JP2013178961A - 荷電粒子線装置及び物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 荷電粒子線の強度計測の正確さの点で有利な荷電粒子線装置を提供する。
【解決手段】 荷電粒子線で物体を処理する荷電粒子線装置は、検出面を有し、該検出面の一部の領域に入射した荷電粒子線を検出する検出器と、前記検出面に順次入射させる荷電粒子線の目標入射位置を互いに異ならせる制御部と、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、荷電粒子線で物体を処理する荷電粒子線装置及び物品製造方法に関する。

電子線描画装置、走査電子顕微鏡などの荷電粒子線を用いて物体を処理する装置は、荷電粒子線の強度を測定することで、荷電粒子線の強度を調整する機能を有している。電子線描画装置を例に説明する。従来、電子線の強度を測定するには、ファラデーカップや、電子増倍機能を有するフォトダイオードなどの検出器が使用される。電荷量が小さい場合には、ファラデーカップではＳ／Ｎ比が低下するので、特許文献１に示されるように、フォトダイオードなどの検出器を用いて出力された電荷を測定している。電子線描画装置は、電子線の強度をモニターして調整することで、描画するパターンの線幅などを制御している。

年々、描画するパターン幅が微細化する傾向にある。パターン幅の微細化に伴って、電子線のビーム径も小さくなる。例えば、線幅２２ｎｍのパターンを描画しようとすると、例えば、それと同じサイズのビーム径又はその半分のサイズのビーム径を必要とする。また、高速に描画しようとすると、短時間に高強度の電子線を照射することになる。パターンの線幅が微小でない場合には、電子線描画装置はビーム径を拡大できる。しかしながら、複数の電子線を使用する描画装置の場合では、対物レンズと基板を保持するステージとの間にビーム径を拡大するためのレンズを配置することができない。そのため、電子線のエネルギー密度が大きくなり、例えば、１ｎｍ^２の領域に数十ＫｅＶの電子線が照射されることになる。

電子増倍機能を有する検出器（例えば、Ｓｉ、Ｇｅなどから構成される半導体検出器）は、エネルギーを有する電子線が検出器に入射すると、その電子の数に応じた電荷（電子―正孔対）を発生する。検出器は、増幅器を使用して発生した電荷を電荷電圧変換することで電圧信号として出力することができる。検出器は、発生した電荷による電流を電流電圧変換増幅器を介して、電圧信号として取り出すこともできる。

電子線の強度をモニターする検出器の表面及び内部の薄膜内に電荷密度が大きな電子線が長時間照射されると、検出器は損傷を受ける。検出器が損傷を受けると検出器が電荷を発生する効率が低下する。電荷発生の効率の低下は電子線の強度を計測した場合の信号出力の低下、すなわち、検出器の感度低下につながる。電子線が検出器の検出面の特定領域にのみ入射する場合には、検出面の特定領域における感度が低下することになる。検出面の感度がばらつくと、電子線の検出器における入射位置によって出力信号の大きさが異なることになるので、検出器は、電子線の強度を正確に測定できない。

図４は従来技術における電子線の強度の計測手順を示している。Ｓ１で、検出器は電子線の強度を計測する所定の位置へ移動される。次にＳ２で、電子線の強度の計測が行われる。Ｓ３で、計測して得られた電子線の強度に相当するデータが保存される。Ｓ４で、さらに計測対象の電子線が存在するならばＳ１、Ｓ２、Ｓ３を繰り返し、計測対象の電子線が存在しないならば計測フローは終了する。従来技術では、電子線の検出器における入射位置は変更されなかった。したがって、電子線の入射領域は、検出器が置かれたステージの位置決め精度と電子線の入射位置の制御精度とに依存する、ある程度の大きさを有する同一領域となる。すなわち、従来技術では、電子線の強度の計測を行うたびに検出器の同一領域に電子線が入射する。このことは、検出器の検出領域が電子線の長時間の入射により損傷を受けて、検出器が電荷を出力する感度が低下することを意味する。

特開２００５−５６９２３号公報

従来技術では、荷電粒子線が同一領域に入射することに起因する検出器の感度の低下に対しての対策は取られていなかった。

本発明は、例えば、荷電粒子線の強度計測の正確さの点で有利な荷電粒子線装置を提供することを目的とする。

本発明は、荷電粒子線で物体を処理する荷電粒子線装置であって、検出面を有し、該検出面の一部の領域に入射した荷電粒子線を検出する検出器と、前記検出面に順次入射させる荷電粒子線の目標入射位置を互いに異ならせる制御部と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、荷電粒子線の強度計測の正確さの点で有利な荷電粒子線装置を提供することができる。

描画装置の構成を示す図。 データ収集部の構成を示す図。 電子線の強度データを取得するためのタイミングチャート。 従来技術における電子線の強度を計測するためのフローチャート。 本発明における電子線の強度を計測するためのフローチャート。 パラメータ管理表の一例を示す図。 電子線の検出器における入射位置を変更する一例を示す図。 電子線の検出器における入射位置を変更する他例を示す図。 感度を補正するためのフローチャート。 検出器の位置をアライメントするための検出器を示す図。 データ収集部の構成を示す図。 電子線の検出器における入射位置を検出するためのタイミングチャート。

［実施例１］
実施例１では、複数の荷電粒子線を用いて物体を処理する荷電粒子線装置として、複数の電子線を用いて基板に描画を行う描画装置を例にあげて本発明を説明する。

＜描画装置の構成＞
図１において、不図示の電子銃で発生された電子線はクロスオーバ像（電子源）１を形成する。電子源１から放射される電子線は、電子線を整形する電子光学系２を介して、電子源１の像Ｓを形成する。スティグメータ３は、像Ｓに非点収差を発生させることができる。像Ｓから出射された電子線は、コリメータレンズ４によって略平行の電子線となる。略平行な電子線は、複数の開口を有するアパーチャアレイ５を照射する。アパーチャアレイ５は、複数の開口を有し、略平行な電子線はこれらの開口を通過することにより、複数の電子線に分割される。アパーチャアレイ５で分割された複数の電子線は、静電レンズが複数形成された静電レンズアレイ６により、像Ｓの中間像を形成する。中間像面には、ブランカーが複数形成されたブランカーアレイ７が配置されている。

中間像面の下流には、電子光学系（投影系）８があり、複数の中間像がウエハ（基板）１０上に投影される。このとき、ブランカーアレイ７で偏向された電子線は、ブランキングアパーチャＢＡによって遮断されるため、ウエハ１０に入射しない。一方、ブランカーアレイ７で偏向されなかった電子線は、ブランキングアパーチャＢＡによって遮断されないため、ウエハ１０に入射する。すなわち、ブランカーアレイ７は複数の電子線を個別にオン／オフする。偏向器９は、複数の電子線を同時にＸ，Ｙ方向の所望の位置に変位させる。ステージ１２は、ウエハ１０を保持し、電子光学系８の軸と直交するＸＹ方向に移動可能である。

ステージ１２上には、ウエハ１０を固着するための静電チャック１１と、複数の電子線の各々を直接入射させ入射電子を増倍する機能を有して、各電子線の強度の相対値を計測する検出器１３が配置されている。検出器１３として、半導体を使用した検出器、例えば、シリコンフォトダイオードを用いることができる。検出器１３として、市販の光検出用のフォトダイオードも使用可能である。光検出用と電子線検出用との違いは増幅率の違いである。市販の光検出用のフォトダイオードの検出面は数ｍｍ×数ｍｍの大きさである。ＣＣＤのような複数の検出素子を有する検出器の各検出素子の検出面は数μｍ×数μｍの大きさである。電子線のビーム径は数ｎｍなので、検出器１３は、電子線に対して十分に大きな面積を有する検出面を有し、検出面の一部の領域に入射した電子線を検出する。実施例１では、荷電粒子線、放射線、光子の検出に使用できる検出面が数ｍｍ×数ｍｍの大きさを有する検出器１３を使用する。ステージ１２を駆動する不図示の駆動部と偏向器９との少なくともいずれかは、検出器１３の検出面に対する電子線の目標入射位置を変更することにより検出面に対する電子線の入射位置を変更する。

制御部２０は、検出器１３を用いて電子線の強度を計測する計測動作に関連した制御系を含んでいる。データ収集部２１は、検出器１３から出力された電荷信号を収集する。検出器１３から出力された電荷信号は、検出器１３に入射した電子線の強度に対応する。電荷信号はデータ収集部２１によりデジタルデータに変換されて、メモリ２８に保存される。データの制御は２７のデータ制御部２７によって制御されている。位置指令部２２は、電子線の入射位置と走査範囲を指示する。偏向器制御部２３は、偏向器９を制御して電子線の入射位置と電子線のＸ，Ｙ方向の走査範囲を制御する。偏向器駆動ドライバ２４は、偏向器制御部２３のデジタル信号をアナログデータに変換して、偏向器９を構成している偏向器コイルに駆動電流を出力する。

ステージ位置制御部２５は、ステージ１２の位置を制御する。ステージ１２は、偏向器９と連動して電子線を順次入射させる位置に検出器１３を移動することができる。ステージ駆動ドライバ２６は、ステージ位置制御部２５から受信したステージ位置駆動指令のデジタル信号をアナログデータに変換してステージ１２を駆動するリニアモータのコイルに電流を流す。ステージ１２は電子線の強度を検出器１３で測定する位置に移動することが可能である。ステージ１２の位置データは不図示の干渉計により取得することができる。データ制御部２７と位置指令部２２とは、データ通信が可能である。過去の計測時のステージ１２のＸ，Ｙ座標位置はメモリ２８に保存されている。位置指令部２２は、データ制御部２７とデータ通信することにより、過去の計測時のステージ１２のＸ，Ｙ座標位置を参照することが可能である。

図２はデータ収集部２１の詳細な構成を示している。データ収集部２１は、信号切替器３０、信号処理回路３５、通信インターフェース３４を含む。信号切替器３０は、検出器１３から出力された電荷信号を複数個の信号処理回路３５に切替える機能を有する。切替タイミングと複数の信号処理回路３５への接続箇所は、タイミング制御信号６０を用いてデータ制御部２７より制御される。信号処理回路３５は、電荷電圧変換機能を持つプリアンプ３１、プリアンプ３１からのパルス波形を整形しピークホール機能を有する後処理アンプ３２、アナログデジタル変換機能を有するＡ/Ｄ変換器３３を含む。

複数の信号処理回路３５からの電子線の強度に相当するデジタルデータは、通信インターフェース３４を通じてデータ制御部２７に出力され、メモリ２８に格納される。電子線が検出器１３に入射すると、検出器１３は電荷を発生する。発生した電荷はプリアンプ３１で電圧信号に変換される。電子線は検出器１３に間欠的に入射するためにプリアンプ３１の出力はパルス状になる。後処理アンプ３２は、プリアンプ３１のパルス状のアナログ信号を整形処理して、ピーク信号をピークホールドする。Ａ/Ｄ変換器３３は、後処理アンプ３２がピークホールドしたアナログ信号をデジタル信号に変換する。デジタル変換された電子線の強度に相当するデジタルデータは、通信インターフェース３４を通じてデータ制御部に出力される。

＜電子線の強度の検出動作＞
複数の電子線それぞれの強度を検出器１３で検出する方法を説明する。まず、電子線の強度を計測する場合の複数の電子線の制御方法を示す。各電子線のオン／オフはブランカーの制御により行う。電子線の走査及びステップ移動は偏向器９により行われる。データ制御部２７は、位置指令部２２を介して偏向器制御部２３に指令して、偏向器駆動ドライバ２４により偏向器９を駆動する。偏向器９は、複数の電子線を一括して偏向させる。データ制御部２７は、同時に、不図示のブランカーアレイ制御回路に指令して、ブランカーアレイ７のブランカーを個別にオン／オフさせる。ブランカーを通過した電子線は電子光学系８を通過するが、ブランカーを通過できなかった電子線は電子光学系８に入射しない。

偏向器９は、図示はされていないが、偏向幅が広い場合に用いられる主偏向器と偏向幅が狭い場合に用いられる副偏向器で構成されている。主偏向器は電磁型偏向器で、副偏向器は静電型偏向器である。電子線の走査は静電型の副偏向器により行われ、電子線のステップ移動は、電磁型の主偏向器により行われる。描画装置における電子線の数は数万から数十万に達する。すべての電子線の強度を計測するには、電子線の数分の時間がかかる。そこで、複数の電子線すべての強度を、予め時間をかけて計測しておいて、その後しばらくは、周辺に位置する代表となる電子線のみの強度を計測するとしてもよい。１本〜複数本の電子線をまとめて検出器１３に入射させてもよい。検出器１３に同時に入射する電子線の数と箇所とがわかっていれば、検出結果の管理は可能である。

検出器１３が電子線の強度を検出しうる座標位置にステージ１２があるとする。ステージ１２の位置は、レーザ干渉計により高精度に制御可能である。図３は、複数の電子線のうちのいくつかの電子線を順次オンして検出器１３に入射させ、検出器１３で発生した電荷を順次取りだすタイミングチャートである。図上、時刻は左から右に流れる。タイミングチャートは、上から電子線の入射タイミング、検出器１３からの出力電荷、第１〜第Ｎの電子線の信号処理のタイミングを表わしている。Ｎはすべての電子線のうちの選択された電子線の数を意味する。。電子線の入射タイミングは入射がオンとオフとの状態を表わしている。検出器１３からの出力電荷は、検出器１３が出力する電荷量の変化を表わしている。入射タイミングのオフからオンに切り替わる立ち上がりのタイミングで電子線が検出器１３に入射する。電子線が入射して数十ｎｓｅｃで検出器１３から電荷が出力される。出力された電荷は信号処理回路３５に構成されているプリアンプ３１に電荷が移動することで、検出器１３からの電荷量が下がることを表わしている。

検出器１３からの電荷量がなくなったタイミングで、信号切替器３０は、第１の電子線用の信号処理回路３５から第２の電子線用の信号処理回路３６に切り替える。電子線の入射及び信号処理回路３５の切替を第２〜第Ｎの電子線に対して順次行う。第１〜第Ｎの電子線が検出器１３にそれぞれ入射する位置は、ステージ１２の位置を固定しても、互いに異なっている。

信号処理回路３５〜信号処理回路５０の動作を説明する。信号処理回路３５から信号処理回路５０は同一回路で構成されている。第１の電子線の信号処理を代表例として説明する。ＴＢ１１はプリアンプ３１で電荷電圧変換して後処理アンプ３２でピークホールドを行っている時間区間を表わしている。ＴＯＮ１は第１の電子線がオンになるタイミングを表わしている。ＴＢ１２はＡＤ変換をＡ/Ｄ変換器３３が行っている時間区間を表わしている。ＡＤ１でＡＤ変換がスタートして、ＴＤＴＡ１のタイミングで通信インターフェース３４に電子線の強度のデジタルデータをデータ制御部２７へ転送する。デジタルデータはデータ制御部２７から更にメモリ２８に送られて保存される。メモリＴＢ１３の時間区間でプリアンプ３１に蓄積された電荷をＲＥＳＥＴして回路ＧＮＤに放電する。第２〜第Ｎの電子線までの処理は電子線の入射のタイミングに同期して順次行われる。

＜電子線の強度の計測手順＞
図５は、実施例１における電子線の強度の計測手順を示している。Ｓ１１で、制御部２０は、検出器１３を電子線の強度を計測し得る所定の位置に移動する。Ｓ１２で、制御部２０は、第１の電子線の強度の計測を行う。

Ｓ１３で、制御部２０は、ビーム電流の計測信号とそれに関連するパラメータとを保存する。図６を用いて、計測信号と関連するパラメータについて説明する。計測信号と関連するパラメータは、ステージ１２の位置制御、偏向器９の制御、ブランカーのオン／オフ制御に必要な外部装置に対する外部指令パラメータを含む。計測信号と関連するパラメータは、検出器の損傷に関連する内部管理パラメータとして、検出器１３における照射位置の座標、照射位置における電子線の照射時間、検出器１３の照射位置における感度テーブルを含む。

検出器１３の感度テーブルに関して説明する。検出器１３は、その全面で感度が均一ではなく、検出面内で感度の分布を有している。検出器１３の感度を正確に管理するためには、予め検出器１３の検出面内の位置と感度とに関するデータを取得しておいて、検出器１３に対する電子線の照射時間と合わせて検出面内の位置による感度の補正が必要である。検出器１３の照射位置に関して管理すべき判断事項も図６に示されている。判断事項は、同一の照射領域でないこと、感度補正領域、電子線のエネルギー密度に関連するパラメータとしての（ビーム強度×入射時間）を含む。

Ｓ１４で、制御部２０は、電子線の検出器１３における入射位置を変更する。なお、実施例１では、電子線の強度の計測を１回行うと電子線の入射位置を変更することとした。しかし、電子線の強度の計測を複数回行ったら電子線の入射位置を変更するようにしてもよい。また、電子線の入射位置は、検出器が置かれたステージの位置決め精度と電子線の入射位置の制御精度によるので、ある程度の大きさを有する入射範囲となる。少なくとも１回の計測動作を行う前に、検出面に対する電子線の入射位置が、直前に行った計測動作における検出面に対する電子線の入射位置と異なるように、電子線の入射位置が変更される。その結果、電子線が検出器１３の同一領域に長時間入射することを防止できるので、感度の低下を防止できる。

Ｓ１５で、計測対象とする電子線が存在するならば、制御部２０はＳ１２〜Ｓ１４を繰り返し、計測対象の電子線すべてについて計測がなされていたならば計測フローは終了する。

＜入射位置の変更＞
検出器１３の感度の低下を防止するためには、電子線の入射位置を変更することが必要である。電子線の入射位置を変更するには、例えば以下説明する２つの手法を利用することができる。第１の手法は、検出器１３における入射置を規則的に変更する手法であり、第２の手法は、検出器１３における入射位置をランダムに変更する手法である。

まず、入射位置を規則的に変更する第１の手法を説明する。この手法では、入射位置の座標を一定の規則に基づいて変更する。例えば、入射位置の初期位置の座標を決めて、初期位置の座標に対する一定のオフセット分を付加し、座標範囲での座標のベクトル方向を変更する方法が利用できる。ベクトル方向はＸ，Ｙ座標に対する増分＋、減算分−の組み合わせで決定することができる。または、極座標として半径方向の軸の長さと回転角度とで指定する方法も可能である。座標の動かし方の一例を図７に示す。四角で囲まれたエリアは電子線が入射した際に感度を有するエリアを表わしている。最初の初期座標を（Ｘ０,Ｙ０）として一定のステップでエリア全面を走査するように入射位置を変更する。複数の電子線について順次図３で示した手順で電子線のオン／オフを繰り返すことで計測対象の電子線すべての強度を計測できる。

入射位置をランダムに変更する第２の手法を説明する。制御部２０は、入射領域のＸ座標とＹ座標の座標範囲を決める。取りうる座標範囲は０〜１の数値に正規化される。制御部２０は、正規化された数値に対して取りうる数値を乱数で発生させて、乱数値を位置座標に変換することで、入射位置の座標を決定する。図８は、入射位置のＸ，Ｙ座標と検出器１３の感度を有するエリアのＸ，Ｙ方向の幅ＬＸ，ＬＹとの関係を示したものである。入射位置の座標は、Ｘ座標の乱数ＲＡＮＤ（Ｘ）とＹ座標の乱数ＲＡＮＤ（Ｙ）に検出器１３の取りうるスパンＬＸ，ＬＹをそれぞれ積算した座標で表わすことができる。制御部２０は、その際に、一度決定した座標が過去に決定した座標で同じでないかを判定することで、同一の座標を選択することはないようにすることができる。

＜検出器の感度の補正＞
制御部２０は、予め検出器１３の検出面全面における感度のデータを、１本の電子線または複数本の電子線をオンにして検出器１３における入射位置を変えて電子線の強度を計測することで取得しておく。制御部２０は、その際に、入射位置データと電子線の強度データと計測日を関連づけたデータとして感度のデータを保存しておく。また、制御部２０は、基礎データとして電子線エネルギー（強度×入射時間）と感度の変化を取っておくことで、入射位置の座標と感度の変化とのテーブルを作成しておく。パラメータとして検出器１３における入射位置の座標と入射時間とを入力すれば感度の変化の割合が算出できるテーブルを内部で持つことで、制御部２０は、入射位置と入射時間に対する感度の補正の数値を取得し、検出器１３の感度を補正することが可能となる。感度の補正は検出器１３の座標が一様なヒストグラムの特性を有していると感度の補正のテーブルを入射時間毎に補正する頻度が少なくて済むので感度を補正する時間を短縮できる。

図９は、感度の補正手順のフローチャートである。Ｓ２１で、制御部２０は、検出器１３の感度を有する検出面全面の位置座標における感度を予め求めておく。Ｓ２２で、制御部２０は、検出器１３を計測位置に移動して検出器１３の検出面における電子線の入射位置を求める。Ｓ２３で、制御部２０は、求められた入射位置の座標が過去に選択されていないかを検査する。制御部２０は、過去に選択された入射位置のデータと照合して、求められた入射位置が過去に選択された入射位置と異なるならば、Ｓ２４で電子線の強度データを取得する。求められた入射位置が過去に選択された入射位置と一致した場合には、再度Ｓ２２に戻って、入射位置を求めなおす。ここまでの手順を実行することで、電子線の入射位置を重複させることなく電子線の強度の計測を行うことが可能となる。図９の手順を繰り返して、Ｓ２３の検査が合格しなくなった場合すなわちすべての入射位置の座標データを参照した場合には、入射位置の座標データを初期化し入射位置の選択設定を最初からやり直すこともできる。一度入射された位置が再使用できないほど感度が低下するかどうかは、電子線のエネルギーと感度の変化との基礎データを取得しておくことで、判断することが可能である。

［実施例２］
複数の電子線を用いる描画装置は、電子線間の間隔が数十ｎｍと間隔が狭いため、各電子線の位置の制御を精密に行わないと描画性能に影響が生じる。実施例１で電子線の入射位置を変更することについて説明した。本実施例２では、電子線の入射位置を高精度に検出することについて説明する。

図１０は、検出器１３を取り囲むステージ１２上の検出器１３に対する相対位置が既知の４か所に、電子線の入射位置をアライメントするためのアライメント用検出器１０１〜１０４を設けた構成例を示している。検出器１３と４つのアライメント用検出器１０１〜１０４を１つの検出系としてまとめて構成することもできる。実施例２では、アライメント用検出器１０１〜１０４は、例えば、そこに入射した電子線を検出するセンサである。本実施例２は、アライメント用検出器１０１〜１０４として電子線の入射で信号を発生するファラデーカップを用いる。

アライメント用検出器１０１〜１０４は、検出器１３近傍のステージ１２上に設けられたマークと、当該マークの位置を検出するマーク位置検出器との組み合わせでもよい。マークは、電子線の入射で信号を発生するマークであっても良い。本実施例２では、アライメント用検出器１０１〜１０４の位置を基準として電子線の検出器１３における入射位置の座標を高精度に求めることができる。

図１１は、図１０の検出器１３とアライメント用検出器１０１とアライメント用検出器１０２との出力を信号処理するデータ収集部２１の構成ブロック図である。データ収集部２１は、検出器１３の出力データ、検出器１３のタイミング信号、アライメント用検出器１０１，１０２における電子線の入射タイミングから、電子線の検出器１３における入射位置の座標を求める信号処理回路を有する。検出器出力データ収集部１１１は、図２で説明した信号切替器３０、信号処理回路３５〜５０のブロック構成を有する。検出器位置データ収集部１１２は電荷電圧変換回路を有する。検出器パルスタイミング測定回路１１４は、検出器位置データ収集部１１２の内部に構成するプリアンプ３１と検出器出力データ収集部１１１との出力信号を二値化してエッジのタイミング信号位置を信号処理してパルス間の時間を取得する。そうすることで、制御部２０は、電子線の偏向速度を用いて電子線の検出器１３における入射位置の座標を取得することが可能となる。

図１２は４つの信号の時間変化を表わしている。時間軸は左から右方向に新しい時刻となっている。最上部はアライメント用検出器１０１、１０２における電子線が入射した際の電荷信号の変化を表わしている。信号１２１は、電子線が図１０に示すアライメント用検出器１０１上を走査した際に出力される電荷信号を示している。同様に信号１２２は、アライメント用検出器１０２を電子線が走査した際のプリアンプ３１の出力信号を示している。２段目のタイミングチャートは、検出器１３上を電子線が走査した際の電荷電圧変換回路の出力を示している。信号１２３は電子線の入射位置が検出器１３の感度が無い部分から感度があるエリアへと切り替わるタイミングを表す。信号１２４は電子線の入射位置が検出器１３の感度がある部分から感度が無い部分へと切り替わるタイミングを表わす。

３段目のタイミングチャートは、アライメント用検出器１０１、１０２のプリアンプ３１のアナログ信号出力を二値化したタイミング信号を表わす。４段目のタイミングチャートは、２段目のアナログ信号のタイミングを二値化した（信号１２４の部分は極性変更を行っている。）タイミング信号を表わす。３段目と４段目のタイミング信号からＴ１、Ｔ２、Ｔ３のパルス間隔を求めることができる。電子線の偏向速度がわかれば、検出器１３における電子線の位置の座標がわかる。電子線を連続的に走査して信号を得たが、ブランカー機能を使用して電子線のオン／オフ走査をして電子線のオン／オフする時間を制御することで、電子線が検出器１３のどの位置でオン／オフするかを求めることができる。制御部２０は、予め偏向速度を校正して、Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のデータテーブルを作成しておく。

制御部２０は、基準データと比較することで、偏向速度の校正確認をすることが可能である。制御部２０は、電子線の位置は偏向器９を使用して制御するので、ファラデーカップの位置に照射する電子線の偏向位置が分かれば電子線の水平方向（Ｘ軸方向）の入射位置の座標を特定することができる。制御部２０は、同様に垂直方向（Ｙ軸方向）もＸ軸方向と同様に電子線の偏向位置を制御することで、電子線のＹ軸方向の入射位置を制御することができる。電子線のＸ，Ｙ座標の両方の偏向制御位置が決まることで検出器１３に入射する電子線の位置を正確に求めることができる。

実施例１、２では、荷電粒子線装置として複数の電子線を用いて基板にパターンを描画する描画装置に適用した例について説明した。しかし、本発明は、イオンビーム等の他の複数の荷電粒子線を用いて基板にパターンを描画する描画装置、電子顕微鏡などにも利用できる。

［物品製造方法］
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、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。

Claims (10)

1. 荷電粒子線で物体を処理する荷電粒子線装置であって、
   検出面を有し、該検出面の一部の領域に入射した荷電粒子線を検出する検出器と、
   前記検出面に順次入射させる荷電粒子線の目標入射位置を互いに異ならせる制御部と、
   を備えることを特徴とする荷電粒子線装置。
2. 前記制御部は、前記荷電粒子線を偏向する偏向器および前記検出器を移動させる駆動部の少なくとも一方を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子線装置。
3. 前記制御部は、前記目標入射位置を規則的に変更する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷電粒子線装置。
4. 前記制御部は、前記目標入射位置をランダムに変更する、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷電粒子線装置。
5. 前記制御部は、前記検出面における感度の分布と前記検出面に対する荷電粒子線の入射位置とに基づいて前記検出器の出力を補正し、該補正された出力から荷電粒子線の強度を求める、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の荷電粒子線装置。
6. 前記検出器に対する相対位置が既知の位置に設けられたマークと、該マークの位置を荷電粒子線で検出するマーク位置検出器と、をさらに備え、
   前記制御部は、前記マーク位置検出器が検出した前記マークの位置に基づいて、荷電粒子線が前記目標入射位置に入射するように、荷電粒子線と前記検出器との間の相対位置を制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の荷電粒子線装置。
7. 前記マークは、前記マーク位置検出器に荷電粒子線を入射させる開口を含む、ことを特徴とする請求項６に記載の荷電粒子線装置。
8. 前記マーク位置検出器は、ファラデーカップを含む、ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の荷電粒子線装置。
9. 荷電粒子線で基板に描画を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の荷電粒子線装置。
10. 請求項９に記載の荷電粒子線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前記基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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