JP2015188014A - 荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法 - Google Patents

Abstract

【目的】偏向制御回路へのデータ転送を滞りなく行い、描画処理をスムーズに進めることが可能な描画装置を提供する。
【構成】描画装置１００は、試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する複数の制御計算機ユニット１１０と、データ変換処理された処理領域の処理データを一部ずつｎ個の分割処理データとして順に入力すると共に、第ｎ番目の分割処理データを入力しながら、第ｎ−１番目の分割処理データを転送するようにｎ個の分割処理データを順に転送するデータ転送計算機ユニット１２０と、順に転送された分割処理データに沿って、荷電粒子ビームを偏向する偏向量を制御する偏向制御回路１３０と、偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する描画部１５０と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、荷電粒子ビーム描画装置及び荷電粒子ビーム描画方法に係り、例えば、描画データの転送処理を描画処理の進行に合わせてリアルタイムに行なう描画装置および方法に関する。

半導体デバイスの微細化の進展を担うリソグラフィ技術は半導体製造プロセスのなかでも唯一パターンを生成する極めて重要なプロセスである。近年、ＬＳＩの高集積化に伴い、半導体デバイスに要求される回路線幅は年々微細化されてきている。これらの半導体デバイスへ所望の回路パターンを形成するためには、高精度の原画パターン（レチクル或いはマスクともいう。）が必要となる。ここで、電子ビーム（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｂｅａｍ）描画技術は本質的に優れた解像性を有しており、高精度の原画パターンの生産に用いられる。

図９は、可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。可変成形型電子ビーム描画装置は、以下のように動作する。第１のアパーチャ４１０には、電子線３３０を成形するための矩形の開口４１１が形成されている。また、第２のアパーチャ４２０には、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０を所望の矩形形状に成形するための可変成形開口４２１が形成されている。荷電粒子ソース４３０から照射され、第１のアパーチャ４１０の開口４１１を通過した電子線３３０は、偏向器により偏向され、第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１の一部を通過して、所定の一方向（例えば、Ｘ方向とする）に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０に照射される。すなわち、第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過できる矩形形状が、Ｘ方向に連続的に移動するステージ上に搭載された試料３４０の描画領域に描画される。第１のアパーチャ４１０の開口４１１と第２のアパーチャ４２０の可変成形開口４２１との両方を通過させ、任意形状を作成する方式を可変成形方式（ＶＳＢ方式）という。

電子ビーム描画装置では、外部から入力された描画データを所定の計算領域毎に複数の計算機に振り分け、複数の計算機で並列的にデータ変換処理することで、データ変換処理時間を短縮することが行われている（例えば、特許文献１参照）。並列にデータ変換処理されたデータは、転送処理装置に一度入力され、描画順に偏向制御用の回路へと転送される。そして、かかるデータに沿ってビーム偏向量が決定され、偏向されたビームが試料へと照射される。

特開２００８−２１８７６７号公報

描画装置では、偏向制御回路へのデータ転送を滞りなく行い、描画処理をスムーズに進めることが求められる。しかし、転送処理装置から偏向制御回路へのデータ転送が間に合わず、描画中にその描画領域のデータが途切れると、描画処理が一旦停止してしまう。電子ビーム描画装置では、ステージが移動しながら描画を行う場合、描画用のデータが間に合わず、描画処理が一旦停止してしまうと、ステージ位置を描画が正確に行われた位置まで戻して、さらに、描画用データが届いてから再度開始されることになる。そのため、かかる停止動作が入ると、その復旧のために時間が費やされ、描画時間が長くなってしまうといった問題があった。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、偏向制御回路へのデータ転送を滞りなく行い、描画処理をスムーズに進めることが可能な描画装置および方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する複数の変換処理部と、
データ変換処理された処理領域の処理データを一部ずつｎ個の分割処理データとして順に入力すると共に、第ｎ番目の分割処理データを入力しながら、第ｎ−１番目の分割処理データを転送するようにｎ個の分割処理データを順に転送する転送部と、
順に転送された分割処理データに沿って、荷電粒子ビームを偏向する偏向量を制御する偏向制御回路と、
偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する描画部と、
を備えたことを特徴とする。

また、ｎ個の分割処理データの入力処理と転送処理は、描画順にパイプライン処理によって実行されると好適である。

また、描画部は、荷電粒子ビームを試料に偏向する偏向器を有し、
処理領域内には、偏向器にて偏向可能な複数のサブフィールドが設定され、
処理データは、サブフィールド毎に、当該サブフィールド内のショット数が定義され、
転送部は、処理領域中のいずれかのサブフィールドの途中で分割された分割処理データについて、当該分割処理データにおける分割されたサブフィールドに定義されたショット数を、分割によって当該分割処理データに割り当てられたショットのショット数に書き換えるように構成すると好適である。

また、転送部は、複数の処理領域がデータ転送順に並べて定義された転送順リストを入力し、
転送部は、入力処理を開始する処理領域が転送順リストの先頭に位置する場合に、当該処理領域の処理データをｎ個の分割処理データとして順に入力すると共に、順に転送するように構成すると好適である。

本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する工程と、
データ変換処理された処理領域の処理データを一部ずつｎ個の分割処理データとして順に入力すると共に、第ｎ番目の分割処理データを入力しながら、第ｎ−１番目の分割処理データを転送するようにｎ個の分割処理データを順に偏向制御回路へ転送する工程と、
偏向制御回路が、順に転送されてきた分割処理データに沿って、荷電粒子ビームを偏向する偏向量を演算する工程と、
偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、偏向制御回路へのデータ転送を滞りなく行うことができる。よって、描画処理をスムーズに進めることができる。

実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。 実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。 実施の形態１におけるデータ転送の仕組みを説明するためのタイムチャート図である。 実施の形態１におけるデータ転送の仕組みを説明するためのフローチャート図である。 実施の形態１における転送順リストの一例を示す図である。 実施の形態１における管理部の動作フローの要部工程を示す図である。 実施の形態１における入力部の動作フローの要部工程を示す図である。 実施の形態１における転送部の動作フローの要部工程を示す図である。 可変成形型電子線描画装置の動作を説明するための概念図である。

以下、実施の形態では、荷電粒子ビームの一例として、電子ビームを用いた構成について説明する。但し、荷電粒子ビームは、電子ビームに限るものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームでも構わない。また、荷電粒子ビーム装置の一例として、可変成形型の描画装置について説明する。

実施の形態１．
図１は、実施の形態１における描画装置の構成を示す概念図である。図１において、描画装置１００は、描画部１５０と制御部１６０を備えている。描画装置１００は、荷電粒子ビーム描画装置の一例である。特に、可変成形型の描画装置の一例である。描画部１５０は、電子鏡筒１０２と描画室１０３を備えている。電子鏡筒１０２内には、電子銃２０１、照明レンズ２０２、第１のアパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２のアパーチャ２０６、対物レンズ２０７、主偏向器２０８及び副偏向器２０９が配置されている。描画室１０３内には、ＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画時には描画対象となるマスク等の試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造する際の露光用マスクが含まれる。また、試料１０１には、レジストが塗布された、まだ何も描画されていないマスクブランクスが含まれる。

制御部１６０は、複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ（データ変換部）、データ転送計算機ユニット１２０、偏向制御回路１３０（偏向演算ユニット）、制御回路１３２、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ、データ転送計算機ユニット１２０、偏向制御回路１３０、制御回路１３２、及び記憶装置１４０は、図示しないバスを介して互いに接続されている。

複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ内には、それぞれ、複数のＣＰＵ及び複数のメモリが配置されている。

データ転送計算機ユニット１２０（転送部の一例）内には、入力部３４、バッファメモリ３０、転送部３２、転送デバイス３８、及び管理部３６が配置される。入力部３４、転送部３２、及び管理部３６といった機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。入力部３４、転送部３２、及び管理部３６に入出力される情報および演算中の情報は図示しないメモリにその都度格納される。

偏向制御回路１３０内には、バッファメモリ４０及び偏向量演算部４２が配置される。偏向量演算部４２といった機能は、電気回路等のハードウェアで構成されてもよいし、これらの機能を実行するプログラム等のソフトウェアで構成されてもよい。或いは、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせにより構成されてもよい。偏向量演算部４２に入出力される情報および演算中の情報は図示しないメモリにその都度格納される。

ここで、図１では、実施の形態１を説明する上で必要な構成を記載している。描画装置１００にとって、通常、必要なその他の構成を備えていても構わない。例えば、位置偏向用には、主偏向器２０８と副偏向器２０９の主副２段の多段偏向器を用いているが、１段の偏向器或いは３段以上の多段偏向器によって位置偏向を行なう場合であってもよい。

記憶装置１４０には、複数の図形パターンの位置およびサイズ等が定義された描画データが外部から入力され、記憶される。

図２は、実施の形態１における各領域を説明するための概念図である。図２において、試料１０１の描画領域１０は、ｘ方向或いはｙ方向に主偏向器２０８で偏向可能な幅で短冊状の複数のストライプ領域２０に仮想分割される。また、各ストライプ領域２０は、ブロック状の複数の計算処理単位領域（ＤＰＢ）３１（処理領域の一例）に分けられる。

図３は、実施の形態１におけるデータ転送の仕組みを説明するためのタイムチャート図である。図３（ａ）では、実施の形態１の比較例として、ＤＰＢ３１単位でデータ転送する場合を示している。図３（ａ）に示すように、比較例では、データ変換部となる制御計算機ユニット１１０で１つのＤＰＢ３１のデータ変換処理が実行される。具体的には、制御計算機ユニット１１０内のＣＰＵは、記憶装置１４０からＤＰＢ領域３１単位で対応する描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。そして、データ変換処理を行った当該ＤＰＢ領域３１のショットデータは、ＤＰＢ領域３１単位でまとめてデータ転送計算機ユニット１２０に出力される。

その後、データ転送計算機ユニット１２０では、入力した当該ＤＰＢ領域３１のショットデータをＤＰＢ領域３１単位でまとめて偏向制御回路１３０に出力する。偏向制御回路１３０では、ＤＰＢ領域３１単位でのショットデータの転送完了を待って、描画処理を開始することになる。このように、比較例では、１つのＤＰＢ領域３１のショットデータ全体が偏向制御回路１３０に届くまで、描画処理を開始できないことになる。よって、転送処理が遅れ、１つ前に描画処理を行っていたＤＰＢ領域の描画処理が完了する前に今回のＤＰＢ領域３１のショットデータ全体の転送が完了していないと、描画処理が一旦停止してしまうことになる。描画装置１００では、ＸＹステージ１０５が例えば連続移動しながら描画を行う場合、次のＤＰＢ領域３１のショットデータが間に合わないと、描画処理が一旦停止してしまう。

しかし、ＸＹステージ１０５を瞬時に停止させることは困難であるので、ステージ位置が予定する位置からずれてしまうことになる。よって、描画処理が一旦停止してしまうと、ステージ位置を描画が正確に行われた位置まで戻して、さらに、次のＤＰＢ領域３１のショットデータが偏向制御回路１３０に届くのを待って再度開始されることになる。そのため、かかる停止動作が入ると、その復旧のために時間が費やされ、描画時間が長くなってしまうといった問題があった。

そこで、実施の形態１では、図３（ｂ）に示すように、ＤＰＢ領域３１単位でデータ転送を行うのではなく、データ変換処理を行ったＤＰＢ領域３１内のショットデータを複数の分割処理データに分割する。例えば、所定のデータ容量毎に分割する。図３（ｂ）の例では、１つのＤＰＢ領域３１のショットデータを描画順に１〜５の５つの分割処理データに分割する場合を示している。分割数は、５つに限るものではなく、複数の分割処理データであれば、５つよりも少なくても多くても構わない。

データ転送計算機ユニット１２０では、データ変換処理されたＤＰＢ領域３１のショットデータを一部ずつｎ個の分割処理データとして順に入力する。図３（ｂ）の例では、描画順に１〜５の５つの分割処理データを順に入力する。そして、図３（ｂ）の例では、データ転送計算機ユニット１２０が１番目の分割処理データをまず入力する（時間帯ｔ１）。次に、２番目の分割処理データを入力しながら、１番目の分割処理データを偏向制御回路１３０に転送する（時間帯ｔ２）。次に、データ転送計算機ユニット１２０が３番目の分割処理データを入力しながら、２番目の分割処理データを偏向制御回路１３０に転送する（時間帯ｔ３）。次に、データ転送計算機ユニット１２０が４番目の分割処理データを入力しながら、３番目の分割処理データを偏向制御回路１３０に転送する（時間帯ｔ４）。このように、データ転送計算機ユニット１２０では、第ｎ番目の分割処理データを入力しながら、第ｎ−１番目の分割処理データを偏向制御回路１３０に転送する（時間帯ｔｎ）。言い換えれば、ｎ個の分割処理データの入力処理と転送処理は、描画順にパイプライン処理によって実行される。なお、時間帯１〜６は、順に並ぶ時間帯を示す。

以上のようにして、ｎ個の分割処理データを順に転送する。これにより、時間帯ｔ２経過後には偏向制御回路１３０への１番目の分割処理データの転送が完了する。そして、その後の時間帯ｔ３経過後には偏向制御回路１３０への２番目の分割処理データの転送が完了する。・・・そして、時間帯ｔ_ｎ後の時間帯ｔ_ｎ＋１経過後には偏向制御回路１３０へのｎ番目の分割処理データの転送が完了する。但し、制御計算機ユニット１１０からデータ転送計算機ユニット１２０への分割処理データの転送時間（データ転送計算機ユニット１２０の入力時間）よりもデータ転送計算機ユニット１２０から偏向制御回路１３０への分割処理データの転送時間（データ転送計算機ユニット１２０の転送時間）の方が長い場合、データ転送計算機ユニット１２０の転送処理は、前の転送処理が終了後に行えばよい。

比較例では、図３（ａ）に示すように、図３（ｂ）における時間帯ｔ６経過後（時刻Ｔ２）まで描画処理を開始することが困難であったが、実施の形態１では、データ分割により１番目の分割処理データが偏向制御回路１３０に届いた時間帯ｔ２経過後（時刻Ｔ１）には描画処理を開始できる。よって、時刻Ｔ１と時刻Ｔ２の差分ΔＴだけ描画処理を速く開始できる。よって、比較例のようにデータ転送待ちによる描画処理の停止を無くす、或いは低減できる。以下、動作内容を具体的に説明する。

図４は、実施の形態１におけるデータ転送の仕組みを説明するためのフローチャート図である。

データ変換工程において、複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ（データ変換部或いは変換処理部の一例）は、試料１０１の描画領域１０が複数のＤＰＢ領域３１（処理領域）に仮想分割されたＤＰＢ領域３１毎に描画データを並列にデータ変換処理する。複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ内の各ＣＰＵは、それぞれ、記憶装置１４０からＤＰＢ領域３１単位で対応する描画データを読み出し、複数段のデータ変換処理を行って、装置固有のショットデータを生成する。このように、並列にデータ処理を行うことで、高速にデータ処理を行うことができる。描画装置１００で図形パターンを描画するためには、１回のビームのショットで照射できるサイズに描画データに定義された各図形パターンを分割する必要がある。そこで、複数の制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ内の各ＣＰＵは、描画データが示す図形パターンを１回のビームのショットで照射できるサイズに分割してショット図形を生成する。そして、ショット図形毎にショットデータを生成する。ショットデータには、例えば、図形種、図形サイズ、照射位置、及び照射量といった図形データが定義される。ここで、実施の形態１では、さらに、各ショットデータに描画順序を示す描画順番情報をヘッダに定義する。

各ショットデータでは、そのヘッダに描画順番情報が示される。例えば、ＤＰＢ情報が定義される。かかるＤＰＢ情報によって、描画順序が示される。例えば、ストライプ領域２０毎にＤＰＢ情報が定義される場合には、さらに、ストライプ領域情報も定義される。ＤＰＢ情報として、例えば、ＤＰＢ領域のＩＤ（識別子、或いはアドレス）を用いると好適である。そして、例えば、ＤＰＢ領域ＩＤが示す位置が若い順のＤＰＢ毎に描画処理は進められる。或いは、例えば、ストライプ領域毎にＩＤが示す位置がストライプ領域の描画開始位置に近い順のＤＰＢ毎に描画処理は進められる。或いは、単に、複数のＤＰＢに対して、それぞれのＤＰＢの描画処理順にあたる番号が定義されてもよい。

そして、ヘッダの後に、例えば、図形種、図形サイズ、照射位置、及び照射量といった図形データが定義される。各制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ内の各ＣＰＵで計算されたショットデータは、各ＣＰＵに対応するメモリに記憶される。

データ生成完通知送信工程として、各制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎ内にて、担当したＤＰＢ領域３１内のデータ変換処理が完了すると、各制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎからデータ生成完通知が制御回路１３２に送信される。

転送順リスト作成工程として、制御回路１３２内では、各制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎからのデータ生成完通知の入力を受けて、転送順リストを作成する。

図５は、実施の形態１における転送順リストの一例を示す図である。転送順リストには、ＤＰＢ領域ＩＤとかかるＩＤのＤＰＢ領域３１のデータ変換処理をおこなった制御計算機ユニット１１０ａ〜ｎの識別子（ＩＤ）が定義される。ＤＰＢ領域ＩＤには、試料１０１の描画領域１０全体での通しＩＤ、かかるＤＰＢ領域３１が所属するストライプ領域２０の番号、及びかかるストライプ領域２０単位でのかかるＤＰＢ領域３１の通しＩＤが定義される。図５の例では、描画領域１０全体での通しＩＤが「３１」、所属ストライプ領域ＩＤが「１」、そして、ＩＤが１のストライプ領域２０における通しＩＤが「２」であるＤＰＢ領域３１内のショットデータがリストの先頭に定義されていることが示されている。そして、かかるＤＰＢ領域３１内のデータ変換処理をおこなった制御計算機ユニット１１０のＩＤが「Ａ」であることが示されている。同様に、リスト２番目のＤＰＢ領域は、描画領域１０全体での通しＩＤが「３２」、所属ストライプ領域ＩＤが「１」、そして、ＩＤが１のストライプ領域２０における通しＩＤが「２」であることが示され、データ変換処理をおこなった制御計算機ユニット１１０のＩＤが「Ｂ」であることが示されている。同様に、リスト３番目のＤＰＢ領域は、描画領域１０全体での通しＩＤが「３３」、所属ストライプ領域ＩＤが「１」、そして、ＩＤが１のストライプ領域２０における通しＩＤが「２」であることが示され、データ変換処理をおこなった制御計算機ユニット１１０のＩＤが「Ｃ」であることが示されている。図５の例では、描画領域１０全体での通しＩＤが「３１」〜「３３」の連続する３つのＤＰＢ領域３１がリストに挙げられている。

転送順リストでは、描画順にＤＰＢ領域３１が並べられる。まだ、転送順リストに挙げられていなかった描画領域１０全体での通しＩＤが「３１」以降のＤＰＢ領域のうち、通しＩＤが「３２」以降のＤＰＢ領域のデータ生成完通知が制御回路１３２に送信された場合でも、通しＩＤが「３１」のＤＰＢ領域のデータ生成完通知が制御回路１３２に届くまでは転送順リストに記載されない。逆に、通しＩＤが「３２」以降のＤＰＢ領域のデータ生成完通知が制御回路１３２に送信されてなく、通しＩＤが「３１」のＤＰＢ領域のデータ生成完通知だけが制御回路１３２に届いている場合には、通しＩＤが「３１」のＤＰＢ領域ただ１つだけが定義された転送順リストが作成される。作成された転送順リストは、制御回路１３２からデータ転送計算機ユニット１２０内の管理部３６に送信される。

入力（取込）要求工程として、管理部３６は、入力部３４にデータ入力を要求する。具体的には、以下のように動作する。

図６は、実施の形態１における管理部の動作フローの要部工程を示す図である。

取込要求リスト追加工程（Ｓ１０６）として、管理部３６の図示しない追加処理機能部は、転送順リストを入力した場合、取込要求リストに転送順リストに示されたＤＰＢ情報を追加する。取込要求リストの内容は、図５に示した転送順リストの内容と同様で構わない。取込要求リストでは、転送順リストと同様、描画順にリスト化される。

転送要求リスト追加工程（Ｓ１０８）として、管理部３６の図示しない追加処理機能部は、転送順リストを入力した場合、転送部３２が独自に有する別の転送順リスト（転送要求リスト）に入力された転送順リストに示されたＤＰＢ情報を追加する。転送要求リストの内容は、図５に示した転送順リストの内容と同様で構わない。具体的には、例えば、制御回路１３２から１回目の転送順リストが管理部３６に送信された場合、転送部３２が独自に有する別の転送順リストは、制御回路１３２から送信された１回目の転送順リストと同じ内容になる。そして、１回目の転送順リストに定義されたＤＰＢの転送が完了する前に、例えば、制御回路１３２から２回目の転送順リストが管理部３６に送信された場合、転送部３２が独自に有する別の転送順リストは、現在の別の転送順リストの後ろに２回目の転送順リストの内容を接続する。これにより、制御回路１３２から順次送信されてくる転送順リストの内容が、転送部３２が独自に有する別の転送順リストに反映される。

取込要求リストにＤＰＢ情報が追加されることが、入力部３４にデータ入力を要求することになる。そして、入力部３４は、以下のように動作する。

図７は、実施の形態１における入力部の動作フローの要部工程を示す図である。まず、判定工程（Ｓ２０２）として、入力部３４の図示しない判定機能部は、取込要求リストが空（ＤＰＢ情報が無い状態）であるかどうかを判定する。取込要求リストが空である場合には、判定工程（Ｓ２０２）に戻る。

判定工程（Ｓ２０４）として、入力部３４の図示しない判定機能部は、取込要求リストが空でない場合に、データ取込予定のＤＰＢ領域が転送順リストの先頭に定義されているかどうかを判定する。先頭でない場合には、フロー（Ａ）に、先頭である場合にはフロー（Ｂ）に進む。フロー（Ａ）とフロー（Ｂ）は、図４の点線で囲まれたフローと対応する。すなわち、判定工程（Ｓ２０４）において、フロー（Ａ）とフロー（Ｂ）の一方を選択することになる。フロー（Ａ）では、ＤＰＢ領域のショットデータ全体を一括して転送処理するフローを示す。フロー（Ｂ）では、ＤＰＢ領域のショットデータを複数の分割処理データに分割して、複数の分割処理データを順次、転送処理するフローを示す。まずは、フロー（Ａ）について説明する。

判定工程（Ｓ２０６）として、入力部３４の図示しない判定機能部は、バッファメモリ３０に当該ＤＰＢ領域３１のショットデータ全体を記憶するだけの空き容量が残っているかどうかを判定する。空き容量が残っていない場合には、判定工程（Ｓ２０６）に戻る。

リスト削除工程（Ｓ２０８）として、入力部３４の図示しない削除機能部は、対象ＤＰＢ領域の情報を取込要求リストから削除する。

取込工程（Ｓ２１０）として、まず、入力部３４の図示しない送信機能部は、対象ＤＰＢ領域のデータ変換を行った制御計算機ユニット１１０に対して、対象ＤＰＢ領域のショットデータの送信要求を送信する。対象となる制御計算機ユニット１１０の識別は、取込要求リスト（或いは転送順リスト）に定義された制御計算機ユニット１１０のＩＤから識別可能となる。そして、対象となる制御計算機ユニット１１０は、入力部３４に対象ＤＰＢ領域のショットデータを送信する。これにより、入力部３４の図示しない取込機能部は、対象となる制御計算機ユニット１１０から対象ＤＰＢ領域のショットデータを入力する（取り込む）。入力された対象ＤＰＢ領域のショットデータは、バッファメモリ３０に一時的に格納（記憶）される。

登録工程（Ｓ２１２）として、入力部３４の図示しない登録機能部は、ショットデータが入力部３４に入力された対象ＤＰＢ領域を取込済ＤＰＢとして登録する。

報告工程（Ｓ２１４）として、入力部３４の図示しない送信機能部は、管理部３６に対象ＤＰＢ領域のショットデータの取り込みが完了したことを報告する。そして、判定工程（Ｓ２０２）に戻る。そして、取込要求リストが空になるまで、判定工程（Ｓ２０２）以下の各工程を繰り返す。

次に、フロー（Ｂ）について説明する。判定工程（Ｓ２０４）においてデータ取込予定のＤＰＢ領域が転送順リストの先頭に定義されていると判定される場合、転送部３２が、その時点でＤＰＢ領域のショットデータを転送していない可能性が高い。よって、ＤＰＢ領域のショットデータ転送が滞っている可能性が高い。そこで、実施の形態１では、入力部３４によって、入力処理を開始するＤＰＢ領域が転送順リストの先頭に位置する場合に、当該ＤＰＢ領域の処理データをｎ個の分割処理データとして順に入力すると共に、順に転送する。フロー（Ｂ）では、転送部３２に代わり、入力部３４が、偏向制御回路への転送処理も実施する。かかる場合、入力部３４は転送部の一例となる。

判定工程（Ｓ２２０）として、入力部３４の図示しない判定機能部は、その時点で転送デバイス３８が空いているかどうかを判定する。転送デバイス３８が使用中で空いていない場合には、判定工程（Ｓ２０６）に進む。転送デバイス３８が使用中であれば、ＤＰＢ領域のショットデータ転送が滞っていないことになるので、あえて分割処理データに分ける必要はない。よって、通常のフロー（Ａ）に戻ればよい。

予約工程（Ｓ２２２）として、入力部３４の図示しない予約機能部は、転送デバイス３８が空いている場合、これから転送デバイス３８を使用するために、転送デバイス予約を行う。

判定工程（Ｓ２２４）として、入力部３４の図示しない判定機能部は、バッファメモリ３０に当該ＤＰＢ領域３１の分割処理データを記憶するだけの空き容量が残っているかどうかを判定する。空き容量が残っていない場合には、判定工程（Ｓ２２４）に戻る。分割処理データのデータ容量は１つのＤＰＢ領域３１分のショットデータ全体のデータ容量よりも十分小さいので、ここでの判定閾値は、判定工程（Ｓ２０６）での判定閾値よりも小さくてよい。例えば、少なくとも２つ以上の分割処理データを記憶可能な要領が残っていればよい。

リスト削除工程（Ｓ２２６）として、入力部３４の図示しない削除機能部は、対象ＤＰＢ領域の情報を取込要求リストから削除する。

分割データ取込工程（Ｓ２２８）として、まず、入力部３４の図示しない送信機能部は、対象ＤＰＢ領域のデータ変換を行った制御計算機ユニット１１０に対して、対象ＤＰＢ領域のショットデータの第ｎ番目の分割処理データの送信要求を送信する。ここでは、最初なので第１番目の分割処理データの送信要求を送信する。対象となる制御計算機ユニット１１０の識別は、取込要求リスト（或いは転送順リスト）に定義された制御計算機ユニット１１０のＩＤから識別可能となる。そして、対象となる制御計算機ユニット１１０は、入力部３４に対象ＤＰＢ領域のショットデータの第ｎ番目の分割処理データを送信する。ここでは、最初なので第１番目の分割処理データを送信する。これにより、入力部３４の図示しない取込機能部は、対象となる制御計算機ユニット１１０から対象ＤＰＢ領域のショットデータの第ｎ番目の分割処理データを入力する（取り込む）。入力された対象ＤＰＢ領域のショットデータの第ｎ番目の分割処理データは、バッファメモリ３０に一時的に格納（記憶）される。

ここで、描画部１５０は、電子ビーム２００を試料１０１に偏向する主偏向器２０８及び副偏向器２０９を有している。ＤＰＢ領域３１内には、主偏向器２０８及び副偏向器２０９にて偏向可能なメッシュ状の複数のサブフィールド（ＳＦ）が設定される。また、ショットデータ（処理データ）には、サブフィールド毎に、当該サブフィールド内のショット数が定義される。例えば、サブフィールド毎に、サブフィールドヘッダが定義され、サブフィールドヘッダには、当該サブフィールドのアドレスを示すＩＤおよび当該サブフィールド内にショットされる電子ビームのショット数が定義される。しかし、ショットデータを例えば所望サイズ毎に複数の分割処理データに分割すると、サブフィールドの途中で分割されてしまう場合もある。分割をデータサイズで規定するとサブフィールドの途中で分割されてしまう可能性の方が高いと思われる。よって、サブフィールドの途中で分割された一方の分割処理データには、分割されたサブフィールドのサブフィールドヘッダが定義されるが、分割によって割り当てられたショットのショット数が異なってしまう。また、サブフィールドの途中で分割された他方の分割処理データには、分割されたサブフィールドのサブフィールドヘッダ自体もなく、分割によって割り当てられたショットのショット数も定義されていないデータになる。そこで、かかる不十分なデータ構造に対して、以下のように修正する。

書き換え工程（Ｓ２３０）として、入力部３４の図示しない書き換え機能部は、サブフィールドの途中で分割された一方の分割処理データについて、当該分割処理データにおける分割されたサブフィールドに元々定義されていたショット数を、分割によって当該分割処理データに割り当てられたショットのショット数に書き換える。また、入力部３４の図示しない書き換え機能部は、次回入力するサブフィールドの途中で分割された他方の分割処理データについて、入力後に、分割されたサブフィールドのサブフィールドヘッダを作成すると共に、作成されたサブフィールドヘッダに、分割によって当該分割処理データに割り当てられたショットのショット数を書き込む（定義する）。かかる処理により、各分割処理データは、分割によって抜けた情報、或いは変更された情報を補正できる。

判定工程（Ｓ２３２）として、入力部３４の図示しない判定機能部は、当該ＤＰＢ領域の全分割処理データを取り込み完了しているかどうかを判定する。まだ、当該ＤＰＢ領域の全分割処理データのうち、取り込み完了していない分割処理データが有る場合には分割データ取込工程（Ｓ２２８）に戻る。そして、分割データ取込工程（Ｓ２２８）において次の分割処理データの取り込みを実施する。そして、全分割処理データを取り込み完了するまで分割データ取込工程（Ｓ２２８）から判定工程（Ｓ２３２）までの各工程を繰り返す。

登録工程（Ｓ２３４）として、入力部３４の図示しない登録機能部は、当該ＤＰＢ領域の全分割処理データの取り込みが完了した場合に、入力された対象ＤＰＢ領域を取込済ＤＰＢとして登録する。そして、判定工程（Ｓ２３８）に進む。

分割データ転送工程（Ｓ２３６）として、入力部３４の図示しない転送機能部は、先に入力した分割処理データを偏向制御回路１３０に転送する。ここでは、例えば、第１番目の分割処理データの入力が完了し、書き換え工程（Ｓ２３０）が終了したら、直ちに偏向制御回路１３０に転送開始すると好適である。転送処理は、入力部３４の図示しない転送機能部からの制御に基づいて、転送デバイス３８が実際には実行する。

判定工程（Ｓ２３８）として、入力部３４の図示しない判定機能部は、当該ＤＰＢ領域の全分割処理データを転送完了しているかどうかを判定する。まだ、当該ＤＰＢ領域の全分割処理データのうち、転送完了していない分割処理データが有る場合には分割データ転送工程（Ｓ２３６）に戻る。そして、分割データ転送工程（Ｓ２３２）において次の分割処理データの転送を実施する。そして、全分割処理データを転送完了するまで分割データ転送工程（Ｓ２３６）から判定工程（Ｓ２３８）までの各工程を繰り返す。

実施の形態１では、入力部３４（ここでは転送部の一例）が、図３において説明したように、データ変換処理されたＤＰＢ領域のショットデータを一部ずつｎ個の分割処理データとして順に入力すると共に、第ｎ番目の分割処理データを入力しながら、第ｎ−１番目の分割処理データを転送するようにｎ個の分割処理データを順に転送する。

リスト削除工程（Ｓ２４０）として、入力部３４の図示しない削除機能部は、対象ＤＰＢ領域の情報を転送部３２が独自に有する転送順リストから削除する。

デバイス開放工程（Ｓ２４２）として、入力部３４の図示しない開放機能部は、予約していた転送デバイス３８を開放する。

報告工程（Ｓ２４４）として、入力部３４の図示しない送信機能部は、制御回路１３２及び管理部３６に対象ＤＰＢ領域のショットデータの転送が完了したことを報告する。そして、判定工程（Ｓ２０２）に戻る。そして、取込要求リストが空になるまで、判定工程（Ｓ２０２）以下の各工程を繰り返す。

次に転送部３２についての動作を説明する。転送部３２が独自に有する転送順リストが空でないことが、転送部３２にデータ転送を要求することになる。そして、転送部３２は、以下のように動作する。

図８は、実施の形態１における転送部の動作フローの要部工程を示す図である。転送部３２は、図４のフロー（Ａ）が実行される場合に動作する。まず、判定工程（Ｓ３０２）として、転送部３２の図示しない判定機能部は、転送要求リストが空（ＤＰＢ情報が無い状態）であるかどうかを判定する。転送要求リストが空である場合には、判定工程（Ｓ３０２）に戻る。

判定工程（Ｓ３０４）として、転送部３２の図示しない判定機能部は、転送部３２が独自に有する転送順リストが空でない場合、転送順リストの先頭に定義されたＤＰＢ領域のショットデータがバッファメモリ３０に取込済かどうかを判定する。先頭に定義されたＤＰＢ領域のショットデータが取込済でない場合、判定工程（Ｓ３０２）に戻る。

判定工程（Ｓ３０６）として、転送部３２の図示しない判定機能部は、先頭に定義されたＤＰＢ領域のショットデータが取込済である場合、その時点で転送デバイス３８が空いているかどうかを判定する。転送デバイス３８が使用中で空いていない場合には、判定工程（Ｓ３０２）に戻る。

予約工程（Ｓ３０８）として、転送部３２の図示しない予約機能部は、転送デバイス３８が空いている場合、これから転送デバイス３８を使用するために、転送デバイス予約を行う。

リスト削除工程（Ｓ３１０）として、転送部３２の図示しない削除機能部は、対象ＤＰＢ領域の情報を転送部３２が独自に有する転送順リストから削除する。

データ転送工程（Ｓ３１２）として、転送部３２の図示しない転送機能部は、転送部３２が独自に有する転送順リストの先頭に定義されていて、取込済のＤＰＢ領域のショットデータを偏向制御回路１３０に転送する。転送処理は、転送部３２の図示しない転送機能部からの制御に基づいて、転送デバイス３８が実際には実行する。

デバイス開放工程（Ｓ３１４）として、転送部３２の図示しない開放機能部は、予約していた転送デバイス３８を開放する。

報告工程（Ｓ３１６）として、転送部３２の図示しない送信機能部は、制御回路１３２及び管理部３６に対象ＤＰＢ領域のショットデータの転送が完了したことを報告する。そして、判定工程（Ｓ３０２）に戻る。そして、転送部３２が独自に有する転送順リストが空になるまで、判定工程（Ｓ３０２）以下の各工程を繰り返す。

以上のように、各ＤＰＢ領域のショットデータが、ＤＰＢ領域のショットデータ全体を一括して、或いは、複数の分割処理データに分けて順に、偏向制御回路１３０内のバッファメモリ４０に一時的に格納される。その結果、偏向制御回路１３０のバッファメモリ４０に、滞りなく描画処理順のＤＰＢ領域３１のショットデータ或いは分割処理データを順次格納することができる。

偏向制御回路１３０は、順に転送されたショットデータ或いは分割処理データに沿って、電子ビームを偏向する偏向量を制御する。

偏向量演算工程において、偏向量演算部４２は、バッファメモリ４０から描画順に処理データ（ショットデータ或いは分割処理データ）を読み出し、偏向器２０５、主偏向器２０８及び副偏向器２０９で偏向する偏向量をそれぞれ演算する。そして、各偏向器用のそれぞれ図示しないデジタル・アナログ変換（ＤＡＣ）アンプユニットに偏向量を示すデジタル信号を出力する。図示しない各ＤＡＣアンプユニットでは、偏向制御回路１３０により出力されたデジタル信号をアナログ信号に変換の上、増幅して、偏向器２０５、主偏向器２０８、及び副偏向器２０９といった各偏向器の対応する偏向器にそれぞれ偏向電圧として印加することになる。このように、偏向制御回路１３０は、データ転送計算機ユニット１２０から転送されたＤＰＢ領域３１毎の処理データに沿って、電子ビーム２００を偏向する偏向量を制御する。

描画工程において、制御回路１３２に制御された描画部１５０は、かかる偏向量に基づいて電子ビーム２００を偏向することによって、試料１０１にパターンを描画する。具体的には、以下のように動作する。

電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、照明レンズ２０２により矩形の穴を持つ第１のアパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形に成形する。そして、第１のアパーチャ２０３を通過した第１のアパーチャ像の電子ビーム２００は、投影レンズ２０４により第２のアパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２のアパーチャ２０６上での第１のアパーチャ像は偏向制御され、ビーム形状と寸法を変化させる（可変成形させる）ことができる。そして、第２のアパーチャ２０６を通過した第２のアパーチャ像の電子ビーム２００は、対物レンズ２０７により焦点を合わせ、主偏向器２０８及び副偏向器２０９によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料１０１の所望する位置に照射される。図１では、位置偏向に、主副２段の多段偏向を用いた場合を示している。かかる場合には、主偏向器２０８で描画領域を仮想分割したサブフィールド（ＳＦ）の基準位置にステージ移動に追従しながら該当ショットの電子ビーム２００を偏向し、副偏向器２０９でＳＦ内の各照射位置にかかる該当ショットのビームを偏向すればよい。

以上のように実施の形態１によれば、偏向制御回路１３０へのデータ転送を滞りなく行うことができる。よって、描画処理をスムーズに進めることができる。

以上、具体例を参照しつつ実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。

また、装置構成や制御手法等、本発明の説明に直接必要しない部分等については記載を省略したが、必要とされる装置構成や制御手法を適宜選択して用いることができる。例えば、描画装置１００を制御する制御部構成については、記載を省略したが、必要とされる制御部構成を適宜選択して用いることは言うまでもない。

その他、本発明の要素を具備し、当業者が適宜設計変更しうる全ての荷電粒子ビーム描画装置及び方法は、本発明の範囲に包含される。

３０，４０ バッファメモリ
３２ 転送部
３４ 入力部
３６ 管理部
３８ 転送モジュール
４２ 偏向量演算部
１０１，３４０ 試料
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機ユニット
１２０ データ転送計算機ユニット
１３０ 偏向制御回路
１３２ 制御回路
１４０ 記憶装置
１５０ 描画部
１６０ 制御部
２００ 電子ビーム
２０１ 電子銃
２０２ 照明レンズ
２０３，４１０ 第１のアパーチャ
２０４ 投影レンズ
２０５ 偏向器
２０６，４２０ 第２のアパーチャ
２０７ 対物レンズ
２０８ 主偏向器
２０９ 副偏向器
３３０ 電子線
４１１ 開口
４２１ 可変成形開口
４３０ 荷電粒子ソース

Claims (5)

1. 試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する複数の変換処理部と、
   データ変換処理された処理領域の処理データを一部ずつｎ個の分割処理データとして順に入力すると共に、第ｎ番目の分割処理データを入力しながら、第ｎ−１番目の分割処理データを転送するように前記ｎ個の分割処理データを順に転送する転送部と、
   順に転送された分割処理データに沿って、荷電粒子ビームを偏向する偏向量を制御する偏向制御回路と、
   前記偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する描画部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記ｎ個の分割処理データの入力処理と転送処理は、描画順にパイプライン処理によって実行されることを特徴とする請求項１記載の荷電粒子ビーム描画装置。
3. 前記描画部は、荷電粒子ビームを前記試料に偏向する偏向器を有し、
   前記処理領域内には、前記偏向器にて偏向可能な複数のサブフィールドが設定され、
   前記処理データは、サブフィールド毎に、当該サブフィールド内のショット数が定義され、
   前記転送部は、前記処理領域中のいずれかのサブフィールドの途中で分割された分割処理データについて、当該分割処理データにおける分割されたサブフィールドに定義されたショット数を、分割によって当該分割処理データに割り当てられたショットのショット数に書き換えることを特徴とする請求項１又は２記載の荷電粒子ビーム描画装置。
4. 前記転送部は、前記複数の処理領域がデータ転送順に並べて定義された転送順リストを入力し、
   前記転送部は、入力処理を開始する処理領域が前記転送順リストの先頭に位置する場合に、当該処理領域の処理データを前記ｎ個の分割処理データとして順に入力すると共に、順に転送することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の荷電粒子ビーム描画装置。
5. 試料の描画領域が複数の処理領域に仮想分割された処理領域毎に描画データを並列にデータ変換処理する工程と、
   データ変換処理された処理領域の処理データを一部ずつｎ個の分割処理データとして順に入力すると共に、第ｎ番目の分割処理データを入力しながら、第ｎ−１番目の分割処理データを転送するように前記ｎ個の分割処理データを順に偏向制御回路へ転送する工程と、
   前記偏向制御回路が、順に転送されてきた分割処理データに沿って、荷電粒子ビームを偏向する偏向量を演算する工程と、
   前記偏向量に基づいて荷電粒子ビームを偏向することによって、試料にパターンを描画する工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。

Images