(57)【要約】  【課題】  マルチビーム形成素子の不具合により特性の不良な電子ビームが生じた場合にも、マルチビーム形成素子を交換することなく、且つ描画精度を低下させることなく、描画処理を可能にする荷電粒子ビーム描画技術を提供する。  【解決手段】  所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成する手段(１０１、１０２、１０３)と、複数の荷電粒子ビームに対して個別に作用する複数のブランカー（１０７）と、荷電粒子ビームの全てに作用する共通ブランカー（２０１）と、共通ブランカー（２０１）に信号が印加されている状態において、複数のブランカー（１０７）により所定の偏向作用が与えられた荷電粒子ビームを試料上に到達させ、複数のブランカー（１０７）により所定の偏向作用が与えられない荷電粒子ビームを試料に対して遮断するためのブランキング絞りとを有し、特性が不良なビームを試料に対して遮断し、特性が良好なビームのみを用いて描画を行う。【選択図】  図２
2005116743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成し、ブランキング手段を用いて前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射する荷電粒子ビーム描画方法において、前記複数の荷電粒子ビームのうち、描画用に適さない特定のビームを前記ブランキング手段とは別の手段により前記被露光物に対して遮断することにより描画処理を行うよう構成したことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項２】
所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成し、前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射するようにした荷電粒子ビーム描画方法において、前記複数の荷電粒子ビームの特性を個別に測定する工程と、測定された前記複数の荷電粒子ビームのうち、予め定められた基準を満たす特性を有するビームにより構成されるビーム群を描画に用いるべきビームとして選択し、残りのビーム群を描画中常に前記被露光物に対して遮断する工程と、前記選択されたビームを用いて前記被露光物の描画を行う工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項３】
描画するべきパターンデータをもとに、複数の荷電粒子ビームに対して要素描画領域を個別に割り当てて、前記描画するべきパターンデータに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射するようにした荷電粒子ビーム描画方法において、前記複数の荷電粒子ビームの特性を個別に測定する第１の工程と、前記第１の工程において測定された特性が予め定められた基準を満たす特性を有するビームにより構成されるビーム群を描画に用いるべきビームとして選択し、残りのビームを描画中常に前記被露光物に対して遮断する第２の工程と、前記第２の工程で選択された描画用ビームを用いて割り当てられた要素描画領域群を描画する第３の工程と、前記第２の工程において遮断されたビームに割り当てられた要素描画領域群を代わりに描画するためのビームを、前記第１の工程において測定された特性が前記基準を満たすビームの中から選択する第４の工程と、前記第４の工程において選択されたビームを用いて、前記第２の工程において遮断されたビームに割り当てられた要素描画領域群を描画する第５の工程とを有することを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項４】
前記第５の工程における最大許容描画領域が、前記第３の工程における最大許容描画領域に比べて大きいことを特徴とする請求項３に記載の荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項５】
被露光物を搭載したステージを連続移動させながら、描画するべきパターンに応じて、Ｍ×Ｎ個の配列された複数の荷電粒子ビームを、前記被露光物上に最小偏向幅を単位として偏向し、偏向毎にビームの照射を個別に制御して、前記複数の荷電粒子ビームの各々に割り当てられた要素描画領域にパターンを描画することにより、Ｍ×Ｎ個の前記要素描画領域で構成されるサブフィールドを描画する工程と、前記連続移動方向と直行する方向に並んだ複数のサブフィールドを順次描画することにより、前記複数のサブフィールドで構成されるメインフィールドを描画する工程と、前記連続移動方向に並んだ複数のメインフィールドを順次描画することにより、前記複数のメインフィールドで構成されるストライプを描画する工程とを有する荷電粒子ビーム描画方法において、前記複数の荷電粒子ビームの特性を個別に測定する第１の工程と、前記第１の工程において測定された特性が予め定められた基準を満たす特性を有するビームにより構成される連続したｍ×ｎ個のビーム群を描画に用いるべきビームとして選択し、残りのビーム群を描画中常に前記被露光物に対して遮断する第２の工程と、前記第２の工程において選択された描画用ビームに割り当てられたｍ×ｎ個の要素描画領域群を１つのサブフィールドとして描画処理を行うよう構成したことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【請求項６】
所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成する手段と、前記複数の荷電粒子ビームに対して個別に作用する第１のブランキング手段と、前記荷電粒子ビームの全てに作用する第２のブランキング手段と、前記第２のブランキング手段に信号が印加されている状態において、前記第１のブランキング手段により所定の偏向作用が与えられた荷電粒子ビームを被露光物上に到達させ、前記第１のブランキング手段により所定の偏向作用が与えられない荷電粒子ビームを被露光物に対して遮断するための絞り手段とを具備してなることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項７】
前記第１のブランキング手段を、前記複数の荷電粒子ビームの各々に対して個別に作用する複数のブランカーで構成し、前記第２のブランキング手段を、共通ブランカーで構成したことを特徴とする請求項６に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項８】
所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成し、第１のブランキング手段を用いて前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射する荷電粒子ビーム描画装置において、前記第１のブランキング手段の上流にあって、前記複数の荷電粒子ビームの各々に対して個別に作用する複数のブランカーを備えた第２のブランキング手段と、前記複数の荷電粒子ビームのうち、予め定められた基準を満たす特性を有する荷電粒子ビームを前記被露光物に到達せしめ、前記特性を満たさない荷電粒子ビームを前記被露光物に対して遮断するよう前記第１のブランキング手段および前記第２のブランキング手段を制御する手段とを具備してなることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項９】
所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成する手段と、前記複数の荷電粒子ビームの各々に対して個別に作用する複数のブランカーを備えたブランキング手段と、前記ブランキング手段により所定の偏向作用が与えられた荷電粒子ビームを被露光物上に到達させ、前記ブランキング手段により所定の偏向作用が与えられない荷電粒子ビームを被露光物に対して遮断するための絞り手段とを有し、かつ、前記絞り手段が、前記荷電粒子ビームのビーム軸に対して偏心した位置にあるよう配置されていることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項１０】
所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成する手段と、前記複数の荷電粒子ビームに対して個別に作用するブランキング手段と、前記ブランキング手段により前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンデータに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射する手段とを有し、かつ、前記荷電粒子ビームの行路上にあって、前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な面内を移動可能に設けられ、前記複数の荷電粒子ビームを選択的に通過させることの出来る開口部を備えたシャッター手段と、前記シャッター手段の前記開口部を選択的に通過させた荷電粒子ビームにより描画処理を行うよう前記パターンデータを制御する制御系とを備えてなることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項１１】
前記シャッター手段の前記開口部が、矩形状もしくは十字型形状を有することを特徴とする請求項１０に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項１２】
前記シャッター手段が、前記荷電粒子ビームの行路上にあって、前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な面内を互いに独立に移動可能に設置された２段のシャッターにより構成されていることを特徴とする請求項１０に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項１３】
Ｍ×Ｎ個に配列した複数の荷電粒子ビームを形成する荷電粒子形成手段と、前記複数の荷電粒子ビームに対して個別に作用するＭ×Ｎ個のブランカーを備えたブランキング手段と、前記複数の荷電粒子ビームを個別に収束させるＭ×Ｎ個のレンズと、前記ブランキング手段により前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンデータに応じた前記荷電粒子ビームを被露光物上に照射する手段とを有し、かつ、前記複数の荷電粒子ビームの中に特性の不良なビームが生じた場合に、前記ブランキング手段により被露光物への到達を遮断された前記特性の不良なビームを救済するため、救済用荷電粒子ビームを形成する手段と、形成された前記救済用荷電粒子ビームを個別に収束させるための救済用レンズと、前記救済用荷電粒子ビームを個別にブランキングするための救済用ブランキング手段と、前記救済用ブランキング手段を個別に制御する救済用ブランカー制御回路とを設けて、前記救済用荷電粒子ビームにより前記遮断されたビームに割り当てられた要素描画領域を描画するよう構成したことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項１４】
所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成するための複数のアパーチャーを備えたアパーチャーアレイと、前記アパーチャーアレイを通過する前記複数の荷電粒子ビームを個別に収束させるための複数のレンズを配置したレンズアレイと、前記レンズアレイを前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な方向に移動可能に配置した第１のステージと、通過する前記複数の荷電粒子ビームに個別に作用する複数のブランカーを配置したブランカーアレイと、前記ブランキングアレイを前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な方向に移動可能に配置した第２のステージと、前記複数の荷電粒子ビームを選択的に通過させることの出来る開口部を備えたシャッターと、前記シャッターを前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な方向に移動可能に配置した第３のステージとを有し、前記アパーチャーアレイのうち良好に機能するアパーチャーを通過し、且つ前記レンズアレイのうち良好に機能するレンズを通過し、且つ前記ブランカーアレイのうち良好に機能するブランカーを通過し、且つ、前記シャッターを通過する荷電粒子ビームの数が最も多くなるように、前記第１のステージ、前記第２のステージおよび前記第３のステージの各位置と、前記シャッターの開口形状とを制御する制御手段を設けてな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、半導体プロセスにおいて用いられる半導体製造技術に関し、特に、ウェハ等の基板または、マスクやレチクル等の原版に複数の荷電粒子線を用いてパターンを描画する荷電粒子線露光技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、回路パターンの超微細化・高集積化が著しく進み、フォトマスク製作に用いられる電子線描画においては、高精度化のみならず、高速化が強く求められるようになってきた。一方、次世代リソグラフィ技術の候補である、電子ビームを用いてウェハ上に直接描画する直描方式においても、スループットがデバイス量産の為の第一の課題となっている。
【０００３】
このスループットを向上させるために、電子線描画は、一度に照射できる電子ビームの面積を大きくする方向に進んできた。まず、ビームをポイント状にして使用するポイントビーム方式ではスループットが量産には用いられない程低いため、サイズ可変の矩形断面にして使用する可変成形方式が開発された。この方式では、スループットがポイントビーム方式に比べて一桁から二桁高いが、集積度の高い微細なパターン群を描画する際には、スループットの点で問題が多い。これに対して、使用頻度の高い特定のパターンについて、セルマスクを用いて、ビームの断面を所望の形状にするセルプロジェクション方式が開発された。この方式では、メモリ回路のような繰り返しパターンが多い半導体回路に対してはメリットが大きいが、ロジック回路のような繰り返しパターンの少ない半導体回路に対しては、セルマスク上に用意するべきパターンの数が多く、実現が困難な場合が多い。
【０００４】
この問題点を解決するための方式として、複数の電子ビームを試料上に照射し、その複数の電子ビームを偏向させて試料上を走査させると共に、描画するべきパターンに応じて複数の電子ビームを個別にＯＮ／ＯＦＦしてパターンを描画するマルチビーム方式がある。この方式は、マスクを用いずに任意の描画パターンを描画できるので、スループットがより改善できるという特長がある。
【０００５】
このようなマルチビーム方式の電子線描画方式については、例えば、特開２００１−２６７２２１号公報および特開２００２−３１９５３２号公報などで開示されている。この形態の電子ビーム描画装置の例を、図１の概略図を用いて説明する。
【０００６】
１０１は電子銃が形成するクロスオーバー像である。このクロスオーバー１０１を光源としてコンデンサーレンズ１０２は略平行な電子ビームを作る。本例でのコンデンサーレンズは、電磁レンズである。１０３は開口が２次元に配列して形成されたアパーチャーアレイ、１０４は同一の焦点距離を持つ静電レンズが２次元に配列して形成されたレンズアレイ、１０５および１０６は、個別に駆動することが可能な静電偏向器が２次元に配列して形成された偏向器アレイ、１０７は個別に駆動可能な静電のブランカーが２次元に配列して形成されたブランカーアレイである。
【０００７】
コンデンサーレンズ１０２によって作られた略平行な電子ビームは、アパーチャーアレイ１０３によって複数の電子ビームに分割される。分割された電子ビームは、対応するレンズアレイ１０４の静電レンズによって、ブランカーアレイ１０７の高さにクロスオーバー１０１の中間像を形成する。この時、偏向器アレイ１０５、１０６は対応する電子源の中間像を、ブランカーアレイ１０７の対応するブランカー内の所望の位置を通過させるべく、各電子ビームの行路を個別に調整する。
【０００８】
ブランカーアレイ１０７のブランカーは、対応する電子ビームを試料上に照射するかしないかを個別に制御する。即ち、ブランカーにより偏向された電子ビームはブランキング絞り１０９によって、遮断され、試料１１５上に照射されない。一方、ブランカーアレイ１０７で偏向されないビームは、ブランキング絞り１０９によって、遮断されないため、試料１１５上に照射される。
【０００９】
以上のように、アパーチャーアレイ１０３、レンズアレイ１０４、偏向器アレイ１０５, １０６、ブランカーアレイ１０７は、複数のクロスオーバーの中間像を形成し、且つ、個々の電子ビームが試料１１５上に照射されるか、されないかを制御する。アパーチャーアレイ１０３、レンズアレイ１０４、偏向器アレイ１０５、１０６、ブランカーアレイ１０７を合わせてマルチビーム形成素子１０８と呼ぶ。
【００１０】
マルチビーム形成素子１０８により形成され、試料に対する照射または非照射を個別に制御されたクロスオーバーの中間像は、電磁レンズ１１０、１１１、１１２、１１３により、ステージ１１６上に搭載された試料１１５上に縮小投影される。縮小投影像の位置は、偏向器１１４による偏向量により決定される。
【００１１】
このようなマルチビーム方式においては、例えば、特開平１１−１８６１４４号公報では、荷電粒子ビームを成形するブランキングアパーチャアレイについて、故障の発生と故障箇所を検出するための方法が提案されている。
【００１２】
また、例えば、特開２０００−４３３１７号公報においては、ＬＤを用いたマルチビーム描画装置において、一部のＬＤが破損、即ち発光しなくなった状態でも描画処理を行えるような方法が提案されている。
【００１３】
【特許文献１】特開２００１−２６７２２１号報
【００１４】
【特許文献２】特開２００２−３１９５３２号報
【特許文献３】特開平１１−１８６１４４号公報
【特許文献４】特開２０００−４３３１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このようなマルチビーム方式においては、マルチビーム形成素子に不具合が生じた場合、電子ビームに、以下のような不良が生じる可能性がある。
【００１６】
（１）特定のビームを試料上に到達させることが出来なくなる場合。
【００１７】
（２）特定のビームを試料に対して遮断出来なくなる場合。
【００１８】
（３）特定のビームの特性が悪くなる場合。
【００１９】
以上のような不良に対して、上述した従来例の特開平１１−１８６１４４号公報では、荷電粒子ビームを成形するブランキングアパーチャアレイについて、故障の発生と故障箇所を検出するための方法が提案されているが、たとえ故障箇所が明らかになったとしても、故障箇所を修理または交換し、さらに、装置を再調整して、再び処理を開始するまでには、描画処理を長時間にわたって中断しなくてはならない。
【００２０】
また、上述した従来例の特開２０００−４３３１７号公報では、ＬＤを用いたマルチビーム描画装置において、一部のＬＤが破損、即ち発光しなくなった状態でも描画処理を行えるような方法が提案されているが、ＬＤを用いた描画装置においては、素子（ＬＤ）に電圧を印加することによって、ビーム（光）が被露光物に対して照射されるため、素子が破損した場合にも、被露光物に対して不要なビームが照射されることはない。
【００２１】
これに対して、荷電粒子ビームを用いた描画装置においては、素子（ブランカー）に電圧を供給することによって、ビームを被露光物に対して遮断する構成となっている。このため、素子（ブランカー）が破損した場合は、被露光物に対して不要なビームが照射されることになる。
【００２２】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、マルチビーム形成素子の不具合等により、荷電粒子ビームに不良が生じた場合にも、出来るだけ処理速度を落とすことなく、描画処理を可能にする荷電粒子ビーム描画技術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】
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明は、次に示すような特徴を有する。以下、本発明の代表的な構成例を述べる。
【００２４】
（１）本発明による荷電粒子ビーム描画方法は、所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成し、ブランキング手段を用いて前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射する荷電粒子ビーム描画方法において、前記複数の荷電粒子ビームのうち、描画用に適さない特定のビームを前記ブランキング手段とは別の手段により前記被露光物に対して遮断することにより描画処理を行うよう構成したことを特徴とする。
【００２５】
（２）本発明による荷電粒子ビーム描画方法は、所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成し、前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射するようにした荷電粒子ビーム描画方法において、前記複数の荷電粒子ビームの特性を個別に測定する工程と、測定された前記複数の荷電粒子ビームのうち、予め定められた基準を満たす特性を有するビームにより構成されるビーム群を描画に用いるべきビームとして選択し、残りのビーム群を描画中常に前記被露光物に対して遮断する工程と、前記選択されたビームを用いて前記被露光物の描画を行う工程とを有することを特徴とする。
【００２６】
（３）本発明による荷電粒子ビーム描画方法は、描画するべきパターンデータをもとに、複数の荷電粒子ビームに対して要素描画領域を個別に割り当てて、前記描画するべきパターンデータに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射するようにした荷電粒子ビーム描画方法において、前記複数の荷電粒子ビームの特性を個別に測定する第１の工程と、前記第１の工程において測定された特性が予め定められた基準を満たす特性を有するビームにより構成されるビーム群を描画に用いるべきビームとして選択し、残りのビームを描画中常に前記被露光物に対して遮断する第２の工程と、前記第２の工程で選択された描画用ビームを用いて割り当てられた要素描画領域群を描画する第３の工程と、前記第２の工程において遮断されたビームに割り当てられた要素描画領域群を代わりに描画するためのビームを、前記第１の工程において測定された特性が前記基準を満たすビームの中から選択する第４の工程と、前記第４の工程において選択されたビームを用いて、前記第２の工程において遮断されたビームに割り当てられた要素描画領域群を描画する第５の工程とを有することを特徴とする。
【００２７】
（４）本発明による荷電粒子ビーム描画方法は、被露光物を搭載したステージを連続移動させながら、描画するべきパターンに応じて、Ｍ×Ｎ個の配列された複数の荷電粒子ビームを、前記被露光物上に最小偏向幅を単位として偏向し、偏向毎にビームの照射を個別に制御して、前記複数の荷電粒子ビームの各々に割り当てられた要素描画領域にパターンを描画することにより、Ｍ×Ｎ個の前記要素描画領域で構成されるサブフィールドを描画する工程と、前記連続移動方向と直行する方向に並んだ複数のサブフィールドを順次描画することにより、前記複数のサブフィールドで構成されるメインフィールドを描画する工程と、前記連続移動方向に並んだ複数のメインフィールドを順次描画することにより、前記複数のメインフィールドで構成されるストライプを描画する工程とを有する荷電粒子ビーム描画方法において、前記複数の荷電粒子ビームの特性を個別に測定する第１の工程と、前記第１の工程において測定された特性が予め定められた基準を満たす特性を有するビームにより構成される連続したｍ×ｎ個のビーム群を描画に用いるべきビームとして選択し、残りのビーム群を描画中常に前記被露光物に対して遮断する第２の工程と、前記第２の工程において選択された描画用ビームに割り当てられたｍ×ｎ個の要素描画領域群を１つのサブフィールドとして描画処理を行うよう構成したことを特徴とする。
【００２８】
（５）本発明による荷電粒子ビーム描画装置は、所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成する手段と、前記複数の荷電粒子ビームに対して個別に作用する第１のブランキング手段と、前記荷電粒子ビームの全てに作用する第２のブランキング手段と、前記第２のブランキング手段に信号が印加されている状態において、前記第１のブランキング手段により所定の偏向作用が与えられた荷電粒子ビームを被露光物上に到達させ、前記第１のブランキング手段により所定の偏向作用が与えられない荷電粒子ビームを被露光物に対して遮断するための絞り手段とを具備してなることを特徴とする。
【００２９】
（６）前記（５）の荷電粒子ビーム描画装置において、前記第１のブランキング手段を、前記複数の荷電粒子ビームの各々に対して個別に作用する複数のブランカーで構成し、前記第２のブランキング手段を、共通ブランカーで構成したことを特徴とする。
【００３０】
（７）本発明による荷電粒子ビーム描画装置は、所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成し、第１のブランキング手段を用いて前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射する荷電粒子ビーム描画装置において、前記第１のブランキング手段の上流にあって、前記複数の荷電粒子ビームの各々に対して個別に作用する複数のブランカーを備えた第２のブランキング手段と、前記複数の荷電粒子ビームのうち、予め定められた基準を満たす特性を有する荷電粒子ビームを前記被露光物に到達せしめ、前記特性を満たさない荷電粒子ビームを前記被露光物に対して遮断するよう前記第１のブランキング手段および前記第２のブランキング手段を制御する手段とを具備してなることを特徴とする。
【００３１】
（８）本発明による荷電粒子ビーム描画装置は、所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成する手段と、前記複数の荷電粒子ビームの各々に対して個別に作用する複数のブランカーを備えたブランキング手段と、前記ブランキング手段により所定の偏向作用が与えられた荷電粒子ビームを被露光物上に到達させ、前記ブランキング手段により所定の偏向作用が与えられない荷電粒子ビームを被露光物に対して遮断するための絞り手段とを有し、かつ、前記絞り手段が、前記荷電粒子ビームのビーム軸に対して偏心した位置にあるよう配置されていることを特徴とする。
【００３２】
（９）本発明による荷電粒子ビーム描画装置は、所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成する手段と、前記複数の荷電粒子ビームに対して個別に作用するブランキング手段と、前記ブランキング手段により前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンデータに応じた荷電粒子ビームを被露光物上に照射する手段とを有し、かつ、前記荷電粒子ビームの行路上にあって、前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な面内を移動可能に設けられ、前記複数の荷電粒子ビームを選択的に通過させることの出来る開口部を備えたシャッター手段と、前記シャッター手段の前記開口部を選択的に通過させた荷電粒子ビームにより描画処理を行うよう前記パターンデータを制御する制御系とを備えてなることを特徴とする。
【００３３】
（１０）前記（９）の荷電粒子ビーム描画装置において、前記シャッター手段が、前記荷電粒子ビームの行路上にあって、前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な面内を互いに独立に移動可能に設置された２段のシャッターにより構成されていることを特徴とする。
【００３４】
（１１）本発明による荷電粒子ビーム描画装置は、Ｍ×Ｎ個に配列した複数の荷電粒子ビームを形成する荷電粒子形成手段と、前記複数の荷電粒子ビームに対して個別に作用するＭ×Ｎ個のブランカーを備えたブランキング手段と、前記複数の荷電粒子ビームを個別に収束させるＭ×Ｎ個のレンズと、前記ブランキング手段により前記複数の荷電粒子ビームを個別にブランキングすることにより、描画するべきパターンデータに応じた前記荷電粒子ビームを被露光物上に照射する手段とを有し、かつ、前記複数の荷電粒子ビームの中に特性の不良なビームが生じた場合に、前記ブランキング手段により被露光物への到達を遮断された前記特性の不良なビームを救済するため、救済用荷電粒子ビームを形成する手段と、形成された前記救済用荷電粒子ビームを個別に収束させるための救済用レンズと、前記救済用荷電粒子ビームを個別にブランキングするための救済用ブランキング手段と、前記救済用ブランキング手段を個別に制御する救済用ブランカー制御回路とを設けて、前記救済用荷電粒子ビームにより前記遮断されたビームに割り当てられた要素描画領域を描画するよう構成したことを特徴とする。
【００３５】
（１２）本発明による荷電粒子ビーム描画装置は、所定の間隔で配列された複数の荷電粒子ビームを形成するための複数のアパーチャーを備えたアパーチャーアレイと、前記アパーチャーアレイを通過する前記複数の荷電粒子ビームを個別に収束させるための複数のレンズを配置したレンズアレイと、前記レンズアレイを前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な方向に移動可能に配置した第１のステージと、通過する前記複数の荷電粒子ビームに個別に作用する複数のブランカーを配置したブランカーアレイと、前記ブランキングアレイを前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な方向に移動可能に配置した第２のステージと、前記複数の荷電粒子ビームを選択的に通過させることの出来る開口部を備えたシャッターと、前記シャッターを前記荷電粒子ビームの進行方向に対して略垂直な方向に移動可能に配置した第３のステージとを有し、前記アパーチャーアレイのうち良好に機能するアパーチャーを通過し、且つ前記レンズアレイのうち良好に機能するレンズを通過し、且つ前記ブランカーアレイのうち良好に機能するブランカーを通過し、且つ、前記シャッターを通過する荷電粒子ビームの数が最も多くなるように、前記第１のステージ、前記第２のステージおよび前記第３のステージの各位置と、前記シャッターの開口形状とを制御する制御手段を設けてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３６】
本発明によれば、マルチビーム形成素子の不具合により荷電粒子ビームの特性に不良が生じた場合にも、マルチビーム形成素子を交換することなく、特性が良好なビームのみを用いて、描画精度を劣化することなく、描画処理を行うことが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
（実施例１）
図２は、本発明の第１の実施例であるマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の構成を示す。
【００３８】
先述したように、このようなマルチビーム方式においては、描画に用いられる複数の電子ビームの全てについて、試料上への照射または非照射を良好に制御され、且つ所望の位置に良好に収束することが要求される。これに対して、マルチビーム形成素子の不具合等により、形成される電子ビームに、以下のような不良が生じる可能性がある。
【００３９】
（１）特定のビームを試料上に到達させることが出来なくなる場合
例えば、電子ビームの軌道上に異物が付着した場合、または、電磁場の乱れにより電子ビームの経路が曲げられた場合である。この時、描画されたパターンの一部に抜け、または掠りが生じる。
【００４０】
（２）特定のビームの特性が悪くなる場合
例えば、図１のマルチビーム方式の電子ビーム描画装置において、レンズアレイ１０４を構成するレンズのうち、特定のレンズが、異物付着等により、異常な収束作用を持つ場合である。または、ビーム軌道付近におけるチャージアップにより、特定の電子ビームがぼけやドリフトが生じる場合である。この時、描画されたパターンの一部に、位置精度・寸法精度の低下が生じる。
【００４１】
（３）特定のビームを試料に対して遮断出来なくなる場合
例えば、図１のマルチビーム方式の電子ビーム描画装置において、ブランカーアレイ１０７を構成するブランカーのうち、特定のブランカーへの配線に断線があり、電圧が供給できない場合である。または、特定のブランカーが接地電位に対して短絡している場合である。この時、試料上にビームが常時照射されることになるため、不要なパターンを描画してしまう。もしくはコントラストの低下によりパターンの寸法精度が低下する。
【００４２】
上記（１）および（２）に対して、本実施例では、以下のような方法をとることにより、描画を続行させる。
【００４３】
上記（１）の場合は、試料上に到達することが出来ないビームが本来描画するべき画素を、他のビームを用いて描画する工程を設けることによって、描画処理を続行させる。上記（２）の場合は、特性の悪いビームを試料上に照射させないために、パターンデータに依らず、常に、このビームを試料に対して遮断して描画を行う。その上で、上記（１）と同様に、このビームが本来描画するべき画素を、他の特性が良好なビームを用いて描画する工程を設けることによって、描画処理を続行させる。
【００４４】
しかしながら、上記（３）の場合については、電子ビームを試料に対して遮断することが出来ないこと事態が問題であるため、上記（１）および（２）のような方法を取ることが出来ない。
【００４５】
そこで、本実施例においては、図２に示したように、マルチビーム形成素子により形成される全ての電子ビームに作用する共通ブランカー２０１を設けた。
【００４６】
共通ブランカー２０１は、電磁レンズやアライナーなどと同様に光学素子制御回路２０３により静的な制御を受ける。一方、パターン制御回路２０４は、ブランカー制御回路２０５および偏向器制御回路２０６およびステージ制御回路２０７を動的に制御することにより、パターンデータに基いたビームを試料１１５上に照射する。光学素子制御回路２０３およびパターン制御回路２０４は、オペレータとのインターフェースででもある制御計算機２０２により制御される。
【００４７】
なお、図２の装置では、共通ブランカー２０１に関する構成以外は、基本的には、図１に示したマルチビーム方式の電子ビーム描画装置と略同様なものを有する。
【００４８】
ここで、図３（ａ）〜（ｄ）により、共通ブランカーがない場合と、共通ブランカーがある場合とを比較することにより、共通ブランカーの作用を説明する。
【００４９】
図３（ａ）は、従来例、即ち、共通ブランカーがない場合の、電子ビームとブランカーアレイ、およびブランキング絞りの関係を示す模式図である。ブランカーアレイ１０７はシリコン基板上に複数のビーム通過孔と、これらに対応するブランカー３０４、３０５、３０６が設けられたものである。ブランカー３０４、３０５、３０６はビーム通過孔の壁面に設けられた２枚の電極より構成される。２枚の電極間に電位差を与えることにより、通過する電子ビームを偏向させる作用を持つ。
【００５０】
図３（ａ）において、ビーム３０１は試料上に照射されるべきビームである。この時、ブランカー３０４には電圧は印加されず、ビーム３０１はブランキング絞り１０９を通過し、試料上（図示せず）に到達する。
【００５１】
ビーム３０２は試料上に照射されるべきではないビームである。この時、ブランカー３０５には電圧が印加され、ビーム３０２は軌道を曲げられ、ブランキング絞り１０９により遮断され、試料上（図示せず）には到達しない。
【００５２】
一方、ブランカー３０３に電圧を印加する配線には断線が生じているため、ブランカー３０６を用いてビーム ３０３の軌道を曲げることが出来ない。したがって、ビーム３０３が本来試料上に照射されるべきか、照射されるべきでないかによらず、ビーム３０３はブランキング絞り１０９を通過し、試料上（図示せず）に到達してしまう。
【００５３】
これに対して、図３（ｂ）は本実施例、即ち、共通ブランカー２０１がある場合の、電子ビームとブランキングアレイ、およびブランキング絞りの関係を示す模式図である。
この図において、ビーム３０１およびビーム３０２およびビーム３０３は、共通ブランカーにより軌道が曲げられた上で、ブランカーアレイ１０７を通過する。
【００５４】
ビーム３０１は、試料上に照射されるべきビームである。この時、ブランカー３０４に電圧が印加され、ビーム３０１は再度偏向されることにより、ビーム軸（一点鎖線で表示）に対して平行にブランキング絞り１０９を通過し、試料上（図示せず）に到達する。
ビーム３０２は試料上に照射されるべきではないビームである。この時、ブランカー３０５には電圧は印加されず、ビーム３０２は軌道を曲げられないまま、ブランキング絞り１０９により遮断され、試料上（図示せず）には到達しない。
【００５５】
一方、ブランカー３０６に電圧を印加する配線には断線が生じているため、ブランカー３０６を用いてビーム３０３の軌道を曲げることが出来ない。したがって、ビーム３０３が試料上に照射されるべきか、照射されるべきでないかによらず、ビーム３０３はブランキング絞り１０９により遮断され、試料上（図示せず）には到達しない。
【００５６】
以上に示したように、共通ブランカー２０１を設けることによって、従来、電圧を印加することにより個々のビームを試料に対して遮断させる作用を持っていたブランカーアレイに、電圧を印加することにより個々のビームを試料に対して到達させる作用を持たせる。これにより、断線等により、ブランカーアレイの電極に印加される電圧が制御不可能になった場合も、ビームを試料に対して遮断出来なくなる可能性が無くなる。したがって、このビームが本来描画するべき画素を、他のビームを代わりに用いて描画する工程を設けることによって、描画処理を続行させることが出来る。
【００５７】
これと同様の効果を挙げるために、図３（ｃ）に示すようにブランカーアレイを２段構成にしても良い。
【００５８】
ビーム３０１は、試料上に照射されるべきビームである。この時、ブランカー３０４およびブランカー３０７には逆極性の電圧が印加され、ビーム３０１はビーム軸（一点鎖線で表示）に対して平行にブランキング絞り１０９を通過し、試料上（図示せず）に到達する。
【００５９】
ビーム３０２は試料上に照射されるべきではないビームである。この時、ブランカー３０５のみに電圧が印加され、ブランカー３０８には電圧は印加されない。したがって、ビーム３０２はブランキング絞り１０９により遮断され、試料上（図示せず）には到達しない。
【００６０】
一方、ブランカー３０９に電圧を印加する配線には断線が生じている。この時、ブランカー３０９を用いてビーム３０３の軌道を曲げることが出来ない。したがって、ビーム３０３が試料上に照射されるべきか、照射されるべきでないかによらず、ビーム３０３はブランキング絞り１０９により遮断され、試料上（図示せず）には到達しない。ブランカー３０６に電圧を印加する配線に断線が生じていてブランカー３０９に電圧を印加する配線には断線が生じていない場合、およびブランカー３０６およびブランカー３０９の双方に電圧を印加する配線に断線が生じている場合も、ビームの軌道はブランキング絞り１０９により試料上に対して遮断される。
【００６１】
さらに、同様の効果を挙げるための方法として、図３（ｄ）に示すようにビーム軸（一点鎖線で表示）に対してブランキング絞り１０９を偏心して設置してもよい。
ビーム３０１は試料上に照射されるべきビームである。この時、ブランカー３０４に電圧が印加され、ビーム３０１は偏向されることにより、ブランキング絞り１０９を通過し、試料上（図示せず）に到達する。
【００６２】
ビーム３０２は試料上に照射されるべきではないビームである。この時、ブランカー３０５には電圧は印加されず、ビーム３０２は軌道を曲げられないまま、ブランキング絞り１０９により遮断され、試料上（図示せず）には到達しない。
一方、ブランカー３０６に電圧を印加する配線には断線が生じているため、ブランカー３０６を用いてビーム３０３の軌道を曲げることが出来ない。したがって、ビーム３０３が試料上に照射されるべきか、照射されるべきでないかによらず、ビーム３０３はブランキング絞り１０９により遮断され、試料上（図示せず）には到達しない。
【００６３】
この方法においては、ブランキング絞り１０９を通過したビームがビーム軸（一転鎖線で表示）に対して角度を持つため、下流の光学系の設計においてはこの点を留意する必要がある。
【００６４】
次に、図４に示したフローチャートを用いて、本実施例における描画手順について説明する。
【００６５】
試料をステージ上に搭載した（ステップ４０１）後、描画に用いる全てのビームについて特性の測定を行う（ステップ４０２）。ここで特性とは、以下のものを含む。
【００６６】
（１）ブランキング制御性各ブランカーに電圧を印加した時の電流の変化を、ステージ上に設置されたファラデーカップまたは半導体検出器などの検出器で測定する。
【００６７】
（２）ビーム電流    
（３）ビーム形状
（４）ビーム位置
以上の４つの特性のうちの一つまたは複数を時間的な変動をも含めて、ビーム特性の測定結果より、全ビームについて、試料上に照射するべきか否かを決定する（ステップ４０３）。
【００６８】
図５は、マルチビームを２次元的（例えば、１６×１６）に配列した状態を示す。本実施例では、図５（ａ）においてバツ（×）印で表示した、不良であると判定されたビームのみを試料に対して遮断することにした。
【００６９】
ステップ４０４において、試料に対して遮断するべきビームがあるかどうかを判断する。遮断するべきビームがないと判断された場合は、従来通りパターンデータに基づいて各ビームを制御し、描画を実施する（ステップ４０５）。
【００７０】
遮断するべきビームがあると判断された場合は、ステップ４０３での決定に従って、ビームを遮断する（ステップ４０６）。本実施例においては、特性が不良なビームのみを試料に対して遮断することにしたので、図中、試料上に照射するビームを白丸（○印）、照射しないビームを黒丸（●印）で示すと、図５（ｂ）のようになる。既に述べたように、本実施例においては、共通ブランカーの作用により、ブランカーアレイのブランカーに電圧を印加しない状態ではビームが試料に対して遮断され、電圧を印加する状態ではビームが試料上に到達する。つまり、図５（ｂ）の黒丸に対応するブランカーには描画するべきパターンデータによらず、電圧を印加せず、白丸に対応するブランカーにはパターンデータに従って電圧を制御するべく、設定を行えばよい。
【００７１】
その上で、１度目の描画を実施する（ステップ４０７）。その際、試料に対して遮断されないよう決定されたビーム（図５（ｂ）の白丸で表示）については、遮断するべきビームがないと判断された場合の描画工程（ステップ４０５）と同様に制御される。
【００７２】
ステップ４０７終了後、１度目の描画工程で、パターンデータによらず遮断されていたビームが本来描画するべきであった画素は未照射である。ステップ４０８では、この未照射画素を代わりに照射するためのビームを決定する。
【００７３】
一度目の描画で遮断されていたビームに隣接する全てのビームの特性が良好であった場合、隣接するビームを用いればよい。本実施例においては、図５（ａ）に示したように、互いに隣接する２つのビームが共に特性不良であったため、２つ隣のビームを用いて未照射画素を照射することにした。もちろん、１度目の描画で描画できなかった画素を全て描画できるのであれば、どのようにシフトさせても構わない。
【００７４】
ステップ４０９ではステップ４０８における決定に従って、データをシフトさせる。隣接するビームを用いて未照射画素を照射する場合は、パターンデータを１ビーム分シフトさせて描画を行えばよいし、本実施例のように２つ隣のビームを用いる場合は、２ビーム分、データをシフトさせればよい。
【００７５】
ステップ４１０では、ステップ４０８の決定に従って、使用しないビームを遮断する。本実施例においては、試料上に照射するビームを白丸印、照射しないビームを黒丸印で示すと、図５（ｃ）のようになる。
【００７６】
ステップ４１１では、２度目の描画を実施する。これにより、ステップ４０７では照射できなかった画素に対して、特性の良好なビームを用いて描画を行うことが出来る。
【００７７】
以上の手順で描画処理を行うことにより、マルチビーム形成素子の不具合により、電子ビームに不良が生じた場合にも、良好なビームのみを用いて、描画を行うことが出来る。
【００７８】
なお、本実施例においては、不良なビームを試料に対して遮断して１度目の描画を行い、次に、遮断されていたビームが本来描画するべきで画素を良好なビームを用いて描画を行ったが、この順序が逆になっても効果は変わらない。
【００７９】
また、本実施例においては、不良のビームのみを試料に対して遮断した。しかし、クーロン効果の抑制の観点から見ると、同時に試料上に到達するビームの本数は時間的に出来るだけ均一であることが望ましい。これに対して、例えば、図５（ｄ）で示したような縞状、または図５（ｅ）に示したような市松状に遮断を行えば、同時に試料上に到達するビームの本数を時間的に均一化することが出来る。この場合でも、不良なビームを全て遮断できれば、本実施例による効果は変わらない。
【００８０】
（実施例２）
本発明の第２の実施例においては、実施例１で取り扱った同様のマルチビーム形成素子の不具合等によるビームの特性不良を取り扱いつつ、図１に示したマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の形態を変えることなく、不良な電子ビームを試料に対して遮断し、良好なビームのみを用いて、描画処理を行う。
【００８１】
本実施例においては、特性が不良なビームを遮断するために、図１で１０５、１０６で示された偏向器アレイを用いる。従来の技術の項で述べたように、偏向器アレイは、本来、通過する電子ビームを偏向させることにより、ブランカーアレイ１０７上に形成される電子源の中間像の、光軸と直行する面内の位置を個別に調整する作用を持つが、本実施例においては、ブランカーアレイに不具合が生じ、特定の電子ビームを試料に対して遮断できなくなった場合に、この偏向器アレイをブランカーとして代用し、ブランカーアレイをブランキング絞りとして代用する。
【００８２】
ここで、図６を用いて、偏向器アレイの従来の使用方法と本実施例におけるブランカーとしての代用方法について説明する。
【００８３】
図６（ａ）は、従来の使用方法の際に、ブランカーアレイに不具合が生じた場合を説明する図である。
【００８４】
ビーム６０１は偏向器アレイ１０５、１０６を構成する偏向器のうち、偏向器６０４および ６０７により調整され、ブランカー３０４上の所望の位置を所望の角度で通過する。ビーム６０１は試料上に照射されるべきビームであるため、ブランカー３０４には電圧は印加されず、ビーム６０１はブランキング絞り１０９を通過し、試料上（図示せず）に到達する。
【００８５】
ビーム６０２は偏向器アレイ１０５、１０６を構成する偏向器のうち、偏向器６０５および６０８により調整され、ブランカー３０５上の所望の位置を所望の角度で通過する。ビーム６０２は試料上に照射されるべきではないビームであるため、ブランカー３０５には電圧は印加されず、ビーム６０２はブランキング絞り１０９により遮断され、試料上（図示せず）に到達しない。
【００８６】
ビーム６０３は偏向器アレイ１０５、１０６を構成する偏向器のうち、偏向器６０６および ６０９により調整され、ブランカー３０６上の所望の位置を所望の角度で通過する。ブランカー３０６に電圧を印加する配線には断線が生じているため、ブランカー３０６を用いてビーム６０３の軌道を曲げることが出来ない。従って、したがって、ビーム６０３が本来試料上に照射されるべきか、照射されるべきでないかによらず、ビーム６０３はブランキング絞り１０９を通過し、試料上（図示せず）に到達してしまう。
【００８７】
これに対して、図６（ｂ）は、本実施例を説明する図である。
【００８８】
ビーム３０３は、偏向器アレイ１０５、１０６を構成する偏向器のうち、偏向器６０６および ６０９により偏向され、ブランカーアレイ１０７により試料に対して遮断される。即ち、偏向器アレイをブランカーとして、ブランカーアレイをブランキング絞りとして代用することにより、断線等により、ブランカーアレイの電極に印加される電圧が制御不可能になった場合も、ビームを試料に対して遮断出来なくなる可能性が無くなる。したがって、実施例１と同様の方法で、このビームが本来描画するべき画素を、他のビームを用いて描画する工程を設けることによって、描画処理を続行させることが出来る。
【００８９】
または、図６（ｃ）の図のように、偏向器アレイをブランカーとして代用し、ブランキング絞りにより試料に対して遮断しても、同様の効果をあげることが出来る。
【００９０】
（実施例３）
図７に、本発明の第３の実施例であるマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の構成を示す。
【００９１】
本実施例においては、ビーム軌道上に、具体的にはアパーチャーアレイ１０３とレンズアレイＬＡ１０４の間に可動シャッター７０１を設ける。可動シャッター７０１の開口部は、可動シャッター７０１の高さ（ｚ）におけるアパーチャーアレイにより分割されたＭ×Ｎ個のビーム群を全て通過させることの出来る大きさの略正方形であり、ビーム進行方向をｚ方向とすると、これに対して略垂直な面内を移動することが出来る。
【００９２】
可動シャッター７０１のｘｙ面内の位置を調整することによって、アパーチャーアレイ１０３により分割されたビーム群のうち一部（ｍ×ｎ個）または全部を試料上に到達させ、残りを遮断することが出来る。即ち、特性が不良なビームを遮断し、特性が良好なビームのみにより構成されるビーム群を切り出すことが出来る。
【００９３】
なお、可動シャッターの移動に要求される性能は、アパーチャーアレイにより離散的に分割されたビームの間隔と同程度の位置精度である。描画処理中、特定のビームを遮断し続けることが目的であるので、高速に移動することは要求されない。従って、可動シャッター７０１は、シャッター制御回路７０２により静的に制御される。一方、パターン制御回路２０４は、ブランカー制御回路２０５および偏向器制御回路２０６およびステージ制御回路２０７を動的に制御することにより、パターンデータに基いたビームを試料１１５上に照射する。シャッター制御回路７０２およびパターン制御回路２０４は、オペレータとのインターフェースででもある制御計算機２０２により制御される。
【００９４】
図８において、８０１はアパーチャーアレイにより分割されたビーム群を示す。８０２は可動シャッターの開口部を示す。本実施例においては、アパーチャーアレイにより作られたビーム群のうち斜線で示した半分を可動シャッターの開口部を通過させこれを描画に用い、残りの半分を可動シャッター７０１により遮断させる。即ち、可動シャッター７０１とアパーチャーアレイ１０３により作られたビーム群の関係は、ビーム群を第一〜第四象限の領域に分けるとすれば、図８（ａ）のようにビーム群８０１の第三および第四象限を通過させる、または、図８（ｂ）のように第二および第三象限を通過させる、または、図８（ｃ）のように第一および第二象限を通過させる、または、図８（ｄ）のように第四および第一象限を通過させる、の４通りである。
【００９５】
次に、本実施例における、描画方式の説明に先立ち、従来、提案されてきたマルチビーム描画方式について、図１および図９を用いて説明する。
【００９６】
アパーチャーアレイ１０３によって分割された個々のビームに対して、ブランカーアレイ１０７を構成する個々のブランカーは、印加する電圧を制御することにより、対応する個々の電子ビームの試料に対する照射、または非照射の制御を行う。この時、試料１１５を搭載したステージ１１６はｙ方向に連続移動しているので、偏向器１１４は、試料上に照射される複数の電子ビームを偏向し、ステージの移動に追従させる。連続した偏向動作により、各電子ビームは図９に示すように、試料上の対応する要素描画領域内にパターンを描画する。本実施例においては、描画に用いる電子ビームの数は１６×１６個であるから、各々のビームに割り当てられた１６×１６個の要素描画領域内に同時にパターンが描画される。この１６×１６個の要素描画領域からなる領域をサブフィールドと定義する。
１つのサブフィールド（ＳＦ１）にパターンを描画した後に、次の１つのサブフィールド（ＳＦ２）にパターンを描画するために、偏向器はステージ連続移動方向（ｙ方向）と直交する方向（ｘ方向）に複数の電子ビームを偏向させる。図９に示すようにステージ連続移動方向（ｙ方向）と直交する方向（ｘ方向）に並ぶサブフィールドにパターンを順次描画することにより、サブフィールドで構成される１つのメインフィールド（ＭＦ１）にパターンが描画される。
【００９７】
偏向器１１４はステージ連続移動方向に並ぶメインフィールド（ＭＦ２、ＭＦ３、…）上にビームを走査し、これによりメインフィールドで構成されるストライプ（ＳＴＲＩＰＥ１）内にパターンが描画される。ストライプの幅はサブフィールドの大きさと偏向量により決まり、ストライプ幅と呼ばれる。ついで、ステージはｘ方向に送られ、次のストライプ（ＳＴＲＩＰＥ２）内にパターンが描画される。
【００９８】
以上に記した、従来提案されてきたマルチビーム描画方式はアパーチャーアレイ１０３によって分割されたビームが全て良好に制御されていることを前提に構成されている。これに対して、本実施例では、アパーチャーアレイにより分割されたビーム群のうち、特定のビームに制御不良が生じた場合を取り扱う。
【００９９】
例えば、図１０において、白丸印（○）は特性の良好なビーム、黒丸印（●）は特性が不良なビームであることを示す。このような不良が生じた場合、ビーム群の不良のない半分を可動シャッター７０１により切り出し、描画を行う。すなわち、上半分（第一および第二象限）を遮断し、図中点線で示した下半分（第三および第四象限）のみを用いて描画を行う。または左半分（第二および第三象限）を遮断し、右半分（第四および第一象限）のみを用いて描画を行っても良い。
【０１００】
以上のようにビームの切り出しを行った場合、同時に描画される領域は、切り出したビーム群の行数および列数によって変化するが、これを、サブフィールドとして再定義する。即ち、上半分（第一および第二象限）または下半分（第三および第四象限）のビームを切り出した場合、図１１（ａ）に示したように、サブフィールドのｙ方向の一辺が、従来の半分の長さとなる。これに伴い、メインフィールドのｙ方向の一辺も従来の半分になる。一方、左半分（第二および第三象限）または右半分（第四および第一象限）のビームを切り出した場合、図１１（ｂ）に示したように、サブフィールドのｘ方向の一辺が従来の半分になる。この場合、メインフィールドのｘ方向の一辺を半分にしても良いが、メインフィールドを構成するサブフィールドの数を倍に増やし、メインフィールドはｘ、ｙ方向の両辺共に従来と同じ長さにして、描画処理を行えば、スループットをより高く保つことが出来る。
【０１０１】
次に、図１２のフローチャートを用いて、本実施例における描画手順について説明する。
試料をステージ上に搭載した（ステップ１２０１）後、描画に用いる全てのビームについて特性の測定を行う（ステップ１２０２）。特性とはブランキング特性・ビーム電流およびビーム形状である。ビーム特性の測定結果より、全ビームについて、試料上に照射するために達成するべき条件を満たしているか否かを決定する（ステップ１２０３）。
【０１０２】
ステップ１２０４において、全ビームが条件を満たしているかどうかを判断する。全ビームが条件を満たしていると判断された場合、従来通りパターンデータに基づいて各ビームを制御し、描画を実施する（ステップ１２０５）。
【０１０３】
１つでも条件を満たさないビームがあると判断された場合、ステップ１２０６において、ビームの切り出しで描画可能かどうかを判断する。即ち、アパーチャーアレイにより切り出されたビーム群のうち上半分（第一および第二象限）を第１群、下半分（第三および第四象限）を第２群、左半分（第二および第三象限）を第３群、右半分（第四および第一象限）を第４群と定義した時、第１群から第４群の中に、構成するビームが全て試料上に照射するために達成するべき条件を満たしているビーム群があるかどうかを判断する。言い換えると、描画に用いることの出来るビーム群があるかどうかを判断する。
【０１０４】
ステップ１２０６において描画に用いることの出来るビーム群があると判断された場合は、ステップ１２０７において、第１群から第４群の中の、どのビーム群を用いて描画を行うかを決定する。本実施例においては、特性が不良のビームが第２象限にのみ分布しているため、第２群を用いて描画を行った。第４群を用いても描画を行ってもよい。
【０１０５】
ステップ１２０７の決定に従い、以下のようにパターンデータの再計算を行う（ステップ１２０８）。
【０１０６】
まず、切り出されたビーム群の行数および列数からサブフィールド、メインフィールド、ストライプのサイズを決定する。その上で、パターンデータを、最終的にはアパーチャーアレイにより分割されたビーム群の各々に対応する要素描画領域の単位まで分割する。
【０１０７】
次に、ステップ１２０７の決定に従って、可動シャッターを移動させ（ステップ１２０９）、描画を実施する（ステップ１２０５）。
【０１０８】
ステップ１２０６において、描画に用いることの出来るビーム群がないと判断された場合、描画の中止を決定し（ステップ１２１０）、画面表示などでユーザーに対して表示する。
【０１０９】
以上の手順で描画処理を行うことにより、マルチビーム形成素子の不具合により、電子ビームに不良が生じた場合にも、良好なビームのみを用いて、描画を行うことが出来る。ビーム照射に要する時間は、電子ビームに不良が生じない場合に比べて２倍である。
【０１１０】
なお、本実施例においては、可動シャッターはアパーチャーアレイ１０３とレンズアレイ１０４の間に可動シャッター７０１を設置した。これは、アパーチャーアレイにより分割されたビームが互いに混ざり合わない高さ（ｚ）であるだけでなく、装置構成上、設置が比較的容易な位置を選んだためである。原理的にはアパーチャーアレイにより分割されたビームが互いに混ざり合わない高さ（ｚ）であれば、いずれの高さに設置しても同様の効果が得られる。
【０１１１】
（実施例４）
本実施例では、実施例３を応用し、マルチビーム形成素子の故障によるスループットの低下を出来るだけ小さくする。
【０１１２】
本実施例においても、実施例３と同様に、アパーチャーアレイにより分割されたビーム群のうち特性が良好なビームのみにより構成されるビーム群を、可動シャッター７０１により切り出す。ただし、実施例３では、アパーチャーアレイにより作られたビーム群のうち上下または左右の半分を切り出していたのに対して、本実施例においては、可動シャッターにより切り出されるビーム群の行数または列数に自由度を与える。即ち、図１３（ａ）、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）に示したように、アパーチャーアレイにより作られたビーム群１３０１と可動シャッター１３０２の相対的な位置の調整により、可動シャッター１３０２により切り出されるビーム群の行数または列数を可変にする。遮断されているビームの個数を知るためには、可動シャッターに流れる電流を測定すればよい。
【０１１３】
図１４（ａ）において、白丸印（○）は特性が良好なビーム、黒丸印（●）は特性が不良なビームであることを示す。例えば、図１４（ａ）において点線で示したようにビームを切り出せば、実施例３の方法で全体の半分のみを切り出す場合に比べて、５列分、割合にして６３％多くビームを切り出すことが出来る。尚、切り出すビーム群の行列の数を偶数、または４の倍数にするなどの制限を加えれば、データ制御がより簡便になる。
【０１１４】
ところで、通常（ビームの特性に不良がない場合）の描画方法においては、図９に示したように、ストライプ幅はサブフィールド幅の整数倍（図９では８倍）となっている。
【０１１５】
ところが、本実施例においては、可動シャッターにより切り出されるビーム群の行数および列数を任意に設定することが出来るので、サブフィールド形状の自由度が高まる。したがって、通常のストライプ幅は本実施例におけるサブフィールドの幅に対して必ずしも整数倍になるとは限らない。即ち、ストライプ幅を通常の描画時と同一に定義すれば、図１５（ａ）の斜線部で示したように、ストライプの端部で、剰余部分１５０１が発生する可能性がある。この剰余部分１５０１を描画するためには、サブフィールドの一部に空データ１５０２を入れて、剰余分のサブフィールドを描画しなければならない。スループットを考えるとこの方法は効率が良いとは言えない。これを防ぐためには、図１５（ｂ）に示したように、ストライプ幅を変更し、サブフィールド幅の整数倍になるように調整すればよい。
【０１１６】
次に、図１６のフローチャートを用いて本実施例における描画手順について説明する。
試料をステージ上に搭載した（ステップ１６０１）後、描画に用いる全てのビームについて特性の測定を行う（ステップ１６０２）。特性とはブランキング特性・ビーム電流およびビーム形状である。ビーム特性の測定結果より、全ビームについて、試料上に照射するために達成するべき条件を満たしているか否かを決定する（ステップ１６０３）。
【０１１７】
ステップ１６０４において、全ビームが条件を満たしているかどうかを判断する。全ビームが条件を満たしていると判断された場合、従来通りパターンデータに基づいて各ビームを制御し、描画を実施する（ステップ１６０５）。
【０１１８】
１つでも条件を満たさないビームがあると判断された場合、本実施例においては、４つのモードのいずれかにより特性が良好なビームのみにより構成されるビーム群を切り出す。即ち、図１３（ａ）に示したように、行数を変えずに右端の列数を可動シャッターにより遮断するモード、図１３（ｂ）に示したように、列数を変えずに上端の行数を可動シャッターにより遮断するモード、図１３（ｃ）に示したように、列数を変えずに下端の行数を可動シャッターにより遮断するモード、図１３（ｄ）に示したように、行数を変えずに右端の列数を可動シャッターにより遮断するモードである。モードによって可動シャッターの開口部を通過するビームの数が異なるため、ステップ１６０６において、４つのモードのそれぞれが採用された場合、開口部を通過するビームの数、即ち有効なビームの数を計算する。ステップ１６０７では、ステップ１６０６の計算結果を元に最も有効なビームが多くなるモードを選択する。
【０１１９】
しかし、複数のビームに特性の不良が起こった場合など、本実施例の方式を用いても有効となるビームの数が非常に少ないことがあり得る。そこで、ステップ１６０８においては、有効となるビームの数が予め設定しておいた閾値を超えるかどうかを判定する。ステップ１６０８において、有効となるビームの数が閾値を超えると判断された場合、ステップ１６０７の選択に従ってパターンデータの再計算を行う（ステップ１６０９）。次いで、ステップ１６０７の選択に従って、可動シャッターを移動させ（ステップ１６１０）、描画を実施する（ステップ１６０５）。
【０１２０】
ステップ１６０８において、有効となるビームの数が閾値を超えないと判断された場合、描画の中止を決定し（ステップ１６１１）、画面表示などでユーザーに対して表示する。
【０１２１】
以上の手順により、マルチビーム形成素子の不具合により、電子ビームの特性に不良が生じた場合にも、特性が良好なビームのみを用いて、描画を行うことが出来る。ビーム照射に要する時間は、実施例３と比べてさらに短くなる。例えば、一つのビームに不良が生じた場合、不良が生じない場合に比べて、ビーム照射に要する時間は長くとも２倍以下である。また、例えば第一象限と第三象限のビームにおいて、それぞれ特性の不良が生じた場合、実施例３の方法では描画が不可能であるが、本実施例によれば、描画を行うことが出来る。
【０１２２】
さらに、図１３（ｅ）に示したように、可動シャッターにより切り出されるビーム群の行数および列数を可変にすることが出来る。図１４（ｂ）の例に示したように、複数のビームに特性の不良が生じた場合にこの方法を用いれば、より効率よくビームを切り出すことが出来る場合がある。
【０１２３】
（実施例５）
本実施例でも実施例３を応用し、マルチビーム形成素子の故障によるスループットの低下を出来るだけ小さくする。
【０１２４】
本実施例においても、実施例３と同様に、アパーチャーアレイにより分割されたビーム群のうち特性が良好なビームのみにより構成されるビーム群を、可動シャッター７０１により切り出す。但し、実施例３では可動シャッターの開口形状が正方形であったのに対して、本実施例においては、可動シャッターの形状は十字型とする。
【０１２５】
図１７において、１７０１はアパーチャーアレイにより分割されたビーム群を示す。１７０２は可動シャッターの開口部を示す。可動シャッターの形状を十字型にすることによって、図１７（ａ）に示したように、アパーチャーアレイにより分割されたビームの４分の３を切り出すことが出来る。
【０１２６】
図１８において、白丸印（○）は特性の良好なビーム、黒丸印（●）は特性が不良なビームであることを示す。ある象限に特性の不良なビームが生じた場合、本実施例では図１８（ａ）において点線で示したように、アパーチャーアレイにより分割されたビーム群のうち、不良なビームが存在する第一象限のみ、即ち全体の４分の１を可動シャッターにより遮断し、第二から第四までの残りの３つの象限、即ち全体の４分の３は通過させ描画に用いる。
【０１２７】
これを、特性の不良なビームの分布が同様な場合について、実施例３および４の方法と比較する。
【０１２８】
実施例３の方法では、全体の半分、即ち１６×８個のビームを切り出して描画に用いていた。実施例４の方法では、１６×１０個のビームを切り出して描画に用いていた。これに対して、本実施例においては、描画に用いるビームの数は１６×１６×３/４個であるから、実施例３の方法に比べて１.５倍、実施例４の方法に比べても１.２倍である。
【０１２９】
さらに、アパーチャーアレイにより作られたビーム群と可動シャッターの相対的な位置の調整により、図１７（ｂ）に示したように、可動シャッターにより遮断されるビーム群の行数および列数を可変にすれば、可動シャッターにより切り出されるビーム群にさらに自由度を与えることが出来る。これにより図１８（ｂ）の例のように特性の不良なビームが周辺部にある場合は、点線部で示したように、描画に用いることの出来るビームの数が増える。
【０１３０】
以上のように、アパーチャーアレイにより分割されたＭ×Ｎ個のビームのうち、４隅のいずれかのｍ×ｎ個のビームを十字型の可動シャッターを用いて遮断した場合、一つのビームに割り当てられた要素描画領域の一辺の長さをａおよびｂとすると、切り出されたビームに割り当てられた要素描画領域により構成されるサブフィールドの形状は、図１９に示したようにＬ字型となる。
【０１３１】
これを用いてストライプ内を重ならず、且つ隙間無く埋めるためには、隣接するサブフィールドとの間隔を（Ｍ−ｍ）×ｂおよび（Ｎ−ｎ）×ａとすればよい。
【０１３２】
即ち、３つの象限を切り出して描画を行う場合、ストライプと同時に描画される領域の関係は図２０（ａ）のようになる。さらに切り出すビーム群に自由度を与えた場合、ストライプと同時に描画される領域の関係は図２０（ｂ）のようになる。
【０１３３】
尚、本実施例と同様の装置構成により、図１７（ｃ）に示したように、アパーチャーアレイにより作られたビーム群を矩形に切り出すことも可能であるから、実施例３または４による描画方法を実施することも可能である。
【０１３４】
（実施例６）
本実施例では実施例３から５を応用し、マルチビーム形成素子の故障によるスループットの低下を出来るだけ小さくする。
【０１３５】
本実施例においても、実施例３と同様に、アパーチャーアレイにより分割されたビーム群のうち特性が良好なビームのみにより構成されるビーム群を、可動シャッターにより切り出す。但し、実施例３から５においては１つの可動シャッターにより、ビームを切り出していたのに対し、本実施例においては、互いに独立に移動可能な２つのシャッターにより、ビームを切り出す。即ち、シャッターを上段と下段の２段構成とする。
【０１３６】
図２１において、２１０１はアパーチャーアレイにより分割されたビーム群、２１０２は上段の可動シャッターの開口部、２１０３は下段の可動シャッターの開口部を示す。可動シャッターの開口形状およびアパーチャーアレイにより作られたビーム群と可動シャッターの相対的な位置の調整により、斜線部で示したように、任意の位置から任意の行列数のビーム群を切り出すことが出来る。
【０１３７】
これにより、可動シャッターにより切り出されるビーム群に自由度が高まり、特性が不良なビームが複数生じた場合にも、効率よくビームを切り出すことが出来る。
【０１３８】
（実施例７）
図２２に、本発明の第７の実施例であるマルチビーム方式の電子ビーム描画装置において、マルチビーム形成素子によって形成され、試料上に投影され得るビームの配列を示す。本実施例においては、通常、即ち特性に不良のあるビームがない場合に描画に用いる電子ビームは、点線枠２２０１で囲まれたＭ×Ｎ個、本例では、１６×１６個である。これらのビームは等間隔に配列され、そのピッチは試料面上でlである。一方、点線枠２２０１の左上・右上・右下の３つの角の外側に、３つの救済用ビーム２２０２、２２０３、２２０４が形成されている。
救済描画時には、３つの救済用ビーム２２０２、２２０３、２２０４と、点線枠２２０１で囲まれた通常描画に用いる１６×１６個のビーム配列のうち左下端のビーム２２０５とで、合わせて４つのビームを用いて救済描画を行う。
【０１３９】
３つの救済ビームが点線枠２２０１で囲まれた通常描画に用いる１６×１６個のビーム配列に対して、配列のピッチ１つ分だけ外側に配置されているため、４つのビームのピッチは試料面上で１６×１である。
【０１４０】
この救済用ビームを形成するため装置上の特徴は、救済ビーム用のマルチビーム形成素子および救済ビーム用の制御系を追加したことである。
【０１４１】
即ち、アパーチャーアレイには救済用ビームのための開口を設け、レンズアレイには救済用ビームのためのレンズを設け、偏向器アレイには救済用ビームのための偏向器を設け、ブランカーアレイには救済用ビームのためのブランカーを設けた。さらに、救済ビームを用いて救済描画を行うために、救済ビーム用の偏向器制御系およびブランカー制御系を設けた。
【０１４２】
救済用ビームを用いて、以下のように描画処理を行う。
【０１４３】
点線枠で囲まれた１６×１６個のビームの中に特性が不良なものが生じた場合、特性の不良なビームを実施例１または２と同様の方法で遮断して、通常描画を行う。描画の方法は、実施例３において、図９を用いて説明した、従来提案されてきたマルチビーム描画方式と同様の方法を用いる。この時、救済用ビームもまた、対応するブランカーにより試料に対して遮断する。その結果、全てのサブフィールド内において、特性が不良なビームに対応する要素描画領域が描画されないことになる。ビームの遮断により描画されなかった要素描画領域の間隔はサブフィールドの間隔、即ち１６×１に等しい。
【０１４４】
次に、３つの救済用ビーム２２０２、２２０３、２２０４と、点線枠２２０１で囲まれた通常描画に用いる１６×１６個のビーム配列のうち左下端のビーム２２０５、合わせて４つのビームを用いて、遮断されていたビームが本来描画するべきであった要素描画領域の描画、即ち救済描画を行う。この時、４つのビームの間隔と、描画するべき要素描画領域の間隔は共に１６×１である。したがって、図２３（ａ）に示したように、４つのサブフィールドの特性不良によって抜けた要素描画領域を、救済描画において４つのビームを同時に用いて描画することが出来る。これは、通常の描画における１６×１６個のビームで構成される画角（最大許容描画領域）に対して、救済描画に用いる４つのビームで構成される画角が１ピッチ分だけ大きいことを利用しているといえる。
【０１４５】
したがって、１つのビームに特性不良が生じた場合、従来４つのサブフィールドとして描画していた領域を５つのサブフィールド描画分に相当する時間で描画することが出来る。即ち、特性不良の生じたビームの位置によらず、ビーム照射時間の増加を２５％に抑えることが出来るといえる。２つ以上のビームに特性不良が生じた場合は、ビーム照射時間の増加は、特性不良が生じたビーム１つあたり２５％である。即ち、３つまでの特性不良であれば、実施例１の方法よりもビーム照射時間を短くすることが出来る。
【０１４６】
本実施例においては、３つの救済用ビームと、左下端のビームの４つを用いて救済描画を行った。つまり、左下端のビーム２２０５については、通常描画の際も、また救済描画の際も、使用していた。このため、左下端のブランカー制御のためのデータを、通常描画と救済描画のそれぞれについて、シリアルに計算、転送しなければならず、これが描画速度を律速する場合があった。
【０１４７】
そこで、左下端のビーム２２０５を用いずに、３つの救済用ビーム２２０２, ２２０３, ２２０４のみを用いて救済描画を行った。この時、図２３（ｂ）に示したように、３つのサブフィールド分の特性不良によって抜けた要素描画領域を、救済描画において同時に用いて描画した。これにより、通常描画と救済描画では、制御するべきブランカーを分離することが出来るため、ブランカー制御のためのデータ計算および転送をパラレルに行うことが出来た。この結果、４つのビームを用いて救済描画を行った場合に比べて、ビーム照射時間だけを比較すると増加したものの、データ計算時間おおびデータ転送時間が短縮されたため、描画処理に要する時間は返って短くなった。
【０１４８】
（実施例８）
図２４に、本発明の第８の実施例であるマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の構成を示す。
【０１４９】
クロスオーバー１０１を光源としてコンデンサーレンズ１０２は略平行な電子ビームを作る。１０３は開口が２次元に配列して形成されたアパーチャーアレイである。１０４は同一の焦点距離を持つ静電レンズが２次元に配列して形成されたレンズアレイである。レンズアレイ１０４はビーム軸に対して垂直な面内を移動するステージ２４０１に搭載されている。１０５および１０６は、個別に駆動することが可能な静電偏向器が２次元に配列して形成された偏向器アレイ、１０７は個別に駆動可能な静電のブランカーが２次元に配列して形成されたブランカーアレイである。偏向器アレイ１０５および１０６とブランカーアレイ１０７はビーム軸に対して垂直な面内を移動するステージ２４０２に搭載されている。
【０１５０】
コンデンサーレンズ１０２によって作られた略平行な電子ビームは、アパーチャーアレイ１０３によって複数の電子ビームに分割される。分割された電子ビームは、レンズアレイ１０４の静電レンズ入射する。この時、アパーチャーアレイ１０３によって分割された電子ビームが、レンズアレイ１０４のどのレンズに入射するのかを決定するのは、ステージ２４０１の位置である。レンズアレイ１０４は、レンズに入射したビームに収束作用を与え、ブランカーアレイ１０７の高さにクロスオーバー１０１の中間像を形成する。この時、レンズアレイ１０４によって首足された電子ビームが、ブランカーアレイ１０７のどのブランカーに入射するのかを決定するのは、ステージ２４０２の位置である。
【０１５１】
可動シャッター２４０３は、アパーチャーアレイ１０３とレンズアレイ１０４の間に設置され、アパーチャーアレイ１０３により分割されたビーム群を選択的に試料上に到達させる。本実施例においては、可動シャッター２４０３は互いに独立に移動可能な２つのシャッターにより構成される。可動シャッター２４０３の開口形状およびアパーチャーアレイ１０３により作られたビーム群と可動シャッター２４０３の相対的な位置の調整により、任意の位置の行・列を切り出すことが出来る。
【０１５２】
具体的には、ステージ２４０１およびステージ２４０２および可動シャッター２４０３は、それぞれ、ステージ制御回路２４０４およびステージ制御回路２４０５およびシャッター制御回路２４０６により静的に制御される。一方、パターン制御回路２０４は、ブランカー制御回路２０５および偏向器制御回路２０６およびステージ制御回路２０７を動的に制御することにより、パターンデータに基づき、ビームを試料１１５上に照射する。ステージ制御回路２４０４およびステージ制御回路２４０５およびシャッター制御回路２４０６およびパターン制御回路２０４は、オペレータとのインターフェースでもある制御計算機２０２により制御される。
【０１５３】
図２５により、本実施例における任意の位置の行・列の切り出し方を説明する。
【０１５４】
実線枠２５０１はアパーチャーアレイ１０３によって分割されたビーム群を示す。点線枠２５０２はレンズアレイ１０４のレンズ配列を示す。一点鎖線枠２５０３はブランカーアレイ１０７のブランカー配列を示す。したがって、斜線部はアパーチャーアレイ、レンズアレイ、ブランカーアレイの全てにより作用されたビーム群を示す。
【０１５５】
アパーチャーアレイにより分割されたビーム群２５０１のうち、斜線部を除く部分は、対応するレンズまたはブランカーがないビーム群を示す。これらをレンズアレイまたはブランカーアレイに照射するのは、コンタミネーションの観点から望ましくない。
【０１５６】
そこで、可動シャッター２４０３により、対応するレンズまたはブランカーがないビームを遮断する。さらに、アパーチャーアレイ、レンズアレイ、ブランカーアレイのすべてにより作用されたビーム群の中にも、特性の不良なビームが含まれている場合があるので、これをも可動シャッター２４０３により遮断する。太線枠２５０４が可動シャッターの開口部を通過するビーム群を示す。
【０１５７】
すなわち、太線枠２５０４は、マルチビーム形成素子により良好に作用された、特性の良好なビーム群であると言える。ステージ２４０１、２４０２の位置、そして可動シャッター２４０３の開口形状および位置は、それぞれ、この太線枠に相当する部分、すなわち、アパーチャーアレイ１０３によって良好に分割され、可動シャッターの開口部を通過し、なお且つ、レンズアレイ１０４によって良好に収束作用を受けるビームの数が最も多くなるように調整される。
【０１５８】
これにより、特性の良好なビームで構成される配列を出来るだけ大きくとり、不要なビームを可動シャッターで遮断することが出来る。可動シャッターにより選択された特性の良好なビーム配列は電磁レンズ１１０、１１１、１１２、１１３により、ステージ１１６上に搭載された試料１１５上に縮小投影される。縮小投影像の位置は、偏向器１１４による偏向量により決定される。
【０１５９】
本実施例においては、アパーチャーアレイにより分割されたビームを通過させるレンズおよびブランカーを選択するために、ステージの移動を用いたが、これと同様の効果を挙げるために、アライナーを用いてもよい。即ち、アパーチャーアレイとレンズアレイの間にアライナーを設置し、これを用いてレンズアレイの照射位置を調整する。また、レンズアレイとブランカーアレイの間にもアライナーを設置し、これを用いて、ブランカーアレイの照射位置を調整する。
【０１６０】
可動シャッターにより対応するレンズまたはブランカーがないビーム、および特性が不良なビームを遮断することにより、本実施例と同様に、特性の良好なビームで構成される配列を出来るだけ大きくとり、不要なビームを可動シャッターで遮断することが出来る。
【０１６１】
次に、本発明を用いて、すなわち、特性が良好なビームのみを用いて描画を行うために必要不可欠な、マルチビーム描画方法における各ビームの特性の評価方法の一例を示す。
【０１６２】
本発明の目的は、複数のマルチビームの中から、所望の特性が得られるビームを選択することであるから、照射光学系や対物光学系に起因する収差、ステージの位置精度など、マルチビームの全てに共通な特性については取り扱わない。本発明においては、マルチビーム形成素子の故障による、各ビームの特性の不良のほかに、マルチビーム形成素子以外でも、照射光学系による照射ムラやテレセンからのずれ、対物光学系による歪は各ビームの特性の差を生み出すので、これらについても本発明の実施が有効である。すなわち、全てのビームについて個別に、以下の４つの特性を測定し、所望の特性を満足しているかどうかを評価すればよい。
（１）試料上におけるスポット形状、（２）試料上におけるスポット位置。（３）（１）および（２）の時間的変動、（４）ブランキング特性。
【０１６３】
上記（１）から（３）については、例えば、電子ビームの走査方向に垂直に配置した直線状の計測用マークを用いることにより、試料上に収束した各電子ビームの大きさおよび位置を測定することが出来る。
【０１６４】
上記（４）については、具体的には、各ビームの試料に対する照射または遮断が良好に制御されているか、を調べればよい。すなわち、静的には、各ビームに対応するブランカーに電圧を印加した時としない時についてビーム電流を測定し、動的には、ブランカーに印加する電圧に対するビーム電流の応答を測定すればよい。これを行うためには、例えば、タンタルもしくはタンタル以上の原子番号の大きな重金属材料により構成され、且つアスペクト比の高いファラデーカップを用いることにより、各電子ビームの電流の大きさを個別に高精度かつ高速に測定することが出来る。
【０１６５】
本例においては、以上に挙げた特性を全てのビームについて測定、評価した上で、例えば、実施例３の方法を用いて所望の特性を満たすビームのみを用いて描画を行うべく、可動シャッターの位置の調整を一日に一度の頻度で行った。マルチビーム形成素子の安定度によっては、頻度を週一度まで下げても良いし、逆に、ロット毎または試料毎に上げてもよい。
【０１６６】
一方、上記の４つの測定だけでは、ビームの不良が明らかにはならなかったものの、描画結果の検査により、特定のビームの不良が顕在化する可能性もある。そこで、デバイスパターンよりも各ビームの特性のばらつきに敏感なＱＣ（Quality Control）パターンを描画し、これを検査すれば効率が良い。または、デバイスパターンを描画するべき各試料に必ずＱＣパターンを描画するようにすれば、適当なタイミングで抜き取り検査を行うことにより、ビームの特性のばらつきを監視することが出来る。
【０１６７】
さらに、同一試料内において、要求される描画精度が試料内の位置によって変化する場合がある。すなわち、各ビームの特性に対して、閾値が試料内で異なる場合がある。このような場合には、あらかじめ測定しておいた各ビームの特性をもとに、描画に用いる電子ビームの数を、同一試料を描画中に変化させることが出来る。つまり、常に必要最低限の特性で描画を行うことにより、スループットを出来るだけ良くすることが出来る。
【０１６８】
上述した実施例では、一個の電子源を用いてマルチビームを形成した場合を例にとって説明してきたが、この例に限らず、複数の電子源を用いてマルチビームを形成する構成の描画装置であっても適用可能であり、また、電子ビームに限らず、イオンビーム等の荷電粒子ビームを用いたマルチビーム方式の描画装置に適用しても有効である。
【図面の簡単な説明】
【０１６９】
【図１】マルチビーム方式の電子ビーム描画装置の構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例におけるマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の構成図である。
【図３（ａ）】従来のビームとブランキング絞りの関係を示す図である。
【図３（ｂ）】本発明によるビームと共通ブランカーとブランキング絞りの関係を示す図である。
【図３（ｃ）】本発明によるビームとブランカーアレイとブランキング絞りの関係（１）を示す図である。
【図３（ｄ）】本発明によるビームとブランカーアレイとブランキング絞りの関係（２）を示す図である。
【図４】第１の実施例における描画方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】第１の実施例における各ビームの状態を示す図である。
【図６（ａ）】本発明によるビームとブランカーとブランキング絞りと偏向器アレイの関係（１）を示す図である。
【図６（ｂ）】本発明によるビームとブランカーとブランキング絞りと偏向器アレイの関係（２）を示す図である。
【図６（ｃ）】本発明によるビームとブランカーとブランキング絞りと偏向器アレイの関係（３）を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例であるマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の構成図である。
【図８】第３の実施例における、ビームの切り出し方を説明する図である。
【図９】マルチビーム方式の描画方式を説明する図である。
【図１０】第３の実施例における各ビームの状態を示す図である。
【図１１】第３の実施例におけるストライプとサブフィールドの関係を示す図である。
【図１２】第３の実施例における描画方法を説明するためのフローチャートである。
【図１３】本発明の第４の実施例におけるビームの切り出し方を説明する図である。
【図１４】第４の実施例における各ビームの状態を示す図である。
【図１５】第４の実施例におけるストライプとサブフィールドの関係を示す図である。
【図１６】第４の実施例における描画方法を説明するためのフローチャートである。
【図１７】本発明の第５の実施例におけるビームの切り出し方を説明する図である。
【図１８】第５の実施例における各ビームの状態を示す図である。
【図１９】第５の実施例におけるサブフィールドの形状を示す図である。
【図２０】第５の実施例におけるストライプとサブフィールドの関係を示す図である。
【図２１】本発明の第６の実施例におけるビームの切り出し方を説明する図である。
【図２２】本発明の第７の実施例における救済用ビームの配置を説明する図である。
【図２３】第７の実施例におけるストライプとサブフィールドの関係を示す図である。
【図２４】本発明の第８の実施例におけるマルチビーム方式の電子ビーム描画装置の構成図である。
【図２５】第８の実施例における任意の位置の行・列の切り出し方を説明する図である。
【符号の説明】
【０１７０】
１０１…クロスオーバー像、１０２…コンデンサーレンズ、１０３…アパーチャーアレイ、１０４…レンズアレイ、１０５、１０６…偏向器アレイ、１０７…ブランカーアレイ、１０８…マルチビーム形成素子、１０９…ブランキング絞り、１１０、１１１、１１２、１１３…電磁レンズ、１１４…偏向器、１１５…試料、１１６…ステージ、２０１…共通ブランカー、２０２…制御計算機、２０３…光学素子制御回路、２０４…パターン制御回路、２０５…ブランカー制御回路、２０６…偏向器制御回路、２０７…ステージ制御回路、３０１、３０２、３０３…ビーム、３０４、３０５、３０６、３０７、３０８、３０９…ブランカー、６０１、６０２、６０３…ビーム、６０４、６０５、６０６、６０７、６０８、６０９…偏向器、７０１…可動シャッター、７０２…シャッター制御回路、８０１…アパーチャーアレイにより分割されたビーム群、８０２…可動シャッターの開口部、１５０１…剰余部分、１５０２…空データ、１７０１…アパーチャーアレイにより分割されたビーム群、１７０２…可動シャッターの開口部、２１０１…アパーチャーアレイにより分割されたビーム群、２１０２…上段の可動シャッターの開口部、２１０３…下段の可動シャッターの開口部、２２０１…通常描画に用いるビーム配列、２２０２、２２０３、２２０４…救済用ビーム、２２０５…通常描画に用いるビーム配列のうち左下端のビーム、２４０１、２４０２…ステージ、２４０３…可動シャッター、２４０４、２４０５…ステージ制御回路、２４０６…シャッター制御回路。
【図１】
2005116743.tif 000003
【図２】
2005116743.tif 000004
【図３（ａ）】
2005116743.tif 000005
【図３（ｂ）】
2005116743.tif 000006
【図３（ｃ）】
2005116743.tif 000007
【図３（ｄ）】
2005116743.tif 000008
【図４】
2005116743.tif 000009
【図５】
2005116743.tif 000010
【図６（ａ）】
2005116743.tif 000011
【図６（ｂ）】
2005116743.tif 000012
【図６（ｃ）】
2005116743.tif 000013
【図７】
2005116743.tif 000014
【図８】
2005116743.tif 000015
【図９】
2005116743.tif 000016
【図１０】
2005116743.tif 000017
【図１１】
2005116743.tif 000018
【図１２】
2005116743.tif 000019
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2005116743.tif 000022
【図１６】
2005116743.tif 000023
【図１７】
2005116743.tif 000024
【図１８】
2005116743.tif 000025
【図１９】
2005116743.tif 000026
【図２０】
2005116743.tif 000027
【図２１】
2005116743.tif 000028
【図２２】
2005116743.tif 000029
【図２３】
2005116743.tif 000030
【図２４】
2005116743.tif 000031
【図２５】
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