(57)【要約】      （修正有）【課題】マルチビーム方式の描画装置で、異常な荷電粒子線が存在しても描画に有利な技術を提供する。【解決手段】描画装置は、荷電粒子光学系と制限部と制御部とを備える。荷電粒子光学系は、第１方向に沿って第１ピッチで配置されたｎ以上のＮ本の荷電粒子線を含む行が、第１方向に直交する第２方向に沿って第２ピッチでｍ以上のＭ行存在し、Ｍ行のうち１番目からｍ番目の行は、各行の先頭の荷電粒子線の第１方向における位置が第１ピッチの（１／ｍ）ずつずれ、かつ、（ｍ＋ｉ）番目の行の先頭の荷電粒子線の第１方向における位置がｉ番目の行の先頭の荷電粒子線の第１方向における位置と同じに配列された（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線を生成する。制御部は、（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線の中に異常線が存在する場合、該異常線を含まず連続するｎ本の荷電粒子線を含む行が、ｍの約数分の行だけ第２方向に沿って連続して使用できるように、制限部を制御する。【選択図】図３
2013069813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
ｍ、ｎ、ｉをそれぞれ自然数とし、Ｍをｍ以上の自然数とし、Ｎをｎ以上の自然数とするとき、第１方向に沿って第１ピッチで配置されたＮ本の荷電粒子線を含む行が、前記第１方向に直交する第２方向に沿って第２ピッチでＭ行存在し、前記Ｍ行のうち第１番目から第ｍ番目の行は、各行の先頭の荷電粒子線の前記第１方向における位置が前記第１ピッチの（１／ｍ）ずつずれ、かつ、第（ｍ＋ｉ）番目の行の先頭の荷電粒子線の前記第１方向における位置が第ｉ番目の行の先頭の荷電粒子線の前記第１方向における位置と同じであるように配列された（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線を生成する荷電粒子光学系と、
前記基板を保持して前記第２方向に沿って移動する基板ステージと、
前記荷電粒子光学系が前記基板に対して射出する荷電粒子線の本数を制限する制限部と、
前記（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線の中に使用条件を満たさない異常線が存在する場合、該異常線を含まず連続するｎ本の荷電粒子線を含む行が、ｍの約数分の行だけ前記第２方向に沿って連続して使用できるように、前記制限部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項２】
荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、
ｍ、ｎ、ｉをそれぞれ自然数とし、Ｍをｍ以上の自然数とし、Ｎをｎ以上の自然数とするとき、第１方向に沿って第１ピッチで配置されたＮ本の荷電粒子線を含む行が、前記第１方向に直交する第２方向に沿って第２ピッチでＭ行存在し、前記Ｍ行のうち第１番目から第ｍ番目の行は、各行の先頭の荷電粒子線の前記第１方向における位置が前記第１ピッチの（１／ｍ）ずつずれ、かつ、第（ｍ＋ｉ）番目の行の先頭の荷電粒子線の前記第１方向における位置が第ｉ番目の行の先頭の荷電粒子線の前記第１方向における位置と同じであるように配列された（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線を生成する荷電粒子光学系と、
前記基板を保持して前記第２方向に沿って移動する基板ステージと、
前記荷電粒子光学系が前記基板に対して射出する荷電粒子線の本数を制限する制限部と、
前記（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線の中に使用条件を満たさない異常線が存在する場合、該異常線を含まず連続するｎ本の荷電粒子線を含む行が、ｍの倍数分の行だけ前記第２方向に沿って連続して使用できるように、前記制限部を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする描画装置。
【請求項３】
前記制限部は、前記（Ｍ×ｎ）本の荷電粒子線を個別にブランキングする偏向器を含む、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の描画装置。
【請求項４】
前記制限部は、前記（Ｍ×ｎ）本の荷電粒子線の一部を遮断するシャッターを含む、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の描画装置。
【請求項５】
前記シャッターは、前記シャッターを通過する前記第１方向における荷電粒子線の本数を規定するブレードと、前記シャッターを通過する前記第２方向における荷電粒子線の本数を規定するブレードとを含む、ことを特徴とする請求項４に記載の描画装置。
【請求項６】
前記荷電粒子光学系に入射する荷電粒子線を発生する荷電粒子源を備え、
前記制限部は、前記荷電粒子源の特性を調整する調整部を含む、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の描画装置。
【請求項７】
前記特性は、前記荷電粒子源が発生する前記荷電粒子線のクロスオーバーの径、放射角および輝度の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項６に記載の描画装置。
【請求項８】
前記荷電粒子光学系は、入射した荷電粒子線を複数の荷電粒子線に分割するアパーチャアレイを含み、
前記制限部は、前記アパーチャアレイに対する荷電粒子線の入射範囲を変更する偏向器を含む、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の描画装置。
【請求項９】
前記荷電粒子光学系に入射する荷電粒子線を発生する荷電粒子源を備え、
前記荷電粒子光学系は、入射した荷電粒子線を複数の荷電粒子線に分割するアパーチャアレイを含み、
前記制限部は、前記荷電粒子源と前記アパーチャアレイとの間隔を変更させて前記アパーチャアレイに対する荷電粒子線の入射範囲を変更する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の描画装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載の描画装置を用いて基板に描画を行う工程と、
前記工程で描画を行われた前記基板を現像する工程と、
を含むことを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置、および、物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路パターンの超微細化、高集積化に伴って、基板上にパターンを直接描画する描画装置において、高精度化のみならず高スループット化が強く求められるようになってきた。これらの要求に応える描画装置として、複数の荷電粒子線を用いて基板上にパターンを描画するマルチビーム方式の描画装置がある。特許文献１では、複数の荷電粒子線をさらに分割したサブビームを描画したいパターンに応じて個別にオンオフして偏向走査させることで、基板上に連続したストライプ領域を描画する描画装置が提案されている。発生する荷電粒子線、サブビームに不良なものが含まれる場合には、基板上に所望のパターンを描画することができないが、特許文献１にはその対処方法について言及されていない。特許文献１で提案されている描画装置とは異なり、複数の荷電粒子線がそれぞれの担当領域を基板上に描画するマルチビーム方式の描画装置において、異常な荷電粒子線を基板に対して遮断する描画装置が特許文献２、３では提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００９／１４７２０２号
【特許文献２】特許第４３１３１４５号公報
【特許文献３】特開２００６−２４５１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されているマルチビーム方式の描画装置において、特許文献２、３に記載されているように、特定の荷電粒子線（群）を基板に対して遮断すると、不良ストライプの発生は避けられるが、連続するストライプ領域を描画することができない。本発明は、この方式の描画装置において異常な荷電粒子線が存在しても描画に有利な技術を提供することを例示的目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一つの側面は、荷電粒子線で基板に描画を行う描画装置であって、ｍ、ｎ、ｉをそれぞれ自然数とし、Ｍをｍ以上の自然数とし、Ｎをｎ以上の自然数とするとき、第１方向に沿って第１ピッチで配置されたＮ本の荷電粒子線を含む行が、前記第１方向に直交する第２方向に沿って第２ピッチでＭ行存在し、前記Ｍ行のうち第１番目から第ｍ番目の行は、各行の先頭の荷電粒子線の前記第１方向における位置が前記第１ピッチの（１／ｍ）ずつずれ、かつ、第（ｍ＋ｉ）番目の行の先頭の荷電粒子線の前記第１方向における位置が第ｉ番目の行の先頭の荷電粒子線の前記第１方向における位置と同じであるように配列された（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線を生成する荷電粒子光学系と、前記基板を保持して前記第２方向に沿って移動する基板ステージと、前記荷電粒子光学系が前記基板に対して射出する荷電粒子線の本数を制限する制限部と、前記（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線の中に使用条件を満たさない異常線が存在する場合、該異常線を含まず連続するｎ本の荷電粒子線を含む行が、ｍの約数分の行だけ前記第２方向に沿って連続して使用できるように、前記制限部を制御する制御部と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、例えば、異常な荷電粒子線が存在しても描画に有利な技術を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】描画装置の構成例を示す図
【図２】描画方法を説明する図
【図３】第１実施形態の構成例を示す図
【図４】実施形態における描画手順
【図５】実施例１における描画ビームを選択する例を示す図
【図６】実施例２における描画装置を説明する図
【図７】第２実施形態の構成例を示す図
【図８】第３実施例における電子源ユニットの特性調整を説明する図
【図９】実施例３における描画ビームを選択する例を示す図
【図１０】第３実施形態の構成例を示す図
【図１１】実施例４における描画ビームを選択する例を示す図
【図１２】第４実施形態の構成例を示す図
【図１３】実施例５における描画ビームを選択する例を示す図
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、全図を通して、原則として同一の部材等には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。図１は、マルチビーム方式の描画装置の構成例を示す図である。荷電粒子源１０１から発生した荷電粒子を、コリメータレンズ１０２により光軸と略平行にした後、開口が２次元配列されているアパーチャアレイ１０３の一部分に入射することにより、複数本の荷電粒子線（ビーム）を生成させる。
【０００９】
それぞれの荷電粒子線は、コンデンサーレンズアレイ１０４上に２次元配列されているコンデンサーレンズを通り、パターン開口アレイ１０５上に２次元配列されているパターン開口（サブアレイ）に入射する。サブアレイは、少なくとも１つの開口から成っており、それぞれの荷電粒子線は、サブアレイを通過することにより、さらに分割されたサブビームになる。ブランカーアレイ（ブランキングする偏向器）１０６には、サブビーム毎に、個別に駆動可能な静電型のブランカー（電極対）が配列されている。ブランカーは、サブビームを偏向するか否かによって、ブランキングアパーチャ１０７上に２次元配列された開口をサブビームが基板１１０に射出するか否か（オンオフ）を制御する。ブランキングアパーチャ１０７を通過してきたサブビームは、偏向器１０８で所定の方向に偏向された後、対物レンズアレイ１０９上に配置された対物レンズによって、基板１１０上へ結像される。ここで、パターン開口アレイ１０５上においてサブアレイが配列されている面が物面であり、基板１１０の上面が像面である、という関係になっている。デンサーレンズアレイ１０４、対物レンズアレイ１０９は、荷電粒子源１０１で発生した荷電粒子線を基板１１０に投影する投影系（荷電粒子光学系）を構成している。
【００１０】
基板ステージ１１１は基板１１０を保持して移動が可能であり、搬送機構１１２は基板ステージ１１１との間で基板１１０の受け渡しを行う。主制御系１１６は、ブランキング制御回路１１３と偏向器制御回路１１４とステージ制御回路１１５とを制御して描画装置を統括的に制御する。ブランキング制御回路１１３は、複数のブランカーを個別に制御する。偏向器制御回路１１４は、偏向器１０８を制御する。ステージ制御回路１１５は、レーザ干渉計（不図示）と協働して基板ステージ１１１の位置決めを制御する。
【００１１】
図２は、アパーチャアレイ１０３に４行８列の開口が形成され、１つのサブアレイに４行４列の開口が形成されている描画装置において、マルチビーム方式の描画を説明する図である。図２の（ａ）に示すように、各サブビームは描画パターンＰに応じて、各グリッド点（Ｘ方向、Ｙ方向のピッチがそれぞれＧＸ、ＧＹ）でのオンオフが割り当てられる。Ｘ方向およびＹ方向は、基板１１０の表面に平行で互いに直交する第１方向および第２方向である。第２方向であるＹ方向は、基板１１０が基板ステージ１１１により移動される方向である。
【００１２】
図２の（ｂ）は、１つのサブアレイからのサブビーム群が１回の偏向走査によって基板１１０上に描く軌跡を示している。基板１１０上において、各サブビームはＸ方向、Ｙ方向のピッチがそれぞれＳＢＸ、ＳＢＹで結像されており、像のＹ方向の大きさはグリッドピッチＧＹと一致している。基板ステージ１１１はＹ方向に連続的に移動しているが、偏向器１０８は各サブビームが基板１１０から見てＸ方向に沿って軌跡を描くように、各サブビームをＸ方向、Ｙ方向に偏向する。各サブビームのオンオフは、グリッドピッチＧＸで規定されるグリッド点ごとに制御される。ここでは、説明を容易にするため、最上部のサブビームの軌跡を黒塗りにしている。
【００１３】
図２の（ｃ）は、１つのサブアレイからのサブビーム群が複数回の偏向走査によって基板１１０上にストライプ領域を描画する様子を示している。基板ステージ１１１はＹ方向に連続的に移動しているので、偏向走査は破線の矢印で示すようなＹ方向の偏向幅ＤＰでのフライバックを介して、順次繰り返される。太線枠内は各サブビームの軌跡で埋め尽くされているので、Ｙ方向に幅ＳＷのストライプ領域ＳＡが描画されることになる。そのための条件は、１つのサブアレイのからのサブビーム本数をＮ２とするとき、下式１〜３を満たすことである。
Ｎ２＝Ｋ×Ｌ＋１（Ｋ、Ｌは自然数）  ・・・（１）
ＳＢＹ＝ＧＹ×Ｋ  ・・・（２）
ＤＰ＝（Ｋ×Ｌ＋１）×ＧＹ＝Ｎ２×ＧＹ  ・・・（３）
この条件は、式１を満足するＫにより式２のようにＹ方向のサブビーム間隔ＳＢＹを決めると、製造面で限界がある開口やブランカーの間隔の微細化によらずに、走査グリッド間隔ＧＹの微細化により、微細なパターンを描画できる。さらに、式３のようにＹ方向の偏向幅ＤＰを決めると、ストライプ領域ＳＡにおいては、どの部分もグリッドピッチＧＹでの描画が可能となる。図２の（ｃ）の例では、Ｎ＝４、Ｋ＝５、Ｌ＝３である。図２の（ｄ）は、アパーチャアレイ１０３が発生させた複数の荷電粒子線が描画する各ストライプ領域ＳＡの位置関係を説明する図である。
【００１４】
ｍ、ｎ、ｉをそれぞれ自然数とし、Ｍをｍ以上の自然数とし、Ｎをｎ以上の自然数とする。アパーチャアレイ（生成部）１０３は、Ｘ方向に沿って第１ピッチで配置されたＮ本の荷電粒子線の列が、Ｙ方向に沿って第２ピッチでＭ列存在する、（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線を生成させることができる。Ｍ列のうち第１番目から第ｍ番目の列は、各列の先頭の荷電粒子線のＸ位置が第１ピッチの（１／ｍ）ずつずれる。かつ、第（ｍ＋ｉ）番目の列の先頭の荷電粒子線のＸ位置が第ｉ番目の列の先頭の荷電粒子線のＸ位置と同じであるように（Ｍ×Ｎ）本の荷電粒子線が配置される。今、Ｎ本の荷電粒子線の列のうちのｎ本を用いた（Ｍ×ｎ）本の荷電粒子線で基板１１０に描画を行うとする。そうすると、各荷電粒子線は、先頭の荷電粒子線のＸ位置が互いに異なるｍ本の荷電粒子線が描くストライプ領域ＳＡを１周期として、当該領域をｎ周期分隣接させたストライプ領域ＳＡを描画する。このような方法により、基板１１０上には、ｍ×ｎ本のストライプ領域ＳＡで隙間なく埋め尽くされた、描画領域ＥＡが描画されることになる。図２の（ｄ）の例では、Ｍ＝ｍ＝４、Ｎ＝ｎ＝８である。
【００１５】
上記マルチビーム方式において、使用条件を満たさないビーム（異常線）がある場合、当該異常線は不良なストライプ描画領域を描画してしまう。異常線は、（１）所望の特性を満たさないサブビームを含む荷電粒子線、又は、（２）個別にオンオフできないサブビームを含む荷電粒子線である。
【００１６】
［第１実施形態］
図３は、第１実施形態の描画装置の構成例を示す図である。測定器３０１は、サブビームが入射する開口パターンを含む、サブビームの特性を測定する。２段のシャッター３０２は、光軸方向に略垂直な面内を互いに独立に移動可能であり、上下段は互いに独立に移動可能な基板ステージ１１１の上に配置されている。図３の部分３０２ａは、シャッター３０２を光軸方向に沿って上から見た図である。基板１１０からは、シャッター３０２が規定する領域（図中のＩＬＬ）に対応した荷電粒子線のみが、選択的に発生したように見える。マルチビームユニット調整回路３０３は、測定器３０１の測定結果をもとに、シャッター３０２を調整する。本実施形態においては、図３に示したように、図１に加えて測定器３０１、シャッター３０２、マルチビームユニット調整回路３０３を設けた。図３の例では、アパーチャアレイ１０３およびパターン開口アレイ１０５に矩形の開口が配置されているが、開口形状は任意でよい。第１実施形態において、シャッター３０２は、基板１１０を照射する荷電粒子線の本数を制限する制限部を構成している。
【００１７】
次に、図４に示したフローチャートを用いて、第１実施形態における描画手順について説明する。Ｓ１で、マルチビームユニット調整回路３０３は、測定器３０１を用いて、複数のサブビームそれぞれの特性を測定する。このとき、測定器３０１は、１つのサブアレイからのサブビーム群をひとかたまりとして、各荷電粒子線の特性を測定してもよい。Ｓ２で、マルチビームユニット調整回路３０３は、測定器３０１の測定結果を演算処理して、生成された荷電粒子線の中に異常線が存在するか否かを判定する。Ｓ１およびＳ２は、装置の出荷、設置、メンテナンスなど物品の製造を行っていない時に行っていてもよいし、実際に描画をする直前や描画中に行ってもよい。Ｓ３で、主制御系１１６は、搬送機構１１２を用いて、基板１１０を基板ステージ１１１上に載置する。Ｓ４において、主制御系１１６は、異常線があるかを判定する。主制御系１１６は、異常線がないと判定された場合、Ｓ５で、パターンデータに基づいて各サブビームのオンオフを制御し、基板１１０上への描画を実施してフローを完了する。
【００１８】
異常線があると判定された場合、マルチビームユニット調整回路３０３は、以下の３つの条件を満たすような荷電粒子線が、基板１１０に照射されるようにマルチビームユニットまたは光学系を調整する。３つの条件は、（１）異常線を含まず、（２）ｍの約数分または倍数分の行だけ、（３）基板ステージ１１１の移動方向に連続して使用できることである。ここで行数ｍは、アパーチャアレイ１０３上の開口配列の設計値として、あらかじめ装置（主制御系１１６およびマルチビームユニット調整回路３０３）には記憶されている数値である。
【００１９】
Ｓ７で、主制御系１１６は、描画条件カウント用に整数ｉを初期値１として持つ。Ｓ８で、主制御系１１６は、以降のループが最小回数となるように基板ステージ１１１の位置の調整、描画データのシフトを行う。Ｓ９で、主制御系１１６は、マルチビームユニット調整回路３０３によって調整されて発生した描画に用いる荷電粒子線について、適切なパターンデータに基づいて各サブビームのオンオフを制御し、基板１１０上への描画を実施する。Ｓ４１０で、主制御系１１６は、現在のｉと、ｍと、描画に用いる荷電粒子線の行数、とを用いて、論理式ｉ＜（ｍ÷行数）の真偽を判定する。判定結果が偽だった場合、つまり現在のｉが（ｍ÷行数）と等しい場合は、フローが完了する。判定結果が真だった、つまり現在のｉが（ｍ÷行数）より小さい場合、Ｓ１１で、主制御系１１６は、ｉをインクリメントし、再びＳ８以降をループする。第１実施形態において、主制御系１１６、マルチビームユニット調整回路３０３は、異常線の有無を判定し、判定結果に基づいて制限部であるシャッター３０２を制御する制御部を構成している。
【００２０】
実施例１
実施例１の描画装置を、図３を用いて説明する。本実施例１では、図３における荷電粒子源１０１が、電子放出材としてＬａＢ６またはＢａО／Ｗ（ディスペンサーカソード）などを含むいわゆる熱電子型の電子源ユニットである。また、測定器３０１が測定する特性は、（１）オンオフが良好に制御されること、（２）基板１１０上への到達位置、（３）荷電粒子線、そのサブビームの電流値、（４）荷電粒子線、そのサブビームの形状を含む。以上４つの特性のうちの１つまたは複数の時間的な安定性も含めて正常／異常が判定される。
【００２１】
図５は、本実施例１において、描画に用いる荷電粒子線を選択した例である。図５の（ａ）は、描画に用いる荷電粒子線を、アパーチャアレイ１０３を用いて示した図である。開口５０１は、ここを通って発生した荷電粒子線が分割されたサブビーム群の中で、少なくとも１本以上のサブビームが異常だと判断された、不良開口である。マルチビームユニット調整回路３０３は、従来技術のようにビームエリアＢＡではなく、調整されたビームエリアＢＡ’から荷電粒子線が発生するように、シャッター３０２を調整する。具体的には、２段のシャッター３０２の開き幅を調整し、アパーチャアレイ１０３の被照明領域（ＩＬＬに対応する）を変更する。実施例１では、シャッター３０２を通過するＸ方向の荷電粒子線の本数を規定するブレードとＹ方向の荷電粒子線の本数を規定するブレードとは、互いに独立して移動可能なステージに保持されている。このとき、基板１１０には、異常線を含まず、行数はｍで、基板ステージ１１１の移動方向に連続な荷電粒子線が照射されるようになる。
【００２２】
図５の例では、ｍ＝４、ｎ＝８、ビームエリアＢＡ’からは４行６列の荷電粒子線が発生する。この場合、（ｍ÷行数）＝１なので、１回目のＳ１０で偽判定となる。図５の（ｂ）は、選択された荷電粒子線が基板１１０上に描くストライプ描画領域の位置関係を説明する図である。図中の白丸は、選択された荷電粒子線と対応しており、黒丸は不良開口５０１に対応する。不良開口５０１からは荷電粒子線が発生しないので、不良なストライプ描画領域ＷＳＡが描画されることはない。図５の例では、４行６列の白丸だけが描画を行い、基板１１０上には描画領域ＥＡ’が描画される。描画に用いる荷電粒子線を選択したことの影響が描画領域となって現れ、ひいてはスループットの低下となる。図５の例ではスループットが７５％となっている。
【００２３】
実施例２
実施例２の電子線描画装置を、図６を用いて説明する。本実施例２は、実施例１の変形例である。図６では、シャッター３０２がブランカーアレイ１０６とブランキングアパーチャアレイ１０７の間に設置されている。本実施例２の場合、シャッター３０２はアパーチャアレイ１０３の被照明範囲を変更するのではなく、ブランカーとは別に、基板１１０に対して荷電粒子線を遮断する。基板１１０にはアパーチャアレイ１０３から発生した荷電粒子線のうち、シャッター３０２が規定する領域ＩＬＬを通る荷電粒子線のみが到達する。そのため、描画に用いる荷電粒子線が選択されたのと同じ効果が得られる。本実施例２では、シャッター３０２を、ブランカーアレイ１０６とブランキングアパーチャアレイ１０７の間に設けた。しかし、原理的には荷電粒子源１０１から基板１１０の間のどこに設けても、描画に用いる荷電粒子線を選択したのと同様の効果が得られる。
【００２４】
［第２実施形態］
図７は、第２実施形態の描画装置の構成例を示す図である。図７の例では、マルチビームユニット調整回路３０３が、シャッター３０２に加え、荷電粒子源１０１の特性を調整することができる。
【００２５】
実施例３
第２実施形態に属する実施例３の電子線描画装置を、図７を用いて説明する。本実施例３でも、荷電粒子源１０１は熱電子型の電子源ユニットである。図８は、マルチビームユニット調整回路（調整部）３０３が、荷電粒子源１０１（電子源ユニット）の特性を調整する構成例を示す。カソード電極８０１は、電子を放出し、フィラメント電極８０２は、カソード電極８０１を保持し、電流を流すことによって発熱される。ウェネルト電極８０３は、カソード電極８０１先端部以外からの電子放出を制限する。アノード電極８０４は、カソード電極８０１から放出された電子を制御する。図の部分８０３ａ、部分８０４ａは、ウェネルト電極８０３、アノード電極８０４をそれぞれ上から見た図で、異なった口径の開口が配置されている。ウェネルト電極８０３、アノード電極８０４は、それぞれ独立に移動することができるので、放出された電子が通る開口や、電極間隔を任意に変更することができる。また、ウェネルト電極８０３、アノード電極８０４には電圧がかかっている。
【００２６】
マルチビームユニット調整回路３０３は、（１）フィラメント電極８０２（カソード電極８０１）に流す電流、（２）ウェネルト電極８０３、アノード電極８０４にかける電圧、（３）各電極間の距離を変更する。そうことにより、マルチビームユニット調整回路３０３は、電子源ユニットの特性を調整することができる。電子源ユニットの特性は、（１）荷電粒子のクロスオーバーの径、（２）放射角、（３）輝度を含む。
【００２７】
図９は、本実施例３において、描画に用いる荷電粒子線を選択した例である。図９の（ａ）は、描画に用いる荷電粒子線を、アパーチャアレイ１０３を用いて示した図である。マルチビームユニット調整回路３０３は、シャッター３０２でアパーチャアレイ１０３の被照明領域を変更する。加えて、マルチビームユニット調整回路３０３は、被照明領域内の電流密度を保ちながらエミッタンス（クロスオーバーの径と放射角に依存する）を小さくするよう電子源ユニットの特性を調整する。このとき、基板１１０には、異常線を含まず、行数はｍで、基板ステージ１１１の移動方向に連続な荷電粒子線が照射されるようになる。図９の例では、ｍ＝４、ｎ＝８、ビームエリアＢＡ’からは４行６列の荷電粒子線が発生する。この場合、（ｍ÷行数）＝１なので、１回目のＳ１０で偽判定となる。本実施例３のように、エミッタンスを小さくすることは、電子源ユニットの寿命を延ばす効果がある。
【００２８】
図９の（ｂ）は、選択された荷電粒子線が基板１１０上に描くストライプ描画領域の位置関係を説明する図である。図９の例では、４行６列の白丸だけが描画を行い、基板１１０上には描画領域ＥＡ’が描画される。ここで、主制御系１１６は、ループが最小回数となるように基板ステージ１１１の位置の調整を行い、描画領域ＥＡ’は描画領域ＥＡの端（図９では左端）から始まっていることに注目されたい。描画に用いる荷電粒子線を選択したことの影響が描画領域となって現れ、ひいてはスループットの低下となる。図９の例ではスループットが７５％となっている。
【００２９】
［第３実施形態］
図１０は、第３の実施形態の描画装置の構成例を示す図である。アパーチャアレイ1０３は、等間隔で開口が並んでいる行が周期的に２次元配列されている。図１０の部分1０３ａは、アパーチャアレイ1０３を光軸方向に沿って上から見た形状を示す。（ｍ＋１）行の周期で同じ行となるような、ｎ個以上の開口が等間隔で並んだ行が、ｍ行以上配置されている。アパーチャアレイ1０３は、このうちの一部分を照明され、ｍ行以上のＭ行存在し、少なくとも（Ｍ×ｎ）本の荷電粒子線を発生させることができる。コンデンサーレンズアレイ１０４、開口パターンアレイ１０５、ブランカーアレイ１０６、ブランキングアパーチャアレイ１０７、向器アレイ１０８、物レンズアレイ１０９は、アパーチャアレイ1０３から発生されうる全ての荷電粒子線に対応している。その結果、アパーチャアレイ1０３から発生されうる全ての荷電粒子線は基板１１０上に収束される。図１０の例では、マルチビームユニット調整回路３０３が、制限部としての偏向器１００２を調整して、アパーチャアレイ1０３に対する荷電粒子線の入射範囲を変更することができる。
【００３０】
実施例４
第３実施形態に属する実施例４の電子線描画装置を、図１０を用いて説明する。本実施例４でも、荷電粒子源１０１は熱電子型の電子源ユニットである。図１１は、本実施例４において、描画に用いる荷電粒子線を選択した例である。図１１では、描画に用いる荷電粒子線を、アパーチャアレイ1０３を用いて示している。マルチビームユニット調整回路３０３は、アパーチャアレイ1０３上でＢＡ’のみが照明されるよう、偏向器１００２を調整する。このとき、基板１１０には、異常線を含まず、行数はｍで、基板ステージ１１１の移動方向に連続な荷電粒子線が照射されるようになる。図１１の例では、ｍ＝４、ｎ＝８、ビームエリアＢＡ’からは４行８列の荷電粒子線が発生する。この場合、（ｍ÷行数）＝１なので、１回目のＳ１０で偽判定となる。４行８列の荷電粒子線が基板１１０上に描画する描画領域ＥＡ’が、描画領域ＥＡと同じになるよう基板ステージ１１１の位置を調整すれば、スループットの低下は起こらない。本実施例では、不良開口５０１があってもｍ行ｎ列の荷電粒子線を使って描画を行えているので、スループットは１００％である。
【００３１】
［第４実施形態］
図１２は、第４実施形態の描画装置の構成例を示す図である。光源ステージ１２０１は、アパーチャアレイ1０３に対して荷電粒子源１０１とコリメータレンズ１０２を移動させる。図１２の例では、マルチビームユニット調整回路３０３が、光源ステージ１２０１を移動させることで、アパーチャアレイ1０３に対する照射範囲を変更することができる。
【００３２】
実施例５
第４実施形態に属する実施例５の電子線描画装置を、図１２を用いて説明する。本実施例５でも、荷電粒子源１０１は熱電子型の電子源ユニットである。図１３は、本実施例５において、描画に用いる荷電粒子線を選択した例である。図１３の（ａ）は、描画に用いる荷電粒子線を、アパーチャアレイ1０３を用いて示した図である。マルチビームユニット調整回路３０３は、アパーチャアレイ1０３上でＢＡ’のみが照明されるよう、光源ステージ１２０１とシャッター３０２を調整する。このとき、基板１１０には、異常線を含まず、行数はｍの約数で、基板ステージ１１１の移動方向に連続な荷電粒子線が照射されるようになる。
【００３３】
図１３の例では、ｍ＝４、ｎ＝８、ビームエリアＢＡ’からは２行８列の荷電粒子線が発生する。この場合、（ｍ÷行数）≠１なので、１回目のＳ１０は真判定となる。２行８列の白丸だけが描画を行い、基板１１０上には描画領域ＥＡ’が描画される。主制御系１１６は、ｉ＝（ｍ÷行数）となるまで、同じ荷電粒子線群を用いて描画領域ＥＡ’の間隔を補完するように２回目以降の再描画を行う。描画に用いる荷電粒子線を選択したことの影響が、描画領域と再描画回数となって現れ、ひいてはスループットの低下となる。図１３の例ではスループットが５０％となっている。
【００３４】
第１〜第４実施形態の描画装置では、荷電粒子線の選択がブランキング制御回路１１３、偏向器制御回路１１４、ステージ制御回路１１５、マルチビームユニット調整回路３０３、主制御系１１６により行われる。しかし、これは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。また、実施例１〜５の電子線描画装置は、複数の電子線で基板１１０上にパターンを描画する。しかし、イオンビーム等の電子線以外の荷電粒子線を用いてもよく、複数の荷電粒子線で基板１１０上にパターンを描画する描画装置に一般化しうる。
【００３５】
［物品の製造方法］
本発明の実施形態に係る物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。該製造方法は、感光剤が塗布された基板の該感光剤に上記の描画装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板に描画を行う工程）と、当該工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含みうる。さらに、該製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含みうる。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能、品質、生産性、生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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