(57)【要約】【目的】負荷の影響をより少なくしたアンプの異常検出装置を提供することを目的とする。【構成】本発明の一態様のアンプの異常検出装置１０は、第１と第２のアナログ信号を互いに同期させて入力し、第１とアナログ信号を増幅して出力するアンプ１２と第２とアナログ信号を増幅して出力するアンプ１４の少なくとも一方の異常を検出する装置であって、アンプ１２の出力と接続されるコンデンサ２０と、アンプ１４の出力と接続されるコンデンサ２２と、コンデンサ２０の応答信号とコンデンサ２２の応答信号とを入力し、コンデンサ２０の応答信号とコンデンサ２２の応答信号とだけの加算値を用いてアンプ１２，１４の少なくとも一方が異常であると判定する判定部と、を備えたことを特徴とする。本発明によれば、負荷の影響を受けていない、或いは影響が実質的に抑制された出力値を用いて、複数のアンプの少なくとも１つが異常であると判定することができる。【選択図】図１
2010074055.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２のアナログ信号を互いに同期させて入力し、前記第１とアナログ信号を増幅して出力する第１のアンプと前記第２とアナログ信号を増幅して出力する第２のアンプの少なくとも一方の異常を検出するアンプの異常検出装置であって、
前記第１のアンプの出力と接続される第１のコンデンサと、
前記第２のアンプの出力と接続される第２のコンデンサと、
前記第１のコンデンサの応答信号と前記第２のコンデンサの応答信号とを入力し、前記第１のコンデンサの応答信号と前記第２のコンデンサの応答信号とだけの加算値を用いて前記第１と第２のアンプの少なくとも一方が異常であると判定する判定部と、
を備えたことを特徴とするアンプの異常検出装置。
【請求項２】
前記第２のアナログ信号は、前記第１のアナログ信号の正負を反転させた逆相信号であることを特徴とする請求項１記載のアンプの異常検出装置。
【請求項３】
前記第２のアンプの出力は、前記第１のアンプの出力と正負が逆の逆相信号であることを特徴とする請求項１又は２記載のアンプの異常検出装置。
【請求項４】
第１と第２のアナログ信号を互いに同期させて入力し、前記第１とアナログ信号を増幅して出力する第１のアンプと前記第２とアナログ信号を増幅して出力する第２のアンプの少なくとも一方の異常を検出する異常検出方法であって、
前記第１のアンプの出力に接続された第１のコンデンサの応答信号と前記第２のアンプの出力に接続された第２のコンデンサの応答信号とを入力する工程と、
入力された第１と第２のコンデンサの応答信号だけの加算値が所定の閾値をはずれていた場合に前記第１と第２のアンプの少なくとも一方が異常であると判定する工程と、
を備えたことを特徴とするアンプの異常検出方法。
【請求項５】
前記第２のアンプの出力は、前記第１のアンプの出力と正負が逆の逆相信号であることを特徴とする請求項４記載のアンプの異常検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アンプの異常検出装置及びアンプの異常検出方法に係り、例えば、同期した信号を増幅するアンプの異常検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。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、高精度の原画パターンの生産に用いられる。
【０００３】
図６は、従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形例えば長方形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式という。
【０００４】
上述したように、描画装置では、電子ビーム等の荷電粒子ビームを偏向させて描画するが、かかるビーム偏向にはＤＡＣアンプユニット（単に、ＤＡＣアンプともいう）が用いられている。このようなＤＡＣアンプユニットを用いたビーム偏向の役割としては、例えば、ビームショットの形状やサイズの制御、ショット位置の制御、及びビームのブランキングが挙げられる。
【０００５】
これらのビーム偏向には対となる偏向器に正負を反転させ逆相電圧が印加される方式がある。その場合、一方のＤＡＣアンプは、他方のＤＡＣアンプと同期させてそれぞれの出力力先となる偏向器に電圧を印加させる。これらＤＡＣアンプの少なくとも１つに不具合が生じると、正負を反転させた逆相電圧にはならなくなってしまう。その結果、ビーム偏向量が所望する量とは異なってしまうために描画異常が生じてしまうことになる。
【０００６】
そのために、ＤＡＣアンプの異常を検出する手法の確立が必要となる。ここで、対となる偏向器への印加電圧の一方をＶ１、他方をＶ２とすると、Ｖ２＝−Ｖ１なので、Ｖ１＋Ｖ２＝０となる。発明者は、以前に、かかる関係を利用して、対となるアンプの応答信号の各出力側に抵抗器とコンデンサとを並列に接続し、その合成値同士を加算して、加算値が０となれば異常なしと判定する手法について出願している（例えば、特許文献１参照）。ここで、精度よく異常検出するためには、各アンプの出力を負荷に左右されずに真のアンプ出力値が測定されることが望ましい。しかし、上述した構成では、各アンプの出力値がアンプ内の抵抗成分や出力側の抵抗器といった負荷の影響を受けてしまい、これらの負荷の影響を排除することが困難であり、その分だけ測定される電圧値が変化してしまう場合がある。
【０００７】
ここで、ＤＡＣアンプの不具合とは関係ないが、描画前後にある周期で２つのＤＡＣアンプの一方に偏向データ、他方に前者と逆方向の偏向データを時差を設けて入力して、互いの出力同士間に結合された測定抵抗の中点の電圧変化をオシロスコープで測定してＤＡＣアンプのセトリング時間を検出するという技術が文献に開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００７−２７１９１９号公報
【特許文献２】特開２００４−２５９８１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように特許文献１では、各アンプの出力値がアンプ内の抵抗成分や出力側の抵抗器といった負荷の影響を受けてしまう場合がある。よって、かかる構成による検出精度よりもさらに高精度に検出可能な手法の確立が望ましい。また、ここでは描画装置の偏向に用いるＤＡＣアンプについて説明したが、これに限るものではなく、高速な応答性が求められるアンプの異常検出について同様に高精度な異常検出手法が確立されることが望ましい。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、負荷の影響をより少なくしたアンプの異常検出装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様のアンプの異常検出装置は、
第１と第２のアナログ信号を互いに同期させて入力し、第１とアナログ信号を増幅して出力する第１のアンプと第２とアナログ信号を増幅して出力する第２のアンプの少なくとも一方の異常を検出するアンプの異常検出装置であって、
第１のアンプの出力と接続される第１のコンデンサと、
第２のアンプの出力と接続される第２のコンデンサと、
第１のコンデンサの応答信号と前記第２のコンデンサの応答信号とを入力し、第１のコンデンサの応答信号と第２のコンデンサの応答信号とだけの加算値を用いて第１と第２のアンプの少なくとも一方が異常であると判定する判定部と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
負荷となる抵抗器を介さないことで、負荷の影響を受けていない第１と第２のアンプの出力を測定することができる。
【００１２】
第２のアナログ信号は、第１のアナログ信号の正負を反転させた逆相信号であると好適である。或いは、同相信号を入力し、一方のアンプで出力を反転させても好適である。
【００１３】
そして、第２のアンプの出力は、前記第１のアンプの出力と正負が逆の逆相信号であることを特徴とする。
【００１４】
本発明の一態様のアンプの異常検出方法は、
第１と第２のアナログ信号を互いに同期させて入力し、第１とアナログ信号を増幅して出力する第１のアンプと第２とアナログ信号を増幅して出力する第２のアンプの少なくとも一方の異常を検出する異常検出方法であって、
第１のアンプの出力に接続された第１のコンデンサの応答信号と第２のアンプの出力に接続された第２のコンデンサの応答信号とを入力する工程と、
入力された第１と第２のコンデンサの応答信号だけの加算値が所定の閾値をはずれていた場合に第１と第２のアンプの少なくとも一方が異常であると判定する工程と、
を備えたことを特徴とするアンプの異常検出方法。
【００１５】
そして、上述したように、第２のアンプの出力は、前記第１のアンプの出力と正負が逆の逆相信号であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、負荷の影響を受けていない、或いは影響が実質的に抑制された出力値を用いて、複数のアンプの少なくとも１つが異常であると判定することができる。よって、高精度な異常検出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
図１は、実施の形態１におけるアンプの異常検出装置の構成を示す概念図である。
図１において、アンプの異常検出装置１０は、２つのアンプ１２，１４の少なくとも１つが異常である場合に、その異常を検出する。アンプの異常検出装置１０は、コンデンサ２０，２２、測定用アンプ３０、比較回路、及び判定回路を備えている。アンプ１２の出力は、分岐されてコンデンサ２０（第１のコンデンサ）に接続される。２つのアンプ１２，１４は同じ性能のアンプを用いる。アンプ１４の出力は、分岐されてコンデンサ２２（第２のコンデンサ）に接続される。コンデンサ２０，２２は、同じコンデンサを用いると良い。２つのコンデンサ２０，２２は接続され、２つのコンデンサ２０，２２間の中点で測定用アンプ３０に接続される。測定用アンプ３０の出力は比較回路４０に接続され、比較回路４０の出力側に判定回路が接続される。比較回路と判定回路とで判定部を構成する。図１では、本実施の形態１を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。各アンプの出力の用途は、ここでは記載を省略しているが、必要なその他の構成に接続されればよい。
【００１８】
アンプ１２には、正のアナログ信号（第１のアナログ信号）が入力される。そして、アンプ１２は、正のアナログ信号を増幅して出力する。アンプ１４には、負のアナログ信号（第２のアナログ信号）が入力される。そして、アンプ１４は、負のアナログ信号を増幅して出力する。正のアナログ信号と負のアナログ信号は、正負を単に逆転させただけの逆相信号であり、同期させてそれぞれの対応するアンプ１２或いはアンプ１４に入力される。そして、アンプ１４の出力は、アンプ１２の出力と正負が逆の逆相信号となる。アンプ１２の出力がコンデンサ２０に入力して、コンデンサ２０から応答信号が測定用アンプ３０側に検出される。同様に、アンプ１４の出力がコンデンサ２２に入力して、コンデンサ２２から応答信号が測定用アンプ３０側に検出される。測定用アンプ３０は、コンデンサ２０の応答信号とコンデンサ２２の応答信号とを入力し、コンデンサ２０の応答信号とコンデンサ２２の応答信号とだけの加算値を比較回路４０に増幅して出力する。
【００１９】
図２は、実施の形態１におけるアンプ出力と加算値の一例を示す図である。ここで、２つのアンプ１２，１４の双方が故障していなければ、増幅されたコンデンサ２０の応答信号とコンデンサ２２の応答信号とだけの加算値は、正負を単に逆転させただけの逆相信号同士の加算値であるので、理想的には正反対の波形のアナログ値となる。よって、２つの出力値を加算することで、理想的には加算値が０となる。一方、アンプ１２とアンプ１４の少なくとも一方が異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路４０で増幅された加算値を入力し、かかる加算値を所定の閾値（基準電圧）と比較する。そして、例えば、比較の結果、加算値が所定の閾値を越えている場合はＨレベル信号、超えていない場合はＬレベル信号を判定回路５０に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路５０は、比較回路４０の出力値を処理して正常／異常を判定する。具体的には判定回路５０で、比較回路４０の出力値を処理して加算値が所定の閾値を越えたかどうかを判定する。加算値が所定の閾値を越えた場合にアンプ１２とアンプ１４の少なくとも一方が異常であると判定して、その結果を出力する。結果の情報は、例えばデジタル信号として出力されるとその後に結果の情報を用いやすくなるためより好適である。このように構成することで、アンプ１２とアンプ１４の少なくとも一方が異常である場合を異常時に即座に検出することができる。また、アナログ値には図２に示すように通常ノイズが乗っているので、判定する際に所定の閾値を用いることで誤判定を低減することができる。ノイズが小さい或いは無視できるような場合には、閾値を０或いは略０にしてもよい。さらに、測定用アンプ３０で増幅させることで、基準となる閾値（基準電圧）との差を明確化することができ比較回路４０での比較の精度を向上させることができる。特にアンプ異常の程度が小さい場合でも増幅されることにより検出することができる。
【００２０】
図３は、アンプ出力側の構成とその等価回路について実施の形態１と従来とを比較した図である。
図３（ａ）に示すように、従来、各アンプの出力にはコンデンサに並列して抵抗器も接続されていた。ここでは、一例としてアンプ１２の出力にコンデンサ２０とコンデンサ２０に並列に抵抗器６０を接続した場合を示している。実際にアンプの出力を測定するにあたり、アナログ出力に電圧を想定するとこの抵抗器６０はアンプ１２にとって負荷となる。抵抗器６０の抵抗値がＲ、アンプ１２の内部抵抗の抵抗値がＲ０、アンプ１２で増幅後の真の電圧をＶであるとすると、測定されるアンプ１２の出力電圧Ｖ０は、以下の式（１）で表すことができる。
（１）  Ｖ０＝Ｒ／（Ｒ０＋Ｒ）・Ｖ
【００２１】
このように、測定されるアンプ１２の出力電圧Ｖ０は、抵抗器６０とアンプ１２の内部抵抗の影響を受けて正確な応答が得られにくい。特に、高速応答が必要な高速領域では正確な応答が得られなくなってしまう。そのため、従来の手法では、この影響を小さくするため高抵抗の抵抗器が必要となる。しかし、高抵抗の抵抗器を用いるとアンプ１２の出力特性がなまってしまうため、コンデンサ２０を並列に接続することでこれを補償していた。しかし、かかる従来の手法では、高抵抗の抵抗器６０を用いたとしてもアンプ１２の出力精度には限界がある。また、コンデンサ２０と抵抗器６０とのバランスをとる必要もありバランスさせた結果のアンプ１２の出力精度にも限界がある。
【００２２】
これに対して、実施の形態１では、図３（ｂ）に示すように、各アンプの出力にはコンデンサを接続するだけで、コンデンサに並列して抵抗器を接続していない。ここでは、一例としてアンプ１２の出力にコンデンサ２０を接続した場合を示している。抵抗器を無くすことで、従来の並列部分の抵抗値は無限大（∞）となるので、式（１）におけるＲ／（Ｒ０＋Ｒ）が限りなく１に近づくことになる。よって、アンプ１２の内部抵抗の影響をも小さくなり、アンプ１２から、従来の構成よりもさらに高精度な応答を得ることができる。
【００２３】
以上のように、実施の形態１によれば、負荷の影響を受けていない、或いは影響が実質的に抑制された各出力値の加算値を用いて、複数のアンプの少なくとも１つが異常であると判定することができる。よって、より高精度な異常検出を行うことができる。
【００２４】
実施の形態２．
図４は、実施の形態２アンプの異常検出装置の構成を示す概念図である。
図４において、アンプ１４の代わりに反転アンプ１６を用いた点以外は図１と同様である。アンプ１２及び反転アンプ１６は一方が出力を反転させる以外は同じ性能のアンプを用いる。
【００２５】
アンプ１２には、正のアナログ信号（第１のアナログ信号）が入力される。そして、アンプ１２は、正のアナログ信号を増幅して出力する。アンプ１６には、アンプ１２と同じ正のアナログ信号（第２のアナログ信号）が入力される。そして、アンプ１６は、正のアナログ信号を増幅して、信号の正負を反転させて出力する。ここでは、正の同じアナログ信号を同期させてそれぞれの対応するアンプ１２或いはアンプ１６に入力される。そして、アンプ１６の出力は、アンプ１２の出力と正負が逆の逆相信号となる。アンプ１２の出力がコンデンサ２０に入力して、コンデンサ２０から応答信号が測定用アンプ３０側に検出される。同様に、アンプ１６の出力がコンデンサ２２に入力して、コンデンサ２２から応答信号が測定用アンプ３０側に検出される。測定用アンプ３０は、コンデンサ２０の応答信号とコンデンサ２２の応答信号とを入力し、コンデンサ２０の応答信号とコンデンサ２２の応答信号とだけの加算値を比較回路４０に増幅して出力する。その他の内容は実施の形態１と同様である。以上のように構成しても実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００２６】
実施の形態３．
実施の形態３では、上述したアンプの異常検出装置を、アンプを使って偏向器に偏向電圧を印加する荷電粒子ビーム装置に利用した場合について説明する。以下、実施の形態３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。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、描画装置について説明する。但し、荷電粒子ビーム装置は、描画装置に限るものではなく、電子顕微鏡や検査装置等でも構わない。荷電粒子ビームを偏向させて用いる装置であれば構わない。
【００２７】
図５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５において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である可変成形型の描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。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、ブランキング（ＢＬＫ）偏向器２１２、ＢＬＫアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、成形偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び対物偏向器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、ＸＹステージ１０５上には、描画対象となる試料１０１とミラー２０９が配置されている。制御部１６０は、制御計算機１２０、メモリ１２２、パターンデータ処理回路１３０、ＢＬＫ偏向制御回路１４２、分配回路１５２、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）１６１，１６２、アンプ１７１，１７２、アンプ異常検出装置１９２、成形偏向制御回路１４４、分配回路１５４、ＤＡＣ１６３，１６４、アンプ１７３，１７４、アンプ異常検出装置１９４、位置偏向制御回路１４６、分配回路１５６、ＤＡＣ１６５，１６６、アンプ１７５，１７６、アンプ異常検出装置１９６、レーザ測長系１３２、及び駆動回路１１４を備えている。そして、アンプ異常検出装置１９２として、比較回路２７２、判定回路１８２、コンデンサ２４１，２４２、及び増幅器２６２を備えている。アンプ異常検出装置１９４として、比較回路２７４、判定回路１８４、コンデンサ２４３，２４４、及び増幅器２６４を備えている。アンプ異常検出装置１９６として、比較回路２７６、判定回路１８６、コンデンサ２４５，２４６、及び増幅器２６６を備えている。
【００２８】
制御計算機１２０には、メモリ１２２、パターンデータ処理回路１３０、判定回路１８２、判定回路１８４、判定回路１８６、レーザ測長系１３２、駆動回路１１４が図示していないバスを介して接続されている。パターンデータ処理回路１３０、駆動回路１１４は、制御計算機１２０から出力される制御信号により制御される。判定回路１８２、判定回路１８４、及び判定回路１８６からの判定結果やミラー２０９を用いてＸＹステージ１０５位置をレーザ測長したレーザ測長系１３２からの位置情報は、制御計算機１２０に送信される。また、制御計算機１２０で演算される入力データ或いは出力データ等はメモリ１２２に記憶される。
【００２９】
パターンデータを処理してショット分割等を行なうパターンデータ処理回路１３０には、ＢＬＫ偏向制御回路１４２、成形偏向制御回路１４４、位置偏向制御回路１４６が図示していないバスを介して接続されている。ＢＬＫ偏向制御回路１４２、成形偏向制御回路１４４、位置偏向制御回路１４６は、パターンデータ処理回路１３０により処理された各ショットに沿った偏向を行なうようにパターンデータ処理回路１３０からのデータにより制御される。
【００３０】
ＢＬＫ偏向制御回路１４２には、分配回路１５２が図示していないバスを介して接続され、ＢＬＫ偏向制御回路１４２からの制御信号を（＋）信号及び（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣ１６１に他方をＤＡＣ１６２に同期をとりながら分配する。図１では、（＋）信号をＤＡＣ１６１に（−）信号をＤＡＣ１６２に分配する例を示している。また、ＤＡＣ１６１の出力はアンプ１７１で増幅され、アンプ１７１の出力側は、ＢＬＫ偏向器２１２の対となる一方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣ１６１内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、アンプ１７１で増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧としてＢＬＫ偏向器２１２の対となる一方の電極に印加される。他方、ＤＡＣ１６２の出力はアンプ１７２で増幅され、アンプ１７２の出力側は、ＢＬＫ偏向器２１２の対となる他方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣ１６２内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、アンプ１７２で増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧としてＢＬＫ偏向器２１２の対となる他方の電極に印加される。また、アンプ１７１の出力値は、コンデンサ２４１を介して、同様に回路構成されたコンデンサ２４２を介したアンプ１７２の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器２６２で増幅された後に増幅器２６２に接続された比較回路２７２に入力される。比較回路２７２の出力側は判定回路１８２に接続される。
【００３１】
ビーム形状及びサイズを制御する成形偏向制御回路１４４には、分配回路１５４が図示していないバスを介して接続され、成形偏向制御回路１４４からの制御信号を（＋）信号及び（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣ１６３に他方をＤＡＣ１６４に同期をとりながら分配する。図１では、（＋）信号をＤＡＣ１６３に（−）信号をＤＡＣ１６４に分配する例を示している。また、ＤＡＣ１６３の出力はアンプ１７３で増幅され、アンプ１７３の出力側は、成形偏向器２０５の対となる一方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣ１６３内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、アンプ１７３で増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として成形偏向器２０５の対となる一方の電極に印加される。他方、ＤＡＣ１６４の出力はアンプ１７４で増幅され、アンプ１７４の出力側は、成形偏向器２０５の対となる他方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣ１６４内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、アンプ１７４で増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として成形偏向器２０５の対となる他方の電極に印加される。また、アンプ１７３の出力値は、コンデンサ２４３を介して、同様に回路構成されたコンデンサ２４４を介したアンプ１７４の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器２６４で増幅された後に増幅器２６４に接続された比較回路２７４に入力される。比較回路２７４の出力側は判定回路１８４に接続される。
【００３２】
ビームの位置を制御する位置偏向制御回路１４６には、分配回路１５６が図示していないバスを介して接続され、位置偏向制御回路１４６からの制御信号を（＋）信号及び（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣ１６５に他方をＤＡＣ１６６に同期をとりながら分配する。図１では、（＋）信号をＤＡＣ１６５に（−）信号をＤＡＣ１６６に分配する例を示している。また、ＤＡＣ１６５の出力はアンプ１７５で増幅され、アンプ１７５の出力側は、対物偏向器２０８の対となる一方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣ１６５内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、アンプ１７５で増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として対物偏向器２０８の対となる一方の電極に印加される。他方、ＤＡＣ１６６の出力はアンプ１７６で増幅され、アンプ１７６の出力側は、対物偏向器２０８の対となる他方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣ１６６内でデジタル・アナログ変換（ＤＡ変換）され、アンプ１７６で増幅されたアナログ値は、ビーム偏向電圧として対物偏向器２０８の対となる他方の電極に印加される。また、アンプ１７５の出力値は、コンデンサ２４５を介して、同様に回路構成されたコンデンサ２４６を介したアンプ１７６の出力値と加算される。そして、加算されたアナログ信号は増幅器２６６で増幅された後に増幅器２６６に接続された比較回路２７６に入力される。比較回路２７６の出力側は判定回路１８６に接続される。
【００３３】
図５では、本実施の形態３を説明する上で必要な構成部分以外については記載を省略している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成が含まれることは言うまでもない。
【００３４】
電子銃２０１から出た荷電粒子ビームの一例となる電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１の成形アパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２の成形アパーチャ２０６上に投影される。かかる第２の成形アパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像の位置は、静電型の成形偏向器２０５によって偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させることができる。そして、第２の成形アパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、静電型の対物偏向器２０８によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に追従しながら照射位置が決められる。そして、移動可能に配置されたＸＹステージ１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。例えば、試料１０１がウェハ上の半導体装置を製造する際のマスクである場合、試料１０１には、予め、ガラス基板上にクロム（Ｃｒ）膜等の遮光膜とその上にレジスト膜を形成しておく。そして、描画装置１００を用いてレジスト膜上に電子ビーム２００を照射することでレジスト膜が感光し、現像、洗浄等を経てレジストパターンが描画される。続いて、レジストパターンをマスクとして、下層の遮光膜等をエッチングすることでマスクパターンが形成される。すなわち、遮光膜は、各種偏向器で偏向された電子ビーム２００で描画されることでパターン形成される。このようにして、ウェハ上の半導体装置を製造する際のマスクが製作される。
【００３５】
上述したように、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、移動可能に配置されたＸＹテーブル１０５上の試料１０１の所望する位置に照射される。ここで、試料１０１上の電子ビーム２００が、所望する照射量を試料１０１に入射させる照射時間に達した場合、試料１０１上に必要以上に電子ビーム２００が照射されないようにするため、静電型のＢＬＫ偏向器２１２で電子ビーム２００を偏向すると共にＢＬＫアパーチャ２１４で電子ビーム２００をカットし、電子ビーム２００が試料１０１面上に到達しないようにする。図１では、ブランキングされる場合の電子ビーム２００の軌道を点線で示している。
【００３６】
ビームＯＮ（ブランキングＯＦＦ）の場合、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、図１における実線で示す軌道を進むことになる。一方、ビームＯＦＦ（ブランキングＯＮ）の場合、電子銃２０１から出た電子ビーム２００は、図１における点線で示す軌道を進むことになる。また、電子鏡筒１０２内およびＸＹテーブル１０５が配置された描画室１０３内は、図示していない真空ポンプにより真空引きされ、大気圧よりも低い圧力となる真空雰囲気となっている。
【００３７】
成形偏向器２０５や対物偏向器２０８には、例えば、８極の静電偏向器が用いられる。例えば、ＸＹ方向の所定の方向に偏向させるため、電極（１）には、ｙ、電極（１）の対極となる電極（５）には、−ｙ、電極（２）には、（ｘ＋ｙ）／√２、電極（２）の対極となる電極（６）には、（−ｘ−ｙ）／√２、電極（３）には、ｘ、電極（３）の対極となる電極（７）には、−ｘ、電極（４）には、（ｘ−ｙ）／√２、電極（４）対極となる電極（８）には、（−ｘ＋ｙ）／√２といった電圧を印加する。このように、対となる対極同士で正負が逆転した電圧を印加することで高速かつ高精度なビーム偏向を実現することができる。ここでは、８極の静電偏向器を一例として用いたが、これに限るものではない。２極以上の複数極であれば構わない。ＢＬＫ偏向器２１２も同様である。図５では、対となる１組の偏向器についての回路構成を示しているが、複数組（例えば、８極の場合は４組）で構成される場合には、その分だけ、同様の回路が組まれていることは言うまでもない。すなわち、例えば、成形偏向器２０５が８極で構成される場合には、ＤＡＣ１６３，１６４、アンプ１７３，１７４、比較回路２７４、判定回路１８４、コンデンサ２４３，２４４、及び増幅器２６４が４組分用意され、分配回路１５４が各組の正負の各ＤＡＣアンプユニットにそれぞれ必要なデジタル信号を分配すればよい。また、対物偏向器２０８やＢＬＫ偏向器２１２についても同様である。
【００３８】
実施の形態３では、ＤＡＣ１６１が電子ビーム２００を静電偏向させるための（＋）側のデジタル信号を分配回路１５２から入力してアナログ値（第１のアナログ値）に変換し、アナログ値をアンプ１７１で増幅して（＋）側電圧値（第１の電圧値）としてＢＬＫ偏向器２１２に出力する際に、比較回路２７２側に（＋）側電圧値の信号を分岐させている。同様に、ＤＡＣ１６２が電子ビーム２００を静電偏向させるための（−）側のデジタル信号を分配回路１５２から入力してアナログ値（第２のアナログ値）に変換し、アナログ値をアンプ１７２で増幅して（−）側電圧値（第２の電圧値）としてＢＬＫ偏向器２１２に出力する際に、比較回路２７２側に（−）側電圧値の信号を分岐させている。そして、それらの電圧値を加算して比較回路２７２に出力する。正負を反転させた２方向のデジタル信号をそれぞれのＤＡＣアンプ（ＤＡＣ及びＤＡＣの出力側に接続されたアンプ、以下、同じ）に入力することで、各ＤＡＣアンプの出力値は同じＤＡＣアンプであれば理想的には正反対の波形のアナログ値となる。よって、２つの出力値を加算することで、理想的には加算値が０となる。一方、アンプ１７１とアンプ１７２の少なくとも一方が異常である場合には、加算値の値が０にならない。そこで、判定部の一例となる比較回路２７２で加算値を所定の閾値（基準電圧）と比較する。そして、例えば、比較の結果、加算値が所定の閾値を越えている場合はＨレベル信号、超えていない場合はＬレベル信号を判定回路１８２に出力する。そして、判定部の一例となる判定回路１８２は、比較回路２７２の出力値を処理して正常／異常を判定する。判定の仕方は実施の形態１，２と同様である。
【００３９】
以上のように、対となる電極同士で正負の反転した電圧値で電子ビーム２００を偏向制御するような場合には、正負の反転した電圧値を出力する各ＤＡＣアンプの出力値を加算することで、少なくとも一方の異常を検出することができる。少なくとも一方が異常であるとわかれば、どちらか一方のＤＡＣアンプユニットを交換して再度テストを行なえばどちらが異常であるか、或いは両方が異常であったかを判断することができる。言い換えれば、異常が発生した状況で再度描画オペレーションを行い、異常が発生することを確認する。そして、対極同士のＤＡＣアンプユニットのうち、一方を別のＤＡＣアンプユニットに交換して再度テストを行なう。異常が再現されれば交換をしていない方のＤＡＣアンプユニットが異常であることがわかる。また、異常が再現しない場合には、交換したＤＡＣアンプを元に戻して、他方のＤＡＣアンプユニットを別のＤＡＣアンプユニットに交換して再度テストを行なう。異常が再現されれば最初に交換をした（現在、交換されていない）方のＤＡＣアンプユニットが異常であることがわかる。
【００４０】
ここで、実施の形態１では、対極同士のＤＡＣアンプの出力を加算する場合について説明したが、１組の対極同士のＤＡＣアンプの出力を加算する場合に限るものではない。例えば、偏向器が４極の場合、対となる対極同士が２組存在することになる。偏向器が８極の場合、対となる対極同士が４組存在することになる。その場合、各組同士のＤＡＣアンプの出力を加算すれば異常が無ければ加算値は０となる。よって、全ての組或いはいくつかの組同士のＤＡＣアンプの出力を加算しても異常が無ければ加算値は０となる。よって、全ての組或いはいくつかの組同士のＤＡＣアンプの出力を加算するように構成しても好適である。
【００４１】
実施の形態３の構成によれば、描画しながら（描画中）でもＤＡＣアンプの異常を検出することができる。また、再現性の有無に関わらず、異常発生時に異常を検出することができる。よって、異常を知らずに異常マスクや異常ウェハ等を描画（製造）し続け、２次被害を引き起こすといった２次被害を防止することができる。
【００４２】
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。
【００４３】
また、上述した各実施の形態において説明したように、＋／−が反転した出力を加算して、出力レベルを”０”のする手法は実現可能な手法として非常に有効であり、加算することで、異常検出の精度が上げることができる。
【００４４】
例えば、主副２段偏向を用いて電子ビームを偏向させる場合に、例えば副偏向器の出力レベルは、ビーム偏向量換算で０〜５０μｍとなる。そして、検出したい異常レベルは１０ｎｍ以下である。通常、１０ｎｍ相当の電圧値の変動を、０〜５０μｍ相当の電圧変化の中で直接検出できる検出器の実現は困難である。しかしながら、上述した各実施の形態のように、＋／−でキャンセルアウトすると、通常信号レベルは理想的には常時”０”であり、これを基準に１０ｎｍ以下に相当する電圧値等の変動を検出することになり、高精度な検出が実現可能となる。
【００４５】
また、通常、描画装置では、別の目的で、偏向器は対極構造を採用するケースが多く、対極アンプ出力の加算で異常を検出する方法を用いることで、全てのＤＡＣアンプのモニターを行うに当たりコンパクトなシステムを組むことができる。
【００４６】
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。
【００４７】
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非点補正方法、荷電粒子ビーム描画方法及び荷電粒子ビーム描画装置は、本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実施の形態１におけるアンプの異常検出装置の構成を示す概念図である。
【図２】実施の形態１におけるアンプ出力と加算値の一例を示す図である。
【図３】アンプ出力側の構成とその等価回路について実施の形態１と従来とを比較した図である。
【図４】実施の形態２アンプの異常検出装置の構成を示す概念図である。
【図５】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６】従来の可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０，１９２，１９４，１９６  異常検出装置
１２，１４，１７１，１７２，１７３，１７４，１７５，１７６，１７７，１７８  アンプ
１６  反転アンプ
２０，２２，２４１，２４２，２４３，２４４，２４５，２４６  コンデンサ
３０  測定用アンプ
４０，２７２，２７４，２７６  比較回路
５０，１８２，１８４，１８６  判定回路
６０  抵抗器
１００  描画装置
１０１，３４０  試料
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０５  ＸＹステージ
１１４  駆動回路
１２０  制御計算機
１２２  メモリ
１３０  パターンデータ処理回路
１３２  レーザ測長系
１４２  ＢＬＫ偏向制御回路
１４４  成形偏向制御回路
１４６  位置偏向制御回路
１５０  描画部
１５２，１５４，１５６  分配回路
１６０  制御部
１６１，１６２，１６３，１６４，１６５，１６６，１６７，１６８  ＤＡＣ
２００  電子ビーム
２０１  電子銃
２０２  照明レンズ
２０３  第１の成形アパーチャ
２０４  投影レンズ
２０５  成形偏向器
２０６  第２の成形アパーチャ
２０７  対物レンズ
２０８  対物偏向器
２０９  ミラー
２１２  ＢＬＫ偏向器
２１４  ＢＬＫアパーチャ
２６２，２６４，２６６  増幅器
３３０  電子線
４１０  第１のアパーチャ
４１１  開口
４２０  第２のアパーチャ
４２１  可変成形開口
４３０  荷電粒子ソース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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