JP6014342B2 - マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置及びマルチ荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、マルチビームによる描画を高精度化する手法に関する。

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、ウェハ等へ電子線を使って描画することが行われている。

例えば、マルチビームを使った描画装置がある。１本の電子ビームで描画する場合に比べて、マルチビームを用いることで一度に多くのビームを照射できるのでスループットを大幅に向上させることができる。かかるマルチビーム方式の描画装置では、例えば、電子銃から放出された電子ビームを複数の穴を持ったマスクに通してマルチビームを形成し、各々、ブランキング制御され、遮蔽されなかった各ビームが光学系で縮小され、偏向器で偏向され試料上の所望の位置へと照射される（例えば、特許文献１参照）。

かかるマルチビーム方式の描画装置では、複数のビームが一度に照射されることになるが、上述したように、ブランキング制御により、ビームＯＮとビームＯＦＦとを組み合わせることでパターンを描画していく。ここで、マルチビーム方式の描画装置では、複数のビームを形成し制御するため構造の複雑さから歩留り（不良ビームの発生）が懸念されている。例えば、ビームＯＦＦ制御ができず、常時ビームＯＮとなる不良ビームが発生してしまう場合がある。その他、所定のビーム電流が得られない、あるいは、ビームＯＦＦはできても所定の照射時間で照射量が制御できない不良ビームが発生してしまう場合がある。これらの不良ビームが存在すると、所望するパターンの描画ができなくなってしまう、あるいは、描画しても所望の描画精度が得られない、といった問題があった。

特開２００６−２６１３４２号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、マルチビーム方式の描画において、ビームＯＦＦ制御ができず、常時ビームＯＮとなる不良ビーム或いは所定の照射時間で照射量が制御できない不良ビームを確実に排除することが可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数の第１のブランカーと、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを複数の第１のブランカーの偏向方向と直交する方向に偏向する複数の第２のブランカーと、
複数の第１のブランカーと複数の第２のブランカーとのうち少なくとも一方によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出処理部と、
を備え、
前記複数の第２のブランカーは、前記マルチビームのうち予め決められたビーム群で構成されるグループ毎に共通の電極を用いて偏向し、
前記複数の第２のブランカーは、前記不良ビームを含むグループのビーム群用の前記共通の電極を用いて、前記マルチビームのうちの一部となる、前記不良ビームを含む前記グループのビーム群を一括して偏向することを特徴とする。

また、上面に複数の第２のブランカーが配置され、裏面に複数の第１のブランカーが配置され、マルチビームのうち対応するビームが通過する複数の開口部が形成されたブランキングプレートをさらに備えると好適である。

試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数の第１のブランカーと、
前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを前記複数の第１のブランカーの偏向方向と直交する方向に偏向する複数の第２のブランカーと、
前記複数の第１のブランカーと前記複数の第２のブランカーとのうち少なくとも一方によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出処理部と、
を備え、
前記複数の第２のブランカーは、前記マルチビームのうち予め決められたビーム群で構成されるグループ毎に共通の電極を用いて偏向し、
また、定電圧源と、
機械的スイッチ機構のリレー回路と、
をさらに備え、
複数の第２のブランカーは、定電圧源とリレー回路とによって駆動されると好適である。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームの照射を受けてマルチビームを形成する複数の開口部を有するアパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する工程と、
不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、不良ビームの位置が重ならないように位置をずらしながら多重描画を行う工程と、
を備えたことを特徴とする。

また、不良ビームの位置になり照射されなかった分の照射量を多重描画する他のビームの照射量に加算すると好適である。

本発明の一態様によれば、常時ビームＯＮとなる不良ビーム或いは所定の照射時間でビームＯＦＦにできず照射量が制御できない不良ビームを排除できる。また、不良ビームがあっても描画精度を落とさずに描画できる。

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におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるブランキングプレートの断面構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるブランキングプレートの上面および下面の一部を示す図である。 実施の形態１における描画動作を説明するための概念図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における不使用ビームを示す概念図である。 実施の形態１における多重描画の方法を説明するための概念図である。

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。

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、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２１４、縮小レンズ２０５、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象基板となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、電流量測定部の一例としてのファラディーカップ１０６と、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０とが配置される。また、ブランキングプレート２１４の上面には、不良ビームカット用の複数のブランカー２１２（第２のブランカー）が配置され、下面には、ブランキング偏向を行う複数のブランカー２０４（第１のブランカー）が配置される。

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、定電圧電源１２０、リレー回路１２２、偏向制御回路１３０，１３２、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３４，１３６、電流検出器１３８、ステージ位置測定部１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０，１３２、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３４，１３６、駆動部１３７、電流検出器１３８、ステージ位置測定部１３９及び記憶装置１４０は、図示しないバスを介して互いに接続されている。記憶装置１４０（記憶部）には、描画データが外部から入力され、格納されている。

制御計算機１１０内には、検出処理部５０、設定部５１、描画処理制御部５２、描画データ処理部５４、ずらし幅設定部５６、リスト作成部５８、照射量算出部６０及び照射量補正部６２が配置される。検出処理部５０、設定部５１、描画処理制御部５２、描画データ処理部５４、ずらし幅設定部５６、リスト作成部５８、照射量算出部６０及び照射量補正部６２といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。検出処理部５０、設定部５１、描画処理制御部５２、描画データ処理部５４、ずらし幅設定部５６、リスト作成部５８、照射量算出部６０及び照射量補正部６２に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。

図２は、実施の形態１におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。図２（ａ）において、アパーチャ部材２０３には、縦（ｙ方向）ｍ列×横（ｘ方向）ｎ列（ｍ，ｎ≧２）の穴（開口部）２２が所定の配列ピッチでマトリクス状に形成されている。図２（ａ）では、例えば、５１２×８列の穴２２が形成される。各穴２２は、共に同じ寸法形状の矩形で形成される。或いは、同じ外径の円形であっても構わない。ここでは、ｙ方向の各列について、ｘ方向にＡからＨまでの８つの穴２２がそれぞれ形成される例が示されている。これらの複数の穴２２を電子ビーム２００の一部がそれぞれ通過することで、マルチビーム２０が形成されることになる。ここでは、縦横（ｘ，ｙ方向）が共に２列以上の穴２２が配置された例を示したが、これに限るものではない。例えば、縦横（ｘ，ｙ方向）どちらか一方が複数列で他方は１列だけであっても構わない。また、穴２２の配列の仕方は、図２（ａ）にように、縦横が格子状に配置される場合に限るものではない。図２（ｂ）に示すように、例えば、縦方向（ｙ方向）１段目の列と、２段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ａだけずれて配置されてもよい。同様に、縦方向（ｙ方向）２段目の列と、３段目の列の穴同士が、横方向（ｘ方向）に寸法ｂだけずれて配置されてもよい。

図３は、実施の形態１におけるブランキングプレートの断面構成を示す概念図である。図３（ａ）と図３（ｂ）は、互いに９０度ずれた位置構成での断面を示している。
図４は、実施の形態１におけるブランキングプレートの上面および下面の一部を示す図である。図４（ａ）は、ブランキングプレートの上面の一部を示している。図４（ｂ）は、ブランキングプレートの下面の一部を示している。ブランキングプレート２１４は、アパーチャ部材２０３の各穴２２の配置位置に合わせて通過孔（開口部）が形成され、各通過孔には、上面側にブランカー２１２が、下面側にブランカー２０４がそれぞれ配置される。

例えば、下面側のブランカー２０４は、図３（ｂ）及び図４（ｂ）に示すように、対となる２つの電極２４，２６の組で構成され、例えば、各通過孔の電極２６は、接地され、各電極２４は、それぞれ個別のＤＡＣアンプ１３４に接続される。例えば、ＤＡＣアンプ１３４から正の電圧を印加することで、図４（ｂ）に示すように、ビーム２０は電極２４側に向かって（図４（ｂ）では上から下に向かって）偏向される。下面側に配置することで、ビーム２０が電極２４，２６に衝突しにくくできるため、故障リスクを低減できる。各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立にかかる対となる２つの電極２４，２６に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。このように、複数のブランカー２０４が、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビーム２０のブランキング偏向を行う。

一方、例えば、上面側のブランカー２１２は、図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように、対となる２つの電極２５，２７の組で構成され、電極２５，２７は、ブランカー２０４の電極２４，２６の配置向きとは直交する向きに配置される。例えば、図４（ａ）に示すように、ブランキングプレート２１４に形成された複数の通過孔のうち各列（例えばｙ方向の列）が共通する電極２５，２７の組で構成される。１列分を共通にせずに通過孔毎に電極２５，２７の組を構成しても良い。各電極２５は、接地され、各電極２７は、それぞれ個別のリレー回路１２２に接続される。通常電極２７はリレー回路１２２を介してグラウンドに接続されている。この状態では電子ビームは偏向されない。不良ビームカット時はリレーを切り替えて低電圧電源１２０に接続される。例えば、リレー回路１２２から正の電圧を印加することで、図４（ａ）に示すように、電子ビームは電極２７側に向かって（図４（ａ）では左から右に向かって）偏向される。かかる構成により、上面側のブランカー２１２は、下面側のブランカー２０４の偏向方向と直交する方向にマルチビームの各ビーム２０を偏向することができる。これにより、下面側のブランカー２０４のブランキング電位が不定になった場合でも確実に偏向対象のビーム２０をカットできる。また、各ブランカー２１２は、定電圧電源１２０によって電圧が印加され、その電圧印加のＯＮ／ＯＦＦ動作を機械的スイッチ機構のリレー回路１２２によって駆動される。半導体能動素子等を用いる下面側のブランカー２０４のブランキング動作制御機構に比べ、簡単な構造にすることで故障リスクを低減し、信頼性を確保できる。複数のブランカー２１２は、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、不良ビームを対応する位置のブランカー２１２によって、複数のブランカー２０４の偏向方向と直交する方向に偏向する。また、上面側のブランカー２１２は、後述するように、不良ビームをカットするために使用されるので、描画中は、常時、不良ビームを偏向し続ける。よって、下面側のブランカー２０４のように描画中にＯＮ／ＯＦＦが切り替わるわけではない。よって、切り替え回数が少ない点でも故障のリスクを低減できる。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２によりほぼ垂直にアパーチャ部材２０３全体を照明する。アパーチャ部材２０３には、矩形の複数の穴（開口部）が形成され、電子ビーム２００は、すべての複数の穴が含まれる領域を照明する。複数の穴の位置に照射された電子ビーム２００の各一部が、かかるアパーチャ部材２０３の複数の穴をそれぞれ通過することによって、例えば矩形形状の複数の電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅが形成される。かかるマルチビーム２０ａ〜ｅは、ブランキングプレート２１４のそれぞれ対応するブランカー２１２，２０４内を通過する。このうち、ブランカー２０４は、それぞれ、個別に通過する電子ビーム２０を偏向する（ブランキング偏向を行う）。そして、ブランキングプレート２１４を通過したマルチビーム２０ａ〜ｅは、縮小レンズ２０５によって、縮小され、制限アパーチャ部材２０６に形成された中心の穴に向かって進む。ここで、ブランキングプレート２１４のブランカー２０４によって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。一方、ブランキングプレート２１４のブランカー２０４によって偏向されなかった電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６の中心の穴を通過する。かかるブランカー２０４のＯＮ／ＯＦＦによって、ブランキング制御が行われ、ビームのＯＮ／ＯＦＦが制御される。このように、制限アパーチャ部材２０６は、複数のブランカー２０４によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビーム２０を遮蔽する。そして、ビームＯＮになってからビームＯＦＦになるまでに形成された、制限アパーチャ部材２０６を通過したビームにより１回分のショットのビームが形成される。制限アパーチャ部材２０６を通過したマルチビーム２０は、対物レンズ２０７により焦点が合わされ、所望の縮小率のパターン像となり、偏向器２０８によって、制限アパーチャ部材２０６を通過した各ビーム（マルチビーム２０全体）が同方向にまとめて偏向され、各ビームの試料１０１上のそれぞれの照射位置に照射される。また、例えばＸＹステージ１０５が連続移動している時、ビームの照射位置がＸＹステージ１０５の移動に追従するように偏向器２０８によって制御される。一度に照射されるマルチビーム２０は、理想的にはアパーチャ部材２０３の複数の穴の配列ピッチに上述した所望の縮小率を乗じたピッチで並ぶことになる。描画装置１００は、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画動作を行い、所望のパターンを描画する際、パターンに応じて必要なビームがブランキング制御によりビームＯＮに制御される。

図５は、実施の形態１における描画動作を説明するための概念図である。図５（ａ）に示すように、試料１０１の描画領域３０は、例えば、ｙ方向に向かって所定の幅で短冊状の複数のストライプ領域３２に仮想分割される。かかる各ストライプ領域３２は、描画単位領域となる。まず、ＸＹステージ１０５を移動させて、第１番目のストライプ領域３２の左端、或いはさらに左側の位置に一回のマルチビーム２０の照射で照射可能な照射領域３４が位置するように調整し、描画が開始される。第１番目のストライプ領域３２を描画する際には、ＸＹステージ１０５を例えば−ｘ方向に移動させることにより、相対的にｘ方向へと描画を進めていく。ＸＹステージ１０５は所定の速度で例えば連続移動させる。第１番目のストライプ領域３２の描画終了後、ステージ位置を−ｙ方向に移動させて、第２番目のストライプ領域３２の右端、或いはさらに右側の位置に照射領域３４が相対的にｙ方向に位置するように調整し、今度は、図５（ｂ）に示すように、ＸＹステージ１０５を例えばｘ方向に移動させることにより、−ｘ方向にむかって同様に描画を行う。第３番目のストライプ領域３２では、ｘ方向に向かって描画し、第４番目のストライプ領域３２では、−ｘ方向に向かって描画するといったように、交互に向きを変えながら描画することで描画時間を短縮できる。但し、かかる交互に向きを変えながら描画する場合に限らず、各ストライプ領域３２を描画する際、同じ方向に向かって描画を進めるようにしても構わない。１回のショットでは、図５（ｃ）に示すように、アパーチャ部材２０３の各穴２２を通過することによって形成されたマルチビームによって、各穴２２と同数の複数のショットパターン３６が一度に形成される。例えば、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ａを通過したビームは、図５（ｃ）で示す「Ａ」の位置に照射され、その位置にショットパターン３６を形成する。同様に、例えば、アパーチャ部材２０３の１つの穴Ｂを通過したビームは、図５（ｃ）で示す「Ｂ」の位置に照射され、その位置にショットパターン３６を形成する。以下、Ｃ〜Ｈについても同様である。そして、各ストライプ３２を描画する際、ｘ方向に向かってＸＹステージ１０５が移動する中、偏向器２０８によってｙ方向或いはｘ，ｙ方向に各ショットが順に移動する（スキャンする）ように偏向し、ショットビームを連続して順に照射していくラスタースキャン方式で描画する。

図６は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図６において、実施の形態１における描画方法は、不良ビーム検出工程（Ｓ１０２）と、不使用ビーム設定工程（Ｓ１０４）と、ずらし幅設定工程（Ｓ１０６）と、座標リスト作成工程（Ｓ１０８）と、照射量算出工程（Ｓ１１０）と、照射量補正工程（Ｓ１１２）と、描画工程（Ｓ１１４）と、判定工程（Ｓ１１６）という一連の工程を実施する。

まず、不良ビーム検出工程（Ｓ１０２）として、検出処理部５０（検出部）は、電子ビーム２００の照射を受けてマルチビーム２０を形成する複数の穴２２（開口部）を有するアパーチャ部材２０３の複数の穴２２を通過したマルチビーム２０のうち、不良ビームを検出する。検出の方法は、例えば、検出処理部５０は、マルチビーム２０の各ビームについてそれぞれ電流量を測定する。具体的には、マルチビーム２０の各ビームが照射される位置にファラディーカップ１０６が位置するように順にＸＹステージ１０５を移動させる。ＸＹステージ１０５の位置は、ステージ位置検出器１３９からレーザをミラー２１０に照射し、反射光を受光して、検出すればよい。そして、マルチビーム２０を１本ずつ、ファラディーカップ１０６に照射し、ファラディーカップ１０６からのアナログ信号を電流検出器１３８で受信する。そして、電流検出器１３８は、ファラディーカップ１０６に照射された各ビームの電流量を示すデジタル信号（データ信号）を検出処理部５０に出力する。このようにして、検出処理部５０は、ファラディーカップ１０６に照射された各ビームの電流量を測定する。測定される対象ビーム以外のビームは、ブランキング制御によりビームＯＦＦの状態にすると好適である。対象ビーム以外のビームが照射されてもファラディーカップ１０６で検出されない位置関係であればビームＯＮの状態のままでも構わない。電流量が測定できない（電流が検出されない）ビームは、ビームＯＮ制御ができず、常時ビームＯＦＦとなる不良ビームである。また、電流量が検出されても所望する電流量ではないビームは、ビームＯＮはできても規定の照射時間でビームＯＦＦにできず、照射量が制御できない不良ビームである。一方、ビームＯＦＦの状態に制御してもビーム電流量が検出されるビームは、常時ＯＮとなる不良ビームである。よって、検出処理部５０は、電流検出器１３８から入力したデータ信号に基づいて、ビームＯＮに設定しても電流量が測定できない（電流が検出されない）或いは、所望する電流量ではないビームを、また、ビームＯＦＦに設定してもビーム電流量が検出されるビームを、不良ビームとして検出する。

不使用ビーム設定工程（Ｓ１０４）として、設定部５１は、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２のうち、不良ビームを通過させる穴の列のビームを不使用ビームとして設定する。

図７は、実施の形態１における不使用ビームを示す概念図である。図７において、不良ビームを通過させる穴２３を含む、左端から６列目のすべての穴２２を不使用ビームの部分領域４０として設定する。

ここで、実施の形態１では、以下に説明するように、位置をずらしながら多重描画を行うことで、不良ビームが存在しても高精度に描画処理を行う。

ずらし幅設定工程（Ｓ１０６）として、ずらし幅設定部５６は、多重描画を行う際のずらし幅を設定する。実施の形態１では、不良ビームの位置が重ならないように位置をずらしながら多重描画を行う。

図８は、実施の形態１における多重描画の方法を説明するための概念図である。図８（ｂ）では、アパーチャ部材２０３に形成された、例えば、５１２段×８列の穴２２のうち、６列目が不使用ビームの部分領域４０とした際の、１段分を示している。図８（ａ）に示す例では、２回の多重描画を行う場合について示している。また、図８（ｂ）に示すように、多重描画を行う際、１回目の描画（１パス目）と２回目の描画（２パス目）のずらし幅ｄは、マルチビーム２列分に設定した例を示している。

座標リスト作成工程（Ｓ１０８）として、リスト作成部５８は、不良ビームに位置するメッシュの座標リストを作成する。具体的には、以下のように作成する。６列目のビームが不良ビームの場合、１パス目には、６列目のビームが不良ビームとなる。よって、２パス目の４列目が１パス目の６列目（不良ビーム）の位置に重なることになる。同様に、２パス目には、６列目のビームが不良ビームとなる。よって、１パス目の８列目が２パス目の６列目（不良ビーム）の位置に重なることになる。そこで、リスト作成部５８は、各パスの不良ビームの照射位置を合成して、図８（ｃ）に示すように、１回でも不良ビームの照射位置となる座標リスト２４を作成する。図８（ｃ）の例では、座標リスト２４において１パス目の６列目と８列目の位置が不良ビームの照射位置となる。かかる座標リスト２４を用いて、以下、描画処理を開始する。ここでは、１段分の列しか記載していないが、座標リスト２４は、描画領域全体について、メッシュ状に不良ビームの照射位置を特定するように作成されるとよい。

照射量算出工程（Ｓ１１０）として、照射量算出部６０は、各ショットの各ビームにおける必要な照射量を算出する。

照射量補正工程（Ｓ１１２）として、照射量補正部６２は、座標リスト２４を用いて、座標リスト２４で不良ビームの照射位置とされる位置を照射するビームの照射量をＮ／（Ｎ−１）倍に補正する。例えば、多重度Ｎ＝２で多重描画を行う場合、座標リスト２４で不良ビームの照射位置とされる位置を照射するビームの照射量を２倍に補正する。図８（ｃ）の例では、座標リスト２４において１パス目の６列目と８列目の位置を照射する予定のビームの照射量を２倍に補正する。

描画工程（Ｓ１１４）として、描画処理制御部５２は、アパーチャ部材２０３に設けられた複数の穴２２によって形成されるマルチビームのうち、不良ビーム位置（不使用ビームの部分領域４０に相当する位置）のビームをカット（遮蔽する）ように、リレー回路１２２を制御する。リレー回路１２２は、対応するブランカー２１２に定電圧電源１２０からの電圧を印加し、かかるブランカー２１２を駆動する。そして、ブランカー２１２は、対応する不良ビーム位置のビームがビームＯＦＦになるように偏向する。図８（ｃ）の例では、例えば、５１２段×８列の穴２２のうち、６列目が不使用ビームの部分領域４０となるので、６列目のビームがビームＯＦＦになるように偏向する。ブランカー２１２によって偏向された電子ビーム２０は、制限アパーチャ部材２０６（ブランキングアパーチャ部材）の中心の穴から位置がはずれ、制限アパーチャ部材２０６によって遮蔽される。ブランカー２１２は、描画動作中、常時、不良ビーム位置のビームをカットし続ける。

描画処理制御部５２によって制御された描画データ処理部５４は、ストライプ領域３２毎に、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。偏向制御回路１３０は、ショットデータに沿って、各回のそれぞれのブランカー２０４が行うショットのブランキング制御用の信号を生成し、ＤＡＣアンプ１３４で増幅の上、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、各ブランカー２０４に出力する。不良ビーム位置のビームについては、特に、考慮しなくても良い。ブランカー２１２によって既にカットされているので、例えブランカー２０４によってビームＯＮに制御されてもビームはカットできる。

また、偏向制御回路１３２は、ショット毎のｘ，ｙ方向への偏向量を演算し、偏向用の信号を生成し、ＤＡＣアンプ１３６で増幅の上、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、偏向器２０８に出力する。

そして、描画部１５０は、不良ビームがビームＯＦＦに制御された状態で残りのマルチビームのうちの少なくとも１つを用いて、不良ビームの位置が重ならないように位置をずらしながら多重描画を行う。具体的には、まず、１パス目の描画を行う。

そして、判定工程（Ｓ１１６）として、描画処理制御部５２は、多重回数の描画が行われたかどうかを判定し、まだ必要な回数が残っている場合には、照射量算出工程（Ｓ１１０）に戻って、照射量算出工程（Ｓ１１０）から判定工程（Ｓ１１６）までを繰り返す。これにより、不良ビームの位置が重ならないように位置をずらしながら２パス目の描画を行う。

以上のようにして、実施の形態１では、不良ビームの位置になり照射されなかった分の照射量を多重描画する他のビームの照射量に加算する。図８の例では、１パス目の６列目と８列目の位置を照射する予定のビームの照射量を２倍に補正しているので、１パス目の８列目のビーム照射量と、２パス目の４列目のビーム照射量とが２倍の照射量で試料１０１に照射されることになる。よって、不良ビームとして照射されなかった分の照射量を補充できる。

以上のように、実施の形態１によれば、常時ビームＯＮとなる不良ビーム或いは所定の照射時間で照射量が制御できない不良ビームの試料面へのビーム照射を防止できる。また、不良ビームがあっても描画精度を落とさずに描画できる。また、不良ビームが存在する１列分のビーム以外のビームを用いることができるので、スループットの低下を抑制できる。また、多重描画の際に、不良ビームの位置にあたり、不足となった照射量を他の回数目の描画の際に補充できるので、追加パス描画が不要となり、スループットの低下を抑制できる。

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。上述した例では、不良ビームが存在する１列すべてを不使用としたが、不良ビームだけを不使用としてもよい。また、上述した例では、多重回数を増やさずに、不良ビームの位置になり照射されなかった分の照射量を多重描画する他のビームの照射量に加算しているが、これに限るものではない。加算せずに、不良ビームの照射位置だけを照射する追加パス描画をさらに行ってもよい。

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マルチ荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。

２０ マルチビーム
２２，２３ 穴
２４，２５，２６，２７ 電極
３０ 描画領域
３２，３３ ストライプ領域
３４ 照射領域
３６ ショットパターン
４０ 部分領域
５０ 検出処理部
５１ 設定部
５２ 描画処理制御部
５４ 描画データ処理部
５６ ずらし幅設定部
５８ リスト作成部
６０ 照射量算出部
６２ 照射量補正部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１０６ ファラディーカップ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１２０ 定電圧電源
１２２ リレー回路
１３０，１３２ 偏向制御回路
１３４，１３６ ＤＡＣアンプ
１３８ 電流検出器
１３９ ステージ位置検出部
１４０ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ アパーチャ部材
２０４，２１２ ブランカー
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ部材
２０７ 対物レンズ
２０８ 偏向器
２０９ 検出器
２１０ ミラー
２１４ ブランキングプレート

Claims (3)

1. 試料を載置する、連続移動可能なステージと、
   荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数の第１のブランカーと、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを前記複数の第１のブランカーの偏向方向と直交する方向に偏向する複数の第２のブランカーと、
   前記複数の第１のブランカーと前記複数の第２のブランカーとのうち少なくとも一方によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出処理部と、
   を備え、
   前記複数の第２のブランカーは、前記マルチビームのうち予め決められたビーム群で構成されるグループ毎に共通の電極を用いて偏向し、
   前記複数の第２のブランカーは、前記不良ビームを含むグループのビーム群用の前記共通の電極を用いて、前記マルチビームのうちの一部となる、前記不良ビームを含む前記グループのビーム群を一括して偏向することを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
2. 上面に前記複数の第２のブランカーが配置され、裏面に前記複数の第１のブランカーが配置され、前記マルチビームのうち対応するビームが通過する複数の開口部が形成されたブランキングプレートをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
3. 試料を載置する、連続移動可能なステージと、
   荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数の第１のブランカーと、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを前記複数の第１のブランカーの偏向方向と直交する方向に偏向する複数の第２のブランカーと、
   前記複数の第１のブランカーと前記複数の第２のブランカーとのうち少なくとも一方によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、不良ビームを検出する検出処理部と、
   を備え、
   前記複数の第２のブランカーは、前記マルチビームのうち予め決められたビーム群で構成されるグループ毎に共通の電極を用いて偏向し、
   定電圧源と、
   機械的スイッチ機構のリレー回路と、
   をさらに備え、
   前記複数の第２のブランカーは、前記定電圧源と前記リレー回路とによって駆動されることを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

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