(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変成形型荷電粒子ビーム描画装置に用いられる偏向アンプの評価方法であって、
第１の成形アパーチャを通過した荷電粒子ビームを偏向アンプにより偏向して、第２の成形アパーチャを通過する前記荷電粒子ビームの形状および寸法を制御する成形偏向器について２種類の動作パターンを設定する工程と、
第ｎ番目にショットする前記荷電粒子ビームのオン状態を生成する信号が発せられてから、第（ｎ−１）番目にショットする前記荷電粒子ビームのオン状態の電圧からオフ状態の電圧に切り替わるまでの遅延時間を変えながら、ブランキング偏向器により前記荷電粒子ビームのオン状態とオフ状態とをショット回数が所定値になるまで交互に繰り返すとともに、前記第１の成形アパーチャを通過した前記荷電粒子ビームに対し、前記２種類の動作パターンが交互に繰り返されるように前記成形偏向器を制御し、該成形偏向器によって偏向された前記荷電粒子ビームのビーム電流を測定する工程と、
前記ビーム電流から積分電流を演算し、前記遅延時間と前記積分電流との関係を求める工程とを有することを特徴とする偏向アンプの評価方法。
【請求項２】
前記２種類の動作パターンは、前記第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が前記第２の成形アパーチャの成形開口の所定位置で重なるように偏向する動作パターンと、
前記第１のアパーチャ像が前記第２の成形アパーチャで完全に遮蔽される位置に偏向する動作パターンであることを特徴とする請求項１に記載の偏向アンプの評価方法。
【請求項３】
前記偏向アンプは、第１、第２、第３および第４の偏向アンプを有し、
前記第１の偏向アンプは第１の電極に接続し、
前記第２の偏向アンプは、前記第１の電極と対極に位置する第２の電極に接続し、
前記第３の偏向アンプは、前記第１の電極から９０°ずれた位置にある第３の電極に接続し、
前記第４の偏向アンプは、前記第２の電極から９０°ずれた位置にある第４の電極に接続し、
前記２種類の動作パターンは、前記第１の偏向アンプから第１の電極に電圧を印加するとともに、前記第２の偏向アンプから前記第２の電極に電圧を印加して、前記第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が前記第２の成形アパーチャの成形開口の第１の所定位置で重なるように偏向する動作パターンと、
前記第１の電極と前記第２の電極に印加する電圧を変えて、前記第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が前記第２の成形アパーチャの成形開口の第２の所定位置で重なるように偏向する動作パターンであり、
さらに、前記第３の偏向アンプから前記第３の電極に電圧を印加するとともに、前記第４の偏向アンプから前記第４の電極に電圧を印加して、前記第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が前記第２の成形アパーチャの成形開口の第３の所定位置で重なるように偏向する動作パターンと、
前記第３の電極と前記第４の電極に印加する電圧を変えて、前記第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が前記第２の成形アパーチャの成形開口の第４の所定位置で重なるように偏向する動作パターンとを有し、
前記第１の所定位置と前記第２の所定位置に偏向する動作パターンが交互に繰り返されるように前記成形偏向器を制御し、該成形偏向器によって偏向された前記荷電粒子ビームの第１のビーム電流を測定する工程と、
前記第１のビーム電流から積分電流を演算し、前記遅延時間と前記積分電流との第１の関係を求める工程と、
前記第３の所定位置と前記第４の所定位置に偏向する動作パターンが交互に繰り返されるように前記成形偏向器を制御し、該成形偏向器によって偏向された前記荷電粒子ビームの第２のビーム電流を測定する工程と、
前記第２のビーム電流から積分電流を演算し、前記遅延時間と前記積分電流との第２の関係を求める工程とを有することを特徴とする請求項１に記載の偏向アンプの評価方法。
【請求項４】
可変成形型荷電粒子ビーム描画装置に用いられる偏向アンプの評価方法であって、
荷電粒子ビームを偏向アンプにより偏向して、試料面上における前記荷電粒子ビームの位置を制御する副偏向器について２種類の動作パターンを設定する工程と、
第ｎ番目にショットする前記荷電粒子ビームのオン状態を生成する信号が発せられてから、第（ｎ−１）番目にショットする前記荷電粒子ビームのオン状態の電圧からオフ状態の電圧に切り替わるまでの遅延時間を変えながら、ブランキング偏向器により前記荷電粒子ビームのオン状態とオフ状態とをショット回数が所定値になるまで交互に繰り返すとともに、前記荷電粒子ビームに対して前記２種類の動作パターンが交互に繰り返されるように前記副偏向器を制御し、該副偏向器によって偏向された前記荷電粒子ビームのビーム電流を測定する工程と、
前記ビーム電流から積分電流を演算し、前記遅延時間と前記積分電流との関係を求める工程とを有することを特徴とする偏向アンプの評価方法。
【請求項５】
荷電粒子ビーム照射のオン状態とオフ状態を制御するブランキング偏向器と、
第１の成形アパーチャを通過した前記荷電粒子ビームを第１の偏向アンプにより偏向して、第２の成形アパーチャを通過する前記荷電粒子ビームの形状および寸法を制御する成形偏向器と、
前記荷電粒子ビームを第２の偏向アンプにより偏向して、試料面上における前記荷電粒子ビームの位置を制御する副偏向器と、
第ｎ番目にショットする前記荷電粒子ビームのオン状態を生成する信号が発せられてから、第（ｎ−１）番目にショットする前記荷電粒子ビームのオン状態の電圧からオフ状態の電圧に切り替わるまでの遅延時間を設定する設定部と、
前記ブランキング偏向器によりショット回数が所定値になるまで前記荷電粒子ビームのオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す間、前記成形偏向器または前記副偏向器により２種類の動作パターンが交互に繰り返されて偏向された前記荷電粒子ビームのビーム電流を測定する測定部と、
前記ビーム電流から積分電流を演算し、前記遅延時間と前記積分電流との関係を求める演算部と、
前記関係から、前記第１の偏向アンプおよび前記第２の偏向アンプの少なくとも一方の故障の有無を判定する判定部とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏向アンプの評価方法および荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大規模集積回路（ＬＳＩ）の高集積化および大容量化に伴い、半導体素子に要求される回路線幅は益々狭くなっている。半導体素子は、回路パターンが形成された原画パターン（マスクまたはレチクルを指す。以下では、マスクと総称する。）を用い、いわゆるステッパと呼ばれる縮小投影露光装置でウェハ上にパターンを露光転写して回路形成することにより製造される。こうした微細な回路パターンをウェハに転写するためのマスクの製造には、微細パターンを描画可能な電子ビーム描画装置が用いられる。また、レーザビームを用いて描画するレーザビーム描画装置の開発も試みられている。尚、電子ビーム描画装置は、ウェハに直接パターン回路を描画する場合にも用いられる。
【０００３】
特許文献１には、可変成形型電子ビーム描画装置の一例が開示されている。こうした装置における描画データは、ＣＡＤシステムを用いて設計された半導体集積回路などの設計データ（ＣＡＤデータ）に、補正や図形パターンの分割などの処理を施すことによって作成される。例えば、図形パターンの分割処理は、電子ビームのサイズにより規定される最大ショットサイズ単位で行われ、併せて、分割された各ショットの座標位置、サイズおよび照射時間が設定される。そして、描画する図形パターンの形状や大きさに応じてショットが成形されるように、描画データが作成される。
【０００４】
電子ビームで描画する際には、パターン図形に応じて準備された寸法と形状のショットが形成される。具体的には、電子銃から出射された電子ビームは、第１の成形アパーチャで矩形状に成形された後、偏向器で第２の成形アパーチャ上に偏向されて、そのビーム形状と寸法を変化させる。その後、電子ビームは、ステージ上に載置されたマスクに照射される。
【０００５】
上述したように、電子ビーム描画装置では、電子ビームを偏向させてマスク上に照射している。電子ビームの偏向制御は偏向アンプと偏向器によって行われ、偏向の種類によってそれぞれ複数の偏向アンプと偏向器がある。例えば、電子ビームのオンとオフによりビームショットの生成を行うブランキング制御、電子ビームを所望の形状と寸法に成形する成形制御、電子ビームを所望の位置にショットする位置制御が挙げられる。これらの偏向アンプが１つでも故障すると、意図しないパターンが描画されることになり、歩留まりの低下や装置のダウンタイムなどを招く。
【０００６】
偏向アンプの評価は、実際の描画結果から確認するのが最も確実である。しかし、この場合には、１回の評価に数時間から数十時間の描画時間がかかる上に、高価な評価用マスクを必要とする。そこで、各偏向アンプから対応する偏向器への出力信号をオシロスコープでモニタして偏向アンプを評価することが行われている。ここで、ビームショットは、高速且つ連続に出力されるので、このようなビームショットを制御する偏向アンプを評価するには、高精度の測定機器が必要になる。しかし、オシロスコープを用いた測定では、オシロスコープの入力回路が飽和して正確な波形を観測できない。また、この方法においても、オシロスコープの接続のために数時間程度の装置のダウンタイムが発生するという問題がある。
【０００７】
上記問題に対しては、二つの制御回路に逆位相となる偏向データを入力し、これらの出力側を抵抗加算して、その中点にプローブなどの接続手段を接続し、ショットキーダイオードで特異信号をクリップした上で、オシロスコープにより測定する手法が開示されている（特許文献２参照。）。
【０００８】
特許文献２によれば、偏向アンプのセトリング時間や、選択した２つの偏向アンプ間の出力タイミングのずれを評価することは可能である。しかしながら、出力電圧レベルについての詳細な検証はできず、また、モニタ用の経路を通して測定するために最終的に偏向器に出力される電圧の評価もできない。さらに、近年においては、偏向アンプの高速化やばらつきの低下に伴い、より高精度の測定が要求され、プローブなどを含む測定装置側のインダクタンスの影響が無視できなくなるという問題も発生している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平９−２９３６７０号公報
【特許文献２】特開２００４−２５９８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、こうした問題に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、迅速に偏向アンプの故障の有無を判断できる偏向アンプの評価方法と、この機能を備えた荷電粒子ビーム描画装置とを提供することにある。
【００１１】
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の態様は、可変成形型荷電粒子ビーム描画装置に用いられる偏向アンプの評価方法であって、第１の成形アパーチャを通過した荷電粒子ビームを偏向アンプにより偏向して、第２の成形アパーチャを通過する荷電粒子ビームの形状および寸法を制御する成形偏向器について２種類の動作パターンを設定する工程と、
第ｎ番目にショットする荷電粒子ビームのオン状態を生成する信号が発せられてから、第（ｎ−１）番目にショットする荷電粒子ビームのオン状態の電圧からオフ状態の電圧に切り替わるまでの遅延時間を変えながら、ブランキング偏向器により荷電粒子ビームのオン状態とオフ状態とをショット回数が所定値になるまで交互に繰り返すとともに、第１の成形アパーチャを通過した荷電粒子ビームに対し、２種類の動作パターンが交互に繰り返されるように成形偏向器を制御し、この成形偏向器によって偏向された荷電粒子ビームのビーム電流を測定する工程と、
ビーム電流から積分電流を演算し、遅延時間と積分電流との関係を求める工程とを有することを特徴とする偏向アンプの評価方法に関する。
この評価方法は、さらに、遅延時間と積分電流との関係から偏向アンプの故障の有無を判定する工程を有することができる。
【００１３】
本発明の第１の態様において、２種類の動作パターンは、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が第２の成形アパーチャの成形開口の所定位置で重なるように偏向する動作パターンと、
第１のアパーチャ像が第２の成形アパーチャで完全に遮蔽される位置に偏向する動作パターンであることが好ましい。
【００１４】
本発明の第１の態様において、偏向アンプは、第１、第２、第３および第４の偏向アンプを有し、
第１の偏向アンプは第１の電極に接続し、
第２の偏向アンプは、第１の電極と対極に位置する第２の電極に接続し、
第３の偏向アンプは、第１の電極から９０°ずれた位置にある第３の電極に接続し、
第４の偏向アンプは、第２の電極から９０°ずれた位置にある第４の電極に接続し、
２種類の動作パターンは、第１の偏向アンプから第１の電極に電圧を印加するとともに、第２の偏向アンプから第２の電極に電圧を印加して、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が第２の成形アパーチャの成形開口の第１の所定位置で重なるように偏向する動作パターンと、
第１の電極と第２の電極に印加する電圧を変えて、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が第２の成形アパーチャの成形開口の第２の所定位置で重なるように偏向する動作パターンであり、
さらに、第３の偏向アンプから第３の電極に電圧を印加するとともに、第４の偏向アンプから第４の電極に電圧を印加して、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が第２の成形アパーチャの成形開口の第３の所定位置で重なるように偏向する動作パターンと、
第３の電極と第４の電極に印加する電圧を変えて、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が第２の成形アパーチャの成形開口の第４の所定位置で重なるように偏向する動作パターンとを有し、
第１の所定位置と第２の所定位置に偏向する動作パターンが交互に繰り返されるように成形偏向器を制御し、この成形偏向器によって偏向された荷電粒子ビームの第１のビーム電流を測定する工程と、
第１のビーム電流から積分電流を演算し、遅延時間と積分電流との第１の関係を求める工程と、
第３の所定位置と第４の所定位置に偏向する動作パターンが交互に繰り返されるように成形偏向器を制御し、この成形偏向器によって偏向された荷電粒子ビームの第２のビーム電流を測定する工程と、
第２のビーム電流から積分電流を演算し、遅延時間と積分電流との第２の関係を求める工程とを有することが好ましい。
この評価方法は、さらに、第１と第２の関係から偏向アンプの故障の有無を判定する工程を有することができる。
【００１５】
本発明の第２の態様は、可変成形型荷電粒子ビーム描画装置に用いられる偏向アンプの評価方法であって、
荷電粒子ビームを偏向アンプにより偏向して、試料面上における荷電粒子ビームの位置を制御する副偏向器について２種類の動作パターンを設定する工程と、
第ｎ番目にショットする荷電粒子ビームのオン状態を生成する信号が発せられてから、第（ｎ−１）番目にショットする荷電粒子ビームのオン状態の電圧からオフ状態の電圧に切り替わるまでの遅延時間を変えながら、ブランキング偏向器により荷電粒子ビームのオン状態とオフ状態とをショット回数が所定値になるまで交互に繰り返すとともに、荷電粒子ビームに対して２種類の動作パターンが交互に繰り返されるように副偏向器を制御し、この副偏向器によって偏向された荷電粒子ビームのビーム電流を測定する工程と、
前記ビーム電流から積分電流を演算し、前記遅延時間と前記積分電流との関係を求める工程とを有することを特徴とする偏向アンプの評価方法に関する。
本発明の第２の態様において、２種類の動作パターンは、ビーム電流を測定する測定器の中心からはずれた位置に電子ビームが照射されるように偏向する動作パターンと、測定器の中心位置に電子ビームが照射されるように偏向する動作パターンであることが好ましい。
【００１６】
本発明の第３の態様は、荷電粒子ビーム照射のオン状態とオフ状態を制御するブランキング偏向器と、
第１の成形アパーチャを通過した荷電粒子ビームを第１の偏向アンプにより偏向して、第２の成形アパーチャを通過する荷電粒子ビームの形状および寸法を制御する成形偏向器と、
荷電粒子ビームを第２の偏向アンプにより偏向して、試料面上における荷電粒子ビームの位置を制御する副偏向器と、
第ｎ番目にショットする荷電粒子ビームのオン状態を生成する信号が発せられてから、第（ｎ−１）番目にショットする荷電粒子ビームのオン状態の電圧からオフ状態の電圧に切り替わるまでの遅延時間を設定する設定部と、
ブランキング偏向器によりショット回数が所定値になるまで荷電粒子ビームのオン状態とオフ状態とを交互に繰り返す間、成形偏向器または副偏向器により２種類の動作パターンが交互に繰り返されて偏向された荷電粒子ビームのビーム電流を測定する測定部と、
ビーム電流から積分電流を演算し、遅延時間と積分電流との関係を求める演算部と、
この関係から、第１の偏向アンプおよび第２の偏向アンプの少なくとも一方の故障の有無を判定する判定部とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、迅速に偏向アンプの故障の有無を判断できる偏向アンプの評価方法と、この機能を備えた荷電粒子ビーム描画装置とが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態による電子ビーム描画装置の構成図である。
【図２】第１の成形アパーチャの開口部の一例を示す概念図である。
【図３】第２の成形アパーチャの開口部の一例を示す概念図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、偏向器間でタイミングが合っている例である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、偏向器間でタイミングが合っていない例である。
【図６】偏向器間でのタイミングは合っているが望ましくない例である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、ブランキング偏向器と成形偏向器間のタイミングが合っている例である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、ブランキング偏向器と成形偏向器間のタイミングが合っていない例である。
【図９】評価用時間と積分電流との相関関係の一例を示すグラフである。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、ブランキング偏向器と副偏向器間のタイミングが合っている例である。
【図１１】（ａ）および（ｂ）は、ブランキング偏向器と副偏向器間のタイミングが合っていない例である。
【図１２】遅延時間と積分電流との相関関係を２つの偏向アンプで比較した例である。
【図１３】８極の静電偏向器からなる成形偏向器と、各電極にアナログデータを印加するＤＡＣアンプユニットを示す図である。
【図１４】図２の開口部を通過した第１の成形アパーチャ像と、第２の成形アパーチャの開口部との重なり位置の一例を示す図である。
【図１５】遅延時間と積分電流との相関関係を２つの動作パターンで比較した例である。
【図１６】ショット毎に電子ビームを照射する場合のブランキング偏向器と成形偏向器間のタイミングが合っている例である。
【図１７】図１６より遅延時間を長くした例である。
【図１８】２ショットに１ショットの間隔で電子ビームを照射する場合のブランキング偏向器と成形偏向器間のタイミングが合っていない例である。
【図１９】図１８より遅延時間を長くした例である。
【図２０】遅延時間と積分電流との相関関係を、１ショット毎に電子ビームを照射する場合と、２ショットに１ショットの間隔で電子ビームを照射する場合とで比較した例である。
【図２１】２ショットに１ショットの間隔で電子ビームを照射する動作パターンについて、遅延時間と積分電流との相関関係を２つの偏向アンプで比較した例である。
【図２２】２ショットに１ショットの間隔で電子ビームを照射する動作パターンについて、遅延時間と積分電流との相関関係を２つの偏向アンプで比較した他の例である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、本実施の形態における描画装置の構成を示す概念図である。
【００２０】
図１において、描画装置１００は、可変成形型の描画装置の一例であり、描画部１５０と制御部１６０を備えている。
【００２１】
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、ブランキング偏向器２１２、ブランキングアパーチャ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、主偏向器２０８および副偏向器２０９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、描画対象となるマスク等の試料が描画時に配置されることになるが、ここでは図示を省略している。ＸＹステージ１０５上には、試料が配置される位置とは異なる位置にファラデーカップ２１６が配置される。ファラデーカップ２１６は、電子ビーム２００のビーム電流を測定する測定部である。
【００２２】
ブランキング偏向器２１２は、例えば、２極または４極等の複数の電極によって構成される。成形偏向器２０５、主偏向器２０８および副偏向器２０９は、例えば、４極または８極等の複数の電極によって構成される。ここでは、偏向器毎に１つのＤＡＣアンプユニットしか記載していないが、各電極にそれぞれ少なくとも１つのＤＡＣアンプユニットが接続される。
【００２３】
制御部１６０は、制御計算機１１０、偏向制御回路１２０、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプユニット１３２，１３４，１３６（偏向アンプ）、検出器１４０、メモリ１４２、磁気ディスク装置等の記憶装置１４４および外部と接続するための外部インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１４６を有している。
【００２４】
制御計算機１１０、偏向制御回路１２０、検出器１４０、メモリ１４２、記憶装置１４４および外部Ｉ／Ｆ回路１４６は、図示しないバスを介して互いに接続されている。また、偏向制御回路１２０、ＤＡＣアンプユニット１３２，１３４，１３６は、図示しないバスを介して互いに接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３２は、ブランキング偏向器２１２に接続される。また、ＤＡＣアンプユニット１３４は、成形偏向器２０５に接続される。また、ＤＡＣアンプユニット１３６は、副偏向器２０９に接続される。偏向制御回路１２０から各ＤＡＣアンプユニットに対して、それぞれ独立した制御用のデジタル信号が出力される。そして、各ＤＡＣアンプユニットでは、それぞれのデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させて偏向電圧として、接続された偏向器に出力される。このようにして、各偏向器には、接続されるＤＡＣアンプユニットから偏向電圧が印加される。かかる偏向電圧によって電子ビームが偏向させられる。そして、検出器１４０は、ファラデーカップ２１６に接続される。尚、検出器１４０は、半導体検出器（ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ  Ｓｔａｔｅ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）とも言う。）に接続されてもよい。
【００２５】
また、制御計算機１１０内には、データ処理部１１２、設定部１１４、演算部１１６、および判定部１１８といった各機能が配置される。データ処理部１１２、設定部１１４、演算部１１６および判定部１１８といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されてもよいし、ハードウェアで構成されてもよい。または、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成されてもよい。または、ファームウェアとハードウェアの組み合わせで構成されてもよい。データ処理部１１２、設定部１１４、演算部１１６および判定部１１８といった各機能が、ソフトウェア、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせ、または、ファームウェアとハードウェアの組み合わせで構成される場合、制御計算機１１０に入力される入力データまたは演算された結果は、その都度メモリ１４２に記憶される。
【００２６】
尚、図１では、本実施の形態を説明する上で必要な構成を記載しているが、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。例えば、図１では、主偏向器２０８に電圧を印加するＤＡＣアンプユニットや、各レンズを制御する制御回路等は省略されている。また、ここでは、位置偏向に、主副２段の多段偏向を用いるが、これに限るものではなく、１段の偏向器によって位置偏向を行なう構成であってもよい。
【００２７】
図２は、第１の成形アパーチャの開口部の一例を示す概念図である。また、図３は、第２の成形アパーチャの開口部の一例を示す概念図である。図２において、第１の成形アパーチャ２０３には、矩形、例えば正方形または長方形の開口部１０が形成されている。図３において、第２の成形アパーチャ２０６には、長方形の１辺と６角形の１辺とを無くしてつなげた成形開口２０が形成されている。成形開口２０は、例えば、４５度の整数倍の角度を頂点とした図形に形成されている。
【００２８】
描画装置１００は、次のように動作して描画する。
【００２９】
電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、ブランキング偏向器２１２内を通過する際にブランキング偏向器２１２によって、ビームオンの状態では、ブランキングアパーチャ２１４を通過するように制御され、ビームオフの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ２１４で遮蔽されるように偏向される。ビームオフの状態からビームオンとなり、その後ビームオフになるまでにブランキングアパーチャ２１４を通過した電子ビーム２００が１回の電子ビームのショットとなる。かかるビームオンの状態とビームオフの状態とを交互に生成する偏向電圧（第１の偏向電圧）は、ＤＡＣアンプユニット１３２（第１のアンプユニット）から出力される。そして、ブランキング偏向器２１２は、ＤＡＣアンプユニット１３２から出力された偏向電圧によって、通過する電子ビーム２００の向きを制御して、ビームオンの状態とビームオフの状態とを交互に生成する。例えば、ビームオンの状態では電圧を印加せず、ビームオフの際にブランキング偏向器２１２に電圧を印加すればよい。
【００３０】
以上のようにして、ブランキング偏向器２１２とブランキングアパーチャ２１４を通過することによって生成された各ショットの電子ビーム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。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。一方、ＤＡＣアンプユニット１３４（第２のアンプユニットの一例）からは、第１の成形アパーチャ２０３を通過した電子ビーム２００の向きを制御するための偏向電圧（第２の偏向電圧の一例）が出力される。この偏向電圧は成形偏向器２０５に印加され、これによって、第２の成形アパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像が偏向制御されてそのビーム形状と寸法を変化させる。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られ、主偏向器２０８および副偏向器２０９によって偏向されて、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料の所望する位置に照射される。このとき、ＤＡＣアンプユニット１３６（第２のアンプユニットの他の一例）から第２の成形アパーチャ２０６を通過した電子ビーム２００の照射位置を制御するための偏向電圧（第２の偏向電圧の他の一例）が出力される。ＤＡＣアンプユニット１３６から出力された偏向電圧が副偏向器２０９に印加されることで、試料の所望する位置に電子ビームが照射される。
【００３１】
電子ビームによって試料に描画を行う場合、試料の描画領域は、主偏向器２０８で偏向可能な幅で短冊状に仮想分割される。そして、分割された短冊状の各領域が単位描画領域となる。しかし、各ショットのビームサイズはかかる単位描画領域に比べてはるかに小さいため、さらに、主偏向器２０８で偏向可能なサイズよりもはるかに小さい副偏向器２０９で偏向可能なサイズの複数の小領域（サブフィールド）に仮想分割される。そして、サブフィールド毎に照射が行なわれる。言い換えれば、主偏向器２０８で１つのサブフィールドの基準位置に照射位置が合うように偏向され、副偏向器２０９でかかるサブフィールド内の所望する位置にビームが照射されるように偏向する。描画の際はＸＹステージ１０５が移動するため、主偏向器２０８はＸＹステージ１０５の移動に追従しながらサブフィールドの基準位置にビームを偏向すればよい。
【００３２】
以上述べたように、描画装置１００では、ショットの生成のためのブランキング制御と、ビーム成形制御と、照射位置制御とを異なる偏向器で行なっているため、これら複数の偏向器間のタイミング調整が必要になる。以下では、まず、複数の偏向器間のタイミングが合っている場合とずれている場合について説明する。
【００３３】
図４（ａ）〜（ｃ）は、偏向器間でタイミングが合っている一例である。
【００３４】
図１において、ＤＡＣアンプユニット１３４および１３６には、ＤＡＣアンプユニット１３２から各ショットを制御するためのタイミング信号となるＤＡＣＳＥＴ信号が出力される。図４（ａ）でｎ番目のショットのためのＤＡＣＳＥＴ信号は、（ｎ−１）番目のショットのビームオンの電圧からビームオフの電圧に切り替わる前に、ＤＡＣアンプユニット１３２から発せられる。そして、（ｎ−１）番目のショットがビームオフの電圧に切り替わったら、ｎ番目のショットのためのセトリングを開始し、セトリング時間Ｔｓ後にｎ番目のショットのため、ビームオフの電圧からビームオンの電圧に切り替わる。ここで、（ｎ−１）番目のショットがビームオフの電圧に切り替わる時点Ａよりどれくらい早い時点で、ｎ番目のショットのためのＤＡＣＳＥＴ信号をＤＡＣアンプユニット１３４，１３６に出力するかは、任意に設定可能である。言い換えれば、第ｎ番目のビームオンの状態を生成するためのブランキング用ＤＡＣＳＥＴ信号を受けてから第（ｎ−１）番目のビームオンの電圧から位置Ａで示すビームオフの電圧に切り替わるまでの遅延時間ｔ１（第１の遅延時間）（ＤＡＣディレイタイムとも言う。）は任意に設定することができる。
【００３５】
また、ｎ番目のショットのための成形用ＤＡＣＳＥＴ信号は、ＤＡＣアンプユニット１３２がＤＡＣＳＥＴ信号を発したときから時間ｔ２だけ遅れて、ＤＡＣアンプユニット１３４に入力される。時間ｔ２は、ケーブルの引き回し方や配置位置といった装置のハードウェア構成などから避けられないタイムラグとなる。そして、ＤＡＣアンプユニット１３４は、ｎ番目の成形用ＤＡＣＳＥＴ信号を受けてから所定の遅延時間後に、第（ｎ−１）番目のショットのビーム成形用の電圧から第ｎ番目のショットのビーム成形用の電圧に向けて、偏向電圧（第２の偏向電圧の一例）の電圧変化を開始する。言い換えれば、ＤＡＣアンプユニット１３４は、ＤＡＣアンプユニット１３２がＤＡＣＳＥＴ信号を発したときから遅延時間（ｔ３）（第２の遅延時間の一例）後に、第（ｎ−１）番目のビームオンの状態の電子ビーム２００の向きを制御する電圧から第ｎ番目のビームオンの状態の電子ビーム２００の向きを制御する電圧に向けて、成形用の偏向電圧の電圧変化を開始する。そして、第ｎ番目のショットのビーム成形用の電圧に到達した後に、第ｎ番目のショットのビームオンの状態になれば、所望のビーム成形を行なうことができる。
【００３６】
同様に、ｎ番目のショットのための照射位置用ＤＡＣＳＥＴ信号は、ＤＡＣアンプユニット１３２がＤＡＣＳＥＴ信号を発したときから時間Ｔ２だけ遅れて、ＤＡＣアンプユニット１３６に入力される。時間Ｔ２も、ケーブルの引き回し方や配置位置といった装置のハードウェア構成等から避けられないタイムラグとなる。そして、ＤＡＣアンプユニット１３６は、ｎ番目の照射位置用ＤＡＣＳＥＴ信号を受けてから所定の遅延時間後に、第（ｎ−１）番目のショットの照射位置用の電圧から第ｎ番目のショットの照射位置用の電圧に向けて、偏向電圧（第２の偏向電圧の他の一例）の電圧変化を開始する。言い換えれば、ＤＡＣアンプユニット１３６は、ＤＡＣアンプユニット１３２がＤＡＣＳＥＴ信号を発したときから遅延時間（Ｔ３）（第２の遅延時間の他の一例）後に、第（ｎ−１）番目のビームオンの状態の電子ビーム２００の向きを制御する電圧から第ｎ番目のビームオンの状態の電子ビーム２００の向きを制御する電圧に向けて、照射位置用の偏向電圧の電圧変化を開始する。そして、第ｎ番目のショットの照射位置用の電圧に到達した後に、第ｎ番目のショットのビームオンの状態になれば、所望の照射位置にビームを照射することができる。
【００３７】
例えば、図４（ａ）において、ビームオフの状態の間に、ビーム成形用の電圧変化の開始点Ｐから到達点Ｑまでの電圧変化が終了すれば、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３０は、図４（ｂ）に示すように、第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０と一部が重なる所望の位置に偏向位置が制御された状態で、ビームオンの状態を迎えることができる。その結果、安定した一定の電子ビーム２００が成形開口２０を通過するので、試料面上で一定の照射量を得ることができ、図４（ｃ）に示す所望の寸法のショットパターン３２が描画される。図４（ａ）では、第（ｎ−１）番目のショットのビームオンの状態からオフになった後に、第ｎ番目のショットのビーム成形用の電圧変化の開始点Ｐが位置するので、第（ｎ−１）番目のショットのビームオンの状態では、まだ第（ｎ−１）番目のショットのビーム成形用に到達済みの一定電圧のままである。よって、安定した一定の電子ビーム２００が成形開口２０を通過でき、所望の寸法のショットパターン３２が描画される。
【００３８】
ここで、第（ｎ−１）番目のショットと第ｎ番目のショットの間のビームオフの状態となるセトリング時間Ｔｓはできるだけ短い方が複数のショットで描画する場合の描画時間を短縮できるので好適である。しかし、ビーム成形用の電圧変化の到達点Ｑになる前に第ｎ番目のショットのビームオンの状態になってしまうと、成形偏向器２０５の電圧変化中に第１の成形アパーチャ２０３を電子ビーム２００が通過してしまうので、第ｎ番目のショットについて安定した照射量を得ることができない。そのため、セトリング時間Ｔｓは、到達点Ｑになった後に第ｎ番目のショットのビームオンの状態になるように設定する必要がある。逆に、まだ第（ｎ−１）番目のショットのビームオンの状態の最中に、ビーム成形用の電圧変化の開始点Ｐがくるように設定してしまうと、後述するように、ビーム成形中に成形偏向器２０５の電圧が変化してしまうので、第（ｎ−１）番目のショットについて安定した照射量を得ることができない。よって、時間Ｔｓをできるだけ短くするためには、第（ｎ−１）番目のショットのビームオンの状態が、ビームオフになった時点Ａまたはその直後に、第ｎ番目のショットのビーム成形用の電圧変化の開始点Ｐが位置するように調整することがより好適となる。かかる調整は、遅延時間（ｔ３）が固定値（一定値）なので、遅延時間ｔ１の調整によって達成される。
【００３９】
図５（ａ）〜（ｃ）は、偏向器間でタイミングが合っていない一例であり、遅延時間ｔ１が長すぎる場合を示している。
【００４０】
図５（ａ）に示すように、この例では遅延時間ｔ１が長すぎることにより、まだ第（ｎ−１）番目のショットのビームオンの状態であるにもかかわらず、ビーム成形用の電圧変化の開始点Ｐが来てしまう。その結果、第（ｎ−１）番目のショットでのビーム成形中に電圧変化が生じ、第１のアパーチャ像４０と成形開口２０との重なり位置がずれてしまう。すなわち、例えば、図５（ｂ）に示すように、偏向位置が第１のアパーチャ像４０ａ〜４０ｄのように移動してしまう。その結果、図５（ｃ）に示すように、成形開口２０を通過した電子ビームのショットパターンも、ショットパターン４２ａ〜４２ｄのように変化してしまう。そのため、所望する照射量が得られず、ショットパターンの寸法に誤差が生じる。
【００４１】
図６は、偏向器間でのタイミングは合っているが望ましくない一例であり、遅延時間ｔ１が短すぎる場合を示している。
【００４２】
図６の例では、遅延時間ｔ１が短すぎるため、第（ｎ−１）番目のショットがビームオフになった時点Ａからかなり遅れて、第ｎ番目のショットのビーム成形用の電圧変化の開始点Ｐが位置してしまう。上述したように、セトリング時間Ｔｓは、到達点Ｑになった後に、第ｎ番目のショットのビームオンの状態になるように設定する必要があるので、これではセトリング時間Ｔｓが必要以上に長くなってしまう。
【００４３】
描画装置１００では、偏向器間のタイミングを合わせながら、さらにセトリング時間Ｔｓができるだけ短くなるように調整することが好ましい。すなわち、第（ｎ−１）番目のショットのビームオン状態がビームオフになった時点Ａ、または、その直後に、第ｎ番目のショットのビーム成形用の電圧変化の開始点Ｐが位置するように調整する。
【００４４】
次に、図１、図７および図８を用いて、ブランキング偏向器と成形偏向器間のタイミングを合わせる手法について説明する。
【００４５】
図７（ａ）〜（ｃ）は、ブランキング偏向器２１２と成形偏向器２０５間のタイミングが最適値ではないが一応合っている例を示している。ここでは、動作パターンとして、図７（ｂ）に示すように、第２ｎ番目（偶数回数番目）のショットでは、第１のアパーチャ像３０の一部が第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０のある位置で重なるように偏向されるようにする。また、図７（ｃ）に示すように、第（２ｎ−１）番目（奇数回数番目）のショットでは、第１のアパーチャ像３０が第２の成形アパーチャ２０６で完全に遮蔽される位置に偏向されるようにする。偶数回数番目の偏向位置と奇数回数番目の偏向位置とは、逆であってもよい。ここでは、偶数回数番目のショットでは、四角形のショット形状を形成し、そして、奇数回数番目のショットでは、ビーム遮断される例を示している。ショット毎にかかる２つの位置に繰り返し交互に偏向されるような動作パターンとする。
【００４６】
まず、上記動作パターンのデータを外部Ｉ／Ｆ回路１４６を介して記憶装置１４４に入力する。尚、図示しないキーボードやマウス等の入力手段から制御計算機１１０に入力してもよい。また、第２の成形アパーチャ２０６を通過したショットのビームがファラデーカップ２１６に入射できる位置にＸＹステージ１０５を移動させておく。また、第２の成形アパーチャ２０６を通過した電子ビーム２００がファラデーカップ２１６に入射できるように、主偏向器２０８および副偏向器２０９の偏向量を調整しておく。
【００４７】
図１において、データ処理部１１２は、記憶装置１４４から動作パターンのデータを読み出し、描画装置１００で使用可能なフォーマットのショットデータを生成する。
【００４８】
次に、設定部１１４は、遅延時間ｔ１の代わりとなる複数の評価用時間を設定する。また、所定のセトリング時間Ｔｓも設定しておく。
【００４９】
続いて、電子銃２０１から放出された電子ビーム２００に対し、設定された評価用時間毎に、ブランキング偏向器２１２により、ビームオンの状態とビームオフの状態とを所定の回数交互に繰り返す。また、この間、成形偏向器２０５によって、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の向きを制御する。すなわち、第２ｎ番目のビームオン状態で生成されたショットのビームは、成形偏向器２０５により四角形のショット形状を形成する位置に偏向され、第（２ｎ−１）番目のビームオン状態で生成されたショットのビームは、第２の成形アパーチャ２０６の遮蔽部でビーム遮断される。かかる動作を、設定された評価用時間毎に、ショット回数がそれぞれＮ回になるまで繰り返す。
【００５０】
図７（ａ）に示すように、この例では、成形用の偏向電圧の電圧変化となる開始位置Ｐ（Ｐ’）から到達位置Ｑ（Ｑ’）までがビームオフの状態中に収まっているので、第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０と一部が重なる所望の位置に偏向位置が制御された状態で、ビームオンの状態を迎えることができる。その結果、例えば、第２ｎ番目のビームオン状態で生成されたショットでは、安定した一定の電子ビーム２００が成形開口２０を通過するのでファラデーカップ２１６には一定の照射量で入射する。これは、所望の寸法のショットパターン３２が描画されたのと同じである。一方、第（２ｎ−１）番目のビームオン状態で生成されたショットでは、完全に電子ビーム２００が遮蔽され、ファラデーカップ２１６にはビームが到達しないので、照射量は０（ゼロ）となる。これは、照射位置に何もショットされないのと同じである。
【００５１】
図８（ａ）〜（ｃ）は、ブランキング偏向器２１２と成形偏向器２０５間のタイミングが合っていない例を示している。
【００５２】
図８（ａ）に示すように、この例では、成形用の偏向電圧の電圧変化の途中から到達位置Ｑ（Ｑ’）までが、ビームオンの状態中に位置してしまっているので、図８（ｂ）に示すように、第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０と一部が重なる所望の位置へと偏向位置が移動中の状態で、ビームオンの状態を迎えることになる。その結果、例えば、第２ｎ番目のビームオン状態で生成されたショットでは、不安定な電子ビーム２００が成形開口２０を通過するので、ファラデーカップ２１６には図７の例とは異なる照射量で入射する。これは、誤差が生じた寸法のショットパターン４２が描画されたのと同じである。一方、第（２ｎ−１）番目のビームオン状態で生成されたショットでは、図８（ｃ）に示すように、完全に電子ビーム２００が遮蔽され、ファラデーカップ２１６にはビームが到達しないので、照射量は０となる。あるいは、偏向位置が移動中なので、若干の漏れビームがファラデーカップ２１６に到達することもあり得る。照射量が０（ゼロ）であれば、照射位置に何もショットされないのと同じである。
【００５３】
以上のようにして、評価用時間を可変にしながら、設定された評価用時間毎に、ブランキング偏向器２１２（またはＤＡＣアンプユニット１３２）によりビームオンの状態とビームオフの状態とをショット回数がＮ回になるまで交互に繰り返す。そして、第１の成形アパーチャ２０３を通過したショットに対し、順に２つの偏向位置に交互に偏向されるように成形偏向器２０５（またはＤＡＣアンプユニット１３４）を制御する。
【００５４】
そして、設定された評価用時間毎に、成形偏向器２０５によって向きが制御された電子ビーム２００のビーム電流を測定する。具体的には、ファラデーカップ２１６で成形開口２０を通過したショットの電子ビーム２００のビーム電流を測定する。ファラデーカップ２１６の出力は、検出器１４０に入力し、検出された各値が制御計算機１１０に出力される。
【００５５】
演算部１１６は、設定された評価用時間毎に、測定されたビーム電流についての積分電流を演算する。各ショットの時間は、ナノ秒といった単位の非常に短時間であるので、１回のショットの電流値では検出が困難である。そのため、Ｎ回のショットの電流値の積分を行なうことで検出可能な電流値を得ることができる。ショット回数Ｎは、例えば、測定機器の検出下限以上のビーム照射が得られる回数であればよい。例えば、２０ｍｓ以上であればよい。検出誤差を小さくする点から、より好ましくは数秒から十数秒である。この場合、１つの評価用時間の積分電流を得るまで、数秒から十数秒で済ますことができるので、複数の評価用時間の数を例えば百種類としても、数百秒から千数百秒、すなわち、数分単位で済ますことができる。
【００５６】
上記のようにして得られた複数の評価用時間と各評価用時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係は、記憶装置１４４に格納される。
【００５７】
上述した例では、成形偏向器２０５で偏向される２箇所の偏向位置の一方が、完全に遮蔽される位置となっているが、これに限るものではない。例えば、他のショット図形の形状になる位置でも構わない。例えば、四角形と三角形とを交互に成形するように繰り返してもよい。すなわち、成形開口２０を通過する電子ビームの照射量が異なる２つの位置間に交互に偏向されればよい。
【００５８】
図９は、複数の評価用時間と各評価用時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係の一例を示すグラフである。横軸は遅延時間ｔ１（評価用時間）、縦軸は積分電流値である。図９の例は、成形開口２０を通過する電子ビームの照射量が異なる２つの位置で測定された場合を示している。
【００５９】
ビームオンの状態になった時点で、既に成形用の偏向電圧が一定値に到達するような遅延時間ｔ１（評価用時間）に設定されていれば、図９で積分電流値は同じ値になる。逆に、ビームオンの状態で、成形用の偏向電圧が電圧変化の途中となる遅延時間ｔ１（評価用時間）に設定されていれば、図９で積分電流値は異なる値となる。このことは、積分電流値が同じ値で一定となっている遅延時間ｔ１（評価用時間）の範囲内では、ビームオンの状態になった時点で成形用の偏向電圧が一定値に到達していることを示す。つまり、設定されたセトリング時間Ｔｓにおいて、ブランキング偏向器２１２と成形偏向器２０５のタイミングが合っている状態、すなわち、図４で示した状態になる。逆に、積分電流値が一定の状態から変化を開始した後の傾きが生じている遅延時間ｔ１（評価用時間）の範囲内では、ブランキング偏向器２１２と成形偏向器２０５のタイミングが合っていない状態、すなわち、図５で示した状態になる。
【００６０】
尚、図９では、遅延時間ｔ１を長くしていくと、積分電流が一定の状態から変化した後に再び一定に戻っている。これは、遅延時間ｔ１を長くしすぎて、例えば、（ｎ−１）番目のショット時にｎ番目のショット用の成形偏向電圧になっていることを示している。
【００６１】
設定部１１４は、記憶装置１４４から相関関係を読み出し、積分電流が一定の状態から変化を開始した変化開始時間Ｒよりも短くなるように、遅延時間ｔ１を選択する。これにより、一定の積分電流値を示す遅延時間ｔ１（評価用時間）の範囲内で選択できる。その結果、ブランキング偏向器２１２と成形偏向器２０５間のタイミングを合わせることができる。このとき、セトリング時間Ｔｓをより短くするため、設定部１１４は、一定の積分電流値を示す遅延時間ｔ１（評価用時間）の範囲内のうち、変化開始時間Ｒにより近くなるように遅延時間ｔ１を選択することが好ましい。変化開始時間Ｒにより近くなるように遅延時間ｔ１を選択することで、図４に示した第（ｎ−１）番目のショットのビームオンの状態がビームオフになった時点Ａ、または、その直後に、第ｎ番目のショットのビーム成形用の電圧変化の開始点Ｐが位置するように調整できる。
【００６２】
以上のようにして選択された時間を遅延時間ｔ１として設定する。これにより、ブランキング偏向器２１２と成形偏向器２０５間のタイミング合わせを行なうことができる。さらに、変化開始時間Ｒにより近くなるように遅延時間ｔ１を設定することで、よりセトリング時間Ｔｓを短くして描画時間を短縮することができる。セトリング時間Ｔｓは、到達点Ｑになった後に第ｎ番目のショットのビームオンの状態になるできるだけ短い時間に設定する。
【００６３】
図７および図８では、ブランキング偏向器２１２と成形偏向器２０５間のタイミング合わせを行なう場合を示した。次に、照射位置用の偏向器、特に、副偏向器２０９とブランキング偏向器２１２間のタイミング合わせを行なう場合について説明する。
【００６４】
副偏向器２０９とブランキング偏向器２１２間のタイミング調整方法は、ブランキング偏向器２１２と成形偏向器２０５間のタイミング合わせを行なう場合において、成形偏向を照射位置偏向に置き換える以外は同様である。
【００６５】
図１０および図１１を用いて、ブランキング偏向器と副偏向器間のタイミングを合わせる手法について説明する。
【００６６】
図１０（ａ）および（ｂ）の例では、ブランキング偏向器２１２と副偏向器２０９間のタイミングが合っている例を示している。ここでは、動作パターンとして、図１０（ｂ）に示すように、例えば、第（２ｎ−１）番目（奇数回数番目）のショットでは、第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０を通過した電子ビーム２００がファラデーカップ２１６の中心から若干はずれた位置に照射されるように偏向位置を設定する。但し、照射された電子ビーム２００の一部がファラデーカップ２１６で検出可能な位置とする。一方、第２ｎ番目（偶数回数番目）のショットでは、第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０を通過した電子ビーム２００がファラデーカップ２１６の中心位置に照射されるように偏向位置を設定する。偶数回数番目の偏向位置と奇数回数番目の偏向位置とは逆であってもよい。ショット毎にかかる２つの位置に繰り返し交互に偏向されるような動作パターンとする。
【００６７】
まず、上記動作パターンのデータを、外部Ｉ／Ｆ回路１４６を介して記憶装置１４４に入力する。または、図示しないキーボードやマウス等の入力手段から制御計算機１１０に入力してもよい。また、第２の成形アパーチャ２０６を通過したショットのビームが、ファラデーカップ２１６に入射できる位置にＸＹステージ１０５を移動させておく。また、主偏向器２０８についても、第２の成形アパーチャ２０６を通過したショットのビームがファラデーカップ２１６に入射する位置、例えば、ファラデーカップ２１６の中心に偏向されるような偏向量に設定しておく。さらに、第１のアパーチャ像が第２の成形アパーチャ２０６を通過できるように、成形偏向器２０５の偏向量を調整しておく。より好ましくは、第１の成形アパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像全体が第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０を通過できるように、成形偏向器２０５の偏向量を調整しておく。これにより、成形偏向器２０５の偏向タイミングずれの影響を排除できる。
【００６８】
データ処理部１１２は、記憶装置１４４から動作パターンのデータを読み出し、描画装置で使用可能なフォーマットのショットデータを生成する。
【００６９】
設定部１１４は、遅延時間ｔ１の代わりとなる複数の評価用時間を設定する。また、所定のセトリング時間Ｔｓも設定しておく。
【００７０】
電子銃２０１から放出された電子ビーム２００に対し、設定された評価用時間毎に、ブランキング偏向器２１２により、ビームオンの状態とビームオフの状態とを所定の回数交互に繰り返す。そして、この間中、副偏向器２０９により、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の向きを制御する。具体的には、第（２ｎ−１）番目のビームオン状態で生成されたショットのビームは、副偏向器２０９によりファラデーカップ２１６の中心から若干はずれた位置に偏向され、第２ｎ番目のビームオン状態で生成されたショットのビームは、副偏向器２０９によりファラデーカップ２１６の中心位置に偏向される。かかる動作を、設定された評価用時間毎に、ショット回数がそれぞれＮ回になるまで繰り返す。
【００７１】
図１０（ａ）に示すように、この例では、照射位置用の偏向電圧の電圧変化となる開始位置Ｐから到達位置Ｑまでがビームオフの状態中に収まっているので、所望の位置に偏向位置が制御された状態でビームオンの状態を迎えることができる。その結果、例えば、第（２ｎ−１）番目のビームオン状態で生成されたショットでは、ショットされたビームの一部の照射量が一定量入射する。一方、第２ｎ番目のビームオン状態で生成されたショットでは、ショットされたビームの全照射量が入射する。
【００７２】
一方、図１１（ａ）および（ｂ）は、ブランキング偏向器２１２と副偏向器２０９間のタイミングが合っていない場合を示している。この例では、図１１（ａ）に示すように、照射位置用の偏向電圧の電圧変化の開始位置Ｐがビームオンの状態中に位置してしまっている。このため、図１１（ｂ）に示すように、ファラデーカップ２１６の中心からはずれた所定の位置からファラデーカップ２１６の中心へと偏向位置が移動中の状態でビームオンの状態を迎えることになる。その結果、例えば、第（２ｎ−１）番目のビームオン状態で生成されたショットでは、ファラデーカップ２１６に入射される照射量が図１０の例とは異なる量で入射する。具体的には、図１１の例では、図１０の場合より照射量が増えることになる。
【００７３】
上記したように、評価用時間を可変にしながら、設定された評価用時間毎に、ブランキング偏向器２１２（またはＤＡＣアンプユニット１３２）によりビームオンの状態とビームオフの状態とをショット回数がＮ回になるまで交互に繰り返す。また、第１の成形アパーチャ２０３を通過したショットに対し、順に２つの偏向位置に交互に偏向されるように副偏向器２０９（またはＤＡＣアンプユニット１３６）を制御する。そして、設定された評価用時間毎に、副偏向器２０９により向きが制御された電子ビーム２００のビーム電流を測定する。すなわち、ファラデーカップ２１６で各ショットの電子ビーム２００のビーム電流を測定する。ファラデーカップ２１６の出力は、検出器１４０に入力し、検出された各値が制御計算機１１０に出力される。
【００７４】
演算部１１６は、成形偏向器２０５のタイミング調整の場合と同様、設定された評価用時間毎に、測定されたビーム電流についての積分電流を演算する。ショット回数Ｎは、成形偏向器２０５のタイミング調整の場合と同様でよい。よって、複数の評価用時間の数を例えば百種類としても、数百秒から千数百秒、すなわち、数分単位で済ますことができる。
【００７５】
得られた複数の評価用時間と各評価用時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係は、記憶装置１４４に格納される。設定部１１４は、記憶装置１４４から相関関係を読み出し、積分電流が一定の状態から変化を開始した変化開始時間Ｒよりも短くなるように遅延時間ｔ１を選択する。これにより、一定の積分電流値を示す遅延時間ｔ１（評価用時間）の範囲内で選択できる。その結果、ブランキング偏向器２１２と副偏向器２０９間のタイミングを合わせることができる。このとき、セトリング時間Ｔｓをより短くするため、設定部１１４は、一定の積分電流値を示す遅延時間ｔ１（評価用時間）の範囲内のうち、変化開始時間（図９の例ではＲで示す位置）により近くなるように遅延時間ｔ１を選択することが好ましい。変化開始時間Ｒにより近くなるように遅延時間ｔ１を選択することで、図４に示した成形偏向の場合と同様、第（ｎ−１）番目のショットのビームオンの状態がビームオフになった時点Ａ、または、その直後に、第ｎ番目のショットの照射位置用の電圧変化の開始点Ｐが位置するように調整できる。
【００７６】
上記で選択された時間を遅延時間ｔ１として設定することで、ブランキング偏向器２１２と照射位置用の副偏向器２０９間のタイミング合わせを行なうことができる。さらに、変化開始時間Ｒにより近くなるように遅延時間ｔ１を設定することで、よりセトリング時間Ｔｓを短くして描画時間を短縮することができる。
【００７７】
以上は、偏向器間のタイミングを調整する方法の一例である。このように、この方法は、ブランキングアンプと他のアンプとの同期の調整に用いられる。本実施の形態では、この方法を偏向アンプの故障評価に利用することとし、以下でその評価方法について説明する。
【００７８】
偏向アンプにおいて、複数の遅延時間と各遅延時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係は、前述した図９のようになる。すなわち、ビームオンの状態になった時点で、既に成形用の偏向電圧が一定値に到達するような遅延時間ｔ１（評価用時間）に設定されていれば、積分電流値は同じ値になる。逆に、ビームオンの状態で、成形用の偏向電圧が電圧変化の途中となる遅延時間ｔ１（評価用時間）に設定されていれば、積分電流値は異なる値になる。つまり、図９で、積分電流値が一定の状態から変化を開始した後の傾きが生じている遅延時間ｔ１（評価用時間）の範囲内は、ブランキング偏向器と、成形偏向器または副偏向器とのタイミングが合っていない状態である。
【００７９】
本実施の形態では、図９に示すようなグラフから偏向アンプの故障の有無を判断する。
【００８０】
図１２は、複数の遅延時間と各遅延時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係を、２つの偏向アンプ（１）と（２）で比較した例である。この図から分かるように、これらの偏向アンプの間には、積分電流値が一定の状態から変化を開始した後の傾きの程度に違いが見られる。
【００８１】
より詳しくは、偏向アンプ（２）では、積分電流値が変化を続けている時間が偏向アンプ（１）より長くなっている。ここで、偏向アンプ（１）は、故障のない正常なアンプとする。積分電流値の変化開始時間が正常な偏向アンプより遅くなる原因としては、偏向アンプのセトリング時間が長くなっていることが挙げられる。つまり、偏向アンプ（２）に故障が起きていることが疑われる。尚、積分電流値の変化開始時間が短くなる場合も生じ得る。この原因としては、ブランキングアンプの出力タイミングを制御する回路の異常が挙げられ、上記と同様、この場合にも偏向アンプ（２）の故障が疑われる。
【００８２】
以上のことから、本実施の形態では、成形偏向器（または副偏向器）について２種類の動作パターンを設定し、遅延時間ｔ１を変えながら電子ビームのビーム電流を測定する。得られた電流値について積分電流を演算し、遅延時間と各遅延時間に対応する積分電流との関係を求める。そして、正常な偏向アンプと比較して、測定対象となった偏向アンプに故障が生じているか否かを判断する。
【００８３】
本実施の形態の偏向アンプの評価方法は、上記で説明した図１の描画装置１００によって実施可能である。そこで、描画装置１００を用いた偏向アンプの評価方法について述べる。尚、以下では、成形偏向アンプを例にとり説明するが、副偏向アンプについても同様である。
【００８４】
例えば、成形偏向器について、２種類の動作パターンを設定する。例えば、第２ｎ番目（偶数回数番目）のショットでは、図７（ｂ）に示すように、第１のアパーチャ像３０の一部が第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０のある位置で重なるように偏向する。また、第（２ｎ−１）番目（奇数回数番目）のショットでは、図７（ｃ）に示すように、第１のアパーチャ像３０が第２の成形アパーチャ２０６で完全に遮蔽される位置に偏向されるようにする。この場合、偶数回数番目のショットでは四角形のショット形状となり、奇数回数番目のショットではビームが遮断される。そして、ショット毎にかかる２つの位置に繰り返し交互に偏向する。
【００８５】
尚、偶数回数番目の偏向位置と奇数回数番目の偏向位置は、上記と逆であってもよい。また、上記例では、成形偏向器２０５で偏向される２箇所の偏向位置の一方が、完全に遮蔽される位置となっているが、これに限るものではない。例えば、他のショット図形の形状になる位置でも構わない。例えば、四角形と三角形とを交互に成形するように繰り返してもよい。つまり、成形開口２０を通過する電子ビームの照射量が異なる２つの位置間に交互に偏向されればよい。但し、積分電流値の差が明確となるような位置に偏向することが好ましい。
【００８６】
次に、第ｎ番目のビームオンの状態を生成するためのブランキング用ＤＡＣＳＥＴ信号を受けてから、第（ｎ−１）番目のビームオンの電圧からビームオフの電圧に切り替わるまでの遅延時間ｔ１を変えながら、所定の時間毎に、ブランキング偏向器２１２（またはＤＡＣアンプユニット１３２）によりビームオンの状態とビームオフの状態とをショット回数がＮ回になるまで交互に繰り返す。そして、第１の成形アパーチャ２０３を通過したショットに対し、上記した２つの偏向位置に交互に偏向されるように成形偏向器２０５（またはＤＡＣアンプユニット１３４）を制御する。
【００８７】
そして、設定した遅延時間毎に、成形偏向器２０５によって向きが制御された電子ビーム２００のビーム電流を測定する。具体的には、ファラデーカップ２１６で成形開口２０を通過したショットの電子ビーム２００のビーム電流を測定する。ファラデーカップ２１６の出力は、検出器１４０に入力し、検出された各値が制御計算機１１０に出力される。
【００８８】
演算部１１６は、設定した遅延時間毎に、測定されたビーム電流についての積分電流を演算する。各ショットの時間は、ナノ秒といった単位の非常に短時間であるので、１回のショットの電流値では検出が困難である。そのため、Ｎ回のショットの電流値の積分を行なうことで検出可能な電流値を得ることができる。ショット回数Ｎは、例えば、測定機器の検出下限以上のビーム照射が得られる回数であればよい。例えば、２０ｍｓ以上であればよい。検出誤差を小さくする点から、より好ましくは数秒から十数秒である。この場合、１つの遅延時間の積分電流を得るまで、数秒から十数秒で済ますことができるので、複数の遅延時間の数を例えば百種類としても、数百秒から千数百秒、すなわち、数分単位で済ますことができる。
【００８９】
上記のようにして得られた複数の遅延時間と各遅延時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係は、記憶装置１４４に格納される。尚、記憶装置１４４には、正常な偏向アンプについて上記と同様にして求めた相関関係も格納しておく。
【００９０】
次に、判定部１１８において、記憶装置１４４に記憶された相関関係を参照し、正常な偏向アンプの相関関係と比較する。具体的には、積分電流値が一定の状態から変化を開始する時間や、変化を開始した後の傾きの程度について、両者に違いが見られるか否かを判定する。これらの内の少なくとも一方に所定の閾値以上のずれがある場合には、偏向アンプに故障が生じていると判断する。判定部１１８の結果は、記憶装置１４４に記憶されるとともに、外部Ｉ／Ｆ回路１４６を介して外部に出力される。または、図示しないモニタまたはプリンタ等に出力されてもよい。
【００９１】
また、本実施の形態においては、所定の日毎または所定の週毎に上記と同様の測定を行い、例えば、最新の測定による相関関係と、１つ前の測定による相関関係とを比較する。具体的には、積分電流値が一定の状態から変化を開始する時間、または、変化を開始した後の傾きの程度について両者を比較し、その差を求める。そして、差が閾値より大きくなった場合に、故障が生じたと判定することもできる。
【００９２】
次に、偏向アンプの評価方法の別の例について説明する。
【００９３】
上述したように、成形偏向器、主偏向器および副偏向器は、例えば、４極または８極等の複数の電極によって構成される。各電極には、それぞれ少なくとも１つのＤＡＣアンプユニットが接続され、偏向制御回路は、各偏向器を制御するための複数のデジタルデータをＤＡＣアンプユニットに同期をとりながら送信する。デジタルデータは、各偏向器を構成する複数の電極への指示電圧信号（デジタル信号）である。各電極に対応して設けられた各ＤＡＣアンプユニットは、偏向制御回路から受信したデジタルデータをＤＡ変換し、ＤＡ変換後のアナログデータを増幅し、さらにその増幅されたアナログデータを対応する副偏向器の電極に送信する。
【００９４】
図１３は、８極の電極１３０ａ〜１３０ｈと、各電極にアナログデータを印加する８個のＤＡＣアンプユニット２３２を示す図である。８個の電極１３０ａ〜１３０ｈは、対向する４対の電極からなっており、それぞれ対応するＤＡＣアンプユニット２３２ａ〜２３２ｈからアナログ電圧が印加される。
【００９５】
具体的には、電極１３０ａには、ＤＡＣアンプユニット２３２ａから電圧「ｙ」が印加され、電極１３０ａの対極となる電極１３０ｅには、ＤＡＣアンプユニット２３２ｅから電圧「−ｙ」が印加される。また、電極１３０ｂには、ＤＡＣアンプユニット２３２ｂから電圧「（ｘ＋ｙ）／２１／２」が印加され、電極１３０ｂの対極となる電極１３０ｆには、ＤＡＣアンプユニット２３２ｆから電圧「（−ｘ−ｙ）／２１／２」が印加される。また、電極１３０ｃには、ＤＡＣアンプユニット２３２ｃから電圧「ｘ」が印加され、電極１３０ｃの対極となる電極１３０ｇには、ＤＡＣアンプユニット２３２ｇから電圧「−ｘ」が印加される。さらに、電極１３０ｄには、ＤＡＣアンプユニット２３２ｄから電圧「（ｘ−ｙ）／２１／２」が印加され、電極１３０ｄの対極となる電極１３０ｈには、ＤＡＣアンプユニット２３２ｈから電圧「（−ｘ＋ｙ）／２１／２」が印加される。
【００９６】
偏向制御回路２３０から、成形偏向器１３０の各電極１３０ａ〜１３０ｈ制御用のデジタルデータが、各ＤＡＣアンプユニット２３２ａ〜２３２ｈに送信されると、各ＤＡＣアンプユニット２３２ａ〜２３２ｈから、各電極１３０ａ〜１３０ｈに、アナログ電圧が印加される。
【００９７】
尚、図１３においては、４対（８個）の電極で構成された成形偏向器１３０を示しているが、この成形偏向器１３０を２対（４個）の電極で構成してもよい。また、副偏向器や主偏向器を２対（４個）の電極で構成してもよい。
【００９８】
図１４は、図２の開口部１０を通過した第１の成形アパーチャ像５０と、第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０との重なり位置の一例を示す図である。
【００９９】
図１４において、電子ビーム２００を偏向しない場合、第１の成形アパーチャ像５０は、（０）で示す開口部２０から外れた位置に照射される。一方、正方形または長方形に電子ビーム２００を成形する場合には、図１３のＤＡＣアンプユニット２３２ａから電極１３０ａに電圧「ｙ」が印加され、第１の成形アパーチャ像５０は、成形偏向器１３０によって偏向されて（１）で示す位置に照射され、成形開口２０を通過する斜線部分が成形された像となる。
【０１００】
図１４において、左下に直角の角が位置する直角二等辺三角形に電子ビーム２００を成形する場合、図１３のＤＡＣアンプユニット２３２ｂから電極１３０ｂに電圧「（ｘ＋ｙ）／２１／２」が印加され、第１の成形アパーチャ像５０は、成形偏向器１３０によって偏向されて（２）で示す位置に照射され、成形開口２０を通過する斜線部分が成形された像となる。
【０１０１】
また、図１４において、右下に直角の角が位置する直角二等辺三角形に電子ビーム２００を成形する場合、図１３のＤＡＣアンプユニット２３２ｈから電極１３０ｈに電圧「（−ｘ＋ｙ）／２１／２」が印加され、第１の成形アパーチャ像５０は、成形偏向器１３０によって偏向されて（３）で示す位置に照射され、成形開口２０を通過する斜線部分が成形された像となる。
【０１０２】
また、図１４において、右上に直角の角が位置する直角二等辺三角形に電子ビーム２００を成形する場合、図１３のＤＡＣアンプユニット２３２ｆから電極１３０ｆに電圧「（−ｘ−ｙ）／２１／２」が印加され、第１の成形アパーチャ像５０は、成形偏向器１３０によって偏向されて（４）で示す位置に照射され、成形開口２０を通過する斜線部分が成形された像となる。
【０１０３】
さらに、図１４において、左上に直角の角が位置する直角二等辺三角形に電子ビーム２００を成形する場合、図１３のＤＡＣアンプユニット２３２ｄから電極１３０ｄに電圧「（ｘ−ｙ）／２１／２」が印加され、第１の成形アパーチャ像５０は、成形偏向器１３０によって偏向されて（５）で示す位置に照射され、成形開口２０を通過する斜線部分が成形された像となる。
【０１０４】
図１３の成形偏向器１３０について、８極の各静電偏向器に上記の電圧を加えた場合、電子ビームの位置変動は印加電圧に比例することから、位置Ｘと位置Ｙはそれぞれ下記式で表される。尚、下記式でαは偏向感度である。
0005525352.tif 000002
【０１０５】
図１３において、偏向アンプの故障により電極１３０ｃが０Ｖに固定されたとする。この場合の位置Ｘと位置Ｙは、それぞれ下記式のようになる。
0005525352.tif 000003
【０１０６】
このように、偏向アンプが正常である場合の位置Ｘは４αｘであるのに対し、電極１３０ｃが０Ｖに固定されると位置ｘは３αｘとなる。つまり、所望とする偏向量の（３／４）程度しか電子ビームを偏向できなくなる。
【０１０７】
そこで、かかる場合の偏向アンプの評価方法について説明する。ここで、偏向アンプは、第１、第２、第３および第４の偏向アンプを有し、第１の偏向アンプは第１の電極に接続し、第２の偏向アンプは、第１の電極と対極に位置する第２の電極に接続し、第３の偏向アンプは、第１の電極から９０°ずれた位置にある第３の電極に接続し、第４の偏向アンプは、第２の電極から９０°ずれた位置にある第４の電極に接続しているとする。
【０１０８】
まず、偏向アンプの評価を行うために、前述と同様に、成形偏向器について２種類の動作パターン（動作パターン１）を設定する。ここで、２種類の動作パターンは、第１の偏向アンプから第１の電極に電圧を印加するとともに、第１の電極の対極となる第２の電極に第２の偏向アンプから電圧を印加して、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が第２の成形アパーチャの成形開口の第１の所定位置で重なるように偏向する動作パターンと、第１の電極と第２の電極に印加する電圧を変えて、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が第２の成形アパーチャの成形開口の第２の所定位置で重なるように偏向する動作パターンである。
【０１０９】
本実施の形態では、第２ｎ番目（偶数回数番目）のショットでは、図１４の（２）で示す位置に偏向し、第（２ｎ−１）番目（奇数回数番目）のショットでは、図１４の（４）で示す位置に偏向する。そして、ショット毎にかかる２つの位置に繰り返し交互に偏向する。尚、偶数回数番目の偏向位置と奇数回数番目の偏向位置は、上記と逆であってもよい。
【０１１０】
次に、第ｎ番目のビームオンの状態を生成するためのブランキング用ＤＡＣＳＥＴ信号を受けてから、第（ｎ−１）番目のビームオンの電圧からビームオフの電圧に切り替わるまでの遅延時間ｔ１を変えながら、所定の時間毎に、ＤＡＣアンプユニット２３２ｂとＤＡＣアンプユニット２３２ｆにより、ビームオンの状態とビームオフの状態とをショット回数がＮ回になるまで交互に繰り返す。そして、第１の成形アパーチャ２０３を通過したショットに対し、上記した２つの偏向位置に交互に偏向されるように、成形偏向器１３０を制御する。
【０１１１】
そして、設定した遅延時間毎に、上記した別の例と同様に、電子ビーム２００のビーム電流（第１のビーム電流）を測定する。すなわち、図１のファラデーカップ２１６で成形開口２０を通過したショットの電子ビーム２００のビーム電流を測定する。ファラデーカップ２１６の出力は、検出器１４０に入力し、検出された各値が制御計算機１１０に出力される。
【０１１２】
図１において、演算部１１６は、設定した遅延時間毎に、測定されたビーム電流についての積分電流を演算する。各ショットの時間は、ナノ秒といった単位の非常に短時間であるので、１回のショットの電流値では検出が困難である。そのため、Ｎ回のショットの電流値の積分を行なうことで検出可能な電流値を得ることができる。ショット回数Ｎは、例えば、測定機器の検出下限以上のビーム照射が得られる回数であればよい。例えば、２０ｍｓ以上であればよい。検出誤差を小さくする点から、より好ましくは数秒から十数秒である。この場合、１つの遅延時間の積分電流を得るまで、数秒から十数秒で済ますことができるので、複数の遅延時間の数を例えば百種類としても、数百秒から千数百秒、すなわち、数分単位で済ますことができる。
【０１１３】
上記のようにして得られた複数の遅延時間と各遅延時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係（第１の相関関係）は、記憶装置１４４に格納される。
【０１１４】
また、この例では、偏向アンプの評価を行うために、成形偏向器についてもう１組の動作パターン（動作パターン２）を設定する。すなわち、第３の偏向アンプから第３の電極に電圧を印加するとともに、第３の電極の対極となる第４の電極に第４の偏向アンプから電圧を印加して、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が第２の成形アパーチャの成形開口の第３の所定位置で重なるように偏向する動作パターンと、第３の電極と第４の電極に印加する電圧を変えて、第１の成形アパーチャを通過した第１のアパーチャ像の一部が第２の成形アパーチャの成形開口の第４の所定位置で重なるように偏向する動作パターンである。
【０１１５】
本実施の形態において、前述の１組の動作パターン（動作パターン１）は、第２ｎ番目（偶数回数番目）のショットでは、図１４の（２）で示す位置に偏向し、第（２ｎ−１）番目（奇数回数番目）のショットでは、図１４の（４）で示す位置に偏向するというものであった。さらに、もう１組の動作パターン（動作パターン２）として、第２ｎ番目（偶数回数番目）のショットでは、図１４の（３）で示す位置に偏向し、第（２ｎ−１）番目（奇数回数番目）のショットでは、図１４の（５）で示す位置に偏向するパターンを設定する。そして、ショット毎にかかる２つの位置に繰り返し交互に偏向する。尚、偶数回数番目の偏向位置と奇数回数番目の偏向位置は、上記と逆であってもよい。
【０１１６】
そして、上記と同様に、第ｎ番目のビームオンの状態を生成するためのブランキング用ＤＡＣＳＥＴ信号を受けてから、第（ｎ−１）番目のビームオンの電圧からビームオフの電圧に切り替わるまでの遅延時間ｔ１を変えながら、所定の時間毎に、ＤＡＣアンプユニット２３２ｂとＤＡＣアンプユニット２３２ｆにより、ビームオンの状態とビームオフの状態とをショット回数がＮ回になるまで交互に繰り返す。そして、第１の成形アパーチャ２０３を通過したショットに対し、上記した２つの偏向位置に交互に偏向されるように、成形偏向器１３０を制御する。
【０１１７】
次いで、設定した遅延時間毎に、図１のファラデーカップ２１６で成形開口２０を通過したショットの電子ビーム２００のビーム電流（第２のビーム電流）を測定する。ファラデーカップ２１６の出力は、検出器１４０に入力し、検出された各値が制御計算機１１０に出力される。制御計算機１１０の演算部１１６は、設定した遅延時間毎に、測定されたビーム電流についての積分電流を演算する。そして、複数の遅延時間と各遅延時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係（第２の相関関係）を求めて、結果を記憶装置１４４に格納する。
【０１１８】
次に、判定部１１８において、記憶装置１４４に記憶された２種類の動作パターンに対応する相関関係を比較する。
【０１１９】
図１５は、複数の遅延時間と各遅延時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係を、２つの動作パターン１と２で比較した例である。この図から分かるように、これらの動作パターンの相関関係は一致している。これは、動作パターン１に関連する電極１３０ｂおよび電極１３０ｆと、動作パターン２に関連する電極１３０ｄおよび１３０ｈとが、互いに対称に配置されていることによる。つまり、正常な偏向アンプであれば相関関係は図１５のように一致するはずである。しかし、いずれかの偏向アンプに故障が生じると相関関係は一致しなくなる。具体的には、故障が生じた偏向アンプにかかる相関関係において、積分電流値が一定の状態から変化を開始する時間や、変化を開始した後の傾きの程度に変化が生じることによって、正常な偏向アンプにかかる相関関係との間に違いが生じる。
【０１２０】
そこで、判定部１１８では、動作パターン１の相関関係と動作パターン１の相関関係とを比較し、両者に違いが見られるか否かを判定する。これらの間に所定の閾値以上のずれがある場合には、偏向アンプに故障が生じていると判断する。判定部１１８の結果は、記憶装置１４４に記憶されるとともに、外部Ｉ／Ｆ回路１４６を介して外部に出力される。または、図示しないモニタまたはプリンタ等に出力されてもよい。
【０１２１】
尚、記憶装置１４４に、予め正常な偏向アンプについて上記と同様にして求めた相関関係を格納しておき、所定の日毎または所定の週毎に測定を行って得られた相関関係（動作パターン１と２の各相関関係）を正常な偏向アンプの相関関係と比較してもよい。動作パターン１および２の内の少なくとも一方の相関関係と、リファレンスである正常な偏向アンプの相関関係との間に閾値以上のずれがある場合には、偏向アンプに故障が生じていると判断する。
【０１２２】
図１２の例では、第２ｎ番目（偶数回数番目）のショットは、図７（ｂ）に示すように、第１のアパーチャ像３０の一部が第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０のある位置で重なるように偏向し、第（２ｎ−１）番目（奇数回数番目）のショットは、図７（ｃ）に示すように、第１のアパーチャ像３０が第２の成形アパーチャ２０６で完全に遮蔽される位置に偏向した。この場合、偶数回数番目のショットでは四角形のショット形状となり、奇数回数番目のショットではビームが遮断される。そして、ショット毎にかかる２つの位置に繰り返し交互に偏向する。
【０１２３】
上記例では、全てのショットについて電子ビームが照射されるようにしているが、本実施の形態では、例えば、２ショットに１ショットの間隔で電子ビームが照射されるようにしてもよい。図１６〜図２０を用いて詳しく説明する。
【０１２４】
図１６および図１７は、図１２と同様にショット毎に電子ビームを照射する例であり、図１７は、図１６より遅延時間を長くしている。これらの例では、図７（ｂ）に示すように、第１のアパーチャ像３０の一部が第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０のある位置で重なるように偏向する動作パターンと、図７（ｃ）に示すように、第１のアパーチャ像３０が第２の成形アパーチャ２０６で完全に遮蔽される位置に偏向する動作パターンとを、ショット毎に繰り返している。
【０１２５】
尚、図１６および図１７の例では、図１２と異なり、成形用の偏向電圧の電圧変化の途中から到達位置までが、ビームオンの状態中に位置してしまっている。しかし、図８（ａ）に示す例とは違い、電圧変化をしている部分が全てビームオンの状態に収まっているので、第２ｎ番目のビームオン状態で生成されたショットでは、安定した一定の電子ビーム２００が成形開口２０を通過し、ファラデーカップ２１６に一定の照射量で入射する。また、第（２ｎ−１）番目のビームオン状態で生成されたショットについても同様である。そして、図１６と図１７では同じ積分電流値を示す。
【０１２６】
図１８および図１９は、２ショットに１ショットの間隔で電子ビームを照射する例であり、図１９は、図１８より遅延時間を長くしている。これらの例でも、図７（ｂ）に示すように、第１のアパーチャ像３０の一部が第２の成形アパーチャ２０６の成形開口２０のある位置で重なるように偏向する動作パターンと、図７（ｃ）に示すように、第１のアパーチャ像３０が第２の成形アパーチャ２０６で完全に遮蔽される位置に偏向する動作パターンとを、ショット毎に繰り返している。
【０１２７】
図１８および図１９の例でも、成形用の偏向電圧の電圧変化の途中から到達位置までが、ビームオンの状態中に位置してしまっている。しかし、この場合は、図１６および図１７の例と違って、ファラデーカップ２１６に入射する電子ビームの照射量が図１８と図１９で異なる。すなわち、図１９の積分電流値の方が図１８の積分電流値より低い値を示す。
【０１２８】
図２０は、複数の遅延時間と各遅延時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係を、１ショット毎に電子ビームを照射する場合と、２ショットに１ショットの間隔で電子ビームを照射する場合とで比較したものである。
【０１２９】
また、図２１は、２ショットに１ショットの間隔で電子ビームを照射する動作パターンについて、複数の遅延時間と各遅延時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係を、２つの偏向アンプ（偏向アンプ（３）および（４））の間で比較した例である。この図から分かるように、これらの偏向アンプの間には、積分電流値が一定の状態から変化を開始した後の傾きの程度に違いが見られる。
【０１３０】
より詳しくは、偏向アンプ（４）では、積分電流値が変化を開始する時間は同じであるが、変化量が偏向アンプ（３）より緩やかになっている。ここで、偏向アンプ（３）は、故障のない正常なアンプとする。積分電流値の変化量が緩やかになる原因としては、偏向アンプのセトリング時間が長くなっていることが挙げられる。つまり、偏向アンプ（４）に故障が起きていることが疑われる。尚、積分電流値の変化開始時間が短くなったり、長くなったりする場合も生じ得る。この原因としては、ブランキングアンプの出力タイミングを制御する回路の異常が挙げられ、上記と同様、この場合にも偏向アンプ（４）の故障が疑われる。
【０１３１】
図２２は、図１３に示す８極の静電偏向器からなる成形偏向器において、偏向アンプの１つが故障した場合の例であり、２ショットに１ショットの間隔で電子ビームを照射する動作パターンについて、複数の遅延時間と各遅延時間にそれぞれ対応する積分電流との相関関係を表している。図２２において、実線は、１極の出力電圧が小さくなってしまった偏向アンプに対応し、点線は正常な偏向アンプに対応する。このように、故障が起きている偏向アンプの上記相関関係は、正常な偏向アンプとは異なるものとなる。そこで、評価対象である偏向アンプと、正常な偏向アンプとの差をとり、この値が閾値より大きくなるか否かで故障の有無を判断することができる。
【０１３２】
尚、上記では、成形偏向アンプの評価方法について述べたが、副偏向アンプの評価方法についても同様である。具体的には、上記で説明した方法において、成形偏向を照射位置偏向に置き換えればよい。
【０１３３】
以上述べたように、成形偏向器（または副偏向器）について２種類の動作パターンを設定し、遅延時間ｔ１を変えながら電子ビームのビーム電流を測定して積分電流を演算し、遅延時間と各遅延時間に対応する積分電流との関係を求めることで、測定対象となった偏向アンプに故障が生じているか否かを判断することができる。この場合、正常な偏向アンプと比較して故障の有無を判断してもよく、所定の日毎または所定の週毎に測定を行い、例えば、最新の測定による相関関係と、１つ前の測定による相関関係とを比較することで故障の有無を判断してもよい。ここで、故障の判断は、積分電流値が変化を開始した後の傾きの程度について両者を比較し、その差が閾値より大きくなるか否かで行うことができる。
【０１３４】
また、偏向アンプの評価を行うために、成形偏向器（または副偏向器）について１組の動作パターン（動作パターン１）を設定する。例えば、第２ｎ番目（偶数回数番目）のショットでは、図１４の（２）で示す位置に偏向し、第（２ｎ−１）番目（奇数回数番目）のショットでは、図１４の（４）で示す位置に偏向する。さらに、もう１組の動作パターン（動作パターン２）として、第２ｎ番目（偶数回数番目）のショットでは、図１４の（３）で示す位置に偏向し、第（２ｎ−１）番目（奇数回数番目）のショットでは、図１４の（５）で示す位置に偏向するパターンを設定する。そして、動作パターン１と２のそれぞれについて、ショット毎にかかる２つの位置に繰り返し交互に偏向する。動作パターン１に関連する２つの電極と、動作パターン２に関連する２つの電極とは、互いに対称に配置されているので、正常な偏向アンプであれば動作パターン１と２の相関関係は一致する。したがって、相関関係を比較することで偏向アンプの故障の有無を判断することができる。尚、記憶装置に予め正常な偏向アンプについて求めた相関関係を格納しておき、所定の日毎または所定の週毎に測定を行って得られた相関関係（動作パターン１と２の各相関関係）を正常な偏向アンプの相関関係と比較してもよい。
【０１３５】
以上の評価方法と、この方法を実施可能な本実施の形態の電子ビーム描画装置によれば、迅速に偏向アンプの故障の有無を判断することができる。
【０１３６】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において、種々変形して実施することができる。例えば、上記では、装置構成や制御手法などで本発明の説明に直接必要しない部分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。
【０１３７】
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荷電粒子ビーム描画装置、偏向器間のタイミング調整方法、および偏向アンプの故障検出方法は、本発明の範囲に包含される。さらに、上記実施の形態では電子ビームを用いたが、本発明はこれに限られるものではなく、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた場合にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１３８】
１０  開口部
２０  成形開口
３０，４０，５０  第１のアパーチャ像
３２，４２  ショットパターン
１００  描画装置
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０５  ＸＹステージ
１１０  制御計算機
１１２  データ処理部
１１４  設定部
１１６  演算部
１１８  判定部
１２０，２３０  偏向制御回路
１３０，２０５  成形偏向器
１３０ａ〜１３０ｈ  電極
１３２，１３４，１３６，２３２ａ〜２３２ｈ  ＤＡＣアンプユニット
１４０  検出器
１４２  メモリ
１４４  記憶装置
１４６  外部Ｉ／Ｆ回路
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  第１の成形アパーチャ
２０４  投影レンズ
２０６  第２の成形アパーチャ
２０７  対物レンズ
２０８  主偏向器
２０９  副偏向器
２１２  ブランキング偏向器
２１４  ブランキングアパーチャ
２１６  ファラデーカップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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