JP5977550B2 - マルチ荷電粒子ビーム描画装置 - Google Patents

Description

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

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。ここで、電子線（電子ビーム）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、ウェハ等へ電子線を使って描画することが行われている。

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

描画精度を確保するためには、ビーム電流量を校正することが必要である。シングルビーム方式では、ステージ上のファラディーカップにビームを照射することによりかかるビーム電流量を測定することができる。シングルビーム方式では、ビーム本数が１本なので、描画処理の前後に測定が可能である。しかしながら、シングルビーム方式とは異なり、マルチビーム方式ではビーム本数が多いため、個別のビームの電流値をステージ上のファラディーカップですべて測定するには数日以上かかってしまう。そのため、かかる測定中は描画処理がストップしてしまい、スループットを低下させてしまうといった問題があった。

特開２００６−２６１３４２号公報

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、スループットを低下させずにマルチビームの各ビームの電流量を校正することが可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数の第１の偏向器と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームを試料へ到達させないようにまとめて偏向する第２の偏向器と、
複数の第１の偏向器によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
ブランキングアパーチャ部材に配置され、第２の偏向器によって偏向されたマルチビームのうちビームＯＮの状態の全ビームの電流値を検出する電流検出器と、
を備えたことを特徴とする。

また、本発明の他の態様のマルチ荷電粒子ビーム描画装置は、
試料を載置する、連続移動可能なステージと、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
複数の開口部を有し、複数の開口部全体が含まれる領域に荷電粒子ビームの照射を受け、複数の開口部を荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数の偏向器と、
複数の偏向器によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
移動可能に配置され、移動することによって前記マルチビームのうちビームＯＮの状態の全ビームを試料へ到達させないように遮蔽すると共に、ビームＯＮの状態の全ビームの電流値を検出する電流検出器と、
を備えたことを特徴とする。

また、マルチビームを、マルチビーム形成領域を分割した複数の領域の領域毎に複数のビーム群に分け、各領域のビーム群の電流値を電流検出器を用いて測定する測定部と、
測定された各領域のビーム群の電流値の電流分布を作成する電流分布作成部と、
前回作成された電流分布と今回作成された電流分布との差が許容範囲内かどうかを判定する判定部と、
をさらに備えた構成とすると好適である。

また、本発明の一態様のマルチ荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームの照射を受けてマルチビームを形成する複数の開口部を有するアパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームを、マルチビーム形成領域を分割した複数の領域の領域毎に複数のビーム群に分け、各領域のビーム群の電流値を測定する工程と、
測定された各領域のビーム群の電流値の電流分布を作成する工程と、
前回作成された電流分布と今回作成された電流分布との差が許容範囲内かどうかを判定する工程と、
を備え、
前回の電流分布と今回の電流分布の差が許容範囲内でない場合に描画を中止し、前回の電流分布と今回の電流分布の差が許容範囲内である場合に、マルチビームを用いて試料にパターンを描画することを特徴とする。

また、マルチビームの全ビーム電流を測定する工程と、
全ビーム電流をマルチビームのビーム数で割ることで、平均電流を算出する工程と、
マルチビームの各ビームの電流値をそれぞれ測定する工程と、
マルチビームのビーム毎に、当該ビームの電流値と平均電流とを用いて、描画を行う際に当該ビームの照射量を補正するための当該ビームの補正係数を算出する工程と、
をさらに備え、
試料の描画領域は複数のストライプ領域に分割され、ストライプ領域毎に描画処理が連続して行われ、ストライプ領域毎に次に描画されるストライプ領域の描画開始位置にビームが照射可能になるように前記試料は移動し、
各ビームの電流値は、試料の搬送時又は前記複数の描画単位領域間の移動時に測定されるように構成すると好適である。

本発明の一態様によれば、スループットを低下させずにマルチビームの各ビームの電流量を測定できる。よって、スループットを低下させずにマルチビームの各ビームの電流量を校正できる。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるアパーチャ部材の構成を示す概念図である。 実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。 実施の形態１における描画動作を説明するための概念図である。 実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における全ビーム電流の測定方法を説明するための概念図である。 実施の形態１における電流分布の一例を示す図である。 実施の形態１における個別ビーム電流の測定方法を説明するための概念図である。 実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態２における全ビーム電流の測定方法を説明するための概念図である。 実施の形態２における個別ビーム電流の測定方法を説明するための概念図である。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、マルチ荷電粒子ビーム描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、アパーチャ部材２０３、ブランキングプレート２０４、縮小レンズ２０５、偏向器２１２、制限アパーチャ部材２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象基板となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスク、或いは、半導体装置が製造される半導体基板（シリコンウェハ）等が含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。ＸＹステージ１０５上には、さらに、ＸＹステージ１０５の位置測定用のミラー２１０が配置される。また、制限アパーチャ部材２０６には、電流検出器２１４が配置される。

図１の例では、制限アパーチャ部材２０６の制限開口とは異なる位置に別の開口が設けられ、かかる開口下に電流検出器２１４が配置されているが、これに限るものではない。制限アパーチャ部材２０６の制限開口とは異なる位置の制限アパーチャ部材２０６上に電流検出器２１４が載置されても好適である。

制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０，１３２、デジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１３４，１３６、アンプ１３８、ステージ位置測定部１３９及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０，１４２，１４４を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１３０，１３２、アンプ１３８、ステージ位置測定部１３９及び記憶装置１４０，１４２，１４４は、図示しないバスを介して互いに接続されている。記憶装置１４０（記憶部）には、描画データが外部から入力され、格納されている。

制御計算機１１０内には、全ビーム電流測定部５０、平均電流算出部５２、ビーム群電流測定部５４、分布作成部５６、判定部５８、個別ビーム電流測定部６０、補正係数算出部６２、更新部６４、描画データ処理部６６、描画時間算出部６８、及び描画処理部７０が配置されている。全ビーム電流測定部５０、平均電流算出部５２、ビーム群電流測定部５４、分布作成部５６、判定部５８、個別ビーム電流測定部６０、補正係数算出部６２、更新部６４、描画データ処理部６６、描画時間算出部６８、及び描画処理部７０といった各機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。全ビーム電流測定部５０、平均電流算出部５２、ビーム群電流測定部５４、分布作成部５６、判定部５８、個別ビーム電流測定部６０、補正係数算出部６２、更新部６４、描画データ処理部６６、描画時間算出部６８、及び描画処理部７０に入出力される情報および演算中の情報はメモリ１１２にその都度格納される。

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

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

図３は、実施の形態１におけるブランキングプレートの構成を示す概念図である。ブランキングプレート２０４には、アパーチャ部材２０３の各穴２２の配置位置に合わせて通過孔が形成され、各通過孔には、対となる２つの電極２４，２６の組（ブランカー：第１の偏向器）が、それぞれ配置される。各通過孔を通過する電子ビーム２０は、それぞれ独立にかかる対となる２つの電極２４，２６に印加される電圧によって偏向される。かかる偏向によってブランキング制御される。このように、複数のブランカーが、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２（開口部）を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う。

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

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

図５は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図５において、実施の形態１における描画方法は、全ビーム電流測定工程（Ｓ１０２）と、平均電流算出工程（Ｓ１０４）と、ビーム群電流測定工程（Ｓ１０６）と、電流分布作成工程（Ｓ１０８）と、判定工程（Ｓ１１０）と、描画工程（Ｓ１１１）と、個別ビーム電流測定工程（Ｓ１１２）と、補正係数算出工程（Ｓ１１４）と、判定工程（Ｓ１１６）と、個別ビーム電流測定工程（Ｓ１２０）と、補正係数算出工程（Ｓ１２２）と、判定工程（Ｓ１２４）と、更新工程（Ｓ１３０）と、いう一連の工程を実施する。

全ビーム電流測定工程（Ｓ１０２）として、全ビーム電流（Ｉ）測定部５０は、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって形成された、すべての電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅのビーム電流値（全ビーム電流Ｉ）を測定する。具体的には、以下のように動作する。

図６は、実施の形態１における全ビーム電流の測定方法を説明するための概念図である。アパーチャ部材２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって形成された、すべての電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅは、偏向器（第２の偏向器）によって、制限アパーチャ部材２０６に配置された電流検出器２１４上に、まとめて偏向される。これにより、全ビームを電流検出器２１４に照射することができる。よって、電流検出器２１４は、マルチビームのうちビームＯＮの状態の全ビームの電流値を検出できる。よって、描画室１０３までビームが到達する前に遮蔽される。よって、ステージ１０５或いは試料１０１までビームが到達することはない。電流検出器２１４で測定された情報は、アンプ１３８でデジタル信号に変換され、全ビーム電流（Ｉ）測定部５０に出力される。これにより、Ｉ測定部５０は、全ビーム電流Ｉを測定できる。

平均電流算出工程（Ｓ１０４）として、平均電流算出部５２は、測定された全ビーム電流Ｉをビーム本数で除してビーム１本あたりの平均電流ｉＭを算出する。

ビーム群電流測定工程（Ｓ１０６）として、ビーム群電流測定部５４（測定部）は、マルチビームを、マルチビーム形成領域を分割した複数の領域の領域毎に複数のビーム群に分け、各領域のビーム群の電流値ｉＢを、電流検出器２１４を用いて測定する。例えば、アパーチャ部材２０３の複数の穴２２が形成された領域１０をメッシュ状に複数のメッシュ領域に分割する。例えば、ビーム本数が１０×１０本ずつのメッシュ領域に分割すると好適である。上述した図２の例では、５１２段×８列のマトリクス状の穴２２が形成された例を示したが、例えば、５１２×５１２本のマトリクス状の穴２２が形成されてもよい。或いは、もっと多くの本数のマルチビームが形成されるようにしてもよい。或いは、もっと少ない本数のマルチビームが形成されるようにしてもよい。そして、ここでは、測定対象のメッシュ領域内のビーム群（例えば１０×１０本）だけビームＯＮとなり、他のビームはビームＯＦＦになるようにブランキングプレート２０４内のブランカーにて偏向する。そして、偏向器２１２は、ビームＯＮのビーム群（例えば１０×１０本）だけが電流検出器２１４に照射される偏向量で、すべてのビームをまとめて偏向すればよい。これにより、対象メッシュ領域のビーム群だけを電流検出器２１４に照射することができる。よって、電流検出器２１４は、マルチビームのうちビームＯＮの状態の全ビームの電流値を検出できる。残りのビームは、制限アパーチャ部材２０６にて遮蔽される。よって、描画室１０３までビームが到達する前に遮蔽される。よって、ステージ１０５或いは試料１０１までビームが到達することはない。電流検出器２１４で測定された情報は、アンプ１３８でデジタル信号に変換され、ビーム群電流測定部５４に出力される。これにより、ｉＢ測定部５４は、対象メッシュ領域のビーム群の電流ｉＢを測定できる。かかる動作をすべてのメッシュ領域について実施する。これにより、ビーム群毎（メッシュ領域毎）のビーム群電流ｉＢを測定できる。

電流分布作成工程（Ｓ１０８）として、分布作成部５６（電流分布作成部）は、測定された各領域（メッシュ領域）のビーム群の電流値ｉＢの電流分布を作成する。作成された電流分布は記憶装置１４４に格納される。

図７は、実施の形態１における電流分布の一例を示す図である。各ビーム群領域（メッシュ領域）のビーム群電流ｉＢを等高線表示することで、例えば、図７に示すような電流分布１０を作成できる。

判定工程（Ｓ１１０）として、判定部５８は、前回作成された電流分布と今回作成された電流分布との差が許容範囲内かどうかを判定する。電流分布１０の形状が異なっている（許容範囲から外れる）場合には、電子銃２０１内のカソードの状態が変化したことがわかる。カソードの状態が変化した場合には、個々のビーム電流も変化している可能性が高い。よって、そのまま描画処理を行うことは困難である。よって、前回作成された電流分布と今回作成された電流分布との差が許容範囲からはずれている場合には、描画処理を行わずに中止し、個別ビーム電流測定工程（Ｓ１２０）へと進む。一方、前回作成された電流分布と今回作成された電流分布との差が許容範囲内である場合には、描画工程（Ｓ１１１）へと進む。前回と今回の電流分布１０の差が許容範囲内である場合に、マルチビーム２０を用いて試料１０１にパターンを描画する。

描画工程（Ｓ１１１）として、描画処理部７０は、マルチビーム２０を用いて、試料１０１にパターンを描画するように描画処理を制御する。具体的には、以下のように描画処理が行われる。描画処理部７０によって制御された描画データ処理部６６は、かかるストライプ領域３２毎に、記憶装置１４０から描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。その際、記憶装置１４２に記憶された補正係数ｃｋを用いて、描画時間算出部６８は、各ビームの照射量を補正する。照射量Ｄはビームの照射時間ｔｋによって調整される。具体的には、描画時間算出部６８は、ｔｋ＝Ｄ／（ｉＭ×ｃｋ／Δ）で算出される。Δはビーム面積を示す。

また、描画処理部７０は、データ処理と並行して、図示しない搬送経路を通って試料１０１を描画室１０３内のステージ１０５へと搬送する。そして、偏向制御回路１３０は、ショットデータに沿って、各回のそれぞれのブランカーが行うショットのブランキング制御用の信号を生成し、ＤＡＣアンプ１３４で増幅の上、デジタル信号をアナログ信号に変換の上、各ブランカーに出力する。

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

描画部１５０は、マルチビーム２０を用いて、試料１０１の各ストライプ領域３２上にパターンを描画する。そして、上述したように、ストライプ領域３２毎に描画処理が連続して行われる。そのため、対象ストライプ領域３２の描画処理が完了する毎に次に描画されるストライプ領域の描画開始位置にビームが照射可能になるように試料を載置したステージ１０５が移動する。

個別ビーム電流測定工程（Ｓ１１２）として、個別ビーム電流測定部６０は、マルチビームの各ビームの電流値ｉｋをそれぞれ測定する。具体的には、以下のように動作する。

図８は、実施の形態１における個別ビーム電流の測定方法を説明するための概念図である。ここでは、測定対象のビームだけビームＯＮとなり、他のビームはビームＯＦＦになるようにブランキングプレート２０４内のブランカーにて偏向する。そして、偏向器２１２は、ビームＯＮのビームだけが電流検出器２１４に照射される偏向量で、すべてのビームをまとめて偏向すればよい。これにより、対象ビーム２０ｄだけを電流検出器２１４に照射することができる。よって、電流検出器２１４は、マルチビームのうちビームＯＮの状態の全ビーム（ここでは１本のビーム）の電流値を検出できる。残りのビームは、制限アパーチャ部材２０６にて遮蔽される。よって、描画室１０３までビームが到達する前に遮蔽される。よって、ステージ１０５或いは試料１０１までビームが到達することはない。電流検出器２１４で測定された情報は、アンプ１３８でデジタル信号に変換され、個別ビーム電流測定部６０に出力される。これにより、ｉｋ電流測定部６０は、対象ビームの電流ｉｋを測定できる。かかる動作をすべてのビームについて実施する。これにより、ビーム毎のビーム電流ｉｋを測定できる。但し、各ビームの電流値ｉｋは、試料１０１の搬送時又は複数のストライプ領域３２間の移動時に測定される。よって、一度期に全ての個別ビーム電流値ｉｋを測定するのではなく、描画処理を行いながら、試料搬送時やストライプ間の移動時等の実際にビームを試料に照射しない時期を使って、順に各ビームの個別ビーム電流値ｉｋを測定する。これにより、かかる試料搬送時やストライプ間の移動時等にかかる時間と、個別ビーム電流値ｉｋの測定時間を重ねることができ、スループットの低下を防止できる。

実施の形態１では、ビーム電流を測定する際には、描画室１０３までビームが到達する前にビームが遮蔽されるので、ステージ等への搬送やステージ移動が自由に実施できる。よって、これにより、ステージへの搬送や試料１０１の高さ分布測定といったステージ上での処理中の時間やステージ移動を伴う動作中の時間についても、個別ビーム電流値ｉｋの測定時間を重ねることができ、スループットの低下をさらに防止できる。

補正係数算出工程（Ｓ１１４）として、補正係数算出部６２は、マルチビームのビーム毎に、当該ビームの電流値ｉｋと平均電流ｉＭとを用いて、描画を行う際に当該ビームの照射量Ｄを補正するための当該ビームの補正係数ｃｋを算出する。具体的には、ｃｋ＝ｉｋ／ｉＭで算出できる。

かかる個別ビーム電流測定工程（Ｓ１１２）と補正係数算出工程（Ｓ１１４）とは、描画処理中に、可能な範囲で繰り返し行われる。

判定工程（Ｓ１１６）として、描画処理部７０は、描画処理の終了時に、すべての個別ビーム電流ｉｋの測定が完了したかどうかを判定する。判定の結果、まだ、測定していない個別ビーム電流ｉｋがある場合には、次の描画処理の際に行うために、全ビーム電流測定工程（Ｓ１０２）に戻る。例えば、数枚の試料への描画といった数回の描画処理を実施して、すべての個別ビーム電流ｉｋの測定が完了した場合には、更新工程（Ｓ１３０）とへと進む。

更新工程（Ｓ１３０）として、更新部６４は、新たに算出された各ビームの補正係数ｃｋを記憶装置１４２に出力し、既に記憶されたデータから更新する。よって、更新後に行われる描画工程（Ｓ１１１）では、各ビームの照射時間ｔｋは、最新の補正係数ｃｋによって補正できる。

一方、判定工程（Ｓ１１０）において、電流分布１０の形状が異なっている（許容範囲から外れる）と判定された場合には、そのまま描画処理を行うことは困難である。よって、描画処理を行わずに中止し、個別ビームの補正係数ｃｋをまず描画前に調整し直すことが必要となる。そこで、以下のように工程が進む。

個別ビーム電流測定工程（Ｓ１２０）として、個別ビーム電流測定部６０は、描画処理を中止した状態で、個別ビーム電流ｉｋを測定する。測定手法は上述した個別ビーム電流測定工程（Ｓ１１２）と同様で構わない。

補正係数算出工程（Ｓ１２２）として、補正係数算出部６２は、各ビームの補正係数ｃｋを算出する。算出手法は補正係数算出工程（Ｓ１１４）と同様である。

判定工程（Ｓ１２４）として、描画処理部７０は、すべての個別ビーム電流ｉｋの測定が完了したかどうかを判定する。判定の結果、まだ、測定していない個別ビーム電流ｉｋがある場合には、個別ビーム電流測定工程（Ｓ１２０）に戻る。そして、すべての個別ビーム電流ｉｋの測定が完了するまで、個別ビーム電流測定工程（Ｓ１２０）から判定工程（Ｓ１２４）までの各工程を繰り返す。補正係数ｃｋを更新するまでは高精度な描画処理が実施できないので、ここでは、一度期にすべての個別ビーム電流ｉｋの測定を実施するとよい。そして、更新工程（Ｓ１３０）において、新たに算出された各ビームの補正係数ｃｋを記憶装置１４２に出力し、既に記憶されたデータから更新する。

以上のように、実施の形態１によれば、スループットを低下させずにマルチビームの各ビームの電流量を測定できる。よって、スループットを低下させずにマルチビームの各ビームの電流量を校正できる。

実施の形態２．
実施の形態１では、偏向器２１２を用いて、マルチビーム全体を偏向して対象となるビーム（全ビーム、ビーム群、或いは個別ビーム）の電流値を測定していたが、これに限るのではない。実施の形態２では、電流検出器を移動させて対象となるビーム（全ビーム、ビーム群、或いは個別ビーム）の電流値を測定する構成について説明する。

図９は、実施の形態２における描画装置の構成を示す概念図である。図９において、制限アパーチャ部材２０６とは別に、移動部材２１６が配置され、移動部材２１６に電流検出器２１４が配置された点、移動部材２１６をスライド移動させる駆動機構２１８が配置された点、および、駆動機構２１８を制御する駆動部１３７が配置された点、以外は、図１と同様である。電流検出器２１４は、縮小レンズ２０５と制限アパーチャ部材２０６の間、或いは制限アパーチャ部材２０６と試料１０１の間に配置されると好適である。より好ましくは、制限アパーチャ部材２０６の直上、或いは、直下に配置されるとなお好適である。

なお、実施の形態２における描画方法は図６と同様である。また、以下、特に説明しない点は、実施の形態１と同様である。

図１０は、実施の形態２における全ビーム電流の測定方法を説明するための概念図である。全ビーム電流測定工程（Ｓ１０２）において、描画処理部７０によって制御された駆動部１３７は、駆動機構２１８を駆動させて、電流検出器２１４が制限アパーチャ部材２０６の制限開口上に位置するように移動させる。なお、電流検出器２１４が制限アパーチャ部材２０６の下流側に配置されている場合には、電流検出器２１４が制限アパーチャ部材２０６の制限開口下に位置するように移動させることは言うまでもない。

アパーチャ部材２０３の複数の穴２２をそれぞれ通過することによって形成された、すべての電子ビーム（マルチビーム）２０ａ〜ｅは、すべてビームＯＮの状態で、制限アパーチャ部材２０６の制限開口に向かって進む。これにより、全ビームを電流検出器２１４に照射することができる。よって、電流検出器２１４は、マルチビームのうちビームＯＮの状態の全ビームの電流値を検出できる。よって、描画室１０３までビームが到達する前に遮蔽される。よって、ステージ１０５或いは試料１０１までビームが到達することはない。電流検出器２１４で測定された情報は、アンプ１３８でデジタル信号に変換され、全ビーム電流（Ｉ）測定部５０に出力される。これにより、Ｉ測定部５０は、全ビーム電流Ｉを測定できる。

ビーム群電流測定工程（Ｓ１０６）では、同様に、描画処理部７０によって制御された駆動部１３７は、駆動機構２１８を駆動させて、電流検出器２１４が制限アパーチャ部材１０６の制限開口上に位置するように移動させる。そして、測定対象のメッシュ領域内のビーム群（例えば１０×１０本）だけビームＯＮとなり、他のビームはビームＯＦＦになるようにブランキングプレート２０４内のブランカーにて偏向する。よって、ビームＯＮの状態の対象ビーム群は、制限アパーチャ部材１０６の制限開口に向かって進む。これにより、対象ビーム群を電流検出器２１４に照射することができる。これにより、対象メッシュ領域のビーム群だけを電流検出器２１４に照射することができる。よって、電流検出器２１４は、マルチビームのうちビームＯＮの状態の全ビームの電流値を検出できる。残りのビームは、制限アパーチャ部材２０６或いは移動部材２１６にて遮蔽される。よって、描画室１０３までビームが到達する前に遮蔽される。よって、ステージ１０５或いは試料１０１までビームが到達することはない。電流検出器２１４で測定された情報は、アンプ１３８でデジタル信号に変換され、ビーム群電流測定部５４に出力される。これにより、ｉＢ測定部５４は、対象メッシュ領域のビーム群の電流ｉＢを測定できる。かかる動作をすべてのメッシュ領域について実施する。これにより、ビーム群毎（メッシュ領域毎）のビーム群電流ｉＢを測定できる。

図１１は、実施の形態２における個別ビーム電流の測定方法を説明するための概念図である。個別ビーム電流測定工程（Ｓ１１２）では、同様に、描画処理部７０によって制御された駆動部１３７は、駆動機構２１８を駆動させて、電流検出器２１４が制限アパーチャ部材１０６の制限開口上に位置するように移動させる。そして、測定対象のビームだけビームＯＮとなり、他のビームはビームＯＦＦになるようにブランキングプレート２０４内のブランカーにて偏向する。よって、ビームＯＮの状態の対象ビームは、制限アパーチャ部材１０６の制限開口に向かって進む。これにより、対象ビーム２０ｄだけを電流検出器２１４に照射することができる。よって、電流検出器２１４は、マルチビームのうちビームＯＮの状態の全ビーム（ここでは１本のビーム）の電流値を検出できる。残りのビームは、制限アパーチャ部材２０６或いは移動部材２１６にて遮蔽される。よって、描画室１０３までビームが到達する前に遮蔽される。よって、ステージ１０５或いは試料１０１までビームが到達することはない。電流検出器２１４で測定された情報は、アンプ１３８でデジタル信号に変換され、個別ビーム電流測定部６０に出力される。これにより、ｉｋ電流測定部６０は、対象ビームの電流ｉｋを測定できる。かかる動作をすべてのビームについて実施する。これにより、ビーム毎のビーム電流ｉｋを測定できる。但し、各ビームの電流値ｉｋは、試料１０１の搬送時又は複数のストライプ領域３２間の移動時に測定される。よって、一度期に全ての個別ビーム電流値ｉｋを測定するのではなく、描画処理を行いながら、試料搬送時やストライプ間の移動時等の実際にビームを試料に照射しない時期を使って、順に各ビームの個別ビーム電流値ｉｋを測定する。これにより、かかる試料搬送時やストライプ間の移動時等にかかる時間と、個別ビーム電流値ｉｋの測定時間を重ねることができ、スループットの低下を防止できる。

以上のように、実施の形態２によれば、電流検出器２１４を移動させることで、ステージ１０５或いは試料１０１までビームが到達する前にビーム電流を測定できる。かかる構成でも、実施の形態１と同様、スループットを低下させずにマルチビームの各ビームの電流量を測定できる。よって、スループットを低下させずにマルチビームの各ビームの電流量を校正できる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。上述したラスタースキャン動作は一例であって、マルチビームを用いたラスタースキャン動作その他の動作方法であってもよい。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全てのマルチ荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ 電流分布
２０ マルチビーム
２２ 穴
２４，２６ 電極
３０ 描画領域
３２ ストライプ領域
３４ 照射領域
３６ ショットパターン
５０ 全ビーム電流測定部
５２ 平均電流算出部
５４ ビーム群電流測定部
５６ 分布作成部
５８ 判定部
６０ 個別ビーム電流測定部
６２ 補正係数算出部
６４ 更新部
６６ 描画データ処理部
６８ 描画時間算出部
７０ 描画処理部
１００ 描画装置
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１１２ メモリ
１３０，１３２ 偏向制御回路
１３４，１３６ ＤＡＣアンプ
１３７ 駆動部
１３８ アンプ
１３９ ステージ位置測定部
１４０ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３ アパーチャ部材
２０４ ブランキングプレート
２０５ 縮小レンズ
２０６ 制限アパーチャ部材
２０７ 対物レンズ
２０８ 偏向器
２１０ ミラー
２１２ 偏向器
２１４ 電流検出器

Claims (2)

1. 試料を載置する、連続移動可能なステージと、
   荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   複数の開口部を有し、前記複数の開口部全体が含まれる領域に前記荷電粒子ビームの照射を受け、前記複数の開口部を前記荷電粒子ビームの一部がそれぞれ通過することにより、マルチビームを形成するアパーチャ部材と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームのうち、それぞれ対応するビームのブランキング偏向を行う複数の第１の偏向器と、
   前記アパーチャ部材の複数の開口部を通過したマルチビームを前記試料へ到達させないようにまとめて偏向する第２の偏向器と、
   前記複数の第１の偏向器によってビームＯＦＦの状態になるように偏向された各ビームを遮蔽するブランキングアパーチャ部材と、
   前記ブランキングアパーチャ部材に配置され、前記第２の偏向器によって偏向された前記マルチビームのうちビームＯＮの状態の全ビームの電流値を検出する電流検出器と、
   を備えたことを特徴とするマルチ荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記マルチビームを、マルチビーム形成領域を分割した複数の領域の領域毎に複数のビーム群に分け、各領域のビーム群の電流値を前記電流検出器を用いて測定する測定部と、
   測定された各領域のビーム群の電流値の電流分布を作成する電流分布作成部と、
   前回作成された電流分布と今回作成された電流分布との差が許容範囲内かどうかを判定する判定部と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載のマルチ荷電粒子ビーム描画装置。

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