TWI596640B

TWI596640B - A plurality of charged particle beam masking devices and multiple charged particle beam drawing device

Info

Publication number: TWI596640B
Application number: TW104129662A
Authority: TW
Inventors: Hiroshi Matsumoto
Original assignee: Nuflare Technology Inc
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2015-09-08
Publication date: 2017-08-21
Also published as: US9543120B2; KR101724267B1; KR20160045579A; TW201621961A; US20160111246A1; JP2016082106A

Description

多重帶電粒子束的遮沒裝置及多重帶電粒子束描繪裝置

本發明係多重帶電粒子束的遮沒裝置及多重帶電粒子束描繪裝置，例如有關裝載於多射束描繪裝置之遮沒裝置。

肩負半導體裝置微細化發展的微影技術，在半導體製程當中是唯一生成圖樣的極重要製程。近年來隨著LSI的高度積體化，半導體裝置所要求之電路線寬正逐年微細化。當中，電子線(電子束)描繪技術在本質上具有優良的解析性，對光罩底板(blanks)等使用電子線來描繪光罩圖樣係行之已久。

舉例來說，有使用多射束的描繪裝置。相較於以一道電子束描繪的情形下，藉由使用多射束，能夠一次照射較多的射束，故能使產能大幅提升。這樣的多射束方式之描繪裝置中，例如會使從電子槍放出的電子束通過具有複數個孔之光罩而形成多射束，然後各自受到遮沒控制，未被遮蔽的各射束則被光學系統縮小，如此光罩像被縮小並藉由偏向器被偏向而照射至試料上的所需位置。

此處，多射束描繪中，當進行高精度的描繪時，為了對試料上的各個位置給予指定的照射量，會藉由照射時間來個別地控制各個射束的照射量。為了高精度地控制該各射束的照射量，進行射束的ON/OFF之遮沒控制必須以高速進行。以往，多射束方式之描繪裝置中，在配置著多射束的各遮沒電極之遮沒板，係裝載有各射束用的遮沒控制電路。又，對於各射束是獨立地控制。例如，對所有射束的控制電路發送射束ON的觸發(trigger)訊號。各射束的控制電路藉由觸發訊號而對電極施加射束ON電壓，同時藉由計數器計數照射時間，一旦照射時間結束便施加射束OFF電壓。該控制例如是以10位元的控制訊號來控制。但，由於在遮沒板上設置電路的空間或可使用的電流量有限制，因此不得不做成相對於控制訊號的資訊量而言較簡單的電路，而難以內建可做高速高精度的動作之遮沒電路。又，由於在遮沒板裝載各射束用的遮沒控制電路，欲縮減多射束的間距(pitch)也會受限。另一方面，當為了確保設置電路的空間，而將各射束的控制電路配置於遮沒板之外，以配線連接的情形下，因配線變長，串擾(crosstalk)會增加而有描繪精度劣化的問題。

對於該問題，以往有人提出一種機構，是在1個1個射束用的個別的遮沒電極之外，另行於多射束的光路後段在多射束的外側以包夾多射束全體的方式設置偏向器，並藉由該偏向器將多射束全體高速地統一偏向，以控制曝光時間(例如參照日本專利公開公報2014-112639號)。

在1個1個射束用的個別的遮沒電極之外，另行於多射束的光路後段在多射束的外側以包夾多射束全體的方式設置電極對這樣的偏向器構成中，由於多射束全體的尺寸比個別射束大得多，因此偏向器的電極間的距離會變大，電極間的電場會變弱，而必須增長電極的長度。但，若藉由增長電極的長度讓電極電容變大，則對偏向器施加偏向電壓之放大器的安定時間會變長。因此，高速偏向會遭遇瓶頸。

本發明提供一種可做多射束的高速偏向之遮沒裝置及多重帶電粒子束描繪裝置。

本發明一態樣之多重帶電粒子束的遮沒裝置，其特徵為，具備：複數個個別遮沒機構，將多重帶電粒子束的相對應射束個別地偏向，以控制射束的ON/OFF；共通遮沒機構，具有複數個以多重帶電粒子束的射束間距以下的間隔而相向之電極群，將多重帶電粒子束統一偏向，以控制曝光時間。

本發明一態樣之多重帶電粒子束描繪裝置，其特徵為，具備：平台，載置試料且可連續移動；放出部，放出帶電粒子束；孔徑構件，形成有複數個開口部，在包含複數個開口部全體之區域受到帶電粒子束的照射，帶電粒子束的一部分分別通過複數個開口部，藉此形成多射束；複數個個別遮沒機構，將多射束的相對應射束個別地偏向，以控制射束的ON/OFF；共通遮沒機構，具有複數個以多射束的射束間距以下的間隔而相向之電極群，將多射束統一偏向，以控制曝光時間；限制孔徑構件，將藉由複數個個別遮沒機構及共通遮沒機構的至少1者而偏向成為射束OFF狀態之各射束予以遮蔽。

24‧‧‧控制電極

26‧‧‧相向電極

40‧‧‧移位暫存器

41‧‧‧控制電路

42‧‧‧暫存器

44‧‧‧AND演算器

46‧‧‧放大器

47‧‧‧個別遮沒機構

50‧‧‧暫存器

52‧‧‧計數器

54‧‧‧放大器

101‧‧‧試料

130‧‧‧偏向控制電路

132‧‧‧邏輯電路

201‧‧‧電子槍

200‧‧‧電子束

202‧‧‧照明透鏡

203‧‧‧多射束成形板

204‧‧‧個別遮沒板

205‧‧‧縮小透鏡

206‧‧‧限制孔徑構件

207‧‧‧對物透鏡

208‧‧‧偏向器

212‧‧‧共通遮沒板

214‧‧‧共通遮沒機構

圖1為實施形態中描繪裝置的構成示意概念圖。

圖2A與圖2B為實施形態中多射束成形板的構成示意概念圖。

圖3為實施形態中個別遮沒板的構成示意概念圖。

圖4為實施形態中個別遮沒板的構成示意俯視概念圖。

圖5為實施形態中共通遮沒機構的構成示意俯視概念圖。

圖6為作為實施形態的比較例之描繪裝置的構成示意概念圖。

圖7為實施形態中個別遮沒控制電路與共通遮沒控制電路的內部構成示意概念圖。

圖8為實施形態中描繪方法的主要工程示意流程圖。

圖9為實施形態中針對1個擊發中的照射步級的一部分之射束ON/OFF切換動作示意流程圖。

圖10為實施形態中描繪動作的一例說明用概念圖。

圖11為實施形態中描繪裝置的變形例構成的一部分示意圖。

以下在實施形態中，作為帶電粒子束的一例，係以使用了電子束之構成來做說明。但，帶電粒子束並非限於電子束，也可以是離子束等使用了帶電粒子的射束。

實施形態

圖1為實施形態中描繪裝置的構成示意概念圖。圖1中，描繪裝置100具備描繪部150與控制部160。描繪裝置100為多重帶電粒子束描繪裝置之一例。描繪部150具備電子鏡筒102與描繪室103。在電子鏡筒102內，配置有電子槍201、照明透鏡202、多射束成形板203、遮沒裝置216、縮小透鏡205、限制孔徑構件206、對物透鏡207、及偏向器208。遮沒裝置216，具有個別遮沒板204、及共通遮沒板212。在個別遮沒板204內，配置複數個個別遮沒機構47。在共通遮沒板212內，配置共通遮沒機構214。

在描繪室103內配置有XY平台105。在XY平台105 上，配置有於描繪時成為描繪對象基板的光罩等試料101。試料101係包括製造半導體裝置時的曝光用光罩、或製造出半導體裝置的半導體基板(矽晶圓)等。此外，試料101包括已塗布阻劑，但尚未受到任何描繪之光罩底板(maskblanks)。在XY平台105上還配置XY平台105位置測定用的鏡(mirror)210。電子鏡筒102及描繪室103內，藉由未圖示之真空泵浦被抽真空，於描繪動作時呈真空狀態。

控制部160具有控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、邏輯電路132、平台位置測定部139及磁碟裝置等記憶裝置140，142。控制計算機110、記憶體112、偏向控制電路130、平台位置測定部139及記憶裝置140，142係透過未圖示之匯流排而彼此連接。描繪資料從外部輸入並存儲於記憶裝置140(記憶部)。控制部160配置於大氣中。

此處，圖1中記載了用以說明實施形態所必須之構成。對描繪裝置100而言，通常也可具備必要的其他構造。

圖2A與圖2B為實施形態中多射束成形板的構成示意概念圖。圖2A中，在多射束成形板203，有縱(y方向)m列×橫(x方向)n列(m，n≧2)的孔(開口部)22以規定之排列間距形成為矩陣狀。圖2A中，例如形成512×8列的孔22。各孔22均形成為相同尺寸形狀的矩形。或者是相同外徑的圓形亦可。在此，舉例於y方向的各列，分別在x方向形成從A至H的8個孔22。電子束200的一部分分別通過該些複數個孔22，藉此會形成多射束20。在此，雖然舉例於縱橫(x，y方向)均配置了2列以上的孔22，但並不限於此。舉例來說，亦可為在縱橫(x，y方向)的其中一方有複數列，而另一方僅有1列。此外，孔22的編排方式，亦不限於如圖2A般配置成縱橫為格子狀之情形。如圖2B所示，舉例來說，縱方向(y方向)第1段的列及第2段的列的孔，彼此亦可於橫方向(x方向)錯開尺寸a而配置。同樣地，縱方向(y方向)第2段的列及第3段的列的孔，彼此也可於橫方向(x方向)錯開尺寸b而配置。

圖3為實施形態中個別遮沒板的構成示意概念圖。圖4為實施形態中個別遮沒板的構成示意俯視概念圖。另，圖3及圖4中，為求簡便沒有記載成令控制電極24與相向電極26與控制電路41，43的位置關係一致。遮沒板204，如圖3所示，是在支撐台33上配置由矽等所構成之半導體基板31。基板31的中央部，例如從背面側被切削成較薄，而被加工成較薄的膜厚h之薄膜(membrane)區域30(第1區域)。圍繞薄膜區域30之周圍，成為較厚的膜厚H之外周區域32(第2區域)。薄膜區域30的上面與外周區域32的上面，是形成為同一高度位置或實質上同一高度位置。基板31，是藉由外周區域32的背面而被保持於支撐台33上。支撐台33的中央部係開口，薄膜區域30的位置，位於支撐台33的開口之區域。

在薄膜區域30，於和圖2A及或圖2B所示之多射束成形板203的各孔22相對應之位置，有供多射束的各個射束通過用之通過孔25(25a~25c)(開口部)開口。又，在薄膜區域30上，如圖3及圖4所示，於各通過孔25(25a~25c)的鄰近位置，包夾著該通過孔25(25a~25c)而分別配置有遮沒偏向用之控制電極24(24a~24c)及相向電極26(26a~26c)的組合(遮沒器：遮沒偏向器)。此外，在薄膜區域30上的各通過孔25(25a~25c)的鄰近，配置有對各通過孔25(25a~25c)用的控制電極24(24a~24c)施加偏向電壓之控制電路41(41a~41b)(邏輯電路)。各射束用的相向電極26(26a~26c)被接地連接。複數個通過孔25(25a~25c)的位置，和多射束20的通過位置相對應。故，如圖2B所示般，當孔22的位置關係於前後的列為錯開的情形下，當然亦配合它而形成於錯開的位置。

此外，如圖4所示，各控制電路41(41a~41b)，連接至控制訊號用之例如1位元的配線。各控制電路41(41a~41b)，除了控制用之例如1位元的配線以外，還連接至時脈訊號線及電源用的配線。對於構成多重射束之各個射束的每一者，構成由控制電極24(24a~24c)及相向電極26(26a~26c)及控制電路41(41a~41b)所組成之個別遮沒機構47(47a~47c)。此外，圖3例子中，控制電極24(24a~24c)及相向電極26(26a~26c)及控制電路41(41a~41b)是配置於基板31的膜厚較薄之薄膜區域30。但，並不限於此。

通過各通過孔25(25a~25c)的電子束20，會分別獨立地藉由施加於該成對之2個電極24(24a~24c)、26 (26a~26c)的電壓而被偏向。藉由該偏向而受到遮沒控制。換言之，控制電極24(24a~24c)及相向電極26(26a~26c)的組合，會將通過了多射束成形板203的複數個孔22(開口部)之多射束當中的相對應射束分別予以遮沒偏向。像這樣，在遮沒板204上，裝載複數個個別遮沒機構47(47a~47c)，將多射束20的相對應射束個別地偏向，以控制射束的ON/OFF。

圖5為實施形態中共通遮沒機構的構成示意俯視概念圖。共通遮沒板212，如同圖3所示之個別遮沒板204般，是在支撐台上配置具備配線之矽等基板。基板的中央部，例如從背面側被切削成較薄，而被加工成較薄的膜厚之薄膜區域。圍繞薄膜區域之周圍，成為較厚的膜厚H之外周區域。共通遮沒板212的基板，是藉由外周區域的背面而被保持於支撐台上。支撐台的中央部係開口，薄膜區域的位置，位於支撐台的開口之區域。

在共通遮沒板212的薄膜區域，於和圖3及圖4所示之個別遮沒板204上的各通過孔25(25a~25c)相對應之位置，有供多射束的各個射束通過用之通過孔450(開口部)開口。複數個通過孔450的位置，和多射束20的通過位置相對應。故，如圖2B所示般，當孔22的位置關係於前後的列為錯開的情形下，當然亦配合它而形成於錯開的位置。電子束200藉由通過圖2A或圖2B所示之孔22而形成之多射束，對於和照射方向正交之面而言係以行列狀(矩陣狀)二維地排列。此外，在共通遮沒板212上，配置以包夾著通過孔450而相向的控制電極440(440a~440e)、相向電極460(460a~460e)作為1組電極群之複數個電極群。藉由該複數個電極群(控制電極440 (440a~440e)、相向電極460(460a~460e)所成的複數個組)，構成共通遮沒機構214。換言之，共通遮沒機構214，具有共通遮沒板212(板)，其以行列狀二維地形成有供多射束的各個射束通過之複數個通過孔450(開口部)。又，複數個電極群的各電極群，於複數個通過孔450的每行或每列，是配置成包夾著該行或列。共通遮沒機構214，如後述般，將多射束20統一偏向，以控制曝光時間。因此，無須對每個射束個別地配置電極群。鑑此，實施形態中，將各電極群於多射束20的每行或每列各配置1組。圖5例子中，包夾著縱向並排之各列的通過孔450而配置控制電極440(440a~440e)、相向電極460(460a~460e)作為1組電極群。例如，在從左側數來第1列，配置1組的控制電極440a、相向電極460a。在從左側數來第2列，配置1組的控制電極440b、相向電極460b。像這樣，各電極群分別具有控制電極440(440a~440e)以及被接地連接之相向電極460(460a~460e)。又，控制電極440(440a~440e)，於複數個通過孔450(開口部)的每行或每列每配置1個，同樣地，相向電極460(460a~460e)，於前述複數個開口部的每行或每列配置1個。藉由於各列各配置1組之控制電極440(440a~440e)、相向電極460(460a~460e)，該列的射束群受到統一偏向。換言之，藉由控制電極440(440a~440e)與相向電極460(460a~460e)這1組的電極群，多射束當中通過複數個通過孔450(開口部)的行或列之射束群受到統一偏向。作為電極群之控制電極440(440a~440e)、相向電極460(460a~460e)的各組，是以多射束20的射束間距的間隔來配置。

圖6為作為實施形態的比較例之描繪裝置的構成示意概念圖。圖6中，除了配置偏向器300來取代圖1的共通遮沒板212這點以外，和圖1的描繪部150相同。圖6所示比較例中，配置了以包夾多射束全體的方式設置電極對之偏向器300。該構成中，為了包夾多射束全體，不得不將偏向器300的電極間距離增大。因此，進行共通遮沒控制時的電極間電場會變弱。相對於此，實施形態中，如上述般是配置共通遮沒板212，其配置有對多射束當中的每一射束群個別地包夾射束之電極對，藉此，相較於以包夾多射束全體的方式設置電極對之偏向器來偏向的情形，能夠更縮小電極間距離。故，能夠防止電極間電場變弱，故能縮短電極的長度。故，能縮短安定時間。故，可做高速偏向。射束間距，是由構成多射束20之相鄰射束間的距離所定義。圖5例子中，通過孔450的配置間距形成為和射束間距相同的尺寸。共通遮沒機構214，配置於裝載有複數個個別遮沒機構47的遮沒板204與限制孔徑構件206之間。

共通遮沒機構214的各控制電極440的一端側，如圖5所示，並聯地連接至邏輯電路132。各控制電極440的另一端側，並聯地連接至終端電阻480的一端側。像這樣，各電極群的控制電極440彼此配置成電性導通。此外，各相向電極460的一端側被接地連接。各相向電極460的另一端側，並聯地連接至終端電阻480的另一端側。像這樣，各電極群的相向電極460彼此配置成電性導通。藉由設置終端電阻480能夠高速地安定。另，終端電阻480會發熱，因此較佳是配置於共通遮沒板212之基板的外部。像以上這樣，圖5例子的情形下，共通遮沒機構214的各控制電極440係並聯連接，故會受到受到邏輯電路132的同一偏向電壓同時施加。故，多射束全體會同時受到統一偏向。

共通遮沒機構的偏向方向訂為不妨礙遮沒孔徑47的偏向方向之方向。例如將該些偏向方向設定為同一方向。

圖7為實施形態中個別遮沒控制電路與共通遮沒控制電路的內部構成示意概念圖。圖7中，在配置於描繪裝置100本體內的遮沒板204之個別遮沒控制用的各邏輯電路41，配置有移位暫存器40、暫存器42、及AND演算器44(邏輯與演算器)。另，AND演算器44，當暫存器動作發生問題的情形等下，係被用來將個別遮沒全部強制地OFF，但實施形態中亦可省略。實施形態中，對於以往例如是藉由10位元的控制訊號來控制之各射束用的個別遮沒控制，是藉由1位元的控制訊號來控制。也就是說，對於移位暫存器40、暫存器42、及AND演算器44，係輸出入1位元的控制訊號。控制訊號的資訊量少，藉此能夠縮小控制電路的設置面積。換言之，即使在設置空間狭窄的遮沒板204上配置邏輯電路的情形下，仍能以更小的射束間距配置更多的射束。這可使穿透遮沒板之電流量增加，亦即能夠提升描繪產能。另，此處雖訂為1位元的控制訊號，但亦可為2位元以上的訊號。

此外，在共通遮沒用的邏輯電路132，配置有暫存器 50、計數器52、及放大器54(驅動放大器)。這裡並非同時進行複數種不同控制，而是以進行ON/OFF控制的1個電路來達成，因此即使配置用來令其高速響應之電路的情形下，也不會發生設置空間或電路的使用電流限制上的問題。故，此放大器54，相較於在遮沒板204上所能實現之放大器46而言會甚為高速地動作。此放大器54例如藉由10位元的控制訊號受到控制。也就是說，對於暫存器50、及計數器52，例如會輸出入10位元的控制訊號。此外，實施形態中，將驅動共通遮沒機構214的放大器54配置於大氣中。藉此，相較於配置於電子鏡筒102內的情形而言，能夠使冷卻的自由度提升。此外，也有助於減低在電子鏡筒102(鏡柱)內散熱之散熱量。

實施形態中，利用上述個別遮沒控制用的各邏輯電路41所做之射束ON/OFF控制、以及將多射束全體予以統一遮沒控制之共通遮沒控制用的邏輯電路132所做之射束ON/OFF控制這兩者，來進行各射束的遮沒控制。

圖8為實施形態中描繪方法的主要工程示意流程圖。圖8中，實施圖樣面積密度算出工程(S102)、擊發時間(照射時間)T算出工程(S104)、階調值N算出工程(S106)、2進位數變換工程(S108)、照射時間排列資料輸出工程(S110)、對象位的資料傳輸工程(S112)、對象位的照射時間所做之描繪工程(S114)、判定工程(S120)、位變更工程(S122)、判定工程(S124)這一連串工程。對象位的照射時間所做之描繪工程(S114) 中，作為其內部工程，係實施個別射束ON/OFF切換工程(S116)、共通射束ON/OFF切換工程(S118)這一連串工程。

作為圖樣面積密度算出工程(S102)，控制計算機110的未圖示之圖樣面積密度算出部，從記憶裝置140讀出描繪資料，對於試料101的描繪區域，或對於欲描繪之晶片區域被網目狀地假想分割而成之複數個網目區域的每個網目區域，算出配置於其內部之圖樣的面積密度。例如，首先將試料101的描繪區域，或將欲描繪之晶片區域以規定寬度分割成長條上的條紋區域。然後，將各條紋區域假想分割成上述複數個網目區域。網目區域的尺寸，例如理想為射束尺寸、或其以下的尺寸。例如理想是訂為10nm左右的尺寸。面積密度算出部60，例如對每一條紋區域，從記憶裝置140讀出相對應的描繪資料，將描繪資料內定義的複數個圖形圖樣分配至網目區域。然後，算出配置於每一網目區域之圖形圖樣的面積密度即可。

作為擊發時間(照射時間)T算出工程(S104)，控制計算機110內的未圖示之照射時間算出部，對於規定尺寸的每一網目區域，算出每1擊發的電子束的照射時間T(亦稱擊發時間或曝光時間，以下亦同)。當進行多重描繪的情形下，算出各階層中的每1擊發的電子束的照射時間T即可。作為基準之照射時間T，理想是和算出的圖樣的面積密度成比例來求出。此外，最終算出之照射時間T，理想是訂為和藉由照射量來對未圖示之鄰近效應 (proximityeffect)、霧化效應(foggingeffect)、負載效應(loadingeffect)等引發尺寸變動之現象的尺寸變動量予以修正後之修正後照射量相當之時間。定義照射時間T之複數個網目區域與定義圖樣的面積密度之複數個網目區域可以是同一尺寸，亦可以不同尺寸來構成。當以不同尺寸來構成的情形下，藉由線性內插法等插補面積密度後，求出各照射時間T即可。每一網目區域的照射時間T，定義於照射時間對映(mapping)，照射時間對映例如存儲於記憶裝置142。

作為階調值N算出工程(S106)，控制計算機110內的未圖示之階調值算出部，算出當將照射時間對映中定義之每一網目區域的照射時間T利用規定的量子化單位△予以定義時之整數的階調值N。照射時間T，由下式(1)所定義。

(1)T=△N

故，階調值N，被定義為將照射時間T除以量子化單位△而得之整數的值。量子化單位△，可設定為各式各樣，但例如能夠定義為1ns(奈秒)等。量子化單位△，例如較佳是使用1~10ns的值。△為以計數器控制的情形下之時脈週期等，意指控制上的量子化單位。

作為2進位數變換工程(S108)，控制計算機110內的未圖示之位元變換部，對每一擊發，將多射束的各射束的照射時間(此處為階調值N)變換成事先設定好的位數n之2進位數的值。例如，若N=50，則50=2¹+2⁴+2⁵，故例如若變換成10位的2進位數之值則成為”0000110010”。例如，若N=500，依同樣方式則成為”0111110100”。例如，若N=700，依同樣方式則成為”1010111100”。例如，若N=1023，依同樣方式則成為”1111111111”。各射束的照射時間，相當於對每一擊發，各射束欲照射之網目區域中定義之照射時間。藉此，照射時間T，由下式(2)所定義。

a_k表示將階調值N以2進位數定義的情形下之各位的值(1或0)。位數n為2位以上即可，但較佳為4位以上、更佳為8位以上。

實施形態中，對於各射束的每一擊發，是將該射束1次的照射，分割成當將變換出的2進位數的各位的值分別以10進位數來定義的情形下將各位予以組合而成之位數n次的照射，以作為相當的照射時間。換言之，是將1擊發分割成△a₀2⁰、△a₁2¹、...△a_k2^k、...△a_n-12^n-1、的各照射時間的複數個分割照射步級。當訂定位數n=10的情形下，1擊發被分割成10次的分割照射步級。10次的分割照射步級，是一面重疊(superposing)於同一位置一面連續地執行。換言之，是對同一位置進行連續地重疊照射。射束以10次的分割照射步級全部照射，便成為最大照射時間(最大曝光時間)。N=1023的情形便相當於此。n次的分割照射步級當中，藉由射束照射之步級與射束未照射之步級的選擇性組合，來調整每一射束的所需照射時間(曝光時間)。

例如，當訂定位數n=10的情形下，若N=700，則第10位(第10位元)的照射時間成為△×512。第9位(第9位元)的照射時間成為△×0=0。第8位(第8位元)的照射時間成為△×128。第7位(第7位元)的照射時間成為△×0=0。第6位(第6位元)的照射時間成為△×32。第5位(第5位元)的照射時間成為△×16。第4位(第4位元)的照射時間成為△×8。第3位(第3位元)的照射時間成為△×4。第2位(第2位元)的照射時間成為△×0=0。第1位(第1位元)的照射時間成為△×0=0。

又，例如當從位數較大的一方依序照射的情形下，例如若訂定△=1ns，則第1次的照射步級會成為512ns(射束ON)之照射。第2次的照射步級成為0ns(射束OFF)之照射。第3次的照射步級成為128ns(射束ON)之照射。第4次的照射步級成為0ns(射束OFF)之照射。第5次的照射步級成為32ns(射束ON)之照射。第6次的照射步級成為16ns(射束ON)之照射。第7次的照射步級成為8ns(射束ON)之照射。第8次的照射步級成為4ns(射束ON)之照射。第9次的照射步級成為 0ns(射束OFF)之照射。第10次的照射步級成為0ns(射束OFF)之照射。

像以上這樣生成的各擊發的照射時間資料，會被存儲於記憶裝置142。

像以上這樣，實施形態中，對於各射束的每一擊發，是將該射束的照射，分割成當將變換出的2進位數的各位的值分別以10進位數來定義的情形下將各位予以組合而成之位數n次的照射，以作為相當的照射時間。又，如後述般，將和各位分別相對應之照射時間的射束，依序照射至試料101。

作為照射時間排列資料輸出工程(S110)，控制計算機110內的未圖示之傳輸處理部，對各射束的每一擊發，將被變換成2進位數資料之照射時間排列資料輸出至偏向控制電路130。

作為對象位的資料傳輸工程(S112)，偏向控制電路130，對每一擊發，將照射時間排列資料輸出至各射束用的邏輯電路41。此外，與此同步，偏向控制電路130，將各照射步級的時間點(timing)資料輸出至共通遮沒用的邏輯電路132。

實施形態中，如圖7所示，邏輯電路41中使用了移位暫存器40，故資料傳輸時，偏向控制電路130會將同一位元(同一位數)的資料依射束的排列順序(或識別編號順序)資料傳輸至遮沒板204的各邏輯電路41。此外，輸出同步用的時脈訊號(CLK1)、資料讀出用的讀取訊號(read)、及閘極訊號(BLK)。

接著，各射束的暫存器42，一旦輸入讀取訊號(read)，各射束的暫存器42便從移位暫存器40讀入各個射束的第k位元(第k位)的資料。各射束的個別暫存器42，一旦輸入第k位元(第k位)的資料，便遵照該資料將ON/OFF訊號輸出至AND演算器44。若第k位元(第k位)的資料為“1”則輸出ON訊號，若為“0”則輸出OFF訊號即可。然後，AND演算器44中，若BLK訊號為ON訊號，暫存器42的訊號為ON，則對放大器46輸出ON訊號，放大器46將ON電壓施加至個別遮沒偏向器的電極24。除此以外的期間，AND演算器44對放大器46輸出OFF訊號，放大器46將OFF電壓施加至個別遮沒偏向器的電極24。

然後，於該第k位元(第k位)的資料受到處理的期間，偏向控制電路130將下一第k-1位元(第k-1位)的資料依射束的排列順序(或識別編號順序)資料傳輸至遮沒板204的各邏輯電路41。然後，藉由第k-1位元(第k-1位)的讀取訊號，各射束的暫存器42從移位暫存器40讀入各自的射束的第k-1位元(第k-1位)的資料即可。以下依同樣方式進行至第1位元(第1位)的資料處理即可。

此處，針對圖7所示之AND演算器44，亦可省略。但，當邏輯電路41內的各元件的任一者故障，而陷入無法設為射束OFF之狀態的情形等下，藉由配置AND演算器44便能將射束控制成OFF，為其功效。此外，圖7中，是使用與移位暫存器串聯之1位元的資料傳輸路徑，但藉由設置複數個並聯的傳輸路徑，可謀求傳輸的高速化，為其功效。

作為對象位的照射時間所做的描繪工程(S114)，對於各射束的每一擊發，實施在複數個分割照射步級中分割而成之照射當中的對象位(例如第k位元(第k位))的照射時間之描繪。

圖9為實施形態中針對1個擊發中的照射步級的一部分之射束ON/OFF切換動作示意流程圖。圖9中，例如針對構成多射束的複數個射束當中的1個射束(射束1)來表示。圖9例子中，揭示從射束1的第k位元(第k位)至第k-3位元(第k-3位)為止的照射時間排列資料例如為“1101”之情形。首先，藉由第k位元(第k位)的讀取訊號的輸入，個別暫存器42(個別暫存器1)遵照存儲的第k位元(第k位)的資料輸出ON/OFF訊號。圖9中為ON輸出。實施形態中，由於是1位元訊號，故個別暫存器42直到下一第k-1位元(第k-1位)的資料被讀入以前，會維持資料輸出。

由於第k位元(第k位)的資料為ON資料，故個別放大器46(個別放大器1)輸出ON電壓，對射束1用的遮沒電極24施加ON電壓。另一方面，在共通遮沒用的邏輯電路132內，遵照10位元的各照射步級的時間點資料，切換ON/OFF。共通遮沒機構中，僅在各照射步級的照射時間輸出ON訊號。例如，若訂定△=1ns，則第1次的照射步級(例如第10位(第10位元))的照射時間成為△×512=512ns。第2次的照射步級(例如第9位(第9位元))的照射時間成為△×256=256ns。第3次的照射步級(例如第8位(第8位元))的照射時間成為△×128=128ns。以下依同樣方式，僅在第各位(第各位元)的照射時間成為ON。在邏輯電路132內，一旦各照射步級的時間點資料輸入至暫存器50，而暫存器50輸出第k位(第k位元)的ON資料，則計數器52便計數第k位(第k位元)的照射時間，並於該照射時間經過時控制使成為OFF。

此外，共通遮沒機構中，針對個別遮沒機構的ON/OFF切換，是在經過放大器46的電壓穩定時間(整定(settling)時間：安定時間)S1/S2後，進行ON/OFF切換。圖9例子中，個別放大器1成為ON後，又經過從OFF切換成ON時之個別放大器1的整定時間S1後，共通放大器成為ON。藉此，能夠排除當個別放大器1啟動(rise)時處於不穩定電壓之射束照射。然後，共通放大器於經過第k位(第k位元)的照射時間時成為OFF。其結果，實際的射束，當個別放大器及共通放大器皆為ON的情形下會成為射束ON，照射至試料101。故，共通放大器的ON時間是被控制成實際的射束照射時間。換言之，共通遮沒機構係規範照射時間(曝光時間)。也就是說，藉由計數器52(照射時間控制部)，共通放大器及偏向器212受到控制以規範照射時間。另一方面，當個別放大器1為OFF時共通放大器成為ON的情形下，於個別放大器1成為OFF後，又經過從ON切換成OFF時之個別放大器1的整定時間S2後，共通放大器成為ON。藉此，能夠排除當個別放大器1關閉(fall)時處於不穩定電壓之射束照射。此外，如圖9記載般，個別放大器動作若訂為於共通放大器OFF後才開始，則能排除不穩定的動作而能實施確實的射束照射。

像以上這樣，作為個別射束ON/OFF切換工程(S116)，是藉由複數個個別遮沒機構47(遮沒板204等)，對多射束當中的各個相對應之射束個別地進行射束的ON/OFF控制，對於每一射束，針對第k位(第k位元)之照射步級(照射)，藉由該射束用的個別遮沒機構來進行射束的ON/OFF切換。圖9例子中，第k-1位(第k-1位元)的照射步級不是射束OFF，故沒有進行ON至OFF切換，但例如若第k-1位(第k-1位元)的照射步級為射束OFF，則當然進行ON至OFF切換。

然後，作為共通射束ON/OFF切換工程(S118)，對於每一射束，針對第k位(第k位元)的分割照射步級(照射)，藉由個別遮沒機構進行了射束的ON/OFF切換後，利用共通遮沒機構214及邏輯電路132對多射束全體統一進行射束的ON/OFF控制，以進行遮沒控制使得僅在和第k位(第k位元)的照射步級(照射)相對應之照射時間成為射束ON狀態。

如上述般，遮沒板204中電路的設置面積或使用電流有限制，因此會成為簡易的放大器電路。因此，欲縮短個別放大器的整定時間也會受限。相對於此，若是共通遮沒機構214用的邏輯電路132，則可於鏡筒外裝載足夠大小、使用電流、電路規模為高精度的放大器電路。故，能夠縮短共通放大器54的整定時間。鑑此，實施形態中，是藉由個別遮沒機構47設為射束ON後(或輸出第對象位的讀取訊號後)，於經過整定時間後藉由共通遮沒機構214設為射束ON，如此便能排除遮沒板上的個別放大器的電壓不穩定時間或含有串擾之雜訊成分，且能以高精度的照射時間進行遮沒動作。

作為判定工程(S120)，控制計算機110內的未圖示之描繪控制部，針對照射時間排列資料判定所有位的資料之傳輸是否完畢。當未完畢的情形下，進入位變更工程(S122)。當完畢的情形下，進入判定工程(S124)。

作為位變更工程(S122)，控制計算機110內的未圖示之描繪控制部，變更對象位元(位)。例如，將對象位從第k位(第k位元)變更成第k-1位(第k-1位元)。然後，回到對象位的資料傳輸工程(S112)。然後，針對第k-1位(第k-1位元)的處理，從對象位的資料傳輸工程(S112)實施至位變更工程(S122)。然後，同樣地重複，直到判定工程(S120)中針對照射時間排列資料而言所有位的資料之處理完畢為止。

圖9例子中，於經過第k位(第k位元)的照射步級用的射束ON時間後，第k-1位(第k-1位元)的讀取訊號會被輸入至暫存器42。針對射束1，暫存器42中第k-1位(第k-1位元)的資料為“1”，故會持續成為ON輸出。故，個別放大器1輸出成為ON，ON電壓施加至個別遮沒用的電極24。然後，同樣地，於經過個別放大器1的整定時間後，藉由共通遮沒機構設為射束ON。然後，於經過第k-1位(第k-1位元)的照射時間後，藉由共通遮沒機構設為射束OFF。

接著，於經過第k-1位(第k-1位元)的照射步級用的射束ON時間後，第k-2位(第k-2位元)的讀取訊號會被輸入至暫存器42。針對射束1，暫存器42中第k-2位(第k-2位元)的資料為“0”，故切換成OFF輸出。故，個別放大器1輸出成為OFF，OFF電壓施加至個別遮沒用的電極24。然後，同樣地，於經過個別放大器1的整定時間後，藉由共通遮沒機構設為射束ON。但，個別放大器1輸出為OFF，故結果而言射束1會成為射束OFF。然後，於經過第k-2位(第k-2位元)的照射時間後，藉由共通遮沒機構設為OFF。

接著，於經過第k-2位(第k-2位元)的照射步級用的射束ON時間後，第k-3位(第k-3位元)的讀取訊號會被輸入至暫存器42。針對射束1，暫存器42中第k-3位(第k-3位元)的資料為“1”，故切換成ON輸出。故，個別放大器1輸出成為ON，ON電壓施加至個別遮沒用的電極24。然後，同樣地，於經過個別放大器1的整定時間後，藉由共通遮沒機構設為射束ON。這一次，個別放大器1輸出為ON，故結果而言射束1會成為射束ON。然後，於經過第k-3位(第k-3位元)的照射時間後，藉由共通遮沒機構設為OFF。

像以上這樣，利用對多射束當中的各個相對應之射束個別地進行射束的ON/OFF控制之複數個個別遮沒機構，對於每一射束，針對位數次的照射(位數次的照射步級)的各次照射，藉由該射束用的個別遮沒機構進行射束的ON/OFF切換。又，同時地，對於每一射束，針對位數次的照射(位數次的照射步級)的各次照射，藉由個別遮沒機構進行了射束的ON/OFF切換後，利用對多射束全體統一進行射束的ON/OFF控制之共通遮沒機構，來進行遮沒控制使得僅在和該位的照射相對應之照射時間才成為射束ON狀態。藉由該個別遮沒機構與共通遮沒機構的切換動作，將和各位分別相對應之照射時間的射束依序照射試料101。

從電子槍201(放出部)放出之電子束200，會藉由照明透鏡202而近乎垂直地對多射束成形板203全體做照明。在多射束成形板203，形成有矩形的複數個孔(開口部)，電子束200係對包含所有複數個孔之區域做照明。照射至複數個孔的位置之電子束200的各一部分，會分別通過該多射束成形板203的複數個孔，藉此形成例如矩形形狀的複數個電子束(多射束)20a~e。該多射束20a~e會通過遮沒板204的各個相對應之電極群(控制電極 24、相向電極26：遮沒器)內。該遮沒器會分別將個別通過之電子束20予以偏向(進行遮沒偏向)。

通過了遮沒板204的多射束20a~e，會藉由縮小透鏡205而被縮小，朝向形成於限制孔徑構件206之中心的孔行進。此處，藉由遮沒板204的遮沒器而被偏向的電子束20，其位置會偏離限制孔徑構件206(遮沒孔徑構件)中心的孔，而被限制孔徑構件206遮蔽。另一方面，未受到遮沒板204的遮沒器偏向的電子束20，若未藉由共通遮沒機構214而受到偏向，則會如圖1所示般通過限制孔徑構件206的中心的孔。藉由該個別遮沒機構的ON/OFF與共通遮沒機構214的ON/OFF之組合，來進行遮沒控制，控制射束的ON/OFF。像這樣，限制孔徑構件206，是將藉由個別遮沒機構47與共通遮沒機構214當中的至少一者而偏向成為射束OFF狀態之各射束加以遮蔽。接著，藉由從成為射束ON開始至成為射束OFF為止所形成之通過了限制孔徑構件206的射束，形成將1次份的擊發進一步分割而成之照射步級的射束。通過了限制孔徑構件206的多射束20，會藉由對物透鏡207而合焦，成為所需之縮小率的圖樣像，然後藉由偏向器208，通過了限制孔徑構件206的各射束(多射束20全體)朝同方向一齊被偏向，照射至各射束於試料101上各自之照射位置。此外，例如當XY平台105在連續移動時，射束的照射位置會受到偏向器208控制，以便追隨XY平台105的移動。一次所照射之多射束20，理想上會成為以多射束成形板 203的複數個孔的編排間距乘上上述所需之縮小率而得之間距而並排。描繪裝置100係以連續依序逐一照射擊發射束之逐線掃瞄(rasterscan)方式來進行描繪動作，當描繪所需圖樣時，因應圖樣不同，必要之射束會藉由遮沒控制而被控制成射束ON。

作為判定工程(S124)，控制計算機110內的未圖示之描繪控制部，判定所有擊發是否已結束。然後，若所有擊發結束則結束，若所有擊發尚未結束的情形下回到階調值N算出工程(S106)，反覆從階調值N算出工程(S106)至判定工程(S124)，直到所有擊發結束。

圖10為實施形態中描繪動作的一例說明用概念圖。如圖10所示，試料101的描繪區域31，例如朝向y方向以規定寬度被假想分割成長條狀的複數個條紋區域35。該各條紋區域35便成為描繪單位區域。首先，使XY平台105移動，調整以使得一次的多射束20照射所能夠照射之照射區域34位於第1個條紋區域35的左端或更左側之位置，開始描繪。在描繪第1個條紋區域35時，例如使XY平台105朝-x方向移動，藉此便相對地朝x方向逐一進行描繪。令XY平台105以規定速度例如連續移動。第1個條紋區域35描繪結束後，使平台位置朝-y方向移動，調整以使得照射區域34相對地於y方向位於第2個條紋區域35的右端或更右側之位置，這次則使XY平台105例如朝x方向移動，藉此朝向-x方向進行相同描繪。在第3個條紋區域35朝x方向描繪、在第4個條紋區域 35朝-x方向描繪，像這樣一面交互地改變方向一面描繪，藉此能夠縮短描繪時間。但，並不限於該一面交互改變方向一面描繪之情形，在描繪各條紋區域35時，亦可設計成朝向同方向進行描繪。1次的擊發當中，藉由因通過多射束成形板203的各孔22而形成之多射束，便會一次形成與各孔22相同數量之複數個擊發圖樣。

圖11為實施形態中描繪裝置的變形例構成的一部分示意圖。上述例子中，如圖1所示般，是藉由縮小透鏡205與對物透鏡207來構成縮小光學系統。因此，電子槍201(放出部)放出之電子束200，會藉由照明透鏡202而近乎垂直地對多射束成形板203全體做照明，但並不限於此。圖11中，揭示不利用縮小透鏡205，而是藉由照明透鏡202與對物透鏡207來構成縮小光學系統之情形。在此情形下，從電子槍201(放出部)放出的電子束200，會藉由照明透鏡202而收斂，而在形成於限制孔徑構件206之中心的孔形成交叉，對多射束成形板203全體做照明。故，藉由多射束成形板203形成之多射束的各射束，會帶有角度而朝向形成於限制孔徑構件206之中心的孔行進。故，多射束20全體的射束直徑，從通過多射束成形板203時起算會逐漸變小。因此，當通過個別遮沒板204時，會以比藉由多射束成形板203形成之多射束的射束間距還更狹窄之間距通過。然後，當通過共通遮沒板212時，會以又更狹窄之間距通過。故，圖11所示構成中，裝載於共通遮沒板212之作為電極群的控制電極 440、相向電極460的各組，是以比多射束20的射束間距尺寸還小之尺寸來配置。

此處，藉由個別遮沒板204的個別遮沒機構47而受到偏向、或藉由共通遮沒板212的共通遮沒機構214而受到偏向之電子束20，其位置會偏離限制孔徑構件206的中心的孔，而被限制孔徑構件206遮蔽。另一方面，未受到個別遮沒板204的個別遮沒機構47及共通遮沒板212的共通遮沒機構214偏向之電子束20，會如圖11所示般通過限制孔徑構件206的中心的孔。藉由該個別遮沒機構的ON/OFF與共通遮沒機構214的ON/OFF之組合，來進行遮沒控制，控制射束的ON/OFF。通過了限制孔徑構件206的多射束20，會藉由對物透鏡207而合焦，成為所需之縮小率的圖樣像，然後藉由偏向器208，通過了限制孔徑構件206的各射束(多射束20全體)朝同方向一齊被偏向，照射至各射束於試料101上各自之照射位置。另，圖11例子中，偏向器208是配置於比限制孔徑構件206還位於光路的上游側，但亦可配置於下游側。此外，當偏向器208配置於比限制孔徑構件206還位於光路的上游側的情形下，偏向量當然會被限制成ON射束所能通過限制孔徑構件206的中心的孔之量。

像以上這樣，按照實施形態，能夠維持電路設置空間的限制，同時提升照射時間控制的精度、乃至於照射量控制的精度。此外，個別遮沒機構的邏輯電路41為1位元的資料量，故亦能抑制消費電力。又，按照實施形態，係將共通遮沒機構214的控制電極440與相向電極460的電極間距離減小，故能縮短整定時間，可達成高速偏向。

按照實施形態，能夠做多射束的高速偏向。故，能夠進行高精度的描繪。

以上已參照具體例說明了實施形態。但，本發明並非由該些具體例所限定。實施形態中，是將共通遮沒用的邏輯電路132配置於電子鏡筒102(鏡柱)之外，但亦可構成為將共通遮沒用的邏輯電路132配置於電子鏡筒102(鏡柱)內，或將共通遮沒板212製作成為半導體基板而內建邏輯電路132。

此外，針對裝置構成或控制手法等對於本發明說明非直接必要之部分等雖省略記載，但能夠適當選擇使用必要之裝置構成或控制手法。例如，有關控制描繪裝置100之控制部構成雖省略其記載，但當然可適當選擇使用必要之控制部構造。

其他具備本發明之要素，且所屬技術領域者可適當變更設計之所有多重帶電粒子束的遮沒裝置、及多重帶電粒子束描繪裝置，均包含於本發明之範圍。

雖已說明了本發明的幾個實施形態，但該些實施形態僅是提出作為例子，並非意圖限定發明範圍。該些新穎之實施形態，可以其他各種形態來實施，在不脫離發明要旨之範圍內，能夠進行各種省略、置換、變更。該些實施形態或其變形，均包含於發明範圍或要旨當中，且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等範圍內。