(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された少なくとも１対の電極間を通過させる荷電粒子ビームと、
第１のデジタル電圧情報に基づきアナログ電圧を出力し、一方の前記電極に供給する第１のＤＡＣアンプと、
第２のデジタル電圧情報に基づき、他方の前記電極に供給する第２のＤＡＣアンプと、
前記荷電粒子ビームの照射位置を測定するための位置検出手段と、を具備し、
前記第１および第２のＤＡＣアンプの状態診断時は、前記第１および第２のＤＡＣアンプのデジタル電圧情報を一致させたことを特徴するＤＡＣアンプ診断装置。
【請求項２】
前記位置検出手段は、前記荷電粒子ビームを前記位置検出手段に直接あるいは間接的に照射し、記憶された位置情報との比較に基づいて検出を行うことを特徴とする請求項１記載のＤＡＣアンプ診断装置。
【請求項３】
前記第１および第２のＤＡＣアンプの状態診断時のビーム照射位置に変動がない場合に、第１および第２のＤＡＣアンプが正常であると診断することを特徴とする請求項１または２記載のＤＡＣアンプ診断装置。
【請求項４】
デジタル信号を入力してアナログ値に変換し、前記アナログ値を増幅して出力する複数のＤＡＣアンプと、
前記複数のＤＡＣアンプにより出力された複数のアナログ値のうちの少なくとも１つのアナログ値を入力して荷電粒子ビームを偏向させる偏向器と、
前記複数のＤＡＣアンプが正常かを診断する前記請求項１記載のＤＡＣアンプ診断装置と、を具備したことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項５】
荷電粒子ビームを偏向させる偏向器にアナログ信号を出力する複数のＤＡＣアンプのうち少なくとも１対のＤＡＣアンプの診断をする方法であって、
荷電粒子ビームをビーム位置検出手段に照射する工程と、
1対のＤＡＣアンプへのデジタル電圧情報を一致させる工程と、
荷電粒子ビーム照射位置の変動を検出する工程と、
を備えたことを特徴とするＤＡＣアンプ診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、荷電粒子ビームをＤＡＣ（デジタル／アナログコンバータ）アンプの出力に基づいた電圧で偏向させて試料に照射させるＤＡＣアンプの出力状態を診断するＤＡＣアンプ診断方法・診断装置、この診断機能を具備した荷電粒子ビーム描画装置、ＤＡＣアンプから所定の電圧が生成されているかを診断するＤＡＣアンプ診断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の荷電粒子ビーム描画装置は、ＤＡＣアンプの電気特性そのものを処理・診断し、荷電粒子ビームを確実に偏向させる所定の出力されていることを確認することで、正確な描画結果が得られるようにしている。（例えば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７１９１９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した特許文献１には、フィールド上でのＤＡＣアンプの診断方法として、図８に示す対極加算型技術が用いられている。この技術は、ＤＡＣアンプを分岐させ、ＤＡＣアンプテスターを用いてアンプの診断を行うものであるが、ＤＡＣアンプの高速化・高精度化に伴い、偏向器への出力波形にも対極加算用の信号に分岐させた経路の浮遊容量Ｃｆが起因の歪が生じる等の弊害が生じるようになっている。
【０００５】
そこで、図９に示すように偏向器側とテスター側が分岐点付近に、リレーやバッファアンプを介挿させ、浮遊容量Ｃｆから偏向器への出力伝送路を分離させることにより歪の低減が図られている。
【０００６】
しかし、ＤＡＣアンプが高速化されることに伴い、リレーやバッファアンプが出力伝送路に付加するコンデンサやコイル成分による歪は大きくなる傾向にある。また、高速化のため偏向器とＤＡＣアンプの間の伝送路は短くする必要があり、ＤＡＣアンプには大幅な小型化が求められることになる。このため、リレーやバッファアンプを介挿させることは困難であった。
【０００７】
さらに、図９の場合、ＤＡＣアンプから偏向器までの信号経路や偏向器自体の診断は、その対象になく不可能である。今後の高速化でこれら信号経路や偏向器の個体差、不具合が偏向精度や設定時間に及ぼす影響は増大する、という問題がある。
【０００８】
この発明の目的は、ＤＡＣアンプがより高速化された場合でも確実にＤＡＣアンプの診断が可能なＤＡＣアンプ診断方法、この診断方法を具備した荷電粒子ビーム描画装置、ＤＡＣアンプから所定の電圧が生成されているかを診断するＤＡＣアンプ診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した課題を解決するために、この発明のＤＡＣアンプ診断装置は、対向配置された少なくとも１対の電極間を通過させる荷電粒子ビームと、第１のデジタル電圧情報に基づきアナログ電圧を出力し、一方の前記電極に供給する第１のＤＡＣアンプと、第２のデジタル電圧情報に基づき、他方の前記電極に供給する第２のＤＡＣアンプと、前記電子ビームの照射位置を測定するための位置検出手段と、を具備し、前記第１および第２のＤＡＣアンプの状態診断時は、前記第１および第２のＤＡＣアンプのデジタル電圧情報を一致させたことを特徴する。
【００１０】
この発明の荷電粒子ビーム描画装置は、デジタル信号を入力してアナログ値に変換し、前記アナログ値を増幅して出力する複数のＤＡＣアンプと、前記複数のＤＡＣアンプにより出力された複数のアナログ値のうちの少なくとも１つのアナログ値を入力して荷電粒子ビームを偏向させる偏向器と、前記複数のＤＡＣアンプ異常を診断する前記請求項１記載のＤＡＣアンプ診断機構と、を具備したことを特徴とする。
【００１１】
この発明のＤＡＣアンプ診断方法は、荷電粒子ビームを偏向させる偏向器にアナログ信号を出力する複数のＤＡＣアンプのうち少なくとも１対のＤＡＣアンプの診断をする方法であって、
荷電粒子ビームをビーム位置検出手段に照射する工程と、
1対のＤＡＣアンプへのデジタル電圧情報を一致させる工程と、
荷電粒子ビーム照射位置の変動を検出する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ＤＡＣアンプがより高速化された場合でも、描画精度やＤＡＣアンプの小型高速化に影響を与えることなく確実にＤＡＣアンプの診断が行える描画装置が可能となる。また、描画装置の信号経路や偏向器自体を含めたＤＡＣアンプ系の診断が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の描画装置に関する一実施形態について説明するための概念的な構成図である。
【図２】図１要部の説明図である。
【図３】電子ビームが基準位置にあるかを診断するための一例について説明するための説明図である。
【図４】図３の要部について説明するための説明図である。
【図５】図３の電子検出器の外観構造について説明するための説明図である。
【図６】この発明の家電粒子ビーム描画装置に関する一実施形態について説明するためのシステム構成図である。
【図７】電子ビームが基準位置にあるかを診断するための他の例について説明するための説明図である。
【図８】従来のＤＡＣアンプの診断例について説明するための説明図である。
【図９】従来のＤＡＣアンプの他の診断例について説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１５】
図１、図２は、この発明の描画装置に関する一実施形態について説明するための、図１は概念的な構成図、図２は図１要部の説明図である。
【００１６】
以下、荷電粒子ビーム描画装置のひとつである可変成形電子ビーム描画装置を例に、装置のＤＡＣアンプの診断を説明する。
【００１７】
図１において、１１は電子銃であり、この電子銃１１から放射され、例えば５０ｋＶで加速された電子ビーム（ＥＢ）は、電子光学的な集束や偏向が図られ、最終的にアパーチャ１２で矩形に成形される。アパーチャ１２を通過した電子ビームは、対物レンズ１３と位置決め用の偏向器１４によってステージ１５に搭載された電子ビーム量を検出するための電子検出器電子検出器１６に照射される。偏向器１４は、Ｘ軸方向に配された１対の電極１４ａ，１４ｂで構成され、電極１４ａと１４ｂ間に電子ビームを挟む状態で対向配置されている。
【００１８】
電子検出器１６の対向する電子銃１１側の位置には、図２（ａ）に示すように電子検出器１６の半分を覆うアパーチャ１７が配置される。電子検出器が搭載されているステージ１５は、ステージの位置を測定する測定部(図示せず)と、ステージ駆動機構（図示せず）で任意の位置に位置決めすることが可能であり、図２（ａ）の様に、電子ビームが、電子検出器１６の中央でアパーチャ１７にかかる位置に位置決めをする。
【００１９】
１８は、偏向器１４を制御するための制御部である。制御部１８にはメモリ１９が接続されており、メモリ１９には診断のためのデータが記憶される。２０、２１は、偏向電極１４ａ、１４ｂに接続され、電子ビームを偏向するための、第１および第２のＤＡＣアンプである。ＤＡＣアンプ２０は、ＤＡＣ２０１とアンプ２０２から構成する。通常の描画動作モードでは、制御部１８からＤＡＣ２０１の入力に例えば負のデジタル電圧情報が供給され、アンプ２０２の出力からは負の電圧が出力される。
【００２０】
ＤＡＣアンプ２１は、ＤＡＣ２１１とアンプ２１２から構成する。ＤＡＣアンプ２０と同一規格のＤＡＣとアンプで構成されている。制御部１８からＤＡＣ２１１の入力に通常ＤＡＣ２０１と絶対値が等しいデジタル電圧情報が供給され、アンプ２１２の出力から正の電圧を出力する。アンプ２０２及び２１２はそれぞれ偏向電極１４ａ、１４ｂに接続されており、電極間に生じる電界により、電子ビームが偏向され、所定位置に位置決めを行い描画を行う。
【００２１】
アパーチャ１７と電子検出器１６は、電子ビームが基準となる位置から外れたかどうかを、メモリ１９に記憶された初期基準位置の電子検出量とを比較することにより基準位置にあるかを検出するための位置検出手段を構成する。
【００２２】
制御部１８に接続されたＳは、ＤＡＣアンプ２０，２１が設定値の出力電圧が出力されているかを診断するために操作する診断用スイッチであり、診断プログラムの起動コマンドに相当する。この診断用スイッチＳは、描画が実行されていない時に操作可能であり、描画中は操作されない。制御部１８は、診断用スイッチＳが操作された場合には、ＤＡＣアンプ２０，２１には、絶対値・極性が等しい同じデジタル電圧が指示される。
【００２３】
ここで、図１におけるＤＡＣアンプ２０，２１の同じ入力指示に対して出力が同じ特性を有しているかの診断について図２とともに説明する。
【００２４】
診断用スイッチＳが操作されると、制御部１８からのデジタル電圧情報に基づきＤＡＣアンプ２０の出力とＤＡＣアンプ２１の出力電圧が同じ値、同じ極性の電圧とされ、電極１４ａ，１４ｂ間に生じる偏向電圧は０となり、電子ビームは偏向されない。この状態で、偏向器１４を通過した電子ビームが、図２（ａ）に示すように電子検出器１６の受光面とアパーチャ１７とほぼ同じ面積で照射されるように、ステージ駆動系でステージの位置決めを行い、電子検出器での検出量を、初期基準値として、メモリ１９に記憶させる。
【００２５】
次に、制御部１８からのＤＡＣアンプ２０、２１へデジタル電圧情報を異なった値に変更した場合、ＤＡＣアンプが正常であれば、偏向電力間の偏向電圧は常に０になり、電子ビームの位置は変化しない。一方、ＤＡＣアンプに異常があり、ＤＡＣアンプ２０から出力される電圧が、ＤＡＣアンプ２１から出力される電圧に対して低い場合は、電極１４ａに印加される電圧が低い状態となる。電子ビームは、図２（ｂ）に示すように電極１４ｂ側に偏って照射されることになる。電子検出器１６の検出結果は制御部１８に供給される。制御部１８ではメモリ１９に記憶されている電子検出量初期値データとの比較を行うことで、ＤＡＣアンプ２０，２１が正常・異常を判別可能となる。
【００２６】
より具体的には、初期状態として、ＤＡＣアンプ２０、２１へのデジタル指示値を０Ｖの状態で、偏向器１４を通過した電子ビームが、図２（ａ）に示すように電子検出器１６の受光面とアパーチャ１７とほぼ同じ面積で照射されるように、ステージ駆動系でステージの位置決めを行い、電子検出器１６での検出量を、初期基準値として、メモリ１９に記憶させる。電子検出器１６での検出量としては、電子検出器・アパーチャへの電子ビーム等の照射エネルギーでの損傷を避けるため、電子検出器１６への電子ビーム照射は、電子ビームブランキング機構（図示せず）で、所定時間での照射／ショットでの電子検出器での計測値を使用する。
【００２７】
次に、ＤＡＣアンプ２０、２１への電圧指示値を指示可能な値を全て網羅する形で、変化させる。電圧指示に同期させ所定時間での電子ビーム照射／ショットを行い、電子検出器１６で電子量を計測し、メモリ１９の初期基準値と比較判定する。電圧指示値が変化しても、ＤＡＣアンプが正常であれば、偏向電圧は常に０になり、電子ビームの位置は変化しない。一方、ＤＡＣアンプに異常があり、所定の電圧指示値に対してＤＡＣアンプ２０、２１の出力電圧が異なると偏向器１４の偏向電圧が０で無くなり、電子ビーム照射位置が移動し、電子検出器で計測される、電子量が変化し、初期値との比較で、異常状態が計測され、ＤＡＣアンプ２０，２１の診断が行われる。
【００２８】
なお、上記では説明を簡単にするために１対の電極による偏向について説明したが、実際には２対〜４対の電極を用いてＸ−Ｙ方向に任意に偏向が行われる。この場合の各対の電極に出力が接続されたＤＡＣアンプについても同様の診断が行われる。
【００２９】
この際の、アパーチャ・電子検出器は、それぞれの偏向電極と平行になる位置関係のものを用意する。
【００３０】
図３〜図５は、ＤＡＣアンプ２０，２１が正常かを診断するために、ＤＡＣアンプ２０，２１に同じ複数のデジタル電圧指示を行い、電子ビームの照射位置が正常であるか否かを判別する手段の他の例について説明するためのものである。
【００３１】
この判別手段は、図１の電子検出器電子検出器１６が設置された位置に、図３に示すマーク３１を配置したものである。このマーク３１は、図４に示すように十字型の反射率の高い部分３１１と低い部分３１２を備えている。図３に示すように、電子検出器３３は、電子鏡筒３２の最下部に設置され、マーク等からの反射電子を検出する。電子検出器３３は、ステージ側から見た状態の図５に示すように、電子ビーム（ＥＢ）を通過させる孔の周辺にドーナツ状に配置してある。
【００３２】
マーク３１と電子検出器３３は、電子ビームがマーク３１で反射される量に基づき、予めメモリ１９に記憶された電子検出量初期値とを比較することにより基準位置にあるかを検出するための位置検出手段を構成する。
【００３３】
図３において、電子ビームは、診断時にＤＡＣアンプ２０，２１の出力電圧が同じであれば、図２に示すように反射率の高い部分３１１と低い部分３１２と同面積にバランスよく照射される。マーク３３で反射された電子ビームは電子検出器３３で検出する。マーク３３からの反射電子量は、ビームの位置・ビームがマークに掛かる面積により変化をするため、反射電子量が変化しビーム位置検出が可能となる。
【００３４】
ＤＡＣアンプが正常な場合、デジタル電圧情報を変化させても、偏向電圧は０であり、ビーム位置が変化しない。ＤＡＣアンプが異常であり、デジタル電圧指示値に対して異なる出力電圧を示す場合は、ビーム位置が移動することになり、異常が検出できる。
【００３５】
図６は、判別手段のもう一つの例について説明するための構成図である。この判別手段は、図１の電子検出器として、ビーム照射位置を２次元で計測できる半導体位置検出器を用いた場合である。
【００３６】
すなわち、半導体位置検出器６２は、直交する方向に４つの出力端子６２Ｘａ，６２Ｘｂ、６２Ｙａ，６２Ｙｂが設けられ、６２Ｘａと６２Ｘｂは組をなし、その出力は、アンプ６３Ｘａ，６３Ｘｂをそれぞれ介してＸ方向位置検出回路６４Ｘに送られる。また、出力端子６２Ｙａと６２Ｙｂは組をなし、その出力は、アンプ６３Ｙａ，６３Ｙｂをそれぞれ介してＹ方向位置検出回路６４Ｙに送られる。
【００３７】
半導体位置検出器６２は、出力端子６２Ｘａ，６２Ｘｂからの相対出力信号は入射電子ビームの位置に対応したものとなり、出力端子６２Ｘａ，６２Ｘｂから出力を比較，演算することにより、座標位置に対応する信号を得ることができる。つまり、位置検出回路６４ＸからはＸ方向の座標信号が、位置検出回路６４ＹからはＹ方向の座標信号が得られる。
【００３８】
前実施例と同様に、初期状態として、ＤＡＣアンプ１４に対するデジタル指示値＝０Ｖの状態で、ステージを移動し、電子ビーム照射位置が、半導体位置検出器６２のほぼ中央に位置あわせし、電子ビーム照射をすることで、ＸＹ位置を初期値として、メモリに記憶する。次に、順次電圧指示値を変化させ、それに同期させ電子ビームを照射／ショットしビーム位置を初期値と比較をすることで、ＤＡＣアンプ２０、２１の異常・正常の診断が可能である。ビーム位置の変動がある場合には、ＤＡＣアンプ２０、２１のいずれかが異常である判断ができる。
【００３９】
この方式では、例えば８極の電極が同時に評価できる。８局全ＤＡＣアンプへの電圧指示値の初期値を０Ｖとし、電子ビーム照射位置と半導体位置検出器との位置あわせを行い、電子ビーム照射をすることで、ＸＹ位置を初期値としてメモリに記憶する。順次、８局全てのＤＡＣへの電圧指示値を対極値の電圧指示が極性も含めて同じ値で変化させ、それに同期させ電子ビームを照射／ショットしビーム位置を初期値と比較をすることで、ＤＡＣアンプの異常・正常が診断できる。正常であれば、偏向電圧は常に０であり、電子ビーム位置は変化しなしいが、仮に１つのアンプに異常があり、所定指示電圧に対して、異常な出力値となる場合、所定指示電圧で、特定局の偏向電圧が０で無くなり、電子ビーム位置が異常アンプ対の方向に、ビーム照射位置が変化する。電子ビーム位置の偏向位置を計測することで、どの対のＤＡＣアンプが異常であるかも含めて異常診断が可能である。
【００４０】
図７は、この発明の荷電粒子ビーム描画装置に関する一実施形態について説明するためのシステム構成図である。
【００４１】
図７において、荷電粒子ビーム描画装置の一例である電子ビーム可変成形型の描画装置は、描画形成部１０００を構成する電子鏡筒７１、描画室７２、ＸＹステージ７３、電子銃７４、集束レンズ７５、ブランキング（ＢＬＫ）偏向器７６、ＢＬＫアパーチャ７７、第１の成形アパーチャ７８、投影レンズ７９、成形偏向器８０、第２の成形アパーチャ８１、対物レンズ８２、対物偏向器８３、電子検出器１６、診断用のアパーチャ１７、ミラー８４、試料８５を備える。
【００４２】
制御部２０００として、制御コンピュータ９１、メモリ９２、描画データ生成回路９３、ＢＬＫ偏向制御回路９４、ＢＬＫアンプ９５、成形偏向制御回路９９、分配回路１００、ＤＡＣアンプ１０１１，１０１２、位置偏向制御回路１０４、分配回路１０５、ＤＡＣアンプ１０６１，１０６２、レーザ測長計１０９、駆動回路１１０を備えている。
【００４３】
制御コンピュータ９１には、メモリ９２、描画データ生成回路９３、レーザ測長計１０９、駆動回路１１０が図示していないバスを介して接続されている。描画データ生成回路９３、駆動回路１１０は、制御コンピュータ９１から出力される制御信号により制御される。ミラー８４を用いてＸＹステージ７３位置をレーザ測長したレーザ測長計１０９からの位置情報は、制御コンピュータ９１に送信される。また、制御コンピュータ９１で演算される入力データ或いは出力データ等はメモリ９２に記憶される。
【００４４】
パターンデータを処理してショット分割等を行なう描画データ生成回路９３には、ＢＬＫ偏向制御回路９４、成形偏向制御回路９９、位置偏向制御回路１０４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９４、成形偏向制御回路９９、位置偏向制御回路１０４は、描画データ生成回路９３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描画データ生成回路９３からのデータにより制御される。
【００４５】
ＢＬＫ偏向制御回路９４は、ブランキングＯＮ（非描画期間）とブランキングＯＦＦ（描画期間）を制御するものである。このＢＬＫ偏向制御回路９４は、描画データ生成回路９３から受信した描画データに含まれるブランキングＯＮとブランキングＯＦＦの時間幅情報を取得し、この時間幅情報からタイミングパルス信号を生成し、このタイミングパルス信号をＢＬＫアンプ９５に送信する。ＢＬＫアンプ９５は、受信したタイミングパルス信号でＢＬＫ偏向器７６が駆動可能な振幅まで増幅してＢＬＫ偏向器７６に送信する。
【００４６】
ビーム形状およびサイズを制御する成形偏向制御回路９９には、分配回路１００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９９からの制御信号を（＋）信号および（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣアンプ１０１１に他方をＤＡＣアンプ１０１２に同期をとりながら分配する。図７では、（＋）信号をＤＡＣアンプ１０１１に（−）信号をＤＡＣアンプ１０１２に分配する例を示している。また、ＤＡＣアンプ１０１１の出力側は、成形偏向器８０の対となる一方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプ１０１１内でデジタル・アナログ変換され、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８０の対となる一方の電極に印加される。
【００４７】
他方、ＤＡＣアンプ１０１２の出力側は、成形偏向器８０の対となる他方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプ１０１２内でデジタル・アナログ変換され、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８０の対となる他方の電極に印加される。
【００４８】
ビームの位置を制御する位置偏向制御回路１０４には、分配回路１０５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１０４からの制御信号を（＋）信号および（−）信号にそれぞれ変換して一方をＤＡＣアンプ１０６１に他方をＤＡＣアンプ１０６２に同期をとりながら分配する。図７では、（＋）信号をＤＡＣアンプ１０６１に（−）信号をＤＡＣアンプ１０６２に分配する例を示している。また、ＤＡＣアンプ１０６１の出力側は、対物偏向器８３の対となる一方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプ１０６１内でデジタル・アナログ変換され、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８３の対となる一方の電極に印加される。
【００４９】
他方、ＤＡＣアンプ１０６２の出力側は、対物偏向器８３の対となる他方の電極に接続されている。そして、ＤＡＣアンプ１０６２内でデジタル・アナログ変換され、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８３の対となる他方の電極に印加される。
【００５０】
図７では、この実施形態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。描画形成部１０００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。電子銃７４から放射された荷電粒子ビームの一例となる電子ビームは、集束レンズ７５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７８全体を照明する。ここで、電子ビームをまず矩形例えば正方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ７８を通過した第１のアパーチャ像の電子ビームは、投影レンズ７９により第２の成形アパーチャ８１上に投影される。かかる第２の成形アパーチャ８１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８０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。
【００５１】
第２の成形アパーチャ８１を通過した第２のアパーチャ像の電子ビームは、対物レンズ８２により焦点を合わせ、静電型の対物偏向器８３によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ７３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７３上の試料８５の所望する位置に照射される。例えば、試料８５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８５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、描画形成部１０００を用いてレジスト膜上に電子ビーム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。
【００５２】
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で使用されるマスクが製作される。上述したように、電子銃７４から出た電子ビームは、移動可能に配置されたＸＹステージ７３上の試料８５の所望する位置に照射される。
【００５３】
ここで、試料８５上の電子ビームが、所望する照射量を試料８５に入射させる照射時間に達した場合、試料８５上に必要以上に電子ビームが照射されないようにするため、静電型のＢＬＫ偏向器７６で電子ビームを偏向するとともにＢＬＫアパーチャ７７で電子ビームをカットし、電子ビームが試料８５面上に到達しないようにする。図８では、ブランキングされる場合の電子ビームの軌道を点線で示している。ビームＯＮ（ブランキングＯＦＦ）の場合、電子銃７４から出た電子ビームは、図７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７４から出た電子ビームは、図７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７１内およびＸＹステージ７３が配置された描画室７２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。
【００５４】
ところで、試料８５に電子ビームで設計されたとおりの描画が形成されるためには、全てのＤＡＣアンプが正常に機能する、つまり、デジタル電圧指示に対して正しいアナログ出力電圧を発生させている必要がある。従って、ＤＡＣアンプの診断が重要になる。
【００５５】
そこで、ＤＡＣアンプの診断のために、診断スイッチＳ１が操作されると、対物偏向器８３のＤＡＣアンプ１０６１，１０６２の診断を開始する。まず、全ての偏向ＤＡＣアンプへのデジタル電圧指示値を０Ｖに設定、その状態で電子ビーム照射位置と電子検出器１６の位置あわせを行う。所定時間で照射／ショットされる電子ビームの電子量を電子検出器１６で計測し、初期値として記憶する。
【００５６】
次に、ＤＡＣアンプ１０６１，１０６２の電圧設定値を変化させ、それに同期させ、所定時間で電子ビーム照射を行い、ビーム位置検出手段の一部である電子検出器１６での電子量の計測を行い、位置変動を測定することで、ＤＡＣアンプ１０６１，１０６２の異常・正常を診断を行う。
【００５７】
なお、図７では、説明を簡単にするために、例えば０度に位置する偏向器８３に接続されるＤＡＣ１０６１，１０６２について説明した。実際には２次元に電子ビームを高精度で偏向させるため、同じ位置で角度の異なる例えば９０度、４５度、１３５度等の複数個所に対の偏向器が設置される。この場合でも偏向器８３と同じように接続されるＤＡＣアンプも同じ手順で診断を行い、全ての対に対しての診断が行われる。
【００５８】
この際の照射ビームの形状は、成形偏向アンプで成形偏向電極に、所定の偏向電圧を印加することで第２の成形アパーチャ７７で所定の形状に成形した電子ビームを使用しでも良いが、成形偏向電圧を０Ｖとして第２の成形アパーチャの中央に電子ビームを通し、第２の成形アパーチャ位置での第１の成形アパーチャ像の矩形ビームを使用しても良い。
【００５９】
診断スイッチＳ２が操作されると、成形偏向器８０のＤＡＣアンプ１０１１，１０１２の診断を開始する。まず、全ての成形用ＤＡＣアンプへのデジタル電圧指示値を０Ｖに設定、その状態で電子ビーム照射位置と電子検出器の位置あわせを行う。所定時間で照射・ショットされる電子ビームの電子量を電子検出器で計測し、初期値として記憶する。この状態で位置検出手段へ照射される電子ビーム像は、第２の成形アパーチャ位置での第１成形アパーチャ像に相当する。
【００６０】
次に、１対の偏向ＤＡＣアンプの電圧設定値を順次変化させ、それに同期させ、所定時間で電子ビーム照射を行い、ビーム位置検出手段の一部である電子検出器での電子量の計測を行い、位置変動を測定することで、ＤＡＣアンプの異常・正常を診断を行う。別の1対を同様な手順で行い、全ての対に対しての診断を行う。成形ＤＡＣアンプに異常があれば、第２成形アパーチャ位置での第１成形アパーチャ像位置は移動し、その投影像である電子ビーム照射位置も移動することで、電子ビーム照射位置検出手段でＤＡＣアンプの診断が可能となる。
【００６１】
この発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６２】
ＥＢ  電子ビーム
１１，７４  電子銃
１４  偏向器
１４ａ，１４ｂ  電極
１５  ステージ
１６  電子検出器
１７  診断用アパーチャ
１８  制御部
１９，９２  メモリ
２０，２１  ＤＡＣアンプ
ＳＷ１，ＳＷ  スイッチ
ＩＮＶ  インバータ
３１  マーク３１
３１１  反射率の高い部分
３１２  反射率の低い部分
３３  フォトダイオード
６２  半導体位置検出器
１０００  描画形成部
７１  電子鏡筒
７２  描画室
７３  ＸＹステージ
７６  ブランキング偏向器
８０  成形偏向器
８３  対物偏向器
８５  試料
２０００  制御部
９１  制御コンピュータ
９３  描画データ生成回路
９４  ＢＬＫ偏向制御回路
９５  ＢＬＫアンプ
１０１１，１０１２，１０６１，１０６２  ＤＡＣアンプ
９９  成形偏向制御回路
１０４  位置偏向制御回路
１１０  駆動回路
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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