第１のＤＡ変換部及び第１のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（＋）側のデジタル信号を分配回路１５６から入力してアナログ値（第１のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅して（＋）側電圧値（第１の電圧値）として出力する際に、比較回路２７６側に（＋）側電圧値の信号を分岐させている。また同様に、ＤＡＣアンプユニット１６６（第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（−）側のデジタル信号を分配回路１５６から入力してアナログ値（第２のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅して（−）側電圧値（第２の電圧値）として出力する際に、比較回路２７６側に（−）側電圧値の信号を分岐させている。そして、それらの電圧値を加算して比較回路２７６に出力する。上述したように、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプユニットに入力することで、各ＤＡＣアンプユニットの出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば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アンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６の少なくとも一方が異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路２７６で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１８６に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８６は、比較回路２７６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１８６で、比較回路２７６の出力値を処理して加算値が所定の閾値を越えたかどうかを判定する。加算値が所定の閾値を越えた場合にＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６の少なくとも一方が異常であると判定して、制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。このように構成することで、ＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６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。

同様に、ＤＡＣアンプユニット１６６（第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（−）側のデジタル信号を分配回路１５６から入力してアナログ値（第２のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅して（−）側電圧値（第２の電圧値）として出力する際に、比較回路２７６側に（−）側電圧値の信号を分岐させている。そして、ＤＡＣアンプユニット１６７（第３のＤＡ変換部及び第３のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための（＋）側のデジタル信号を分配回路１５６から入力してアナログ値（第３のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅して（＋）側電圧値（第３の電圧値）として出力する際に、比較回路２７６側に（＋）側電圧値の信号を分岐させている。そして、それらの電圧値を加算して比較回路２７８に出力する。上述したように、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプユニットに入力することで、各ＤＡＣアンプユニットの出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば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アンプユニット１６６とＤＡＣアンプユニット１６７の少なくとも一方が異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路２７８で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１８８に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８８は、比較回路２７８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１８８で、比較回路２７８の出力値を処理して加算値が所定の閾値を越えたかどうかを判定する。加算値が所定の閾値を越えた場合にＤＡＣアンプユニット１６６とＤＡＣアンプユニット１６７の少なくとも一方が異常であると判定して、制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。このように構成することで、ＤＡＣアンプユニット１６６とＤＡＣアンプユニット１６７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。

そして、判定回路１８６で異常を検出し、判定回路１８８では異常を検出せずに正常であれば、ＤＡＣアンプユニット１６５が異常であると特定することができる。逆に、判定回路１８６では異常を検出せずに正常であり、判定回路１８８で異常を検出すれば、テスト用のＤＡＣアンプであるＤＡＣアンプユニット１６７が異常であると特定することができる。さらに、判定回路１８６では異常を検出し、判定回路１８８でも異常を検出すれば、ＤＡＣアンプユニット１６６が異常であると推定することができる。通常、ＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６の両方が一度に異常になるとは考えにくいので、かかる場合にはＤＡＣアンプユニット１６６が異常であると特定しても構わない。

以上のように一方のＤＡＣアンプユニット出力を共通にする２つの判定結果を用いれば、対となる２つのＤＡＣアンプユニットのどちらが異常になったかを特定することができる。

また、アナログ値には図３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点、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にしてもよい点は実施の形態１と同様である。また、ＤＡＣアンプユニットの出力を加算する際に、並列に回路構成された抵抗とコンデンサを介する点も同様である。

ここでは、ビーム偏向をおこなうＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８との３つの偏向器うち、代表して対物偏向器２０８用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合について説明したが、ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５についても同様に構成することで同様に異常ＤＡＣアンプユニットを個別に特定することができる点は上述した通りである。

実施の形態３．
図５は、実施の形態３における偏向器の各極に印加する電圧を説明するための図である。
図５では、図２と同様、成形偏向器２０５或いは対物偏向器２０８の例を示している。ここでは、図２と同様、一例として、８極の静電偏向器について説明する。図２において説明したように、例えば、ＸＹ方向の所定の方向に偏向させるためには、電極（１）に、ｙ、電極（１）の対極となる電極（５）に、−ｙ、電極（２）に、（ｘ＋ｙ）／√２、電極（２）の対極となる電極（６）に、（−ｘ−ｙ）／√２、電極（３）に、ｘ、電極（３）の対極となる電極（７）に、−ｘ、電極（４）に、（ｘ−ｙ）／√２、電極（４）対極となる電極（８）に、（−ｘ＋ｙ）／√２といった電圧を印加する。すなわち、対となる対極同士で正負が逆転した電圧を印加することで高速かつ高精度なビーム偏向を実現することができる。ここで、電子ビーム２００の非点や焦点（フォーカス）を補正するために、上述した電圧以外にさらに補正電圧を印加する場合がある。図５では、電極（１）と対極の電極（５）に−Ｖ_１を、電極（３）と対極の電極（７）に＋Ｖ_１を印加する例を示している。

このように、補正電圧を印加すると、対となる２極間では、印加される電圧が正負を反転させた値ではなくなってしまう。このように対となる２極間で印加される電圧が正負を反転させた値ではなくなってしまうと上述した各実施の形態ではＤＡＣアンプユニットの異常を精度よく検出することができなくなってしまう場合がある。そこで、実施の形態３では、このような場合でもＤＡＣアンプユニットの異常を精度よく検出することができる構成について説明する。

実施の形態３では、対となる２つ、或いは３つ以上の複数のＤＡＣアンプユニットを用いて異常検出するのではなく、ＤＡＣアンプユニット毎に個別に異常を検出するように構成する。

図６は、実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。
実施の形態３では、ビーム偏向をおこなうＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８との３つの偏向器うち、代表して対物偏向器２０８用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合について説明する。ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５についても以下に説明する対物偏向器２０８と同様に構成することで同様に異常ＤＡＣアンプを特定することができる。よって、ここでは、ＢＬＫ偏向器２１２用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合と成形偏向器２０５用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合とについては説明を省略する。さらに、対物偏向器２０８用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合についても、対物偏向器２０８のある１つの電極に電圧を印加するＤＡＣアンプユニット１６５について説明し、その他の電極に電圧を印加するＤＡＣアンプユニットについてはＤＡＣアンプユニット１６５と同様に構成することで同様に異常ＤＡＣアンプユニットを特定することができるので説明を省略する。

図６では、ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８とのうち、代表して対物偏向器２０８を示している。そして、ここでは、対物偏向器２０８のある１つの電極に電圧を印加するＤＡＣアンプユニット内に異常検出機構５９６を設けた。ここでは、一例として、ＤＡＣアンプユニット１６５について説明する。ＤＡＣアンプユニット１６５は、分配回路１５６からの信号を処理するＩ／Ｆ（インターフェース）回路５１０、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）５２０、増幅器５３０を備え、さらに、異常検出機構５９６として、ＤＡＣ５２２、増幅器５３２、比較回路５７６、判定回路５８６、抵抗５４５、抵抗５４６、コンデンサ５５５、コンデンサ５５６、増幅器５６６を備えている。図６では、図１における異常検出機構１９２、異常検出機構１９４、異常検出機構１９６の代わりに、各ＤＡＣアンプユニット内に異常検出機構５９６を設けた点以外は、図１と同様である。図６では、一例として、対物偏向器２０８用のある１つの電極に電圧を印加するＤＡＣアンプユニット１６５について記載したが、その他の構成については省略している。また、図６では、本実施の形態３を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

分配回路１５６の上流側には、ビームの位置を制御する図１における位置偏向制御回路１４６が図示していないバスを介して接続されている。そして、分配回路１５６は、位置偏向制御回路１４６からの制御信号を（＋）信号及び（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣアンプユニット１６５に他方を図１におけるＤＡＣアンプユニット１６６に分配する。図６では、図１と同様、（＋）信号をＤＡＣアンプユニット１６５に分配する例を示している。そして、ＤＡＣアンプユニット１６５内では、Ｉ／Ｆ回路５１０がデジタルの（＋）信号を処理して、タイミング生成や絶縁処理等を行なうと共に、出力として、（＋）信号及び（−）信号を生成する。そして、対物偏向器２０８のある電極に印加するための（＋）信号をＤＡＣ５２０に、残りの（−）信号をＤＡＣ５２２に同期をとりながら分配する。そして、第１のＤＡ変換部及び第１のＤＡ変換装置の一例となるＤＡＣ５２０と増幅器５３０との組み合わせ機構を用いて、ＤＡＣ５２０でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、ＤＡＣ５２０の出力に接続された増幅器５３０で増幅される。増幅器５３０の出力は対物偏向器２０８の１つの電極に接続されている。そして、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として対物偏向器２０８の１つの電極に印加される。他方、対物偏向器２０８の対となる他方の電極には別のＤＡＣアンプユニットが接続されている。また、第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例となるＤＡＣ５２２と増幅器５３２との組み合わせ機構側では、ＤＡＣ５２２で、入力した（−）信号をデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）して、ＤＡＣ５２２の出力に接続された増幅器５３２で増幅する。

ＤＡＣアンプユニット１６５内では、増幅器５３０の出力値は、並列に回路構成された抵抗５４５とコンデンサ５５５を介して、同様に並列に回路構成された抵抗５４６とコンデンサ５５６を介した増幅器５３２の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器５６６で増幅された後に増幅器５６６に接続された比較回路５７６に入力される。比較回路５７６の出力側は判定回路５８６に接続される。

また、ここでは、（＋）信号を入力するＤＡＣ５２０の出力をＤＡＣ５２２の出力と加算するために、ＤＡＣ５２２は（−）信号を入力しているが、これに限るものではない。（−）信号を入力するＤＡＣ５２０の出力をＤＡＣ５２２の出力と加算する場合には、ＤＡＣ５２２は（＋）信号を入力する。すなわち、加算する対象と正負が反転した信号をＩ／Ｆ回路５１０から入力すればよい。

ここでは、ＤＡＣ５２０が電子ビーム２００を静電偏向させるための（＋）側のデジタル信号をＩ／Ｆ回路５１０から入力してアナログ値（第１のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅器５３０で増幅して（＋）側電圧値（第１の電圧値）として出力する際に、比較回路５７６側に（＋）側電圧値の信号を分岐させている。また同様に、ＤＡＣ５２２が正負を反転させた（−）側のデジタル信号をＩ／Ｆ回路５１０から入力してアナログ値（第２のアナログ値）に変換し、増幅器５３２でアナログ値を増幅して（−）側電圧値（第２の電圧値）として比較回路５７６側に（−）側電圧値の信号を出力している。そして、それらの電圧値を加算して比較回路５７６に出力する。

このように、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣ及び増幅器に入力することで、各ＤＡＣ及び増幅器の出力値は同じＤＡＣ及び増幅器であれば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、ＤＡＣ５２０及び増幅器５３０の組み合わせとＤＡＣ５２２及び増幅器５３２の組み合わせのうち少なくとも一方の組み合わせが異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路５７６で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５８６に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路５８６は、比較回路５７６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５８６で、比較回路５７６の出力値を処理して加算値が所定の閾値を越えたかどうかを判定する。加算値が所定の閾値を越えた場合にＤＡＣ５２０及び増幅器５３０の組み合わせとＤＡＣ５２２及び増幅器５３２の組み合わせの少なくとも一方が異常であると判定して、制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。このように構成することで、ＤＡＣ５２０及び増幅器５３０の組み合わせとＤＡＣ５２２及び増幅器５３２の組み合わせ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。この場合、ＤＡＣ５２０及び増幅器５３０の組み合わせとＤＡＣ５２２及び増幅器５３２の組み合わせは共に、ＤＡＣアンプユニット１６５を構成する部品であるから、加算値が所定の閾値を越えた場合にはＤＡＣアンプユニット１６５が異常であると検出することができる。

図６では、各ＤＡＣアンプユニット内に異常検出機構５９６を設けているが、各ＤＡＣアンプユニットの外部に設けてバス等の配線で接続しても構わない。

以上のように、ＤＡＣアンプユニット毎に異常検出機構５９６を設けることで、個別にＤＡＣアンプユニットの異常を検出することができる。このように、個別にＤＡＣアンプユニットの異常を検出することができるため、各偏向器の対となる電極間に印加される電圧が正負を反転させた値でない場合でもＤＡＣアンプユニット毎に異常を検出することができる。

実施の形態４．
実施の形態３では、Ｉ／Ｆ回路５１０で（＋）信号及び（−）信号を生成しているが、実施の形態４では、Ｉ／Ｆ回路５１０で同じ（＋）信号を分岐させる構成について説明する。

図７は、実施の形態４における描画装置の構成を示す概念図である。
図７では、異常検出機構５９６内の増幅器５３２の代わりに反転増幅器５３４を備えた点以外は、図６と同様である。実施の形態４でも、ビーム偏向をおこなうＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８との３つの偏向器うち、代表して対物偏向器２０８用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合について説明する。ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５についても以下に説明する対物偏向器２０８と同様に構成することで同様に異常ＤＡＣアンプを特定することができる。よって、ここでは、ＢＬＫ偏向器２１２用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合と成形偏向器２０５用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合とについては説明を省略する。さらに、対物偏向器２０８用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合についても、対物偏向器２０８のある１つの電極に電圧を印加するＤＡＣアンプユニット１６５について説明し、その他の電極に電圧を印加するＤＡＣアンプユニットについてはＤＡＣアンプユニット１６５と同様に構成することで同様に異常ＤＡＣアンプを特定することができるので説明を省略する。

図７では、ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８とのうち、代表して対物偏向器２０８を示している。そして、ここでは、対物偏向器２０８のある１つの電極に電圧を印加するＤＡＣアンプユニット内に異常検出機構５９６を設けた。ここでは、一例として、ＤＡＣアンプユニット１６５について説明する。ＤＡＣアンプユニット１６５は、分配回路１５６からの信号を処理するＩ／Ｆ（インターフェース）回路５１０、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）５２０、増幅器５３０を備え、さらに、異常検出機構５９６として、ＤＡＣ５２２、反転増幅器５３４、比較回路５７６、判定回路５８６、抵抗５４５、抵抗５４６、コンデンサ５５５、コンデンサ５５６、増幅器５６６を備えている。図７では、図１における異常検出機構１９２、異常検出機構１９４、異常検出機構１９６の代わりに、各ＤＡＣアンプユニット内に異常検出機構５９６を設けた点以外は、図１と同様である。図７では、一例として、対物偏向器２０８用のある１つの電極に電圧を印加するＤＡＣアンプユニット１６５について記載したが、その他の構成については省略している。また、図７では、本実施の形態４を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

分配回路１５６の上流側には、ビームの位置を制御する図１における位置偏向制御回路１４６が図示していないバスを介して接続されている。そして、分配回路１５６は、位置偏向制御回路１４６からの制御信号を（＋）信号及び（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣアンプユニット１６５に他方を図１におけるＤＡＣアンプユニット１６６に分配する。図７では、図１及び図６と同様、（＋）信号をＤＡＣアンプユニット１６５に分配する例を示している。そして、ＤＡＣアンプユニット１６５内では、Ｉ／Ｆ回路５１０がデジタルの（＋）信号を処理して、タイミング生成や絶縁処理等を行なう。そして、対物偏向器２０８のある電極に印加するための（＋）信号をＤＡＣ５２０に、そして同じ（＋）信号をＤＡＣ５２２に同期をとりながら分配する。そして、第１のＤＡ変換部及び第１のＤＡ変換装置の一例となるＤＡＣ５２０と増幅器５３０との組み合わせ機構を用いて、ＤＡＣ５２０でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、ＤＡＣ５２０の出力に接続された増幅器５３０で増幅される。増幅器５３０の出力は対物偏向器２０８の１つの電極に接続されている。そして、増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として対物偏向器２０８の１つの電極に印加される。他方、対物偏向器２０８の対となる他方の電極には別のＤＡＣアンプユニットが接続されている。また、第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例となるＤＡＣ５２２と反転増幅器５３４との組み合わせ機構側では、ＤＡＣ５２２で、入力した（＋）信号をデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）して、ＤＡＣ５２２の出力に接続された反転増幅器５３４で正負を反転させた増幅を行なう。

ＤＡＣアンプユニット１６５内では、増幅器５３０の出力値は、並列に回路構成された抵抗５４５とコンデンサ５５５を介して、同様に並列に回路構成された抵抗５４６とコンデンサ５５６を介した反転増幅器５３４の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器５６６で増幅された後に増幅器５６６に接続された比較回路５７６に入力される。比較回路５７６の出力側は判定回路５８６に接続される。

また、ここでは、同じ（＋）信号をＤＡＣ５２０とＤＡＣ５２２とに出力しているため、各（＋）信号にパリティビットを付加すると好適である。パリティビットを付加することで、ＤＡＣ５２０とＤＡＣ５２２とに入力される信号についての信号保証ができる。パリティチェック機構については図示を省略している。

ここでは、ＤＡＣ５２０が電子ビーム２００を静電偏向させるための（＋）側のデジタル信号をＩ／Ｆ回路５１０から入力してアナログ値（第１のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅器５３０で増幅して（＋）側電圧値（第１の電圧値）として出力する際に、比較回路５７６側に（＋）側電圧値の信号を分岐させている。また同様に、ＤＡＣ５２２が同じ（＋）側のデジタル信号をＩ／Ｆ回路５１０から入力してアナログ値（第２のアナログ値）に変換し、反転増幅器５３４でアナログ値を反転増幅して（−）側電圧値（第２の電圧値）として、比較回路５７６側に（−）側電圧値の信号を出力している。そして、それらの電圧値を加算して比較回路５７６に出力する。

このように、同じデジタル信号をそれぞれのＤＡＣに入力し、一方は増幅器で符号を変えずにそのまま増幅し、他方は増幅器で正負を反転させることで、各ＤＡＣの出力値は同じＤＡＣで、増幅器も反転以外に同じ性能のものであれば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、ＤＡＣ５２０及び増幅器５３０の組み合わせとＤＡＣ５２２及び反転増幅器５３４の組み合わせのうち少なくとも一方の組み合わせが異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路５７６で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５８６に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路５８６は、比較回路５７６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５８６で、比較回路５７６の出力値を処理して加算値が所定の閾値を越えたかどうかを判定する。加算値が所定の閾値を越えた場合にＤＡＣ５２０及び増幅器５３０の組み合わせとＤＡＣ５２２及び反転増幅器５３４の組み合わせの少なくとも一方が異常であると判定して、制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。このように構成することで、ＤＡＣ５２０及び増幅器５３０の組み合わせとＤＡＣ５２２及び反転増幅器５３４の組み合わせ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。この場合、ＤＡＣ５２０及び増幅器５３０の組み合わせとＤＡＣ５２２及び反転増幅器５３４の組み合わせは共に、ＤＡＣアンプユニット１６５を構成する部品であるから、加算値が所定の閾値を越えた場合にはＤＡＣアンプユニット１６５が異常であると検出することができる。

図７では、図６と同様、各ＤＡＣアンプユニット内に異常検出機構５９６を設けているが、各ＤＡＣアンプユニットの外部に設けてバス等の配線で接続しても構わない。

以上のように、ＤＡＣアンプユニット毎に異常検出機構５９６を設け、各ＤＡＣアンプユニットへの入力デジタル信号を分岐させて、２つのＤＡＣを通過させ通過後に一方の出力を反転して加算することで、個別にＤＡＣアンプユニットの異常を検出することができる。このように、個別にＤＡＣアンプユニットの異常を検出することができるため、各偏向器の対となる電極間に印加される電圧が正負を反転させた値でない場合でもＤＡＣアンプユニット毎に異常を検出することができる。

実施の形態５．
各偏向器における対となる２極間で印加される電圧が正負を反転させた値ではない場合に、実施の形態３，４では個別のＤＡＣアンプユニット毎に異常を検出する構成で対応しているが、実施の形態５では、実施の形態１のように、対となる各電極用のＤＡＣアンプユニット双方を使って異常を検出する場合について説明する。

図８は、実施の形態５における描画装置の構成を示す概念図である。
図８では、異常検出機構１９６の代わりに異常検出機構１９９を備えた点以外は、図１と同様である。実施の形態５でも、ビーム偏向をおこなうＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８との３つの偏向器うち、代表して対物偏向器２０８用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合について説明する。ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５についても以下に説明する対物偏向器２０８と同様に構成することで同様に異常ＤＡＣアンプを特定することができる。よって、ここでは、ＢＬＫ偏向器２１２用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合と成形偏向器２０５用のＤＡＣアンプ異常を検出する場合とについては説明を省略する。

図８では、ＢＬＫ偏向器２１２と成形偏向器２０５と対物偏向器２０８とのうち、代表して対物偏向器２０８を示している。そして、ここでは、異常検出機構１９９として、異常検出機構１９６に、さらに、ＤＡＣアンプユニット１６８、抵抗２４９、コンデンサ２５９を備えている。ＤＡＣアンプユニット１６８は、Ｉ／Ｆ回路５１１、ＤＡＣ５２１、反転増幅器５３１を備えている。図８では、図１における異常検出機構１９２、異常検出機構１９４、異常検出機構１９６に、Ｉ／Ｆ回路５１１、ＤＡＣ５２１、反転増幅器５３１を備えたＤＡＣアンプユニット１６８と抵抗２４９とコンデンサ２５９を追加した点以外は、図１と同様である。図８では、一例として、対物偏向器２０８のある対となる電極の一方に電圧を印加するＤＡＣアンプユニット１６５と他方に電圧を印加するＤＡＣアンプユニット１６６とについて記載したが、その他の構成については省略している。また、図８では、本実施の形態５を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。

上述した図５において、補正電圧が印加される場合、対となる各電極用のＤＡＣアンプユニットに入力される補正値の合計を示すデジタル信号をＤＡＣアンプユニット１６５及びＤＡＣアンプユニット１６６の入力と同期をとりながら図８におけるＤＡＣアンプユニット１６８に入力させる。そして、ＤＡＣアンプユニット１６８内では、Ｉ／Ｆ回路５１１がデジタル信号を処理して、タイミング生成や絶縁処理等を行なう。そして、この信号はＤＡＣ５２１でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、ＤＡＣ５２１の出力に接続された反転増幅器５３１で正負の符号を反転させた増幅を行なう。そして、ＤＡＣアンプユニット１６８の出力値は、並列に回路構成された抵抗２４９とコンデンサ２５９を介して、同様に並列に回路構成された抵抗２４５とコンデンサ２５５を介したＤＡＣアンプユニット１６５の出力値と、同様に並列に回路構成された抵抗２４６とコンデンサ２５６を介したＤＡＣアンプユニット１６６の出力値とに加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器２６６で増幅された後に増幅器２６６に接続された比較回路２７６に入力される。比較回路２７６の出力側は判定回路１８６に接続される。

実施の形態５でも、ＤＡＣアンプユニット１６５（第１のＤＡ変換部及び第１のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための補正電圧が付加された（＋）側のデジタル信号を分配回路１５６から入力してアナログ値（第１のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅して（＋）側電圧値（第１の電圧値）として出力する際に、比較回路２７６側に（＋）側電圧値の信号を分岐させる。また同様に、ＤＡＣアンプユニット１６６（第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例）が電子ビーム２００を静電偏向させるための補正電圧が付加された（−）側のデジタル信号を分配回路１５６から入力してアナログ値（第２のアナログ値）に変換し、対物偏向器２０８にアナログ値を増幅して（−）側電圧値（第２の電圧値）として出力する際に、比較回路２７６側に（−）側電圧値の信号を分岐させる。上述したように、補正電圧を除けば、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプユニットに入力することで、各ＤＡＣアンプユニットの出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば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。しかしながら、補正電圧が付加されているために、正反対の波形のアナログ値とならない。そこで、ＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６とに付加された補正電圧の合計値をＤＡＣアンプユニット１６８（第３のＤＡ変換部及び第３のＤＡ変換装置の一例）に入力する。ＤＡＣアンプユニット１６８の出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば理想的にはＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６とに付加された補正電圧の合計分と正反対の波形のアナログ値となる。よって、３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アンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６とＤＡＣアンプユニット１６８の少なくともいずれかが異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路２７６で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１８６に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８６は、比較回路２７６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１８６で、比較回路２７６の出力値を処理して加算値が所定の閾値を越えたかどうかを判定する。加算値が所定の閾値を越えた場合にＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６とＤＡＣアンプユニット１６８の少なくともいずれかが異常であると判定して、制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。このように構成することで、ＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６とＤＡＣアンプユニット１６８の少なくともいずれか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３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。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。以上のように、判定部となる比較回路２７６と判定回路１８６とでかかる加算値の値を判定することでＤＡＣアンプユニット１６５とＤＡＣアンプユニット１６６とＤＡＣアンプユニット１６８の少なくともいずれかが異常であると判定することができる。

以上のように、対となる電極同士で正負の反転した電圧値及び補正電圧で電子ビーム２００を偏向制御するような場合には、補正電圧が付加された正負の反転した電圧値を出力する各ＤＡＣアンプの出力値と補正値の合計を反転させた電圧値を出力するＤＡＣアンプの出力とを加算することで、少なくともいずれかの異常を検出することができる。少なくともいずれかが異常であるとわかれば、１つずつＤＡＣアンプを交換しながら再度テストを行なえばどれが異常であるか、或いは２つ、或いは３つが異常であったかを判断することができる。

以上のように、補正電圧が付加された信号を用いる場合でも別にＤＡＣアンプを用意して、補正分を反転させたアナログ値をさらに加算することで、異常を検出することができる。

実施の形態６．
上述した各実施の形態では、比較回路において各ＤＡＣアンプユニット（或いはＤＡＣ）の出力の加算値を所定の閾値（基準値）と比較していたが、これに限るものではない。
図９は、実施の形態６における描画装置の構成を示す概念図である。
図９において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である可変成形型の描画装置１００は、描画部１５０を構成する電子鏡筒１０２、描画室１０３、ＸＹステージ１０５、電子銃２０１、照明レンズ２０２、ブランキング（ＢＬＫ）偏向器２１２、ＢＬＫアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、対物偏向器２０８、ミラー２０９を備え、制御部１６０として、制御計算機１２０、メモリ１２２、パターンデータ処理回路１３０、ＢＬＫ偏向制御回路１４２、分配回路１５２、ＤＡＣアンプユニット１６１、ＤＡＣアンプユニット１６２、比較回路１７２、判定回路１８２、成形偏向制御回路１４４、分配回路１５４、ＤＡＣアンプユニット１６３、ＤＡＣアンプユニット１６４、比較回路１７４、判定回路１８４、位置偏向制御回路１４６、分配回路１５６、ＤＡＣアンプユニット１６５、ＤＡＣアンプユニット１６６、比較回路１７６、判定回路１８６、レーザ測長系１３２、駆動回路１１４を備えている。

各ＤＡＣアンプユニットの出力を比較回路側に分岐させるまでは、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。

上述したように、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプユニットに入力することで、ＤＡＣアンプユニット１６１（第１のＤＡ変換部及び第１のＤＡ変換装置の一例）とＤＡＣアンプユニット１６２（第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例）の各ＤＡＣアンプユニットの出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば理想的には正反対の波形のアナログ値となる。そこで、判定部の一例となる比較回路１７２で各ＤＡＣアンプユニットの出力を取り込み、正反対の波形かどうかを比較する。そして、例えば、比較の結果、正反対の波形であれば、Ｈレベル信号、正反対の波形ではない場合はＬレベル信号を判定回路１８２に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８２は、比較回路２７２の出力値を処理して正常／異常を判定する。判定回路１８２で異常と判定された場合に制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。判定回路１８２で異常と判定された場合には、ＤＡＣアンプユニット１６１とＤＡＣアンプユニット１６２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。各ＤＡＣアンプユニットの出力が正反対の波形かどうかは、加算値を用いて比較する場合に限るものではなく、その他の方法であっても構わない。例えば、各ＤＡＣアンプユニットの出力の絶対値の差分が所定の閾値を超えているかどうかで比較して判定してもよい。

同様に、成形偏向用についても、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプユニットに入力することで、ＤＡＣアンプユニット１６３（第１のＤＡ変換部の一例）とＤＡＣアンプユニット１６４（第２のＤＡ変換部の一例）の各ＤＡＣアンプユニットの出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば理想的には正反対の波形のアナログ値となる。そこで、判定部の一例となる比較回路１７４で各ＤＡＣアンプユニットの出力を取り込み、正反対の波形かどうかを比較する。そして、例えば、比較の結果、正反対の波形であれば、Ｈレベル信号、正反対の波形ではない場合はＬレベル信号を判定回路１８２に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８４は、比較回路２７４の出力値を処理して正常／異常を判定する。判定回路１８４で異常と判定された場合に制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。判定回路１８４で異常と判定された場合には、ＤＡＣアンプユニット１６４とＤＡＣアンプユニット１６４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。各ＤＡＣアンプユニットの出力が正反対の波形かどうかは、加算値を用いて比較する場合に限るものではなく、その他の方法であっても構わない。例えば、各ＤＡＣアンプユニットの出力の絶対値の差分が所定の閾値を超えているかどうかで比較して判定してもよい。

同様に、位置偏向用についても、正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプユニットに入力することで、ＤＡＣアンプユニット１６５（第１のＤＡ変換部及び第１のＤＡ変換装置の一例）とＤＡＣアンプユニット１６６（第２のＤＡ変換部及び第２のＤＡ変換装置の一例）の各ＤＡＣアンプユニットの出力値は同じＤＡＣアンプユニットであれば理想的には正反対の波形のアナログ値となる。そこで、判定部の一例となる比較回路１７６で各ＤＡＣアンプユニットの出力を取り込み、正反対の波形かどうかを比較する。そして、例えば、比較の結果、正反対の波形であれば、Ｈレベル信号、正反対の波形ではない場合はＬレベル信号を判定回路１８２に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８６は、比較回路２７６の出力値を処理して正常／異常を判定する。判定回路１８６で異常と判定された場合に制御計算機１２０にデジタル信号として出力する。判定回路１８６で異常と判定された場合には、ＤＡＣアンプユニット１６６とＤＡＣアンプユニット１６６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。各ＤＡＣアンプユニットの出力が正反対の波形かどうかは、加算値を用いて比較する場合に限るものではなく、その他の方法であっても構わない。例えば、各ＤＡＣアンプユニットの出力の絶対値の差分が所定の閾値を超えているかどうかで比較して判定してもよい。

以上のように、各ＤＡＣアンプユニットの出力の加算値に限らず、その他の方法でも各ＤＡＣアンプユニットの出力が正反対の波形かどうかが判定できれば、同様にＤＡＣアンプユニットの異常を検出することができる。

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。例えば、実施の形態６では、各ＤＡＣアンプユニットの出力が正反対の波形かどうかを判定回路で判定しているが、実施の形態３や実施の形態４にように、各ＤＡＣ通過後の各増幅器の出力を比較する場合に、各増幅器の出力の加算値を閾値と比較するのではなく、その他の方法で各増幅器の出力が正反対の波形かどうかを判定回路で判定しても好適である。

また、各実施の形態において、ＤＡ変換前のデジタル信号の伝送には、バスとしてパラレルケーブルを用いると好適である。パラレルケーブルを用いることで高速化することができる。

また、上述した各実施の形態において、電子ビームの偏向は、電圧を静電偏向器に印加する方式を用いているが、コイル等に電流を流して偏向させるように構成しても構わない。その場合には、ＤＡＣ出力のアナログ値は、電圧値ではなく電流値として用いればよい。

また、上述した各実施の形態において説明したように、＋／−が反転した出力を加算して、出力レベルを”０”のする手法は実現可能な手法として非常に有効であり、加算することで、異常検出の精度が上げることができる。

例えば、主副２段偏向を用いて電子ビームを偏向させる場合に、例えば副偏向器の出力レベルは、ビーム偏向量換算で０〜５０μｍとなる。そして、検出したい異常レベルは１０ｎｍ以下である。通常、１０ｎｍ相当の電圧値の変動を、０〜５０μｍ相当の電圧変化の中で直接検出できる検出器の実現は困難である。しかしながら、上述した各実施の形態のように、＋／−でキャンセルアウトすると、通常信号レベルは理想的には常時”０”であり、これを基準に１０ｎｍ以下に相当する電圧値等の変動を検出することになり、高精度な検出が実現可能となる。

また、通常、描画装置では、別の目的で、偏向器は対極構造を採用するケースが多く、対極アンプ出力の加算で異常を検出する方法を用いることで、全てのＤＡＣアンプのモニターを行うに当たりコンパクトなシステムを組むことができる。

また、描画エラーの原因としては、アンプの異常以外にも、上流の回路の異常によるものや他の要因によるもの等が有るが、欠陥検査装置等で検出されたパターン異常からは、これらの異常の原因を区別することが困難なケースが多く、原因の究明に長時間を要する大きな要因となっている。よって、少なくともＤＡＣアンプユニットが正常であることが、確認できた描画では、描画異常原因調査として、ＤＡＣアンプユニット要因を除くことができるので、原因究明の時間短縮にも大きく寄与することができる。

また、上述した各実施の形態によれば、実描画中に常時異常検出をすることができる点も大きい効果となる。第一に、描画・製造したマスクが少なくとも、ＤＡＣアンプユニットの異常が無い状態で描画された事が保証されていることは、従来のように、検査装置で検査して保証をしている場合に比べて、より高い信頼性で保証することが可能となり、高精度マスクの非常に重要な要素になる。

第二に、描画中に検出される異常状況のデータの収集・解析により原因の特定／ＤＡＣアンプの改善等に有益な情報を得ることもできる。ＤＡＣアンプユニットの異常に関しては、上述したように、ノイズの影響、駆動環境／状況の影響も含めて、再現をさせられず、異常も再現しないケース等再現性が無いケースが多々ある。そのため、異常の特定には、困難が伴っている。これに対して、上述した各実施の形態によれば、描画中に検出される異常状況のデータの収集を行なうことができる。よって、得られるデータの解析を行なうことにより原因の特定／ＤＡＣアンプの改善等に有益な情報を得ることもできる。そして、異常が発生した場合には、発生箇所やＤＡＣアンプユニットとしての異常の状況から描画として位置、形状等がどの様な異常になるかも含めた関連情報等をレポートする機能を有するように構成すると好適である。

また、異常を検出した場合、DACアンプが完全に壊れ、常時異常を示す状況など装置を止めるべきケースもあれば、誤検出も含めて、位置等の情報などを含む異常検出の情報のレポートからマスク検査で当該箇所を丁寧に確認して判断するケースも考えられる。よって、何れにしても、レポートは常時、或いはその都度装置全体をコントロールしているシステムに伝達され、使用者に伝えられ、適宜判断をする形態とするとさらに好適である。

また、上述した各実施の形態では、アナログ値を比較回路で比較しているが、これに限るものではない。高速な偏向処理に追従するためにはアナログ値をデジタル変換しない方が変換時間を節約できる分好適であるが、アナログ値をデジタル値に変換した後に比較するように構成してもよい。特に、加算値を比較回路に入力する場合にアナログ値をデジタル値に変換した後に比較してもよい。かかる場合には、加算値を増幅器で増幅後にＡＤ変換器を比較回路の入力側に配置すればよい。

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。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

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非点補正方法、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。

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。 実施の形態１における偏向器の各極に印加する電圧を説明するための図である。 実施の形態１におけるＤＡＣアンプ出力と加算値の一例を示す図である。 実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態３における偏向器の各極に印加する電圧を説明するための図である。 実施の形態３における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態４における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態５における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態６における描画装置の構成を示す概念図である。 従来の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。

符号の説明

１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１４ 駆動回路
１２０ 制御計算機
１２２ メモリ
１３０ パターンデータ処理回路
１３２ レーザ測長系
１４２ ＢＬＫ偏向制御回路
１４４ 成形偏向制御回路
１４６ 位置偏向制御回路
１５０ 描画部
１５２，１５４，１５６ 分配回路
１６０ 制御部
１６１，１６２，１６３，１６４ ＤＡＣアンプユニット
１６５，１６６，１６７，１６８ ＤＡＣアンプユニット
１７２，１７４，１７６，２７２，２７４，２７６，２７８，５７６ 比較回路
１８２，１８４，１８６，１８８，５８６ 判定回路
１９２，１９４，１９６，１９８，１９９，５９６ 異常検出機構
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ 第１の成形アパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 成形偏向器
２０６ 第２の成形アパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 対物偏向器
２０９ ミラー
２１２ ＢＬＫ偏向器
２１４ ＢＬＫアパーチャ
２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６ 抵抗
２４７，２４８，２４９，５４５，５４６ 抵抗
２５１，２５２，２５３，２５４，２５５，２５６ コンデンサ
２５７，２５８，２５９，５５５，５５６ コンデンサ
２６２，２６４，２６６，２６８，５３０，５３２，５６６ 増幅器
３３０ 電子線
４１０ 第１のアパーチャ
４１１ 開口
４２０ 第２のアパーチャ
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース
５１０，５１１ Ｉ／Ｆ回路
５２０，５２１，５２２ ＤＡＣ
５３１，５３４ 反転増幅器

Claims (6)

1. デジタル信号を入力してアナログ値に変換し、前記アナログ値を増幅して出力する複数のＤＡ（デジタル・アナログ）変換部と、
   前記複数のＤＡ変換部により出力された複数のアナログ値のうちの少なくとも１つのアナログ値を入力して荷電粒子ビームを偏向させる偏向器と、
   前記複数のＤＡ変換部により出力された複数のアナログ値を用いて前記複数のＤＡ変換部の少なくとも１つが異常であると判定する判定部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム装置。
2. 前記判定部は、出力された前記複数のアナログ値の加算値が所定の閾値を越えた場合に前記複数のＤＡ変換部の少なくとも１つが異常であると判定することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。
3. 前記荷電粒子ビーム装置は、前記複数のＤＡ変換部として、
   前記荷電粒子ビームを偏向させるためのデジタル信号を入力して第１のアナログ値に変換し、前記偏向器に前記第１のアナログ値を増幅して出力する第１のＤＡ（デジタル・アナログ）変換部と、
   前記デジタル信号と同期して前記デジタル信号の正負を反転させた逆相信号を入力して第２のアナログ値に変換し、前記第２のアナログ値を増幅して出力する第２のＤＡ変換部と、
   を備え、
   前記判定部は、出力された前記第１のアナログ値と前記第２のアナログ値とを用いて前記第１と第２のＤＡ変換部の少なくとも一方が異常であると判定することを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム装置。
4. 荷電粒子ビームを偏向させる偏向器にアナログ信号を出力するＤＡ（デジタル・アナログ）変換装置の異常を検出する検出方法であって、
   第１と第２のＤＡ変換装置を用いて、第１のＤＡ変換装置の出力と正負が反転する反転出力を第２のＤＡ変換装置から同期して出力させ、
   前記第１のＤＡ変換装置の出力値と前記第２のＤＡ変換装置の反転出力値との加算値が所定の閾値を越えた場合に前記第１と第２のＤＡ変換装置の少なくとも一方の異常を検出することを特徴とするＤＡ変換装置の異常検出方法。
5. 第１のＤＡ（デジタル・アナログ）変換装置の出力値が印加された偏向器により偏向させられる荷電粒子ビームを用いて試料に描画する描画工程と、
   前記第１のＤＡ変換装置の出力値と正負が反転する反転出力値を第２のＤＡ変換装置から同期して出力させ、前記第１のＤＡ変換装置の出力値と前記第２のＤＡ変換装置の反転出力値との加算値が所定の閾値を越えた場合に前記第１と第２のＤＡ変換装置の少なくとも一方が異常であると判定する判定工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
6. ガラス基板と、
   前記ガラス基板上に形成され、第１のＤＡ（デジタル・アナログ）変換装置の出力値と前記第１のＤＡ変換装置の出力値と同期して出力される正負が反転した第２のＤＡ変換装置の反転出力値との加算値が所定の閾値を越えた場合に前記第１と第２のＤＡ変換装置の少なくとも一方が異常であると判定される描画装置を用いて、前記第１のＤＡ変換装置の出力値が印加された偏向器により偏向させられる荷電粒子ビームにより描画されてパターン形成された遮光膜と、
   を備えたことを特徴とするマスク。

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