JP5855390B2 - 荷電粒子ビーム描画装置及びブランキングタイミングの調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及びブランキングタイミングの調整方法に関する。

半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するために、リソグラフィー技術が用いられる。リソグラフィー技術では、マスク（レチクルともいう。以下、マスクと総称する）と称される原画パターンを使用したパターンの転写が行われる。この際、高精度なマスクを製造するために、優れた解像度を備える電子ビーム（電子線）描画技術が用いられる。

電子ビーム描画を行う荷電粒子ビーム描画装置の一方式として、例えば以下のような可変成形方式を挙げることができる。すなわち、ここでは図示しないが、この可変成形方式は、第１成形アパーチャの開口と、第２成形アパーチャの開口とを通過することで成形された電子ビームによって可動ステージに載置された試料上に図形パターンが描画される。

このように例えば、可動ステージ上の試料に図形パターンを描画する際には、電子ビームを移動させる制御、或いは、電子ビームの形状やサイズの制御の必要が生じる。上述した荷電粒子ビーム描画装置では、荷電粒子ビームを偏向させて移動させる。このようなビームの偏向には偏向アンプが用いられており、そのために荷電粒子ビーム描画装置には、単数または複数の偏向アンプが利用される。このビーム偏向制御は、偏向アンプと偏向器によって行われ、それぞれの偏向制御は独立して行われることが一般的である。

さらに、電子ビームを偏向させるためには、偏向アンプの出力が十分に安定した状態にあることが必要である。すなわち、偏向アンプが立ち上がったばかりの時は一般的にその出力が安定せず、このような状態で電子ビームの照射を行うと、ショットの位置やサイズに狂いが生ずることもあり、適切な制御を行うことができない。そのため、電子ビームの照射は、偏向アンプが立ち上がって後、その出力が安定することを待って行われる。

但し、一般的に、偏向アンプが劣化してくると、正常な状態に比べて当該偏向アンプの出力が安定するまでに時間がかかる。従って、電子ビームの照射は偏向アンプの出力が安定した後に行われるが、照射を待っている時間内に偏向アンプの出力が十分に安定しないことも考えられる。このような場合に照射を行うと、上述したような弊害を招来することにもなりかねない。

そのため、適宜偏向アンプの性能の評価を行う必要がある。以下の特許文献１における発明では、偏向アンプの出力性能の変化を検出する機能が開示されている。

すなわち、この発明は、第１のＤＡＣアンプに第１の評価信号を入力して、この第１のＤＡＣアンプの出力側に接続された第１の測定抵抗素子及びこの第１の測定抵抗素子と並列に接続された第１の遅延補償素子を介して第１のＤＡＣアンプから第１の出力電圧を出力する。一方、第２のＤＡＣアンプには、第１の評価信号の逆相となる第２の評価信号を入力して、この第２のＤＡＣアンプの出力側に接続された第２の測定抵抗素子及びこの第２の測定抵抗素子と並列に接続された第２の遅延補償素子を介して第２のＤＡＣアンプから第２の出力電圧を出力する。これら第１の出力電圧と、第２の出力電圧を加算した値から、第１のＤＡＣアンプ及び第２のＤＡＣアンプのセトリング時間を測定することにより、ＤＡＣセトリング特性、すなわち異常の有無を評価する。

このＤＡＣセトリング特性評価方法であれば、プローブ等を含む、測定装置側のインピーダンスを排除しつつ、高精度な評価を行うことが可能となる、とされる。

また、以下の特許文献２においては、ＤＡＣアンプの性能の評価としてＤＡＣアンプの異常を検出する機能が開示されている。

すなわち、この発明は、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る。

ここで、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。よって加算回路の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。

特開２００７−２０１１５０号公報 特開２００７−２７１９１９号公報

しかしながら、上記特許文献１、或いは特許文献２に記載の発明では、ＤＡＣアンプの異常を検出することは可能であるが、その後のＤＡＣアンプの調整方法についてまでは考慮されていない。

すなわち、異常が検出されたＤＡＣアンプが新たなＤＡＣアンプに交換された場合、例えば、ブランキング信号やＤＡＣアンプから出力される信号をオシロスコープに接続して１極ずつ順に手動で測定、調整が行われる。このように１極ずつしか調整することができないため、異常発生、特定から調整を含む復旧までに多大な時間が必要とされる。また、荷電粒子ビーム描画装置によっては、通常の荷電粒子ビーム描画装置よりも多くのＤＡＣアンプが搭載されている場合もあり、この荷電粒子ビーム描画装置においてはさらに長時間の作業が必要となる。

さらに、調整には高度な技術が求められる場合もあり、特に高精度な調整が必要な場合には、対応できる人員にも限りがあり、短時間の復旧と高精度な調整とは、なかなか両立しにくい場合も散見される。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、ＤＡＣアンプテスターを使用してブランキングタイミングの調整を行うことによって、セトリング時間の短縮を図り全描画処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図るとともに、誰でも簡易、確実にＤＡＣアンプの調整を行うことができるだけではなくＤＡＣアンプ調整時間の短縮までも図ることが可能な荷電粒子ビーム描画装置及びブランキングタイミングの調整方法を提供することにある。

本発明の実施の形態に係る特徴は、荷電粒子ビーム描画装置において、試料への荷電粒子ビームの照射の可否を制御するブランキングアンプと、荷電粒子ビームの光路に沿って配置される偏向器に電圧を印加するＤＡＣアンプと、ブランキングアンプやＤＡＣアンプの制御を行う偏向制御部と、偏向制御部を制御する制御計算機と、ＤＡＣアンプから出力されるアナログ電圧信号を加算する加算回路を備えるＤＡＣアンプ診断回路と、ＤＡＣアンプ診断回路から出力される信号を基にＤＡＣアンプの評価を行うＤＡＣアンプテスターと、を備え、ＤＡＣアンプテスターは、ブランキングアンプから出力されるブランキング信号とＤＡＣアンプ診断回路から出力される加算回路出力信号を基に、セトリング時間内において、前記ブランキングアンプにおける照射時間から前記セトリング時間へと移行する時点から、前記ＤＡＣアンプでの偏向が開始される時点までの時間差であるブランキングタイミングの調整を行う。

また、荷電粒子ビーム描画装置において、ＤＡＣアンプテスターは、ブランキングアンプにおける照射時間からセトリング時間へと移行する時点に向けて、ＤＡＣアンプでの偏向が開始される時点を移動させることによって、ブランキングタイミングの調整を行うことが望ましい。

さらに、荷電粒子ビーム描画装置において、ブランキングタイミングの調整結果は、ＤＡＣアンプテスターから偏向制御部へと送信されることが望ましい。

本発明の実施の形態に係る特徴は、ブランキングタイミングの調整方法において、試料に対して描画処理が行われる際のＤＡＣアンプから偏向器へ出力されるアナログ電圧信号をＤＡＣアンプ診断回路に入力し、加算回路にて加算し、加算回路出力信号を生成するステップと、加算回路出力信号がＤＡＣアンプ診断回路からＤＡＣアンプテスターに入力されるステップと、ブランキング信号が、ブランキングアンプからＤＡＣアンプテスターに入力されるステップと、描画処理が開始される際に、ＤＡＣアンプからの出力信号が異常であるか否かの信号と、試料に照射される荷電粒子ビームに関するブランキング信号とがＤＡＣアンプテスターに入力されるステップと、ＤＡＣアンプテスターが、ブランキングアンプにおける照射時間からセトリング時間へと移行する時点に向けて、加算回路出力信号において示されるＤＡＣアンプでの偏向が開始される時点を移動させるステップとを備える。

また、ブランキングタイミングの調整方法において、ブランキングアンプにおける照射時間からセトリング時間へと移行する時点に向けて、加算回路出力信号において示されるＤＡＣアンプでの偏向が開始される時点を移動させるに当たり、当該移動をＤＡＣアンプテスターにおける調整可能幅に基づいて行い、所望のブランキングタイミングに調整することが望ましい。

本発明によれば、ＤＡＣアンプテスターを使用してブランキングタイミングの調整を行うことによって、セトリング時間の短縮を図り全描画処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図るとともに、誰でも簡易、確実にＤＡＣアンプの調整を行うことができるだけではなくＤＡＣアンプ調整時間の短縮までも図ることが可能な荷電粒子ビーム描画装置及びブランキングタイミングの調整方法を提供することができる。

本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態におけるＤＡＣアンプテスターの内部構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態におけるブランキングタイミングの調整方法を説明する波形図である。 本発明の実施の形態におけるブランキングタイミングを調整する前の加算回路出力信号とブランキング信号との関係を示す波形図である。 本発明の実施の形態におけるブランキングタイミングを調整した後の加算回路出力信号とブランキング信号との関係を示す波形図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１の全体構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態においては、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られるものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームであっても良い。

荷電粒子ビーム描画装置１は、試料に所定のパターンを描画する装置であり、特に可変成形型の描画装置の一例である。図１に示すように、荷電粒子ビーム描画装置１は、大きく描画部２と制御部３を備えている。描画部２は、電子鏡筒４と描画室６を備えている。電子鏡筒４内には、電子銃４１と、この電子銃４１から照射される荷電粒子ビーム（電子ビーム）ＥＢの光路に沿って、照明レンズ４２と、ブランキング偏向器４３と、ブランキングアパーチャ４４と、第１の成形アパーチャ４５と、投影レンズ４６と、成形偏向器４７と、第２の成形アパーチャ４８と、対物レンズ４９と、副偏向器５０と、主偏向器５１とが順に配置されている。

描画室６の中には、ＸＹステージ６１が配置される。ＸＹステージ６１上には、描画時には試料となるマスク等の試料Ｍが配置される。試料Ｍは、実際にはＸＹステージ６１上に直接載置されるわけではなくＸＹステージ６１と試料Ｍとの間に設けられる保持部材によって保持されるが、図１においては図示を省略する。

ブランキング偏向器４３は、例えば、２極、或いは、４極等の複数の電極によって構成される。また、成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１は、例えば、４極、或いは、８極等の複数の電極によって構成される。図１では、成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１、それぞれの偏向器ごとに１つのＤＡＣアンプしか記載していないが、各電極にそれぞれ少なくとも１つのＤＡＣアンプが接続される。なお、ＤＡＣアンプにいう「ＤＡＣ」は、「Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ」の頭文字である。

制御部３は、制御計算機３１と、偏向制御部３２と、ブランキングアンプ３３と、成形偏向アンプ（ＤＡＣアンプ）３４と、副偏向アンプ（ＤＡＣアンプ）３５と、主偏向アンプ（ＤＡＣアンプ）３６と、ブランキングインターフェイス３７と、ＤＡＣアンプ診断回路３８と、ステージ制御部３９とを備えている。また、制御計算機３１には、図１では図示を省略しているが、例えば、メモリ、磁気ディスク装置等の記憶装置や荷電粒子ビーム描画装置１と外部とを接続するための外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路とが備えられていても良い。

制御計算機３１、偏向制御部３２、ステージ制御部３９、後述するＤＡＣアンプテスター７は、図示しないバスを介して互いに接続されている。また、偏向制御部３２、ブランキングアンプ３３、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６は、図示しないバスを介して互いに接続されている。なお、以下においては、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６を適宜まとめて「ＤＡＣアンプ」と表わす。

ブランキングアンプ３３は、ブランキング偏向器４３に接続される。また、成形偏向アンプ３４は、成形偏向器４７に接続される。副偏向アンプ３５は副偏向器５０に、主偏向アンプ３６は主偏向器５１に接続される。ブランキングアンプ３３、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６に対しては、偏向制御部３２から、それぞれ独立した制御用のデジタル信号が出力される。デジタル信号が入力された成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６は、それぞれのデジタル信号をアナログ電圧信号に変換し、増幅させて偏向電圧として接続された各偏向器に出力する。このようにして、各偏向器には、それぞれ接続されるＤＡＣアンプから偏向電圧が印加される。かかる偏向電圧によって電子ビームＥＢが偏向させられる。

なお、荷電粒子ビーム描画装置１には、上述したように電子ビームＥＢを取り囲むように成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１が４極、或いは、８極設けられており、電子ビームＥＢを挟んで各々一対（４極の場合は２対、８極の場合は４対）配置されている。そして成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１ごとにそれぞれＤＡＣアンプが接続されている。但し、図１には成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１に接続されているＤＡＣアンプをそれぞれ１つずつのみ示し、その他のＤＡＣアンプの表示を省略している。

また、ブランキングアンプ３３からブランキング偏向器４３へと印加される信号は同時に、ブランキングインターフェイス３７へも印加される。さらに、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６がそれぞれ接続される成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１に印加される信号は、同時にＤＡＣアンプ診断回路３８へと入力される。

ブランキングインターフェイス３７は、ブランキングアンプ３３から入力された信号であるショット信号をＤＡＣアンプテスター７へと送信する。

また、ＤＡＣアンプ診断回路３８は、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６から入力された信号を基に各ＤＡＣアンプ（成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６）の異常の有無を診断する。

ＤＡＣアンプ診断回路３８には、加算回路が設けられている。ＤＡＣアンプは、電子ビームＥＢを挟んで各々一対（４極の場合は２対、８極の場合は４対）配置されているそれぞれの偏向器に対してアナログ電圧信号を印加する。ＤＡＣアンプは偏向器ごとに設けられるので、１対となる偏向器に対して対応するＤＡＣアンプから出力されるアナログ電圧信号は、波形で表わすと正負のみが異なる対称な波形として表わされる。従って、これら１対のＤＡＣアンプから出力されるそれぞれのアナログ電圧信号を加算回路に入力すると、ＤＡＣアンプが正常である場合、電子ビームＥＢが照射される時間の間は概ね０Ｖを示す。

ＤＡＣアンプ診断回路３８にて診断された結果は、正常、異常を問わずＤＡＣアンプテスター７へと送信される。なお、図１では各成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６の診断を行う回路としてＤＡＣアンプ診断回路３８を１つのみ示しているが、例えば、各ＤＡＣアンプごとにＤＡＣアンプ診断回路を接続する構成を採用することとしても良い。

ステージ制御部３９は、ＸＹステージ６１と制御計算機３１とに接続し、ＸＹステージ６１の動きを検出するとともに、ＸＹステージ６１の上に載置される試料Ｍが所望の位置となるように描画処理に合わせてＸＹステージ６１を移動させる。

制御計算機３１内には、データ処理部３１ａと、設定部３１ｂと、演算部３１ｃと、判定部３１ｄの各部が設けられている。データ処理部３１ａと、設定部３１ｂと、演算部３１ｃと、判定部３１ｄは、プログラムといったソフトウェアで構成されても良く、ハードウェアで構成されても良い。また、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで構成されても良い。データ処理部３１ａと、設定部３１ｂと、演算部３１ｃと、判定部３１ｄとが、上述したようにソフトウェアを含んで構成される場合、制御計算機３１に入力される入力データ、或いは、演算された結果は、都度図示しないメモリに記憶される。

なお、図１に示す本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１には、本発明の実施の形態を説明する上で必要な構成のみを示している。従って、その他の構成、例えば、各レンズを制御する制御回路等が付加されていても良い。また、ここでは電子ビームの位置偏向に主副２段の多段偏向器を用いるが、これに限られるものではなく、例えば、１段の偏向器によって位置偏向を行うようにされていても良い。

荷電粒子ビーム描画装置１は、以下のように動作して対象へ描画を行う。電子銃４１（放出部）から放出された電子ビームＥＢは、ブランキング偏向器４３内を通過する際、ブランキング偏向器４３によってＯＮの状態にされている場合に電子ビームＥＢがブランキングアパーチャ４４を通過するように制御される。一方、ＯＦＦの状態では、電子ビームＥＢ全体がブランキングアパーチャ４４で遮蔽されるように偏向される（図１において破線で示している）。ブランキングアンプ３３からの偏向電圧がＯＦＦからＯＮとなり、電子ビームＥＢが照射され（照射時間）、その後再度ＯＦＦになり次の照射時間となるまで（この間がセトリング時間である）にブランキングアパーチャ４４を通過した電子ビームＥＢが１回の電子ビームのショットとなる。

かかる電子ビームＥＢがブランキングアパーチャ４４を通過する状態、ブランキングアパーチャ４４によって遮蔽される状態を交互に生成する偏向電圧がブランキングアンプ３３から出力される。そしてブランキング偏向器４３は、ブランキングアンプ３３から出力された偏向電圧によって、通過する電子ビームＥＢの向きを制御して、電子ビームＥＢがブランキングアパーチャ４４を通過する状態、ブランキングアパーチャ４４によって遮蔽される状態を交互に生成する。

以上のようにブランキング偏向器４３とブランキングアパーチャ４４とを通過することによって生成された各ショットの電子ビームＥＢは、照明レンズ４２により矩形、例えば、長方形の孔を持つ第１の成形アパーチャ４５全体を照明する。ここで電子ビームＥＢ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４５を通過した第１のアパーチャ像の電子ビームＥＢは、投影レンズ４６により第２の成形アパーチャ４８上に投影される。第１の成形アパーチャ４５を通過した電子ビームＥＢの向きを制御するための偏向電圧が成形偏向アンプ３４から印加された成形偏向器４７によって、かかる第２の成形アパーチャ４８上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。

第２の成形アパーチャ４８を通過した電子ビームＥＢの照射位置を制御するための偏向電圧が副偏向アンプ３５から副偏向器５０に対して、さらに主偏向アンプ３６から主偏向器５１に対して出力される。第２の成形アパーチャ４８を通過し第２のアパーチャ像とされた電子ビームＥＢは、対物レンズ４９により焦点を合わせられ、連続的に移動するＸＹステージ６１に配置された試料Ｍの所望する位置に照射される。

描画処理の進行とともにブランキングインターフェイス３７、ＤＡＣアンプ診断回路３８へと入力された信号は、最終的にＤＡＣアンプテスター７に入力される。ＤＡＣアンプテスター７は、入力された信号を基に成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６の性能の評価を行う。

図２は、本発明の実施の形態におけるＤＡＣアンプテスター７の内部構成を示すブロック図である。ＤＡＣアンプテスター７は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）７ａと、ＲＯＭ(Read Only Memory)７ｂと、ＲＡＭ（Random Access Memory）７ｃとからなるコントロールユニットＵ及び入出力インターフェイス７ｄがバス７ｅを介して接続されている。入出力インターフェイス７ｄには、入力部７ｆと、表示部７ｇと、通信制御部７ｈと、記憶部７ｉと、リムーバブルディスク７ｊとが接続されている。

ＣＰＵ７ａは、入力部７ｆからの入力信号に基づいてＲＯＭ７ｂからＤＡＣアンプテスター７を起動するためのブートプログラムを読み出して実行し、記憶部７ｉに格納されている各種オペレーティングシステムを読み出す。またＣＰＵ７ａは、ＲＡＭ７ｃや記憶部７ｉ等に記憶されたプログラム及びデータを読み出してＲＡＭ７ｃにロードするとともに、ＲＡＭ７ｃから読み出されたプログラムのコマンドに基づいて、成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６といったＤＡＣアンプの異常検出、ブランキングタイミングの調整、データの計算、加工等、一連の処理を実現する処理装置である。

入力部７ｆは、ＤＡＣアンプテスター７の操作者が各種の操作を入力するキーボード、ダイヤル等の入力デバイスにより構成されており、操作者の操作に基づいて入力信号を作成しバス７ｅを介してＣＰＵ７ａに送信される。また、ＤＡＣアンプテスター７には、キーボード等だけでなく専用の操作パネルが設けられていても良く、その操作パネル上の入力デバイスを介して操作画面に対する操作を行うこともできる。

表示部７ｇは、例えば液晶ディスプレイである。この表示部７ｇは、ＣＰＵ７ａからバス７ｅを介して出力信号を受信し、例えばブランキングタイミングの調整の際に利用する波形等を表示する。

通信制御部７ｈは、ＬＡＮカードやモデム等の手段であり、ＤＡＣアンプテスター７をインターネット等の通信ネットワークに接続することを可能とする手段である。通信制御部７ｈを介して通信ネットワークと送受信したデータは入力信号または出力信号として、入出力インターフェイス７ｄ及びバス７ｅを介してＣＰＵ７ａに送受信される。

記憶部７ｉは、半導体や磁気ディスクで構成されており、ＣＰＵ７ａで実行されるプログラムやデータが記憶されている。また、ＤＡＣアンプテスター７を使用して得られた各ＤＡＣアンプの異常に関する情報が記憶部７ｉに記憶されても良い。

リムーバブルディスク７ｊは、光ディスクやフレキシブルディスクのことであり、ディスクドライブによって読み書きされた信号は、入出力インターフェイス７ｄ及びバス７ｅを介してＣＰＵ７ａに送受信される。

また、本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１においては、ＤＡＣアンプテスター７を利用してブランキングタイミングの調整が行われるが、調整の際にはブランキングタイミング調整プログラムが記憶部７ｉ、或いは、リムーバブルディスク７ｊに格納されており、コントロールユニットＵを構成するＣＰＵ７ａに読み込まれ実行されることにより、ブランキングタイミング調整システムが荷電粒子ビーム描画装置１に実装されることになる。

図３は、本発明の実施の形態におけるブランキングタイミングの調整方法を説明する波形図である。図３に示す波形図では、横軸が時間を示している。図３において一番上に破線で示されている波形は、成形偏向器４７に偏向電圧を印加する成形偏向アンプ３４、副偏向器５０に偏向電圧を印加する副偏向アンプ３５、主偏向器５１に偏向電圧を印加する主偏向アンプ３６から出力されるアナログ電圧信号の波形である。図３では「偏向アンプ出力（Ａ）」と表わされており、ここでの（Ａ）は、上述したいずれかのＤＡＣアンプを示している。

一方、それぞれのアンプの対極にあるアンプから出力されるアナログ電圧信号の波形が同じく破線で示されており、図３では「偏向アンプ出力（Ａ）の対極」と示されている。

対極アンプの波形の下には、ブランキング信号のＯＮ、ＯＦＦが示されている。図３においては、矩形波の立ち上がる部分がブランキング信号がＯＮになった場合を示しており、逆に矩形波が立ち下がる部分がブランキング信号がＯＦＦになる場合を示している。

上述したように、ブランキングアンプ３３からブランキング偏向器４３へ出力された偏向電圧によって、電子鏡筒４内を通過する電子ビームＥＢの向きが制御される。ブランキング信号がＯＮとなるときに電子ビームＥＢがブランキングアパーチャ４４を通過する状態になる。このとき、マスクに電子ビームＥＢが照射される。一方、ブランキング信号がＯＦＦとなるときには電子ビームＥＢはブランキングアパーチャ４４によって遮蔽される状態となる。従って、ブランキング信号がＯＦＦの状態にある間がセトリング時間であり、ブランキング信号がＯＮの状態にある間が試料Ｍへの電子ビームＥＢの照射時間に該当する。

いずれも破線の波形で示されている、「偏向アンプ出力（Ａ）」と「偏向アンプ出力（Ａ）の対極」との間には、両者のアナログ電圧信号をＤＡＣアンプ診断回路３８の加算回路にて加算された結果（加算回路出力信号）が示されている。

図３の波形図に示されているように、「偏向アンプ出力（Ａ）」と「偏向アンプ出力（Ａ）の対極」との波形は対称（逆相の関係）であることから、両者の出力を加算すると加算回路出力信号は略フラット、すなわち、概ね０Ｖを示すと考えられる。しかしながら実際のＤＡＣアンプの立ち上がり、或いは立ち下がりにおける電気的な特性は全く異なることから、ＤＡＣアンプの立ち上がり、或いは立ち下がりの時点では加算回路出力信号は０Ｖとならない。従って、図３の加算回路出力信号における波形のように、突起状の波形が観察される。この突起状の波形を、以下適宜「加算グリッジ」と表わす。

ここで、電子ビームＥＢは上述したように成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６から出力されるアナログ電圧信号によって偏向電圧が成形偏向器４７、副偏向器５０、主偏向器５１に印加されることで移動する。但し、電子ビームＥＢを安定的に移動させるための偏向電圧の印加は瞬時に行うことができず、ある程度の時間を必要とする。また、偏向電圧は安定的に印加されなければ、電子ビームＥＢは所望の移動を行うことができず、試料Ｍ上においてパターンエラーとなってしまう。

「（ＤＡＣアンプの）セトリング時間」とは、電子ビームＥＢの照射時間と照射時間との間に設けられて、次回の照射の際に用いられる電子ビームＥＢのサイズや照射位置を制御計算機３１、偏向制御部３２の指示に従って準備する時間であって、ＤＡＣアンプが立ち上がってから偏向電圧を印加することができる程度に安定的になるまでの時間をいう。

このことをＤＡＣアンプから出力される波形に当てはめて見ると、大まかに山谷で示される区間と直線で示される区間とに分かれる。このうち、加算グリッジを含む山谷で示されている区間（符号Ｘで示す区間）が「（ＤＡＣアンプの）セトリング時間」である。一方、直線で示される区間（符号Ｙで示す区間）が、「電子ビームの照射時間」である。換言すればこの区間は、電子ビームの照射可能な程度に各ＤＡＣアンプが安定した状態にあることを示している。「セトリング時間」と「照射時間」とを組み合わせた時間（符号Ｚで示す時間）が、電子ビームＥＢが試料Ｍに対して１回照射する（１ショットの）時間である。

上述したように、セトリング時間はＤＡＣアンプが立ち上がってから安定化までの時間であることから、安定化に手間取ると安定しないまま照射時間に突入してしまうことになる。従って、実際には設定されるセトリング時間一杯に亘って整定されるわけではなく、図３の符号Ｐに示すように、その終了時点は照射時間が開始する（ブランキング信号がＯＮとなる）手前となり、設定されるセトリング時間よりも短い時間で整定が終了することになる。

一方、実際のセトリング時間の開始時点は、１対のＤＡＣアンプがそれぞれ立ち上がる、或いは、立ち下がる時点、すなわちＤＡＣアンプの偏向が開始される時点である。この時点は、加算回路出力信号に明確に現われる。図３の波形図においては、符号Ｂで示される、セトリング時間内において加算回路出力信号が立ち上がり加算グリッジを構成する時点である。以下、このような時点を「偏向開始点Ｂ」と表わす。

但し、セトリング時間は、ブランキング信号を示す波形図においてＯＮからＯＦＦとなる時点、すなわちセトリング時間から照射時間へと移行する時点から開始されるよう設定されている（図３の波形図における符号Ａで示すブランキング開始点）。従って、セトリング時間として設定されている開始時間と実際にＤＡＣアンプが偏向を開始するまでの時間との間にはタイムラグが発生する。具体的には、図３の波形図におけるブランキング開始点Ａと偏向開始点Ｂとの間である。本発明の実施の形態においては、このＡ−Ｂ間の時間差を「ブランキングタイミングＣ」と表わす。

ＤＡＣアンプテスター７には、ブランキングインターフェイス３７からブランキング信号が入力され、また、加算回路出力信号については、ＤＡＣアンプ診断回路３８から入力される。従って、ＤＡＣアンプテスター７において、ブランキング開始点Ａと偏向開始点Ｂを把握することができる。そこで、本発明の実施の形態においては、ＤＡＣアンプテスター７を利用して、ブランキングタイミングＣの調整を行う。

ブランキングタイミングＣの具体的な調整方法については、ＤＡＣアンプテスター７に実装されるブランキングタイミング調整システムを用いて、偏向開始点Ｂをブランキング開始点Ａに近づけるように調整を行う。ＤＡＣアンプテスター７においては、例えば、１ｎｓｅｃ幅、或いは、１．６ｎｓｅｃ幅というように、ブランキングタイミングＣの調整可能な幅が予め設定されている。従って、調整対象となるブランキングタイミングＣが現在どのくらいに設定されているかを確認した上で、調整可能幅に従って、所望のブランキングタイミングＣとなるまで偏向開始点Ｂをブランキング開始点Ａへと近づけていく。

また、偏向開始点Ｂがブランキング開始点Ａを超えることは許されない。これは照射時間内にＤＡＣアンプが偏向を開始してしまうことを意味し、ＤＡＣアンプの異常を示すものだからである。但し、ブランキングタイミングＣの調整方法として、一旦偏向開始点Ｂをブランキング開始点Ａよりも前に出し（照射時間内に食い込ませて）、その上で、偏向開始点Ｂが予め定められているセトリング時間内に入るように調整する、といった調整方法を採用することも可能である。

ＤＡＣアンプテスター７において調整された加算回路出力信号については、ＤＡＣアンプテスター７から偏向制御部３２へと送られる。偏向制御部３２は、変更後の信号を基に成形偏向アンプ３４、副偏向アンプ３５、主偏向アンプ３６といったＤＡＣアンプ及びブランキングアンプ３３へと指示する。これによってブランキングタイミングＣの調整は終了する。

図４は、本発明の実施の形態におけるブランキングタイミングＣを「調整する前」の加算回路出力信号とブランキング信号との関係を示す波形図である。図４において破線で示される略矩形の波形がブランキング信号を表わす波形である。また、実線で示される波形が加算回路出力信号である。また、縦軸は加算回路出力を表わし、単位は[ｍＶ]である。一方横軸は時間を示しており、単位は[ｎｓｅｃ]である。

図４において、セトリング時間内における偏向開始点Ｂは、ブランキング開始点Ａから少しずれた（セトリング時間内に入った）ところに現われている。ブランキングタイミングＣの調整処理前においては、ブランキングタイミングＣが明確に認識できる程存在していることが分かる。なお、各ショットにおけるブランキングタイミングＣの幅は一定である。従って、いずれのショットであるかに関係なくブランキングタイミングＣを調整することができる。

一方、図５は、本発明の実施の形態におけるブランキングタイミングを「調整した後」の加算回路出力信号とブランキング信号との関係を示す波形図である。波形図の構成は図４と同じである。但し、図５においては、加算回路出力信号の波形が図４とは逆に示されている。

これは、１対のＤＡＣアンプの立ち上がり、或いは、立ち下がりのタイミングによるものである。立ち下がりが立ち上がりよりも早く現われる場合、すなわち、１対のＤＡＣアンプのうち、ＤＡＣアンプの対極アンプがＤＡＣアンプよりも早く偏向を開始した場合には、図４に示すように加算回路出力信号は上向きに現われることになる。一方、立ち上がりが立ち下がりよりも早く現われる場合、すなわち、１対のＤＡＣアンプのうち、ＤＡＣアンプがＤＡＣアンプの対極アンプよりも早く偏向を開始した場合には、図５に示すように加算回路出力信号は下向きに現われることになる。

図５に示される波形図では、ブランキング開始点Ａの位置は図４に示すブランキングタイミングＣを「調整する前」の波形図と比較して変化していない。一方、偏向開始点Ｂの位置は大きく変化し、ブランキング開始点Ａに非常に近い位置にまで移動している。

以上説明した通り、ＤＡＣアンプテスターを使用してブランキングタイミングの調整を行うことによって、セトリング時間の短縮を図り全描画処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図るとともに、誰でも簡易、確実にＤＡＣアンプの調整を行うことができるだけではなくＤＡＣアンプ調整時間の短縮までも図ることが可能な荷電粒子ビーム描画装置及びブランキングタイミングの調整方法を提供することができる。

すなわち、このように偏向開始点Ｂをブランキング開始点Ａに近づけてブランキングタイミングＣを非常に短く調整することによって、セトリング時間に入ってすぐにＤＡＣアンプの偏向が開始されることになる。このことは、セトリング時間内において所定の時間掛かっている実際のＤＡＣアンプの調整（整定）時間（図３において符号Ｐで示される時間）をセトリング時間内において前倒しすることを意味する。このような前倒しが行われると、それだけＤＡＣアンプがより早く安定化し、安定化しないまま照射時間に突入するというＤＡＣアンプの異常発生を回避させることができる。

また、実際の整定時間Ｐが変化しなければ、ブランキングタイミングＣが短くなることによって、それだけセトリング時間に余裕ができることになる。従って、これまで設定されているセトリング時間そのものを短縮して設定し直すことも可能となる。上述したように、セトリング時間と照射時間との１組の組み合わせで１ショット（に掛かる時間）となるので、セトリング時間を短縮するということは、１ショットに掛かる時間が短縮されることにつながる。例えば、１回の描画処理において１兆ショットの描画が行われると仮定した場合、セトリング時間として１ｎｓｅｃ短縮することができると、計算上１０００秒だけ１回の描画処理の全工程において掛かる時間を短縮させることが可能となる。これが５ｎｓｅｃセトリング時間を短縮できる、ということになれば、５０００秒、１時間２５分弱、描画処理に掛かる時間を短縮できる。従って、スループットの向上に大きく貢献することができる。

さらに、理想は、ブランキング信号がＯＮからＯＦＦに切り替わりセトリング時間が開始される時点で、ＤＡＣアンプの偏向も開始するということである。すなわち、ブランキング開始点Ａと偏向開始点Ｂとが重なり、ブランキングタイミングＣが「０（ゼロ）」となることである。従って、このようにブランキングタイミングＣを調整することができれば、より一層スループットの向上に資する。

また、ブランキングタイミングＣの調整処理においては、ブランキング信号と加算回路出力信号を利用するが、加算回路出力信号は、１対のＤＡＣアンプから出力されるアナログ電圧信号を互いに加算して得られる信号である。従って、加算回路出力信号を利用するということは、１対のＤＡＣアンプをまとめて調整していることに他ならない。従って、使用されるＤＡＣアンプが増加する傾向にある荷電粒子ビーム描画装置１においてより調整時間を短くすることができる。

さらに、本発明の実施の形態においては、ブランキングタイミングＣの調整にＤＡＣアンプテスター７を使用する。ＤＡＣアンプテスター７は、そもそも荷電粒子ビーム描画装置１に設けられている装置であり、通常はＤＡＣアンプの異常診断を目的とし電子ビームの照射時間に着目して加算回路出力信号と及び可変照射サイクルを基に診断を行う装置である。従って、ブランキングタイミングＣの調整のためにＤＡＣアンプテスター７が使用されることはない。

しかしながら、本来の目的の他に、本発明の実施の形態のようにセトリング時間に着目してブランキングタイミングＣの調整を行う場合に、上述したようにＤＡＣアンプテスター７を使用することが可能である。ＤＡＣアンプテスター７をこのような調整のために使用することとすれば、調整を行うに当たって新たな装置構成を付加する必要はなく、しかも、これまでＤＡＣアンプの整定時間の調整に必要とされる高度な技術も必要としない。そのため、誰でも簡易、確実に高精度な調整を行うことができる。

また、ＤＡＣアンプテスター７において、上述したように偏向開始点Ｂを把握することが可能である。偏向開始点Ｂは、１対のＤＡＣアンプがそれぞれ偏向を開始する点であることから、この開始点を始点としてそれぞれのＤＡＣアンプの安定化までの時間を計測することで、セトリング時間を計測することができる。従って、これまでは、例えば、ＤＡＣアンプを小さく振った場合と、大きく振った場合とでセトリング時間に違いがあることは把握されていたが、ＤＡＣアンプテスター７を使用してそれぞれの場合についてセトリング時間を計測することで、より正確なセトリング時間を把握することができる。このことは、ＤＡＣアンプの振り方とセトリング時間とを関連付けて把握することを可能にするものであり、ＤＡＣアンプの調整の際に役立つ情報となる。

本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 荷電粒子ビーム描画装置
２ 描画部
４ 電子鏡筒
７ ＤＡＣアンプテスター
７ａ ＣＰＵ
７ｂ ＲＯＭ
７ｃ ＲＡＭ
７ｄ 入出力インターフェイス
７ｅ バス
７ｆ 入力部
７ｇ 表示部
７ｈ 通信制御部
７ｉ 記憶部
７ｊ リムーバブルディスク
３１ 制御計算機
３２ 偏向制御部
３３ ブランキングアンプ
３４ 成形偏向アンプ
３５ 副偏向アンプ
３６ 主偏向アンプ
３７ ブランキングインターフェイス
３８ ＤＡＣアンプ診断回路
Ｕ コントロールユニット

Claims (5)

1. 試料への荷電粒子ビームの照射の可否を制御するブランキングアンプと、
   前記荷電粒子ビームの光路に沿って配置される偏向器に電圧を印加するＤＡＣアンプと、
   前記ブランキングアンプや前記ＤＡＣアンプの制御を行う偏向制御部と、
   前記偏向制御部を制御する制御計算機と、
   前記ＤＡＣアンプから出力されるアナログ電圧信号を加算する加算回路を備えるＤＡＣアンプ診断回路と、
   前記ＤＡＣアンプ診断回路から出力される信号を基に前記ＤＡＣアンプの評価を行うＤＡＣアンプテスターと、を備え、
   前記ＤＡＣアンプテスターは、
   前記ブランキングアンプから出力されるブランキング信号と前記ＤＡＣアンプ診断回路から出力される加算回路出力信号を基に、セトリング時間内において、前記ブランキングアンプにおける照射時間から前記セトリング時間へと移行する時点から、前記ＤＡＣアンプでの偏向が開始される時点までの時間差であるブランキングタイミングの調整を行うことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記ＤＡＣアンプテスターは、前記ブランキングアンプにおける照射時間からセトリング時間へと移行する時点に向けて、前記ＤＡＣアンプでの偏向が開始される時点を移動させることによって、前記ブランキングタイミングの調整を行うことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記ブランキングタイミングの調整結果は、前記ＤＡＣアンプテスターから前記偏向制御部へと送信されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 試料に対して描画処理が行われる際のＤＡＣアンプから偏向器へ出力されるアナログ電圧信号をＤＡＣアンプ診断回路に入力し、加算回路にて加算し、加算回路出力信号を生成するステップと、
   前記加算回路出力信号が前記ＤＡＣアンプ診断回路からＤＡＣアンプテスターに入力されるステップと、
   ブランキング信号が、ブランキングアンプから前記ＤＡＣアンプテスターに入力されるステップと、
   前記描画処理が開始される際に、前記ＤＡＣアンプからの出力信号が異常であるか否かの信号と、前記試料に照射される荷電粒子ビームに関するブランキング信号とがＤＡＣアンプテスターに入力されるステップと、
   前記ＤＡＣアンプテスターが、前記ブランキングアンプにおける照射時間からセトリング時間へと移行する時点に向けて、前記加算回路出力信号において示される前記ＤＡＣアンプでの偏向が開始される時点を移動させるステップと、
   を備えることを特徴とするブランキングタイミングの調整方法。
5. 前記ブランキングアンプにおける照射時間からセトリング時間へと移行する時点に向けて、前記加算回路出力信号において示される前記ＤＡＣアンプでの偏向が開始される時点を移動させるに当たり、前記移動を前記ＤＡＣアンプテスターにおける調整可能幅に基づいて行い、所望のブランキングタイミングに調整することを特徴とする請求項４に記載のブランキングタイミングの調整方法。

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