JP2012109477A - 電子ビーム描画装置、およびそれを用いた物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ブランキング偏向器アレイの欠陥検査時間の短さの点で有利な描画装置を提供する。
【解決手段】この描画装置は、被処理基板に対して複数の電子ビームによりパターンを描画する装置である。ここで、制御部は、移動体５を移動させながら、切り替え部により電流検出部１７ａに対して最初に入射する第１電子ビームＢ_１の照射をＯＮとしたときの信号出力を検出し、次に、第１電子ビームＢ_１の照射をＯＦＦとし、第１電子ビームＢ_１の隣に位置し、第１電子ビームＢ_１の次に入射する第２電子ビームＢ_２の照射をＯＮとしたときの信号出力を検出する処理を繰り返す信号検出部と、信号検出部が検出した信号出力に基づいて、切り替え部における欠陥の状態を判定する欠陥判定部と、を含む。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置に関する。

近年、半導体集積回路などのデバイスの製造に用いられる描画装置は、素子の微細化、回路パターンの複雑化、またはパターンデータの大容量化が進み、描画精度の向上と共に描画スループットの向上が要求されている。これを実現させる方法の一つとして、複数の電子ビーム（荷電粒子線）を偏向させ、また、電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを個別に制御することで、所定の描画データを被処理基板の所定の位置に描画を行うマルチビーム方式の電子ビーム描画装置が知られている。例えば、特許文献１は、複数の電子ビームをブランキング偏向器（ブランキング偏向器アレイ）により個別にＯＮ／ＯＦＦ制御する荷電ビーム描画装置を開示している。

ここで、ブランキング偏向器は、各電子ビーム開口を通過してくる電子ビームに対して向かい合うように対となる電極を配置し、各電極には配線が接続されている。このとき、各電極間に電圧を印加し、ある電子ビームを静電偏向させてストッピングアパーチャに当てることにより、その電子ビームは、ＯＦＦ（ブランキング）される。すなわち、電極の不良や配線の断線などが発生すると、電極への電圧の印加が不能となり、電子ビームのＯＦＦができない。この電子ビームのＯＦＦができなくなった開口を、ブランキング偏向器の「白欠陥」と呼ぶ。これに対して、開口へのゴミの付着などにより、完全に電子ビームのＯＮができなくなった開口を、「黒欠陥」と呼ぶ。さらに、不完全でしか電子ビームのＯＮができなくなった開口を、「グレー欠陥」と呼ぶ。ただし、黒欠陥およびグレー欠陥は、ブランキング偏向器に起因するものだけではなく、アパーチャアレイ、静電レンズ、ブランキングアパーチャ、または他の偏向器などの各開口へのゴミの付着や、配線の断線などにおいても発生し得る。このようなブランキング偏向器の欠陥の発生確率は、半導体集積回路の微細化や生産性の向上に伴う、電子ビームや開口の微細化、または電子ビーム数の増加により、高くなる傾向がある。この欠陥の存在により、電子ビーム描画装置は、正確な描画ができなくなるため、欠陥の位置、および種類（白欠陥、黒欠陥（グレー欠陥））を的確に、かつ、高速で検出する必要がある。

そこで、特許文献２は、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置における電子ビームの異常検出方法としての電子ビーム電流計測方法を開示している。この異常検出方法は、まず、指定された位置以外の電子ビームをブランキングし、指定された電子ビームのみを電子ビーム検出器に照射する。次に、計測精度に対応する値に設定された計測パラメータを用いて電子ビーム電流計測を実行し、この計測値と、ある規定値とを比較することにより電子ビームの良／不良を判定する。

特開平９−７５３８号公報 特許第４０５８０５９号公報

ここで、特許文献２に示す異常検出方法を用いてブランキング偏向器の欠陥（白欠陥、黒欠陥、グレー欠陥）を検出する場合を考える。まず、照射量を計測したい電子ビームのみをＯＮとし、この電子ビームを一定時間、照射量計測センサに照射する。このとき、計測した照射量が限りになくゼロに近い場合には、黒欠陥が発生していると判断できる。これに対して、計測した照射量が、ある規定値に達していない場合には、グレー欠陥が発生していると判断でき、一方、規定値に達している場合には、正常、または白欠陥が発生していると判断できる。この場合、その後、この電子ビームをＯＦＦとして、一定時間、照射量計測センサに照射し、そのときに照射量が規定値以上の場合には、白欠陥が発生しており、一方、ゼロの場合には、正常であると判断できる。通常、マルチビーム方式の電子ビーム描画装置では、電子ビームの本数は、数万〜数十万本である。したがって、ここに示した異常検出方法を全ての電子ビームに対して実施するには、非常に多くの時間を要することになる。

本発明は、ブランキング偏向器アレイの欠陥検査時間の短さの点で有利な描画装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、被処理基板に対して複数の電子ビームにより描画データを描画する電子ビーム描画装置であって、被処理基板を載置し、電子ビームの照射位置に対して移動可能な移動体と、移動体に搭載され、複数の電子ビームのうち少なくとも隣り合う２つの電子ビームを同時に入射可能として、電子ビームの電流値を検出する電流検出部と、被処理基板または電流検出部にある照射領域に応じて、電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切り替え部と、移動体または切り替え部の動作の制御、および電流検出部からの信号出力に基づく処理を実行する制御部と、を有し、制御部は、移動体を移動させながら、切り替え部により電流検出部に対して最初に入射する第１電子ビームの照射をＯＮとしたときの信号出力を検出し、次に、第１電子ビームの照射をＯＦＦとし、第１電子ビームの隣に位置し、第１電子ビームの次に入射する第２電子ビームの照射をＯＮとしたときの信号出力を検出する処理を繰り返す信号検出部と、信号検出部が検出した信号出力に基づいて、切り替え部における欠陥の状態を判定する欠陥判定部と、を含むことを特徴とする。

さらに、本発明は、ブランキング偏向器アレイを有し、ブランキング偏向器アレイを通過した複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、複数の荷電粒子線のうち隣り合う２つの荷電粒子線を同時に検出可能な大きさを有し、入射した荷電粒子線の強度を検出する検出器と、制御部と、を有し、制御部は、移動する検出器上において、隣り合う２つの荷電粒子線の一方がブランキング状態にされ他方が非ブランキング状態にされるように、かつ、各荷電粒子線がブランキング状態と非ブランキング状態とに順次されるように、検出器の位置とブランキング偏向器アレイとの制御を行い、該制御と並行して検出器に出力を行わせて、該出力に基づいてブランキング偏向器アレイ中の各ブランキング偏向器の欠陥を検査する、ことを特徴とする。

本発明によれば、例えば、ブランキング偏向器アレイの欠陥検査時間の短さの点で有利な描画装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る電子ビーム描画装置の構成を示す図である。 電子ビーム検出部の構成、および設置位置を示す図である 第１実施形態に係るブランキング偏向器の欠陥検査方法を示す図である。 従来と本実施形態との欠陥検査方法を比較する図である。 第２実施形態に係るブランキング偏向器の欠陥検査方法を示す図である。 第３実施形態に係るブランキング偏向器の欠陥検査方法を示す図である。 第４実施形態に係るブランキング偏向器の欠陥検査方法を示す図である。 第４実施形態に係るブランキング偏向器の欠陥検査方法を示す図である。 第５実施形態に係る電子ビーム検出部の構成を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１実施形態に係る電子ビーム描画装置（以下、単に「描画装置」と表記する）について説明する。以下、各実施形態において説明する描画装置は、複数の電子ビームを偏向させ、電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを個別に制御することで、所定の描画データを被処理基板（被露光基板）の所定の位置に描画するマルチビーム方式を採用するものとする。図１は、本実施形態に係る描画装置の構成を示す図である。また、以下の図においては、被処理基板に対する電子ビームの照射方向にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸を取っている。この描画装置１は、電子銃２と、該電子銃２のクロスオーバ３から発散した電子ビームを複数の電子ビームに分割、偏向、および結像させる光学系４と、被処理基板を保持する基板ステージ５と、描画装置１の各構成要素の動作などを制御する制御部６とを備える。なお、電子ビームは、大気圧雰囲気ではすぐに減衰し、また、高電圧による放電を防止する意味もかねて、上記構成要素は、不図示の真空チャンバ内に設置され、特に電子銃２および光学系４の設置空間は、高い真空度に保たれている。また、本実施形態における被処理基板７は、例えば、単結晶シリコンからなるウエハであり、表面上には感光性のレジストが塗布されている。

電子銃２は、熱や電界の印加により電子ビーム（荷電粒子線）を放出する機構であり、図中、クロスオーバ３から放出された電子ビームの軌道８、９を点線で示している。光学系４は、電子銃２から基板ステージ５に向けて順に、コリメーターレンズ１０、アパーチャアレイ１１、第１静電レンズ１２、ブランキング偏向器アレイ１３、ブランキングアパーチャ１４、偏向器１５、および第２静電レンズ１６を備える。コリメーターレンズ１０は、電磁レンズで構成され、クロスオーバ３で発散した電子ビームを平行ビームとする光学素子である。アパーチャアレイ１１は、マトリクス状に配列した複数の円形状の開口を有し、コリメーターレンズ１０から入射した電子ビームを複数の電子ビームに分割する機構である。第１静電レンズ１２は、円形状の開口を有する３枚の電極板（図中、３枚の電極板を一体で示している）から構成され、ブランキングアパーチャ１４に対して電子ビームを結像させる光学素子である。ブランキング偏向器アレイ１３およびブランキングアパーチャ１４は、共にマトリクス状に配置され、各電子ビームの照射のＯＮ（非ブランキング状態）／ＯＦＦ（ブランキング状態）動作を実施する機構である。特に、ブランキングアパーチャ１４は、第１静電レンズ１２が最初に電子ビームのクロスオーバを形成する位置に配置される。以下、ブランキング偏向器アレイ１３は、このブランキング偏向器アレイ中の個別に電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替える部分として、単に「ブランキング偏向器１３」と表記する。偏向器１５は、基板ステージ５上に載置された被処理基板７の表面上の像をＸ方向に偏向する機構である。さらに、第２静電レンズ１６は、ブランキングアパーチャ１４を通過した電子ビームを被処理基板７に結像させるか、または、後述する基板ステージ５上の電子ビーム検出部１７に対して元のクロスオーバ３の像を結像させる光学素子である。

基板ステージ５は、被処理基板７を、例えば静電吸着により保持し、かつ、ＸＹ平面内を電子ビームの照射位置に対して移動可能な移動体として機能する。特に、本実施形態では、基板ステージ５は、後述のようにブランキング偏向器１３の欠陥を検査するための、電子ビームを検出する電子ビーム検出部１７を搭載する。図２は、電子ビーム検出部１７の構成、および設置位置を示す図である。この電子ビーム検出部１７は、照射された電子ビームを検出して、その電流値（強度）を出力する電流検出部（検出器）１７ａと、該電流検出部１７ａの周囲に設置され、電流検出部１７ａに入射する電子ビームの本数を規定する遮光部１７ｂとを含む。特に本実施形態では、遮光部１７ｂは、電流検出部１７ａに２本の電子ビームが入射可能（検出可能）な開口幅を有する。また、電子ビーム検出部１７の配置位置は、図２に示すように、基板ステージ５における被処理基板７を載置する表面上の端部の一領域としている。ただし、電子ビーム検出部１７は、この領域に限らず、例えば、基板ステージ５の側面に設置するものでもよい。

制御部６は、描画装置１の描画に関わる各構成要素の動作を制御する各種制御回路と、各制御回路を統括する主制御部２０とを有する。まず、第１レンズ制御回路２１は、コリメーターレンズ１０、および第１静電レンズ１２の動作を制御し、また、第２レンズ制御回路２２は、第２静電レンズ１６の動作を制御する。ブランキング制御回路２３は、描画パターン発生回路２４、ビットマップ変換回路２５、およびエネルギー量指令生成回路２６により生成されるブランキング信号に基づいて、ブランキング偏向器１３の動作を制御する。偏向アンプ２７は、偏向信号発生回路２８により生成される偏向信号に基づいて、偏向器１５の動作を制御する。また、ステージ制御回路２９は、基板ステージ５のＸＹ方向の駆動を制御する。特にパターン描画中は、ステージ制御回路２９は、被処理基板７（基板ステージ５）をＹ方向に連続的にスキャンさせる。このとき、偏向器１５は、レーザ測長機などの基板ステージ５の測長結果を基準として、被処理基板７の表面上の像をＸ方向に偏向させ、ブランキング偏向器１３は、描画に必要なタイミングに同期するように電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを実施する。また、制御部６は、電子ビーム検出部１７からの信号を検知する信号処理回路３０と、この回路３０からの信号出力（信号処理回路出力）３１に基づいて、ＯＮ／ＯＦＦ制御と並行して電子ビームの照射量の算出や欠陥の種類を判定する演算回路３２とを有する。演算回路３２は、照射された電子ビームの信号出力を取得する信号検出部３３と、ブランキング偏向器１３の欠陥の種類を判定する欠陥判定部３４と、信号検出部３３が取得した値に基づいて最終的に電子ビームの照射量を決定する照射量決定部３５とを含む。ここで、ブランキング偏向器１３の欠陥の種類とは、ブランキング偏向器１３の開口、すなわちＯＮ／ＯＦＦの切り替え部における３種類の欠陥状態を示す。この場合の欠陥とは、電子ビームのＯＦＦができなくなった部分である「白欠陥」、完全に電子ビームのＯＮができなくなった部分である「黒欠陥」、または、不完全でしか電子ビームのＯＮができなくなった部分である「グレー欠陥」のいずれかの状態を示す。さらに、制御部６は、主制御部２０が統括して描画動作などを実行させる際に使用する各種データや、各種制御回路などに関わるデータを記憶するデータ記憶回路３６を有する。

次に、描画装置１の作用について説明する。図３は、本実施形態に係るブランキング偏向器１３の欠陥を検査する方法を時系列で示す説明図である。特に、本実施形態では、信号処理回路３０を積分器としている。この図３の上段および下段には、基板ステージ５の移動に対する電子ビーム検出部１７への特定の電子ビームの照射状態（ＯＮ／ＯＦＦ）を示す。また、図３の中段には、この場合の電子ビームのＯＮ／ＯＦＦタイミングおよび電流検出部１７ａからの出力取得タイミングと、これらのタイミングでの信号出力３１の出力とをそれぞれ示す。なお、電子ビーム検出部１７の電流検出部１７ａには、上述のとおり、同時に２本の電子ビームが入射可能となっている。まず、制御部６は、欠陥検査を開始すると、ステージ制御回路２９に対して基板ステージ５のステップ駆動を指示し、基板ステージ５上に設置された電子ビーム検出部１７を、第１ビーム（第１電子ビーム）Ｂ_１が照射される領域に向けて移動させる。次に、制御部６は、電子ビーム検出部１７が第１ビームＢ_１の照射領域に到達したとき、すなわち、電子ビーム検出器１７上（検出器上）に第１ビームＢ１の照射部が位置したときに、第１ビームＢ_１をブランキング制御回路２３によりＯＮとする。次に、制御部６は、積分時間Ｔが経過した後、信号検出部３３により信号出力３１を取得する。なお、ここで得られた値を「計測結果Ｍ_Ａ」とする。次に、制御部６は、第１ビームＢ_１をブランキング制御回路２３によりＯＦＦとし、引き続き基板ステージ５がステップ駆動する間に信号処理回路３０を放電させ、この放電が完了した後、充電を開始する。次に、制御部６は、電子ビーム検出部１７が他方の第２ビーム（第２電子ビーム：第１ビームＢ_１の隣に位置する電子ビーム）Ｂ_２の照射領域に到達したときに、第２ビームＢ_２をブランキング制御回路２３によりＯＮとする。次に、制御部６は、積分時間Ｔが経過した後、信号検出部３３により信号出力３１を取得する。なお、ここで得られた値を「計測結果Ｍ_Ｂ」とする。次に、制御部６は、第２ビームＢ_２をブランキング制御回路２３によりＯＦＦとし、引き続き基板ステージ５がステップ駆動する間に信号処理回路３０を放電させ、この放電が完了した後、充電を開始する。そして、制御部６は、第２ビームＢ_３の隣に位置する第３ビーム（第３電子ビーム）Ｂ_３以降の電子ビームに対しても、上記と同様の処理を繰り返す。

次に、制御部６は、欠陥判定部３４により、上記の計測結果Ｍ_Ａおよび計測結果Ｍ_Ｂ、すなわち、ある電子ビームの計測結果と、その電子ビームの隣に位置する電子ビームの計測結果とに基づいて、ブランキング偏向器１３の欠陥の種類を判定する。例えば、欠陥判定部３４は、予め計算値からの推定ビーム電流、または過去の計測値などを参照して決定された２つの閾値，すなわち、下限値である第１閾値ＴＡ_１と、上限値である第２閾値ＴＡ_２とを設定する。この場合、欠陥判定部３４は、以下の（１）〜（８）のような各条件を考慮した判定を繰り返し実行する。
（１）計測結果Ｍ_Ａが第１閾値ＴＡ_１以下のときは、ブランキング偏向器１３における第１ビームＢ_１の開口（切り替え部）は、「グレー欠陥」、または「黒欠陥」である。
（２）計測結果Ｍ_Ａが第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にあるときは、第１ビームＢ_１の開口は、「正常」、または「白欠陥」である。
（３）計測結果Ｍ_Ａが条件（２）にあり、かつ、計測結果Ｍ_Ｂが第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にある、または、第１閾値ＴＡ_１以下のときは、第１ビームＢ_１の開口は、「正常」である。
（４）計測結果Ｍ_Ａが条件（２）にあり、かつ、計測結果Ｍ_Ｂが第２閾値ＴＡ_２以上のときは、第１ビームＢ_１の開口は、「白欠陥」である。
（５）計測結果Ｍ_Ｂが第１閾値ＴＡ_１以下のときは、第２ビームＢ_２の開口は、「グレー欠陥」、または「黒欠陥」である。
（６）計測結果Ｍ_Ｂが第１閾値ＴＡ_１以上のときは、第２ビームＢ_２の開口は、「正常」、または「白欠陥」である。なお、第１ビームＢ_１の開口が「白欠陥」の場合には、計測結果Ｍ_Ｂは、必然的に第１閾値ＴＡ_１以上となる。
（７）計測結果Ｍ_Ｂが条件（６）にあり、かつ、計測結果Ｍ_Ｃ（第２ビームＢ_２の次の位置する第３ビームＢ_３に係る信号出力）が第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にある、または、第１閾値ＴＡ_１以下のときは、第２ビームＢ_２の開口は、「正常」である。
（８）計測結果Ｍ_Ｂが条件（６）にあり、かつ、計測結果Ｍ_Ｃが第２閾値ＴＡ_２以上のときは、第２ビームＢ_２の開口は、「白欠陥」である。

ここで、信号検出部３３が取得した信号出力３１の出力値（計測結果）が、図３に示すような傾向を示した場合について考える。まず、第１ビームＢ_１は、条件（３）から第１ビームＢ_１の開口が「正常」と判定されるため、第１ビームＢ_１および第２ビームＢ_２の単体での照射量計測が正常に行われていることになる。そこで、制御部６は、この場合の信号出力３１の出力値をデータ記憶回路３６に保存する。次に、欠陥判定部３４は、条件（８）から第２ビームＢ_２の開口を「白欠陥」と判定する。ここで、第２ビームＢ_２の開口が「白欠陥」であるため、計測結果Ｍ_Ｃは、第２ビームＢ_２と第３ビームＢ_３との互いの出力値を合算した値となる。この場合、第３ビームＢ_３の単体の照射量は、照射量決定部３５にて計測結果Ｍ_Ｃから計測結果Ｍ_Ｂを減算することで決定することができる。次に、欠陥判定部３４は、照射量決定部３５により決定された第３ビームＢ_３の照射量を考慮し、条件（３）（または条件（７））から第４ビームＢ_４の開口を「正常」と判定する。さらに、欠陥判定部３４は、計測結果Ｍ_Ｅが第１閾値ＴＡ_１以下となるため、条件（１）（または条件（５））から第５ビームＢ_５の開口を「グレー欠陥」、または「黒欠陥」と判定する。ここで、「グレー欠陥」と「黒欠陥」とのいずれの欠陥であるかは、例えば、照射量決定部３５がそのときの計測結果の値に基づいて電子ビームの照射量を算出し、欠陥判定部３４が正常な照射を行う他の電子ビームの照射量と比較することで判定することができる。

次に、参考として、本実施形態の描画装置１による、電子ビームの照射量計測を含むブランキング偏向器１３の欠陥検出にかかる時間（総計測時間）と、従来の描画装置による総計測時間とを比較する。図４は、従来の描画装置の総計測時間に対する描画装置１の総計測時間を示す図である。まず、従来の描画装置では、制御部は、照射量計測および黒欠陥計測として積分処理（時間Ｔ）を実行する。次に、ブランキング偏向器により、ある電子ビームをＯＦＦしている状態で積分処理（時間Ｔ）を実行し、照射による出力が検出されないことを確認する（白欠陥計測）。その後、基板ステージを次の電子ビームの照射領域へステップ駆動（時間Ｔ_Ｓ）させるという一連の動作を繰り返す。このとき、電子ビームの総本数をｎ本とすると、全ての照射量計測および欠陥検出を実行するのに要する総計測時間Ｔ１は、以下の式（１）で表される。
Ｔ１＝（Ｔ×２＋Ｔ_Ｓ）×ｎ （１）
これに対して、本実施形態の描画装置１では、同時に２本の電子ビームを入射可能な幅を持つ電子ビーム検出部１７を用いて隣り合う電子ビームの照射を交互にＯＮ／ＯＦＦさせることで、照射量計測および欠陥検出を実行する。すなわち、描画装置１は、第ｎビームＢ_ｎの照射量計測および黒欠陥検出と、第ｎ＋１ビームＢ_ｎ＋１の白欠陥検出とを同時に実行することができる。このとき、全ての照射量計測および欠陥検出を実行するのに要する総計測時間Ｔ２は、以下の式（２）で表される。
Ｔ２＝（Ｔ＋Ｔｓ）×ｎ＋（Ｔ＋Ｔｓ） （２）
したがって、描画装置１による総計測時間Ｔ２は、式（１）−式（２）から、従来の総計測時間Ｔ１と比較して、Ｔ×ｎ−（Ｔ＋Ｔｓ）分の時間を短縮することができ、特に電子ビームの総本数ｎが多い場合には、より多くの効果が期待される。

以上のように、本実施形態によれば、ブランキング偏向器アレイ１３の欠陥検査時間の短さの点で有利な描画装置を提供することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る描画装置について説明する。なお、本実施形態の描画装置の構成は、上記第１実施形態と同一であり、以下、描画装置１の各構成要素と同一の符号を付し、説明を省略する。通常、上述のようなブランキング偏向器１３の欠陥は、ＯＮ／ＯＦＦが正常に実施される開口を有する複数の電子ビームに対して、あるビーム群としての欠陥、例えば、隣り合う電子ビーム同士が、それぞれ白欠陥または黒欠陥となっている場合が多い。この場合、制御部６は、第１実施形態に示す欠陥の検出を、欠陥の種類を問わず正確に実施することができる。これに対して、ブランキング偏向器１３の複数の開口において、まれに白欠陥と黒欠陥とが交互に発生している場合も考えられる。そこで、本実施形態の描画装置は、このような白欠陥と黒欠陥とが交互に発生する可能性がある場合に対応可能とする欠陥検出を実施する。

図５は、第１実施形態に係る図３に対応した、本実施形態に係るブランキング偏向器１３の欠陥を検査する方法を時系列で示す説明図である。なお、本実施形態においても、信号処理回路３０を積分器としている。また、制御部６は、基本的に図３を用いて説明した第１実施形態と同様のシーケンスを実行する。ただし、本実施形態では、制御部６は、ブランキング制御回路２３により、ある電子ビームの照射をＯＮからＯＦＦに切り替えたときから、その隣に位置する次の電子ビームをＯＮとするまでの間に、一定の区間Ｉを設ける。ここで、信号検出部３３が取得した信号出力３１の出力値が、図５に示すような傾向を示した場合について考える。まず、第１ビームＢ_１に対する計測結果Ｍ_Ａは、第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にあり、かつ、第２ビームＢ_２に対する計測結果Ｍ_Ｂは、ゼロ以上である。このとき、第１ビームＢ_１を駆動する（照射を切り替える）開口が正常であれば、計測結果Ｍ_Ａ１を取得する区間Ｉ_１では、シーケンス上、電子ビームがＯＦＦとなり、計測結果Ｍ_Ａ１がゼロになるはずである。しかしながら、図５に示すように、第１ビームＢ_１を駆動する開口が白欠陥である場合は、ＯＦＦされているはずの電子ビームがＯＮされ続ける。したがって、放電動作後には、すぐに第１ビームＢ_１により充電が始まるため、計測結果Ｍ_Ａ１はゼロにはならない。すなわち、欠陥判定部３４は、計測結果Ｍ_Ｂがゼロ以上、かつ、第３ビームＢ_３に対する計測結果Ｍ_Ｃが第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にあるので、第１ビームＢ_１を駆動する開口を「白欠陥」、第２ビームＢ_２を駆動する開口が「黒欠陥」を判定する。このように、本実施形態によれば、ブランキング偏向器１３の複数の開口において、白欠陥と黒欠陥とが交互に発生している場合でも、第１実施形態と同様の効果を奏する。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る描画装置について説明する。従来のマルチビーム方式の描画装置では、電子ビームの行路上に、ある電子ビームを選択的に通過させるための開口部を有する可動式シャッターを備えるものがある。この描画装置では、可動式シャッターの開口部を選択的に通過させた正常な電子ビームだけを用いることで、可能な限り描画処理速度の低下を抑えることができる。すなわち、異常な電子ビームの検出単位としてアプリケーションにより１本を確定するのではなく、一定の本数を単位としたブロック（群）内に存在する異常な電子ビームを検出するよう変更可能とすることも有効である。そこで、本実施形態の描画装置は、複数の電子ビームを含むビーム群を同時に照射し、欠陥検出を実施する。

図６は、第２実施形態に係る図５に対応した、本実施形態に係るブランキング偏向器１３の欠陥を検査する方法を時系列で示す説明図である。なお、本実施形態においても、信号処理回路３０を積分器としている。また、電流検出部１７ａには、同時に２つのビーム群が入射可能となっている。この場合、制御部６は、基本的に図５を用いて説明した第２実施形態と同様のシーケンスを実行する。ここで、信号検出部３３が取得した信号出力３１の出力値が、図６に示すような傾向を示した場合について考える。まず、制御部６は、信号検出部３３により、全て正常な開口を有する第１ビーム群Ｇ_１に対する信号出力３１（計測結果Ｍ_Ａ）を取得する。このとき、第２ビーム群Ｇ_２を駆動する全ての開口が正常であれば、計測結果Ｍ_Ｂ１を取得する区間Ｉ_２では、シーケンス上、全ての電子ビームがＯＦＦとなり、計測結果ＭＢ_１がゼロになるはずである。しかしながら、第２ビーム群Ｇ_２を駆動する複数の開口のうち、ある１つの開口に「白欠陥」がある場合には、ＯＦＦされているはずのビーム群にある値が発生する。同様に、欠陥判定部３４は、第３ビーム群Ｇ_３に関する計測結果Ｍ_Ｃが第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にあるため、計測結果Ｍ_Ｂとの比較により、第３ビーム群Ｇ_３を駆動する複数の開口のうち、ある１つの開口に「黒欠陥」があると判定することができる。このように、本実施形態によれば、ブランキング偏向器１３において、複数の電子ビームを含むビーム群を同時に照射して欠陥検出を実施することで、あるビーム群内に存在する異常な電子ビームを高速に検出することができる。なお、ビーム群に含まれる電子ビームの本数は、電流検出部１７ａの計測分解能や、計測系のノイズなどに基づいて決定することが望ましい。また、この場合の２つの閾値ＴＡ_１、ＴＡ_２の値は、上記のように計算値からの推定ビーム電流や過去の計測値などに加えて、ビーム群に含まれる電子ビームの本数も考慮して決定することが望ましい。

（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る描画装置について説明する。本実施形態の描画装置の特徴は、制御部６が、電子ビームの照射量計測を積分器の出力により実行し、一方、ブランキング偏向器１３の欠陥検出を電流−電圧変換器の出力により実行する点にある。特に、本実施形態における信号処理回路３０からの信号出力３１は、電流−電圧変換器出力である。図７は、第１実施形態に係る図３に対応した、本実施形態に係るブランキング偏向器１３の欠陥を検査する方法を時系列で示す説明図である。この場合、制御部６は、図３を用いて説明した第１実施形態と同様のシーケンスを実行する。このシーケンスにおいて、第１ビームＢ_１を駆動する開口が正常である場合には、計測結果Ｍ_Ａは、第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にあり、かつ、区間Ｉ_１では、シーケンス上、電子ビームがＯＦＦとなるので、計測結果Ｍ_Ａ１はゼロである。一方、計測結果Ｍ_Ｂは、第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にあり、この計測結果Ｍ_Ｂの値は、区間Ｉ_２での計測結果Ｍ_Ｂ１と同じ値になっている。また、計測結果Ｍ_Ｃが第２閾値ＴＡ_２以上であることも考慮すると、欠陥判定部３４は、第２ビームＢ_１が「白欠陥」である判定することができる。同様に、計測結果Ｍ_Ｅが第１閾値ＴＡ_１以下であることから、欠陥判定部３４は、第５ビームＢ_５が「黒欠陥」である判定することができる。

図８は、第２実施形態に係る図５に対応した、本実施形態に係るブランキング偏向器１３の欠陥を検査する方法を時系列で示す説明図である。この場合、制御部６は、図５を用いて説明した第２実施形態と同様のシーケンスを実行する。このシーケンスにおいて、計測結果Ｍ_Ａは、第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にある。ここで、第１ビームＢ_１を駆動する開口が正常である場合には、区間Ｉ_１では、シーケンス上、電子ビームがＯＦＦとなるので、計測結果Ｍ_Ａ１はゼロである。しかしながら、第１ビームＢ_１を駆動する開口が「白欠陥」である場合、ＯＦＦされているはずの第１ビームＢ_１がＯＮされ続けるので、計測結果Ｍ_Ａ１がゼロにはならない。そして、計測結果Ｍ_Ａ１がゼロ以上、かつ、計測結果Ｍ_Ｂが第１閾値ＴＡ_１と第２閾値ＴＡ_２との間にあることから、欠陥判定部３４は、第１ビームＢ_１を駆動する開口が「白欠陥」、第２ビームＢ_２を駆動する開口が「黒欠陥」であると判定することができる。このように、本実施形態によれば、制御部６が、電流−電圧変換器の出力によりブランキング偏向器１３の欠陥検出を実行した場合でも、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る描画装置について説明する。本実施形態の特徴は、上記実施形態の電子ビーム検出部１７における電流検出部１７ａおよび遮光部１７ｂの形状を変更する点にある。図９は、上記実施形態に係る図２に対応した、本実施形態に係る電子ビーム検出部の構成、および設置位置を示す図である。特に、図９（ａ）は、基板ステージ５上に設置された電子ビーム検出部４０が、電流検出部４０ａを複数設置する場合の図である。例えば、図９（ａ）では、基板ステージ５の進行方向（Ｘ方向）に対して２列で、かつ、Ｙ方向に対して４列の計８つの電流検出部４０ａを配置している。この場合も、上記実施形態と同様に、遮光部４０ｂにより各電流検出部４０ａに入射する電子ビームの数を規定している。これに対して、図９（ｂ）は、基板ステージ５の進行方向に対して電流検出部５０ａを２列配置した電子ビーム検出部５０を示す図である。さらに、図９（ｃ）は、Ｙ方向に対して電流検出部６０ａを４列配置した電子ビーム検出部６０を示す図である。本実施形態の描画装置は、上記電子ビーム検出部における複数の電流検出部のそれぞれに対応した信号処理回路を有し、制御部６は、上記実施形態のような処理を並列に実行する。これにより、本実施形態の描画装置は、ブランキング偏向器１３の欠陥の位置、および種類をより高速に検出することができる。

（物品の製造方法）
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、当該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

上記第１および第２実施形態では、電子ビーム検出部１７は、電流検出部１７ａに対して同時に２本の電子ビームを入射可能としているが、本発明は、これに限定するものではない。本発明の描画装置は、例えば、電子ビーム検出部１７の遮光部１７ｂにより３本以上の電子ビームを入射可能とする場合でも、第１または第２実施形態と同様の手順で照射量計測および欠陥検出を実施することができる。この場合、制御部６は、３本の電子ビームが照射される領域に電子ビーム検出部１７が位置したとき、少なくとも１本の電子ビームの欠陥を判定する。また、制御部６は、それ以降も順次欠陥の検出を実行すれば、３本のうち少なくとも１本の電子ビームの欠陥が判定された状態となるため、実質２本の電子ビームの欠陥を検出することと同じになる。

さらに、上記実施形態では、基板ステージ５の駆動方法をステップ駆動としているが、例えば、積分時間、および充放電時間を満たす速度の等速駆動としてもよい。

１ 電子ビーム描画装置
５ 基板ステージ
７ 被処理基板
１３ ブランキング偏向器アレイ
１７ａ 電流検出部
１７ｂ 遮光部
３１ 信号出力
３３ 信号検出部
３４ 欠陥判定部

Claims (13)

1. 被処理基板に対して複数の電子ビームにより描画データを描画する電子ビーム描画装置であって、
   前記被処理基板を載置し、前記電子ビームの照射位置に対して移動可能な移動体と、
   前記移動体に搭載され、前記複数の電子ビームのうち少なくとも隣り合う２つの前記電子ビームを同時に入射可能として、前記電子ビームの電流値を検出する電流検出部と、
   前記被処理基板または前記電流検出部にある照射領域に応じて、前記電子ビームの照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替える切り替え部と、
   前記移動体または前記切り替え部の動作の制御、および前記電流検出部からの信号出力に基づく処理を実行する制御部と、を有し、
   前記制御部は、前記移動体を移動させながら、前記切り替え部により前記電流検出部に対して最初に入射する第１電子ビームの照射をＯＮとしたときの前記信号出力を検出し、次に、前記第１電子ビームの照射をＯＦＦとし、該第１電子ビームの隣に位置し、該第１電子ビームの次に入射する第２電子ビームの照射をＯＮとしたときの前記信号出力を検出する処理を繰り返す信号検出部と、
   前記信号検出部が検出した前記信号出力に基づいて、前記切り替え部における欠陥の状態を判定する欠陥判定部と、
   を含むことを特徴とする電子ビーム描画装置。
2. 前記欠陥の状態は、前記電子ビームの照射のＯＦＦができない状態となる白欠陥、前記電子ビームの照射のＯＮができない状態となる黒欠陥、または、不完全でしか前記電子ビームの照射のＯＮができない状態となるグレー欠陥のいずれかの状態である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム描画装置。
3. 前記信号検出部は、積分器からなる信号処理回路を介して前記電流検出部から前記信号出力を検出する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子ビーム描画装置。
4. 前記欠陥判定部は、前記信号出力に対して、予め下限値である第１閾値と、上限値である第２閾値とを設定し、
   （１）前記第１電子ビームに関する前記信号出力の計測結果Ｍ_Ａが前記第１閾値より以下のとき、前記第１電子ビームの切り替え部は、グレー欠陥、または黒欠陥である、
   （２）前記計測結果Ｍ_Ａが前記第１閾値と前記第２閾値との間にあるとき、前記第１電子ビームの切り替え部は、正常、または白欠陥である、
   （３）前記計測結果Ｍ_Ａが条件（２）にあり、かつ、前記第２電子ビームに関する計測結果Ｍ_Ｂが前記第１閾値と前記第２閾値との間にある、または前記第１閾値より以下のとき、前記第１電子ビームの切り替え部は、正常である、
   （４）前記計測結果Ｍ_Ａが条件（２）にあり、かつ、前記計測結果Ｍ_Ｂが前記第２閾値より以上のとき、前記第１電子ビームの切り替え部は、白欠陥である、
   （５）前記計測結果Ｍ_Ｂが前記第１閾値より以下のとき、前記第２電子ビームの切り替え部は、グレー欠陥、または黒欠陥である、
   （６）前記計測結果Ｍ_Ｂが前記第１閾値より以上のとき、前記第２電子ビームの切り替え部は、正常、または白欠陥である、
   （７）前記計測結果Ｍ_Ｂが条件（６）にあり、かつ、前記第２電子ビームに隣り合い、前記第２電子ビームの次に照射される第３電子ビームに関する計測結果Ｍ_Ｃが前記第１閾値と前記第２閾値との間にある、または前記第１閾値より以下のとき、前記第２電子ビームの切り替え部は、正常である、または、
   （８）前記計測結果Ｍ_Ｂが条件（６）にあり、かつ、前記計測結果Ｍ_Ｃが前記第２閾値より以上のときは、前記第２電子ビームの切り替え部は、白欠陥である、
   との各条件（１）〜（８）を考慮した判定を繰り返し実行する、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の電子ビーム描画装置。
5. 前記制御部は、前記第１電子ビームの照射をＯＮからＯＦＦに切り替えたときから前記第２電子ビームの照射をＯＮとするまでの間に、一定の区間を設定し、
   前記欠陥判定部は、前記判定に加え、前記区間における照射量の計測結果Ｍ_Ａ１がゼロであるか否かを参照して、前記第２電子ビームの切り替え部の欠陥の判定を実行する、
   ことを特徴とする請求項４に記載の電子ビーム描画装置。
6. 前記信号検出部は、電流−電圧変換器からなる信号処理回路を介して前記電流検出部から前記信号出力を検出する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の電子ビーム描画装置。
7. 前記制御部は、前記第１電子ビームの照射をＯＮからＯＦＦに切り替えたときから前記第２電子ビームの照射をＯＮとするまでの間に、一定の区間を設定し、
   前記欠陥判定部は、前記信号出力に対して、予め下限値である第１閾値と、上限値である第２閾値とを設定し、前記第１電子ビームと隣り合う前の電子ビームの切り替え部が正常である場合に、
   （１）前記第１電子ビームに関する前記信号出力の計測結果Ｍ_Ａが前記第１閾値と前記第２閾値との間にあり、かつ、前記区間における前記信号出力の計測結果Ｍ_Ａ１がゼロであるとき、前記第１電子ビームの切り替え部は、正常である、
   （２）前記計測結果Ｍ_Ａが前記第１閾値と前記第２閾値との間にあり、かつ、前記計測結果Ｍ_Ａ１が前記計測結果Ｍ_Ａと同じ値であり、また、前記第２電子ビームに関する前記信号出力の計測結果Ｍ_Ｂが前記第２閾値より以上のとき、前記第１電子ビームの切り替え部は、白欠陥である、
   （３）前記計測結果Ｍ_Ａが前記第１閾値より以下のとき、前記第１電子ビームの切り替え部は、黒欠陥である、または、
   （４）前記計測結果Ｍ_Ａ１がゼロ以上で、かつ、計測結果Ｍ_Ｂが前記第１閾値と前記第２閾値との間にあるとき、前記第１電子ビームの切り替え部が白欠陥で、前記第２電子ビームの切り替え部が黒欠陥であるような、白欠陥と黒欠陥とが交互に発生する状態である、
   との各条件（１）〜（４）を考慮した判定を繰り返し実行する、
   ことを特徴とする請求項１、２または６に記載の電子ビーム描画装置。
8. 前記切り替え部が、前記複数の電子ビームのうち一定の本数の電子ビームを単位とした複数のビーム群の照射のＯＮ／ＯＦＦを切り替えるように、および、
   前記電流検出部が、前記複数のビーム群のうち少なくとも隣り合う２つの前記ビーム群を同時に入射可能として、前記ビーム群の電流値を検出するように、変更可能である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム描画装置。
9. 前記制御部は、第１ビーム群の照射をＯＮからＯＦＦに切り替えたときから第２ビーム群の照射をＯＮとするまでの間に、一定の区間を設定し、
   前記欠陥判定部は、前記信号出力に対して、予め下限値である第１閾値と、上限値である第２閾値とを設定し、
   （１）前記第１ビーム群と隣り合う前の電子ビームの切り替え部が正常であり、かつ、前記区間における前記第１ビーム群に関する前記信号出力の計測結果Ｍ_Ａ１がゼロでないとき、前記第１ビーム群の切り替え部には白欠陥が存在し、
   （２）前記第１ビーム群の切り替え部に白欠陥が存在し、かつ、前記第２ビーム群に関する計測結果Ｍ_Ｂが前記第１閾値と前記第２閾値との間にあるとき、前記第１ビーム群の切り替え部には黒欠陥が存在する、
   との各条件（１）および（２）を考慮した判定を繰り返し実行する、
   ことを特徴とする請求項１〜３、または８に記載の電子ビーム描画装置。
10. 前記電流検出部に入射する前記電子ビームの本数は、前記電流検出部の周囲に設置された遮光部により規定される、
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の電子ビーム描画装置。
11. 前記電流検出部は、前記移動体の進行方向を基準として並列に、複数設置される、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の電子ビーム描画装置。
12. ブランキング偏向器アレイを有し、前記ブランキング偏向器アレイを通過した複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
    前記複数の荷電粒子線のうち隣り合う２つの荷電粒子線を同時に検出可能な大きさを有し、入射した荷電粒子線の強度を検出する検出器と、
    制御部と、を有し、
    前記制御部は、移動する前記検出器上において、隣り合う２つの荷電粒子線の一方がブランキング状態にされ他方が非ブランキング状態にされるように、かつ、各荷電粒子線がブランキング状態と非ブランキング状態とに順次されるように、前記検出器の位置と前記ブランキング偏向器アレイとの制御を行い、該制御と並行して前記検出器に出力を行わせて、該出力に基づいて前記ブランキング偏向器アレイ中の各ブランキング偏向器の欠陥を検査する、
    ことを特徴とする描画装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
    前記工程で描画を行われた基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とする物品の製造方法。

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