電子ビーム描画装置および電子ビーム描画装置の診断方法
【課題】描画中に放電箇所を特定することのできる電子ビーム描画装置および電子ビーム描画装置の診断方法を提供する。
【解決手段】電子ビーム描画装置は、電子ビームを放出する電子銃１００と、電子銃１００に電子の加速電圧を印加する高圧電源１０８と、電子銃１００の内部の圧力変動と、高圧電源１０８の電圧変動とをそれぞれ演算し、圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、電圧変動が所定の電圧変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部１１１と、演算部１１１から出力されたデータを受け取り、圧力変動が生じた時刻と電圧変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、電圧変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部１１２とを有する。電子銃１００の内部の圧力は真空計１１０によって測定する。
【解決手段】電子ビーム描画装置は、電子ビームを放出する電子銃１００と、電子銃１００に電子の加速電圧を印加する高圧電源１０８と、電子銃１００の内部の圧力変動と、高圧電源１０８の電圧変動とをそれぞれ演算し、圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、電圧変動が所定の電圧変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部１１１と、演算部１１１から出力されたデータを受け取り、圧力変動が生じた時刻と電圧変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、電圧変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部１１２とを有する。電子銃１００の内部の圧力は真空計１１０によって測定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム描画装置および電子ビーム描画装置の診断方法に関する。
【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微細なものとなっている。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によって、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電子ビーム描画装置が用いられている。
【０００３】
電子ビーム描画装置には、電子ビームを放出する電子銃が配置される。電子銃に高電圧が印加されると、電極表面におけるバリや傷などの突起部、塵埃などの付着物といった放電要因による異常放電が発生することがある。また、電極間の絶縁体表面における不純物や付着物などが放電要因となって大きな沿面放電が生じることもある。このような異常放電の発生頻度は、新しい電子銃の取り付け後や交換後または電子銃のメンテナンス後であって、電子銃の使用開始から数十時間程度といった初期段階で高くなる。
【０００４】
電子銃に異常放電が発生すると、電子ビーム描画装置の高圧電源に電圧ドロップが引き起こされて稼動停止となり、電子ビーム描画装置の稼働率が低下する。また、描画工程で本来必要な電子ビームが消えてしまうことにより、描画精度が低下して製品歩留まりも低下する。
【０００５】
そこで、こうした異常放電を抑制または防止するために、新しい電子銃を取り付けたり、交換したりした後、あるいは、電子銃をメンテナンスした後に、電子銃に対しコンディショニング処理を行う（例えば、特許文献１および２参照。）。コンディショニング処理は、電極表面や絶縁体表面における放電要因を除去し、電子銃の耐電圧特性を向上するのに効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０２６１１２号公報
【特許文献２】特開平３−１３３０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のコンディショニング処理では、微小放電の要因となる微小な突起部や不純物あるいは付着物を十分に取り去ることができない。このため、電子銃の実使用時において、かかる微小放電の要因による異常放電が発生し易い。
【０００８】
こうした異常放電と描画異常との関係について、従来は、電子銃の高圧電源に電圧変動が生じた時刻と、描画異常が生じた時刻とを照らし合わせ、両者が一致した場合に、この描画異常を放電に起因するものと判断していた。そして、高圧電源、ケーブルおよび電子銃を順次交換し、放電の原因となる箇所を特定していた。
【０００９】
しかし、上記方法では、例えば、高圧電源本体の放電と、高圧電源とケーブルの接続箇所における放電との区別がつかず、特定に時間がかかるという問題があった。また、描画後に、描画異常が生じた時刻を挙げ、この時刻における高圧電源の電圧変動の有無を調べるので、描画途中で放電により不良となったマスクについても、描画を全て終了するまで待たなければならないという問題もあった。
【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、描画中に放電箇所を特定することのできる電子ビーム描画装置および電子ビーム描画装置の診断方法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、電子ビームを放出する電子銃と、
電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源と、
電子銃の内部の圧力変動と、高圧電源の電圧変動とをそれぞれ演算し、圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、電圧変動が所定の電圧変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部と、
演算部から出力されたデータを受け取り、圧力変動が生じた時刻と電圧変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、電圧変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置に関する。
【００１３】
本発明の第２の態様は、電子ビームを放出する電子銃と、
電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源と、
電子銃の内部の圧力変動と電位変動をそれぞれ演算し、圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、電位変動が所定の電位変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部と、
演算部から出力されたデータを受け取り、圧力変動が生じた時刻と電位変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、電位変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置に関する。
【００１４】
本発明の第１の態様と第２の態様は、電子銃の内部の圧力を測定する真空計を有することが好ましい。
【００１５】
本発明の第３の態様は、電子銃の内部の圧力の時間変動と、電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源の電圧の時間変動とを測定し、
圧力に所定の圧力変動値以上の変動が生じた時刻と、電圧に所定の電圧変動値以上の変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、
電圧に上記の電圧変動値以上の変動が生じた時刻に、圧力に上記の圧力変動値以上の変動が生じていない場合にログＢとしてこの時刻を記録することを特徴とする電子ビーム描画装置の診断方法に関する。
【００１６】
本発明の第４の態様は、電子ビームを放出する電子銃と、電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源とを有する電子ビーム描画装置の診断方法であって、
電子銃の内部の圧力の時間変動と電位の時間変動とを測定し、
圧力に所定の圧力変動値以上の変動が生じた時刻と、電位に所定の電位変動値以上の変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、
電位に上記の電位変動値以上の変動が生じた時刻に、圧力に上記の圧力変動値以上の変動が生じていない場合にログＢとしてこの時刻を記録することを特徴とする電子ビーム描画装置の診断方法に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、描画中に放電箇所を特定することのできる電子ビーム描画装置および電子ビーム描画装置の診断方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１における電子銃の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態１における電子銃周辺の構成を示す図である。
【図３】図２の記録部における記録処理の一例である。
【図４】実施の形態２における電子銃周辺の構成を示す図である。
【図５】図４の記録部における記録処理の一例である。
【図６】実施の形態３の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３における電子ビーム描画方法の説明図である。
【図８】実施の形態４の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態における電子銃の構成を模式的に示す図である。
【００２０】
図１に示すように、電子銃１００は、電子光学鏡筒１０１の上方部に配設されており、一対の第１の電極１０２（１０２ａ、１０２ｂ）と、第２の電極としてのコラム１０３と、第３の電極としてのウェネルト（引き出し電極とも言う。）１０４とを有する。
【００２１】
電子ビーム描画装置の動作時には、電子銃１００および電子光学鏡筒１０１の内部が高真空（例えば、１０−７Ｐａ程度）になる。そして、第１の電極１０２の先端に取り付けられたカソード１０５と、アノード１０７との間に、高圧電源１０８によって、例えば、５０ｋＶ程度の高電圧（加速電圧）が印加される。これにより、アノード１０７は、カソード１０５から放出された電子を集束して電子ビームを形成する。また、ウェネルト１０４には、カソード１０５との間で所望のビーム電流を放出するためのバイアス電圧が印加される。尚、カソード１０５には、例えば、六硼化ランタン（ＬａＢ６）が用いられる。
【００２２】
第１の電極１０２ａ、１０２ｂの間に電圧が印加されると、カソード１０５から熱電子が出射する。この熱電子は、上記高電圧により加速され、電子ビーム１０６となって電子光学鏡筒１０１内に放出される。その後、電子ビーム１０６は、電子光学鏡筒１０１内に設けられた各種レンズ、各種偏向器、ビーム成形アパーチャなど（図示せず）によって所望の形状に成形された後、描画対象となるマスク（図示せず）上の所望の位置に照射される。
【００２３】
電子銃１００において、ウェネルト１０４は、高圧電源１０８の負極側に接続されており、第１の電極１０２は、バイアス電源１０９を介して、高圧電源１０８の負極側に接続されている。ここで、ウェネルト１０４は、第１の電極１０２よりも、例えば、５００Ｖ程度負側に高くなる。また、アノード１０７およびコラム１０３は、高圧電源１０８の正極側に接続されるとともに接地電位にされる。ここで、図示しないが、第１の電極１０２ａ、１０２ｂと、コラム１０３と、ウェネルト１０４との間は、例えば、セラミックス絶縁体によって絶縁分離されている。
【００２４】
電子銃１００に上記高電圧が印加されると、電極間、特に、アノード１０７とウェネルト１０４との間において、電極表面におけるバリや傷などの突起部、塵埃などの付着物などに起因した異常放電が発生する。あるいは、電極間の絶縁体表面における不純物、付着物などの放電要因による大きな沿面放電が生じる。このような異常放電の発生頻度は、新しい電子銃の取り付け後や交換後、または、電子銃のメンテナンス後において、電子銃の使用を開始してから数十時間といった初期段階で高い。
【００２５】
そこで、こうした異常放電を抑制または防止するために、新しい電子銃を取り付けたり、交換したりした後、あるいは、電子銃をメンテナンスした後に、電子銃に対しコンディショニング処理を行う。コンディショニング処理は、電極表面や絶縁体表面における放電要因を除去して電子銃の耐電圧特性を向上するのに効果がある。
【００２６】
コンディショニング処理には、ガスコンディショニング方法と真空コンディショニング方法がある。ガスコンディショニング方法は、電子銃の内部を真空排気した後、放電を起こしやすいガスを導入して所定の圧力のガス雰囲気を形成し、コンディショニング処理する方法である。導入するガスとしては、例えば、窒素（Ｎ２）ガスなどが用いられる。一方、真空コンディショニング方法は、電子銃の内部を高真空にしてコンディショニング処理する方法である。これらの方法は、それぞれ単独で行うこともあるが、組み合わせて行うこともある。
【００２７】
しかしながら、上記のコンディショニング処理によっても、微小放電の要因となる微小な突起部や不純物あるいは付着物を十分に取り去ることができない。このため、電子銃の実使用時において、かかる微小放電の要因による異常放電が発生し易い。異常放電が発生すると描画不良が起こり易いので、異常放電が生じている箇所を迅速に特定して原因を取り除く措置をとることが必要になる。
【００２８】
本実施の形態では、異常放電が起こっている箇所を迅速に特定するために、電子銃内部で圧力変動が生じた時刻と、高圧電源で電圧変動が生じた時刻とを調べる。図２は、電子銃周辺の構成を示す図である。また、図３は、図２の記録部における記録処理の一例である。以下では、これらの図を用いて、本実施の形態における電子ビーム描画装置の診断方法を説明する。
【００２９】
本実施の形態においては、電子銃１００の内部の圧力の時間変動と、高圧電源１０８の電圧の時間変動とを測定する。各測定値は演算部１１１に送られ、それぞれ所定値と比較される。演算部１１１で所定値以上の変動があると認められると、変動が起こった各時刻が記録部１１２にデータ出力される。例えば、基準値に対して１０％以上の圧力変動があれば、この圧力値を記録部１１２に送る。また、例えば、５０ｋＶの基準電圧に対して５００ｍＶの電圧変動があれば、この電圧値を記録部１１２に送る。
【００３０】
電子銃１００の内部の圧力値は、真空計１１０によって測定することができる。真空計１１０は、フランジ（図示せず）を介して、電子銃１００に接続させることができる。尚、真空計１１０による測定に代えて、電子銃１００の内部の気体を排気する排気装置（図示せず）の圧力値を測定してもよい。排気装置としては、例えば、イオンポンプまたは分子ポンプなどを挙げることができる。
【００３１】
電子銃１００の内部に圧力変動が生じた時刻と、高圧電源１０８に電圧変動が生じた時刻とが一致している場合には、電子銃１００の内部で放電が起きていると判断できる。そこで、この時刻を記録部１１２にログＡとして記録する。
【００３２】
電子銃１００の内部に圧力変動が生じているが、高圧電源１０８には電圧変動が生じていない場合（すなわち、圧力変動が生じた時刻に対応する電圧変動のデータがない場合）は、真空計１１０のノイズと判断する。これは、描画異常に関係しないので、記録部１１２にログとして記録する必要はない。
【００３３】
高圧電源１０８に電圧変動が生じているが、電子銃１００の内部に圧力変動が生じていない場合（すなわち、電圧変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合）は、大気側の放電と判断できる。例えば、ケーブル１１４、ケーブル１１４と電子銃１００の接続部、または、高圧電源１０８に放電が生じていると考えられる。そこで、この時刻を記録部１１２にログＢとして記録する。
【００３４】
図３は、図２の記録部１１２における記録処理の一例である。Ｓ１０１において、高圧電源１０８の電圧に変動が生じたことが検知されると、電子銃１００の圧力に変動があるか否かが判定される（Ｓ１０２）。電子銃１００に圧力変動がある場合には、電子銃１００の内部で放電が起きているとして、ログＡにその時刻が記録される（Ｓ１０３）。一方、電子銃１００に圧力変動がない場合には、大気側で放電が起きているとして、ログＢにその時刻が記録される（Ｓ１０４）。
【００３５】
本実施の形態では、ログＡおよびログＢの少なくとも一方に記録がなされていれば、電子銃１００、高圧電源１０８およびケーブル１１４のいずれかを交換する。例えば、ログＡに記録があり、ログＢに記録がない場合には、電子銃１００を交換し、高圧電源１０８およびケーブル１１４は交換しなくてよい。尚、電子銃１００の交換に代えて、コンディショニング処理を行ってもよい。また、ログＡには記録がないが、ログＢには記録がある場合には、高圧電源１０８および／またはケーブル１１４を交換する。この場合、電子銃１００の交換は不要である。
【００３６】
本実施の形態による電子ビーム描画装置の診断方法によれば、電子銃内での放電と、大気側での放電とを容易に区別することができる。これにより、放電箇所を迅速に特定することができるので、交換不要な部品を交換する必要がない。例えば、電子銃内での放電であれば、電子銃を交換すればよく、高圧電源やケーブルを交換する必要はない。
【００３７】
また、ログＡやログＢに記録があれば、この時刻に描画異常が生じている可能性が高い。したがって、この時刻に描画した付近のパターンを検査することで、検査を効率的に行うことができる。
【００３８】
本実施の形態では、予め、電子銃１００の内部における圧力変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる圧力の変動値を把握しておくことが好ましい。尚、高圧電源１０８の電圧変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる電圧の変動値を把握しておくのでもよい。
【００３９】
例えば、描画不良となる圧力の変動値を第１の閾値とする。そして、記録部１１２に記録された圧力変動が第１の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部１１２に記録された圧力変動が第１の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第１の閾値を超えたと判定された場合には、（後述する）電子ビーム描画装置の制御計算機へ描画停止の信号を送る。
【００４０】
あるいは、描画不良となる電圧の変動値を第２の閾値とする。そして、記録部１１２に記録された電圧変動が第２の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部１１２に記録された電圧変動が第２の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第２の閾値を超えたと判定された場合には、電子ビーム描画装置の制御計算機へ描画停止の信号を送る。
【００４１】
上記のようにすることにより、無駄な描画処理をなくすことができる。したがって、例えば、マスク製造工程におけるマスクのパターン描画時間やパターン検査時間を短縮して、スループットを向上させることが可能となる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態１では、電子銃の内部における圧力の時間変動と、高圧電源の電圧の時間変動とをモニタした。これに対して、本実施の形態では、電子銃の内部における圧力と電位の各時間変動をモニタする。
【００４３】
図４は、本実施の形態における電子銃周辺の構成を模式的に示す図である。尚、この図において、図１と同じ符号を付した部分は同じものであるので説明を省略する。
【００４４】
図４において、電子銃２００は筐体２０１を有し、図１に示す構成は、この筐体２０１の内部に配置される。また、筐体２０１には、導電板２０２が絶縁体２０３を介して取り付けられている。導電板２０２には、例えば、ＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ；ステンレス鋼）などを用いることができる。絶縁体２０３には、例えば、セラミックスなどを用いることができる。導電板２０２は、電子銃２００の内部の電位を測定するのに用いられる。この電位はアンプ２０４で増幅され、演算部２０７に送られる。
【００４５】
また、筐体２０１には、フランジ２０５を介して真空計２０６が接続している。真空計２０６は、電子銃２００の内部の圧力を測定するのに用いられる。測定した圧力値は、演算部２０７に送られる。尚、真空計２０６による測定に代えて、電子銃２００の内部の気体を排気する排気装置（図示せず）の圧力値を測定してもよい。排気装置としては、例えば、イオンポンプまたは分子ポンプなどを挙げることができる。
【００４６】
演算部２０７に送られた電位と圧力の各測定値は、それぞれ所定値と比較される。演算部２０７で所定値以上の変動があると認められると、変動が起こった各時刻が記録部２０８にデータ出力される。例えば、基準値に対して１０％以上の圧力変動があれば、この圧力値を記録部２０８に送る。また、例えば、５０ｋＶの基準電位に対して５００ｍＶの電位変動があれば、この電位値を記録部２０８に送る。
【００４７】
電子銃２００の内部に圧力変動が生じた時刻と電位変動が生じた時刻とが一致している場合には、電子銃２００の内部で放電が起きていると判断できる。そこで、この時刻を記録部２０８にログＡとして記録する。
【００４８】
電子銃２００の内部に圧力変動が生じているが、電位変動は生じていない場合（すなわち、圧力変動が生じた時刻に対応する電位変動のデータがない場合）は、真空計２０６のノイズと判断する。これは、描画異常に関係しないので、記録部２０８にログとして記録する必要はない。
【００４９】
電子銃２００の内部に電位変動が生じているが、圧力変動はない場合（すなわち、電位変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合）は、大気側の放電と判断できる。例えば、ケーブル２１０、ケーブル２１０と電子銃２００の接続部、または、高圧電源１０８に放電が生じていると考えられる。そこで、この時刻を記録部２０８にログＢとして記録する。
【００５０】
図５は、図４の記録部２０８における記録処理の一例である。Ｓ２０１において、電子銃２００の電位に変動が生じたことが検知されると、電子銃２００の圧力に変動があるか否かが判定される（Ｓ２０２）。電子銃２００に圧力変動がある場合には、電子銃２００の内部で放電が起きているとして、ログＡにその時刻が記録される（Ｓ２０３）。一方、電子銃２００に圧力変動がない場合には、大気側で放電が起きているとして、ログＢにその時刻が記録される（Ｓ２０４）。
【００５１】
本実施の形態では、ログＡおよびログＢの少なくとも一方に記録がなされていれば、電子銃２００、高圧電源１０８およびケーブル２１０のいずれかを交換する。例えば、ログＡに記録があり、ログＢに記録がない場合には、電子銃２００を交換し、高圧電源１０８およびケーブル２１０は交換しなくてよい。尚、電子銃２００の交換に代えて、コンディショニング処理を行ってもよい。また、ログＡには記録がないが、ログＢには記録がある場合には、高圧電源１０８および／またはケーブル２１０を交換する。この場合、電子銃２００の交換は不要である。
【００５２】
本実施の形態による電子ビーム描画装置の診断方法によっても、電子銃内での放電と、大気側での放電とを容易に区別することができる。これにより、放電箇所を迅速に特定することができるので、交換不要な部品を交換する必要がない。例えば、電子銃内での放電であれば、電子銃を交換すればよく、高圧電源やケーブルを交換する必要はない。
【００５３】
また、ログＡやログＢに記録があれば、この時刻に描画異常が生じている可能性が高い。したがって、この時刻に描画した付近のパターンを検査することで、検査を効率的に行うことができる。
【００５４】
本実施の形態では、予め、電子銃２００の内部における圧力変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる圧力の変動値を把握しておくことが好ましい。尚、電子銃２００の内部における電位変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる電位の変動値を把握しておくのでもよい。
【００５５】
例えば、描画不良となる圧力の変動値を第１の閾値とする。そして、記録部２０８に記録された圧力変動が第１の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部２０８に記録された圧力変動が第１の閾値を超えるか否かの判断を判定部２０９で行い、第１の閾値を超えたと判定された場合には、（後述する）電子ビーム描画装置の制御計算機へ描画停止の信号を送る。
【００５６】
あるいは、描画不良となる電位の変動値を第３の閾値とする。そして、記録部２０８に記録された電位変動が第３の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部２０８に記録された電位変動が第３の閾値を超えるか否かの判断を判定部２０９で行い、第３の閾値を超えたと判定された場合には、電子ビーム描画装置の制御計算機へ描画停止の信号を送る。
【００５７】
上記のようにすることにより、無駄な描画処理をなくすことができる。したがって、例えば、マスク製造工程におけるマスクのパターン描画時間やパターン検査時間を短縮して、スループットを向上させることが可能となる。
【００５８】
実施の形態３．
図６は、本実施の形態の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。この電子ビーム描画装置３０は、（図１および図２に示す）実施の形態１の電子銃およびその周辺装置を備えている。また、電子ビーム描画装置３０は、マスク基板３２に対して描画を行う描画部Ａと、描画を制御する制御部Ｂとを備えている。
【００５９】
描画部Ａは、試料室３１と電子ビーム光学系４０を有する。試料室３１には、ステージ３３が配置され、ステージ３３上にはマスク基板３２が載置されている。電子ビーム光学系４０には、電子銃１００、各種レンズ３７、３８、３９、４１、４２、ブランキング用偏向器４３、成形偏向器４４、ビーム走査用の主偏向器４５、ビーム走査用の副偏向器４６、および、２個のビーム成形用アパーチャ４７、４８が配置されている。
【００６０】
制御部Ｂは、描画データが入力される入力部５１と、この描画データを読み出す制御計算機５０と、制御計算機５０から送られた描画データをフレーム領域毎に格納するパターンメモリ５２と、パターンメモリ５２に格納されたフレーム情報を解析するパターンデータデコーダ５３および描画データデコーダ５４と、これらからデータを送られて、電子ビーム光学系４０に配置された各偏向器を制御するブランキング回路５５、ビーム成形器ドライバ５６、主偏向器ドライバ５７および副偏向器ドライバ５８と、パターンデータデコーダ５３からデータを送られて副偏向領域の偏向量を算出する副偏向領域偏向量算出部６０と、セトリング時間を決めるセトリング時間決定部６１と、制御計算機５０、副偏向領域偏向量算出部６０およびセトリング時間決定部６１からデータを送られて、ブランキング回路５５、ビーム成形器ドライバ５６、主偏向器ドライバ５７および副偏向器ドライバ５８を制御する偏向制御部６２とを有する。また、制御部Ｂは、ステージ３３を駆動するステージ駆動回路３４と、ステージ３３の移動位置を測定する位置回路３５とを有する。
【００６１】
次に、図６および図７を参照しながら、電子ビーム描画装置３０の構成についてさらに詳しく説明する。
【００６２】
図６において、電子ビーム描画装置３０の試料室３１内には、試料であるマスク基板３２が設置されたステージ３３が設けられている。ステージ３３は、ステージ駆動回路３４によりＸ方向とＹ方向に駆動される。ステージ３３の移動位置は、レーザ測長計などを用いた位置回路３５により測定される。
【００６３】
試料室３１の上方には、電子ビーム光学系４０が設置されている。この電子ビーム光学系４０は、本実施の形態の電子銃１００、各種レンズ３７、３８、３９、４１、４２、ブランキング用偏向器４３、成形偏向器４４、ビーム走査用の主偏向器４５、ビーム走査用の副偏向器４６、および、２個のビーム成形用アパーチャ４７、４８などから構成されている。
【００６４】
電子銃１００は、図１の電子銃１００に対応するものであり、図２の高圧電源１０８、演算部１１１、記録部１１２および判定部１１３が接続している。また、判定部１１３は、制御計算機５０に接続している。
【００６５】
これらによって、電子ビーム描画装置３０では、放電に関する診断、具体的には、放電が起こっているか否かと、起こっている場合にその箇所の特定を行うことができる。
【００６６】
すなわち、電子銃１００の内部の圧力変動と、高圧電源１０８の電圧変動とを測定し、演算部１１１に送る。そして、演算部１１１で所定値以上の圧力変動や電圧変動があると認められると、これらの測定値は記録部１１２に送られて記録される。このとき、電子銃１００の内部に圧力変動が生じた時刻と、高圧電源１０８に電圧変動が生じた時刻とが一致している場合には、電子銃１００の内部で放電が起きていると判断し、記録部１１２にログＡとして記録する。一方、電子銃１００の内部に圧力変動はないが、高圧電源１０８に電圧変動が生じている場合には、大気側の放電と判断し、記録部１１２にログＢとして記録する。尚、電子銃１００の内部に圧力変動が生じているが、高圧電源１０８に電圧変動が生じていない場合には、真空計１１０のノイズと判断する。
【００６７】
ログＡおよびログＢの少なくとも一方に記録がなされていれば、放電が起こっていると判定され、電子銃１００、高圧電源１０８およびケーブル１１４（図２参照）のいずれかを交換する。例えば、ログＡに記録があり、ログＢに記録がない場合には、電子銃１００を交換し、高圧電源１０８およびケーブル１１４は交換しなくてよい。尚、電子銃１００の交換に代えて、コンディショニング処理を行ってもよい。また、ログＡには記録がないが、ログＢに記録がある場合には、高圧電源１０８および／またはケーブル１１４を交換する。この場合、電子銃１００の交換は不要である。
【００６８】
本実施の形態の電子ビーム描画装置３０によれば、電子銃１００の内部での放電と、ケーブル１１４または高圧電源１０８での放電とを容易に区別することができる。したがって、放電箇所を迅速に特定することができ、交換不要な部品を交換する必要がない。例えば、上述のように、電子銃１００の内部での放電であれば、電子銃１００を交換すればよく、高圧電源１０８やケーブルを交換する必要はない。
【００６９】
本実施の形態では、予め、電子銃１００の圧力変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる圧力の変動値を把握しておくことが好ましい。尚、高圧電源１０８の電圧変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる電圧の変動値を把握しておくのでもよい。
【００７０】
例えば、描画不良となる圧力の変動値を第１の閾値とする。そして、記録部１１２に記録された圧力変動が第１の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部１１２に記録された圧力変動が第１の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第１の閾値を超えたと判定された場合には、制御計算機５０へ描画停止の信号を送る。
【００７１】
あるいは、描画不良となる電圧の変動値を第２の閾値とする。そして、記録部１１２に記録された電圧変動が第２の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部１１２に記録された電圧変動が第２の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第２の閾値を超えたと判定された場合には、制御計算機５０へ描画停止の信号を送る。
【００７２】
上記のようにすることにより、無駄な描画処理をなくすことができる。したがって、例えば、マスク製造工程におけるマスクのパターン描画時間やパターン検査時間を短縮して、スループットを向上させることが可能となる。
【００７３】
図７は、本実施の形態における電子ビーム描画方法の説明図である。この描画方法は、本実施の形態の電子ビーム描画装置３０を使用することにより実現される。すなわち、図７に示す電子ビーム２０は、図６の電子ビーム描画装置３０の電子銃１００によって放出された電子ビームである。
【００７４】
図７に示すように、マスク基板３２上に描画されるパターン８１は、短冊状のフレーム領域８２に分割されている。電子ビーム描画装置３０の電子銃１００によって放出される電子ビーム２０による描画は、ステージ３３が一方向（例えば、Ｘ方向）に連続移動しながら、フレーム領域８２毎に行われる。フレーム領域８２は、さらに副偏向領域８３に分割されており、電子ビーム２０は、副偏向領域８３内の必要な部分のみを描画する。尚、フレーム領域８２は、主偏向器４５の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、副偏向領域８３は、副偏向器４６の偏向幅で決まる単位描画領域である。
【００７５】
副偏向領域８３内での電子ビーム２０の位置決めは、副偏向器４６で行われる。副偏向領域８３の位置制御は、主偏向器４５によってなされる。すなわち、主偏向器４５によって、副偏向領域８３の位置決めがされ、副偏向器４６によって、副偏向領域８３内でのビーム位置が決められる。さらに、成形偏向器４４とビーム成形用アパーチャ４７、４８によって、電子ビーム２０の形状と寸法が決められる。そして、ステージ３３を一方向に連続移動させながら、副偏向領域８３内を描画し、１つの副偏向領域８３の描画が終了したら、次の副偏向領域８３を描画する。フレーム領域８２内の全ての副偏向領域８３の描画が終了したら、ステージ３３を連続移動させる方向と直交する方向（例えば、Ｙ方向）にステップ移動させる。その後、同様の処理を繰り返して、フレーム領域８２を順次描画して行く。
【００７６】
電子ビームによる描画を行う際には、まず、ＣＡＤシステムを用いて設計された半導体集積回路などのパターンデータ（ＣＡＤデータ）が、図６の電子ビーム描画装置３０に入力することのできる形式のデータ（レイアウトデータ）に変換される。次いで、レイアウトデータが変換されて描画データが作成された後、描画データは実際に電子ビーム２０がショットされるサイズに分割された後、ショットサイズ毎に描画が行われる。
【００７７】
レイアウトデータから変換された描画データは、記憶媒体である入力部５１に記録された後、制御計算機５０によって読み出され、フレーム領域８２毎にパターンメモリ５２に一時的に格納される。パターンメモリ５２に格納されたフレーム領域８２毎のパターンデータ、すなわち、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパターンデータデコーダ５３と描画データデコーダ５４に送られる。次いで、これらを介して、副偏向領域偏向量算出部６０、ブランキング回路５５、ビーム成形器ドライバ５６、主偏向器ドライバ５７、副偏向器ドライバ５８に送られる。
【００７８】
また、制御計算機５０には、偏向制御部６２が接続している。偏向制御部６２は、セトリング時間決定部６１に接続し、セトリング時間決定部６１は、副偏向領域偏向量算出部６０に接続し、副偏向領域偏向量算出部６０は、パターンデータデコーダ５３に接続している。また、偏向制御部６２は、ブランキング回路５５と、ビーム成形器ドライバ５６と、主偏向器ドライバ５７と、副偏向器ドライバ５８とに接続している。
【００７９】
パターンデータデコーダ５３からの情報は、ブランキング回路５５とビーム成形器ドライバ５６に送られる。具体的には、パターンデータデコーダ５３で描画データに基づいてブランキングデータが作成され、ブランキング回路５５に送られる。また、描画データに基づいて所望とするビーム寸法データも作成されて、副偏向領域偏向量算出部６０とビーム成形器ドライバ５６に送られる。そして、ビーム成形器ドライバ５６から、電子ビーム光学系４０の成形偏向器４４に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム２０の形状と寸法が制御される。
【００８０】
副偏向領域偏向量算出部６０は、パターンデータデコーダ５３で作成したビーム形状データから、副偏向領域８３における、１ショット毎の電子ビームの偏向量（移動距離）を算出する。算出された情報は、セトリング時間決定部６１に送られ、副偏向による移動距離に対応したセトリング時間が決定される。
【００８１】
セトリング時間決定部６１で決定されたセトリング時間は、偏向制御部６２へ送られた後、パターンの描画のタイミングを計りながら、偏向制御部６２より、ブランキング回路５５、ビーム成形器ドライバ５６、主偏向器ドライバ５７、副偏向器ドライバ５８のいずれかに適宜送られる。
【００８２】
描画データデコーダ５４では、描画データに基づいて副偏向領域８３の位置決めデータが作成され、このデータは、主偏向器ドライバ５７と副偏向器ドライバ５８に送られる。そして、主偏向器ドライバ５７から、電子ビーム光学系４０の主偏向器４５に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム２０が所定の主偏向位置に偏向走査される。また、副偏向器ドライバ５８から、副偏向器４６に所定の副偏向信号が印加されて、副偏向領域８３内での描画が行われる。この描画は、具体的には、設定されたセトリング時間が経過した後、電子ビーム２０を繰り返し照射することによって行われる。
【００８３】
以上述べたように、本実施の形態の電子ビーム描画装置によれば、描画中に放電箇所を特定できるので、放電に対する迅速な対応が可能となる。また、場合により、放電による描画不良を検知して、描画を停止することができるので、無駄な描画処理をなくすことができる。
【００８４】
また、ログＡやログＢに記録があれば、この時刻に描画異常が生じている可能性が高い。したがって、この時刻に描画した付近のパターンを検査することで、検査を効率的に行うことができる。
【００８５】
実施の形態４．
図８は、本実施の形態の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。この電子ビーム描画装置は、（図４に示す）実施の形態２の電子銃およびその周辺装置を備えている。尚、図８において、図６と同じ符号を付した部分は同じものであり、説明を省略する。
【００８６】
電子銃２００は、図４の電子銃２００に対応するものであり、図４の高圧電源１０８、演算部２０７、記録部２０８および判定部２０９が接続している。また、判定部２０９は、制御計算機５０に接続している。
【００８７】
これらによって、電子ビーム描画装置３０１では、放電に関する診断、具体的には、放電が起こっているか否かと、起こっている場合にその箇所の特定を行うことができる。
【００８８】
すなわち、電子銃２００の内部の圧力変動と電位変動を測定し、測定結果を演算部２０７に送る。そして、演算部２０７で所定値以上の圧力変動や電位変動があると認められると、これらの測定値は記録部２０８に送られて記録される。このとき、電子銃２００の内部に圧力変動が生じた時刻と、電位変動が生じた時刻とが一致している場合には、電子銃２００の内部で放電が起きていると判断し、記録部２０８にログＡとして記録する。一方、電子銃２００の内部に圧力変動はないが、電位変動が生じている場合には、大気側の放電と判断し、記録部２０８にログＢとして記録する。尚、電子銃２００の内部に圧力変動が生じているが、電位変動が生じていない場合には、真空計２０６のノイズと判断する。
【００８９】
ログＡおよびログＢの少なくとも一方に記録がなされていれば、放電が起こっていると判定され、電子銃２００、高圧電源１０８およびケーブル２１０のいずれかを交換する。例えば、ログＡに記録があり、ログＢに記録がない場合には、電子銃２００を交換し、高圧電源１０８およびケーブル２１０は交換しなくてよい。尚、電子銃２００の交換に代えて、コンディショニング処理を行ってもよい。また、ログＡには記録がないが、ログＢに記録がある場合には、高圧電源１０８および／またはケーブル２１０を交換する。この場合、電子銃２００の交換は不要である。
【００９０】
また、この場合にも、予め、電子銃２００の圧力変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる圧力の変動値を把握しておくことが好ましい。尚、電子銃２００の電位変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる電位の変動値を把握しておくのでもよい。
【００９１】
例えば、描画不良となる圧力の変動値を第１の閾値とする。そして、記録部２０８に記録された圧力変動が第１の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部２０８に記録された圧力変動が第１の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第１の閾値を超えたと判定された場合には、制御計算機５０へ描画停止の信号を送る。
【００９２】
あるいは、描画不良となる電位の変動値を第３の閾値とする。そして、記録部２０８に記録された電位変動が第３の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部２０８に記録された電位変動が第３の閾値を超えるか否かの判断を判定部２０９で行い、第３の閾値を超えたと判定された場合には、制御計算機５０へ描画停止の信号を送る。
【００９３】
上記のようにすることにより、無駄な描画処理をなくすことができる。したがって、例えば、マスク製造工程におけるマスクのパターン描画時間やパターン検査時間を短縮して、スループットを向上させることが可能となる。
【００９４】
本実施の形態の電子ビーム描画装置によれば、描画中に放電箇所を特定できるので、放電に対する迅速な対応が可能となる。また、場合により、放電による描画不良を検知して、描画を停止することができるので、無駄な描画処理をなくすことができる。
【００９５】
また、ログＡやログＢに記録があれば、この時刻に描画異常が生じている可能性が高い。したがって、この時刻に描画した付近のパターンを検査することで、検査を効率的に行うことができる。
【００９６】
尚、本発明は、上記各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、上記各実施の形態では電子ビームを用いたが、本発明は、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた荷電粒子銃を備えた荷電粒子ビーム描画装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１００、２００ 電子銃
１０１ 電子光学鏡筒
１０２、１０２ａ、１０２ｂ 第１の電極
１０３ コラム
１０４ ウェネルト
１０５ カソード
１０７ アノード
１０８ 高圧電源
１１０、２０６ 真空計
１１１、２０７ 演算部
１１２、２０８ 記録部
１１３、２０９ 判定部
１１４、２１０ ケーブル
２０１ 筐体
２０２ 導電板
２０３ 絶縁体
２０４ アンプ
２０５ フランジ
２０、１０６ 電子ビーム
３０、３０１ 電子ビーム描画装置
３１ 試料室
３２ マスク基板
３３ ステージ
３４ ステージ駆動回路
３５ 位置回路
３７、３８、３９、４１、４２ 各種レンズ
４０ 電子ビーム光学系
４３ ブランキング用偏向器
４４ 成形偏向器
４５ 主偏向器
４６ 副偏向器
４７、４８ ビーム成形用アパーチャ
５０ 制御計算機
５１ 入力部
５２ パターンメモリ
５３ パターンデータデコーダ
５４ 描画データデコーダ
５５ ブランキング回路
５６ ビーム成形器ドライバ
５７ 主偏向器ドライバ
５８ 副偏向器ドライバ
６０ 副偏向領域偏向量算出部
６１ セトリング時間決定部
６２ 偏向制御部
８１ 描画されるパターン
８２ フレーム領域
８３ 副偏向領域
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビーム描画装置および電子ビーム描画装置の診断方法に関する。
【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微細なものとなっている。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によって、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電子ビーム描画装置が用いられている。
【０００３】
電子ビーム描画装置には、電子ビームを放出する電子銃が配置される。電子銃に高電圧が印加されると、電極表面におけるバリや傷などの突起部、塵埃などの付着物といった放電要因による異常放電が発生することがある。また、電極間の絶縁体表面における不純物や付着物などが放電要因となって大きな沿面放電が生じることもある。このような異常放電の発生頻度は、新しい電子銃の取り付け後や交換後または電子銃のメンテナンス後であって、電子銃の使用開始から数十時間程度といった初期段階で高くなる。
【０００４】
電子銃に異常放電が発生すると、電子ビーム描画装置の高圧電源に電圧ドロップが引き起こされて稼動停止となり、電子ビーム描画装置の稼働率が低下する。また、描画工程で本来必要な電子ビームが消えてしまうことにより、描画精度が低下して製品歩留まりも低下する。
【０００５】
そこで、こうした異常放電を抑制または防止するために、新しい電子銃を取り付けたり、交換したりした後、あるいは、電子銃をメンテナンスした後に、電子銃に対しコンディショニング処理を行う（例えば、特許文献１および２参照。）。コンディショニング処理は、電極表面や絶縁体表面における放電要因を除去し、電子銃の耐電圧特性を向上するのに効果的である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−０２６１１２号公報
【特許文献２】特開平３−１３３０４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のコンディショニング処理では、微小放電の要因となる微小な突起部や不純物あるいは付着物を十分に取り去ることができない。このため、電子銃の実使用時において、かかる微小放電の要因による異常放電が発生し易い。
【０００８】
こうした異常放電と描画異常との関係について、従来は、電子銃の高圧電源に電圧変動が生じた時刻と、描画異常が生じた時刻とを照らし合わせ、両者が一致した場合に、この描画異常を放電に起因するものと判断していた。そして、高圧電源、ケーブルおよび電子銃を順次交換し、放電の原因となる箇所を特定していた。
【０００９】
しかし、上記方法では、例えば、高圧電源本体の放電と、高圧電源とケーブルの接続箇所における放電との区別がつかず、特定に時間がかかるという問題があった。また、描画後に、描画異常が生じた時刻を挙げ、この時刻における高圧電源の電圧変動の有無を調べるので、描画途中で放電により不良となったマスクについても、描画を全て終了するまで待たなければならないという問題もあった。
【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、描画中に放電箇所を特定することのできる電子ビーム描画装置および電子ビーム描画装置の診断方法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、電子ビームを放出する電子銃と、
電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源と、
電子銃の内部の圧力変動と、高圧電源の電圧変動とをそれぞれ演算し、圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、電圧変動が所定の電圧変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部と、
演算部から出力されたデータを受け取り、圧力変動が生じた時刻と電圧変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、電圧変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置に関する。
【００１３】
本発明の第２の態様は、電子ビームを放出する電子銃と、
電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源と、
電子銃の内部の圧力変動と電位変動をそれぞれ演算し、圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、電位変動が所定の電位変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部と、
演算部から出力されたデータを受け取り、圧力変動が生じた時刻と電位変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、電位変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置に関する。
【００１４】
本発明の第１の態様と第２の態様は、電子銃の内部の圧力を測定する真空計を有することが好ましい。
【００１５】
本発明の第３の態様は、電子銃の内部の圧力の時間変動と、電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源の電圧の時間変動とを測定し、
圧力に所定の圧力変動値以上の変動が生じた時刻と、電圧に所定の電圧変動値以上の変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、
電圧に上記の電圧変動値以上の変動が生じた時刻に、圧力に上記の圧力変動値以上の変動が生じていない場合にログＢとしてこの時刻を記録することを特徴とする電子ビーム描画装置の診断方法に関する。
【００１６】
本発明の第４の態様は、電子ビームを放出する電子銃と、電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源とを有する電子ビーム描画装置の診断方法であって、
電子銃の内部の圧力の時間変動と電位の時間変動とを測定し、
圧力に所定の圧力変動値以上の変動が生じた時刻と、電位に所定の電位変動値以上の変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、
電位に上記の電位変動値以上の変動が生じた時刻に、圧力に上記の圧力変動値以上の変動が生じていない場合にログＢとしてこの時刻を記録することを特徴とする電子ビーム描画装置の診断方法に関する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、描画中に放電箇所を特定することのできる電子ビーム描画装置および電子ビーム描画装置の診断方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施の形態１における電子銃の構成を模式的に示す図である。
【図２】実施の形態１における電子銃周辺の構成を示す図である。
【図３】図２の記録部における記録処理の一例である。
【図４】実施の形態２における電子銃周辺の構成を示す図である。
【図５】図４の記録部における記録処理の一例である。
【図６】実施の形態３の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。
【図７】実施の形態３における電子ビーム描画方法の説明図である。
【図８】実施の形態４の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１は、本実施の形態における電子銃の構成を模式的に示す図である。
【００２０】
図１に示すように、電子銃１００は、電子光学鏡筒１０１の上方部に配設されており、一対の第１の電極１０２（１０２ａ、１０２ｂ）と、第２の電極としてのコラム１０３と、第３の電極としてのウェネルト（引き出し電極とも言う。）１０４とを有する。
【００２１】
電子ビーム描画装置の動作時には、電子銃１００および電子光学鏡筒１０１の内部が高真空（例えば、１０−７Ｐａ程度）になる。そして、第１の電極１０２の先端に取り付けられたカソード１０５と、アノード１０７との間に、高圧電源１０８によって、例えば、５０ｋＶ程度の高電圧（加速電圧）が印加される。これにより、アノード１０７は、カソード１０５から放出された電子を集束して電子ビームを形成する。また、ウェネルト１０４には、カソード１０５との間で所望のビーム電流を放出するためのバイアス電圧が印加される。尚、カソード１０５には、例えば、六硼化ランタン（ＬａＢ６）が用いられる。
【００２２】
第１の電極１０２ａ、１０２ｂの間に電圧が印加されると、カソード１０５から熱電子が出射する。この熱電子は、上記高電圧により加速され、電子ビーム１０６となって電子光学鏡筒１０１内に放出される。その後、電子ビーム１０６は、電子光学鏡筒１０１内に設けられた各種レンズ、各種偏向器、ビーム成形アパーチャなど（図示せず）によって所望の形状に成形された後、描画対象となるマスク（図示せず）上の所望の位置に照射される。
【００２３】
電子銃１００において、ウェネルト１０４は、高圧電源１０８の負極側に接続されており、第１の電極１０２は、バイアス電源１０９を介して、高圧電源１０８の負極側に接続されている。ここで、ウェネルト１０４は、第１の電極１０２よりも、例えば、５００Ｖ程度負側に高くなる。また、アノード１０７およびコラム１０３は、高圧電源１０８の正極側に接続されるとともに接地電位にされる。ここで、図示しないが、第１の電極１０２ａ、１０２ｂと、コラム１０３と、ウェネルト１０４との間は、例えば、セラミックス絶縁体によって絶縁分離されている。
【００２４】
電子銃１００に上記高電圧が印加されると、電極間、特に、アノード１０７とウェネルト１０４との間において、電極表面におけるバリや傷などの突起部、塵埃などの付着物などに起因した異常放電が発生する。あるいは、電極間の絶縁体表面における不純物、付着物などの放電要因による大きな沿面放電が生じる。このような異常放電の発生頻度は、新しい電子銃の取り付け後や交換後、または、電子銃のメンテナンス後において、電子銃の使用を開始してから数十時間といった初期段階で高い。
【００２５】
そこで、こうした異常放電を抑制または防止するために、新しい電子銃を取り付けたり、交換したりした後、あるいは、電子銃をメンテナンスした後に、電子銃に対しコンディショニング処理を行う。コンディショニング処理は、電極表面や絶縁体表面における放電要因を除去して電子銃の耐電圧特性を向上するのに効果がある。
【００２６】
コンディショニング処理には、ガスコンディショニング方法と真空コンディショニング方法がある。ガスコンディショニング方法は、電子銃の内部を真空排気した後、放電を起こしやすいガスを導入して所定の圧力のガス雰囲気を形成し、コンディショニング処理する方法である。導入するガスとしては、例えば、窒素（Ｎ２）ガスなどが用いられる。一方、真空コンディショニング方法は、電子銃の内部を高真空にしてコンディショニング処理する方法である。これらの方法は、それぞれ単独で行うこともあるが、組み合わせて行うこともある。
【００２７】
しかしながら、上記のコンディショニング処理によっても、微小放電の要因となる微小な突起部や不純物あるいは付着物を十分に取り去ることができない。このため、電子銃の実使用時において、かかる微小放電の要因による異常放電が発生し易い。異常放電が発生すると描画不良が起こり易いので、異常放電が生じている箇所を迅速に特定して原因を取り除く措置をとることが必要になる。
【００２８】
本実施の形態では、異常放電が起こっている箇所を迅速に特定するために、電子銃内部で圧力変動が生じた時刻と、高圧電源で電圧変動が生じた時刻とを調べる。図２は、電子銃周辺の構成を示す図である。また、図３は、図２の記録部における記録処理の一例である。以下では、これらの図を用いて、本実施の形態における電子ビーム描画装置の診断方法を説明する。
【００２９】
本実施の形態においては、電子銃１００の内部の圧力の時間変動と、高圧電源１０８の電圧の時間変動とを測定する。各測定値は演算部１１１に送られ、それぞれ所定値と比較される。演算部１１１で所定値以上の変動があると認められると、変動が起こった各時刻が記録部１１２にデータ出力される。例えば、基準値に対して１０％以上の圧力変動があれば、この圧力値を記録部１１２に送る。また、例えば、５０ｋＶの基準電圧に対して５００ｍＶの電圧変動があれば、この電圧値を記録部１１２に送る。
【００３０】
電子銃１００の内部の圧力値は、真空計１１０によって測定することができる。真空計１１０は、フランジ（図示せず）を介して、電子銃１００に接続させることができる。尚、真空計１１０による測定に代えて、電子銃１００の内部の気体を排気する排気装置（図示せず）の圧力値を測定してもよい。排気装置としては、例えば、イオンポンプまたは分子ポンプなどを挙げることができる。
【００３１】
電子銃１００の内部に圧力変動が生じた時刻と、高圧電源１０８に電圧変動が生じた時刻とが一致している場合には、電子銃１００の内部で放電が起きていると判断できる。そこで、この時刻を記録部１１２にログＡとして記録する。
【００３２】
電子銃１００の内部に圧力変動が生じているが、高圧電源１０８には電圧変動が生じていない場合（すなわち、圧力変動が生じた時刻に対応する電圧変動のデータがない場合）は、真空計１１０のノイズと判断する。これは、描画異常に関係しないので、記録部１１２にログとして記録する必要はない。
【００３３】
高圧電源１０８に電圧変動が生じているが、電子銃１００の内部に圧力変動が生じていない場合（すなわち、電圧変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合）は、大気側の放電と判断できる。例えば、ケーブル１１４、ケーブル１１４と電子銃１００の接続部、または、高圧電源１０８に放電が生じていると考えられる。そこで、この時刻を記録部１１２にログＢとして記録する。
【００３４】
図３は、図２の記録部１１２における記録処理の一例である。Ｓ１０１において、高圧電源１０８の電圧に変動が生じたことが検知されると、電子銃１００の圧力に変動があるか否かが判定される（Ｓ１０２）。電子銃１００に圧力変動がある場合には、電子銃１００の内部で放電が起きているとして、ログＡにその時刻が記録される（Ｓ１０３）。一方、電子銃１００に圧力変動がない場合には、大気側で放電が起きているとして、ログＢにその時刻が記録される（Ｓ１０４）。
【００３５】
本実施の形態では、ログＡおよびログＢの少なくとも一方に記録がなされていれば、電子銃１００、高圧電源１０８およびケーブル１１４のいずれかを交換する。例えば、ログＡに記録があり、ログＢに記録がない場合には、電子銃１００を交換し、高圧電源１０８およびケーブル１１４は交換しなくてよい。尚、電子銃１００の交換に代えて、コンディショニング処理を行ってもよい。また、ログＡには記録がないが、ログＢには記録がある場合には、高圧電源１０８および／またはケーブル１１４を交換する。この場合、電子銃１００の交換は不要である。
【００３６】
本実施の形態による電子ビーム描画装置の診断方法によれば、電子銃内での放電と、大気側での放電とを容易に区別することができる。これにより、放電箇所を迅速に特定することができるので、交換不要な部品を交換する必要がない。例えば、電子銃内での放電であれば、電子銃を交換すればよく、高圧電源やケーブルを交換する必要はない。
【００３７】
また、ログＡやログＢに記録があれば、この時刻に描画異常が生じている可能性が高い。したがって、この時刻に描画した付近のパターンを検査することで、検査を効率的に行うことができる。
【００３８】
本実施の形態では、予め、電子銃１００の内部における圧力変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる圧力の変動値を把握しておくことが好ましい。尚、高圧電源１０８の電圧変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる電圧の変動値を把握しておくのでもよい。
【００３９】
例えば、描画不良となる圧力の変動値を第１の閾値とする。そして、記録部１１２に記録された圧力変動が第１の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部１１２に記録された圧力変動が第１の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第１の閾値を超えたと判定された場合には、（後述する）電子ビーム描画装置の制御計算機へ描画停止の信号を送る。
【００４０】
あるいは、描画不良となる電圧の変動値を第２の閾値とする。そして、記録部１１２に記録された電圧変動が第２の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部１１２に記録された電圧変動が第２の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第２の閾値を超えたと判定された場合には、電子ビーム描画装置の制御計算機へ描画停止の信号を送る。
【００４１】
上記のようにすることにより、無駄な描画処理をなくすことができる。したがって、例えば、マスク製造工程におけるマスクのパターン描画時間やパターン検査時間を短縮して、スループットを向上させることが可能となる。
【００４２】
実施の形態２．
実施の形態１では、電子銃の内部における圧力の時間変動と、高圧電源の電圧の時間変動とをモニタした。これに対して、本実施の形態では、電子銃の内部における圧力と電位の各時間変動をモニタする。
【００４３】
図４は、本実施の形態における電子銃周辺の構成を模式的に示す図である。尚、この図において、図１と同じ符号を付した部分は同じものであるので説明を省略する。
【００４４】
図４において、電子銃２００は筐体２０１を有し、図１に示す構成は、この筐体２０１の内部に配置される。また、筐体２０１には、導電板２０２が絶縁体２０３を介して取り付けられている。導電板２０２には、例えば、ＳＵＳ（Ｓｔｅｅｌ Ｕｓｅ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ；ステンレス鋼）などを用いることができる。絶縁体２０３には、例えば、セラミックスなどを用いることができる。導電板２０２は、電子銃２００の内部の電位を測定するのに用いられる。この電位はアンプ２０４で増幅され、演算部２０７に送られる。
【００４５】
また、筐体２０１には、フランジ２０５を介して真空計２０６が接続している。真空計２０６は、電子銃２００の内部の圧力を測定するのに用いられる。測定した圧力値は、演算部２０７に送られる。尚、真空計２０６による測定に代えて、電子銃２００の内部の気体を排気する排気装置（図示せず）の圧力値を測定してもよい。排気装置としては、例えば、イオンポンプまたは分子ポンプなどを挙げることができる。
【００４６】
演算部２０７に送られた電位と圧力の各測定値は、それぞれ所定値と比較される。演算部２０７で所定値以上の変動があると認められると、変動が起こった各時刻が記録部２０８にデータ出力される。例えば、基準値に対して１０％以上の圧力変動があれば、この圧力値を記録部２０８に送る。また、例えば、５０ｋＶの基準電位に対して５００ｍＶの電位変動があれば、この電位値を記録部２０８に送る。
【００４７】
電子銃２００の内部に圧力変動が生じた時刻と電位変動が生じた時刻とが一致している場合には、電子銃２００の内部で放電が起きていると判断できる。そこで、この時刻を記録部２０８にログＡとして記録する。
【００４８】
電子銃２００の内部に圧力変動が生じているが、電位変動は生じていない場合（すなわち、圧力変動が生じた時刻に対応する電位変動のデータがない場合）は、真空計２０６のノイズと判断する。これは、描画異常に関係しないので、記録部２０８にログとして記録する必要はない。
【００４９】
電子銃２００の内部に電位変動が生じているが、圧力変動はない場合（すなわち、電位変動が生じた時刻に対応する圧力変動のデータがない場合）は、大気側の放電と判断できる。例えば、ケーブル２１０、ケーブル２１０と電子銃２００の接続部、または、高圧電源１０８に放電が生じていると考えられる。そこで、この時刻を記録部２０８にログＢとして記録する。
【００５０】
図５は、図４の記録部２０８における記録処理の一例である。Ｓ２０１において、電子銃２００の電位に変動が生じたことが検知されると、電子銃２００の圧力に変動があるか否かが判定される（Ｓ２０２）。電子銃２００に圧力変動がある場合には、電子銃２００の内部で放電が起きているとして、ログＡにその時刻が記録される（Ｓ２０３）。一方、電子銃２００に圧力変動がない場合には、大気側で放電が起きているとして、ログＢにその時刻が記録される（Ｓ２０４）。
【００５１】
本実施の形態では、ログＡおよびログＢの少なくとも一方に記録がなされていれば、電子銃２００、高圧電源１０８およびケーブル２１０のいずれかを交換する。例えば、ログＡに記録があり、ログＢに記録がない場合には、電子銃２００を交換し、高圧電源１０８およびケーブル２１０は交換しなくてよい。尚、電子銃２００の交換に代えて、コンディショニング処理を行ってもよい。また、ログＡには記録がないが、ログＢには記録がある場合には、高圧電源１０８および／またはケーブル２１０を交換する。この場合、電子銃２００の交換は不要である。
【００５２】
本実施の形態による電子ビーム描画装置の診断方法によっても、電子銃内での放電と、大気側での放電とを容易に区別することができる。これにより、放電箇所を迅速に特定することができるので、交換不要な部品を交換する必要がない。例えば、電子銃内での放電であれば、電子銃を交換すればよく、高圧電源やケーブルを交換する必要はない。
【００５３】
また、ログＡやログＢに記録があれば、この時刻に描画異常が生じている可能性が高い。したがって、この時刻に描画した付近のパターンを検査することで、検査を効率的に行うことができる。
【００５４】
本実施の形態では、予め、電子銃２００の内部における圧力変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる圧力の変動値を把握しておくことが好ましい。尚、電子銃２００の内部における電位変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる電位の変動値を把握しておくのでもよい。
【００５５】
例えば、描画不良となる圧力の変動値を第１の閾値とする。そして、記録部２０８に記録された圧力変動が第１の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部２０８に記録された圧力変動が第１の閾値を超えるか否かの判断を判定部２０９で行い、第１の閾値を超えたと判定された場合には、（後述する）電子ビーム描画装置の制御計算機へ描画停止の信号を送る。
【００５６】
あるいは、描画不良となる電位の変動値を第３の閾値とする。そして、記録部２０８に記録された電位変動が第３の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部２０８に記録された電位変動が第３の閾値を超えるか否かの判断を判定部２０９で行い、第３の閾値を超えたと判定された場合には、電子ビーム描画装置の制御計算機へ描画停止の信号を送る。
【００５７】
上記のようにすることにより、無駄な描画処理をなくすことができる。したがって、例えば、マスク製造工程におけるマスクのパターン描画時間やパターン検査時間を短縮して、スループットを向上させることが可能となる。
【００５８】
実施の形態３．
図６は、本実施の形態の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。この電子ビーム描画装置３０は、（図１および図２に示す）実施の形態１の電子銃およびその周辺装置を備えている。また、電子ビーム描画装置３０は、マスク基板３２に対して描画を行う描画部Ａと、描画を制御する制御部Ｂとを備えている。
【００５９】
描画部Ａは、試料室３１と電子ビーム光学系４０を有する。試料室３１には、ステージ３３が配置され、ステージ３３上にはマスク基板３２が載置されている。電子ビーム光学系４０には、電子銃１００、各種レンズ３７、３８、３９、４１、４２、ブランキング用偏向器４３、成形偏向器４４、ビーム走査用の主偏向器４５、ビーム走査用の副偏向器４６、および、２個のビーム成形用アパーチャ４７、４８が配置されている。
【００６０】
制御部Ｂは、描画データが入力される入力部５１と、この描画データを読み出す制御計算機５０と、制御計算機５０から送られた描画データをフレーム領域毎に格納するパターンメモリ５２と、パターンメモリ５２に格納されたフレーム情報を解析するパターンデータデコーダ５３および描画データデコーダ５４と、これらからデータを送られて、電子ビーム光学系４０に配置された各偏向器を制御するブランキング回路５５、ビーム成形器ドライバ５６、主偏向器ドライバ５７および副偏向器ドライバ５８と、パターンデータデコーダ５３からデータを送られて副偏向領域の偏向量を算出する副偏向領域偏向量算出部６０と、セトリング時間を決めるセトリング時間決定部６１と、制御計算機５０、副偏向領域偏向量算出部６０およびセトリング時間決定部６１からデータを送られて、ブランキング回路５５、ビーム成形器ドライバ５６、主偏向器ドライバ５７および副偏向器ドライバ５８を制御する偏向制御部６２とを有する。また、制御部Ｂは、ステージ３３を駆動するステージ駆動回路３４と、ステージ３３の移動位置を測定する位置回路３５とを有する。
【００６１】
次に、図６および図７を参照しながら、電子ビーム描画装置３０の構成についてさらに詳しく説明する。
【００６２】
図６において、電子ビーム描画装置３０の試料室３１内には、試料であるマスク基板３２が設置されたステージ３３が設けられている。ステージ３３は、ステージ駆動回路３４によりＸ方向とＹ方向に駆動される。ステージ３３の移動位置は、レーザ測長計などを用いた位置回路３５により測定される。
【００６３】
試料室３１の上方には、電子ビーム光学系４０が設置されている。この電子ビーム光学系４０は、本実施の形態の電子銃１００、各種レンズ３７、３８、３９、４１、４２、ブランキング用偏向器４３、成形偏向器４４、ビーム走査用の主偏向器４５、ビーム走査用の副偏向器４６、および、２個のビーム成形用アパーチャ４７、４８などから構成されている。
【００６４】
電子銃１００は、図１の電子銃１００に対応するものであり、図２の高圧電源１０８、演算部１１１、記録部１１２および判定部１１３が接続している。また、判定部１１３は、制御計算機５０に接続している。
【００６５】
これらによって、電子ビーム描画装置３０では、放電に関する診断、具体的には、放電が起こっているか否かと、起こっている場合にその箇所の特定を行うことができる。
【００６６】
すなわち、電子銃１００の内部の圧力変動と、高圧電源１０８の電圧変動とを測定し、演算部１１１に送る。そして、演算部１１１で所定値以上の圧力変動や電圧変動があると認められると、これらの測定値は記録部１１２に送られて記録される。このとき、電子銃１００の内部に圧力変動が生じた時刻と、高圧電源１０８に電圧変動が生じた時刻とが一致している場合には、電子銃１００の内部で放電が起きていると判断し、記録部１１２にログＡとして記録する。一方、電子銃１００の内部に圧力変動はないが、高圧電源１０８に電圧変動が生じている場合には、大気側の放電と判断し、記録部１１２にログＢとして記録する。尚、電子銃１００の内部に圧力変動が生じているが、高圧電源１０８に電圧変動が生じていない場合には、真空計１１０のノイズと判断する。
【００６７】
ログＡおよびログＢの少なくとも一方に記録がなされていれば、放電が起こっていると判定され、電子銃１００、高圧電源１０８およびケーブル１１４（図２参照）のいずれかを交換する。例えば、ログＡに記録があり、ログＢに記録がない場合には、電子銃１００を交換し、高圧電源１０８およびケーブル１１４は交換しなくてよい。尚、電子銃１００の交換に代えて、コンディショニング処理を行ってもよい。また、ログＡには記録がないが、ログＢに記録がある場合には、高圧電源１０８および／またはケーブル１１４を交換する。この場合、電子銃１００の交換は不要である。
【００６８】
本実施の形態の電子ビーム描画装置３０によれば、電子銃１００の内部での放電と、ケーブル１１４または高圧電源１０８での放電とを容易に区別することができる。したがって、放電箇所を迅速に特定することができ、交換不要な部品を交換する必要がない。例えば、上述のように、電子銃１００の内部での放電であれば、電子銃１００を交換すればよく、高圧電源１０８やケーブルを交換する必要はない。
【００６９】
本実施の形態では、予め、電子銃１００の圧力変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる圧力の変動値を把握しておくことが好ましい。尚、高圧電源１０８の電圧変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる電圧の変動値を把握しておくのでもよい。
【００７０】
例えば、描画不良となる圧力の変動値を第１の閾値とする。そして、記録部１１２に記録された圧力変動が第１の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部１１２に記録された圧力変動が第１の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第１の閾値を超えたと判定された場合には、制御計算機５０へ描画停止の信号を送る。
【００７１】
あるいは、描画不良となる電圧の変動値を第２の閾値とする。そして、記録部１１２に記録された電圧変動が第２の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部１１２に記録された電圧変動が第２の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第２の閾値を超えたと判定された場合には、制御計算機５０へ描画停止の信号を送る。
【００７２】
上記のようにすることにより、無駄な描画処理をなくすことができる。したがって、例えば、マスク製造工程におけるマスクのパターン描画時間やパターン検査時間を短縮して、スループットを向上させることが可能となる。
【００７３】
図７は、本実施の形態における電子ビーム描画方法の説明図である。この描画方法は、本実施の形態の電子ビーム描画装置３０を使用することにより実現される。すなわち、図７に示す電子ビーム２０は、図６の電子ビーム描画装置３０の電子銃１００によって放出された電子ビームである。
【００７４】
図７に示すように、マスク基板３２上に描画されるパターン８１は、短冊状のフレーム領域８２に分割されている。電子ビーム描画装置３０の電子銃１００によって放出される電子ビーム２０による描画は、ステージ３３が一方向（例えば、Ｘ方向）に連続移動しながら、フレーム領域８２毎に行われる。フレーム領域８２は、さらに副偏向領域８３に分割されており、電子ビーム２０は、副偏向領域８３内の必要な部分のみを描画する。尚、フレーム領域８２は、主偏向器４５の偏向幅で決まる短冊状の描画領域であり、副偏向領域８３は、副偏向器４６の偏向幅で決まる単位描画領域である。
【００７５】
副偏向領域８３内での電子ビーム２０の位置決めは、副偏向器４６で行われる。副偏向領域８３の位置制御は、主偏向器４５によってなされる。すなわち、主偏向器４５によって、副偏向領域８３の位置決めがされ、副偏向器４６によって、副偏向領域８３内でのビーム位置が決められる。さらに、成形偏向器４４とビーム成形用アパーチャ４７、４８によって、電子ビーム２０の形状と寸法が決められる。そして、ステージ３３を一方向に連続移動させながら、副偏向領域８３内を描画し、１つの副偏向領域８３の描画が終了したら、次の副偏向領域８３を描画する。フレーム領域８２内の全ての副偏向領域８３の描画が終了したら、ステージ３３を連続移動させる方向と直交する方向（例えば、Ｙ方向）にステップ移動させる。その後、同様の処理を繰り返して、フレーム領域８２を順次描画して行く。
【００７６】
電子ビームによる描画を行う際には、まず、ＣＡＤシステムを用いて設計された半導体集積回路などのパターンデータ（ＣＡＤデータ）が、図６の電子ビーム描画装置３０に入力することのできる形式のデータ（レイアウトデータ）に変換される。次いで、レイアウトデータが変換されて描画データが作成された後、描画データは実際に電子ビーム２０がショットされるサイズに分割された後、ショットサイズ毎に描画が行われる。
【００７７】
レイアウトデータから変換された描画データは、記憶媒体である入力部５１に記録された後、制御計算機５０によって読み出され、フレーム領域８２毎にパターンメモリ５２に一時的に格納される。パターンメモリ５２に格納されたフレーム領域８２毎のパターンデータ、すなわち、描画位置や描画図形データ等で構成されるフレーム情報は、データ解析部であるパターンデータデコーダ５３と描画データデコーダ５４に送られる。次いで、これらを介して、副偏向領域偏向量算出部６０、ブランキング回路５５、ビーム成形器ドライバ５６、主偏向器ドライバ５７、副偏向器ドライバ５８に送られる。
【００７８】
また、制御計算機５０には、偏向制御部６２が接続している。偏向制御部６２は、セトリング時間決定部６１に接続し、セトリング時間決定部６１は、副偏向領域偏向量算出部６０に接続し、副偏向領域偏向量算出部６０は、パターンデータデコーダ５３に接続している。また、偏向制御部６２は、ブランキング回路５５と、ビーム成形器ドライバ５６と、主偏向器ドライバ５７と、副偏向器ドライバ５８とに接続している。
【００７９】
パターンデータデコーダ５３からの情報は、ブランキング回路５５とビーム成形器ドライバ５６に送られる。具体的には、パターンデータデコーダ５３で描画データに基づいてブランキングデータが作成され、ブランキング回路５５に送られる。また、描画データに基づいて所望とするビーム寸法データも作成されて、副偏向領域偏向量算出部６０とビーム成形器ドライバ５６に送られる。そして、ビーム成形器ドライバ５６から、電子ビーム光学系４０の成形偏向器４４に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム２０の形状と寸法が制御される。
【００８０】
副偏向領域偏向量算出部６０は、パターンデータデコーダ５３で作成したビーム形状データから、副偏向領域８３における、１ショット毎の電子ビームの偏向量（移動距離）を算出する。算出された情報は、セトリング時間決定部６１に送られ、副偏向による移動距離に対応したセトリング時間が決定される。
【００８１】
セトリング時間決定部６１で決定されたセトリング時間は、偏向制御部６２へ送られた後、パターンの描画のタイミングを計りながら、偏向制御部６２より、ブランキング回路５５、ビーム成形器ドライバ５６、主偏向器ドライバ５７、副偏向器ドライバ５８のいずれかに適宜送られる。
【００８２】
描画データデコーダ５４では、描画データに基づいて副偏向領域８３の位置決めデータが作成され、このデータは、主偏向器ドライバ５７と副偏向器ドライバ５８に送られる。そして、主偏向器ドライバ５７から、電子ビーム光学系４０の主偏向器４５に所定の偏向信号が印加されて、電子ビーム２０が所定の主偏向位置に偏向走査される。また、副偏向器ドライバ５８から、副偏向器４６に所定の副偏向信号が印加されて、副偏向領域８３内での描画が行われる。この描画は、具体的には、設定されたセトリング時間が経過した後、電子ビーム２０を繰り返し照射することによって行われる。
【００８３】
以上述べたように、本実施の形態の電子ビーム描画装置によれば、描画中に放電箇所を特定できるので、放電に対する迅速な対応が可能となる。また、場合により、放電による描画不良を検知して、描画を停止することができるので、無駄な描画処理をなくすことができる。
【００８４】
また、ログＡやログＢに記録があれば、この時刻に描画異常が生じている可能性が高い。したがって、この時刻に描画した付近のパターンを検査することで、検査を効率的に行うことができる。
【００８５】
実施の形態４．
図８は、本実施の形態の電子ビーム描画装置の構成を示す図である。この電子ビーム描画装置は、（図４に示す）実施の形態２の電子銃およびその周辺装置を備えている。尚、図８において、図６と同じ符号を付した部分は同じものであり、説明を省略する。
【００８６】
電子銃２００は、図４の電子銃２００に対応するものであり、図４の高圧電源１０８、演算部２０７、記録部２０８および判定部２０９が接続している。また、判定部２０９は、制御計算機５０に接続している。
【００８７】
これらによって、電子ビーム描画装置３０１では、放電に関する診断、具体的には、放電が起こっているか否かと、起こっている場合にその箇所の特定を行うことができる。
【００８８】
すなわち、電子銃２００の内部の圧力変動と電位変動を測定し、測定結果を演算部２０７に送る。そして、演算部２０７で所定値以上の圧力変動や電位変動があると認められると、これらの測定値は記録部２０８に送られて記録される。このとき、電子銃２００の内部に圧力変動が生じた時刻と、電位変動が生じた時刻とが一致している場合には、電子銃２００の内部で放電が起きていると判断し、記録部２０８にログＡとして記録する。一方、電子銃２００の内部に圧力変動はないが、電位変動が生じている場合には、大気側の放電と判断し、記録部２０８にログＢとして記録する。尚、電子銃２００の内部に圧力変動が生じているが、電位変動が生じていない場合には、真空計２０６のノイズと判断する。
【００８９】
ログＡおよびログＢの少なくとも一方に記録がなされていれば、放電が起こっていると判定され、電子銃２００、高圧電源１０８およびケーブル２１０のいずれかを交換する。例えば、ログＡに記録があり、ログＢに記録がない場合には、電子銃２００を交換し、高圧電源１０８およびケーブル２１０は交換しなくてよい。尚、電子銃２００の交換に代えて、コンディショニング処理を行ってもよい。また、ログＡには記録がないが、ログＢに記録がある場合には、高圧電源１０８および／またはケーブル２１０を交換する。この場合、電子銃２００の交換は不要である。
【００９０】
また、この場合にも、予め、電子銃２００の圧力変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる圧力の変動値を把握しておくことが好ましい。尚、電子銃２００の電位変動と、電子ビームによる描画結果との関係を調べ、描画不良となる電位の変動値を把握しておくのでもよい。
【００９１】
例えば、描画不良となる圧力の変動値を第１の閾値とする。そして、記録部２０８に記録された圧力変動が第１の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部２０８に記録された圧力変動が第１の閾値を超えるか否かの判断を判定部１１３で行い、第１の閾値を超えたと判定された場合には、制御計算機５０へ描画停止の信号を送る。
【００９２】
あるいは、描画不良となる電位の変動値を第３の閾値とする。そして、記録部２０８に記録された電位変動が第３の閾値を超えた場合に、描画処理を停止することができる。具体的には、記録部２０８に記録された電位変動が第３の閾値を超えるか否かの判断を判定部２０９で行い、第３の閾値を超えたと判定された場合には、制御計算機５０へ描画停止の信号を送る。
【００９３】
上記のようにすることにより、無駄な描画処理をなくすことができる。したがって、例えば、マスク製造工程におけるマスクのパターン描画時間やパターン検査時間を短縮して、スループットを向上させることが可能となる。
【００９４】
本実施の形態の電子ビーム描画装置によれば、描画中に放電箇所を特定できるので、放電に対する迅速な対応が可能となる。また、場合により、放電による描画不良を検知して、描画を停止することができるので、無駄な描画処理をなくすことができる。
【００９５】
また、ログＡやログＢに記録があれば、この時刻に描画異常が生じている可能性が高い。したがって、この時刻に描画した付近のパターンを検査することで、検査を効率的に行うことができる。
【００９６】
尚、本発明は、上記各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、上記各実施の形態では電子ビームを用いたが、本発明は、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを用いた荷電粒子銃を備えた荷電粒子ビーム描画装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１００、２００ 電子銃
１０１ 電子光学鏡筒
１０２、１０２ａ、１０２ｂ 第１の電極
１０３ コラム
１０４ ウェネルト
１０５ カソード
１０７ アノード
１０８ 高圧電源
１１０、２０６ 真空計
１１１、２０７ 演算部
１１２、２０８ 記録部
１１３、２０９ 判定部
１１４、２１０ ケーブル
２０１ 筐体
２０２ 導電板
２０３ 絶縁体
２０４ アンプ
２０５ フランジ
２０、１０６ 電子ビーム
３０、３０１ 電子ビーム描画装置
３１ 試料室
３２ マスク基板
３３ ステージ
３４ ステージ駆動回路
３５ 位置回路
３７、３８、３９、４１、４２ 各種レンズ
４０ 電子ビーム光学系
４３ ブランキング用偏向器
４４ 成形偏向器
４５ 主偏向器
４６ 副偏向器
４７、４８ ビーム成形用アパーチャ
５０ 制御計算機
５１ 入力部
５２ パターンメモリ
５３ パターンデータデコーダ
５４ 描画データデコーダ
５５ ブランキング回路
５６ ビーム成形器ドライバ
５７ 主偏向器ドライバ
５８ 副偏向器ドライバ
６０ 副偏向領域偏向量算出部
６１ セトリング時間決定部
６２ 偏向制御部
８１ 描画されるパターン
８２ フレーム領域
８３ 副偏向領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子ビームを放出する電子銃と、
前記電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源と、
前記電子銃の内部の圧力変動と、前記高圧電源の電圧変動とをそれぞれ演算し、前記圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、前記電圧変動が所定の電圧変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部と、
前記演算部から出力されたデータを受け取り、前記圧力変動が生じた時刻と前記電圧変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、前記電圧変動が生じた時刻に対応する前記圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項２】
電子ビームを放出する電子銃と、
前記電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源と、
前記電子銃の内部の圧力変動と電位変動をそれぞれ演算し、前記圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、前記電位変動が所定の電位変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部と、
前記演算部から出力されたデータを受け取り、前記圧力変動が生じた時刻と前記電位変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、前記電位変動が生じた時刻に対応する前記圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記電子銃の内部の圧力を測定する真空計を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項４】
電子銃の内部の圧力の時間変動と、前記電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源の電圧の時間変動とを測定し、
前記圧力に所定の圧力変動値以上の変動が生じた時刻と、前記電圧に所定の電圧変動値以上の変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、
前記電圧に前記電圧変動値以上の変動が生じた時刻に前記圧力に前記圧力変動値以上の変動が生じていない場合にログＢとしてこの時刻を記録することを特徴とする電子ビーム描画装置の診断方法。
【請求項５】
電子ビームを放出する電子銃と、前記電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源とを有する電子ビーム描画装置の診断方法であって、
前記電子銃の内部の圧力の時間変動と電位の時間変動とを測定し、
前記圧力に所定の圧力変動値以上の変動が生じた時刻と、前記電位に所定の電位変動値以上の変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、
前記電位に前記電位変動値以上の変動が生じた時刻に前記圧力に前記圧力変動値以上の変動が生じていない場合にログＢとしてこの時刻を記録することを特徴とする電子ビーム描画装置の診断方法。
【請求項１】
電子ビームを放出する電子銃と、
前記電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源と、
前記電子銃の内部の圧力変動と、前記高圧電源の電圧変動とをそれぞれ演算し、前記圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、前記電圧変動が所定の電圧変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部と、
前記演算部から出力されたデータを受け取り、前記圧力変動が生じた時刻と前記電圧変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、前記電圧変動が生じた時刻に対応する前記圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項２】
電子ビームを放出する電子銃と、
前記電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源と、
前記電子銃の内部の圧力変動と電位変動をそれぞれ演算し、前記圧力変動が所定の圧力変動値以上である時刻と、前記電位変動が所定の電位変動値以上である時刻とをデータ出力する演算部と、
前記演算部から出力されたデータを受け取り、前記圧力変動が生じた時刻と前記電位変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、前記電位変動が生じた時刻に対応する前記圧力変動のデータがない場合にログＢとしてこの時刻を記録する記録部とを有することを特徴とする電子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記電子銃の内部の圧力を測定する真空計を有することを特徴とする請求項１または２に記載の電子ビーム描画装置。
【請求項４】
電子銃の内部の圧力の時間変動と、前記電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源の電圧の時間変動とを測定し、
前記圧力に所定の圧力変動値以上の変動が生じた時刻と、前記電圧に所定の電圧変動値以上の変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、
前記電圧に前記電圧変動値以上の変動が生じた時刻に前記圧力に前記圧力変動値以上の変動が生じていない場合にログＢとしてこの時刻を記録することを特徴とする電子ビーム描画装置の診断方法。
【請求項５】
電子ビームを放出する電子銃と、前記電子銃に電子の加速電圧を印加する高圧電源とを有する電子ビーム描画装置の診断方法であって、
前記電子銃の内部の圧力の時間変動と電位の時間変動とを測定し、
前記圧力に所定の圧力変動値以上の変動が生じた時刻と、前記電位に所定の電位変動値以上の変動が生じた時刻とが一致している場合にログＡとしてこの時刻を記録し、
前記電位に前記電位変動値以上の変動が生じた時刻に前記圧力に前記圧力変動値以上の変動が生じていない場合にログＢとしてこの時刻を記録することを特徴とする電子ビーム描画装置の診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−２６４２１（Ｐ２０１３−２６４２１Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５９３５２（Ｐ２０１１−１５９３５２）
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２０日（２０１１．７．２０）
【出願人】（５０４１６２９５８）株式会社ニューフレアテクノロジー (669)
【Ｆターム（参考）】
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