JP6240045B2

JP6240045B2 - 異常検出方法及び電子線描画装置

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Publication number: JP6240045B2
Application number: JP2014170659A
Authority: JP
Inventors: 啓長谷川; 康雄仙石
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Current assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2014-08-25
Filing date: 2014-08-25
Publication date: 2017-11-29
Anticipated expiration: 2034-08-25
Also published as: JP2016046432A

Description

本発明は、異常検出方法及び電子線描画装置に関する。

フラッシュメモリなどの記録媒体や、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を構成する半導体素子のリソグラフィ工程では、マスクに形成された原画パターンが、半導体素子の基板となるウエハに転写される。近年、このマスクに形成される原画パターンは、電子線描画装置を用いて描画されるのが一般的になりつつある。

原画パターンを描画する際には、マスクに対して超微細な加工が行われる。このため、電子線や制御機器がノイズなどの影響を受けると、マスクに描画される原画パターンに欠陥が生じる恐れがある。そこで、原画パターンや制御機器の異常を検出する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−５１２３０号公報

特許文献１に開示された装置は、電子線を偏向させる偏向器を制御するＤＡＣアンプの異常を検出したときに、合わせて、試料に描画されたパターンの異常も検出することができる。このため、ＤＡＣアンプの異常の解析を容易に行うことができる。しかしながら、特許文献１に開示された装置では、ノイズの影響で異常が発生した場合に、異常の発生源の特定と検出された異常が描画に影響を与えるものかどうかを判断するのが困難である。

本発明は、上述の事情の下になされたもので、異常の発生源を特定することを課題とする。

上記課題を解決するため、本実施形態に係る電子線描画方法は、対象物に照射される電子線を偏向させる偏向電極と、電子線をブランキングさせるためのブランキング電極と、を備える電子線描画装置に発生する異常を、検出するための異常検出方法であって、偏向アンプから、線路を介して、偏向電極へ出力される偏向信号に含まれるノイズの検出を、線路から分岐するモニタ回路を介して行う第１工程と、第１工程でノイズが検出された場合に、ブランキングアンプから、ブランキング電極へ出力されるブランキング信号をオンにするとともに、偏向信号をオフにし、偏向信号に含まれるノイズの検出を、線路から分岐するモニタ回路を介して行う第２工程と、第２工程でノイズが検出された場合に、ブランキング信号をオンにするとともに、偏向信号をオンにし、偏向信号に含まれるノイズの検出を、線路から絶縁されたモニタ回路を介して行う第３工程と、を含む。

本実施形態に係る電子線描画装置は、電子線を対象物に照射することによりパターンを描画する電子線描画装置であって、対象物に照射される電子線を偏向させるための偏向電極に、線路を介して、偏向信号を出力する偏向アンプと、電子線をブランキングさせるためのブランキング電極に、ブランキング電極を出力するブランキングアンプと、線路から分岐するモニタ回路を介して、線路に接続される検出装置と、モニタ回路を、線路から切り離して絶縁するためのスイッチと、を備え、検出装置は、偏向信号に含まれるノイズを検出した場合に、ブランキング信号をオンにするとともに、偏向信号をオフにし、偏向信号に含まれるノイズの検出を、モニタ回路を介して行い、その結果、ノイズを検出した場合に、ブランキング信号をオンにするとともに偏向信号をオンにして、スイッチにより線路から絶縁されたモニタ回路を介して、ノイズの検出を行う。

本発明によれば、ノイズの検出が、電子線描画装置の運転条件ごとに行われる。これにより、ノイズの発生源を特定することができる。

本実施形態に係る電子線描画装置のブロック図である。制御装置のブロック図である。検出装置のブロック図である。ノイズチェック処理を示すフローチャートである。検出装置の動作を説明するための図である。検出装置の動作を説明するための図である。サブルーチン１を示すフローチャートである。サブルーチン２を示すフローチャートである。電子線描画装置の変形例を示す図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。説明には、相互に直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を適宜用いる。

図１は、本実施形態に係る電子線描画装置１０の概略構成を示す図である。電子線描画装置１０は、例えば真空度が１０^−７Ｐａ程度の環境下において、レジスト材がコーティングされたマスクやレチクルなどの試料１２０に、パターンを描画する装置である。

図１に示されるように、電子線描画装置１０は、電子線を試料１２０に照射する照射装置２０、試料１２０が載置されるステージ装置５１、ステージ装置５１を収容するライティングチャンバ５０、照射装置２０及びステージ装置５１を制御する制御系１００を備えている。

照射装置２０は、長手方向をＺ軸方向とする鏡筒２１と、鏡筒２１の内部上方から下方に向かって順番に配置される電子銃２２、ブランキング電極２３、電界レンズ２４、アパーチャ２５、偏向電極２６、及び対物レンズ２７を備えている。

鏡筒２１は、下方が開放された円筒状のケーシングである。鏡筒２１は、ステンレスからなり、接地されている。この鏡筒２１は、ライティングチャンバ５０の上方に設置され、ライティングチャンバ５０内部に位置する部分は、その直径が下方（−Ｚ方向）に向かって小さくなるテーパー形状となっている。

電子銃２２は、鏡筒２１の内部上方に配置されている。電子銃２２は、例えば熱陰極型の電子銃である。電子銃２２は、陰極と、陰極を包囲するように設けられるウェネルト電極と、陰極の下方に配置される陽極などから構成されている。電子銃２２は、高電圧が印加されると下方（図１における−Ｚ方向）へ電子線を射出する。

ブランキング電極２３は、電子銃２２の下方に配置されている。ブランキング電極２３は、Ｘ軸方向に相互に対向するように配置された１対の電極を有している。そして、ブランキングアンプ１０４によって印加される電圧に応じて、電子銃２２から射出された電子線を＋Ｘ方向又は−Ｘ方向へ偏向する。

例えば、ブランキング電極２３には、ハイレベルとローレベルの２値の電圧信号が入力される。ブランキング電極２３では、入力された電圧信号がハイレベルの時に、電極間に電界が生じ、電子線が偏向されブランキングされる。そのため、描画パターンに基づいて変調した電圧信号を、ブランキング電極２３に入力することで、試料１２０に所望のパターンを描画することができる。また、ハイレベルに維持された電圧信号をブランキング電極２３に入力することで、電子線がブランキングされた状態を継続することができる。

電界レンズ２４は、ブランキング電極２３の下方に配置された環状のレンズである。電界レンズ２４は、ブランキング電極２３を通過する電子線を集束させる。

アパーチャ２５は、中央に電子線が通過する開口が設けられた板状の部材である。アパーチャ２５は、電界レンズ２４を通過した電子線の収束点近傍に配置されている。電子線がアパーチャ２５の開口を通過することで、スポットの形状が整形される。また、電子線がブランキング電極２３によって偏向されたときには、電子線は、アパーチャ２５によって遮蔽される。これにより、電子線がブランキングされる。

偏向電極２６は、アパーチャ２５の下方に配置されている。この偏向電極２６は、Ｘ軸方向に相互に対向するように配置される１対の電極２６ａ，２６ｂを有している。そして、印加される電圧に応じて、アパーチャ２５を通過した電子線をＸ軸方向へ偏向する。

対物レンズ２７は、偏向電極２６の下方に配置され、偏向電極２６を通過した電子線を、ステージ装置５１に載置されたマスクやウェハー等の試料１２０の表面に集束させる。

ライティングチャンバ５０は、直方体状の中空部材であり上面には円形の開口が形成されている。上述した照射装置２０の鏡筒２１は、ライティングチャンバ５０の上面に形成された開口に挿入されている。

ステージ装置５１は、ライティングチャンバ５０の内部に配置されている。ステージ装置５１は、パターンが描画される試料１２０をほぼ水平に保持した状態で、少なくともＸＹ平面内で移動することが可能なステージである。

制御系１００は、照射装置２０及びステージ装置５１を制御するためのシステムである。この制御系１００は、制御装置１０１、高圧電源装置１０２、偏向演算装置１０３、ブランキングアンプ１０４、偏向アンプ１０５、検出装置１０６、ステージ駆動装置１０７、及びスイッチＳＷを有している。

図２は、制御装置１０１のブロック図である。図２に示されるように、制御装置１０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１ａ、主記憶部１０１ｂ、補助記憶部１０１ｃ、入力部１０１ｄ、表示部１０１ｅ、インタフェース部１０１ｆ、及び上記各部を接続するシステムバス１０１ｇを有するコンピュータである。

ＣＰＵ１０１ａは、補助記憶部１０１ｃに記憶されたプログラムを読み出して実行する。そして、プログラムに応じて、制御系１００を構成する機器を統括的に制御する。

主記憶部１０１ｂは、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリを有している。主記憶部１０１ｂは、ＣＰＵ１０１ａの作業領域として用いられる。

補助記憶部１０１ｃは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気ディスク、半導体メモリなどの不揮発性メモリを有している。補助記憶部１０１ｃは、ＣＰＵ１０１ａが実行するプログラム、及び各種パラメータなどを記憶している。また、ＣＰＵ１０１ａによる処理結果などを含む情報を順次記憶する。

入力部１０１ｄは、キーボードや、マウスなどのポインティングデバイスを有している。ユーザの指示は、入力部１０１ｄを介して入力され、システムバス１０１ｇを経由してＣＰＵ１０１ａに通知される。

表示部１０１ｅは、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などの表示ユニットを有している。表示部１０１ｅは、例えば、電子線描画装置１０のステータスや、描画パターンなどに関する情報を表示する。

インタフェース部１０１ｆは、ＬＡＮインタフェース、シリアルインタフェース、パラレルインタフェース、アナログインタフェースなどを備えている。高圧電源装置１０２、偏向演算装置１０３、検出装置１０６、ステージ駆動装置１０７は、インタフェース部１０１ｆを介して、制御装置１０１に接続される。また、図１には図示されていないが、インタフェース部１０１ｆには、レンズ駆動装置１０８も接続されている。

上述のように構成される制御装置１０１は、高圧電源装置１０２、偏向演算装置１０３、検出装置１０６、ステージ駆動装置１０７、レンズ駆動装置１０８を統括的に制御する。

図１に戻り、高圧電源装置１０２は、制御装置１０１からの指示に基づいて、電子銃２２に電圧を印加する。これにより、電子銃２２から試料１２０へ向かって、電子線が射出される。

偏向演算装置１０３は、制御装置１０１から出力される描画データに基づいて、ブラキングタイミングやブランキング時間を演算する。そして、演算結果を示すデジタル信号Ｓ１をブランキングアンプ１０４へ出力する。また、偏向演算装置１０３は、描画データに基づいて、電子線の偏向量を演算する。そして、演算結果を示すデジタル信号Ｓ２を偏向アンプ１０５へ出力する。

ブランキングアンプ１０４は、偏向演算装置１０３から出力されるデジタル信号Ｓ１に基づいてブランキング信号Ｓ３を生成し、ブランキング電極２３と検出装置１０６へ出力する。ブランキング信号Ｓ３は、ハイレベルが５００ｍＶで、ローレベルが０Ｖの２値の信号である。ブランキング電極２３へ出力されるブランキング信号Ｓ３がハイレベルのときに、電子線がブランキングされる。

偏向アンプ１０５は、偏向演算装置１０３から出力されるデジタル信号Ｓ２に基づいて偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２を生成し、偏向電極２６を構成する一対の電極２６ａ，２６ｂと検出装置１０６へ出力する。これにより、電極２６ａと電極２６ｂとの間には、偏向信号Ｓ４_１の値と、偏向信号Ｓ４_２の値の差に応じた電位差Ｖｄが生じる。偏向電極２６を通過する電子線は、電位差Ｖｄに応じた量だけ偏向される。

検出装置１０６は、偏向アンプ１０５からの出力に含まれるノイズを検出するためのテスターである。図３は、検出装置１０６のブロック図である。図３に示されるように、検出装置１０６は、ＣＰＵ１０６ａ、主記憶部１０６ｂ、補助記憶部１０６ｃ、インタフェース部１０６ｆ、及び上記各部を接続するシステムバス１０６ｇを有するコンピュータである。

ＣＰＵ１０６ａは、補助記憶部１０６ｃに記憶されたプログラムを読み出して、偏向アンプ１０５からの偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２にノイズが含まれるか否かを判断する。そして、判断結果を、制御装置１０１へ出力する。

主記憶部１０６ｂは、ＲＡＭ等の揮発性メモリを有している。主記憶部１０６ｂは、ＣＰＵ１０６ａの作業領域として用いられる。

補助記憶部１０６ｃは、ＲＯＭ（Read Only Memory）、磁気ディスク、半導体メモリなどの不揮発性メモリを有している。補助記憶部１０６ｃは、ＣＰＵ１０６ａが実行するプログラム、及び各種パラメータなどを記憶している。また、ＣＰＵ１０６ａによる処理結果などを含む情報を順次記憶する。

インタフェース部１０６ｆは、シリアルインタフェース、パラレルインタフェース、アナログインタフェースなどを備えている。制御装置１０１、偏向演算装置１０３、ブランキングアンプ１０４、偏向アンプ１０５は、インタフェース部１０６ｆを介して、検出装置１０６に接続される。

図１に戻り、スイッチＳＷは、偏向アンプ１０５と検出装置１０６の間に設けられている。スイッチＳＷは、制御装置１０１によって操作される。制御装置１０１は、スイッチＳＷをオフにすることで、偏向アンプ１０５と偏向電極２６との間の線路から分岐するモニタ回路１０９を、偏向アンプ１０５から絶縁することができる。

ステージ駆動装置１０７は、制御装置１０１の指示に基づいて、ステージ装置５１を駆動し、試料１２０の移動や位置決めなどを行う。

図２に示されるレンズ駆動装置１０８は、制御装置１０１の指示に基づいて、電子線に対する電界レンズ２４、対物レンズ２７のパワー（屈折力）を制御して、電子線を試料１２０の上面に集束させる。

上述のように構成される電子線描画装置１０では、試料１２０への描画開始指令が制御装置１０１へ入力されると、制御装置１０１を構成するＣＰＵ１０１ａが、補助記憶部１０１ｃに記憶されたプログラムを読み出す。そして、ＣＰＵ１０１ａは、読みだしたプログラムに基づいて、試料１２０に対するパターンの描画を開始する。

具体的には、ＣＰＵ１０１ａは、ステージ駆動装置１０７を介して、ステージ装置５１を駆動し、図１に示されるように、試料１２０を照射装置２０の下方に位置決めする。

次に、ＣＰＵ１０１ａは、高圧電源装置１０２を駆動して、電子銃２２に電圧を印加する。これにより、電子銃２２から電子線が射出される。

照射装置２０の電子銃２２から電子線が射出されると、ＣＰＵ１０１ａは、レンズ駆動装置１０８（図２参照）を介して電界レンズ２４を制御し、電子線をアパーチャ２５の開口近傍（クロスポーバーポイント）に集束させる。電子線は、アパーチャ２５の開口を通過することで、スポットの外径及び形状が整形される。アパーチャ２５を通過した電子線は、一旦結像した後、対物レンズ２７に入射する。ＣＰＵ１０１ａは、レンズ駆動装置１０８を介して、対物レンズ２７を制御して、対物レンズ２７に入射した電子線をステージ装置５１に保持された試料１２０の表面に結像させる。

ＣＰＵ１０１ａは、上記動作と並行して、偏向演算装置１０３に描画データを出力する。偏向演算装置１０３は、描画データを受信すると、描画データに基づいて変調されたデジタル信号Ｓ１，Ｓ２を生成する。そして、偏向演算装置１０３は、デジタル信号Ｓ１をブランキングアンプ１０４へ出力し、デジタル信号Ｓ２を偏向アンプ１０５へ出力する。

ブランキングアンプ１０４は、デジタル信号Ｓ１を受信すると、デジタル信号Ｓ１をブランキング信号Ｓ３に変換して、ブランキング電極２３へ出力する。これにより、電子線が所定のタイミングで偏向されブランキングが間欠的に実行される。

偏向アンプ１０５は、デジタル信号Ｓ２を受信すると、デジタル信号Ｓ２から偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２を生成する。そして、生成した偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２を、偏向電極２６を構成する電極２６ａ，２６ｂへそれぞれ出力する。これにより、電子線がＸ軸方向に偏向され、試料１２０に対する電子線の入射位置が制御される。

電子線描画装置１０では、上述のようにブランキングアンプ１０４と偏向アンプ１０５が協働することにより、電子線が変調され試料１２０にパターンが描画される。

電子線描画装置１０では、試料１２０に対するパターンの描画を開始する前に、偏向信号Ｓ４にノイズが含まれるか否かをチェックするためのノイズチェック処理が行われる。以下、ノイズチェック処理について説明する。

図４は、制御装置１０１のＣＰＵ１０１ａが実行する一連の処理を示すフローチャートである。ノイズチェック処理の最初のステップＳ１０１では、ＣＰＵ１０１ａは、スイッチＳＷをオンにした状態で、偏向演算装置１０３を制御して、ブランキングアンプ１０４からブランキング信号Ｓ３を出力するとともに、偏向アンプ１０５から、偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２を出力する。

図５は、ノイズチェックを行う際に、偏向アンプ１０５から出力される偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の波形と、ブランキングアンプ１０４から出力されるブランキング信号Ｓ３の波形を示す図である。ノイズチェックを行う場合に、制御装置１０１は、偏向演算装置１０３を制御して、ブランキングアンプ１０４から周期的にハイレベルとローレベルを繰り返すブランキング信号Ｓ３を出力する。同時に、制御装置１０１は、偏向演算装置１０３を制御して、偏向アンプ１０５から、ブランキング信号Ｓ３の立ち上がりに同期して、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４と段階的に変化する偏向信号Ｓ４_１を出力する。同様に、偏向アンプ１０５から、ブランキング信号Ｓ３の立ち上がりに同期して、−Ｖ１、−Ｖ２、−Ｖ３、−Ｖ４と段階的に変化する偏向信号Ｓ４_２を出力する。

一方、検出装置１０６は、偏向信号Ｓ４_１の値Ｘ１と、偏向信号Ｓ４_２の値Ｘ２との和Ｙを演算する。偏向アンプ１０５から出力される偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の値Ｘ１，Ｘ２を段階的に変化させた場合、回路の時定数などの影響により、偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の値が安定するまでにある程度の時間を要する。このため、図５の曲線Ｌ１に示されるように、和Ｙは、ブランキング信号Ｓ３が立ち上がった時刻から、ブランキング信号Ｓ３がハイレベルを維持する時間Ｔ１が経過するまでの間は不安定に変化する。一方、和Ｙは、時間Ｔ１が経過してから、ブランキング信号Ｓ３がローレベルを維持する時間Ｔ２が経過するまでの間は、ほぼ零になる。そこで、検出装置１０６は、ブランキング信号Ｓ３が立ち下がってから立ち上がるまでの和Ｙの値を監視して、偏向信号Ｓ４にノイズが含まれるか否かを判定する。

図６は、ノイズ成分を含む偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の波形を一例として示す図である。偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２にノイズ成分が含まれる場合には、双方の偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２に、例えば、ピークＰ１或いはピークＰ３のような、偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２相互間で同極性のピークが、ほぼ同時に現れる。

この場合には、和Ｙの推移を示す曲線Ｌ１にも、ピークＰ１に対応するピークＰ２、或いはピークＰ３に対応するピークＰ４が現れる。検出装置１０６は、ブランキング信号Ｓ３がローレベルのときの和Ｙの値が０以外に変化したときに、偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２にノイズが含まれていると判断し、判断結果を制御装置１０１に出力する。

次のステップＳ１０２では、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出したか否かを判断する。検出装置１０６がノイズを検出しなかったと判断した場合には（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０３で、電子線描画装置１０に異常はなく正常に動作可能であると判断し、ノイズチェック処理を終了する。

一方、ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ１０２で、検出装置１０６がノイズを検出したと判断した場合には（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４へ移行する。

ステップＳ１０４では、ＣＰＵ１０１ａは、スイッチＳＷをオンにした状態で、偏向演算装置１０３を制御して、ブランキングアンプ１０４からブランキング信号Ｓ３を出力するとともに、偏向アンプ１０５からの偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の出力を停止する。

次のステップＳ１０５では、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出したか否かを判断する。偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の出力が停止された場合には、偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の値Ｘ１，Ｘ２はそれぞれ零になる。このため、和Ｙ（＝Ｘ１＋Ｘ２）は本来零になる。したがって、ステップＳ１０２でノイズが検出されたと判断され（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５でノイズが検出されなかったと判断された場合には（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、偏向アンプ自体がノイズや異常波形の発生源であると考えられる。そこで、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出しなかったと判断した場合には（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、ステップＳ１０６で、検出装置１０６によって検出されたノイズや異常波形が、偏向アンプ１０５から発生したもの（偏向アンプ１０５の故障）であると判断し、ノイズチェック処理を終了する。

一方、ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ１０５で、検出装置１０６がノイズを検出したと判断した場合には（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０７へ移行する。

ステップＳ１０７では、ＣＰＵ１０１ａは、スイッチＳＷをオフにした状態で、偏向演算装置１０３を制御して、ブランキングアンプ１０４からブランキング信号Ｓ３を出力するとともに、偏向アンプ１０５から偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２を出力する。

次のステップＳ１０８では、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出したか否かを判断する。スイッチＳＷがオフになることによりモニタ回路１０９が、偏向アンプ１０５から絶縁された場合において、ステップＳ１０５でノイズが検出されたと判断され（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０８でノイズが検出されなかったと判断された場合には（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ノイズが、描画系に影響を与えるものであると考えられる。そこで、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出しなかったと判断した場合には（ステップＳ１０８：Ｎｏ）、ステップＳ１１０へ移行し、図７に示されるサブルーチン１を実行することによりノイズ源を特定する。

サブルーチン１の最初のステップＳ２０１では、ＣＰＵ１０１ａは、スイッチＳＷをオンにした状態で、偏向演算装置１０３を制御して、ブランキングアンプ１０４からブランキング信号Ｓ３を出力するとともに、偏向アンプ１０５からの偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の出力を停止する。

次のステップＳ２０２では、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出したか否かを判断する。ステップＳ２０２でノイズが検出されなかったと判断された場合には（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ノイズが、デジタル信号Ｓ２の線路や偏向アンプ１０５からのものであると考えられる。そこで、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出しなかったと判断した場合には（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、ステップＳ２０３で、検出装置１０６によって検出されたノイズが、デジタル信号Ｓ２の線路や偏向アンプ１０５などの偏向信号系から発生したものであると判断する。

ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ２０３の処理が終了すると、サブルーチン１を終了してノイズチェック処理を終了する。

一方、ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ２０２で、検出装置１０６がノイズを検出したと判断した場合には（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４へ移行する。

ステップＳ２０４では、ＣＰＵ１０１ａは、スイッチＳＷをオンにした状態で、偏向演算装置１０３を制御して、ブランキングアンプ１０４からのブランキング信号Ｓ３の出力を停止するとともに、偏向アンプ１０５からの偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の出力を停止する。

ブランキング信号Ｓ３の出力が停止された場合には、検出装置１０６はトリガ信号を失うことになる。このため、検出装置１０６は、図５に示されるブランキング信号Ｓ３と同等のサンプリング信号を疑似的に生成し、当該サンプリング信号がローレベルのときの和Ｙの値に基づいて、ノイズの検出を行う。

次のステップＳ２０５では、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出したか否かを判断する。ブランキング信号Ｓ３の出力が停止した場合において、ステップＳ２０２でノイズが検出されたと判断され（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０５でノイズが検出されなかったと判断された場合には（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ノイズが、電子線のブランキング動作に起因するものであると考えられる。そこで、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出しなかったと判断した場合には（ステップＳ２０５：Ｎｏ）、ステップＳ２０６で、検出装置１０６によって検出されたノイズが、電子線のブランキング動作に起因して発生したものであると判断する。

ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ２０６の処理が終了すると、サブルーチン１を終了してノイズチェック処理を終了する。

また、ステップＳ２０４において、ブランキング信号Ｓ３の出力が停止された場合において、ステップＳ２０２でノイズが検出されたと判断され（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、かつ、ステップＳ２０５でノイズが検出されたと判断された場合には（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ノイズが、他の工作機械の動作など、外部環境に起因して発生したものであると考えられる。そこで、ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ２０５で、検出装置１０６がノイズを検出したと判断した場合には（ステップＳ２０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０７で、ノイズが外部環境に起因するものであると判断し、サブルーチン１を終了してノイズチェック処理を終了する。

また、ステップ１０７において、スイッチＳＷがオフになることによりモニタ回路１０９が、偏向アンプ１０５から絶縁された場合において、ステップＳ１０５でノイズが検出されたと判断され（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、かつ、ステップＳ１０８でノイズが検出されたと判断された場合には（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ノイズが、モニタ回路１０９を介して検出されたものであると考えられる。そこで、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出したと判断した場合には（ステップＳ１０８：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１１で、検出装置１０６によって検出されたノイズが、モニタ回路１０９のみに侵入したノイズであり描画には影響を与えないと判断する。そのため、ここでノイズチェック処理を終了しても良いし、ステップＳ１１２へ移行し、図８に示されるサブルーチン２の実行により、詳細なノイズ源を特定しても良い。

サブルーチン２の最初のステップＳ３０１では、ＣＰＵ１０１ａは、スイッチＳＷをオフにした状態で、偏向演算装置１０３を制御して、ブランキングアンプ１０４からブランキング信号Ｓ３を出力するとともに、偏向アンプ１０５からの偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の出力を停止する。

次のステップＳ３０２では、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出したか否かを判断する。ステップＳ３０２でノイズが検出されなかったと判断された場合には（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、ノイズが、偏向アンプ１０５からの出力に起因するノイズであると考えられる。そこで、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出しなかったと判断した場合には（ステップＳ３０２：Ｎｏ）、ステップＳ３０３で、検出装置１０６によって検出されたノイズが、デジタル信号Ｓ２の線路や偏向アンプ１０５など、偏向信号系から発生したものであると判断する。

ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ３０３の処理が終了すると、サブルーチン２を終了してノイズチェック処理を終了する。

一方、ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ３０２で、検出装置１０６がノイズを検出したと判断した場合には（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０４へ移行する。

ステップＳ３０４では、ＣＰＵ１０１ａは、スイッチＳＷをオフにした状態で、偏向演算装置１０３を制御して、ブランキングアンプ１０４からのブランキング信号Ｓ３の出力を停止するとともに、偏向アンプ１０５からの偏向信号Ｓ４_１，Ｓ４_２の出力を停止する。

次のステップＳ３０５では、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出したか否かを判断する。ブランキング信号Ｓ３の出力が停止された場合において、ステップＳ３０２でノイズが検出されたと判断され（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０５でノイズが検出されなかったと判断された場合には（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、ノイズが、電子線のブランキング動作に起因するものであると考えられる。そこで、ＣＰＵ１０１ａは、検出装置１０６がノイズを検出しなかったと判断した場合には（ステップＳ３０５：Ｎｏ）、ステップＳ３０６で、検出装置１０６によって検出されたノイズが、電子線のブランキング動作に起因して発生したものであると判断する。

ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ３０６の処理が終了すると、サブルーチン２を終了してノイズチェック処理を終了する。

また、ステップＳ３０４において、ブランキング信号Ｓ３の出力が停止された場合において、ステップＳ３０２でノイズが検出されたと判断され（ステップＳ３０２：Ｙｅｓ）、かつ、ステップＳ３０５でノイズが検出されたと判断された場合には（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、ノイズが、他の工作機械の動作など、外部環境に起因して発生したものであると考えられる。そこで、ＣＰＵ１０１ａは、ステップＳ３０５で、検出装置１０６がノイズを検出したと判断した場合には（ステップＳ３０５：Ｙｅｓ）、ステップＳ３０７で、ノイズが外部環境に起因するものであると判断し、サブルーチン２を終了してノイズチェック処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態では、電子線描画装置１０の運転条件を、図４に示されるステップＳ１０１，Ｓ１０４，Ｓ１０７、図７に示されるステップＳ２０１，Ｓ２０４、図８に示されるステップＳ３０１，Ｓ３０４において順次変更し、各条件においてノイズの検出を行う。これにより、ノイズの発生源をある程度正確に特定することができる。したがって、電子線描画装置１０の点検や修理を短時間に行うことが可能となる。

また、例えば、ノイズの影響を受けている範囲が本来修理やメンテナンスが必要なものではないときに、電子線描画装置１０の点検などが行われることを回避することができる。これにより、電子線描画装置１０の稼働率を向上させることが可能となる。

本実施形態では、図４に示されるように、ノイズが、描画系に影響を与えるものであるか（ステップＳ１０９）、又は、検出系のみに影響を与えるものであるか（ステップＳ１１１）が特定される。したがって、検出系のみに影響があるものである場合には、パターンの描画を一時停止することなく継続することができる。このため、製品の歩留まりの低下を回避することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、電子線描画装置１０が、制御装置１０１と検出装置１０６を備えている場合について説明した。これに限らず、一例として図９に示されるように、制御装置１０１が、偏向演算装置１０３、或いは検出装置１０６を兼ねることとしてもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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は意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、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。これら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ともに、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。

１０電子線描画装置
２０照射装置
２１鏡筒
２２電子銃
２３ブランキング電極
２４電界レンズ
２５アパーチャ
２６偏向電極
２６ａ，２６ｂ電極
２７対物レンズ
５０ライティングチャンバ
５１ステージ装置
１００制御系
１０１制御装置
１０１ａＣＰＵ
１０１ｂ主記憶部
１０１ｃ補助記憶部
１０１ｄ入力部
１０１ｅ表示部
１０１ｆインタフェース部
１０１ｇシステムバス
１０２高圧電源装置
１０３偏向演算装置
１０４ブランキングアンプ
１０５偏向アンプ
１０６検出装置
１０６ａＣＰＵ
１０６ｂ主記憶部
１０６ｃ補助記憶部
１０６ｆインタフェース部
１０６ｇシステムバス
１０７ステージ駆動装置
１０８レンズ駆動装置
１０９モニタ回路
１２０試料
Ｐ１〜Ｐ４ピーク
Ｓ１，Ｓ２デジタル信号
Ｓ３ブランキング信号
Ｓ４偏向信号
ＳＷスイッチ

Claims

対象物に照射される電子線を偏向させる偏向電極と、前記電子線をブランキングさせるためのブランキング電極と、を備える電子線描画装置に発生する異常を、検出するための異常検出方法であって、
偏向アンプから、線路を介して、前記偏向電極へ出力される偏向信号に含まれるノイズの検出を、前記線路から分岐するモニタ回路を介して行う第１工程と、
前記第１工程でノイズが検出された場合に、ブランキングアンプから、前記ブランキング電極へ出力されるブランキング信号をオンにするとともに、前記偏向信号をオフにし、前記偏向信号に含まれるノイズの検出を、前記線路から分岐する前記モニタ回路を介して行う第２工程と、
前記第２工程でノイズが検出された場合に、前記ブランキング信号をオンにするとともに、前記偏向信号をオンにし、前記偏向信号に含まれるノイズの検出を、前記線路から絶縁された前記モニタ回路を介して行う第３工程と、
を含む異常検出方法。
前記第３工程でノイズが検出されなかった場合には、ノイズによる影響が前記対象物へのパターンの描画に影響があると判断し、
前記ブランキング信号をオンにするとともに、前記偏向信号をオフにし、前記偏向信号に含まれるノイズの検出を、前記線路から分岐する前記モニタ回路を介して行う第４工程と、
前記第４工程でノイズが検出された場合に、前記ブランキング信号をオフにするとともに、前記偏向信号をオフにし、前記偏向信号に含まれるノイズの検出を、前記線路から分岐する前記モニタ回路を介して行う第５工程と、
を含む請求項１に記載の異常検出方法。
前記第３工程でノイズが検出された場合には、ノイズによる影響が前記対象物へのパターンの描画に影響がないと判断し、
前記ブランキング信号をオンにするとともに、前記偏向信号をオフにし、前記偏向信号に含まれるノイズの検出を、前記線路から絶縁された前記モニタ回路を介して行う第６工程と、
前記第６工程でノイズが検出された場合に、前記ブランキング信号をオフにするとともに、前記偏向信号をオフにし、前記偏向信号に含まれるノイズの検出を、前記線路から絶縁された前記モニタ回路を介して行う第７工程と、
を含む請求項１又は２に記載の異常検出方法。
電子線を対象物に照射することによりパターンを描画する電子線描画装置であって、
前記対象物に照射される前記電子線を偏向させるための偏向電極に、線路を介して、偏向信号を出力する偏向アンプと、
前記電子線をブランキングさせるためのブランキング電極に、ブランキング信号を出力するブランキングアンプと、
前記線路から分岐するモニタ回路を介して、前記線路に接続される検出装置と、
前記モニタ回路を、前記線路から切り離して絶縁するためのスイッチと、
を備え、
前記検出装置は、前記偏向信号に含まれるノイズを検出した場合に、前記ブランキング信号をオンにするとともに、前記偏向信号をオフにし、前記偏向信号に含まれるノイズの検出を、前記モニタ回路を介して行い、その結果、ノイズを検出した場合に、前記ブランキング信号をオンにするとともに前記偏向信号をオンにして、前記スイッチにより前記線路から絶縁された前記モニタ回路を介して、ノイズの検出を行う電子線描画装置。