WO2014156170A1 - 電子ビーム照射装置 - Google Patents

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    • H01J2237/31784—Semiconductor cathode

Definitions

  • the present invention relates to an electron beam irradiation apparatus.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-329220
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-245708
  • Non-Patent Document 1 PNMinh, LTTTuyen, T. Ono, H. Mimura, K. Yokoo and M. Esashi: Carbon nanotube on a Si tip for electron field emitter, Jpn. J. Appl.
  • Non-Patent Document 2 PNMinh, LTTTuyen, T. Ono, H. Miyashita, Y. Suzuki, H. Mimura and M. Esashi: Selective growth of carbon nanotubes on Si microfabricated tips and application for electron field emitters, J. Vac. Sci. Technol. B 21, 4, (2003), 1705-1709
  • Non-Patent Document 3 PNMinh, T. Ono, N. Sato, H. Mimura and M. Esashi: Microelectron field emitter array with focus lenses for multielectron beam lithography based on silicon on insulator wafer, J. Vac. Sci.
  • Non-Patent Document 4 JHBae, PNMinh, T. Ono and M. Esashi: Schottky emitter using boron-doped diamond, J. Vac. Sci. Technol., B22, 3 (2004) 1349-1352
  • Non-Patent Document 5 C.-H. Tsai, T. Ono and M. Esashi: Fabrication of diamond Schottky emitter array by using electrophoresis pre-treatment and hot-filament chemical vapor deposition, diamond and related materials, 16 (2007) 1398- 1402
  • the throughput of the electron beam irradiation apparatus has been reduced as the pattern to be drawn becomes finer and the diameter of the semiconductor wafer increases.
  • the electron beam generator for the purpose of improving the throughput, it is difficult to actually manufacture and operate it, and it is also difficult to achieve both throughput and exposure accuracy.
  • an electron beam irradiation apparatus for irradiating an object with a drawing pattern by a plurality of electron beams, wherein a plurality of electron beam generation sources for outputting a plurality of electron beams are arranged.
  • An electron beam irradiation apparatus including a beam source and a control unit that adjusts the electron beam output time of each of a plurality of electron beam generation sources is provided.
  • FIG. 1 The structural example of the electron beam irradiation apparatus 1000 which concerns on this embodiment is shown with the target object 10.
  • FIG. The structural example of the electron beam irradiation part 100 which concerns on this embodiment is shown with the target object 10.
  • FIG. The structural example of the surface electron beam source 200 which concerns on this embodiment is shown. 2 shows a control unit 140 and a plurality of drive circuits 220a to 220d according to the present embodiment. A group of a plurality of drive circuits 220 according to the present embodiment is shown (only a quarter portion of an electron source array divided into concentric blocks is displayed). The structure of the drive circuit 220 which concerns on this embodiment is shown. The structure of the 2nd level shifter 290 which concerns on this embodiment is shown.
  • Each signal waveform of the drive circuit 220 which concerns on this embodiment is shown.
  • Each signal waveform of the drive circuit 220 which concerns on this embodiment is shown.
  • the structure of the drive circuit 220 which concerns on the modification of this embodiment is shown.
  • FIG. 1 shows a configuration example of an electron beam irradiation apparatus 1000 according to this embodiment together with an object 10.
  • the electron beam irradiation apparatus 1000 irradiates the object 10 with a drawing pattern using a plurality of electron beams, and draws a fine pattern on the object 10.
  • the object 10 may be a semiconductor substrate, for example, a plate-like substrate formed by processing a crystal of a semiconductor material such as silicon, silicon carbide, germanium, gallium arsenide, gallium nitride, gallium phosphide, or indium phosphide. It's okay.
  • the object 10 may be coated with an electron beam resist.
  • the electron beam irradiation apparatus 1000 includes an electron beam irradiation unit 100, a stage unit 110, a storage unit 120, a measurement unit 130, a control unit 140, a communication unit 150, and a computer unit 160.
  • the electron beam irradiation unit 100 is an electron column that irradiates a plurality of electron beams.
  • the electron beam irradiation unit 100 draws a predetermined drawing pattern by irradiating the surface of the object 10 with a plurality of electron beams. Details of the electron beam irradiation unit 100 will be described later.
  • the stage unit 110 places an object 10 to be irradiated with an electron beam.
  • the stage unit 110 moves the mounted object 10 in the horizontal direction, and causes the electron beam irradiation unit 100 to draw a predetermined fine pattern on one surface of the object 10 at a predetermined position.
  • the stage unit 110 includes, for example, an XY stage that moves on a horizontal plane of the stage.
  • the stage unit 110 may include a ⁇ stage that rotates around a predetermined rotation axis.
  • the stage unit 110 may further include a tilt stage that adjusts the horizontal position of the stage.
  • the stage unit 110 may further include a Z stage that moves the object 10 in the vertical direction and adjusts the distance between the object 10 and the electron beam irradiation unit 100.
  • the storage unit 120 stores drawing pattern data drawn by the electron beam irradiation unit 100.
  • the drawing pattern data may include information such as position data on one surface of the object 10 and irradiation data indicating whether or not to irradiate an electron beam.
  • the storage unit 120 may store predetermined drawing pattern data in advance.
  • the measuring unit 130 measures the intensity of each of the plurality of electron beams of the electron beam irradiation unit 100. For example, the measurement unit 130 causes the electron beam irradiation unit 100 to individually output an electron beam and measures the intensity of the output electron beam. The measurement unit 130 supplies the measurement result of the electron beam intensity to the control unit 140.
  • the control unit 140 is connected to the electron beam irradiation unit 100, the stage unit 110, the storage unit 120, the measurement unit 130, and the communication unit 150, and according to the drawing pattern data stored in the storage unit 120, the electron beam irradiation unit 100 electron beam irradiation and operation of the stage unit 110 are controlled.
  • control unit 140 controls the electron beam irradiation of the electron beam irradiation unit 100 by transmitting irradiation data of a plurality of electron beams stored in the storage unit 120 to the electron beam irradiation unit 100. Further, the control unit 140 controls the operation of the stage unit 110 by transmitting a control signal for moving the stage unit 110 to the stage unit 110 in accordance with the drawing pattern data stored in the storage unit 120. Further, the control unit 140 may transmit a control signal to the electron beam irradiation unit 100 and / or the stage unit 110 in accordance with an instruction signal received via the communication unit 150.
  • control unit 140 adjusts the output times of the plurality of electron beams output from the electron beam irradiation unit 100 based on the measurement result of the measurement unit 130. For example, the control unit 140 determines the output time of each electron beam based on the measurement results of the intensity of the plurality of electron beams, and supplies a set value including the output time to the electron beam irradiation unit 100.
  • the communication unit 150 connects the control unit 140 and the computer unit 160.
  • the communication unit 150 may have a general-purpose or dedicated interface, and the control unit 140 and the computer unit 160 may be connected to communicate with each other.
  • the communication unit 150 may use a general-purpose high-speed serial interface such as Ethernet (registered trademark), USB, Serial RapidIO, or a parallel interface. Further, the communication unit 150 may connect the control unit 140 and the computer unit 160 wirelessly.
  • the computer unit 160 transmits an instruction signal for operating the electron beam irradiation unit 100 and / or the stage unit 110 to the control unit 140.
  • the computer unit 160 may execute an operation program for operating the electron beam irradiation apparatus 1000 and transmit an instruction signal according to the operation program.
  • the computer unit 160 may have an input device for inputting a user instruction, and may transmit an instruction signal according to the user instruction.
  • the computer unit 160 may be a personal computer or a server machine.
  • FIG. 2 shows a configuration example of the electron beam irradiation unit 100 according to this embodiment together with the object 10.
  • FIG. 2 shows a configuration example of a vertical section of the electron beam irradiation unit 100.
  • the electron beam irradiation unit 100 includes a surface electron beam source 200, an acceleration electrode 230, and an electron lens 240.
  • the surface electron beam source 200 includes an electron beam generating device 210 and a driving device 219.
  • the electron beam generation device 210 is bonded to the drive device 219 and has a plurality of electron beam generation sources 212 that output a plurality of electron beams on the opposite side of the drive device 219.
  • a constant voltage is applied to the electron beam of the electron beam generating device 210. For example, approximately ⁇ 5 kV is applied. Details of the electron beam generating device 210 will be described later.
  • the driving device 219 is bonded to the side opposite to the electron beam generation source 212 of the electron beam generation device 210 including the plurality of electron beam generation sources 212, and outputs the electron beams from the plurality of electron beam generation sources 212.
  • the drive device 219 receives irradiation data from the control unit 140 and causes the plurality of electron beam generation sources 212 to output electron beams according to the irradiation data.
  • the driving device 219 may be formed of a semiconductor substrate such as silicon.
  • the driving device 219 has a coefficient of thermal expansion of the electron beam generating device 210 to such an extent that the electron beam generating device 210 or the driving device 219 does not bend or peel even when the surface electron beam source 200 is driven and the temperature rises. It may be formed of a material having substantially the same or similar thermal expansion coefficient.
  • the acceleration electrode 230 is provided on the side of the surface electron beam source 200 that outputs the electron beam, and a voltage higher than that of the electrode that outputs the electron beam of the surface electron beam source 200 is applied to accelerate the electron beam.
  • the acceleration electrode 230 is formed with a plurality of through holes respectively corresponding to the plurality of electron beam generation sources 212, and allows the plurality of electron beams to pass therethrough.
  • the acceleration electrode 230 may have a plurality of through holes arranged in a matrix. A constant voltage is applied to the acceleration electrode 230, and as an example, approximately 0 V is applied together with the object 10.
  • the electron lens 240 irradiates the object 10 which is the object with a drawing pattern of a plurality of electron beams output from the surface electron beam source 200 at a predetermined magnification. For example, the electron lens 240 reduces the drawing pattern drawn by a plurality of electron beams to 1/100 or less.
  • the electron lens 240 has a coil part 242, a lens part 244, and a converging part 246.
  • the coil unit 242 controls the deflection of the plurality of electron beams in the XY directions. That is, the coil unit 242 controls the beam shape of the electron beam on the surface of the object 10 irradiated with the electron beam.
  • the coil unit 242 may be a rotation coil that corrects the correspondence between the X axis or Y axis of the electron beam irradiation unit 100 and the X axis or Y axis on the surface of the object 10.
  • the coil unit 242 may correct the amplitudes of the beam diameter on the surface of the object 10 in the X and Y directions.
  • the lens unit 244 images a plurality of electron beams on the surface of the object 10.
  • the lens unit 244 may constitute a telecentric lens system and functions as an objective lens of the surface electron beam source 200.
  • the converging unit 246 applies an acceleration electric field and / or a deceleration electric field to a plurality of electron beams.
  • the converging unit 246 narrows and converges the thicknesses and bundles of a plurality of electron beams, and irradiates the object 10 that is the object with an electron beam having a predetermined energy.
  • the electron beam irradiation unit 100 includes the surface electron beam source 200 that generates a plurality of electron beams such as a surface electron beam source, and irradiates the sample with a plurality of electron beams from one electron column. Improve throughput. Conventionally, it has been difficult to manufacture such an electron beam source that generates a plurality of electron beams. However, the surface electron beam source 200 according to the present embodiment is easily manufactured by a manufacturing process such as a semiconductor manufacturing process. can do.
  • FIG. 3 shows a configuration example of the surface electron beam source 200 according to the present embodiment.
  • the surface electron beam source 200 accelerates and focuses the electrons emitted from each of the plurality of electron beam generation sources 212 and outputs the electrons as a plurality of electron beams.
  • the planar electron beam source 200 includes an electron beam generating device 210 and a driving device 219 as described with reference to FIG.
  • the surface electron beam source 200 may include a voltage supply unit 202 that supplies a power supply voltage and a signal voltage from the control unit 140 to each unit.
  • the first electrode unit 310 is connected via the barrier unit 330.
  • the voltage supply unit 202 includes a constant voltage generation circuit and / or a constant current generation circuit and a plurality of electrode units 204, and supplies a power supply voltage and the like to connection destinations connected to the electrode units 204, respectively.
  • the voltage supply unit 202 is provided on the surface of the driving device 219 opposite to the electron beam generating device 210 side.
  • the plurality of electrode portions 204 may be connected to a plurality of connection destinations by wire bonding or the like.
  • electrodes such as the electrode portion 204 described in this embodiment are made of nickel, gold, chromium, titanium, aluminum, tungsten, palladium, rhodium, platinum, copper, ruthenium, indium, iridium, osmium, and / or molybdenum. May include.
  • the electrode may be an alloy of two or more materials including these materials.
  • the electron beam generating device 210 has a substrate 211 made of a semiconductor crystal such as silicon.
  • the substrate 211 is provided with a plurality of recesses 214, an isolation part 340, and a third electrode part 350.
  • Each of the plurality of recesses 214 has a concave surface, and a plurality of electron beam generation sources 212a and 212b are formed in each.
  • each of the plurality of recesses 214 may be formed in a spherical shape or a parabolic shape.
  • Each of the plurality of recesses 214 is formed by, for example, isotropic etching, and electron beam generation sources 212a and 212b that generate an electron beam are formed.
  • the plurality of recesses 214 are formed by wet etching.
  • the electron beam generation source 212 includes a polysilicon layer 216, a first insulating film 215, a second insulating film 218, an electron emission unit 300, a first electrode unit 310, a second electrode unit 320, and a barrier unit 330. Including.
  • the polysilicon layer 216 is formed on the surface of the substrate 211 where the plurality of recesses 214 are formed. At least a part of the polysilicon layer 216 formed in the recess 214 becomes an electron-emitting portion 300 that is anodically activated and nanocrystallized.
  • the first insulating film 215 and the second insulating film 218 are formed on the surface of the substrate 211 on which the polysilicon layer 216 is formed.
  • the first insulating film 215 and the second insulating film 218 electrically insulate the polysilicon layer 216 of the adjacent electron beam generation source 212 and prevent a leakage current from being generated through the polysilicon layer 216.
  • the first insulating film 215 is a SiO 2 film formed by thermal oxidation
  • the second insulating film 218 is a SiN film formed by a CVD method or the like.
  • the electron emission unit 300 is provided in each of the plurality of recesses 214 and emits electrons.
  • the plurality of recesses that is, the plurality of electron emission units 300 are arranged in a matrix on one surface of the substrate 211 and emit electrons according to the drive voltage from the drive device 219.
  • each of the plurality of electron emission units 300 includes a nanocrystal.
  • the electron emission unit 300 is formed of nanocrystalline silicon. Nanocrystalline silicon forms a surface oxide film that functions as an electron tunneling barrier, and a plurality of nanocrystalline silicons are arranged to form a column connecting the electron tunneling barriers.
  • the electron emission part 300 can control the amount of electron emission precisely and with good reproducibility by having a nanocrystal.
  • the electron emission unit 300 when the electron emission unit 300 is formed of nanowires in which a plurality of such nanocrystalline silicons are arranged, the nanowires are not formed perpendicular to the surface that outputs electrons, and the output surface depends on the crystal orientation. May be tilted with respect to the normal. In this case, the electron emission unit 300 may output electrons in a direction different from the normal direction of the output surface. In this case, the electron emission unit 300 determines the electron emission amount by multiplying the distribution of the tunnel probability in a different direction with respect to the normal of the output surface and the distribution in which the nanowire emits electrons in the direction.
  • the electron emission unit 300 includes the concave portion 214, it is possible to output more electrons as an effective electron beam to the outside as compared with the amount of electron emission when the concave shape is flat.
  • the electron emission part 300 is formed in a flat shape by forming a direction in which the electron emission distribution is higher and / or a direction in which the tunnel probability distribution is higher in the direction in which the electron beam is output. More electrons can be output as an electron beam than the amount of emitted electrons.
  • the shape of the recess 214 is such that the direction in which electrons are emitted from the plurality of electron emission units 300 and the direction in which multiplication of the tunnel probability of electrons in that direction becomes larger is the corresponding opening of the first electrode unit 310.
  • each of the plurality of electron emission units 300 may include an insulating film that tunnels emitted electrons instead of the nanocrystal. Since such an insulating film can be adjusted by the probability of tunneling the amount of electrons emitted, the amount of electrons emitted can be controlled by the material, film thickness, and voltage applied to the insulating film. it can.
  • the first electrode unit 310 is provided corresponding to each of the plurality of electron emission units 300, accelerates the electrons emitted by the corresponding electron emission unit 300, and forms an electron beam from the recess 214 provided in the electron emission unit 300. Output.
  • Each of the plurality of first electrode portions 310 has an opening 312 and is formed in a plate shape on one surface of the substrate 211 where the plurality of recesses 214 are provided, and from the opening 312 due to a potential difference with the corresponding recess 214.
  • the electron beam is focused and output.
  • the opening 312 is formed near the center of the first electrode unit 310 and / or the electron emission unit 300.
  • the opening 312 may be a circular through hole.
  • the first electrode part 310a is provided corresponding to the electron emission part 300a, and shows an example in which electrons emitted from the electron emission part 300a are accelerated and output as an electron beam from the opening 312a.
  • the 1st electrode part 310b is provided corresponding to the electron emission part 300b, and accelerates the electron which the electron emission part 300b discharge
  • the plurality of first electrode portions 310 (the first electrode portion 310a and the first electrode portion 310b in the example in the figure) are electrically connected, and a predetermined constant voltage is applied thereto.
  • the first electrode unit 310 may be electrically connected to an electrode provided outside the substrate 211 and may have a connection unit to which a drive voltage or the like from the control unit 140 is applied.
  • the connection part may be an electrode part in which a conductive material is further formed on a part of the first electrode part by plating or the like.
  • the connecting portion may be connected to an external electrode by wire bonding or the like.
  • the second electrode portion 320 is provided in each of the plurality of recesses 214 and is formed of a conductive material that covers the recesses 214.
  • the second electrode unit 320 causes the electrons emitted from the electron emission unit 300 to be output as an electron beam from the opening 312 due to a potential difference from the first electrode unit 310.
  • the second electrode unit 320 is formed to be thin enough to pass electrons emitted from the electron emission unit 300.
  • the plurality of second electrode portions 320 provided in the plurality of recesses 214 are electrically connected, and a predetermined constant voltage is applied thereto.
  • the first electrode unit 310 and the second electrode unit 320 may be applied with a driving voltage at which the potential difference between these electrodes is several tens to several hundreds V, respectively.
  • the first electrode unit 310 and the second electrode unit 320 are each applied with a driving voltage having a potential difference of several hundreds of volts from the control unit 140.
  • the first electrode part 310 and the second electrode part 320 are each applied with a driving voltage with a potential difference of 150V.
  • the second electrode part 320 includes a connection part 322.
  • connection part 322 is an electrode part formed to be thicker in the second electrode part 320, and is electrically connected to an electrode provided outside the substrate 211, and applied with a driving voltage.
  • the connection part 322 may be an electrode part in which a conductive material is further formed on a part of the second electrode part by plating or the like.
  • the connection portion 322 may be connected to an external electrode by wire bonding or the like.
  • the barrier portion 330 is provided at a position corresponding to the plurality of recesses 214 between the plurality of first electrode portions 310 and the substrate 211, and is formed of an insulating material.
  • the barrier unit 330 separates a predetermined distance between the substrate 211 and the first electrode unit 310 and supports the first electrode unit 310 while electrically connecting the first electrode unit 310 and the second electrode unit 320. Insulate.
  • the barrier portion 330 may be formed of a resin or the like, and may instead be a silicon oxide film formed by a CVD method or the like.
  • the electron beam generation source 212 described above applies electrons from the opening 312 by applying an electric field generated by a driving voltage applied to each of the first electrode unit 310 and the second electrode unit 320 to electrons emitted from the electron emission unit 300. Generate a beam.
  • the concave portion 214 is formed in a concave shape, a spherical shape, or a parabolic shape, so that the electron emission surface of the electron emission unit 300 is also concave, spherical, or It is formed in a parabolic shape.
  • the electron beam generation source 212 can easily focus the electron emitting unit 300 on the opening 312 by aligning the direction in which the electron emitting unit 300 emits electrons with the direction of the opening 312. That is, the electron beam generation source 212 can increase the number of electrons focused on the opening 312 and increase the density of the generated electron beam.
  • the electron beam generation source 212 irradiates the object 10 with the generated electron beam through the subsequent electron lens 240.
  • the electron lens 240 may have an aberration that causes blurring, distortion, or the like in the image formation of the electron beam, similar to an optical lens or the like.
  • the electron lens 240 may shorten the focal position of electrons traveling near the outside of the beam compared to electrons traveling near the center of the electron beam to be imaged.
  • the electron beam generation source 212 may correct the aberration while increasing the electron beam density by forming the electron emitting surface of the electron emitting unit 300 into a concave shape, a spherical shape, or a parabolic shape. .
  • the electron beam generation source 212 makes the recess 214 flat, the electrons output from the region where the normal direction of the electron emission surface of the electron emission unit 300 is in the vicinity of the opening 312 are in the center of the electron beam. Easy to focus.
  • the electron emission unit 300 is directed to a region near the edge side of the emission surface with a distance between the region near the center of the emission surface and the opening 312 while directing the electron emission surface toward the opening 312.
  • a surface for shortening the distance from the opening 312 is formed. That is, by forming the emission surface so that electrons that are likely to be focused outside the electron beam reach the opening 312 more quickly, the focal length of the electrons is increased. This is equivalent to the fact that the concave portion 214 concentrates the laminar flow of electrons emitted from a portion closer to the center point of the emission surface of the electron emission unit 300 to a position closer to the center point to generate negative aberration. .
  • the electron beam generation source 212 causes electrons traveling in the vicinity of the center of the electron beam to be generated (for example, in the vicinity of a perpendicular passing through the approximate center of the recess 214 indicated by AA ′ and BB ′ in FIG. 3).
  • the focal length of electrons traveling near the outside of the electron beam can be increased.
  • the electron beam generating source 212 increases the focal length of the electron beam as it moves away from the center of the optical axis of the electron beam, and concentrically distributes the focal length in a cross section perpendicular to the irradiation direction of the electron beam.
  • the electron beam generation source 212 can correct the aberration of the electron lens 240 by forming an emission surface corresponding to the aberration of the electron lens 240.
  • the region near the edge side of the emission surface of the electron emission unit 300 is closer to the outside of the electron beam generation source 212 than the region near the center, and thus is easily affected by an external electric field. That is, electrons output from the region near the edge side of the emission surface are likely to be output in a direction inclined from the normal line of the emission surface, and the focal length tends to be long.
  • the electron beam generation source 212 forms a distribution of focal lengths in the electron beam to be output depending on the external electric field. Therefore, the shape of the emission surface of the electron emission unit 300 is adjusted according to such distribution. Then, the aberration of the electron beam imaged on the object 10 may be corrected.
  • the second electrode portion 320 forms an electrode that covers the recess 214, and keeps the recess 214 at the same potential. Accordingly, the second electrode unit 320 can reduce the influence of the external electric field while emitting electrons with a stable velocity distribution from the electron emission unit 300 and focusing the electrons in the vicinity of the opening 312.
  • the isolation part 340 is formed by being filled with an insulating material.
  • the isolation unit 340 is formed so as to surround each of the plurality of electron beam generation sources 212 and electrically isolates the electron beam generation sources 212 from each other.
  • the isolation part 340 is a groove formed in a plurality of rings or lattices corresponding to the plurality of electron emission parts 300 on the surface of the substrate 211 opposite to the surface on which the plurality of recesses 214 are formed. Is filled with an insulating material such as resin.
  • the third electrode portion 350 is formed on the lower surface of the substrate 211 opposite to the upper surface on which the plurality of recesses 214 are formed, corresponding to each of the plurality of electron emission portions 300.
  • the third electrode unit 350 is applied with a driving voltage for emitting electrons from the plurality of electron emission units 300.
  • the third electrode unit 350 may include a conductive film 352 formed on the lower surface of the substrate 211.
  • the third electrode unit 350 is electrically connected to the driving device 219.
  • the driving device 219 includes a plurality of driving circuits 220a and 220b corresponding to the plurality of electron beam generation sources 212a and 212b, respectively.
  • the drive circuits 220a and 212b supply a drive voltage for driving each of the plurality of electron beam generation sources 212.
  • the drive circuit 220 individually supplies a drive voltage for emitting electrons from the plurality of electron emission units 300 to each of the plurality of electron emission units 300.
  • the driver circuit 220a and the like may be formed over a semiconductor substrate, and one surface of the semiconductor substrate may be attached to the substrate 211.
  • the drive circuit 220 has a plurality of electrode portions 222 corresponding to the third electrode portions 350 formed on the substrate 211, and the electrode portions 222 are electrically connected to the corresponding third electrode portions 350 while being connected to the substrate. 211, and a driving voltage is supplied through the electrode unit 222.
  • the electrode portions 222 are formed at the same pitch as the third electrode portions 350 so as to correspond to the third electrode portions 350 formed on the substrate 211 at a pitch of about 100 ⁇ m.
  • the drive circuit 220 may be electrically connected to an external electrode or the like, and may have a plurality of connection portions 224 to which a drive voltage, a power supply voltage, and the like are applied.
  • the connection portion 224 may be connected to an external electrode by wire bonding or the like.
  • At least one of the plurality of drive circuits 220 may include an inspection terminal 354 that is exposed to the outside via the voltage supply unit 202 and outputs a drive voltage.
  • the inspection terminal 354 outputs a drive signal supplied from the drive circuit 220 to the corresponding electron beam generation source 212 to the surface of the drive device 219 opposite to the electron beam generation device 210 at the time of inspection.
  • the drive circuit 220 may further apply a different offset bias depending on the arrangement of each of the plurality of electron emission units 300.
  • the plurality of electron emission units 300 are individually applied with a driving voltage to emit electrons, and the corresponding plurality of electron beam generation sources 212 generate a plurality of electron beams.
  • the plurality of electron beam generation sources 212a and the like cause the generated plurality of electron beams to be imaged by the subsequent electron lens 240 and irradiate the object 10 with a drawing pattern.
  • the optical system such as the electron lens 240 gives a slight difference in focal position between the electron beam passing near the center of the lens and the electron beam passing near the outer edge of the lens, and blurs the drawn image by a plurality of electron beams. May cause distortion and the like.
  • the electron lens 240 may shorten the focal position with respect to an electron beam passing near the outer edge of the lens as compared with an electron beam passing near the center of the lens.
  • the drive circuit 220 has a function of generating an electron beam that passes near the outer edge of the electron lens 240 as compared with the electron beam source 212 that generates an electron beam passing near the center of the electron lens 240. Supply high offset voltage.
  • the drive circuit 220 increases the output speed of the electron beam that passes through the vicinity of the outer edge of the electronic lens 240 to increase the focal length, and cancels the focal position that is shortened by the electronic lens 240 to correct the correction. it can.
  • the plurality of electron emission units 300 may be distributed to a plurality of blocks according to their arrangement, and the drive circuit 220 may apply an offset bias for each block.
  • the plurality of electron emission units 300 that are arranged in the vicinity of the center on one surface of the substrate 211 and emit an electron beam that passes through the vicinity of the center of the electron lens 240 are the same.
  • the other electron emission units 300 may be distributed to two or more blocks in a substantially concentric manner around the central block.
  • the plurality of electron emission units 300 are divided into two or more concentrically in the outer edge direction of the electron lens 240 with the electron emission unit 300 that outputs an electron beam passing near the center of the electron lens 240 as a central block.
  • the electron emission unit 300 corresponding to the annular region is distributed as another block.
  • the drive circuit 220 adjusts the focal position of the electron beam for each region divided concentrically around the electron beam passing near the center of the electron lens 240 by applying different offset bias for each block.
  • the drive circuit 220 applies a negative voltage of several kV to several tens of kV to the first electrode unit 310 and the second electrode unit 320.
  • the drive circuit 220 applies ⁇ 5 kV to the second electrode unit 320 corresponding to the electron emission unit 300 distributed in the center of the concentric circle, and ⁇ 5 kV + 150 V to the corresponding first electrode unit 310.
  • the electron beam generation source 212 generates an electron beam by applying an electric field generated by a potential difference of 150 V to electrons emitted from the electron emission unit 300, and the generated electron beam is generated with a potential difference of about 5 kV from the acceleration electrode 230. Accelerate.
  • the driving circuit 220 applies ⁇ 5 kV + nV to the corresponding second electrode portion and ⁇ 5 kV + 150 V + nV to the corresponding first electrode portion every n blocks different from the central block toward the outer edge.
  • the drive circuit 220 may finely adjust the acceleration electric field of the electron beam for each block by changing the drive voltage by about 1 V every time the block is different.
  • the above-described surface electron beam source 200 has a plurality of electron beam generation sources 212 and can individually drive the plurality of electron beam generation sources 212 to output a plurality of electron beams. . Accordingly, the electron beam irradiation unit 100 including the surface electron beam source 200 can irradiate the object with a predetermined drawing pattern by a plurality of electron beams.
  • the electron beam generation source 212 is formed in each of the plurality of recesses 214 formed on the semiconductor substrate by a simple method such as isotropic etching. Therefore, the plurality of electron beam generation sources 212 can be formed on the substrate 211 by a semiconductor manufacturing process or the like. That is, for example, the electron beam generation sources 212 are formed in an area of 1 cm ⁇ 1 cm of the substrate 211 and arranged in a matrix of 100 ⁇ 100. As described above, the electron beam generation source 212 is formed in a matrix shape with a pitch of about 100 ⁇ m, so that the object can be irradiated with a drawing pattern with a pitch of about 1 ⁇ m or less by the electron lens 240.
  • the electron beam generation source 212 provided in the surface electron beam source 200 includes a plurality of recesses 214 and a barrier portion 330 formed by a separate process at a position corresponding to the plurality of recesses 214. Accordingly, the surface electron beam source 200 can generate a plurality of electron beams without precisely forming a cylindrical hole having a bottom having a predetermined shape such as a concave shape, a spherical shape, or a parabolic shape. The source 212 can be easily formed. Thus, the surface electron beam source 200 can include a plurality of electron beam generation sources 212 formed with a small area and a high density. Therefore, the electron beam irradiation unit 100 can irradiate about 10000 electron beams while reducing the size of the apparatus.
  • the surface electron beam source 200 and the electron beam irradiation unit 100 may be provided in a device using an electron beam, such as an electron microscope, an electron beam microanalyzer, a cathode ray tube, a transmission tube, an imaging tube, a vacuum tube, a processing device, a heating device. You may use for an apparatus or a sterilizer.
  • an electron beam such as an electron microscope, an electron beam microanalyzer, a cathode ray tube, a transmission tube, an imaging tube, a vacuum tube, a processing device, a heating device. You may use for an apparatus or a sterilizer.
  • FIG. 4 shows the control unit 140 and a plurality of drive circuits 220a to 220d.
  • the plurality of drive circuits 220a to 220d are cascade-connected to the control unit 140, and data is transmitted by propagating data from the control unit 140 in the order of the drive circuit 220a, the drive circuit 220b, the drive circuit 220c, and the drive circuit 220d. Is transmitted.
  • the control unit 140 sequentially outputs irradiation data to the plurality of drive circuits 220a to 220d cascaded in series, and causes the plurality of drive circuits a to d to write the irradiation data. Further, the control unit 140 sequentially outputs a set value of the electron beam output time to the plurality of drive circuits 220a to 220d, and sets the set value for each of the plurality of drive circuits 220a to 220d.
  • control unit 140 sequentially transmits the irradiation data to the shift register SR of the drive circuit 220a and shifts the irradiation data between the shift registers, whereby a plurality of shift registers SR of the plurality of drive circuits 220a to 220d are transferred.
  • Irradiation data for the electron beam generation sources 212a to 212d corresponding to the drive circuits 220a to 220d of the first and second driving circuits 220a to 220d are stored.
  • the control unit 140 stores irradiation data in the register LT0 of the plurality of drive circuits 220a to 220d by transmitting a command to store the value of the shift register SR in the register LT0 to the plurality of drive circuits 220a to 220d.
  • the controller 140 stores the set value of the output time of the electron beam generation source 212 corresponding to each of the drive circuits 220a to 220d in the registers LT1 and LT2 of the plurality of drive circuits 220a to 220d by the same method.
  • each of the drive circuits 220a to 220d stores a 2-bit (four-stage) value as a set value for the output time.
  • the irradiation data register of the drive circuits 220a to 220d may be 2 bits or more, and the set value register may be 3 bits or more or 1 bit.
  • FIG. 5 shows a group of a plurality of drive circuits 220 (only a quarter of the electron source array divided into concentric blocks is displayed).
  • the plurality of drive circuits 220 may be divided into a plurality of groups, and the drive circuits 220 may be connected in cascade for each group.
  • the area of the surface electron beam source 200 is divided by a block surrounded by a plurality of concentric circles for each focal length of the electron beam.
  • one block surrounded by concentric circles is divided into a plurality of groups G1, G2, etc.
  • the plurality of drive circuits 220 are connected in cascade for each group, and the control unit 140 sequentially outputs irradiation data and the like to the plurality of drive circuits 220 included in each of the plurality of groups as indicated by arrows. Thus, the data is written in the plurality of drive circuits 220.
  • FIG. 6 shows the configuration of the drive circuit 220.
  • the drive circuit 220 supplies a drive voltage to the corresponding electron beam generation source 212 based on the irradiation data written from the control unit 140 and the set value of the output time.
  • the drive circuit 220 includes a shift register SR, a register LT0, a register LT1, a register LT2, a buffer amplifier 248, an AND circuit 250, an AND circuit 252, an AND circuit 254, an AND circuit 260, an AND circuit 262, an AND circuit 264, an AND circuit 266,
  • the circuit includes an OR circuit 268, an AND circuit 270, an AND circuit 272, an OR circuit 274, a first level shifter 280, and a second level shifter 290.
  • the driving circuit 220 receives the clock signal SRckin and the data signal SRdin from the control unit 140, and supplies the clock signal SRckin and the data signal SRdin to the subsequent driving circuit 220.
  • the subsequent drive circuit 220 receives the clock signal SRckin and the data signal SRdin from the previously connected drive circuit 220 and supplies them to the subsequent drive circuit 220.
  • the driving circuit 220 receives a plurality of enable signals Ena0 to 3 having a predetermined length of rising period, a register specifying signal Md0, a register specifying signal Md1, a write signal Wr, a disable signal Dis, A reset signal Rst is input. These signals may be connected to the control unit 140 in a one-to-many manner, or may be connected in cascade to the control unit 140 instead.
  • the buffer amplifier 248 receives a clock signal from the control unit 140 or the driving circuit 220 connected in front, amplifies the clock signal, and supplies the amplified clock signal to the driving circuit 220 connected later.
  • the control unit 140 or the shift register of the driving circuit 220 connected before is connected to the data input D
  • the shift register of the subsequent driving circuit 220 is connected to the data output Q
  • the control unit is connected to the reset input R. 140 is connected.
  • the shift register SR inputs the data signal SRdin from the control unit 140 or the previously connected driving circuit 220 to the data input D, and takes in the data signal SRdin at a timing (for example, a rising timing) indicated by the clock signal SRckin. Then, the shift register SR outputs the captured data signal SRdin to the register LT0, the register LT1, the register LT2, and the drive circuit 220 connected later.
  • the shift register SR receives a reset signal Rst from the control unit 140.
  • the AND circuit 250 inputs the inverted value of the register specifying signal Md0, the inverted value of the register specifying signal Md1, and the write signal Wr, and outputs a logical product of these to the register LT0.
  • the AND circuit 252 receives the register designation signal Md0, the inverted value of the register designation signal Md1, and the write signal Wr, and outputs a logical product of these to the register LT1.
  • the AND circuit 254 receives the inverted value of the register designation signal Md0, the register designation signal Md1, and the write signal Wr, and outputs a logical product of these to the register LT2.
  • the output Q of the shift register SR is connected to the data input D, and the output of the AND circuit 250 is connected to the clock input E.
  • the register LT0 receives the output of the AND circuit 250 as an enable signal, and stores the output value of the shift register SR in a state where the output from the AND circuit 250 rises. Thereby, the register LT0 stores the output of the shift register SR when the write signal Wr rises in a state where the control unit 140 outputs the L-level register designation signal Md0 and outputs the L-level register designation signal Md1.
  • the register LT0 is connected to the reset input R to the control unit 140, and receives the reset signal Rst from the control unit 140.
  • the register LT0 outputs the values stored in the AND circuit 260, the AND circuit 262, the AND circuit 264, and the AND circuit 266.
  • the output Q of the shift register SR is connected to the data input D, and the output of the AND circuit 252 is connected to the clock input E.
  • the register LT1 stores the output value of the shift register SR with the output from the AND circuit 252 rising. As a result, the register LT1 stores the output of the shift register SR when the write signal Wr rises in a state where the control unit 140 outputs the H-level register designation signal Md0 and the L-level register designation signal Md1. .
  • the register LT1 is connected to the reset input R and the control unit 140 is input with the reset signal Rst from the control unit 140.
  • the register LT1 outputs the values stored in the AND circuit 260, the AND circuit 262, the AND circuit 264, and the AND circuit 266.
  • the output Q of the shift register SR is connected to the data input D, and the output of the AND circuit 254 is connected to the clock input E.
  • the register LT2 stores the output value of the shift register SR with the output from the AND circuit 254 rising. As a result, the register LT2 stores the output of the shift register SR when the write signal Wr rises in a state where the control unit 140 outputs the L-level register designation signal Md0 and the H-level register designation signal Md1.
  • control unit 140 is connected to the reset input R of the register LT2, and the reset signal Rst is input from the control unit 140.
  • the register LT2 outputs the values stored in the AND circuit 260, the AND circuit 262, the AND circuit 264, and the AND circuit 266.
  • the AND circuit 260 inputs the inverted value of the output of the register LT1, the inverted value of the output of the register LT2, and the enable signal Ena0 from the control unit 140, and outputs a logical product of these to the OR circuit 268. That is, when the value stored in the register LT1 is 0 and the value stored in the register LT2 is 0, the AND circuit 260 outputs an H level signal to the OR circuit 268 corresponding to the rising period of the enable signal Ena0.
  • the AND circuit 262 receives the output of the register LT1, the inverted value of the output of the register LT2, and the enable signal Ena1 from the control unit 140, and outputs a logical product of these to the OR circuit 268. That is, when the value stored in the register LT1 is 1 and the value stored in the register LT2 is 0, the AND circuit 262 outputs an H level signal to the OR circuit 268 corresponding to the rising period of the enable signal Ena1.
  • the AND circuit 264 receives the inverted value of the output of the register LT1, the output of the register LT2, and the enable signal Ena2 from the control unit 140, and outputs a logical product of these to the OR circuit 268. That is, when the value stored in the register LT1 is 0 and the value stored in the register LT2 is 1, the AND circuit 264 outputs an H level signal to the OR circuit 268 corresponding to the rising period of the enable signal Ena2.
  • the AND circuit 266 inputs the output of the register LT1, the output of the register LT2, and the enable signal Ena3 from the control unit 140, and outputs a logical product of these to the OR circuit 268. That is, when the value stored in the register LT1 is 1 and the value stored in the register LT2 is 1, the AND circuit 266 outputs an H level signal to the OR circuit 268 corresponding to the rising period of the enable signal Ena3.
  • the OR circuit 268 receives outputs from the AND circuit 260, the AND circuit 262, the AND circuit 264, and the AND circuit 266, and outputs a logical sum of these inputs to the AND circuit 270. As a result, the OR circuit 268 outputs an H level signal corresponding to the rising period of any one of the enable signals Ena0 to Ena3.
  • the AND circuit 270 inputs the outputs of the register LT0 and the OR circuit 268, and outputs a logical product of these to the first level shifter 280 as an enable signal Ena. That is, when 1 is stored in LT0, AND circuit 270 outputs an H level signal corresponding to one rising period of enable signals Ena0 to Ena3.
  • the AND circuit 272 receives the inverted value of the register LT0 and the disable signal Dis from the control unit 140, and outputs a logical product of these to the OR circuit 274.
  • the OR circuit 274 receives the reset signal Rst from the AND circuit 272 and the control unit 140, and inputs the logical sum of these to the first level shifter 280 as a disable signal.
  • the first level shifter 280 is connected to the AND circuit 270, the OR circuit 274, and the second level shifter 290, receives the enable signal Ena from the AND circuit 270, and receives the disable signal Dis from the OR circuit 274. After converting the voltage level, the corresponding enable signal Ena-i and disable signal Dis-i are output to the second level shifter 290.
  • the first level shifter 280 outputs a 5V enable signal Ena-i in response to receiving an enable signal Ena having an H level of 1.8V, and inputs a disable signal Dis having an H level of 1.8V. In response to this, the 5V disable signal Dis-i is output.
  • the second level shifter 290 is connected to the first level shifter 280 and the electron beam generation source 212, receives the precharge signal HVpchg from the control unit 140, receives the enable signal Ena-i from the first level shifter 280, and receives the precharge signal HVpchg. In response to this, a drive voltage higher than the enable signal Ena-i is output to the electron beam generation source 212.
  • the second level shifter 290 receives a power supply voltage VH of 20 V and a reference voltage VL of 0 V, and outputs a driving voltage of H level to the electron beam generation source 212 when a precharge signal is input from the precharge signal HVpchg. . Further, the second level shifter 290 outputs an L level drive voltage to the electron beam generation source 212 after the enable signal Ena-i from the first level shifter 280 is input until the precharge signal HVpchg is input again. To do. Further, the second level shifter 290 does not output the L level drive voltage to the electron beam generation source 212 during the period when the disable signal Dis-i is input.
  • FIG. 7 shows the configuration of the second level shifter 290.
  • the second level shifter 290 receives the power supply voltage VH and the reference voltage VL, receives the precharge signal HVpchg from the controller 140, and receives the enable signal Ena-i and the disable signal Dis-i from the first level shifter 280.
  • the drive voltage Vout is supplied to the electron beam generation source 212.
  • the second level shifter 290 includes a switch Tr1, a switch Tr2, a switch Tr3, a switch Tr4, a switch Tr5, and a switch Tr6.
  • the switch Tr1 may be a semiconductor switch, for example, an NMOS transistor in the present embodiment.
  • the switch Tr1 has a gate connected to the first level shifter 280 and inputs an enable signal Ena-i, a drain connected to the switch Tr3 and the drive voltage Vout, and a drain connected to the switches Tr4 and Tr6 via a resistor.
  • the source is connected to the reference potential VL.
  • the switch Tr2 may be a semiconductor switch, for example, an NMOS transistor in this embodiment.
  • the switch Tr2 has a gate connected to the first level shifter 280 and inputs the disable signal Dis-i, a drain connected to the switch Tr4, a drain connected to the switches Tr3 and Tr5 via a resistor, and a source Connected to the reference potential VL.
  • the switch Tr3 may be a semiconductor switch, for example, a PMOS transistor in this embodiment.
  • the switch Tr3 has a gate connected to the switches Tr2 and Tr4 via resistors, a source connected to the power supply voltage VH, a drain connected to the switch Tr1 and the drive voltage Vout, and a drain connected to the switches Tr2 and Trout via the resistors. Connected to Tr4.
  • the switch Tr4 may be a semiconductor switch, for example, a PMOS transistor in this embodiment.
  • the switch Tr4 has a gate connected to the switch Tr6, a gate connected to the switches Tr1 and Tr3 via resistors, a source connected to the power supply voltage VH, a drain connected to the switch Tr2, and a drain connected to the resistor Via the switch Tr3 and the switch Tr5.
  • the switch Tr5 may be a semiconductor switch, for example, a PMOS transistor in this embodiment.
  • the gate is connected to the switch Tr6, the precharge signal HVpchg is input from the control unit 140, the source is connected to the power supply voltage VH, the drain is connected to the switch Tr3, and the drain is further connected to the switch Tr2 via a resistor. And connected to the switch Tr4.
  • the switch Tr6 may be a semiconductor switch, for example, a PMOS transistor in the present embodiment.
  • the switch Tr6 has a gate connected to the switch Tr5 to form a current mirror circuit with the switch Tr5.
  • the switch Tr6 has a gate connected to the control unit 140 and inputs the precharge signal HVpchg from the control unit 140, a source connected to the power supply voltage VH, a drain connected to the switch Tr4, and a drain connected to the resistor. Via the switch Tr1 and the switch Tr3.
  • the switches Tr5 and Tr6 are turned off.
  • the enable signal Ena-i is input in this state, the switch Tr1 is turned on, and the source side of the switch Tr1 is connected to the reference potential VL via the switch Tr1, so that the gate of the switch Tr4 becomes L level and the switch Tr1 is switched to the switch Tr1.
  • Tr4 is turned on.
  • the gate of the switch Tr3 is connected to the power supply voltage VH via the switch Tr4, and the switch Tr3 is turned off.
  • the drive voltage Vout decreases to the reference potential VL.
  • the second level shifter 290 uses the switches Tr1 to Tr4 to drive a high voltage (eg, 20V) drive voltage in response to the rise of the enable signal Ena-i from the low voltage (eg, 5V) control unit 140. Vout is lowered.
  • the electron beam generation source 212 outputs an electron beam in response to the fall of the drive voltage Vout.
  • the second level shifter 290 disables the output of the drive voltage Vout by the disable signal Dis-i from the control unit 140.
  • the second level shifter 290 turns on the switches Tr5 and Tr6 and raises the drive voltage Vout in response to the fall of the precharge signal HVpchg.
  • the second level shifter 290 prevents the through current from flowing from the power supply voltage VH to the reference potential VL by controlling on / off of the switches Tr3 and Tr4 by the switches Tr5 and Tr6.
  • the irradiation data and the output time of the electron beam are stored in the registers LT0 to LT2 of the drive circuit 220 of the plurality of electron beam generation sources 212.
  • an optimal electron beam output time can be set for each electron beam generation source 212, so that the surface electron beam source 200 has an electron for each electron beam generation source 212.
  • An electron beam having no variation in emission intensity (current density) can be output, and the object 10 can be irradiated with an electron beam having a uniform dose.
  • the surface electron beam source 200 having a variation in the output electron beam can be used for exposure of an object, so that the mass productivity and manufacturing cost of the electron beam irradiation apparatus can be reduced. Can be improved.
  • FIG. 8 shows a processing flow of the electron beam irradiation method according to the present embodiment.
  • the electron beam irradiation apparatus 1000 draws a predetermined drawing pattern on the object 10 by executing the processes from S102 to S112.
  • the control unit 140 sequentially drives the plurality of electron beam generation sources 212 of the electron beam irradiation unit 100, and causes each electron beam generation source 212 to output an electron beam.
  • the control unit 140 may cause each electron beam of the plurality of electron beam generation sources 212 to output an electron beam with the same output time.
  • the measurement unit 130 measures the intensity of the electron beam output from each electron beam generation source 212.
  • the measurement unit 130 measures the intensity of the electron beam output from the electron beam generation source 212 by the electron beam detector, for example, using a microammeter.
  • the measurement unit 130 supplies the measurement result of the electron beam intensity to the control unit 140.
  • control unit 140 sets the output time of the electron beam from each electron beam generation source 212 according to the intensity of the electron beam output from the electron beam generation source 212 measured by the measurement unit 130.
  • control unit 140 adjusts the electron beam output times of the plurality of electron beams with respect to a predetermined electron beam output time according to the intensities of the plurality of electron beams measured by the measurement unit 130.
  • the control unit 140 may set a short electron beam output time for the measured electron beam having a high output intensity and may set a long electron beam output time for an electron beam having a low output intensity.
  • the control unit 140 may set an electron beam output time that is inversely proportional to the measured output intensity for each electron beam.
  • control unit 140 determines a predetermined electron beam output time based on a drawing pattern irradiated within a predetermined range with respect to an irradiation position where one electron beam is irradiated onto the object 10.
  • the difference in the optimum exposure time of each electron beam due to the proximity effect of the drawing pattern is compensated by adjusting the electron beam output time for outputting the one electron beam.
  • the control unit 140 applies the predetermined electron beam output time to a predetermined electron beam output time based on a drawing pattern of an adjacent electron beam adjacent to an electron beam whose irradiation position is irradiated to the object 10.
  • the electron beam output time for outputting the electron beam may be adjusted.
  • the control unit 140 may reduce the electron beam output time of one electron beam as the number of the plurality of electron beams arranged adjacent to each other in a predetermined range is larger.
  • control unit 140 includes a drawing pattern irradiated with a single electron beam within a predetermined range with respect to an irradiation position where the object 10 is irradiated, the object 10, and a resist on the object 10.
  • the electron beam output time of the one electron beam may be adjusted with respect to a predetermined electron beam output time based on the above-mentioned types.
  • the control unit 140 supplies the set value of the adjusted electron beam output time to the plurality of drive circuits 220 of the electron beam irradiation unit 100, and sets the set value of the electron beam output time to the registers LT1 and LT2 of the drive circuit 220. Write.
  • control unit 140 determines whether there is drawing pattern data to be drawn in the storage unit 120 or the like. If there is drawing pattern data, the control unit 140 advances the process to S110, and if there is no drawing pattern data, ends the process.
  • the control unit 140 supplies irradiation data included in the drawing pattern data to the plurality of drive circuits 220 of the electron beam irradiation unit 100. For example, the control unit 140 writes the irradiation pattern in the register LT0 of the drive circuit 220. Further, the control unit 140 supplies an instruction to the stage unit 110 so that the stage unit 110 drawn by an electron beam moves by one dot.
  • the electron beam irradiation unit 100 irradiates the object 10 with the electron beam and draws a drawing pattern on the object 10.
  • the drive circuit 220 supplies the reference potential VL to the drive voltage Vout to the electron beam generation source 212 if the value written in the register LT0 is 1, and supplies the drive voltage Vout to the drive voltage Vout if the value is 0. Supply voltage VH.
  • the drive circuit 220 supplies the reference potential VL as the drive voltage Vout to the electron beam generation source 212 for a predetermined period according to the enable signals Ena0 to Ena3 selected by the values written in the registers LT1 and LT2. .
  • the stage unit 110 sequentially moves the irradiation region of the electron beam on the object 10 by moving the object 10 based on the drawing pattern data.
  • the control unit 140 returns the process to S108.
  • the electron beam irradiation apparatus 1000 determines the output times of the plurality of electron beam generation sources 212 before drawing the object 10 according to the intensity of the electron beam. Set to the registers LT1 and LT2 of the drive circuit 220.
  • the electron beam irradiation apparatus 1000 can output an optimum amount of electron beams for each electron beam generation source 212 and reduce unevenness in the exposure amount due to variations in output intensity of the plurality of electron beam generation sources 212. To do. Therefore, the electron beam irradiation apparatus 1000 can expose the object 10 with high throughput and high accuracy by using a plurality of electron beams.
  • FIG. 9 shows signal waveforms of the drive circuit 220 according to the present embodiment in S106 and S110.
  • the control unit 140 serially outputs the electron beam output time data a1 to an to n (n is an integer of 1 or more) drive circuits 220 based on the data signal SRdin.
  • values corresponding to the data a1 to an are set in the shift registers SR of the n drive circuits 220.
  • the control unit 140 raises the register designation signal Md0 output in parallel to each drive circuit 220 to H level, sets the register designation signal Md1 to L level, and applies a rectangular pulse to the write signal Wr.
  • the data a1 to an stored in the shift registers SR of the n drive circuits 220 are written to the register LT1 of each drive circuit 220.
  • data ai is written in the register LT1 of the drive circuit 220 that is i-th (i is an integer of 1 to n) from the control unit 140.
  • control unit 140 serially outputs the electron beam output time data b1 to bn to the n drive circuits 220 by the data signal SRdin.
  • values corresponding to the data b1 to bn are set in the shift registers SR of the n drive circuits 220.
  • the control unit 140 causes the register designation signal Md0 output in parallel to each drive circuit 220 to fall to L level, raises the register designation signal Md1 to H level, and causes the write signal Wr to be rectangular.
  • the pulse is output, the data b1 to bn stored in the shift registers SR of the n drive circuits 220 are written to the register LT2 of each drive circuit 220.
  • control unit 140 writes the data bi into the register LT2 of the drive circuit 220 that is i-th farthest from the control unit 140. As described above, the control unit 140 writes the electron beam output time data a1 to n and b1 to n to the registers LT1 and LT2 of the n drive circuits 220.
  • control unit 140 serially outputs the electron beam irradiation data c1 to cn to the n drive circuits 220 based on the data signal SRdin. As a result, values corresponding to the data c1 to cn are set in the shift registers SR of the n drive circuits 220.
  • control unit 140 writes the data ci to the register LT0 of the drive circuit 220 that is i-th farthest from the control unit 140. In this manner, the control unit 140 writes the electron beam irradiation data c1 to n to the registers LT0 of the n drive circuits 220.
  • FIG. 10 shows each signal waveform of the drive circuit 220 according to the present embodiment in S112.
  • the control unit 140 outputs the precharge signal HVpchg in parallel to the n drive circuits 220.
  • the second level shifter 290 of the drive circuit 220 outputs the drive voltage Vout at the H level to the corresponding electron beam generation source 212.
  • control unit 140 supplies a plurality of enable signals Ena0 to Ena3 having a plurality of different rising periods to each drive circuit 220.
  • control unit 140 supplies a plurality of enable signals Ena0 to Ena3 that rise at different timings and fall simultaneously to the drive circuit 220.
  • the control unit 140 has a plurality of enable signals Ena0 that have a rising period of Ena1 of 90%, a rising period of Ena2 of 80%, and a rising period of Ena3 of 70%. ... Ena3 is supplied to the drive circuit 220.
  • the drive circuit 220 supplies any one of the plurality of enable signals Ena0 to Ena3 to the first level shifter 280 according to the stored values of the registers LT1 and LT2.
  • the first level shifter 280 supplies the second level shifter 290 with an enable signal Ena-i corresponding to one of the supplied enable signals Ena0 to Ena3.
  • the second level shifter 290 switches the switches Tr1 and Tr4 from off to on in response to the rise of the enable signals Ena0 to Ena3. As a result, the second level shifter 290 causes the drive voltage Vout output to the electron beam generation source 212 to fall.
  • the electron beam generation source 212 outputs an electron beam corresponding to the fall of the drive voltage Vout.
  • the second level shifter 290 switches the switch Tr1 from on to off in response to the fall of the enable signals Ena0 to Ena3.
  • the second level shifter 290 switches the switch Tr4 from on to off in response to the input of the precharge signal HVpchg from the control unit 140 again.
  • the second level shifter 290 raises the drive voltage Vout.
  • the electron beam generation source 212 stops outputting the electron beam.
  • the second level shifter 290 receives the disable signal Dis from the control unit 140 via the first level shifter 280 and turns off the switches Tr2 and Tr3 of the second level shifter 290 in response to the rise of the disable signal Dis. Switch on. Accordingly, the second level shifter 290 prevents the drive voltage Vout from falling due to the input of the enable signals Ena0 to Ena3.
  • FIG. 11 shows a modification of the drive circuit 220 of the electron beam irradiation apparatus 1000 according to the present embodiment.
  • the same reference numerals are given to the substantially same operations as those of the drive circuit 220 according to the present embodiment shown in FIG.
  • the drive circuit 220 may further include an AND circuit 256, an AND circuit 400, a third level shifter 402, a switch 404, a switch 406, and a switch 408.
  • the drive device 219 may include an inspection control unit 410.
  • the AND circuit 256 inputs the register specifying signal Md1, the register specifying signal Md0, and the write signal Wr, and outputs a logical product of these to the AND circuit 400. That is, when the register designation signal Md1 and the register designation signal Md0 from the control unit 140 are in the H level and the rising edge of the write signal Wr is input from the control unit 140, the AND circuit 256 sets the H level to the third level shifter 402. Output.
  • the AND circuit 400 inputs the output from the shift register SR and the output from the AND circuit 256, and outputs a logical product of these to the third level shifter 402.
  • the third level shifter 402 may be the same as the first level shifter 280.
  • the third level shifter 402 receives the output from the AND circuit 400, converts the output voltage level, and outputs it to the switch 408.
  • the third level shifter 402 outputs a 5V signal to the switch 408 in response to a signal having an H level of 1.8V being input from the AND circuit 400.
  • the switch 404 may be a semiconductor switch, for example, a PMOS transistor in this modification.
  • the switch 404 has a gate connected to the switch 412, a drain connected to the switches 406 and 408, and a source connected to the power supply voltage VH.
  • the switch 406 may be a semiconductor switch, for example, a PMOS transistor in this modification.
  • the switch 406 has a gate connected to the switch 404 and the switch 408, a drain connected to the inspection voltage HVout, and a source connected to the drive voltage Vout from the second level shifter.
  • the switch 408 may be a semiconductor switch, for example, an NMOS transistor in this modification.
  • the switch 408 has a gate connected to the output of the third level shifter 402, a drain connected to the switches 404 and 406, and a source connected to the reference potential VL.
  • the inspection control unit 410 includes a switch 412 and a switch 414, and controls the output of the inspection voltage HVout by inputting the power supply voltage VH and the reference potential VL.
  • the switch 412 may be a semiconductor switch, for example, a PMOS transistor in this modification.
  • the drain and the gate of the switch 404 are connected to the gate, the gate and the switch 414 are connected to the drain, and the power supply voltage VH is connected to the source.
  • the switch 414 may be a semiconductor switch, for example, an NMOS transistor in this modification.
  • a ground potential via a load resistor and a reference potential via a load resistor are input to the gate, the switches 412 and 404 are connected to the drain, and the reference potential VL is connected to the source.
  • the drive circuit 220 of this modification example receives the H-level register designation signal Md1, the register designation signal Md0, and the write signal Wr from the control unit 140 at the time of inspection, and outputs the output of the shift register Sr in response to the third signal. It outputs to the inspection voltage HVout through the level shifter and the switch 408 and the like. For example, the electron beam irradiation apparatus 1000 outputs the inspection voltage HVout to the inspection terminal 354.
  • test voltage HVout of the plurality of drive circuits 220 is commonly connected, and after the control unit 140 resets the drive circuit 220 with the reset signal Rst, both the register designation signals Md0 and Md1 are set to 1, and 1 is set to the data signal SRdin.
  • the clock signal SRckin By outputting and raising the clock signal SRckin, the level of the drive voltage Vout of the first drive circuit 220a is output to the commonly connected test voltage HVout.
  • the control unit 140 when the control unit 140 outputs 0 to the data signal SRdin and raises the clock signal SRckin, the data signal SRdin having a value of 1 is sequentially input to the drive circuit 220 that is connected in cascade later, followed by The drive voltages Vout of the plurality of drive circuits 220 are sequentially output to the commonly connected inspection voltage HVout.
  • the drive circuit 220 receives a plurality of enable signals Ena0 to 3 from the control unit 140. Instead, the individual drive circuits 220 include the enable signals Ena0 to Ena in the drive circuit 220. An exposure time pulse generation circuit for generating 3 may be included.
  • the surface electron beam source 200 has an exposure time pulse generation circuit in the vicinity of the driving device 219, and the exposure time pulse generation circuit drives a plurality of enable signals Ena0 to 3 at a predetermined timing. It may be supplied to the circuit 220.
  • the drive circuit 220 Operation can be checked. Therefore, according to the electron beam irradiation apparatus 1000 of this modification, the operation of the drive circuit 220 can be inspected without inspecting the electron beam output from the electron beam generation source 212.

Landscapes

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Abstract

　電子ビーム照射装置のスループットを向上させる並列度を高め、露光の精度を高めた電子ビーム発生装置を提供すること。　第１の態様においては、複数の電子ビームによる描画パターンを対象物に照射する電子ビーム照射装置であって、複数の電子ビームを出力する複数の電子ビーム発生源が配列された面電子ビーム源と、複数の電子ビーム発生源のそれぞれの電子ビーム出力時間を調整する制御部とを備える電子ビーム照射装置を提供する。

Description

電子ビーム照射装置
　本発明は、電子ビーム照射装置に関する。
　従来、微細パターンが設けられる半導体集積回路は、電子ビーム照射装置を用い、パターンデータに応じて少数の電子ビームを半導体基板に直接描画して当該微細パターンを形成していた（例えば、特許文献１および２参照）。
　特許文献１　特開２００７－３２９２２０号公報
　特許文献２　特開平９－２４５７０８号公報
　非特許文献１　P.N.Minh, L.T.T.Tuyen, T.Ono, H.Mimura, K.Yokoo and M.Esashi : Carbon nanotube on a Si tip for electron field emitter, Jpn. J. Appl. Phys., 41 Part2, 12A (2002), L1409-L1411
　非特許文献２　P.N.Minh, L.T.T.Tuyen, T.Ono, H.Miyashita, Y.Suzuki, H.Mimura and M.Esashi : Selective growth of carbon nanotubes on Si microfabricated tips and application for electron field emitters, J. Vac. Sci. Technol. B 21, 4, (2003), 1705-1709
　非特許文献３　P.N.Minh, T.Ono, N.Sato, H.Mimura and M.Esashi : Microelectron field emitter array with focus lenses for multielectron beam lithography based on silicon on insulator wafer, J.Vac.Sci.Technol., B22, 3 (2004) 1273-1276
　非特許文献４　J.H.Bae, P.N.Minh, T.Ono and M.Esashi : Schottky emitter using boron-doped diamond, J.Vac.Sci.Technol., B22, 3 (2004) 1349-1352
　非特許文献５　C.-H.Tsai, T.Ono and M.Esashi : Fabrication of diamond Schottky emitter array by using electrophoresis pre-treatment and hot-filament chemical vapor deposition, diamond and related materials, 16 (2007) 1398-1402
　しかしながら、描画するパターンの微細化と、半導体ウェハの大口径化が進むことにより、電子ビーム照射装置のスループットが低下していた。スループットを改善する目的で、電子ビーム発生装置を小型化する動向にあるが、実際に作製して動作させることは困難であり、また、スループットと露光の精度を両立させることも困難であった。
　本発明の第１の態様においては、複数の電子ビームによる描画パターンを対象物に照射する電子ビーム照射装置であって、複数の電子ビームを出力する複数の電子ビーム発生源が配列された面電子ビーム源と、複数の電子ビーム発生源のそれぞれの電子ビーム出力時間を調整する制御部とを備える電子ビーム照射装置を提供する。
　なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
本実施形態に係る電子ビーム照射装置１０００の構成例を対象物１０と共に示す。 本実施形態に係る電子ビーム照射部１００の構成例を対象物１０と共に示す。 本実施形態に係る面電子ビーム源２００の構成例を示す。 本実施形態に係る制御部１４０及び複数の駆動回路２２０ａ～ｄを示す。 本実施形態に係る複数の駆動回路２２０のグループを示す（同心円状にブロック分割された電子源アレイの１/４部分のみ表示）。 本実施形態に係る駆動回路２２０の構成を示す。 本実施形態に係る第２レベルシフタ２９０の構成を示す。 本実施形態に係る電子ビーム照射方法の処理フローを示す。 本実施形態に係る駆動回路２２０の各信号波形を示す。 本実施形態に係る駆動回路２２０の各信号波形を示す。 本実施形態の変形例に係る駆動回路２２０の構成を示す。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　図１は、本実施形態に係る電子ビーム照射装置１０００の構成例を対象物１０と共に示す。電子ビーム照射装置１０００は、複数の電子ビームによる描画パターンを対象物１０に照射し、対象物１０に微細パターンを描画する。
　対象物１０は、半導体基板であってよく、例えば、シリコン、シリコンカーバイド、ゲルマニウム、ガリウムヒ素、窒化ガリウム、ガリウム燐、またはインジウム燐等の半導体材料の結晶を加工して形成された板状の基板でよい。対象物１０には、電子線レジストが塗布されていてよい。電子ビーム照射装置１０００は、電子ビーム照射部１００と、ステージ部１１０と、記憶部１２０と、測定部１３０と、制御部１４０と、通信部１５０と、計算機部１６０とを備える。
　電子ビーム照射部１００は、複数の電子ビームを照射する電子カラムである。電子ビーム照射部１００は、対象物１０の表面に複数の電子ビームを照射して予め定められた描画パターンを描画する。電子ビーム照射部１００の詳細は後に説明する。
　ステージ部１１０は、電子ビームを照射する対象物１０を載置する。ステージ部１１０は、載置した対象物１０を水平方向に移動させ、電子ビーム照射部１００によって対象物１０の一方の面に、予め定められた微細パターンを予め定められた位置に描画させる。
　ステージ部１１０は、例えば、ステージの水平平面を移動するＸＹステージを有する。また、ステージ部１１０は、予め定められた回転軸を中心として回転移動するθステージを有してよい。また、ステージ部１１０は、ステージの水平位置を調整するチルトステージを更に有してよい。また、ステージ部１１０は、対象物１０を垂直方向に移動させ、対象物１０および電子ビーム照射部１００の間の距離を調節するＺステージを更に有してよい。
　記憶部１２０は、電子ビーム照射部１００が描画する描画パターンデータを記憶する。ここで、描画パターンデータは、対象物１０の一方の面上の位置データ、および電子ビームを照射するか否かの照射データ等の情報を含んでよい。記憶部１２０は、予め定められた描画パターンデータを予め記憶してよい。
　測定部１３０は、電子ビーム照射部１００の複数の電子ビームのそれぞれの強度を測定する。例えば、測定部１３０は、電子ビーム照射部１００に電子ビームを個別に出力させて、出力させた電子ビームの強度を測定する。測定部１３０は、電子ビームの強度の測定結果を制御部１４０に供給する。
　制御部１４０は、電子ビーム照射部１００、ステージ部１１０、記憶部１２０、測定部１３０、及び通信部１５０にそれぞれ接続され、記憶部１２０に記憶された描画パターンデータに応じて、電子ビーム照射部１００の電子ビーム照射及びステージ部１１０の動作を制御する。
　例えば、制御部１４０は、記憶部１２０に記憶された複数の電子ビームの照射データを電子ビーム照射部１００に送信することにより、電子ビーム照射部１００の電子ビーム照射を制御する。また、制御部１４０は、記憶部１２０に記憶された描画パターンデータに応じて、ステージ部１１０を移動させる制御信号をステージ部１１０に送信することにより、ステージ部１１０の動作を制御する。また、制御部１４０は、通信部１５０を介して受け取った指示信号に応じて、電子ビーム照射部１００および／またはステージ部１１０に制御信号を送信してよい。
　また、制御部１４０は、測定部１３０の測定結果に基づいて、電子ビーム照射部１００が出力する複数の電子ビームの出力時間を調整する。例えば、制御部１４０は、複数の電子ビームの強度の測定結果に基づいて各電子ビームの出力時間を決定し、当該出力時間を含む設定値を電子ビーム照射部１００に供給する。
　通信部１５０は、制御部１４０と計算機部１６０とを接続する。通信部１５０は、汎用または専用のインターフェイスを有して、制御部１４０と計算機部１６０とを接続して通信させてよい。通信部１５０は、Ethernet（登録商標）、ＵＳＢ、Serial RapidIO等の汎用の高速シリアルインターフェースまたはパラレルインターフェースを用いてよい。また、通信部１５０は、無線で制御部１４０と計算機部１６０とを接続してよい。
　計算機部１６０は、制御部１４０に電子ビーム照射部１００および／またはステージ部１１０を動作させる指示信号を送信する。計算機部１６０は、電子ビーム照射装置１０００を動作させる動作プログラムを実行して、当該動作プログラムに応じて指示信号を送信してよい。また、計算機部１６０は、ユーザの指示を入力させる入力デバイスを有し、ユーザの指示に応じて指示信号を送信してよい。計算機部１６０は、パーソナルコンピュータまたはサーバマシンでよい。
　図２は、本実施形態に係る電子ビーム照射部１００の構成例を対象物１０と共に示す。図２は、電子ビーム照射部１００の縦断面の構成例を示す。電子ビーム照射部１００は、面電子ビーム源２００と、加速電極２３０と、電子レンズ２４０とを備える。
　面電子ビーム源２００は、複数の電子ビーム発生源２１２が配列され、制御部１４０から供給される電子ビームの出力時間の設定値に応じた期間、当該複数の電子ビーム発生源２１２から複数の電子ビームを出力する。面電子ビーム源２００は、電子ビーム発生デバイス２１０と、駆動デバイス２１９とを有する。
　電子ビーム発生デバイス２１０は、駆動デバイス２１９と張り合わされ、駆動デバイス２１９の反対側に、複数の電子ビームを出力する複数の電子ビーム発生源２１２を有する。電子ビーム発生デバイス２１０の電子ビームには、一定の電圧が印加され、一例として、略－５ｋＶが印加される。電子ビーム発生デバイス２１０の詳細は後に説明する。
　駆動デバイス２１９は、複数の電子ビーム発生源２１２を含む電子ビーム発生デバイス２１０の電子ビーム発生源２１２と反対側に貼り合わされて、複数の電子ビーム発生源２１２から電子ビームを出力させる。駆動デバイス２１９は、制御部１４０から照射データを受け取り、照射データに応じて、複数の電子ビーム発生源２１２に電子ビームを出力させる。
　駆動デバイス２１９は、シリコン等の半導体基板で形成されてよい。駆動デバイス２１９は、面電子ビーム源２００が駆動して温度が上昇しても電子ビーム発生デバイス２１０または駆動デバイス２１９に撓みまたは剥がれ等が生じない程度に、電子ビーム発生デバイス２１０の熱膨張係数とほぼ同じか、同程度の熱膨張係数を有する材料で形成されてよい。
　加速電極２３０は、面電子ビーム源２００の電子ビームを出力する側に備わり、面電子ビーム源２００の電子ビームを出力させる電極よりも高い電圧が印加され、当該電子ビームを加速する。加速電極２３０は、複数の電子ビーム発生源２１２にそれぞれ対応する複数の貫通孔が形成され、複数の電子ビームをそれぞれ通過させる。加速電極２３０は、複数の貫通孔をマトリクス状に配列してよい。加速電極２３０は、一定の電圧が印加され、一例として、対象物１０と共に略０Ｖが印加される。
　電子レンズ２４０は、面電子ビーム源２００から出力される複数の電子ビームによる描画パターンを予め定められた倍率にして対象物である対象物１０に照射する。例えば、電子レンズ２４０は、複数の電子ビームが描画する描画パターンを１／１００以下に縮小する。電子レンズ２４０は、コイル部２４２と、レンズ部２４４と、収束部２４６とを有する。
　コイル部２４２は、複数の電子ビームのＸＹ方向の偏向を制御する。即ち、コイル部２４２は、対象物１０の電子ビームが照射される表面における当該電子ビームのビーム形状を制御する。コイル部２４２は、電子ビーム照射部１００のＸ軸またはＹ軸と、対象物１０の表面上のＸ軸またはＹ軸との対応を補正するローテーションコイルでよい。また、コイル部２４２は、対象物１０の表面上のビーム径のＸおよびＹ方向の振幅を補正してもよい。
　レンズ部２４４は、対象物１０の表面上に複数の電子ビームを結像させる。レンズ部２４４は、テレセントリックレンズ系を構成してよく、面電子ビーム源２００の対物レンズとして機能する。
　収束部２４６は、加速電界および／または減速電界を複数の電子ビームに印加する。収束部２４６は、複数の電子ビームの太さおよび束を絞って収束させて、予め定められたエネルギーの電子ビームを対象物である対象物１０に照射する。
　以上の本実施形態に係る電子ビーム照射部１００は、面電子ビーム源等の複数の電子ビームを発生させる面電子ビーム源２００を有し、１つの電子カラムから複数の電子ビームを試料に照射してスループットを向上させる。従来、このような複数の電子ビームを発生させる電子ビーム源を製造することは困難であったが、本実施形態に係る面電子ビーム源２００は、半導体製造プロセス等の製造工程により、簡便に製造することができる。
　図３は、本実施形態に係る面電子ビーム源２００の構成例を示す。面電子ビーム源２００は、複数の電子ビーム発生源２１２のそれぞれから放出される電子を加速して集束させ、複数の電子ビームとして出力する。面電子ビーム源２００は、図２で説明したように、電子ビーム発生デバイス２１０と、駆動デバイス２１９とを有する。
　また、面電子ビーム源２００は、各部に電源電圧及び制御部１４０からの信号電圧等を供給する電圧供給部２０２を有してよい。また、面電子ビーム源２００は、第１電極部３１０が障壁部３３０を介して接続される。
　電圧供給部２０２は、定電圧発生回路および／または定電流発生回路と、複数の電極部２０４とを含み、それぞれの電極部２０４に接続される接続先にそれぞれ電源電圧等を供給する。電圧供給部２０２は、駆動デバイス２１９の電子ビーム発生デバイス２１０側とは反対側の面に設けられる。複数の電極部２０４は、ワイヤボンディング等で複数の接続先にそれぞれ接続されてよい。
　ここで、本実施例で説明する電極部２０４等の電極は、ニッケル、金、クロム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ロジウム、白金、銅、ルテニウム、インジウム、イリジウム、オスミウム、および／またはモリブデンを含んでよい。また、当該電極は、これらの材料を含む２以上の材料の合金であってよい。
　電子ビーム発生デバイス２１０は、シリコン等の半導体結晶から構成される基板２１１を有する。基板２１１には複数の凹部２１４と、アイソレーション部３４０と、第３電極部３５０とが設けられる。複数の凹部２１４は、それぞれが凹面を有し、それぞれに複数の電子ビーム発生源２１２ａ及び２１２ｂが形成される。また、複数の凹部２１４のそれぞれは、球面状または放物面状に形成されてよい。
　複数の凹部２１４のそれぞれは、一例として、等方性エッチングにより形成され、電子ビームを発生させる電子ビーム発生源２１２ａ及び２１２ｂが形成される。例えば、複数の凹部２１４は、ウェットエッチングにより形成される。電子ビーム発生源２１２は、ポリシリコン層２１６と、第１絶縁膜２１５と、第２絶縁膜２１８と、電子放出部３００と、第１電極部３１０と、第２電極部３２０と、障壁部３３０とを含む。
　ポリシリコン層２１６は、基板２１１の複数の凹部２１４が形成された面に形成される。ポリシリコン層２１６のうち、凹部２１４に形成された少なくとも一部は、陽極活性され、ナノ結晶化された電子放出部３００となる。
　第１絶縁膜２１５および第２絶縁膜２１８は、基板２１１のポリシリコン層２１６が形成された面に形成される。第１絶縁膜２１５および第２絶縁膜２１８は、隣り合う電子ビーム発生源２１２のポリシリコン層２１６を電気的に絶縁して、当該ポリシリコン層２１６を介してリーク電流が発生することを防止する。第１絶縁膜２１５は、一例として、熱酸化によって形成されるＳｉＯ２膜等であり、また、第２絶縁膜２１８は、ＣＶＤ法等によって成膜されるＳｉＮ膜である。
　電子放出部３００は、複数の凹部２１４のそれぞれに設けられ、電子を放出する。複数の凹部、即ち複数の電子放出部３００は、基板２１１の一方の面にマトリクス状に配列され、駆動デバイス２１９からの駆動電圧に応じて電子をそれぞれ放出する。また、複数の電子放出部３００のそれぞれは、ナノ結晶を有する。例えば、電子放出部３００は、ナノ結晶シリコンで形成される。ナノ結晶シリコンは、電子トンネル障壁として機能する表面酸化膜を形成し、当該ナノ結晶シリコンが複数並ぶことにより、電子トンネル障壁を接続した列が形成される。
　このような電子トンネル障壁の列は、当該障壁に電圧を印加することで、当該障壁を通過させる電子を、例えば数個の単位といった極微量な単位で制御することができる。したがって、電子放出部３００は、ナノ結晶を有することで、電子の放出量を精密に、かつ、再現性よく制御することができる。
　また、電子放出部３００は、このようなナノ結晶シリコンが複数並ぶナノワイヤで形成される場合、電子を出力する面に対して当該ナノワイヤが垂直に形成されずに、結晶方位に依存して出力面の法線に対して傾くことがある。この場合、電子放出部３００は、出力面の法線方向とは異なる方向に電子を出力させることがある。この場合、電子放出部３００は、出力面の法線に対して異なる方向のトンネル確率の分布と、当該方向にナノワイヤが電子を放出する分布との掛け算で、電子放出量が定まる。
　電子放出部３００は、凹面形状の凹部２１４を有することで、当該凹面形状を平坦な形状にした場合の電子放出量に比べてより多くの電子を有効な電子ビームとして外部に出力させることができる。例えば、電子放出部３００は、電子を放出する分布がより高い方向および／またはトンネル確率の分布がより高い方向を、電子ビームを出力する方向に向けて形成することで、平坦な形状にした場合の電子放出量に比べてより多くの電子を電子ビームとして出力させることができる。一例として、凹部２１４の形状は、複数の電子放出部３００の電子を放出する方向と、当該方向の電子のトンネル確率との乗算がより大きくなる方向を、対応する第１電極部３１０の開口部に向ける。
　また、複数の電子放出部３００のそれぞれは、ナノ結晶に代えて、放出する電子をトンネリングさせる絶縁膜を有してよい。このような絶縁膜は、放出する電子の量をトンネルする確率によって調整することができるので、当該絶縁膜の材質、膜厚および絶縁膜に印加する電圧によって、電子の放出量を制御することができる。
　第１電極部３１０は、複数の電子放出部３００のそれぞれに対応して設けられ、対応する電子放出部３００が放出した電子を加速して電子放出部３００に設けられた凹部２１４から電子ビームとして出力する。複数の第１電極部３１０のそれぞれは、開口部３１２を有し、基板２１１の複数の凹部２１４が設けられる一方の面に板状に形成され、対応する凹部２１４との電位差によって開口部３１２から電子ビームを集束させて出力させる。開口部３１２は、第１電極部３１０および／または電子放出部３００の中心近辺に形成される。開口部３１２は、円形の貫通孔でよい。
　図中において、第１電極部３１０ａは、電子放出部３００ａに対応して設けられ、電子放出部３００ａが放出する電子を加速して開口部３１２ａから電子ビームとして出力させる例を示す。同様に、第１電極部３１０ｂは、電子放出部３００ｂに対応して設けられ、電子放出部３００ｂが放出する電子を加速する。ここで、複数の第１電極部３１０（図中の例では第１電極部３１０ａおよび第１電極部３１０ｂ）は、電気的に接続され、予め定められた定電圧が印加される。
　第１電極部３１０は、基板２１１の外部に備わる電極等と電気的に接続され、制御部１４０からの駆動電圧等が印加される接続部を有してよい。当該接続部は、第１電極部の一部にメッキ等で導電性物質が更に形成された電極部でよい。接続部は、ワイヤボンディング等によって外部の電極と接続されてよい。
　第２電極部３２０は、複数の凹部２１４のそれぞれに設けられ、当該凹部２１４を覆う導電性物質で形成される。第２電極部３２０は、電子放出部３００から放出された電子を、第１電極部３１０との電位差によって開口部３１２から電子ビームとして出力させる。ここで、第２電極部３２０は、電子放出部３００から放出される電子を通過させる程度に薄く形成される。複数の凹部２１４に設けられる複数の第２電極部３２０は、電気的に接続され、予め定められた定電圧が印加される。
　ここで、第１電極部３１０および第２電極部３２０は、これら電極間の電位差が数十から数百Ｖとなる駆動電圧がそれぞれ印加されてよい。好ましくは、第１電極部３１０および第２電極部３２０は、制御部１４０から電位差が百数十Ｖとなる駆動電圧がそれぞれ印加される。一例として、第１電極部３１０および第２電極部３２０は、電位差が１５０Ｖとなる駆動電圧がそれぞれ印加される。第２電極部３２０は、接続部３２２を含む。
　接続部３２２は、第２電極部３２０のうち厚さがより厚く形成される電極部であって、基板２１１の外部に備わる電極等と電気的に接続され、駆動電圧が印加される。接続部３２２は、第２電極部の一部にメッキ等で導電性物質が更に形成された電極部でよい。接続部３２２は、ワイヤボンディング等によって外部の電極と接続されてよい。
　障壁部３３０は、複数の第１電極部３１０および基板２１１の間において複数の凹部２１４に対応する位置に設けられ、絶縁材料で形成される。障壁部３３０は、基板２１１と第１電極部３１０との間を予め定められた距離を離間させ、第１電極部３１０を支持しつつ、第１電極部３１０と第２電極部３２０とを電気的に絶縁する。障壁部３３０は、樹脂等で形成されてよく、これに代えて、ＣＶＤ法等によって成膜される酸化シリコン膜でよい。
　以上の電子ビーム発生源２１２は、電子放出部３００が放出する電子に、第１電極部３１０と第２電極部３２０にそれぞれ印加される駆動電圧によって生じる電界を印加することによって開口部３１２から電子ビームを発生させる。ここで、電子ビーム発生源２１２は、凹部２１４が凹面状、球面状、または放物面状に形成されることで、電子放出部３００の電子を放出する面もまた凹面状、球面状、または放物面状に形成される。
　これによって、電子ビーム発生源２１２は、電子放出部３００が電子を放出する方向を開口部３１２の方向に合わせて、当該開口部３１２に集束させやすくすることができる。即ち、電子ビーム発生源２１２は、開口部３１２に集束させる電子の数を増加させることができ、発生する電子ビームの密度を高めることができる。
　電子ビーム発生源２１２は、発生させた電子ビームを後段の電子レンズ２４０によって対象物１０に照射させる。ここで、電子レンズ２４０は、光学レンズ等と同様に電子ビームの結像にボケやゆがみ等を生じさせる収差を有する場合がある。例えば、電子レンズ２４０は、結像させる電子ビームに対して、ビームの中央近傍を走行する電子に比べてビームの外側近傍を走行する電子の焦点位置を短くさせる場合がある。
　そこで、電子ビーム発生源２１２は、電子放出部３００の電子を放出する面を凹面状、球面状、または放物面状に形成させて電子ビームの密度を高めつつ、当該収差を補正してよい。ここで、電子ビーム発生源２１２が凹部２１４を平坦にした場合、電子放出部３００の電子の放出面の法線方向が開口部３１２近傍にある領域から出力される電子は、電子ビームの中央に集束されやすい。
　そこで電子放出部３００は、電子の放出面を開口部３１２に向けつつ、当該領域である放出面の中央近傍の領域と開口部３１２との間の距離よりも、放出面の縁側近傍の領域と開口部３１２との間の距離を、より短くする面を形成する。即ち、電子ビームの外側に集束されやすい電子がより速く開口部３１２に到達するように放出面を形成することで、当該電子の焦点距離を長くさせる。これは、凹部２１４が、電子放出部３００の放出面の中心点により近い部分から放出される電子の層流を、当該中心点により近い位置に集中させて負の収差を発生させることに相当する。
　これによって、電子ビーム発生源２１２は、発生させる電子ビームの中央近傍（例えば、図３におけるＡ－Ａ'、Ｂ－Ｂ'で示した凹部２１４の略中央を通る垂線近傍）を走行する電子に比べて、電子ビームの外側近傍を走行する電子の焦点距離を長くすることができる。例えば、電子ビーム発生源２１２は、電子ビームの光軸の中心から離れるに応じて電子ビームの焦点距離を長くして、電子ビームの照射方向に対する垂直方向の断面において、同心円状に焦点距離の分布を持たせる。このように、電子ビーム発生源２１２は、電子レンズ２４０の収差に対応させた放出面を形成することで、電子レンズ２４０の収差を補正することができる。
　また、電子放出部３００の放出面の縁側近傍の領域は、中央近傍の領域に比べて電子ビーム発生源２１２の外部に近いので、外部電界の影響を受けやすい。即ち、放出面の縁側近傍の領域から出力される電子は、放出面の法線から傾いた方向に出力されやすく焦点距離が長くなりやすい。このように、電子ビーム発生源２１２は、外部電界に依存して出力させる電子ビームに焦点距離の分布を形成させるので、このような分布に応じて、電子放出部３００の放出面の形状を調整して対象物１０に結像する電子ビームの収差を補正してよい。
　ここで、第２電極部３２０は、凹部２１４を覆う電極を形成し、当該凹部２１４を同電位に保つ。これによって、第２電極部３２０は、電子放出部３００から安定な速度分布の電子を放出させて開口部３１２近傍に集束させつつ、上記の外部電界の影響を低減させることができる。
　アイソレーション部３４０は、絶縁物質が充填されて形成される。アイソレーション部３４０は、複数の電子ビーム発生源２１２のそれぞれの周囲を囲むように形成され、電子ビーム発生源２１２間を電気的に分離する。アイソレーション部３４０は、一例として、基板２１１の複数の凹部２１４が形成される面とは反対側の面において、複数の電子放出部３００に対応する複数のリング状または格子状に形成された溝に樹脂等の絶縁材料を充填させて形成される。
　第３電極部３５０は、基板２１１の複数の凹部２１４が形成される上面とは反対側の下面に、複数の電子放出部３００のそれぞれに対応して形成される。第３電極部３５０は、複数の電子放出部３００から電子をそれぞれ放出させる駆動電圧がそれぞれ印加される。第３電極部３５０は、基板２１１の下面に形成される導電膜３５２を有してよい。第３電極部３５０は、駆動デバイス２１９と電気的に接続される。
　駆動デバイス２１９は、複数の電子ビーム発生源２１２ａ及び２１２ｂのそれぞれに対応する、複数の駆動回路２２０ａ及び２２０ｂを有する。駆動回路２２０ａ及び２１２ｂは、複数の電子ビーム発生源２１２のそれぞれを駆動する駆動電圧を供給する。
　具体的には、駆動回路２２０は、複数の電子放出部３００から電子を放出させる駆動電圧を、複数の電子放出部３００のそれぞれに対して個別に供給する。駆動回路２２０ａ等は、半導体基板に形成され、当該半導体基板の一方の面を基板２１１と張り合わされてよい。
　ここで駆動回路２２０は、基板２１１に形成される第３電極部３５０に対応する複数の電極部２２２を有し、当該電極部２２２が対応する第３電極部３５０と電気的に接続されつつ基板２１１と張り合わされ、当該電極部２２２を介して駆動電圧を供給する。電極部２２２は、例えば、１００μｍピッチ程度で基板２１１に形成される第３電極部３５０に対応させるべく、当該第３電極部３５０と同程度のピッチで形成される。
　駆動回路２２０は、外部に備わる電極等と電気的に接続され、駆動電圧および電源電圧等が印加される複数の接続部２２４を有してよい。当該接続部２２４は、ワイヤボンディング等によって外部の電極と接続されてよい。
　複数の駆動回路２２０の少なくとも１つは、電圧供給部２０２を介して外部に露出されて、駆動電圧を出力する検査用端子３５４を有してよい。検査用端子３５４は、検査時において、駆動回路２２０から対応する電子ビーム発生源２１２に供給する駆動信号を駆動デバイス２１９における電子ビーム発生デバイス２１０とは反対側の面へと出力する。
　駆動回路２２０は、複数の電子放出部３００のそれぞれの配置に応じて、異なるオフセットバイアスを更に印加してよい。複数の電子放出部３００は、それぞれ個別に駆動電圧を印加されて電子をそれぞれ放出し、対応する複数の電子ビーム発生源２１２は、複数の電子ビームを発生させる。複数の電子ビーム発生源２１２ａ等は、発生させた複数の電子ビームを後段の電子レンズ２４０によって結像させて、対象物１０に描画パターンを照射させる。
　ここで、電子レンズ２４０等の光学系は、レンズの中央近傍を通る電子ビームと、レンズの外縁近傍を通る電子ビームとで僅かに焦点位置に差を与え、複数の電子ビームによる描画像にボケやゆがみ等を生じさせる場合がある。例えば、電子レンズ２４０は、レンズの外縁近傍を通る電子ビームに対して、レンズの中央近傍を通る電子ビームに比べて焦点位置を短くさせる場合がある。
　そこで、駆動回路２２０は、電子レンズ２４０の中央近傍を通る電子ビームを発生させる電子ビーム発生源２１２に比べて、電子レンズ２４０の外縁近傍を通る電子ビームを発生させる電子ビーム発生源２１２に対して、高いオフセット電圧を供給する。これによって、駆動回路２２０は、電子レンズ２４０の外縁近傍を通る電子ビームの出力速度を増加させて焦点距離を長くして発生させ、電子レンズ２４０によって短くなる焦点位置と相殺させて補正することができる。
　ここで、複数の電子放出部３００は、それぞれの配置に応じて複数のブロックに分配され、駆動回路２２０は、当該ブロック毎にオフセットバイアスを印加してよい。例えば、複数の電子放出部３００のうち、基板２１１の一方の面上において中央近辺に配置され、電子レンズ２４０の中央近傍を通る電子ビームとなる電子を放出する複数の電子放出部３００は、同一のブロックに分配される。また、その他の電子放出部３００は、中央のブロックを中心に、略同心円状に２以上のブロックに分配されてよい。
　このように、複数の電子放出部３００は、電子レンズ２４０の中央近傍を通る電子ビームを出力させる電子放出部３００を中心ブロックとして、電子レンズ２４０の外縁方向に同心円状に２以上に分割された環状領域に対応する電子放出部３００を、他のブロックとして分配される。駆動回路２２０は、当該ブロック毎に異なるオフセットバイアスを印加することで、電子レンズ２４０の中央近傍を通る電子ビームを中心に、同心円状に分割された領域毎に電子ビームの焦点位置を調節することができ、効率的に描画パターンの結像を補正することができる。
　駆動回路２２０は、第１電極部３１０および第２電極部３２０に、数ｋＶ～数十ｋＶの負電圧を印加する。一例として、駆動回路２２０は、同心円の中央に分配された電子放出部３００に対応する第２電極部３２０に－５ｋＶを、対応する第１電極部３１０に－５ｋＶ＋１５０Ｖを印加する。
　この場合、電子ビーム発生源２１２は、１５０Ｖの電位差によって生じる電界を電子放出部３００から放出する電子に印加して電子ビームを発生させ、発生した電子ビームを加速電極２３０との略５ｋＶの電位差で加速させる。また、駆動回路２２０は、中央のブロックから外縁に向けてｎブロック異なる毎に、対応する第２電極部に－５ｋＶ＋ｎＶを、対応する第１電極部に－５ｋＶ＋１５０Ｖ＋ｎＶを印加する。このように、駆動回路２２０は、ブロックが異なる毎に駆動電圧を１Ｖ程度変化させて、電子ビームの加速電界をブロック毎に微調整してよい。
　以上の本実施例に係る面電子ビーム源２００は、複数の電子ビーム発生源２１２を有し、当該複数の電子ビーム発生源２１２をそれぞれ個別に駆動して複数の電子ビームを出力させることができる。これによって、面電子ビーム源２００を備える電子ビーム照射部１００は、複数の電子ビームによって予め定められた描画パターンを対象物に照射することができる。
　ここで、電子ビーム発生源２１２は、半導体基板に等方性エッチング等の簡便な方法で形成された複数の凹部２１４にそれぞれ形成される。したがって、複数の電子ビーム発生源２１２は、半導体製造プロセス等によって基板２１１に形成することができる。即ち例えば、電子ビーム発生源２１２は、基板２１１の１ｃｍ×１ｃｍの面積に、１００×１００個のマトリクス状に配列されて形成される。このように、電子ビーム発生源２１２は、１００μｍ程度のピッチのマトリクス状に形成することで、電子レンズ２４０によって１μｍ以下程度のピッチの描画パターンを対象物に照射することができる。
　また、面電子ビーム源２００に備わる電子ビーム発生源２１２は、複数の凹部２１４と、複数の凹部２１４に対応する位置に別プロセスで形成させた障壁部３３０とを有する。これによって、面電子ビーム源２００は、凹面状、球面状、または放物面状といった予め定められた形状の底部を有する円柱状の穴等を精密に形成すること無しに、複数の電子ビーム発生源２１２を簡便に形成することができる。このように、面電子ビーム源２００は、小面積、かつ、高密度に形成させた複数の電子ビーム発生源２１２を備えることができる。したがって、電子ビーム照射部１００は、装置の大きさを小型にしつつ、１００００程度の電子ビームを照射することができる。
　以上の本実施例において、面電子ビーム源２００および電子ビーム照射部１００は、電子ビーム照射装置１０００に用いられる例を説明した。これに代えて、面電子ビーム源２００および電子ビーム照射部１００は、電子ビームを用いる装置に備わってよく、電子顕微鏡、電子線マイクロアナライザ、ブラウン管、送信管、撮像管、真空管、加工装置、加熱装置、または滅菌装置等に用いられてもよい。
　図４は、制御部１４０及び複数の駆動回路２２０ａ～ｄを示す。複数の駆動回路２２０ａ～ｄは、制御部１４０に対して縦続接続され、制御部１４０からのデータを駆動回路２２０ａ、駆動回路２２０ｂ、駆動回路２２０ｃ、駆動回路２２０ｄの順に伝播していくことによりデータを伝送する。
　制御部１４０は、直列に縦続接続される複数の駆動回路２２０ａ～ｄに対してシーケンシャルに照射データを出力して、複数の駆動回路ａ～ｄに照射データを書き込ませる。また、制御部１４０は、複数の駆動回路２２０ａ～ｄに対してシーケンシャルに電子ビーム出力時間の設定値を出力して、複数の駆動回路２２０ａ～ｄのそれぞれに対し当該設定値を設定する。
　例えば、制御部１４０は、駆動回路２２０ａのシフトレジスタＳＲに順次照射データを送信し、照射データをシフトレジスタ間でシフトさせていくことにより、複数の駆動回路２２０ａ～ｄのシフトレジスタＳＲに、複数の駆動回路２２０ａ～ｄに対応する電子ビーム発生源２１２ａ～ｄ用の照射データを格納する。制御部１４０は、複数の駆動回路２２０ａ～ｄに対してシフトレジスタＳＲの値をレジスタＬＴ０に格納する命令を送信することにより、複数の駆動回路２２０ａ～ｄのレジスタＬＴ０に照射データを格納する。
　制御部１４０は、同様の方法により、複数の駆動回路２２０ａ～ｄのレジスタＬＴ１及びＬＴ２に、各駆動回路２２０ａ～ｄに対応する電子ビーム発生源２１２の出力時間の設定値を格納する。これにより、駆動回路２２０ａ～ｄの各々は出力時間の設定値として２ビット（４段階）の値を格納する。なお、駆動回路２２０ａ～ｄの照射データ用のレジスタは２ビット以上でもよく、設定値のレジスタは３ビット以上又は１ビットであってもよい。
　図５は、複数の駆動回路２２０のグループを示す（同心円状にブロック分割された電子源アレイの１/４部分のみ表示）。本実施形態において、複数の駆動回路２２０は、複数のグループに分割されてよく、駆動回路２２０がグループ毎に縦続接続されてもよい。図示するように、面電子ビーム源２００の領域は、電子ビームの焦点距離ごとに複数の同心円に囲まれたブロックにより分割される。
　さらに同心円に囲まれた１つのブロックは、複数のグループＧ１及びグループＧ２等により分割される。複数の駆動回路２２０は、グループごとに縦続接続されており、制御部１４０は、複数のグループのそれぞれに含まれる複数の駆動回路２２０に対して、矢印で示すようにシーケンシャルに照射データ等を出力して複数の駆動回路２２０に書き込ませる。
　図６は、駆動回路２２０の構成を示す。駆動回路２２０は、制御部１４０から書き込まれた照射データ及び出力時間の設定値に基づいて、対応する電子ビーム発生源２１２に駆動電圧を供給する。駆動回路２２０は、シフトレジスタＳＲ、レジスタＬＴ０、レジスタＬＴ１、レジスタＬＴ２、バッファアンプ２４８、ＡＮＤ回路２５０、ＡＮＤ回路２５２、ＡＮＤ回路２５４、ＡＮＤ回路２６０、ＡＮＤ回路２６２、ＡＮＤ回路２６４、ＡＮＤ回路２６６、ＯＲ回路２６８、ＡＮＤ回路２７０、ＡＮＤ回路２７２、ＯＲ回路２７４、第１レベルシフタ２８０、及び、第２レベルシフタ２９０を有する。
　駆動回路２２０は、制御部１４０からクロック信号ＳＲｃｋｉｎ及びデータ信号ＳＲｄｉｎを入力し、クロック信号ＳＲｃｋｉｎ及びデータ信号ＳＲｄｉｎを後続の駆動回路２２０に供給する。後続の駆動回路２２０は、前に接続された駆動回路２２０からクロック信号ＳＲｃｋｉｎ及びデータ信号ＳＲｄｉｎを入力し、後続の駆動回路２２０に供給する。
　駆動回路２２０は、制御部１４０から、予め定められた長さの立ち上がり期間を有する複数のイネーブル信号Ｅｎａ０～３、レジスタ指定信号Ｍｄ０、レジスタ指定信号Ｍｄ１、ライト信号Ｗｒ、ディセーブル信号Ｄｉｓ、及び、リセット信号Ｒｓｔを入力する。これらの信号は、制御部１４０に対して１対多で接続されてよく、これに代えて制御部１４０に対して縦続接続されてもよい。
　バッファアンプ２４８は、制御部１４０又は前に接続される駆動回路２２０からクロック信号を入力し、当該クロック信号を増幅して後に接続される駆動回路２２０に供給する。
　シフトレジスタＳＲは、データ入力Ｄに制御部１４０又は前に接続される駆動回路２２０のシフトレジスタが接続され、データ出力Ｑに後続の駆動回路２２０のシフトレジスタが接続され、リセット入力Ｒに制御部１４０が接続される。シフトレジスタＳＲは、データ入力Ｄに制御部１４０又は前に接続された駆動回路２２０からデータ信号ＳＲｄｉｎを入力し、クロック信号ＳＲｃｋｉｎで示されるタイミング（例えば、立ち上がりタイミング）で当該データ信号ＳＲｄｉｎを取り込む。そして、シフトレジスタＳＲは、レジスタＬＴ０、レジスタＬＴ１、レジスタＬＴ２、及び、後に接続される駆動回路２２０に対し、取り込んだデータ信号ＳＲｄｉｎを出力する。また、シフトレジスタＳＲは、制御部１４０からリセット信号Ｒｓｔを入力する。
　ＡＮＤ回路２５０は、レジスタ指定信号Ｍｄ０の反転値、レジスタ指定信号Ｍｄ１の反転値、及び、ライト信号Ｗｒを入力し、これらの論理積をレジスタＬＴ０に出力する。ＡＮＤ回路２５２は、レジスタ指定信号Ｍｄ０、レジスタ指定信号Ｍｄ１の反転値、及び、ライト信号Ｗｒを入力し、これらの論理積をレジスタＬＴ１に出力する。ＡＮＤ回路２５４は、レジスタ指定信号Ｍｄ０の反転値、レジスタ指定信号Ｍｄ１、及び、ライト信号Ｗｒを入力し、これらの論理積をレジスタＬＴ２に出力する。
　レジスタＬＴ０は、データ入力ＤにシフトレジスタＳＲの出力Ｑが接続され、クロック入力ＥにＡＮＤ回路２５０の出力が接続される。レジスタＬＴ０は、ＡＮＤ回路２５０の出力をイネーブル信号として入力し、ＡＮＤ回路２５０からの出力が立ちあがった状態で、シフトレジスタＳＲの出力値を格納する。これにより、レジスタＬＴ０は、制御部１４０がＬレベルのレジスタ指定信号Ｍｄ０を出力し、Ｌレベルのレジスタ指定信号Ｍｄ１を出力した状態で、ライト信号Ｗｒの立ち上がり時にシフトレジスタＳＲの出力を格納する。
　また、レジスタＬＴ０は、リセット入力Ｒに制御部１４０が接続されて制御部１４０からリセット信号Ｒｓｔを入力する。レジスタＬＴ０は、ＡＮＤ回路２６０、ＡＮＤ回路２６２、ＡＮＤ回路２６４及びＡＮＤ回路２６６に格納した値を出力する。
　レジスタＬＴ１は、データ入力ＤにシフトレジスタＳＲの出力Ｑが接続され、クロック入力ＥにＡＮＤ回路２５２の出力が接続される。レジスタＬＴ１は、ＡＮＤ回路２５２からの出力が立ちあがった状態で、シフトレジスタＳＲの出力値を格納する。これにより、レジスタＬＴ１は、制御部１４０がＨレベルのレジスタ指定信号Ｍｄ０を出力し、かつＬレベルのレジスタ指定信号Ｍｄ１を出力した状態で、ライト信号Ｗｒの立ち上がり時にシフトレジスタＳＲの出力を格納する。
　また、レジスタＬＴ１は、リセット入力Ｒに制御部１４０が接続されて制御部１４０からリセット信号Ｒｓｔを入力する。レジスタＬＴ１は、ＡＮＤ回路２６０、ＡＮＤ回路２６２、ＡＮＤ回路２６４及びＡＮＤ回路２６６に格納した値を出力する。
　レジスタＬＴ２は、データ入力ＤにシフトレジスタＳＲの出力Ｑが接続され、クロック入力ＥにＡＮＤ回路２５４の出力が接続される。レジスタＬＴ２は、ＡＮＤ回路２５４からの出力が立ちあがった状態で、シフトレジスタＳＲの出力値を格納する。これにより、レジスタＬＴ２は、制御部１４０がＬレベルのレジスタ指定信号Ｍｄ０を出力しＨレベルのレジスタ指定信号Ｍｄ１を出力した状態で、ライト信号Ｗｒの立ち上がり時にシフトレジスタＳＲの出力を格納する。
　また、レジスタＬＴ２は、リセット入力Ｒに制御部１４０が接続されて制御部１４０からリセット信号Ｒｓｔを入力する。レジスタＬＴ２は、ＡＮＤ回路２６０、ＡＮＤ回路２６２、ＡＮＤ回路２６４及びＡＮＤ回路２６６に格納した値を出力する。
　ＡＮＤ回路２６０は、レジスタＬＴ１の出力の反転値、レジスタＬＴ２の出力の反転値、及び、制御部１４０からのイネーブル信号Ｅｎａ０を入力し、これらの論理積をＯＲ回路２６８に出力する。すなわち、ＡＮＤ回路２６０は、レジスタＬＴ１に格納された値が０、レジスタＬＴ２に格納された値が０の場合、イネーブル信号Ｅｎａ０の立ち上がり期間に対応してＯＲ回路２６８にＨレベル信号を出力する。
　ＡＮＤ回路２６２は、レジスタＬＴ１の出力、レジスタＬＴ２の出力の反転値、及び、制御部１４０からのイネーブル信号Ｅｎａ１を入力し、これらの論理積をＯＲ回路２６８に出力する。すなわち、ＡＮＤ回路２６２は、レジスタＬＴ１に格納された値が１、レジスタＬＴ２に格納された値が０の場合、イネーブル信号Ｅｎａ１の立ち上がり期間に対応してＯＲ回路２６８にＨレベル信号を出力する。
　ＡＮＤ回路２６４は、レジスタＬＴ１の出力の反転値、レジスタＬＴ２の出力、及び、制御部１４０からのイネーブル信号Ｅｎａ２を入力し、これらの論理積をＯＲ回路２６８に出力する。すなわち、ＡＮＤ回路２６４は、レジスタＬＴ１に格納された値が０、レジスタＬＴ２に格納された値が１の場合、イネーブル信号Ｅｎａ２の立ち上がり期間に対応してＯＲ回路２６８にＨレベル信号を出力する。
　ＡＮＤ回路２６６は、レジスタＬＴ１の出力、レジスタＬＴ２の出力、及び、制御部１４０からのイネーブル信号Ｅｎａ３を入力し、これらの論理積をＯＲ回路２６８に出力する。すなわち、ＡＮＤ回路２６６は、レジスタＬＴ１に格納された値が１、レジスタＬＴ２に格納された値が１の場合、イネーブル信号Ｅｎａ３の立ち上がり期間に対応してＯＲ回路２６８にＨレベル信号を出力する。
　ＯＲ回路２６８は、ＡＮＤ回路２６０、ＡＮＤ回路２６２、ＡＮＤ回路２６４及びＡＮＤ回路２６６からの出力を入力し、これらの入力の論理和をＡＮＤ回路２７０に出力する。これにより、ＯＲ回路２６８は、イネーブル信号Ｅｎａ０～３のいずれか１つの立ち上がり期間に対応してＨレベル信号を出力する。
　ＡＮＤ回路２７０は、レジスタＬＴ０及びＯＲ回路２６８の出力を入力し、これらの論理積をイネーブル信号Ｅｎａとして第１レベルシフタ２８０に出力する。すなわち、ＡＮＤ回路２７０は、ＬＴ０に１が格納される場合に、イネーブル信号Ｅｎａ０～３のいずれか１つの立ち上がり期間に対応してＨレベル信号を出力する。
　ＡＮＤ回路２７２は、レジスタＬＴ０の反転値及び制御部１４０からのディセーブル信号Ｄｉｓを入力し、これらの論理積をＯＲ回路２７４に出力する。
　ＯＲ回路２７４は、ＡＮＤ回路２７２及び制御部１４０からのリセット信号Ｒｓｔを入力し、これらの論理和をディセーブル信号として第１レベルシフタ２８０に入力する。
　第１レベルシフタ２８０は、ＡＮＤ回路２７０、ＯＲ回路２７４及び第２レベルシフタ２９０に接続され、ＡＮＤ回路２７０からイネーブル信号Ｅｎａを入力し、ＯＲ回路２７４からディセーブル信号Ｄｉｓを入力し、これらの入力信号の電圧レベルを変換したのち、対応するイネーブル信号Ｅｎａ－ｉ及びディセーブル信号Ｄｉｓ－ｉを第２レベルシフタ２９０に出力する。
　例えば、第１レベルシフタ２８０は、Ｈレベルが１．８Ｖのイネーブル信号Ｅｎａを入力したことに応じて５Ｖのイネーブル信号Ｅｎａ－ｉを出力し、Ｈレベルが１．８Ｖのディセーブル信号Ｄｉｓを入力したことに応じて５Ｖのディセーブル信号Ｄｉｓ－ｉを出力する。
　第２レベルシフタ２９０は、第１レベルシフタ２８０及び電子ビーム発生源２１２に接続され、制御部１４０からプリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇを入力し、第１レベルシフタ２８０からイネーブル信号Ｅｎａ－ｉを入力し、プリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇに応じてイネーブル信号Ｅｎａ－ｉよりも高電圧の駆動電圧を電子ビーム発生源２１２に出力する。
　例えば、第２レベルシフタ２９０は、２０Ｖの電源電圧ＶＨ及び０Ｖの基準電圧ＶＬを入力し、プリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇからプリチャージ信号が入力されると電子ビーム発生源２１２にＨレベルの駆動電圧を出力する。また、第２レベルシフタ２９０は、第１レベルシフタ２８０からのイネーブル信号Ｅｎａ－ｉが入力されてから再びプリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇが入力されるまでの間、電子ビーム発生源２１２にＬレベルの駆動電圧を出力する。また、第２レベルシフタ２９０は、ディセーブル信号Ｄｉｓ－ｉが入力される期間、Ｌレベルの駆動電圧を電子ビーム発生源２１２に出力しない。
　図７は、第２レベルシフタ２９０の構成を示す。第２レベルシフタ２９０は、電源電圧ＶＨ及び基準電圧ＶＬを入力し、制御部１４０からプリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇを入力し、第１レベルシフタ２８０からのイネーブル信号Ｅｎａ－ｉ及びディセーブル信号Ｄｉｓ－ｉを入力し、駆動電圧Ｖｏｕｔを電子ビーム発生源２１２に供給する。第２レベルシフタ２９０は、スイッチＴｒ１、スイッチＴｒ２、スイッチＴｒ３、スイッチＴｒ４、スイッチＴｒ５、及び、スイッチＴｒ６を備える。
　スイッチＴｒ１は、半導体スイッチであってよく、例えば、本実施形態においてはＮＭＯＳトランジスタである。スイッチＴｒ１は、ゲートが第１レベルシフタ２８０に接続されてイネーブル信号Ｅｎａ－ｉを入力し、ドレインがスイッチＴｒ３及び駆動電圧Ｖｏｕｔに接続され、さらにドレインが抵抗を介してスイッチＴｒ４及びスイッチＴｒ６に接続され、ソースが基準電位ＶＬに接続される。
　スイッチＴｒ２は、半導体スイッチであってよく、例えば、本実施形態においてはＮＭＯＳトランジスタである。スイッチＴｒ２は、ゲートが第１レベルシフタ２８０に接続されてディセーブル信号Ｄｉｓ－ｉを入力し、ドレインがスイッチＴｒ４に接続され、さらにドレインが抵抗を介してスイッチＴｒ３及びスイッチＴｒ５に接続され、ソースが基準電位ＶＬに接続される。
　スイッチＴｒ３は、半導体スイッチであってよく、例えば、本実施形態においてはＰＭＯＳトランジスタである。スイッチＴｒ３は、ゲートが抵抗を介してスイッチＴｒ２及びスイッチＴｒ４に接続され、ソースが電源電圧ＶＨに接続され、ドレインがスイッチＴｒ１、駆動電圧Ｖｏｕｔに接続され、さらにドレインが抵抗を介してスイッチＴｒ２及びＴｒ４に接続される。
　スイッチＴｒ４は、半導体スイッチであってよく、例えば、本実施形態においてはＰＭＯＳトランジスタである。スイッチＴｒ４は、ゲートがスイッチＴｒ６に接続され、さらにゲートが抵抗を介したスイッチＴｒ１及びスイッチＴｒ３に接続され、ソースが電源電圧ＶＨに接続され、ドレインがスイッチＴｒ２に接続され、さらにドレインが抵抗を介してスイッチＴｒ３及びスイッチＴｒ５に接続される。
　スイッチＴｒ５は、半導体スイッチであってよく、例えば、本実施形態においてはＰＭＯＳトランジスタである。スイッチＴｒ５は、ゲートがスイッチＴｒ６に接続され、制御部１４０からプリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇを入力し、ソースが電源電圧ＶＨに接続され、ドレインがスイッチＴｒ３に接続され、さらにドレインが抵抗を介してスイッチＴｒ２及びスイッチＴｒ４に接続される。
　スイッチＴｒ６は、半導体スイッチであってよく、例えば、本実施形態においてはＰＭＯＳトランジスタである。スイッチＴｒ６は、ゲートがスイッチＴｒ５に接続されてスイッチＴｒ５とカレントミラー回路を形成する。また、スイッチＴｒ６は、ゲートが制御部１４０に接続されて制御部１４０からのプリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇを入力し、ソースが電源電圧ＶＨに接続され、ドレインがスイッチＴｒ４に接続され、さらにドレインが抵抗を介してスイッチＴｒ１及びスイッチＴｒ３に接続される。
　プリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇがＨレベルの場合、スイッチＴｒ５及びＴｒ６がオフとなる。この状態でイネーブル信号Ｅｎａ－ｉが入力されるとスイッチＴｒ１がオンとなり、スイッチＴｒ１のソース側がスイッチＴｒ１を介して基準電位ＶＬに接続されることによって、スイッチＴｒ４のゲートがＬレベルとなってスイッチＴｒ４がオンとなる。この結果、スイッチＴｒ３のゲートがスイッチＴｒ４を介して電源電圧ＶＨに接続され、スイッチＴｒ３がオフとなる。この結果、第２レベルシフタ２９０は、駆動電圧Ｖｏｕｔが基準電位ＶＬに低下する。
　このようにして、第２レベルシフタ２９０は、スイッチＴｒ１～Ｔｒ４により、低電圧（例えば、５Ｖ）の制御部１４０からのイネーブル信号Ｅｎａ－ｉの立ち上りに応じて高電圧（例えば、２０Ｖ）の駆動電圧Ｖｏｕｔを立下げる。電子ビーム発生源２１２は駆動電圧Ｖｏｕｔの立下りを受けて電子ビームを出力する。第２レベルシフタ２９０は、制御部１４０からのディセーブル信号Ｄｉｓ－ｉにより駆動電圧Ｖｏｕｔの出力をディセーブルする。
　また、第２レベルシフタ２９０は、スイッチＴｒ５及びＴｒ６をオンとし、プリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇの立ち下りに応じて駆動電圧Ｖｏｕｔを立ち上げる。第２レベルシフタ２９０は、スイッチＴｒ５及びスイッチＴｒ６によりスイッチＴｒ３及びスイッチＴｒ４のオン・オフを制御することにより、電源電圧ＶＨから基準電位ＶＬに貫通電流が流れるのを防止する。
　このように、図１～７に示した本実施形態の電子ビーム照射装置１０００によると、複数の電子ビーム発生源２１２の駆動回路２２０のレジスタＬＴ０～ＬＴ２に照射データ及び電子ビームの出力時間を格納する。従って、電子ビーム照射装置１０００によれば、電子ビーム発生源２１２ごとに最適な電子ビームの出力時間を設定することができ、これにより、面電子ビーム源２００は、電子ビーム発生源２１２ごとに電子放出強度（電流密度）にばらつきのない電子ビームを出力し、対象物１０に均一なドーズ量の電子ビームを照射することができる。本実施形態の電子ビーム照射装置１０００によれば、出力する電子ビームにばらつきがある面電子ビーム源２００を対象物の露光に使用することができるので、電子ビーム照射装置の量産性及び製造コストを改善することができる。
　図８は、本実施形態に係る電子ビーム照射方法の処理フローを示す。電子ビーム照射装置１０００は、Ｓ１０２からＳ１１２までの処理を実行することにより、対象物１０に予め定められた描画パターンを描画する。
　まず、Ｓ１０２において、制御部１４０は、電子ビーム照射部１００の複数の電子ビーム発生源２１２を順次駆動し、各々の電子ビーム発生源２１２に電子ビームを出力させる。ここで、制御部１４０は、複数の電子ビーム発生源２１２の各電子ビームに同一の出力時間で電子ビームを出力させてよい。
　次に、Ｓ１０４において、測定部１３０は、各電子ビーム発生源２１２が出力した電子ビームの強度を測定する。例えば、測定部１３０は、電子線検出器により電子ビーム発生源２１２が出力する電子ビームの強度を例えば微小電流計により測定する。測定部１３０は、電子ビームの強度の測定結果を制御部１４０に供給する。
　次に、Ｓ１０６において、制御部１４０は、測定部１３０の測定した電子ビーム発生源２１２の出力する電子ビームの強度に応じて、各電子ビーム発生源２１２の電子ビームの出力時間を設定する。
　例えば、制御部１４０は、測定部１３０が測定した複数の電子ビームのそれぞれの強度に応じて、予め定められた電子ビーム出力時間に対して複数の電子ビームのそれぞれの電子ビーム出力時間を調整して、照射量のバラツキを低減する。具体的には、制御部１４０は、測定された出力強度が高い電子ビームに対して短い電子ビーム出力時間を設定し、出力強度が低い電子ビームに対して長い電子ビーム出力時間を設定してよい。一例として、制御部１４０は、各電子ビームに対して、測定された出力強度に反比例する電子ビーム出力時間を設定してよい。
　また、例えば、制御部１４０は、一の電子ビームが対象物１０に照射される照射位置に対して予め定められた範囲内に照射される描画パターンに基づいて、予め定められた電子ビーム出力時間に対して当該一の電子ビームを出力する電子ビーム出力時間を調整することにより、描画パターンの近接効果による各電子ビームの最適露光時間の違いを補償する。
　一例として、制御部１４０は、対象物１０に照射される照射位置が一の電子ビームに対して隣接する隣接電子ビームの描画パターンに基づいて、予め定められた電子ビーム出力時間に対して当該一の電子ビームを出力する電子ビーム出力時間を調整してよい。具体的には、制御部１４０は、予め定められた範囲において隣接して配置される複数の電子ビームの数が大きいほど、一の電子ビームの電子ビーム出力時間を低減してよい。
　別の一例として、制御部１４０は、一の電子ビームが対象物１０に照射される照射位置に対して予め定められた範囲内に照射される描画パターンと対象物１０及び対象物１０上のレジスト等の種類とに基づいて、予め定められた電子ビーム出力時間に対して当該一の電子ビームの電子ビーム出力時間を調整してよい。
　制御部１４０は、調整された電子ビーム出力時間の設定値を、電子ビーム照射部１００の複数の駆動回路２２０に供給して、駆動回路２２０のレジスタＬＴ１及びレジスタＬＴ２に電子ビーム出力時間の設定値を書き込む。
　次に、Ｓ１０８において、制御部１４０は、記憶部１２０等に描画すべき描画パターンデータが存在するか否かを判断する。描画パターンデータが存在する場合は、制御部１４０は処理をＳ１１０に進め、描画パターンデータが存在しない場合は処理を終了する。
　次に、Ｓ１１０において、制御部１４０は、描画パターンデータに含まれる照射データを電子ビーム照射部１００の複数の駆動回路２２０に供給する。例えば、制御部１４０は、駆動回路２２０のレジスタＬＴ０に照射パターンを書き込む。また、制御部１４０は、ステージ部１１０に電子線で描画される１ドット分ステージ部１１０が移動するように指示を供給する。
　次に、Ｓ１１２において、電子ビーム照射部１００は、対象物１０に電子ビームを照射して、描画パターンを対象物１０に描画する。具体的には、駆動回路２２０は、レジスタＬＴ０に書き込まれた値が１であれば電子ビーム発生源２１２に駆動電圧Ｖｏｕｔに基準電位ＶＬを供給し、値が０であれば駆動電圧Ｖｏｕｔに電源電圧ＶＨを供給する。また、駆動回路２２０は、レジスタＬＴ１及びＬＴ２に書き込まれた値で選択されるイネーブル信号Ｅｎａ０～Ｅｎａ３に応じて予め定められた期間、基準電位ＶＬを駆動電圧Ｖｏｕｔとして電子ビーム発生源２１２に供給する。
　ステージ部１１０は、描画パターンデータに基づいて、対象物１０を移動することにより、対象物１０における電子ビームの照射領域を順次移動する。制御部１４０は、処理をＳ１０８に戻す。
　このように、本実施形態の電子ビーム照射方法によれば、電子ビーム照射装置１０００は、電子ビームの強度等に応じて複数の電子ビーム発生源２１２の出力時間を、対象物１０の描画前に駆動回路２２０のレジスタＬＴ１及びＬＴ２に設定する。
　これにより、電子ビーム照射装置１０００は、電子ビーム発生源２１２ごとに最適な量の電子ビームを出力させることができ、複数の電子ビーム発生源２１２の出力強度のばらつきに起因する露光量のむらを低減する。従って、電子ビーム照射装置１０００は、複数の電子ビームにより高スループットかつ高精度で対象物１０を露光することができる。
　図９は、Ｓ１０６及びＳ１１０における本実施形態に係る駆動回路２２０の各信号波形を示す。Ｓ１０６において、制御部１４０は、データ信号ＳＲｄｉｎにより、ｎ個（ｎは１以上の整数）の駆動回路２２０に、電子ビームの出力時間のデータａ１～ａｎをシリアルに出力する。これにより、ｎ個の駆動回路２２０のシフトレジスタＳＲにはデータａ１～ａｎに対応する値がセットされる。
　ここで、時刻ｔ１において、制御部１４０が、各駆動回路２２０に対してパラレルに出力するレジスタ指定信号Ｍｄ０をＨレベルに立ち上げ、レジスタ指定信号Ｍｄ１をＬレベルにし、ライト信号Ｗｒに矩形パルスを出力すると、ｎ個の駆動回路２２０のシフトレジスタＳＲに格納されたデータａ１～ａｎが、各駆動回路２２０のレジスタＬＴ１に書き込まれる。例えば、制御部１４０からｉ番目（ｉは１以上ｎ以下の整数）に遠い駆動回路２２０のレジスタＬＴ１には、データａｉが書き込まれる。
　次に、制御部１４０は、データ信号ＳＲｄｉｎにより、ｎ個の駆動回路２２０に、電子ビームの出力時間のデータｂ１～ｂｎをシリアルに出力する。これにより、ｎ個の駆動回路２２０のシフトレジスタＳＲにはデータｂ１～ｂｎに対応する値がセットされる。
　ここで、時刻ｔ２において、制御部１４０が、各駆動回路２２０に対してパラレルに出力するレジスタ指定信号Ｍｄ０をＬレベルに立ち下げ、レジスタ指定信号Ｍｄ１をＨレベルに立ち上げ、ライト信号Ｗｒに矩形パルスを出力すると、ｎ個の駆動回路２２０のシフトレジスタＳＲに格納されたデータｂ１～ｂｎが、各駆動回路２２０のレジスタＬＴ２に書き込まれる。
　例えば、制御部１４０は、制御部１４０からｉ番目に遠い駆動回路２２０のレジスタＬＴ２にデータｂｉを書き込む。このように、制御部１４０は、ｎ個の駆動回路２２０のレジスタＬＴ１及びＬＴ２に電子ビームの出力時間のデータａ１～ｎ及びｂ１～ｎを書き込む。
　Ｓ１１０において、制御部１４０は、データ信号ＳＲｄｉｎにより、ｎ個の駆動回路２２０に、電子ビームの照射データｃ１～ｃｎをシリアルに出力する。これにより、ｎ個の駆動回路２２０のシフトレジスタＳＲにはデータｃ１～ｃｎに対応する値がセットされる。
　ここで、時刻ｔ３において、制御部１４０が、各駆動回路２２０に対してパラレルに出力するレジスタ指定信号Ｍｄ０をＬレベルとし、レジスタ指定信号Ｍｄ１をＬレベルとし、ライト信号Ｗｒに矩形パルスを出力すると、ｎ個の駆動回路２２０のシフトレジスタＳＲに格納されたデータｃ１～ｃｎが、各駆動回路２２０のレジスタＬＴ０に書き込まれる。
　例えば、制御部１４０は、制御部１４０からｉ番目に遠い駆動回路２２０のレジスタＬＴ０にデータｃｉを書き込む。このように、制御部１４０は、ｎ個の駆動回路２２０のレジスタＬＴ０に電子ビームの照射データｃ１～ｎを書き込む。
　図１０は、Ｓ１１２における本実施形態に係る駆動回路２２０の各信号波形を示す。Ｓ１１２において、制御部１４０は、ｎ個の駆動回路２２０に対して、プリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇをパラレルに出力する。これにより、駆動回路２２０の第２レベルシフタ２９０は、対応する電子ビーム発生源２１２にＨレベルの駆動電圧Ｖｏｕｔを出力する。
　次に、制御部１４０は、複数の異なる立ち上がり期間を有する複数のイネーブル信号Ｅｎａ０～Ｅｎａ３を各駆動回路２２０に供給する。例えば、制御部１４０は、異なるタイミングで立ち上がり、同時に立ち下がる複数のイネーブル信号Ｅｎａ０～Ｅｎａ３を駆動回路２２０に供給する。
　一例として、制御部１４０は、Ｅｎａ０の立ち上がり期間を１００％とした場合に、Ｅｎａ１の立ち上がり期間が９０％、Ｅｎａ２の立ち上がり期間が８０％、Ｅｎａ３の立ち上がり期間が７０％となる複数のイネーブル信号Ｅｎａ０～Ｅｎａ３を駆動回路２２０に供給する。
　駆動回路２２０は、レジスタＬＴ１及びレジスタＬＴ２の格納値に応じて、複数のイネーブル信号Ｅｎａ０～Ｅｎａ３のうちいずれか１つを第１レベルシフタ２８０に供給する。第１レベルシフタ２８０は、供給される１つのイネーブル信号Ｅｎａ０～Ｅｎａ３に対応するイネーブル信号Ｅｎａ－ｉを第２レベルシフタ２９０に供給する。
　第２レベルシフタ２９０は、イネーブル信号Ｅｎａ０～Ｅｎａ３の立ち上がり応じて、スイッチＴｒ１及びＴｒ４をオフからオンに切り替える。これにより、第２レベルシフタ２９０は、電子ビーム発生源２１２に出力する駆動電圧Ｖｏｕｔを立ち下げる。電子ビーム発生源２１２は、駆動電圧Ｖｏｕｔの立ち下がりに対応して電子ビームを出力する。
　次に、第２レベルシフタ２９０は、イネーブル信号Ｅｎａ０～Ｅｎａ３の立ち下がり応じて、スイッチＴｒ１をオンからオフに切り替える。第２レベルシフタ２９０は、制御部１４０からプリチャージ信号ＨＶｐｃｈｇを再び入力したことに応じて、スイッチＴｒ４をオンからオフに切り替える。これにより、第２レベルシフタ２９０は、駆動電圧Ｖｏｕｔを立ち上げる。これにより、電子ビーム発生源２１２は、電子ビームの出力を中止する。
　また、第２レベルシフタ２９０は、第１レベルシフタ２８０を介して制御部１４０からのディセーブル信号Ｄｉｓを入力し、ディセーブル信号Ｄｉｓの立ち上がりに応じて、第２レベルシフタ２９０のスイッチＴｒ２及びＴｒ３をオフからオンに切り替える。これにより、第２レベルシフタ２９０は、イネーブル信号Ｅｎａ０～Ｅｎａ３の入力により駆動電圧Ｖｏｕｔが立ち下がるのを防止する。
　図１１は、本実施形態に係る電子ビーム照射装置１０００の駆動回路２２０の変形例を示す。本変形例の駆動回路２２０において、図６に示された本実施形態に係る駆動回路２２０の動作と略同一のものには同一の符号を付け、説明を省略する。
　本変形例において、駆動回路２２０は、さらにＡＮＤ回路２５６、ＡＮＤ回路４００、第３レベルシフタ４０２、スイッチ４０４、スイッチ４０６、及び、スイッチ４０８を含んでよい。また、本変形例において、駆動デバイス２１９は、検査制御部４１０を含んでよい。
　ＡＮＤ回路２５６は、レジスタ指定信号Ｍｄ１、レジスタ指定信号Ｍｄ０、及び、ライト信号Ｗｒを入力し、これらの論理積をＡＮＤ回路４００に出力する。すなわち、ＡＮＤ回路２５６は、制御部１４０からのレジスタ指定信号Ｍｄ１及びレジスタ指定信号Ｍｄ０がＨレベルである状態で、制御部１４０からライト信号Ｗｒの立ち上がりを入力すると、第３レベルシフタ４０２にＨレベルを出力する。
　ＡＮＤ回路４００は、シフトレジスタＳＲからの出力とＡＮＤ回路２５６からの出力を入力し、これらの論理積を第３レベルシフタ４０２に出力する。
　第３レベルシフタ４０２は、第１レベルシフタ２８０と同一であってよく、ＡＮＤ回路４００からの出力を入力し、当該出力の電圧レベルを変換したのち、スイッチ４０８に出力する。例えば、第３レベルシフタ４０２は、Ｈレベルが１．８Ｖの信号をＡＮＤ回路４００から入力したことに応じて５Ｖの信号をスイッチ４０８に出力する。
　スイッチ４０４は、半導体スイッチであってよく、例えば、本変形例においてはＰＭＯＳトランジスタである。スイッチ４０４は、ゲートにスイッチ４１２が接続され、ドレインにスイッチ４０６及びスイッチ４０８が接続され、ソースに電源電圧ＶＨが接続される。
　スイッチ４０６は、半導体スイッチであってよく、例えば、本変形例においてはＰＭＯＳトランジスタである。スイッチ４０６は、ゲートにスイッチ４０４及びスイッチ４０８が接続され、ドレインに検査電圧ＨＶｏｕｔが接続され、ソースに第２レベルシフタからの駆動電圧Ｖｏｕｔが接続される。
　スイッチ４０８は、半導体スイッチであってよく、例えば、本変形例においてはＮＭＯＳトランジスタである。スイッチ４０８は、ゲートに第３レベルシフタ４０２の出力が接続され、ドレインにスイッチ４０４及びスイッチ４０６が接続され、ソースに基準電位ＶＬが接続される。
　検査制御部４１０は、スイッチ４１２及びスイッチ４１４を有し、電源電圧ＶＨ及び基準電位ＶＬを入力して検査電圧ＨＶｏｕｔの出力を制御する。
　スイッチ４１２は、半導体スイッチであってよく、例えば、本変形例においてはＰＭＯＳトランジスタである。スイッチ４１２は、ゲートにドレイン及びスイッチ４０４のゲートが接続され、ドレインにゲート及びスイッチ４１４が接続され、ソースに電源電圧ＶＨが接続される。
　スイッチ４１４は、半導体スイッチであってよく、例えば、本変形例においてはＮＭＯＳトランジスタである。スイッチ４１４は、ゲートに負荷抵抗を介した接地電位及び負荷抵抗を介した基準電位を入力し、ドレインにスイッチ４１２及びスイッチ４０４が接続され、ソースに基準電位ＶＬが接続される。
　本変形例の駆動回路２２０は、検査時に、制御部１４０からＨレベルのレジスタ指定信号Ｍｄ１、レジスタ指定信号Ｍｄ０及びライト信号Ｗｒを入力し、これに応じて、シフトレジスタＳｒの出力を、第３レベルシフタ及びスイッチ４０８等を介して検査電圧ＨＶｏｕｔに出力する。例えば、電子ビーム照射装置１０００は、検査電圧ＨＶｏｕｔを検査用端子３５４に出力する。
　複数の駆動回路２２０の検査電圧ＨＶｏｕｔを共通に接続し、制御部１４０が駆動回路２２０をリセット信号Ｒｓｔでリセットし後、レジスタ指定信号Ｍｄ０およびＭｄ１を共に１に設定し、データ信号ＳＲｄｉｎに１を出力してクロック信号ＳＲｃｋｉｎを立ち上げることにより、最初の駆動回路２２０ａの駆動電圧Ｖｏｕｔのレベルが共通接続された検査電圧ＨＶｏｕｔに出力される。その後、制御部１４０がデータ信号ＳＲｄｉｎに０を出力してクロック信号ＳＲｃｋｉｎを立ち上げるとことにより、後に縦続接続される駆動回路２２０に１の値を取るデータ信号ＳＲｄｉｎが順次入力されて、後続する複数の駆動回路２２０の駆動電圧Ｖｏｕｔが共通接続された検査電圧ＨＶｏｕｔに順次出力される。
　また、本実施形態においては、駆動回路２２０は、制御部１４０から複数のイネーブル信号Ｅｎａ０～３を入力したが、これに代えて、個々の駆動回路２２０は、駆動回路２２０内にイネーブル信号Ｅｎａ０～３を生成する露光時間パルス発生回路を有してもよい。
　さらにこれに代えて、面電子ビーム源２００は、駆動デバイス２１９の近傍に露光時間パルス発生回路を有し、当該露光時間パルス発生回路が予め定められたタイミングで複数のイネーブル信号Ｅｎａ０～３を駆動回路２２０に供給してよい。
　このように本変形例の電子ビーム照射装置１０００によれば、電子ビーム発生デバイス２１０の電子ビーム発生源２１２が設けられた面の反対側の端子からの出力を検出することにより、駆動回路２２０の動作を検査することができる。従って、本変形例の電子ビーム照射装置１０００によると、電子ビーム発生源２１２から出力される電子ビームを検査することなく、駆動回路２２０の動作を検査することができる。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、請求の範囲の記載から明らかである。
　請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
　１０　対象物、１００　電子ビーム照射部、１１０　ステージ部、１２０　記憶部、１３０　測定部、１４０　制御部、１５０　通信部、１６０　計算機部、２００　面電子ビーム源、２０２　電圧供給部、２０４　電極部、２１０　電子ビーム発生デバイス、２１１　基板、２１２　電子ビーム発生源、２１４　凹部、２１６　ポリシリコン層、２１５　第１絶縁膜、２１８　第２絶縁膜、２１９　駆動デバイス、２２０　駆動回路、２２２　電極部、２２４　接続部、２３０　加速電極、２４０　電子レンズ、２４２　コイル部、２４４　レンズ部、２４６　収束部、２４８　バッファアンプ、２５０　ＡＮＤ回路、２５２　ＡＮＤ回路、２５４　ＡＮＤ回路、２５６　ＡＮＤ回路、２６０　ＡＮＤ回路、２６２　ＡＮＤ回路、２６４　ＡＮＤ回路、２６６　ＡＮＤ回路、２６８　ＯＲ回路、２７０　ＡＮＤ回路、２７２　ＡＮＤ回路、２７４　ＯＲ回路、２８０　第１レベルシフタ、２９０　第２レベルシフタ、３００　電子放出部、３１０　第１電極部、３１２　開口部、３２０　第２電極部、３２２　接続部、３３０　障壁部、３４０　アイソレーション部、３５０　第３電極部、３５２　導電膜、３５４　検査用端子、４００ＡＮＤ回路、４０２　第３レベルシフタ、４０４　スイッチ、４０６　スイッチ、４０８　スイッチ、４１０　検査制御部、４１２　スイッチ、４１４　スイッチ、１０００　電子ビーム照射装置

Claims (9)

  1. 　複数の電子ビームによる描画パターンを対象物に照射する電子ビーム照射装置であって、
    　複数の電子ビームを出力する複数の電子ビーム発生源が配列された面電子ビーム源と、
    　前記複数の電子ビーム発生源のそれぞれの電子ビーム出力時間を調整する制御部と、
    　を備える電子ビーム照射装置。
  2. 　前記制御部は、前記複数の電子ビームのそれぞれの強度に応じて前記複数の電子ビーム発生源のそれぞれの電子ビーム出力時間を調整して、照射量のバラツキを低減する請求項１に記載の電子ビーム照射装置。
  3. 　前記制御部は、一の電子ビームが対象物に照射される照射位置に対して予め定められた範囲内に照射される描画パターンに基づいて、当該一の電子ビームを出力する電子ビーム出力時間を調整する請求項１または２に記載の電子ビーム照射装置。
  4. 　前記制御部は、対象物に照射される照射位置が一の電子ビームに対して隣接する隣接電子ビームの描画パターンに基づいて、当該一の電子ビームを出力する電子ビーム出力時間を調整する請求項３に記載の電子ビーム照射装置。
  5. 　前記制御部は、一の電子ビームが対象物に照射される照射位置に対して予め定められた範囲内に照射される描画パターンと対象物の種類とに基づいて、当該一の電子ビームの電子ビーム出力時間を調整する請求項３または４に記載の電子ビーム照射装置。
  6. 　前記複数の電子ビーム発生源のそれぞれが出力する電子ビームの強度を測定する測定部を備え、
    　前記制御部は、前記測定部の測定結果に基づいて、前記複数の電子ビーム発生源のそれぞれの電子ビーム出力時間を調整する
    　請求項１から５のいずれか一項に記載の電子ビーム照射装置。
  7. 　前記複数の電子ビーム発生源を駆動する複数の駆動回路を備え、
    　前記制御部は、前記複数の駆動回路のそれぞれに対して電子ビーム出力時間の設定値を設定する
    　請求項１から６のいずれか一項に記載の電子ビーム照射装置。
  8. 　前記複数の駆動回路は、複数のグループに分割され、グループごとに縦続接続されており、
    　前記制御部は、前記複数のグループのそれぞれに含まれる２以上の駆動回路に対してシーケンシャルに照射データおよび設定値を出力して当該２以上の駆動回路に書き込ませる
    　請求項７に記載の電子ビーム照射装置。
  9. 　前記複数の駆動回路を含む駆動デバイスは、前記複数の電子ビーム発生源を含む電子ビーム発生デバイスと貼り合わされ、
    　前記複数の駆動回路の少なくとも１つは、検査時において、当該駆動回路から対応する電子ビーム発生源に供給する駆動信号を前記駆動デバイスにおける前記電子ビーム発生デバイスとは反対側の面へと出力するための検査用端子を含む
    　請求項７または８に記載の電子ビーム照射装置。
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