JP2020178055A - マルチ荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

Abstract

【目的】アパーチャ部の電子回路へ荷電粒子ビームが照射されることを抑制するマルチ荷電粒子ビーム描画装置を提供する。【構成】荷電粒子ビームを放出する放出部と、複数の第１の開口部を有し、荷電粒子ビームが照射され、複数の第１の開口部を荷電粒子ビームの一部が通過することによりマルチビームを形成する第１のアパーチャ部と、マルチビームの各ビームが通過する複数の第２の開口部を有し、マルチビームの各ビームを独立に偏向可能な第２のアパーチャ部と、第１のアパーチャ部と第２のアパーチャ部との間に挿入可能に設けられ、マルチビームを遮蔽可能な遮蔽板と、を備えるマルチ荷電粒子ビーム描画装置。【選択図】図１

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置に関する。

半導体デバイスの高集積化に伴い、半導体デバイスの回路パターンの微細化が進んでいる。回路パターンの微細化を実現する上で、半導体基板上に回路パターンを形成するリソグラフィ技術が重要となる。リソグラフィ技術を用いて微細な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。電子ビーム描画は、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製造に用いられる。

例えば、マルチビームを用いた描画装置がある。１本の電子ビームで描画する場合に比較して、マルチビームを用いることで一度に多くの電子ビームを試料に照射できる。したがって、描画のスループットを大幅に向上することが可能である。

マルチビームを用いた描画装置では、電子銃から放出された電子ビームを、複数の開口部を有する成形アパーチャアレイに通してマルチビームを形成する。マルチビームの各ビームは、ブランキングアパーチャアレイによって独立に偏向される。

ブランキングアパーチャアレイは、マルチビームの各ビームが通過する複数の開口部と、各開口部に設けられた電極対と、電極対に印加される電圧を制御する電子回路とを有する。電極対に印加される電圧を制御することで、マルチビームの各ビームが偏向される。電極対により偏向されたビームは遮蔽され、偏向されなかったビームが試料に照射されることにより、描画が行われる。

成形アパーチャアレイは、電子ビームが照射されることにより温度が上昇する。成形アパーチャアレイの温度が上昇すると、熱膨張により開口部のピッチが変化する。このため、例えば、成形アパーチャアレイの開口部のピッチは、成形アパーチャアレイの温度上昇による変化をあらかじめ考慮に入れて設計される。すなわち、成形アパーチャアレイの熱膨張により、開口部のピッチが安定した時点で、マルチビームの各ビームがブランキングアパーチャアレイの各開口部を通過するように設計される。

したがって、成形アパーチャアレイの開口部のピッチが安定するまでの間は、電子ビームが、ブランキングアパーチャアレイの電子回路に照射されるおそれがある。電子回路に電子ビームが照射されると、電子回路が故障するおそれがある。

特開２００４−１６５２５２号公報

本発明が解決しようとする課題は、アパーチャ部の電子回路へ荷電粒子ビームが照射されることを抑制するマルチ荷電粒子ビーム描画装置を提供することにある。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームを放出する放出部と、複数の第１の開口部を有し、前記荷電粒子ビームが照射され、前記複数の第１の開口部を前記荷電粒子ビームの一部が通過することによりマルチビームを形成する第１のアパーチャ部と、前記マルチビームの各ビームが通過する複数の第２の開口部を有し、前記マルチビームの各ビームを独立に偏向可能な第２のアパーチャ部と、前記第１のアパーチャ部と前記第２のアパーチャ部との間に挿入可能に設けられ、前記マルチビームを遮蔽可能な遮蔽板と、を備える。

上記態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置において、前記遮蔽板に流れる電流を測定する測定器を、更に備えることが好ましい。

上記態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置において、前記測定器の測定結果に基づき、前記遮蔽板の前記第１のアパーチャ部と前記第２のアパーチャ部との間からの抜去を判断する判断部を、更に備えることが好ましい。

上記態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置において、前記遮蔽板の前記第１のアパーチャ部と前記第２のアパーチャ部との間への挿入と抜去を行う駆動部を、更に備えることが好ましい。

上記態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置において、前記遮蔽板は金属を含むことが好ましい。

本発明によれば、アパーチャ部の電子回路へ荷電粒子ビームが照射されることを抑制するマルチ荷電粒子ビーム描画装置を提供することが可能となる。

第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置の構成を示す概念図。 第１の実施形態の成形アパーチャアレイ、ブランキングアパーチャアレイ、及び、遮蔽板の模式上面図。 第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置の動作の説明図。 第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置の動作の説明図。 第２の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置の構成を示す概念図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。以下、実施形態では、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。ただし、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かまわない。

本明細書中、描画データとは、試料に描画するパターンの基データである。描画データはＣＡＤ等で設計者により生成された設計データを、描画装置内での演算処理が可能となるようにフォーマットを変換したデータである。図形等の描画パターンが、例えば、図形の頂点等の座標で定義されている。

（第１の実施形態）
第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、荷電粒子ビームを放出する放出部と、複数の第１の開口部を有し、荷電粒子ビームが照射され、複数の第１の開口部を荷電粒子ビームの一部が通過することによりマルチビームを形成する第１のアパーチャ部と、マルチビームの各ビームが通過する複数の第２の開口部を有し、マルチビームの各ビームを独立に偏向可能な第２のアパーチャ部と、第１のアパーチャ部と第２のアパーチャ部との間に挿入可能に設けられ、マルチビームを遮蔽可能な遮蔽板と、を備える。

以下、マルチ荷電粒子ビーム描画装置が、マスク描画装置である場合を例に説明する。

図１は、第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置の構成を示す概念図である。

図１に示すように、マスク描画装置（荷電粒子ビーム描画装置）は、描画部１００と制御部２００を備えている。マスク描画装置は、試料４２に所望するパターンを描画する。

描画部１００は、電子鏡筒１２、描画室１４、駆動モータ１５（駆動部）を有している。電子鏡筒１２内には、電子銃１６（放出部）、照明レンズ１８、成形アパーチャアレイ２８（第１のアパーチャ部）、ブランキングアパーチャアレイ３０（第２のアパーチャ部）、遮蔽板３１、投影レンズ３２、支持部３３、偏向器３４、ストッピングアパーチャ３６、及び、対物レンズ３８が配置されている。描画部１００は、試料４２への描画を実行する。

描画室１４内には、移動可能に配置されたＸＹステージ４０が配置されている。ＸＹステージ４０上には、試料（描画対象物）４２を載置することが可能である。試料４２は、ウェハにパターンを転写する露光用のマスク基板である。マスク基板は、例えば、まだ何も描画されていないマスクブランクスである。

電子鏡筒１２内及び描画室１４内は、図示し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っている。

制御部２００は、ステージ駆動回路４４、偏向制御回路４６、判断回路４７（判断部）、遮蔽板駆動回路４８、制御計算機５０、メモリ５２、及び、磁気ディスク装置５４を有している。制御部２００は、試料４２への描画を行う描画部１００を制御する。

電子銃１６は、電子ビームＢを放出する。電子銃１６は、放出部の一例である。

照明レンズ１８は、電子銃１６のＸＹステージ４０側に設けられる。照明レンズ１８は、電子銃１６から放出された電子ビームＢを屈折させ、ほぼ垂直に成形アパーチャアレイ２８に照射する。照明レンズ１８は、電子レンズである。

成形アパーチャアレイ２８は、照明レンズ１８のＸＹステージ４０側に設けられる。成形アパーチャアレイ２８は、照明レンズ１８とブランキングアパーチャアレイ３０との間に設けられる。成形アパーチャアレイ２８には、電子ビームＢが照射される。成形アパーチャアレイ２８は、マルチビームＭＢを形成する。

ブランキングアパーチャアレイ３０は、成形アパーチャアレイ２８のＸＹステージ４０側に設けられる。ブランキングアパーチャアレイ３０により、マルチビームＭＢの各ビームを独立に偏向することが可能である。

遮蔽板３１は、成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間に挿入可能に設けられる。遮蔽板３１は、マルチビームＭＢを遮蔽することが可能である。

図２は、第１の実施形態の成形アパーチャアレイ、ブランキングアパーチャアレイ、及び、遮蔽板の模式上面図である。図２（ａ）は成形アパーチャアレイ、図２（ｂ）はブランキングアパーチャアレイ、図２（ｃ）は遮蔽板を示す。

図２（ａ）に示すように、成形アパーチャアレイ２８は、板状である。成形アパーチャアレイ２８は、複数の第１の開口部２８ｘを有する。成形アパーチャアレイ２８には、例えば、縦ｍ列×横ｎ列（ｍ、ｎ≧２）の第１の開口部２８ｘが所定のピッチで配列する。

第１の開口部２８ｘは、例えば、矩形である。第１の開口部２８ｘは、例えば、正方形である。第１の開口部２８ｘを、例えば、円形とすることも可能である。成形アパーチャアレイ２８の第１の開口部２８ｘは、例えば、半導体プロセスを用いて形成される。

電子銃１６から放出された電子ビームＢの一部が、成形アパーチャアレイ２８の複数の第１の開口部２８ｘを通過して分割されることで、マルチビームＭＢが形成される。

成形アパーチャアレイ２８の材質は、例えば、シリコン（Ｓｉ）である。

図２（ｂ）に示すように、ブランキングアパーチャアレイ３０は、板状である。ブランキングアパーチャアレイ３０には、成形アパーチャアレイ２８で形成されたマルチビームＭＢの各ビームが通過する複数の第２の開口部３０ｘを有する。ブランキングアパーチャアレイ３０には、例えば、縦ｍ列×横ｎ列（ｍ、ｎ≧２）の第２の開口部３０ｘが所定のピッチで配列する。

成形アパーチャアレイ２８の第１の開口部２８ｘの数と、ブランキングアパーチャアレイ３０の第２の開口部３０ｘの数は同一である。例えば、第１の開口部２８ｘの配列のピッチと、第２の開口部３０ｘの配列のピッチは同一である。

第２の開口部３０ｘのそれぞれに、図示しないブランカが設けられる。ブランカは、一対の電極で形成される。ブランキングアパーチャアレイ３０には、図示しない電子回路が形成される。電子回路を用いて、ブランカに印加される電圧を制御する。

例えば、ブランカの一方の電極はグラウンド電位に固定され、他方の電極には、グランウド電位と異なる電位が印加される。第２の開口部３０ｘを通過するマルチビームＭＢの各ビームは、ブランカに印加される電圧により、独立に偏向される。

ブランキングアパーチャアレイ３０の材質は、例えば、シリコン（Ｓｉ）である。第２の開口部３０ｘ、ブランカ、及び電子回路は、例えば、シリコン基板に半導体プロセスを用いて形成される。

図２（ｃ）に示すように、遮蔽板３１は、板状である。遮蔽板３１の厚さは、例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下である。

遮蔽板３１は、例えば、金属を含む。遮蔽板３１の材料として、例えば、金属を用いる。

遮蔽板３１の材料となる金属は、例えば、重金属である。重金属は、例えば、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、又は、鉛（Ｐｂ）である。なお、重金属とは、鉄（Ｆｅ）以上の比重を有する金属を意味する。

遮蔽板３１に含まれる金属は、例えば、非磁性金属である。

遮蔽板３１の材料として、例えば、アルミニウム（ｌ）やチタン（Ｔｉ）等の軽金属を用いることも可能である。遮蔽板３１の材料として、例えば、カーボン（Ｃ）やシリコン（Ｓｉ）を用いることも可能である。

図２（ａ）、図２（ｃ）に示すように、遮蔽板３１の横幅ａ３及び縦幅ｂ３は、それぞれ、成形アパーチャアレイ２８の横幅ａ１及び縦幅ｂ１よりも広い。また、図２（ｂ）、図２（ｃ）に示すように、遮蔽板３１の横幅ａ３及び縦幅ｂ３は、それぞれ、ブランキングアパーチャアレイ３０の横幅ａ２及び縦幅ｂ２よりも広い。

支持部３３は、遮蔽板３１を支持する。支持部３３は、電子鏡筒１２を貫通する。

駆動モータ１５は、電子鏡筒１２の外部に設けられる。駆動モータ１５は、支持部３３に接続される。駆動モータ１５は、例えば、支持部３３を水平方向に移動させることにより、遮蔽板３１の成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間への挿入と抜去を行う。駆動モータ１５は、電子鏡筒１２の内部に設けられても構わない。

投影レンズ３２は、ブランキングアパーチャアレイ３０のＸＹステージ４０側に設けられる。投影レンズ３２は、ブランキングアパーチャアレイ３０を通過したマルチビームＭＢを収束させる。投影レンズ３２は、電子レンズである。

偏向器３４は、投影レンズ３２のＸＹステージ４０側に設けられる。偏向器３４は、投影レンズ３２で収束されるマルチビームＭＢを、一括して同一方向によって偏向する。

ストッピングアパーチャ３６は、偏向器３４のＸＹステージ４０側に設けられる。ストッピングアパーチャ３６は、マルチビームＭＢの内、ブランキングアパーチャアレイ３０のブランカによって偏向された電子ビームを遮蔽する。

ストッピングアパーチャ３６は、板状である。ストッピングアパーチャ３６は、第３の開口部３６ｘを有する。マルチビームＭＢの内、ブランキングアパーチャアレイ３０のブランカによって偏向されなかった電子ビームは、第３の開口部３６ｘを通過する。

なお、偏向器３４を、ストッピングアパーチャ３６のＸＹステージ４０側に設けることも可能である。

対物レンズ３８は、ストッピングアパーチャ３６のＸＹステージ４０側に設けられる。対物レンズ３８は、ストッピングアパーチャ３６を通過した各ビームの焦点を、試料４２に合わせる。

ステージ駆動回路４４は、描画室１４内のＸＹステージ４０の移動を制御する。偏向制御回路４６は、ブランキングアパーチャアレイ３０及び偏向器３４によるマルチビームＭＢの偏向を制御する。

遮蔽板駆動回路４８は、駆動モータ１５による、遮蔽板３１の移動を制御する。遮蔽板駆動回路４８は、成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間への遮蔽板３１の挿入と抜去を制御する。なお、手動で遮蔽版３１の移動を制御してもよい。

判断回路４７は、成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間への遮蔽板３１の挿入と抜去を判断する。判断回路４７は、成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間へ遮蔽板３１を挿入する適切なタイミングと、抜去する適切なタイミングを判断する。なお、回路を用いることなく、手動でタイミングを与えてもよい。

磁気ディスク装置５４は、例えば、描画データを記憶する。磁気ディスク装置５４から制御計算機５０に描画データが入力される。

メモリ５２は、例えば、制御計算機５０に入力される情報、演算処理中の情報、及び、演算処理後の情報を記憶する。

制御計算機５０は、ステージ駆動回路４４、偏向制御回路４６、判断回路４７、遮蔽板駆動回路４８に接続される。ステージ駆動回路４４、偏向制御回路４６、判断回路４７、遮蔽板駆動回路４８は、制御計算機５０により制御される。制御計算機５０から、ステージ駆動回路４４、偏向制御回路４６、判断回路４７、遮蔽板駆動回路４８等に指令信号が送られ、描画が実行される。

図１では、第１の実施形態を説明する上で必要な構成部分について記載している。第１の実施形態のマスク描画装置には、マスク描画装置にとって、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。

次に、第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置の動作について説明する。

図３は、第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置の動作の説明図である。図３（ａ）は、遮蔽板３１の成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間への挿入と抜去のタイミングを示す図である。図３（ｂ）は、試料４２への電子ビームの照射と非照射のタイミングを示す図である。

試料４２へのパターンの描画の際、最初に、描画室１４内に試料４２を搬入し、ＸＹステージ４０の上に載置する。

例えば、時間ｔ０では、遮蔽板３１を成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間へ挿入した状態とする。時間ｔ０は、試料４２をＸＹステージ４０の上に載置した後の時間である。次に、時間ｔ０から時間ｔ１との間で、電子銃１６から電子ビームＢの放出を開始する。

図４は、第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置の動作の説明図である。図４は、遮蔽板３１を成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間へ挿入した状態を示す。

電子銃１６から放出された電子ビームＢは、照明レンズ１８により、ほぼ垂直に成形アパーチャアレイ２８を照明する。成形アパーチャアレイ２８を照明した電子ビームＢは、成形アパーチャアレイ２８の複数の第１の開口部２８ｘを通過して分割され、マルチビームＭＢが形成される。マルチビームＭＢは、複数の電子ビームで構成される。

時間ｔ０から時間ｔ１までの間では、図４に示すように、マルチビームＭＢは遮蔽板３１で遮蔽されるため、試料４２には照射されない。時間ｔ０から時間ｔ１までの間は、試料４２への描画が行われない待機状態である。

その後、電子ビームＢの出力が安定し、かつ、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定したと判断された時間に、遮蔽板３１が成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間から抜去される。この時間が時間ｔ１に相当する。

電子ビームＢの出力が安定し、かつ、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定したとの判断は、判断回路４７で行われる。判断回路４７による判断は、例えば、電子ビームＢの放出からの時間経過に基づき、判断される。判断回路４７は、例えば、電子ビームＢの放出から所定の時間が経過した場合、電子ビームＢの出力が安定し、かつ、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定したと判断する。

判断回路４７の判断が、例えば、制御計算機５０を介して、遮蔽板駆動回路４８に伝達され、駆動モータ１５が駆動する。駆動モータ１５が駆動することにより、遮蔽板３１が成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間から抜去される。

時間ｔ１において、遮蔽板３１が成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間から抜去されると、図１に示すように、マルチビームＭＢの各ビームは、ブランキングアパーチャアレイ３０の複数の第２の開口部３０ｘをそれぞれ通過する。マルチビームＭＢの各ビームのうち、例えば、一部がブランカに印加される電圧により偏向される。

ブランキングアパーチャアレイ３０を通過したマルチビームＭＢの各ビームは、投影レンズ３２により収束され、ストッピングアパーチャ３６の第３の開口部３６ｘへ向かう。マルチビームＭＢの各ビームのうち、ブランキングアパーチャアレイ３０で偏向された電子ビームは、ストッピングアパーチャ３６の第３の開口部３６ｘからはずれ、ストッピングアパーチャ３６により遮蔽される。

一方、ブランキングアパーチャアレイ３０で偏向されなかった電子ビームは、ストッピングアパーチャ３６の第３の開口部３６ｘを通過する。ブランキングアパーチャアレイ３０とストッピングアパーチャ３６により、各ビームの試料４２への照射と非照射が独立に制御される。

制御計算機５０から偏向制御回路４６へ、描画データに基づく指令信号が伝達される。偏向制御回路４６からの指令信号により、ブランキングアパーチャアレイ３０の各ブランカに印加する電圧が制御され、各ビームの偏向の有無が制御される。

ストッピングアパーチャ３６を通過した各ビームは、対物レンズ３８により焦点が合わされ、試料４２上に照射され、試料４２へのパターンの描画が実行される。

マルチビームＭＢの各ビームは、偏向器３４により、一括して偏向されることで、試料４２の所定の位置に照射される。制御計算機５０から偏向制御回路４６へ、描画データに基づく指令信号が伝達される。偏向制御回路４６からの指令信号に基づき偏向器３４により、電子ビームが偏向され、描画データによって決定される試料４２上の所定位置に、電子ビームが照射される。

電子ビームは、例えば、連続移動するＸＹステージ４０上の試料４２上の所定位置に、照射される。ＸＹステージ４０は、ステージ駆動回路４４からの指令信号に基づき移動する。電子ビームは、偏向器３４によって偏向されることで、ＸＹステージ４０の移動に追随する。

試料４２へのパターンの描画が終了すると、遮蔽板３１を成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間へ挿入する。この時間が時間ｔ２に相当する。時間ｔ２以降、試料４２への描画が行われない待機状態となる。

遮蔽板３１を成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間へ挿入した後、電子銃１６からの電子ビームＢの放出を停止する。その後、描画の終わった試料４２を描画室１４から搬出する。

次に、別の試料４２を描画室１４内に搬入し、ＸＹステージ４０の上に載置する。次に、電子銃１６からの電子ビームＢの放出を開始する。

先の試料４２へのパターンの描画の際と同様、電子ビームＢの出力が安定し、かつ、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定したと判断された時間に、遮蔽板３１が成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間から抜去される。この時間が時間ｔ３に相当する。

その後、先の試料４２の場合と同様に、試料４２へのパターンの描画が行われる。

次に、第１の実施形態の荷電粒子ビーム描画装置の作用及び効果について説明する。

マルチビームＭＢを用いたマスク描画装置では、電子銃１６から放出された電子ビームＢを、複数の第１の開口部２８ｘを有する成形アパーチャアレイ２８に通してマルチビームＭＢを形成する。マルチビームＭＢの各ビームは、ブランキングアパーチャアレイ３０によって独立に偏向される。

ブランキングアパーチャアレイ３０は、マルチビームＭＢの各ビームが通過する複数の第２の開口部３０ｘと、各開口部に設けられた電極対と、電極対に印加される電圧を制御する電子回路とを有する。電極対に印加される電圧を制御することで、マルチビームＭＢの各ビームが偏向される。電極対により偏向されたビームは遮蔽され、偏向されなかった電子ビームが試料に照射されることにより、描画が行われる。

成形アパーチャアレイ２８は、電子ビームＢが照射されることにより温度が上昇する。成形アパーチャアレイ２８の温度が上昇すると、熱膨張により第１の開口部２８ｘのピッチが変化する。第１の開口部２８ｘのピッチが所定の範囲を逸脱すると、例えば、マルチビームＭＢの各ビームがブランキングアパーチャアレイ３０の所望の第２の開口部３０ｘを通過できなくなり、試料４２に照射されるべき電子ビームが欠損するという問題が生じる。

このため、例えば、成形アパーチャアレイ２８の第１の開口部２８ｘのピッチは、温度上昇による変化をあらかじめ考慮に入れて設計される。すなわち、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張により、第１の開口部２８ｘのピッチが安定した時点で、マルチビームＭＢの各ビームがブランキングアパーチャアレイ３０の各開口部を通過するように設計される。

したがって、成形アパーチャアレイ２８の第１の開口部２８ｘのピッチが安定するまでの間は、電子ビームがブランキングアパーチャアレイ３０の各開口部を通過できず、ブランキングアパーチャアレイ３０の電子回路に照射されるおそれがある。また、成形アパーチャアレイ２８に電子ビームＢが照射されることにより発生するＸ線がブランキングアパーチャアレイ３０の電子回路に照射されるおそれがある。電子回路に電子ビームやＸ線が照射されると、電子回路が故障するおそれがある。

第１の実施形態のマスク描画装置は、成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間に挿入可能に設けられ、マルチビームＭＢを遮蔽可能な遮蔽板３１を備える。成形アパーチャアレイ２８の第１の開口部２８ｘのピッチが安定するまでの間は、遮蔽板３１によってマルチビームＭＢを遮蔽し、電子ビームがブランキングアパーチャアレイ３０の電子回路に照射されることが防止される。

したがって、ブランキングアパーチャアレイ３０の電子回路の故障が抑制される。よって、信頼性の向上したマスク描画装置が実現される。

遮蔽板３１は、金属を含むことが好ましく、重金属を含むことがより好ましい。金属、特に、重金属を含むことで、電子ビームや、Ｘ線の遮蔽効果が向上する。

遮蔽板３１に含まれる金属は、遮蔽板３１の存在が電子ビームの軌道に与える影響を回避する観点から、非磁性金属であることが好ましい。

遮蔽板３１の厚さは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましく、１ｍｍ以上３ｍｍ以下であることがより好ましい。上記下限値よりも厚いことで、電子ビームやＸ線に対する遮蔽能力が向上する。また、上記上限値よりも薄いことで軽量になり、支持部３３による支持が容易となる。

マルチビームＭＢを遮蔽する観点から、遮蔽板３１の横幅ａ３及び縦幅ｂ３は、それぞれ、成形アパーチャアレイ２８の横幅ａ１及び縦幅ｂ１よりも広いことが好ましい。同様の観点から、遮蔽板３１の横幅ａ３及び縦幅ｂ３は、それぞれ、ブランキングアパーチャアレイ３０の横幅ａ２及び縦幅ｂ２よりも広いことが好ましい。

以上、第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間に挿入可能な遮蔽板３１を設けることにより、ブランキングアパーチャアレイ３０の電子回路に荷電粒子ビームが照射されることが抑制される。したがって、信頼性の向上したマルチ荷電粒子ビーム描画装置が実現される。

（第２の実施形態）
第２の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、遮蔽板に流れる電流を測定する測定器を、更に備え、測定器の測定結果に基づき、判断部が、遮蔽板を第１のアパーチャ部と第２のアパーチャ部との間からの抜去を判断する点で、第１の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置と異なっている。以下、第１の実施形態と重複する内容については、一部記述を省略する。

図５は、第２の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置の構成を示す概念図である。

図５に示すように、マスク描画装置（荷電粒子ビーム描画装置）は、描画部１００と制御部２００を備えている。マスク描画装置は、試料４２に所望するパターンを描画する。

描画部１００は、電子鏡筒１２、描画室１４、駆動モータ１５（駆動部）、電流計１７（測定器）を有している。電子鏡筒１２内には、電子銃１６（放出部）、照明レンズ１８、成形アパーチャアレイ２８（第１のアパーチャ部）、ブランキングアパーチャアレイ３０（第２のアパーチャ部）、遮蔽板３１、投影レンズ３２、支持部３３、偏向器３４、ストッピングアパーチャ３６、及び、対物レンズ３８が配置されている。描画部１００は、試料４２への描画を実行する。

描画室１４内には、移動可能に配置されたＸＹステージ４０が配置されている。ＸＹステージ４０上には、試料４２を載置することが可能である。試料４２は、ウェハにパターンを転写する露光用のマスク基板である。マスク基板は、例えば、まだ何も描画されていないマスクブランクスである。

制御部２００は、ステージ駆動回路４４、偏向制御回路４６、判断回路４７（判断部）、遮蔽板駆動回路４８、制御計算機５０、メモリ５２、及び、磁気ディスク装置５４を有している。制御部２００は、試料４２への描画を行う描画部１００を制御する。

電流計１７は、電子鏡筒１２の外部に設けられる。電流計１７は、例えば、遮蔽板３１に配線を介して電気的に接続される。電流計１７は、遮蔽板３１にマルチビームＭＢが照射されることで流れる電流を測定することが可能である。

電流計１７の測定結果は、例えば、制御計算機５０を介して、判断回路４７に伝達される。判断回路４７は、電流計１７の測定結果に基づき、遮蔽板３１の、成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間からの抜去の適切なタイミングを判断する。

第１の実施形態において、図３を用いて説明したように、試料４２へのパターンの描画の際、時間ｔ０から時間ｔ１との間で、電子銃１６からの電子ビームＢの放出を開始する。そして、電子ビームＢの出力が安定し、かつ、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定したと判断された時間に、遮蔽板３１が成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間から抜去される。この時間が時間ｔ１に相当する。

成形アパーチャアレイ２８が熱膨張すると、成形アパーチャアレイ２８の第１の開口部２８ｘの開口径も膨張により大きくなる。第１の開口部２８ｘの開口径が大きくなると、成形アパーチャアレイ２８を通過して、遮蔽板３１に照射されるマルチビームＭＢの照射量も大きくなる。言い換えれば、遮蔽板３１に流れる電流が大きくなる。

したがって、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定したか否かを遮蔽板３１に流れる電流を測定することで判断することが可能である。例えば、遮蔽板３１に流れる電流の増加が止まった時点を、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定した時点であると判断する。

電子ビームＢの出力が安定し、かつ、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定したとの判断は、判断回路４７で行われる。判断回路４７は、例えば、電流計１７によって測定される電流値の増加が止まった時点を、電子ビームＢの出力が安定し、かつ、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定した時点と判断する。

第２の実施形態によれば、電流計１７を設けることにより、成形アパーチャアレイ２８の熱膨張が安定した時点を的確に判断することが可能となる。したがって、遮蔽板３１を、成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間から抜去する適切なタイミングを的確に判断することが可能となる。よって、遮蔽板３１の抜去までに冗長な待機時間を設けることが不要となり、マスク描画装置のスループットが向上し、マスク描画装置の生産性が向上する。

遮蔽板３１の抵抗を低減し、遮蔽板３１に流れる電流の測定精度を向上させる観点から、遮蔽板３１は金属を含むことが好ましい。また、遮蔽板３１は金属板であることが好ましい。

以上、第２の実施形態のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、第１の実施形態と同様、成形アパーチャアレイ２８とブランキングアパーチャアレイ３０との間に挿入可能な遮蔽板３１を設けることにより、ブランキングアパーチャアレイ３０の電子回路に荷電粒子ビームが照射されることが抑制される。さらに、電流計１７を設けることにより、マスク描画装置のスループットが向上し、マスク描画装置の生産性が向上する。

以上、具体例を参照しつつ実施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。

第１及び第２の実施形態では、遮蔽板３１が１枚の板で構成される場合を例に説明したが、遮蔽板３１は１枚の板に限定されるものではない。例えば、遮蔽板３１は複数の板で構成されても構わない。遮蔽板３１に、例えば、絞り羽根を用いた虹彩絞り構造を適用することも可能である。

第１及び第２の実施形態では、荷電粒子ビーム描画装置が、マスク描画装置である場合を例に説明したが、例えば、半導体ウェハ上にパターンを直描する荷電粒子ビーム描画装置に本発明を適用することも可能である。

第１及び第２の実施形態では、電子銃１６から放出された電子ビームＢが、照明レンズ１８により、ほぼ垂直に成形アパーチャアレイ２８を照明する場合を例に説明したが、電子ビームＢの径が狭まる方向に角度を持って成形アパーチャアレイ２８を照明する場合にも、本発明を適用することが可能である。

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、荷電粒子ビーム描画装置を制御する制御部の構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部の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荷電粒子ビーム描画装置及びアパーチャは、本発明の範囲に包含される。

１２ 電子鏡筒
１４ 描画室
１５ 駆動モータ（駆動部）
１６ 電子銃（放出部）
１７ 電流計（測定器）
１８ 照明レンズ
２８ 成形アパーチャアレイ（第１のアパーチャ部）
２８ｘ 第１の開口部
３０ ブランキングアパーチャアレイ（第２のアパーチャ部）
３０ｘ 第２の開口部
３１ 遮蔽板
３２ 投影レンズ
３３ 支持部
３４ 偏向器
３６ ストッピングアパーチャ
３６ｘ 第３の開口部
３８ 対物レンズ
４０ ＸＹステージ
４２ 試料
４４ ステージ駆動回路
４６ 偏向制御回路
４７ 判断回路（判断部）
４８ 遮蔽板駆動回路
５０ 制御計算機
５２ メモリ
５４ 磁気ディスク装置
１００ 描画部
２００ 制御部
Ｂ 電子ビーム（荷電粒子ビーム）
ＭＢ マルチビーム

Claims (5)

1. 荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の第１の開口部を有し、前記荷電粒子ビームが照射され、前記複数の第１の開口部を前記荷電粒子ビームの一部が通過することによりマルチビームを形成する第１のアパーチャ部と、
   前記マルチビームの各ビームが通過する複数の第２の開口部を有し、前記マルチビームの各ビームを独立に偏向可能な第２のアパーチャ部と、
   前記第１のアパーチャ部と前記第２のアパーチャ部との間に挿入可能に設けられ、前記マルチビームを遮蔽可能な遮蔽板と、
   を備えるマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記遮蔽板に流れる電流を測定する測定器を、更に備える請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記測定器の測定結果に基づき、前記遮蔽板の前記第１のアパーチャ部と前記第２のアパーチャ部との間からの抜去を判断する判断部を、更に備える請求項２記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記遮蔽板の前記第１のアパーチャ部と前記第２のアパーチャ部との間への挿入と抜去を行う駆動部を、更に備える請求項１ないし請求項３いずれか一項記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
5. 前記遮蔽板は金属を含む請求項１ないし請求項４いずれか一項記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

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