荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法
【課題】リカバー処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図ることのできる荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供する。
【解決手段】移動可能なステージ６１上に載置される試料にパターンを描画する描画部２と、荷電粒子ビームの偏向を制御する偏向制御部３２と、ステージの移動を制御するステージ制御部３６と、両者に対する制御を行う制御計算機３１、から構成される制御部３と、を備え、偏向制御部３２は、描画データを格納するバッファメモリ３２ｂと、バッファメモリ３２ｂから転送される描画データを格納するＦＩＦＯ３２ｃと、ＦＩＦＯ３２ｃへの描画データの転送量を判断した結果、バッファメモリ３２ｂへの描画データの格納が設定量に足りない場合に、ステージ制御部３６に対してステージ６１の停止を指示するとともに、ステージ６１を前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行う判定部３２ｄとを備える。
【解決手段】移動可能なステージ６１上に載置される試料にパターンを描画する描画部２と、荷電粒子ビームの偏向を制御する偏向制御部３２と、ステージの移動を制御するステージ制御部３６と、両者に対する制御を行う制御計算機３１、から構成される制御部３と、を備え、偏向制御部３２は、描画データを格納するバッファメモリ３２ｂと、バッファメモリ３２ｂから転送される描画データを格納するＦＩＦＯ３２ｃと、ＦＩＦＯ３２ｃへの描画データの転送量を判断した結果、バッファメモリ３２ｂへの描画データの格納が設定量に足りない場合に、ステージ制御部３６に対してステージ６１の停止を指示するとともに、ステージ６１を前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行う判定部３２ｄとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するために、リソグラフィー技術が用いられる。リソグラフィー技術では、マスク（レチクル）と称される原画パターンを使用したパターンの転写が行われる。この際、高精度なレチクルを製造するために、優れた解像度を備える電子ビーム（電子線）描画技術が用いられる。
【０００３】
レチクルに電子ビーム描画を行う荷電粒子ビーム描画装置の一方式として、例えば以下のような可変成形方式を挙げることができる。すなわち、ここでは図示しないが、この可変成形方式は、第１成形アパーチャの開口と、第２成形アパーチャの開口とを通過することで成形された電子ビームによって可動ステージに載置された試料上に図形パターンが描画される。
【０００４】
このような荷電粒子ビーム描画装置を利用した描画処理に関して、様々な場面におけるスループットの向上がなされている。例えば、上述した可変成形方式も円形の電子ビームを利用するよりも露光回数を大幅に少なくすることができるためスループットの向上に資するものである。
【０００５】
この他、例えば、マスク（以下、適宜「試料」と表わす）上の描画パターンを短冊状の「フレーム領域」に分割するとともに、さらに「サブフィールド領域」と呼ばれる小領域に分割し、当該サブフィールド領域内の必要な部分のみ可変成形ビームを偏向して描画する方法も採用される。この方法では、試料が載置されるステージを連続して移動させることにより描画処理のスループットを向上させる。但し、この方法を採用する場合、荷電粒子ビームのサブフィールド領域への位置決めや描画には主偏向器や副偏向器が利用されるが、それぞれのデータ処理時間が増加する傾向にある。以下の特許文献１には、特に主偏向器のデータ処理時間を短縮する発明が開示されている。
【０００６】
また、特許文献１に記載の発明では、ｉ−１番目のサブフィールド領域内におけるパターンの描画が終了した後に、ｉ番目のサブフィールド領域内に荷電粒子ビームが位置決めされるように主偏向器の制御が行われる。但し、換言すれば、可動ステージが移動して主偏向器により荷電粒子ビームを最大限に偏向することによってｉ番目のサブフィールド領域内に荷電粒子ビームを位置決めすることができる状態になるまで主偏向器の制御ができないことになる。以下の特許文献２では、上述した状態よりも前の段階で主偏向器の制御を開始することでスループットの向上を果たす発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１６６０８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７７４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１、或いは、特許文献２に記載の発明では、以下の点に配慮されていない。
【０００９】
すなわち、描画処理が行われるに際しては、上述したようなサブフィールド領域等、試料上描画が可能な領域が設定される（以下、この領域を「描画対象領域」、或いは、適宜「窓枠」と表わす）。また、試料に対する所望の位置に荷電粒子ビームを照射（ショット）するためには、描画データのショット座標と試料が載置されるステージの座標との差分が描画対象領域内に含まれていることが必要である。従って、ショット座標とステージ座標との差分が描画対象領域外となってしまうと描画処理を行うことができず、この場合には、移動するステージを一旦停止させた上で描画対象領域内となる位置まで戻すというリカバー処理が必要となる。
【００１０】
図１４は、従来のリカバー処理についての説明図である。（ａ）から（ｅ）まで時系列に並んでいる。（ａ）ないし（ｅ）それぞれ説明図の構成は基本的に同じである。（ａ）を例に挙げると、まず横長の「ストライプｍ」が設けられている。このストライプｍ上が描画の対象となる領域である。「ストライプｍ」には、斜線が引かれた領域Ｘと、何も塗りつぶされていない領域Ｙとに分けられる。領域Ｘは、既に描画処理が終了した領域であり、領域Ｙはこれから描画処理が行われる領域である。従って、領域Ｘと領域Ｙとの境界は、次に描画処理が行われる（ショットが打たれる）位置である、といえる。
【００１１】
また、領域Ｘと領域Ｙとの境界には黒く四角く囲われた領域が設けられており、この領域が描画対象領域Ｚである。ちなみに、ストライプｍは、図１４の矢印に示すように図面上右から左へと移動する。従って、描画対象領域Ｚは相対的に左から右へと移動することになる。
【００１２】
一方、「ストライプｍ」の上部には、描画データＷを示すバーが示されている。この描画データＷは、荷電粒子ビーム描画装置の制御計算機において生成され、偏向制御部へと転送される。図１４においては、偏向制御部へと転送された後の描画データを示している。この描画データＷを示すバーは制御計算機において生成され、偏向制御部へと転送されるに伴い左側を始点として右へと伸びていく。また、ストライプｍの全てに対して描画処理が完了する際には、描画データＷを示すバーもストライプｍの右側端部まで伸びることになる。図１４（ａ）には、正常に描画処理が行われる場合を示しているが、描画処理中は、描画対象領域Ｚ内に描画データＷを用いてショットがされることで試料にパターンが描画されることになる。描画対象領域Ｚ内に示されている矩形Ｖは、描画データＷを用いてショットされた領域である。
【００１３】
ここで、ショットが行われて描画対象領域Ｚ内に矩形Ｖが描画されるには、描画データＷが十分に準備されている必要がある。ここで「描画データＷが十分に準備されている」とは、図１４（ａ）に示すように領域Ｘ及び領域Ｙとの境界よりも描画データＷを示すバーが右側へ伸びている状態を示す。上述したように、領域Ｘと領域Ｙとの境界は次にショットが打たれる位置を示していることから、この位置を超えてまだ描画処理が行われていない領域Ｙ側へと描画データＷを示すバーが伸びていれば、描画対象領域Ｚにショットを打つために必要な描画データＷが準備されていることになる。
【００１４】
そのため、図１４の（ｂ）に示すように、領域Ｘと領域Ｙとの境界と、描画データＷを示すバーの一端が同じ位置にある状態では、描画データＷが準備されていないことになるため、ショットを打つことができなくなってしまう。この時点で描画処理は一時停止してしまう。但し、描画データＷが準備できておらず連続してショットが打てないだけであって、ストライプｍを移動させるステージまでが停止するわけではない。従って、図１４（ｃ）に示すように、描画データＷが十分に準備されていないがために描画処理は一時停止されるものの、ストライプｍは止まることなく移動を続けるため、描画対象領域Ｚも領域Ｘと領域Ｙとの境界から次第に離れてしまう。
【００１５】
描画データＷがショットに必要な十分な量準備できると、領域Ｘと領域Ｙとの境界と、描画データＷを示すバーの一端が同じ位置にある状態から図１４（ｄ）の破線に示すように、領域Ｘと領域Ｙとの境界よりも右側にバーの一端が位置することになる。この状態になればストライプｍ上にショットが可能となり、描画処理の準備が整ったといい得る。そこで、この段階でステージを停止させる。
【００１６】
但し、描画対象領域Ｚはステージの移動に伴って移動してしまっているので、描画対象領域Ｚを領域Ｘと領域Ｙとの境界まで戻す必要がある。この処理がリカバー処理であり、この処理が行われた後に改めて描画処理が開始される。
【００１７】
リカバー処理によって描画対象領域Ｚが戻される距離が図１４（ｄ）及び（ｅ）に示すリカバー距離となる。リカバー距離は、ステージの移動速度と描画データＷの準備速度とに依存するが、描画データＷが準備できた時点でステージを停止させるため、換言すれば準備が整うまで描画対象領域は移動し続けることから、どうしてもリカバー距離は長くなる傾向がある。このリカバー距離が長くなると、リカバー処理に掛かる時間も長くなるため、描画処理全体のスループットも低下することになる。
【００１８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、リカバー処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図ることのできる荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る特徴は、荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画する描画部と、荷電粒子ビームの偏向を制御する偏向制御部と、ステージの移動を制御するステージ制御部と、偏向制御部とステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、偏向制御部は、制御計算機において生成される描画データを格納するバッファメモリと、バッファメモリから転送される描画データを格納するＦＩＦＯと、ＦＩＦＯへの描画データの転送量を判断した結果、ＦＩＦＯへの描画データの転送量が試料に描画を行う上で不足すると判断されるのはバッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りないからである場合に、ステージ制御部に対してステージの停止を指示するとともに、制御計算機を介してステージを前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行う判断部とを備える。
【００２０】
また、荷電粒子ビーム描画装置において、判断部は、バッファメモリへ格納される描画データの量を判定する際、描画データの量が設定量以上格納されている場合、或いは、試料の終端に描画対象領域がありこれ以上の描画対象領域がない場合には、バッファメモリに描画データが十分な量格納されていると判断し、描画処理を継続する判断を行うことが望ましい。
【００２１】
また、荷電粒子ビーム描画装置において、偏向制御部は、さらに、時間を計測する計時部と、描画対象領域が描画可能な終端領域にまで到達する到達時間の値を算出する演算部とを備えることが望ましい。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る特徴は、描画方法において、荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画するに当たり、ＦＩＦＯにバッファメモリから転送される描画データの量を判断するステップと、ＦＩＦＯに格納される描画データの転送量を判断した結果、ＦＩＦＯへの描画データの転送量が試料に描画を行う上で不足すると判断される場合に、バッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りているかを判断するステップと、バッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りない場合に、ステージ制御部に対してステージの停止を指示するステップと、制御計算機を介してステージを試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行うステップとを備える。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る特徴は、描画方法において、荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画するに当たり、ＦＩＦＯにバッファメモリから転送される描画データの量を判断するステップと、計時部において時間の計測を開始するステップと、ＦＩＦＯに格納される描画データの転送量を判断した結果、ＦＩＦＯへの描画データの転送量が試料に描画を行う上で不足すると判断される場合に、バッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りているかを判断するステップと、バッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りない場合に、演算部が試料の描画対象領域が描画可能な終端領域にまで到達する到達時間の値を算出するステップと、時間が到達時間よりも大きな値であると判断される場合に、ステージ制御部に対してステージの停止を指示するステップと、制御計算機を介してステージを試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行うステップとを備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、リカバー処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図ることのできる荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における描画データの階層構造の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における偏向制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における描画処理の流れを制御計算機について示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における描画処理の流れを制御計算機について示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における描画処理の流れを偏向制御部について示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態における描画処理の流れを偏向制御部について示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態における描画処理の流れをステージ制御部について示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態における窓枠判定についての説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるリカバー処理についての説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における偏向制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における描画処理の流れを偏向制御部について示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるリカバー処理についての説明図である。
【図１４】従来のリカバー処理についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１の全体構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態においては、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られるものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームであっても良い。
【００２８】
荷電粒子ビーム描画装置１は、試料に所定のパターンを描画する装置であり、特に可変成形型の描画装置の一例である。図１に示すように、荷電粒子ビーム描画装置１は、大きく描画部２と制御部３を備えている。描画部２は、電子鏡筒４と描画室６を備えている。
【００２９】
電子鏡筒４内には、電子銃４１と、照明レンズ４２と、ブランキング偏向器４３と、ブランキングアパーチャ４４と、第１の成形アパーチャ４５と、投影レンズ４６と、成形偏向器４７と、第２の成形アパーチャ４８と、対物レンズ４９と、位置偏向器５０とが配置されている。照明レンズ４２と、ブランキング偏向器４３と、ブランキングアパーチャ４４と、第１の成形アパーチャ４５と、投影レンズ４６と、成形偏向器４７と、第２の成形アパーチャ４８と、対物レンズ４９と、位置偏向器５０とは、電子銃４１から照射される電子ビームＢの光路に沿って順に配置されている。
【００３０】
描画室６の中には、ステージ６１が配置される。ステージ６１上には、描画時には描画対象となるマスク等の試料が配置されることになるが、ここでは図示を省略している。ステージ６１上には、試料が配置される位置とは異なる位置にファラデーカップ６２が配置される。
【００３１】
ブランキング偏向器４３は、例えば、２極、或いは、４極等の複数の電極によって構成される。また、成形偏向器４７、位置偏向器５０は、例えば、４極、或いは、８極等の複数の電極によって構成される。図１では、成形偏向器４７、位置偏向器５０、それぞれの偏向器ごとに１つのＤＡＣアンプしか記載していないが、各電極にそれぞれ少なくとも１つのＤＡＣアンプが接続される。なお、ＤＡＣアンプにいう「ＤＡＣ」は、「Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ」の頭文字である。
【００３２】
制御部３は、制御計算機３１と、偏向制御部３２と、ブランキングアンプ３３と、偏向アンプ（ＤＡＣアンプ）３４，３５と、ステージ制御部３６と、メモリ３７と、磁気ディスク装置等の記憶装置３８と、及び荷電粒子ビーム描画装置１と外部とを接続するための外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路３９とを備えている。制御計算機３１、偏向制御部３２、ステージ制御部３６、メモリ３７、記憶装置３８、及び外部Ｉ／Ｆ回路３９は、図示しないバスを介して互いに接続されている。また、偏向制御部３２、ブランキングアンプ３３、ＤＡＣアンプ３４，３５は、図示しないバスを介して互いに接続されている。
【００３３】
ブランキングアンプ３３は、ブランキング偏向器４３に接続される。また、ＤＡＣアンプ３４は、成形偏向器４７に接続される。ＤＡＣアンプ３５は、位置偏向器５０に接続される。ブランキングアンプ３３、ＤＡＣアンプ３４，３５に対しては、偏向制御部３２から、それぞれ独立した制御用のデジタル信号が出力される。デジタル信号が入力されたブランキングアンプ３３、ＤＡＣアンプ３４，３５は、それぞれのデジタル信号をアナログ電圧信号に変換し、増幅させて偏向電圧として接続された各偏向器に出力する。このようにして、各偏向器には、それぞれ接続されるＤＡＣアンプから偏向電圧が印加される。かかる偏向電圧によって電子ビームが偏向させられる。
【００３４】
なお、荷電粒子ビーム描画装置１には、上述したように電子ビームを取り囲むように成形偏向器４７、位置偏向器５０が４極、或いは、８極設けられており、電子ビームを挟んで各々一対（４極の場合は２対、８極の場合は４対）配置されている。そして成形偏向器４７、位置偏向器５０ごとにそれぞれＤＡＣアンプが接続されている。但し、図１には成形偏向器４７、位置偏向器５０に接続されているＤＡＣアンプそれぞれ１つずつのみを示し、その他のＤＡＣアンプを示していない。
【００３５】
ステージ制御部３６は、ステージ６１と制御計算機３１とに接続し、ステージ６１の動きを検出するとともに制御している。
【００３６】
制御計算機３１内には、データ処理部３１ａと、設定部３１ｂと、演算部３１ｃと、判断部３１ｄの各部が設けられている。データ処理部３１ａと、設定部３１ｂと、演算部３１ｃと、判断部３１ｄは、プログラムといったソフトウェアで構成されても良く、ハードウェアで構成されても良い。また、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで構成されても良い。データ処理部３１ａと、設定部３１ｂと、演算部３１ｃと、判断部３１ｄとが、上述したようにソフトウェアを含んで構成される場合、制御計算機３１に入力される入力データ、或いは、演算された結果は、都度メモリ３７に記憶される。
【００３７】
なお、図１に示す本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１には、本発明の実施の形態を説明する上で必要な構成のみを示している。従って、その他の構成、例えば、各レンズを制御する制御回路等が付加されていても良い。また、ここでは電子ビームの位置偏向に１段の偏向器を用いるが、これに限られるものではなく、例えば、主副２段の多段偏向器によって位置偏向を行うようにされていても良い。
【００３８】
荷電粒子ビーム描画装置１は、以下のように動作して対象へ描画を行う。電子銃４１（放出部）から放出された電子ビームＢは、ブランキング偏向器４３内を通過する際、ブランキング偏向器４３によってＯＮの状態にされている場合に電子ビームＢがブランキングアパーチャ４４を通過するように制御される。一方、ＯＦＦの状態では、電子ビームＢ全体がブランキングアパーチャ４４で遮蔽されるように偏向される（図１において破線で示している）。ブランキングアンプ３３からの偏向電圧がＯＦＦからＯＮとなり、その後再度ＯＦＦになるまでにブランキングアパーチャ４４を通過した電子ビームＢが１回の電子ビームのショットとなる。
【００３９】
かかる電子ビームＢがブランキングアパーチャ４４を通過する状態、ブランキングアパーチャ４４によって遮蔽される状態を交互に生成する偏向電圧がブランキングアンプ３３から出力される。そしてブランキング偏向器４３は、ブランキングアンプ３３から出力された偏向電圧によって、通過する電子ビームＢの向きを制御して、電子ビームＢがブランキングアパーチャ４４を通過する状態、ブランキングアパーチャ４４によって遮蔽される状態を交互に生成する。
【００４０】
以上のようにブランキング偏向器４３とブランキングアパーチャ４４とを通過することによって生成された各ショットの電子ビームＢは、照明レンズ４２により矩形、例えば、長方形の孔を持つ第１の成形アパーチャ４５全体を照明する。ここで電子ビームＢをまず矩形、例えば長方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ４５を通過した第１のアパーチャ像の電子ビームＢは、投影レンズ４６により第２の成形アパーチャ４８上に投影される。第１の成形アパーチャ４５を通過した電子ビームＢの向きを制御するための偏向電圧がＤＡＣアンプ３４から印加された成形偏向器４７によって、かかる第２の成形アパーチャ４８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ことができる。
【００４１】
第２の成形アパーチャ４８を通過した電子ビームＢの照射位置を制御するための偏向電圧がＤＡＣアンプ３５から位置偏向器５０に対して出力される。第２の成形アパーチャ４８を通過し第２のアパーチャ像とされた電子ビームＢは、対物レンズ４９により焦点を合わせられ、ステージ制御部３６によって制御され連続的に移動するステージ６１に載置された試料の所望する位置に照射される。
【００４２】
図２は、本発明の実施の形態における試料上の描画可能領域Ａの階層構造の一例を示す説明図である。試料上の描画可能領域Ａは、内部構成単位ごとに複数の層からなる階層構造が採用されている。例えば、本発明の実施の形態における試料上の描画可能領域Ａは、チップＡ１の層、チップＡ１の領域をある方向に向かって短冊状に仮想分割したストライプＡ２の層、ストライプＡ２を分割したブロックＡ３の層、少なくとも１つ以上の図形で構成されるセルＡ４の層、セルＡ４内に配置されセルＡ４を構成する図形（パターン）Ａ５の層とから構成される。また、１つの試料の描画可能領域に対して複数のチップＡ１がレイアウトされていることもある。
【００４３】
なお、ストライプＡ２については、描画面と平行する方向であればいずれの方向に分割されていても良い。例えば、図２に示す方向に分割されている場合、ステージ６１の移動方向は、図２の矢印に示されるように、隣接するストライプＡ２同士では、描画開始領域と描画終了領域とが互いに隣接する形となる。このようにステージ６１が動くようにステージ制御部３６によって制御されることで、１つのストライプの描画終了領域に到達した後、その位置からステージ６１を大きく移動させることなく次の新たな描画対象であるストライプへと移り描画処理を開始させることができる。従って、スループットの向上を図ることができる。
【００４４】
図３は、本発明の第１の実施の形態における偏向制御部３２の内部構成を示すブロック図である。偏向制御部３２は、受信部３２ａと、バッファメモリ３２ｂと、ＦＩＦＯ３２ｃと、判定部３２ｄと、送信部３２ｅとから構成される。バッファメモリ３２ｂは、制御計算機３１内において生成される描画データを制御計算機３１から受領し、一旦保管（格納）する。
【００４５】
バッファメモリ３２ｂに送られた描画データは、次にＦＩＦＯ３２ｃに転送される。「ＦＩＦＯ」とは、ここでは記憶部の一種であり、「Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ，Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ」の略である。すなわち、バッファメモリ３２ｂから転送されて最初に格納された描画データから順に取り出して描画処理を行うものである。ＦＩＦＯ３２ｃから送信される描画データは、例えば、ＤＡＣアンプ３４，３５へと送られ、電子ビームＢが偏向されて試料に描画パターンが描画される。
【００４６】
判定部３２ｄは、ＦＩＦＯ３２ｃに描画処理を行うに足りる描画データがバッファメモリ３２ｂから転送されて格納されているか否かを判断し、或いは、ステージ６１の位置と描画対象領域との位置関係から、リカバー処理を行うか否かの判断等を行う。また、試料への電子ビームＢのショット指示も出す。
【００４７】
図４ないし図８は、本発明の第１の実施の形態における描画処理の流れについて示すフローチャートである。特に、図４及び図５は、制御計算機３１における流れを、図６及び図７は、偏向制御部３２における流れを、図８は、ステージ制御部３６における流れを示している。また、フローチャートの中では、制御計算機を「ＳＧＳ」と、偏向制御部を「ＤＥＦ」と、ステージ制御部を「ＭＡＣ」と略して表わす。なお、以下では、まず、新たなストライプに対して描画処理が開始される状態について説明する。
【００４８】
試料への描画処理が開始されるに当たって、まず制御計算機３１内の、例えば設定部３１ｂにおいてリカバーステータスが「０」に設定される（図４のＳＴ１）。この「リカバーステータス」とは、後述するステージ速度の減衰処理、或いは、リカバー処理を行うか否かの判断に利用される。「リカバー処理」とは、上述したように、ショットを打つに際して描画対象領域が適切な位置にないため、移動するステージを一旦停止させた上でショット位置が描画対象領域内となる位置まで戻す処理のことである。リカバーステータスの「０」との設定は、リカバー処理、或いは、ステージ速度の減衰処理のいずれも不要であるとの意味である。描画処理が開始される時点では、各部とも適切に制御されているため上述した処理を実行することは不要だからである。
【００４９】
なお、本発明の実施の形態においては、リカバーステータスが「ｉ」に設定される場合は減衰処理を表わし、リカバーステータスが「ｊ」に設定される場合はリカバー処理を表わすこととしているが、いずれもどのように設定されることとしても良い。
【００５０】
リカバーステータスが「０」に設定された後、制御計算機３１から描画処理の開始指示が偏向制御部３２に対して出される（ＳＴ２）。偏向制御部３２においては、当該指示が出されるまで待機状態となっている（図６のＳＴ２１）。
【００５１】
制御計算機３１内で生成される描画データは、適宜偏向制御部３２へと送信されている。偏向制御部３２の判定部３２ｄは、制御計算機３１から描画処理の開始指示を受けたことを基に、バッファメモリ３２ｂ内に描画データがどの程度格納されたか確認する（ＳＴ２２）。なお、図６のフローチャートにおいては、バッファメモリを「ＢＭ」と省略して表わしている。また、バッファメモリ３２ｂ内に格納された描画データは、適宜ＦＩＦＯ３２ｃへと転送される。
【００５２】
ここで判定部３２ｄは、バッファメモリ３２ｂにどのくらいの描画データが格納されたかを判定する基準として、「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」という基準を用いて判定する。ここで「設定量」とは、任意に設定することのできる（描画）データ量であるが、少なくともストライプに対してショットを打つことのできる量以上である必要がある。これは、最低限ショットを打つことができる程度に描画データがバッファメモリ３２ｂに格納されていなければ、バッファメモリ３２ｂからＦＩＦＯ３２ｃへと描画データを転送するといった、ショットを打つために描画データを準備しているうち（描画処理の最初のショットを打つ前）にステージが必要以上に移動してしまい、結果ショットを打つことなくリカバー処理に移行せざるを得ない状況が作出されてしまうことを回避するためである。
【００５３】
「ストライプエンド」であるか否か、という基準は、描画対象領域が対象となるストライプの終端（ストライプエンド）である場合には、描画データが設定量バッファメモリ３２ｂ内に格納されていなくても描画が可能である場合があることから設けられる基準である。従って、描画データが設定量以上バッファメモリ３２ｂ内に格納されていなくてもストライプエンドである場合には、そのことをもって描画処理が行われる。
【００５４】
判定部３２ｄがバッファメモリ３２ｂ内に「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」の描画データが格納されたと判定した場合には（ＳＴ２２のＹＥＳ）、描画処理が開始される（ＳＴ２３）。具体的には、例えば、ＤＡＣアンプ３４，３５に対して偏向電圧を印加し、電子ビームＢの制御を開始する、といったことである。併せて、描画処理を開始した旨の報告を、制御計算機３１に対して行う（ＳＴ２４）。
【００５５】
制御計算機３１は、偏向制御部３２から描画処理開始報告がなされるまではそのまま待機状態にある（図４のＳＴ３参照）。偏向制御部３２からの報告を受領した制御計算機３１は（ＳＴ３のＹＥＳ）、ステージ制御部３６に対してステージ６１の移動を開始するよう指示する（ＳＴ４）。
【００５６】
ステージ制御部３６は、制御計算機３１からのステージ移動開始指示があるまでは待機状態にある（図８のＳＴ６１）。制御計算機３１からのステージ移動開始指示を受けてステージ制御部３６は、ステージ６１の移動を開始する（ＳＴ６２）。なお、制御計算機３１からのステージ移動開始指示には、例えば、ステージ６１の移動方向や移動速度等の各種パラメータが含まれている。ステージ制御部３６はこのパラメータに従ってステージ６１を移動させる。
【００５７】
ステージ制御部３６は、適宜ステージ６１の位置（座標）に関する情報を制御計算機３１に、或いは、直接偏向制御部３２に対して送信する。また、ステージ制御部３６は、特にステージ６１の停止指示がなければ、そのままパラメータに従ってステージ６１を移動させ続ける（ＳＴ６３のＮＯ）。
【００５８】
制御計算機３１がステージ制御部３６に対して指示している間に、偏向制御部３２は、さらにＦＩＦＯ３２ｃ内に描画データが格納されたか否かを判定する（図６のＳＴ２５）。ＦＩＦＯ３２ｃには、上述したようにＤＡＣアンプ３４，３５等に印加される電圧の基となる描画データが格納されている。そのため、ここでも判定部３２ｄは、「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」の描画データが格納されたか否かを基準に判定する。
【００５９】
判定部３２ｄは、ＦＩＦＯ３２ｃ内に「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」の基準を満たすだけの描画データが格納されたと判定した場合には（ＳＴ２５のＹＥＳ）、次に窓枠判定を行う（ＳＴ２６）。「窓枠判定」とは、打たれるショットが描画対象領域（窓枠）に含まれているか否か、という判定である。
【００６０】
図９は、本発明の実施の形態における窓枠判定についての説明図である。図９には、描画対象領域としての窓枠Ｒが矩形状に示されている。この窓枠Ｒ内にショットが打たれる位置（ショット位置）Ｓが示されている。ショット位置Ｓの座標（ｘ座標）は、ショット座標とステージ座標との差分で表わされる（以下、ショット位置Ｓの座標を「基準座標」と表わす）。また、ストライプは載置されるステージ６１の移動方向である矢印Ｍの方向に移動する。従って、相対的に窓枠Ｒ（ショット位置Ｓ）は、ストライプのｘ座標を示している数直線Ｎに示される「ＸＭＩＮ」から「ＸＭＡＸ」の方向に移動することになる。ここで「Ｘ」は、特に窓枠Ｒのｘ座標を示している。また、図９には、ストライプ上の領域を領域（ｑ）、領域（ｐ）、領域（ｏ）の３つに分けて示している。領域（ｐ）は窓枠Ｒの領域を示している。
【００６１】
判定部３２ｄは、窓枠判定を行うに際し、窓枠Ｒの座標Ｘ（「ＸＭＩＮ」と「ＸＭＡＸ」）、及びショット位置Ｓを示すショット座標及びステージ座標の各パラメータを制御計算機３１、或いは、ステージ制御部３６から入手、または、計算によって求めておく。そして、ショット位置Ｓの基準座標が窓枠（描画対象領域）ＲのＸ座標の最大値（ＸＭＡＸ）よりも大きい値を示す場合には（（ショット座標−ステージ座標（基準座標））＞ＸＭＡＸ）、ショット位置Ｓは領域（ｏ）に位置することから、窓枠Ｒの外にあると判定する。この場合には、ショットを打たず、そのまま待機していれば、ステージ６１が矢印Ｍ方向に移動することでショット位置Ｓが窓枠Ｒ内に入ってくることになる（ＳＴ２７のＹＥＳ）。従って、時間をおいて改めて窓枠判定を行う。
【００６２】
次に、基準座標が窓枠ＲのＸ座標の最大値（ＸＭＡＸ）よりも大きい値ではない場合（基準座標が窓枠ＲのＸ座標の最大値（ＸＭＡＸ）以下の値である場合）（ＳＴ２７のＮＯ）には、基準座標がＸ座標の最小値（ＸＭＩＮ）よりも小さい値であるか否かを判定する（ＳＴ２８）。もし基準座標がＸ座標の最小値（ＸＭＩＮ）よりも小さい値ではない場合（ＳＴ２８のＮＯ）、ショット位置Ｓは領域（ｐ）に位置することから、判定部３２ｄはショット位置Ｓが窓枠Ｒの中にあると判定する。なお、基準座標がＸ座標の最小値（ＸＭＩＮ）よりも小さな値である場合（（ショット座標−ステージ座標（基準座標））＜ＸＭＩＮ）（ＳＴ２８のＹＥＳ）については後述する。
【００６３】
ショット位置Ｓが窓枠Ｒ内にあることが判定できた場合には、電子ビームを照射する（ショットを打つ）（ＳＴ２９）。このように窓枠判定を行うことで、描画対象領域に確実にショットを打つことが可能となる。ショットを打った後、判定部３２ｄはさらに窓枠（描画対象領域）Ｒがストライプの終端（ストライプエンド）まで到達したか否かを判定し（ＳＴ３０）、まだ到達していない場合には（ＳＴ３０のＮＯ）、ステップＳＴ２５に戻ってＦＩＦＯ３２ｃ内に描画データが格納されたか否かを確認して、上述したショットまでの流れを繰り返す。
【００６４】
一方、判定部３２ｄが、ステージ６１が移動して窓枠（描画対象領域）Ｒがストライプの終端（ストライプエンド）まで到達したと判定した場合には、まずステージ制御部３６に対してステージの停止指示を出す（ＳＴ３１）。ステージ制御部３６では、当該指示を受領し（図８のＳＴ６３のＹＥＳ参照）、ステージの移動を停止する（ＳＴ６４）。
【００６５】
さらに偏向制御部３２は描画処理を停止するとともに（図７のＳＴ３２）、制御計算機３１に対してステージ６１を停止させた時点でのショット座標及びリカバーステータスの情報を送信する（ＳＴ３３）。上述した描画処理の流れは、特に不都合があってステージ６１が停止するということがなく、順調に描画処理がなされた場合を示している。従って、ここでは描画処理の流れの中で処理開始時に「０」と設定されたリカバーステータスも変更されることなく「０」のまま制御計算機３１へと送信される。
【００６６】
偏向制御部３２からショット座標及びリカバーステータスの情報を受信した制御計算機３１は、描画処理が停止したか否かを確認する（ＳＴ５）。偏向制御部３２から描画処理の停止に基づくショット座標及びリカバーステータスの情報の送信が行われるまでは、描画処理を停止させることなく継続する（ＳＴ５のＮＯ）。一方、描画処理が停止した場合（偏向制御部３２からショット座標及びリカバーステータスの情報を受信した）には、描画処理停止に伴う、対応を取ることになる。
【００６７】
制御計算機３１では、例えば、判断部３１ｄにおいて、偏向制御部３２から送信されたリカバーステータスが「０」であるか否かが判断される（ＳＴ６）。リカバーステータスが「０」である場合には、特に不都合がなく描画処理が終了することになるので、描画処理が終了する（図５のＳＴ７）。
【００６８】
以上で描画処理が順調に行われた（リカバーステータスが「０」である）場合について説明した。次に、リカバーステータスが「０」から変更される場合、すなわち、描画処理に関して何らかの不都合が生じた場合について説明する。
【００６９】
まずリカバー処理が行われる場合について説明する。制御計算機３１においてリカバーステータスが「０」に設定された後、偏向制御部３２において描画処理が開始されるとともに、ステージ制御部３６によってステージ６１が移動を開始するまでは上述した通りである（図４のＳＴ１ないしＳＴ４、図６のＳＴ２１ないしＳＴ２４、図８のＳＴ６１及びＳＴ６２）。
【００７０】
次に、偏向制御部３２においてＦＩＦＯ３２ｃ内への描画データの格納が「所定量以上、若しくは、ストライプエンド」であるか否かが判定される（図６のＳＴ２５参照）。判定部３２ｄによってＦＩＦＯ３２ｃ内に「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」の基準を満たすだけの描画データが格納されていないと判定された場合には（ＳＴ２５のＮＯ）、判定部３２ｄは、再度バッファメモリ３２ｂ内に描画データが「所定量以上、若しくは、ストライプエンド」の基準に照らして十分な量格納されているか否かを判定する（ＳＴ３４）。もしこの時点でバッファメモリ３２ｂ内に上述した基準を満たす量の描画データが格納されている場合には（ＳＴ３４のＹＥＳ）、判定部３２ｄによるＦＩＦＯ３２ｃ内に格納される描画データの量を確認の上、窓枠判定等が行われる。
【００７１】
一方、この時点においてもバッファメモリ３２ｂ内に上述した基準を満たす量の描画データが格納されていない場合には（ＳＴ３４のＮＯ）、判定部３２ｄはこれまで「０」と設定されていたリカバーステータスを「ｊ」と設定する（ＳＴ３５）。
【００７２】
このリカバーステータスの設定は、バッファメモリ３２ｂへ格納される描画データの量を判定して行われるものであり、ステージ６１がどの位置にあるかは考慮されない。従って、この描画データが準備されない状態であってもステージ６１は移動を継続している。但し、上述したように、描画データの準備が十分に整ってからステージ６１を停止させる措置を講じたのではリカバー距離が長くなってしまい、結果としてリカバー処理に時間がかかりスループットの低下を招来することになる。
【００７３】
そこで、本発明の実施の形態においては、リカバー処理が必要でありリカバーステータスが「ｊ」と設定されると、バッファメモリ３２ｂ内に十分に描画データが格納されることを待たず、すぐにステージ停止指示がステージ制御部３６に対して出される（図７のＳＴ３１）。この場合、当然窓枠判定やショットは行われない。この指示を受けてステージ制御部３６はステージ６１を停止させる（図８のＳＴ６４）。また、偏向制御部３２は、描画処理を停止するとともに（ＳＴ３２）、制御計算機３１に対してショット座標及びリカバーステータスを送信する（ＳＴ３３）。
【００７４】
偏向制御部３２からショット座標及びリカバーステータスを受領した制御計算機３１は、描画処理の停止及びリカバーステータスの確認を行う（図４のＳＴ５及びＳＴ６）。ここでは、リカバーステータスは「０」ではなく「ｊ」と設定されていることから（ＳＴ６のＮＯ）、次に減衰処理の判定がなされる（ＳＴ８）。減衰処理自体については後述するが、リカバー処理が行われる際に設定されるリカバーステータスと減衰処理が行われる際に設定されるリカバーステータスとは相違する（上述したように本発明の実施の形態においては、前者の場合を「ｊ」、後者の場合を「ｉ」と設定する）。
【００７５】
ここでは、減衰処理ではなくリカバー処理が行われるため、その判定はＮＯとされ（ＳＴ８のＮＯ）、リカバー処理が行われることを確認の上（ＳＴ９）、減衰処理をスキップしてリカバー処理が行われる（図５のＳＴ１０）。リカバー処理の開始とともに、制御計算機３１では、ステージ制御部３６から現時点（停止時点）でのステージ６１の座標（ステージ座標）に関する情報を入手し（ＳＴ１１）、ショット座標、描画対象領域の座標、及びステージ座標のそれぞれを確認する（ＳＴ１２）。この確認を行うことで、リカバー距離が算出でき、どの程度描画対象領域（窓枠）を戻せばよいのかが把握できる。
【００７６】
その上で、制御計算機３１はステージ制御部３６に対してステージ移動指示を出す（ＳＴ１３）。この指示を受領したステージ制御部３６は、所定の位置（改めて描画処理が必要となる位置）までステージ６１を戻す（図８のＳＴ６１ないしＳＴ６４）。制御計算機３１では、ステージ６１の移動を逐次判断し、ステージ６１が所定の位置まで移動したと判断した場合には（ＳＴ１４のＹＥＳ）、リカバー処理を終了させる（ＳＴ１５）。
【００７７】
以上説明したリカバー処理の流れについて、別途説明図を用いてさらに説明する。図１０は、本発明の第１の実施の形態におけるリカバー処理についての説明図である。なお、基本的な説明図の構成は上述した図１４と同様であることから、以下においては同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００７８】
図１０は（ａ）から（ｅ）まで時系列に並んでおり、（ａ）ないし（ｅ）それぞれ説明図の構成は基本的に同じである。構成について（ａ）を例に挙げると、まず横長の「ストライプｎ」が設けられている。このストライプｎ上が描画が可能な領域である。「ストライプｎ」には、斜線が引かれた領域Ｘと、何も塗りつぶされていない領域Ｙとに分けられる。領域Ｘは、既に描画処理が終了した領域であり、領域Ｙはこれから描画処理が行われる領域である。従って、領域Ｘと領域Ｙとの境界は、次に描画処理が行われるショット位置である、といえる。このような領域Ｘと領域Ｙとの境界には黒く四角く囲われた領域が設けられており、この領域が描画対象領域Ｚである。また、ストライプｎの上部には、描画データＷを示すバーが示されている。
【００７９】
ところで図１０（ａ）に示されているように、描画処理中は、描画対象領域Ｚ内に描画データＷを用いてショットがされることで試料にパターンが描画されることになる。描画対象領域Ｚ内に示されている矩形Ｖは、描画データＷを用いてショットされた領域である。ここで、ショットが行われて描画対象領域Ｚ内に矩形Ｖが描画されるには、描画データＷが十分に準備されている必要がある。図１０（ａ）はこの状態を示しており、領域Ｘ及び領域Ｙとの境界よりも描画データＷを示すバーが右側へ伸びている。
【００８０】
一方で、図１０の（ｂ）に示すように、領域Ｘと領域Ｙとの境界と、描画データＷを示すバーの一端が同じ位置にある状態では、描画データＷが十分に準備されていないことになるため、ショットを打つことができなくなり、この時点で描画処理は一時停止してしまう。
【００８１】
この状態を図６の偏向制御部３２の処理の流れを示すフローチャートで示すならば、判定部３２ｄが再度バッファメモリ３２ｂ内に描画データＷが基準に沿って格納されているかを確認し（ＳＴ３４）、ショットを打つには不十分な量しか格納されていないと確認した場合に（ＳＴ３４のＮＯ）、リカバーステータスを「ｊ」と設定し（ＳＴ３５）、描画処理を停止する（ＳＴ３２）、というところに該当する。
【００８２】
また、描画処理が停止される前に、ステージ制御部３６に対してステージの移動を停止する指示を出す（ＳＴ３１）。上述した通り、判定部３２ｄがバッファメモリ３２ｂ内に格納されている描画データＷの量が所定量よりも不足していると判定した時点でステージ６１を止めるようにしているため、判定から実際のステージ６１の停止まで若干のタイムロスがあるものの、従来に比べれば格段に短い時間でステージ６１を停止させることができる。
【００８３】
図１０（ｃ）は、判定部３２ｄがバッファメモリ３２ｂ内にショットを打つには不十分な量しか格納されていないと確認し、リカバーステータスを「ｊ」と設定している間のステージ６１の動きを示している。この段階では上述したように、ショットは行われていないにも拘わらずステージ６１は移動を継続している。従って、描画対象領域Ｚも図１０（ｃ）に示すように移動している。
【００８４】
但し、その直後にステージ制御部３６に対してステージの停止指示が出され、描画対象領域（窓枠）Ｚは停止する。この停止位置からリカバー処理によって適切な位置まで移動させる必要のある距離がリカバー距離であるが、図１４に示す従来のリカバー距離に比べてその距離は確実に短くなっている。
【００８５】
すなわち、本発明の実施の形態において説明した流れでリカバー処理を行うことで、従来に比して格段にリカバー処理に掛かる時間が短縮され、工程全体のスループットが向上する。リカバー処理によって描画対象領域（窓枠）Ｚを適切な位置に戻した後、改めて描画処理が開始される（図１０（ｅ））。
【００８６】
次に減衰処理について説明する。減衰処理とは、描画処理においてある領域ごとの描画予測時間から事前に設定されたステージの速度分布（等速、可変速、いずれの場合も含む）が、実際に適当であるステージ速度分布よりも大きい場合、すなわち、適切に描画を行うにはステージの移動が早い場合に、そのステージ速度分布を一律に小さくする（遅くする）処理である。
【００８７】
減衰処理が必要な場合は、基準座標が窓枠ＲのＸ座標の最小値（ＸＭＩＮ）よりも小さな値である場合（（ショット座標−ステージ座標（基準座標））＜ＸＭＩＮ）（ＳＴ２８のＹＥＳ）である。このとき、ショット位置Ｓは（ｑ）に位置することから、判定部３２ｄによってショット位置Ｓは窓枠Ｒの外にあると判定されることになる（図９参照）。このように判定された場合には、判定部３２ｄはリカバーステータスを「ｉ」に設定した上で（ＳＴ３６）、ステージ制御部３６に対してステージ６１の停止を指示するとともに（ＳＴ３１）、描画処理を停止し、制御計算機３１に対してショット座標及びリカバーステータス「ｉ」を通知する（ＳＴ３２、ＳＴ３３）。
【００８８】
偏向制御部３２からショット座標及びリカバーステータス「ｉ」の情報を受領した制御計算機３１では、描画処理が停止されたことを確認し（ＳＴ５）、その上でさらにリカバーステータスを確認する（ＳＴ６）。ここではリカバーステータスは「ｉ」と設定されていることから、リカバーステータスは「０」ではない（ＳＴ６ＮＯ）。そして、設定されたリカバーステータス「ｉ」は減衰処理を行うことを示すものであることから、減衰処理判定を経て（ＳＴ８のＹＥＳ）、ステージ速度の減衰処理が行われる（ＳＴ１６）。
【００８９】
減衰処理は、上述したように、予め設定されたステージ６１の速度分布を一律に遅くするものである。従って、処理後の新たなステージ速度分布を基に、改めて制御計算機３１からステージ制御部３６に対してステージの移動開始指示が出される（ＳＴ９のＮＯ、ＳＴ４）。
【００９０】
以上説明した通り、描画に必要な描画データの準備が整わないと判定された時点で描画処理を停止するとともにステージを停止させてリカバー処理を開始することで、描画処理の流れの中におけるリカバー処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図ることのできる荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することができる。
【００９１】
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００９２】
第２の実施の形態では、描画処理のさらなるスループットの向上を図る方法を説明する。図１１は、本発明の第２の実施の形態における偏向制御部３２Ａの内部構成を示すブロック図である。第２の実施の形態における偏向制御部３２Ａは、第１の実施の形態において説明した偏向制御部３２にさらに計時部３２ｆ及びタイムアウト値演算部３２ｇを追加した構成となる。これら計時部３２ｆ及びタイムアウト値演算部３２ｇの働きについては、第２の実施の形態における描画処理の流れを説明する際に併せて説明する。
【００９３】
図１２は、本発明の第２の実施の形態における描画処理の流れを偏向制御部３２Ａについて示すフローチャートである。図１２は、描画処理開始指示の受領の有無から始まり、特に判定部３２ｄがＦＩＦＯ３２ｃ内の描画データの量を判断する部分を中心に示しており、第１の実施の形態における図６に該当する。
【００９４】
また、図１３は、本発明の第２の実施の形態におけるリカバー処理についての説明図である。なお、基本的な説明図の構成は上述した図１０と同様であることから、以下においては同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００９５】
制御計算機３１からの描画処理開始指示を受けて描画処理を開始し制御計算機３１への開始報告を行うまではこれまで説明した通りである（ＳＴ２１ないしＳＴ２４）。また、特にリカバー処理等を必要とせず窓枠判定を行いショットを行うまでの流れ（ＳＴ２６ないしＳＴ２９）や減衰処理を行うためにリカバーステータスを「ｉ」と設定する流れ（ＳＴ３６）もこれまで説明した通りである。
【００９６】
第２の実施の形態においては、判定部３２ｄがＦＩＦＯ３２ｃへの描画データの格納を判定し（ＳＴ２５）、ＦＩＦＯ３２ｃ内に基準（所定量以上、若しくは、ストライプエンド）を満たす描画データが格納されていないと判断した場合（ＳＴ２５のＮＯ）の対応が第１の実施の形態において説明した内容と相違する。すなわち、第２の実施の形態では、ショットを打つには描画データが不足するため一時描画処理が停止する状態となるが描画対象領域は移動し続ける状態において、描画対象領域がリカバー処理が必要となる程移動してしまう前に描画データが充足される場合の対応について示すものである。以下、図１３の説明図も利用しつつ説明する。
【００９７】
判定部３２ｄがＦＩＦＯ３２ｃ内に基準を満たす描画データが格納されていないと判断した場合（ＳＴ２５のＮＯ）、まず、計時部３２ｆに対して経過時間ｔの計測を指示する（ＳＴ５１）。この状態を図１３を利用して説明すると、描画処理に必要な描画データＷが十分に準備されていない場合には、図１３（ｂ）に示されているように、領域Ｘと領域Ｙとの境界と、描画データＷを示すバーの一端が同じ位置にある状態では、描画データＷが準備されていないことになるため、ショットを打つことができなくなり、この時点で描画処理は一時停止してしまう。但し、このような状態でも描画対象領域Ｚは移動し続ける。領域Ｘ内の描画対象領域Ｚの移動方向後端を基準に見てみると、図１３（ｂ）と（ｃ）とでは一点鎖線で示すように、（ｂ）に示される描画対象領域Ｚよりも（ｃ）に示される描画対象領域Ｚの方が進んでいる。
【００９８】
なお、図１３（ａ）は、これまで説明した通り、正常な描画処理の状態を示すものである。すなわち、ストライプｎに対して描画処理が行われる際、描画対象領域Ｚ内の実際に描画処理がなされる領域に必要とされる描画データＷよりも多くの（先の）描画データが準備されている場合には、問題なく描画処理が進行する。
【００９９】
判定部３２ｄは、経過時間ｔの計時を開始を計時部３２ｆに対して指示するとともに、バッファメモリ３２ｂ内へ描画データが「所定量以上、若しくは、ストライプエンド」という条件を満たすように格納されているか否かを確認する（ＳＴ５２）。この時点で描画に必要な十分な描画データが準備されている場合には（ＳＴ５２のＹＥＳ）、窓枠判定、ショットと描画処理が進行する。
【０１００】
一方、描画データが未だ十分にバッファメモリ３２ｂに格納されていない場合には（ＳＴ５２のＮＯ）、次にタイムアウト値演算部３２ｇに対して「タイムアウト値」の算出を指示する。タイムアウト値演算部３２ｇは、ショット座標からステージ座標及び描画対象領域の移動方向後端の座標であるＸＭＩＮを減じ、その値をステージ速度で除することでタイムアウト値を算出する（すなわち、基準座標から描画対象領域ＺのＸ座標であるＸＭＩＮを引いてステージ速度で除する）。なお、ここで挙げたタイムアウト値の演算式は、ステージ６１が等速に移動する場合の式であり、可変速に移動する場合には、ここには示さないが、別の演算式を利用して算出される。
【０１０１】
次に判定部３２ｄは、算出されたタイムアウト値を経過時間ｔと比較する（ＳＴ５４）。つまりタイムアウト値は、描画対象領域が、描画データの準備が間に合わず描画処理が一時的に停止した状態となってから描画データの準備が整って描画可能な状態となるまでの時間ということができる。換言すれば、タイムアウト値は、描画対象領域Ｚがステージ６１の移動に伴って移動していく中で、ショット可能な領域である領域Ｘと領域Ｙとの境界が描画対象領域Ｚの移動方向終端領域まで到達する時間を示す値であるといえる。
【０１０２】
タイムアウト値と経過時間ｔとを比較した結果、経過時間ｔよりもタイムアウト値の方が大きい場合には、判定部３２ｄが再度バッファメモリ３２ｂ内への描画データの格納について判定してもまだ描画対象領域がその移動速度からリカバー処理が必要なほど移動してしまわないと判断できる（ＳＴ５４のＹＥＳ）。そこで判定部３２ｄは、再度バッファメモリ３２ｂ内への描画データの格納について判定を行う（ＳＴ５２）。その結果、描画処理が可能なほどバッファメモリ３２ｂ内に描画データが格納されていると判定できた場合には（Ｓ５２のＹＥＳ）、描画処理が継続される。
【０１０３】
図１３（ｄ）は上述した状態を示している。すなわち、図１３（ｃ）で描画データＷの準備が整わず、一方で描画対象領域Ｚは移動を継続している状態から、（ｄ）において示すように、描画対象領域Ｚがショット可能な領域から外れてしまう前に描画データＷの準備が整い、ショット可能とされる状態へと移行している。
【０１０４】
図１３（ｃ）及び（ｄ）に示す破線は、（ｃ）におけるショットが可能な領域Ｘと領域Ｙとの境界を示している。（ｃ）では、描画対象領域Ｚの略中央にあり、描画データＷの準備が整いさえすればショット可能である。但し、描画データＷの準備を行っている間も描画対象領域Ｚは移動を続けている。
【０１０５】
一方、図１３（ｄ）に示すように、ショット可能な領域Ｘと領域Ｙとの境界が描画対象領域Ｚから外れてしまう前に描画データＷの準備が整い、ショットが可能な領域Ｘと領域Ｙとの境界も移動している。その結果、描画対象領域Ｚから外れることなくショットが可能である。
【０１０６】
このように描画対象領域Ｚが移動してショット可能な領域から外れてしまう前に描画データの準備が整う可能性がある場合には（この可能性はタイムアウト値と経過時間ｔとの比較で判定する）、リカバー処理へ遷移することなく継続して描画処理を行うことが可能となる。
【０１０７】
一方、タイムアウト値が経過時間ｔ以下である場合には（ＳＴ５４のＮＯ）、描画対象領域の移動速度に描画データの準備が間に合わないということになるので、この場合には判定部３２ｄがリカバーステータスを「ｊ」と設定し、リカバー処理を行うように対応する（図７のＳＴ３１以下参照）。
【０１０８】
以上説明した通り、タイムアウト値を利用して描画データの準備が整わない場合であっても、描画対象領域の移動を考慮しつつショットが可能か否か最後まで判定するようにすることで、無用なリカバー処理を行わずに済ますことが可能となる。このような処理を行うことで描画処理に掛かる時間を短縮することが可能となり、ひいてはスループットの向上を図ることが可能となる。
【０１０９】
そして、第１の実施の形態において説明した通り、描画に必要な描画データの準備が整わないと判定された時点で描画処理を停止するとともにステージを停止させてリカバー処理を開始することで、描画処理の流れの中におけるリカバー処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図ることのできる荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することができる、いう効果を奏することも当然である。
【０１１０】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１１】
１ 荷電粒子ビーム描画装置
２ 描画部
３ 制御部
３１ 制御計算機
３２ 偏向制御部
３２ａ 受信部
３２ｂ バッファメモリ
３２ｃ ＦＩＦＯ
３２ｄ 判定部
３２ｅ 送信部
３６ ステージ制御部
６１ ステージ
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施の形態は、荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスに所望の回路パターンを形成するために、リソグラフィー技術が用いられる。リソグラフィー技術では、マスク（レチクル）と称される原画パターンを使用したパターンの転写が行われる。この際、高精度なレチクルを製造するために、優れた解像度を備える電子ビーム（電子線）描画技術が用いられる。
【０００３】
レチクルに電子ビーム描画を行う荷電粒子ビーム描画装置の一方式として、例えば以下のような可変成形方式を挙げることができる。すなわち、ここでは図示しないが、この可変成形方式は、第１成形アパーチャの開口と、第２成形アパーチャの開口とを通過することで成形された電子ビームによって可動ステージに載置された試料上に図形パターンが描画される。
【０００４】
このような荷電粒子ビーム描画装置を利用した描画処理に関して、様々な場面におけるスループットの向上がなされている。例えば、上述した可変成形方式も円形の電子ビームを利用するよりも露光回数を大幅に少なくすることができるためスループットの向上に資するものである。
【０００５】
この他、例えば、マスク（以下、適宜「試料」と表わす）上の描画パターンを短冊状の「フレーム領域」に分割するとともに、さらに「サブフィールド領域」と呼ばれる小領域に分割し、当該サブフィールド領域内の必要な部分のみ可変成形ビームを偏向して描画する方法も採用される。この方法では、試料が載置されるステージを連続して移動させることにより描画処理のスループットを向上させる。但し、この方法を採用する場合、荷電粒子ビームのサブフィールド領域への位置決めや描画には主偏向器や副偏向器が利用されるが、それぞれのデータ処理時間が増加する傾向にある。以下の特許文献１には、特に主偏向器のデータ処理時間を短縮する発明が開示されている。
【０００６】
また、特許文献１に記載の発明では、ｉ−１番目のサブフィールド領域内におけるパターンの描画が終了した後に、ｉ番目のサブフィールド領域内に荷電粒子ビームが位置決めされるように主偏向器の制御が行われる。但し、換言すれば、可動ステージが移動して主偏向器により荷電粒子ビームを最大限に偏向することによってｉ番目のサブフィールド領域内に荷電粒子ビームを位置決めすることができる状態になるまで主偏向器の制御ができないことになる。以下の特許文献２では、上述した状態よりも前の段階で主偏向器の制御を開始することでスループットの向上を果たす発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１６６０８号公報
【特許文献２】特開２０１０−１７７４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１、或いは、特許文献２に記載の発明では、以下の点に配慮されていない。
【０００９】
すなわち、描画処理が行われるに際しては、上述したようなサブフィールド領域等、試料上描画が可能な領域が設定される（以下、この領域を「描画対象領域」、或いは、適宜「窓枠」と表わす）。また、試料に対する所望の位置に荷電粒子ビームを照射（ショット）するためには、描画データのショット座標と試料が載置されるステージの座標との差分が描画対象領域内に含まれていることが必要である。従って、ショット座標とステージ座標との差分が描画対象領域外となってしまうと描画処理を行うことができず、この場合には、移動するステージを一旦停止させた上で描画対象領域内となる位置まで戻すというリカバー処理が必要となる。
【００１０】
図１４は、従来のリカバー処理についての説明図である。（ａ）から（ｅ）まで時系列に並んでいる。（ａ）ないし（ｅ）それぞれ説明図の構成は基本的に同じである。（ａ）を例に挙げると、まず横長の「ストライプｍ」が設けられている。このストライプｍ上が描画の対象となる領域である。「ストライプｍ」には、斜線が引かれた領域Ｘと、何も塗りつぶされていない領域Ｙとに分けられる。領域Ｘは、既に描画処理が終了した領域であり、領域Ｙはこれから描画処理が行われる領域である。従って、領域Ｘと領域Ｙとの境界は、次に描画処理が行われる（ショットが打たれる）位置である、といえる。
【００１１】
また、領域Ｘと領域Ｙとの境界には黒く四角く囲われた領域が設けられており、この領域が描画対象領域Ｚである。ちなみに、ストライプｍは、図１４の矢印に示すように図面上右から左へと移動する。従って、描画対象領域Ｚは相対的に左から右へと移動することになる。
【００１２】
一方、「ストライプｍ」の上部には、描画データＷを示すバーが示されている。この描画データＷは、荷電粒子ビーム描画装置の制御計算機において生成され、偏向制御部へと転送される。図１４においては、偏向制御部へと転送された後の描画データを示している。この描画データＷを示すバーは制御計算機において生成され、偏向制御部へと転送されるに伴い左側を始点として右へと伸びていく。また、ストライプｍの全てに対して描画処理が完了する際には、描画データＷを示すバーもストライプｍの右側端部まで伸びることになる。図１４（ａ）には、正常に描画処理が行われる場合を示しているが、描画処理中は、描画対象領域Ｚ内に描画データＷを用いてショットがされることで試料にパターンが描画されることになる。描画対象領域Ｚ内に示されている矩形Ｖは、描画データＷを用いてショットされた領域である。
【００１３】
ここで、ショットが行われて描画対象領域Ｚ内に矩形Ｖが描画されるには、描画データＷが十分に準備されている必要がある。ここで「描画データＷが十分に準備されている」とは、図１４（ａ）に示すように領域Ｘ及び領域Ｙとの境界よりも描画データＷを示すバーが右側へ伸びている状態を示す。上述したように、領域Ｘと領域Ｙとの境界は次にショットが打たれる位置を示していることから、この位置を超えてまだ描画処理が行われていない領域Ｙ側へと描画データＷを示すバーが伸びていれば、描画対象領域Ｚにショットを打つために必要な描画データＷが準備されていることになる。
【００１４】
そのため、図１４の（ｂ）に示すように、領域Ｘと領域Ｙとの境界と、描画データＷを示すバーの一端が同じ位置にある状態では、描画データＷが準備されていないことになるため、ショットを打つことができなくなってしまう。この時点で描画処理は一時停止してしまう。但し、描画データＷが準備できておらず連続してショットが打てないだけであって、ストライプｍを移動させるステージまでが停止するわけではない。従って、図１４（ｃ）に示すように、描画データＷが十分に準備されていないがために描画処理は一時停止されるものの、ストライプｍは止まることなく移動を続けるため、描画対象領域Ｚも領域Ｘと領域Ｙとの境界から次第に離れてしまう。
【００１５】
描画データＷがショットに必要な十分な量準備できると、領域Ｘと領域Ｙとの境界と、描画データＷを示すバーの一端が同じ位置にある状態から図１４（ｄ）の破線に示すように、領域Ｘと領域Ｙとの境界よりも右側にバーの一端が位置することになる。この状態になればストライプｍ上にショットが可能となり、描画処理の準備が整ったといい得る。そこで、この段階でステージを停止させる。
【００１６】
但し、描画対象領域Ｚはステージの移動に伴って移動してしまっているので、描画対象領域Ｚを領域Ｘと領域Ｙとの境界まで戻す必要がある。この処理がリカバー処理であり、この処理が行われた後に改めて描画処理が開始される。
【００１７】
リカバー処理によって描画対象領域Ｚが戻される距離が図１４（ｄ）及び（ｅ）に示すリカバー距離となる。リカバー距離は、ステージの移動速度と描画データＷの準備速度とに依存するが、描画データＷが準備できた時点でステージを停止させるため、換言すれば準備が整うまで描画対象領域は移動し続けることから、どうしてもリカバー距離は長くなる傾向がある。このリカバー距離が長くなると、リカバー処理に掛かる時間も長くなるため、描画処理全体のスループットも低下することになる。
【００１８】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、リカバー処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図ることのできる荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の実施の形態に係る特徴は、荷電粒子ビーム描画装置において、荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画する描画部と、荷電粒子ビームの偏向を制御する偏向制御部と、ステージの移動を制御するステージ制御部と、偏向制御部とステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、偏向制御部は、制御計算機において生成される描画データを格納するバッファメモリと、バッファメモリから転送される描画データを格納するＦＩＦＯと、ＦＩＦＯへの描画データの転送量を判断した結果、ＦＩＦＯへの描画データの転送量が試料に描画を行う上で不足すると判断されるのはバッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りないからである場合に、ステージ制御部に対してステージの停止を指示するとともに、制御計算機を介してステージを前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行う判断部とを備える。
【００２０】
また、荷電粒子ビーム描画装置において、判断部は、バッファメモリへ格納される描画データの量を判定する際、描画データの量が設定量以上格納されている場合、或いは、試料の終端に描画対象領域がありこれ以上の描画対象領域がない場合には、バッファメモリに描画データが十分な量格納されていると判断し、描画処理を継続する判断を行うことが望ましい。
【００２１】
また、荷電粒子ビーム描画装置において、偏向制御部は、さらに、時間を計測する計時部と、描画対象領域が描画可能な終端領域にまで到達する到達時間の値を算出する演算部とを備えることが望ましい。
【００２２】
本発明の実施の形態に係る特徴は、描画方法において、荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画するに当たり、ＦＩＦＯにバッファメモリから転送される描画データの量を判断するステップと、ＦＩＦＯに格納される描画データの転送量を判断した結果、ＦＩＦＯへの描画データの転送量が試料に描画を行う上で不足すると判断される場合に、バッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りているかを判断するステップと、バッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りない場合に、ステージ制御部に対してステージの停止を指示するステップと、制御計算機を介してステージを試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行うステップとを備える。
【００２３】
本発明の実施の形態に係る特徴は、描画方法において、荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画するに当たり、ＦＩＦＯにバッファメモリから転送される描画データの量を判断するステップと、計時部において時間の計測を開始するステップと、ＦＩＦＯに格納される描画データの転送量を判断した結果、ＦＩＦＯへの描画データの転送量が試料に描画を行う上で不足すると判断される場合に、バッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りているかを判断するステップと、バッファメモリへの描画データの格納が設定量に足りない場合に、演算部が試料の描画対象領域が描画可能な終端領域にまで到達する到達時間の値を算出するステップと、時間が到達時間よりも大きな値であると判断される場合に、ステージ制御部に対してステージの停止を指示するステップと、制御計算機を介してステージを試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行うステップとを備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、リカバー処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図ることのできる荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態における描画データの階層構造の一例を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における偏向制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態における描画処理の流れを制御計算機について示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態における描画処理の流れを制御計算機について示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１の実施の形態における描画処理の流れを偏向制御部について示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施の形態における描画処理の流れを偏向制御部について示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態における描画処理の流れをステージ制御部について示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態における窓枠判定についての説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態におけるリカバー処理についての説明図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態における偏向制御部の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態における描画処理の流れを偏向制御部について示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第２の実施の形態におけるリカバー処理についての説明図である。
【図１４】従来のリカバー処理についての説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２７】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１の全体構成を示すブロック図である。なお、以下の実施の形態においては、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られるものではなく、イオンビーム等の荷電粒子を用いたビームであっても良い。
【００２８】
荷電粒子ビーム描画装置１は、試料に所定のパターンを描画する装置であり、特に可変成形型の描画装置の一例である。図１に示すように、荷電粒子ビーム描画装置１は、大きく描画部２と制御部３を備えている。描画部２は、電子鏡筒４と描画室６を備えている。
【００２９】
電子鏡筒４内には、電子銃４１と、照明レンズ４２と、ブランキング偏向器４３と、ブランキングアパーチャ４４と、第１の成形アパーチャ４５と、投影レンズ４６と、成形偏向器４７と、第２の成形アパーチャ４８と、対物レンズ４９と、位置偏向器５０とが配置されている。照明レンズ４２と、ブランキング偏向器４３と、ブランキングアパーチャ４４と、第１の成形アパーチャ４５と、投影レンズ４６と、成形偏向器４７と、第２の成形アパーチャ４８と、対物レンズ４９と、位置偏向器５０とは、電子銃４１から照射される電子ビームＢの光路に沿って順に配置されている。
【００３０】
描画室６の中には、ステージ６１が配置される。ステージ６１上には、描画時には描画対象となるマスク等の試料が配置されることになるが、ここでは図示を省略している。ステージ６１上には、試料が配置される位置とは異なる位置にファラデーカップ６２が配置される。
【００３１】
ブランキング偏向器４３は、例えば、２極、或いは、４極等の複数の電極によって構成される。また、成形偏向器４７、位置偏向器５０は、例えば、４極、或いは、８極等の複数の電極によって構成される。図１では、成形偏向器４７、位置偏向器５０、それぞれの偏向器ごとに１つのＤＡＣアンプしか記載していないが、各電極にそれぞれ少なくとも１つのＤＡＣアンプが接続される。なお、ＤＡＣアンプにいう「ＤＡＣ」は、「Ｄｉｇｉｔａｌ ｔｏ Ａｎａｌｏｇ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ」の頭文字である。
【００３２】
制御部３は、制御計算機３１と、偏向制御部３２と、ブランキングアンプ３３と、偏向アンプ（ＤＡＣアンプ）３４，３５と、ステージ制御部３６と、メモリ３７と、磁気ディスク装置等の記憶装置３８と、及び荷電粒子ビーム描画装置１と外部とを接続するための外部インターフェイス（Ｉ／Ｆ）回路３９とを備えている。制御計算機３１、偏向制御部３２、ステージ制御部３６、メモリ３７、記憶装置３８、及び外部Ｉ／Ｆ回路３９は、図示しないバスを介して互いに接続されている。また、偏向制御部３２、ブランキングアンプ３３、ＤＡＣアンプ３４，３５は、図示しないバスを介して互いに接続されている。
【００３３】
ブランキングアンプ３３は、ブランキング偏向器４３に接続される。また、ＤＡＣアンプ３４は、成形偏向器４７に接続される。ＤＡＣアンプ３５は、位置偏向器５０に接続される。ブランキングアンプ３３、ＤＡＣアンプ３４，３５に対しては、偏向制御部３２から、それぞれ独立した制御用のデジタル信号が出力される。デジタル信号が入力されたブランキングアンプ３３、ＤＡＣアンプ３４，３５は、それぞれのデジタル信号をアナログ電圧信号に変換し、増幅させて偏向電圧として接続された各偏向器に出力する。このようにして、各偏向器には、それぞれ接続されるＤＡＣアンプから偏向電圧が印加される。かかる偏向電圧によって電子ビームが偏向させられる。
【００３４】
なお、荷電粒子ビーム描画装置１には、上述したように電子ビームを取り囲むように成形偏向器４７、位置偏向器５０が４極、或いは、８極設けられており、電子ビームを挟んで各々一対（４極の場合は２対、８極の場合は４対）配置されている。そして成形偏向器４７、位置偏向器５０ごとにそれぞれＤＡＣアンプが接続されている。但し、図１には成形偏向器４７、位置偏向器５０に接続されているＤＡＣアンプそれぞれ１つずつのみを示し、その他のＤＡＣアンプを示していない。
【００３５】
ステージ制御部３６は、ステージ６１と制御計算機３１とに接続し、ステージ６１の動きを検出するとともに制御している。
【００３６】
制御計算機３１内には、データ処理部３１ａと、設定部３１ｂと、演算部３１ｃと、判断部３１ｄの各部が設けられている。データ処理部３１ａと、設定部３１ｂと、演算部３１ｃと、判断部３１ｄは、プログラムといったソフトウェアで構成されても良く、ハードウェアで構成されても良い。また、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで構成されても良い。データ処理部３１ａと、設定部３１ｂと、演算部３１ｃと、判断部３１ｄとが、上述したようにソフトウェアを含んで構成される場合、制御計算機３１に入力される入力データ、或いは、演算された結果は、都度メモリ３７に記憶される。
【００３７】
なお、図１に示す本発明の実施の形態における荷電粒子ビーム描画装置１には、本発明の実施の形態を説明する上で必要な構成のみを示している。従って、その他の構成、例えば、各レンズを制御する制御回路等が付加されていても良い。また、ここでは電子ビームの位置偏向に１段の偏向器を用いるが、これに限られるものではなく、例えば、主副２段の多段偏向器によって位置偏向を行うようにされていても良い。
【００３８】
荷電粒子ビーム描画装置１は、以下のように動作して対象へ描画を行う。電子銃４１（放出部）から放出された電子ビームＢは、ブランキング偏向器４３内を通過する際、ブランキング偏向器４３によってＯＮの状態にされている場合に電子ビームＢがブランキングアパーチャ４４を通過するように制御される。一方、ＯＦＦの状態では、電子ビームＢ全体がブランキングアパーチャ４４で遮蔽されるように偏向される（図１において破線で示している）。ブランキングアンプ３３からの偏向電圧がＯＦＦからＯＮとなり、その後再度ＯＦＦになるまでにブランキングアパーチャ４４を通過した電子ビームＢが１回の電子ビームのショットとなる。
【００３９】
かかる電子ビームＢがブランキングアパーチャ４４を通過する状態、ブランキングアパーチャ４４によって遮蔽される状態を交互に生成する偏向電圧がブランキングアンプ３３から出力される。そしてブランキング偏向器４３は、ブランキングアンプ３３から出力された偏向電圧によって、通過する電子ビームＢの向きを制御して、電子ビームＢがブランキングアパーチャ４４を通過する状態、ブランキングアパーチャ４４によって遮蔽される状態を交互に生成する。
【００４０】
以上のようにブランキング偏向器４３とブランキングアパーチャ４４とを通過することによって生成された各ショットの電子ビームＢは、照明レンズ４２により矩形、例えば、長方形の孔を持つ第１の成形アパーチャ４５全体を照明する。ここで電子ビームＢをまず矩形、例えば長方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ４５を通過した第１のアパーチャ像の電子ビームＢは、投影レンズ４６により第２の成形アパーチャ４８上に投影される。第１の成形アパーチャ４５を通過した電子ビームＢの向きを制御するための偏向電圧がＤＡＣアンプ３４から印加された成形偏向器４７によって、かかる第２の成形アパーチャ４８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ことができる。
【００４１】
第２の成形アパーチャ４８を通過した電子ビームＢの照射位置を制御するための偏向電圧がＤＡＣアンプ３５から位置偏向器５０に対して出力される。第２の成形アパーチャ４８を通過し第２のアパーチャ像とされた電子ビームＢは、対物レンズ４９により焦点を合わせられ、ステージ制御部３６によって制御され連続的に移動するステージ６１に載置された試料の所望する位置に照射される。
【００４２】
図２は、本発明の実施の形態における試料上の描画可能領域Ａの階層構造の一例を示す説明図である。試料上の描画可能領域Ａは、内部構成単位ごとに複数の層からなる階層構造が採用されている。例えば、本発明の実施の形態における試料上の描画可能領域Ａは、チップＡ１の層、チップＡ１の領域をある方向に向かって短冊状に仮想分割したストライプＡ２の層、ストライプＡ２を分割したブロックＡ３の層、少なくとも１つ以上の図形で構成されるセルＡ４の層、セルＡ４内に配置されセルＡ４を構成する図形（パターン）Ａ５の層とから構成される。また、１つの試料の描画可能領域に対して複数のチップＡ１がレイアウトされていることもある。
【００４３】
なお、ストライプＡ２については、描画面と平行する方向であればいずれの方向に分割されていても良い。例えば、図２に示す方向に分割されている場合、ステージ６１の移動方向は、図２の矢印に示されるように、隣接するストライプＡ２同士では、描画開始領域と描画終了領域とが互いに隣接する形となる。このようにステージ６１が動くようにステージ制御部３６によって制御されることで、１つのストライプの描画終了領域に到達した後、その位置からステージ６１を大きく移動させることなく次の新たな描画対象であるストライプへと移り描画処理を開始させることができる。従って、スループットの向上を図ることができる。
【００４４】
図３は、本発明の第１の実施の形態における偏向制御部３２の内部構成を示すブロック図である。偏向制御部３２は、受信部３２ａと、バッファメモリ３２ｂと、ＦＩＦＯ３２ｃと、判定部３２ｄと、送信部３２ｅとから構成される。バッファメモリ３２ｂは、制御計算機３１内において生成される描画データを制御計算機３１から受領し、一旦保管（格納）する。
【００４５】
バッファメモリ３２ｂに送られた描画データは、次にＦＩＦＯ３２ｃに転送される。「ＦＩＦＯ」とは、ここでは記憶部の一種であり、「Ｆｉｒｓｔ Ｉｎ，Ｆｉｒｓｔ Ｏｕｔ」の略である。すなわち、バッファメモリ３２ｂから転送されて最初に格納された描画データから順に取り出して描画処理を行うものである。ＦＩＦＯ３２ｃから送信される描画データは、例えば、ＤＡＣアンプ３４，３５へと送られ、電子ビームＢが偏向されて試料に描画パターンが描画される。
【００４６】
判定部３２ｄは、ＦＩＦＯ３２ｃに描画処理を行うに足りる描画データがバッファメモリ３２ｂから転送されて格納されているか否かを判断し、或いは、ステージ６１の位置と描画対象領域との位置関係から、リカバー処理を行うか否かの判断等を行う。また、試料への電子ビームＢのショット指示も出す。
【００４７】
図４ないし図８は、本発明の第１の実施の形態における描画処理の流れについて示すフローチャートである。特に、図４及び図５は、制御計算機３１における流れを、図６及び図７は、偏向制御部３２における流れを、図８は、ステージ制御部３６における流れを示している。また、フローチャートの中では、制御計算機を「ＳＧＳ」と、偏向制御部を「ＤＥＦ」と、ステージ制御部を「ＭＡＣ」と略して表わす。なお、以下では、まず、新たなストライプに対して描画処理が開始される状態について説明する。
【００４８】
試料への描画処理が開始されるに当たって、まず制御計算機３１内の、例えば設定部３１ｂにおいてリカバーステータスが「０」に設定される（図４のＳＴ１）。この「リカバーステータス」とは、後述するステージ速度の減衰処理、或いは、リカバー処理を行うか否かの判断に利用される。「リカバー処理」とは、上述したように、ショットを打つに際して描画対象領域が適切な位置にないため、移動するステージを一旦停止させた上でショット位置が描画対象領域内となる位置まで戻す処理のことである。リカバーステータスの「０」との設定は、リカバー処理、或いは、ステージ速度の減衰処理のいずれも不要であるとの意味である。描画処理が開始される時点では、各部とも適切に制御されているため上述した処理を実行することは不要だからである。
【００４９】
なお、本発明の実施の形態においては、リカバーステータスが「ｉ」に設定される場合は減衰処理を表わし、リカバーステータスが「ｊ」に設定される場合はリカバー処理を表わすこととしているが、いずれもどのように設定されることとしても良い。
【００５０】
リカバーステータスが「０」に設定された後、制御計算機３１から描画処理の開始指示が偏向制御部３２に対して出される（ＳＴ２）。偏向制御部３２においては、当該指示が出されるまで待機状態となっている（図６のＳＴ２１）。
【００５１】
制御計算機３１内で生成される描画データは、適宜偏向制御部３２へと送信されている。偏向制御部３２の判定部３２ｄは、制御計算機３１から描画処理の開始指示を受けたことを基に、バッファメモリ３２ｂ内に描画データがどの程度格納されたか確認する（ＳＴ２２）。なお、図６のフローチャートにおいては、バッファメモリを「ＢＭ」と省略して表わしている。また、バッファメモリ３２ｂ内に格納された描画データは、適宜ＦＩＦＯ３２ｃへと転送される。
【００５２】
ここで判定部３２ｄは、バッファメモリ３２ｂにどのくらいの描画データが格納されたかを判定する基準として、「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」という基準を用いて判定する。ここで「設定量」とは、任意に設定することのできる（描画）データ量であるが、少なくともストライプに対してショットを打つことのできる量以上である必要がある。これは、最低限ショットを打つことができる程度に描画データがバッファメモリ３２ｂに格納されていなければ、バッファメモリ３２ｂからＦＩＦＯ３２ｃへと描画データを転送するといった、ショットを打つために描画データを準備しているうち（描画処理の最初のショットを打つ前）にステージが必要以上に移動してしまい、結果ショットを打つことなくリカバー処理に移行せざるを得ない状況が作出されてしまうことを回避するためである。
【００５３】
「ストライプエンド」であるか否か、という基準は、描画対象領域が対象となるストライプの終端（ストライプエンド）である場合には、描画データが設定量バッファメモリ３２ｂ内に格納されていなくても描画が可能である場合があることから設けられる基準である。従って、描画データが設定量以上バッファメモリ３２ｂ内に格納されていなくてもストライプエンドである場合には、そのことをもって描画処理が行われる。
【００５４】
判定部３２ｄがバッファメモリ３２ｂ内に「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」の描画データが格納されたと判定した場合には（ＳＴ２２のＹＥＳ）、描画処理が開始される（ＳＴ２３）。具体的には、例えば、ＤＡＣアンプ３４，３５に対して偏向電圧を印加し、電子ビームＢの制御を開始する、といったことである。併せて、描画処理を開始した旨の報告を、制御計算機３１に対して行う（ＳＴ２４）。
【００５５】
制御計算機３１は、偏向制御部３２から描画処理開始報告がなされるまではそのまま待機状態にある（図４のＳＴ３参照）。偏向制御部３２からの報告を受領した制御計算機３１は（ＳＴ３のＹＥＳ）、ステージ制御部３６に対してステージ６１の移動を開始するよう指示する（ＳＴ４）。
【００５６】
ステージ制御部３６は、制御計算機３１からのステージ移動開始指示があるまでは待機状態にある（図８のＳＴ６１）。制御計算機３１からのステージ移動開始指示を受けてステージ制御部３６は、ステージ６１の移動を開始する（ＳＴ６２）。なお、制御計算機３１からのステージ移動開始指示には、例えば、ステージ６１の移動方向や移動速度等の各種パラメータが含まれている。ステージ制御部３６はこのパラメータに従ってステージ６１を移動させる。
【００５７】
ステージ制御部３６は、適宜ステージ６１の位置（座標）に関する情報を制御計算機３１に、或いは、直接偏向制御部３２に対して送信する。また、ステージ制御部３６は、特にステージ６１の停止指示がなければ、そのままパラメータに従ってステージ６１を移動させ続ける（ＳＴ６３のＮＯ）。
【００５８】
制御計算機３１がステージ制御部３６に対して指示している間に、偏向制御部３２は、さらにＦＩＦＯ３２ｃ内に描画データが格納されたか否かを判定する（図６のＳＴ２５）。ＦＩＦＯ３２ｃには、上述したようにＤＡＣアンプ３４，３５等に印加される電圧の基となる描画データが格納されている。そのため、ここでも判定部３２ｄは、「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」の描画データが格納されたか否かを基準に判定する。
【００５９】
判定部３２ｄは、ＦＩＦＯ３２ｃ内に「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」の基準を満たすだけの描画データが格納されたと判定した場合には（ＳＴ２５のＹＥＳ）、次に窓枠判定を行う（ＳＴ２６）。「窓枠判定」とは、打たれるショットが描画対象領域（窓枠）に含まれているか否か、という判定である。
【００６０】
図９は、本発明の実施の形態における窓枠判定についての説明図である。図９には、描画対象領域としての窓枠Ｒが矩形状に示されている。この窓枠Ｒ内にショットが打たれる位置（ショット位置）Ｓが示されている。ショット位置Ｓの座標（ｘ座標）は、ショット座標とステージ座標との差分で表わされる（以下、ショット位置Ｓの座標を「基準座標」と表わす）。また、ストライプは載置されるステージ６１の移動方向である矢印Ｍの方向に移動する。従って、相対的に窓枠Ｒ（ショット位置Ｓ）は、ストライプのｘ座標を示している数直線Ｎに示される「ＸＭＩＮ」から「ＸＭＡＸ」の方向に移動することになる。ここで「Ｘ」は、特に窓枠Ｒのｘ座標を示している。また、図９には、ストライプ上の領域を領域（ｑ）、領域（ｐ）、領域（ｏ）の３つに分けて示している。領域（ｐ）は窓枠Ｒの領域を示している。
【００６１】
判定部３２ｄは、窓枠判定を行うに際し、窓枠Ｒの座標Ｘ（「ＸＭＩＮ」と「ＸＭＡＸ」）、及びショット位置Ｓを示すショット座標及びステージ座標の各パラメータを制御計算機３１、或いは、ステージ制御部３６から入手、または、計算によって求めておく。そして、ショット位置Ｓの基準座標が窓枠（描画対象領域）ＲのＸ座標の最大値（ＸＭＡＸ）よりも大きい値を示す場合には（（ショット座標−ステージ座標（基準座標））＞ＸＭＡＸ）、ショット位置Ｓは領域（ｏ）に位置することから、窓枠Ｒの外にあると判定する。この場合には、ショットを打たず、そのまま待機していれば、ステージ６１が矢印Ｍ方向に移動することでショット位置Ｓが窓枠Ｒ内に入ってくることになる（ＳＴ２７のＹＥＳ）。従って、時間をおいて改めて窓枠判定を行う。
【００６２】
次に、基準座標が窓枠ＲのＸ座標の最大値（ＸＭＡＸ）よりも大きい値ではない場合（基準座標が窓枠ＲのＸ座標の最大値（ＸＭＡＸ）以下の値である場合）（ＳＴ２７のＮＯ）には、基準座標がＸ座標の最小値（ＸＭＩＮ）よりも小さい値であるか否かを判定する（ＳＴ２８）。もし基準座標がＸ座標の最小値（ＸＭＩＮ）よりも小さい値ではない場合（ＳＴ２８のＮＯ）、ショット位置Ｓは領域（ｐ）に位置することから、判定部３２ｄはショット位置Ｓが窓枠Ｒの中にあると判定する。なお、基準座標がＸ座標の最小値（ＸＭＩＮ）よりも小さな値である場合（（ショット座標−ステージ座標（基準座標））＜ＸＭＩＮ）（ＳＴ２８のＹＥＳ）については後述する。
【００６３】
ショット位置Ｓが窓枠Ｒ内にあることが判定できた場合には、電子ビームを照射する（ショットを打つ）（ＳＴ２９）。このように窓枠判定を行うことで、描画対象領域に確実にショットを打つことが可能となる。ショットを打った後、判定部３２ｄはさらに窓枠（描画対象領域）Ｒがストライプの終端（ストライプエンド）まで到達したか否かを判定し（ＳＴ３０）、まだ到達していない場合には（ＳＴ３０のＮＯ）、ステップＳＴ２５に戻ってＦＩＦＯ３２ｃ内に描画データが格納されたか否かを確認して、上述したショットまでの流れを繰り返す。
【００６４】
一方、判定部３２ｄが、ステージ６１が移動して窓枠（描画対象領域）Ｒがストライプの終端（ストライプエンド）まで到達したと判定した場合には、まずステージ制御部３６に対してステージの停止指示を出す（ＳＴ３１）。ステージ制御部３６では、当該指示を受領し（図８のＳＴ６３のＹＥＳ参照）、ステージの移動を停止する（ＳＴ６４）。
【００６５】
さらに偏向制御部３２は描画処理を停止するとともに（図７のＳＴ３２）、制御計算機３１に対してステージ６１を停止させた時点でのショット座標及びリカバーステータスの情報を送信する（ＳＴ３３）。上述した描画処理の流れは、特に不都合があってステージ６１が停止するということがなく、順調に描画処理がなされた場合を示している。従って、ここでは描画処理の流れの中で処理開始時に「０」と設定されたリカバーステータスも変更されることなく「０」のまま制御計算機３１へと送信される。
【００６６】
偏向制御部３２からショット座標及びリカバーステータスの情報を受信した制御計算機３１は、描画処理が停止したか否かを確認する（ＳＴ５）。偏向制御部３２から描画処理の停止に基づくショット座標及びリカバーステータスの情報の送信が行われるまでは、描画処理を停止させることなく継続する（ＳＴ５のＮＯ）。一方、描画処理が停止した場合（偏向制御部３２からショット座標及びリカバーステータスの情報を受信した）には、描画処理停止に伴う、対応を取ることになる。
【００６７】
制御計算機３１では、例えば、判断部３１ｄにおいて、偏向制御部３２から送信されたリカバーステータスが「０」であるか否かが判断される（ＳＴ６）。リカバーステータスが「０」である場合には、特に不都合がなく描画処理が終了することになるので、描画処理が終了する（図５のＳＴ７）。
【００６８】
以上で描画処理が順調に行われた（リカバーステータスが「０」である）場合について説明した。次に、リカバーステータスが「０」から変更される場合、すなわち、描画処理に関して何らかの不都合が生じた場合について説明する。
【００６９】
まずリカバー処理が行われる場合について説明する。制御計算機３１においてリカバーステータスが「０」に設定された後、偏向制御部３２において描画処理が開始されるとともに、ステージ制御部３６によってステージ６１が移動を開始するまでは上述した通りである（図４のＳＴ１ないしＳＴ４、図６のＳＴ２１ないしＳＴ２４、図８のＳＴ６１及びＳＴ６２）。
【００７０】
次に、偏向制御部３２においてＦＩＦＯ３２ｃ内への描画データの格納が「所定量以上、若しくは、ストライプエンド」であるか否かが判定される（図６のＳＴ２５参照）。判定部３２ｄによってＦＩＦＯ３２ｃ内に「設定量以上、若しくは、ストライプエンド」の基準を満たすだけの描画データが格納されていないと判定された場合には（ＳＴ２５のＮＯ）、判定部３２ｄは、再度バッファメモリ３２ｂ内に描画データが「所定量以上、若しくは、ストライプエンド」の基準に照らして十分な量格納されているか否かを判定する（ＳＴ３４）。もしこの時点でバッファメモリ３２ｂ内に上述した基準を満たす量の描画データが格納されている場合には（ＳＴ３４のＹＥＳ）、判定部３２ｄによるＦＩＦＯ３２ｃ内に格納される描画データの量を確認の上、窓枠判定等が行われる。
【００７１】
一方、この時点においてもバッファメモリ３２ｂ内に上述した基準を満たす量の描画データが格納されていない場合には（ＳＴ３４のＮＯ）、判定部３２ｄはこれまで「０」と設定されていたリカバーステータスを「ｊ」と設定する（ＳＴ３５）。
【００７２】
このリカバーステータスの設定は、バッファメモリ３２ｂへ格納される描画データの量を判定して行われるものであり、ステージ６１がどの位置にあるかは考慮されない。従って、この描画データが準備されない状態であってもステージ６１は移動を継続している。但し、上述したように、描画データの準備が十分に整ってからステージ６１を停止させる措置を講じたのではリカバー距離が長くなってしまい、結果としてリカバー処理に時間がかかりスループットの低下を招来することになる。
【００７３】
そこで、本発明の実施の形態においては、リカバー処理が必要でありリカバーステータスが「ｊ」と設定されると、バッファメモリ３２ｂ内に十分に描画データが格納されることを待たず、すぐにステージ停止指示がステージ制御部３６に対して出される（図７のＳＴ３１）。この場合、当然窓枠判定やショットは行われない。この指示を受けてステージ制御部３６はステージ６１を停止させる（図８のＳＴ６４）。また、偏向制御部３２は、描画処理を停止するとともに（ＳＴ３２）、制御計算機３１に対してショット座標及びリカバーステータスを送信する（ＳＴ３３）。
【００７４】
偏向制御部３２からショット座標及びリカバーステータスを受領した制御計算機３１は、描画処理の停止及びリカバーステータスの確認を行う（図４のＳＴ５及びＳＴ６）。ここでは、リカバーステータスは「０」ではなく「ｊ」と設定されていることから（ＳＴ６のＮＯ）、次に減衰処理の判定がなされる（ＳＴ８）。減衰処理自体については後述するが、リカバー処理が行われる際に設定されるリカバーステータスと減衰処理が行われる際に設定されるリカバーステータスとは相違する（上述したように本発明の実施の形態においては、前者の場合を「ｊ」、後者の場合を「ｉ」と設定する）。
【００７５】
ここでは、減衰処理ではなくリカバー処理が行われるため、その判定はＮＯとされ（ＳＴ８のＮＯ）、リカバー処理が行われることを確認の上（ＳＴ９）、減衰処理をスキップしてリカバー処理が行われる（図５のＳＴ１０）。リカバー処理の開始とともに、制御計算機３１では、ステージ制御部３６から現時点（停止時点）でのステージ６１の座標（ステージ座標）に関する情報を入手し（ＳＴ１１）、ショット座標、描画対象領域の座標、及びステージ座標のそれぞれを確認する（ＳＴ１２）。この確認を行うことで、リカバー距離が算出でき、どの程度描画対象領域（窓枠）を戻せばよいのかが把握できる。
【００７６】
その上で、制御計算機３１はステージ制御部３６に対してステージ移動指示を出す（ＳＴ１３）。この指示を受領したステージ制御部３６は、所定の位置（改めて描画処理が必要となる位置）までステージ６１を戻す（図８のＳＴ６１ないしＳＴ６４）。制御計算機３１では、ステージ６１の移動を逐次判断し、ステージ６１が所定の位置まで移動したと判断した場合には（ＳＴ１４のＹＥＳ）、リカバー処理を終了させる（ＳＴ１５）。
【００７７】
以上説明したリカバー処理の流れについて、別途説明図を用いてさらに説明する。図１０は、本発明の第１の実施の形態におけるリカバー処理についての説明図である。なお、基本的な説明図の構成は上述した図１４と同様であることから、以下においては同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００７８】
図１０は（ａ）から（ｅ）まで時系列に並んでおり、（ａ）ないし（ｅ）それぞれ説明図の構成は基本的に同じである。構成について（ａ）を例に挙げると、まず横長の「ストライプｎ」が設けられている。このストライプｎ上が描画が可能な領域である。「ストライプｎ」には、斜線が引かれた領域Ｘと、何も塗りつぶされていない領域Ｙとに分けられる。領域Ｘは、既に描画処理が終了した領域であり、領域Ｙはこれから描画処理が行われる領域である。従って、領域Ｘと領域Ｙとの境界は、次に描画処理が行われるショット位置である、といえる。このような領域Ｘと領域Ｙとの境界には黒く四角く囲われた領域が設けられており、この領域が描画対象領域Ｚである。また、ストライプｎの上部には、描画データＷを示すバーが示されている。
【００７９】
ところで図１０（ａ）に示されているように、描画処理中は、描画対象領域Ｚ内に描画データＷを用いてショットがされることで試料にパターンが描画されることになる。描画対象領域Ｚ内に示されている矩形Ｖは、描画データＷを用いてショットされた領域である。ここで、ショットが行われて描画対象領域Ｚ内に矩形Ｖが描画されるには、描画データＷが十分に準備されている必要がある。図１０（ａ）はこの状態を示しており、領域Ｘ及び領域Ｙとの境界よりも描画データＷを示すバーが右側へ伸びている。
【００８０】
一方で、図１０の（ｂ）に示すように、領域Ｘと領域Ｙとの境界と、描画データＷを示すバーの一端が同じ位置にある状態では、描画データＷが十分に準備されていないことになるため、ショットを打つことができなくなり、この時点で描画処理は一時停止してしまう。
【００８１】
この状態を図６の偏向制御部３２の処理の流れを示すフローチャートで示すならば、判定部３２ｄが再度バッファメモリ３２ｂ内に描画データＷが基準に沿って格納されているかを確認し（ＳＴ３４）、ショットを打つには不十分な量しか格納されていないと確認した場合に（ＳＴ３４のＮＯ）、リカバーステータスを「ｊ」と設定し（ＳＴ３５）、描画処理を停止する（ＳＴ３２）、というところに該当する。
【００８２】
また、描画処理が停止される前に、ステージ制御部３６に対してステージの移動を停止する指示を出す（ＳＴ３１）。上述した通り、判定部３２ｄがバッファメモリ３２ｂ内に格納されている描画データＷの量が所定量よりも不足していると判定した時点でステージ６１を止めるようにしているため、判定から実際のステージ６１の停止まで若干のタイムロスがあるものの、従来に比べれば格段に短い時間でステージ６１を停止させることができる。
【００８３】
図１０（ｃ）は、判定部３２ｄがバッファメモリ３２ｂ内にショットを打つには不十分な量しか格納されていないと確認し、リカバーステータスを「ｊ」と設定している間のステージ６１の動きを示している。この段階では上述したように、ショットは行われていないにも拘わらずステージ６１は移動を継続している。従って、描画対象領域Ｚも図１０（ｃ）に示すように移動している。
【００８４】
但し、その直後にステージ制御部３６に対してステージの停止指示が出され、描画対象領域（窓枠）Ｚは停止する。この停止位置からリカバー処理によって適切な位置まで移動させる必要のある距離がリカバー距離であるが、図１４に示す従来のリカバー距離に比べてその距離は確実に短くなっている。
【００８５】
すなわち、本発明の実施の形態において説明した流れでリカバー処理を行うことで、従来に比して格段にリカバー処理に掛かる時間が短縮され、工程全体のスループットが向上する。リカバー処理によって描画対象領域（窓枠）Ｚを適切な位置に戻した後、改めて描画処理が開始される（図１０（ｅ））。
【００８６】
次に減衰処理について説明する。減衰処理とは、描画処理においてある領域ごとの描画予測時間から事前に設定されたステージの速度分布（等速、可変速、いずれの場合も含む）が、実際に適当であるステージ速度分布よりも大きい場合、すなわち、適切に描画を行うにはステージの移動が早い場合に、そのステージ速度分布を一律に小さくする（遅くする）処理である。
【００８７】
減衰処理が必要な場合は、基準座標が窓枠ＲのＸ座標の最小値（ＸＭＩＮ）よりも小さな値である場合（（ショット座標−ステージ座標（基準座標））＜ＸＭＩＮ）（ＳＴ２８のＹＥＳ）である。このとき、ショット位置Ｓは（ｑ）に位置することから、判定部３２ｄによってショット位置Ｓは窓枠Ｒの外にあると判定されることになる（図９参照）。このように判定された場合には、判定部３２ｄはリカバーステータスを「ｉ」に設定した上で（ＳＴ３６）、ステージ制御部３６に対してステージ６１の停止を指示するとともに（ＳＴ３１）、描画処理を停止し、制御計算機３１に対してショット座標及びリカバーステータス「ｉ」を通知する（ＳＴ３２、ＳＴ３３）。
【００８８】
偏向制御部３２からショット座標及びリカバーステータス「ｉ」の情報を受領した制御計算機３１では、描画処理が停止されたことを確認し（ＳＴ５）、その上でさらにリカバーステータスを確認する（ＳＴ６）。ここではリカバーステータスは「ｉ」と設定されていることから、リカバーステータスは「０」ではない（ＳＴ６ＮＯ）。そして、設定されたリカバーステータス「ｉ」は減衰処理を行うことを示すものであることから、減衰処理判定を経て（ＳＴ８のＹＥＳ）、ステージ速度の減衰処理が行われる（ＳＴ１６）。
【００８９】
減衰処理は、上述したように、予め設定されたステージ６１の速度分布を一律に遅くするものである。従って、処理後の新たなステージ速度分布を基に、改めて制御計算機３１からステージ制御部３６に対してステージの移動開始指示が出される（ＳＴ９のＮＯ、ＳＴ４）。
【００９０】
以上説明した通り、描画に必要な描画データの準備が整わないと判定された時点で描画処理を停止するとともにステージを停止させてリカバー処理を開始することで、描画処理の流れの中におけるリカバー処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図ることのできる荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することができる。
【００９１】
（第２の実施の形態）
次に本発明における第２の実施の形態について説明する。なお、第２の実施の形態において、上述の第１の実施の形態において説明した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、同一の構成要素の説明は重複するので省略する。
【００９２】
第２の実施の形態では、描画処理のさらなるスループットの向上を図る方法を説明する。図１１は、本発明の第２の実施の形態における偏向制御部３２Ａの内部構成を示すブロック図である。第２の実施の形態における偏向制御部３２Ａは、第１の実施の形態において説明した偏向制御部３２にさらに計時部３２ｆ及びタイムアウト値演算部３２ｇを追加した構成となる。これら計時部３２ｆ及びタイムアウト値演算部３２ｇの働きについては、第２の実施の形態における描画処理の流れを説明する際に併せて説明する。
【００９３】
図１２は、本発明の第２の実施の形態における描画処理の流れを偏向制御部３２Ａについて示すフローチャートである。図１２は、描画処理開始指示の受領の有無から始まり、特に判定部３２ｄがＦＩＦＯ３２ｃ内の描画データの量を判断する部分を中心に示しており、第１の実施の形態における図６に該当する。
【００９４】
また、図１３は、本発明の第２の実施の形態におけるリカバー処理についての説明図である。なお、基本的な説明図の構成は上述した図１０と同様であることから、以下においては同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００９５】
制御計算機３１からの描画処理開始指示を受けて描画処理を開始し制御計算機３１への開始報告を行うまではこれまで説明した通りである（ＳＴ２１ないしＳＴ２４）。また、特にリカバー処理等を必要とせず窓枠判定を行いショットを行うまでの流れ（ＳＴ２６ないしＳＴ２９）や減衰処理を行うためにリカバーステータスを「ｉ」と設定する流れ（ＳＴ３６）もこれまで説明した通りである。
【００９６】
第２の実施の形態においては、判定部３２ｄがＦＩＦＯ３２ｃへの描画データの格納を判定し（ＳＴ２５）、ＦＩＦＯ３２ｃ内に基準（所定量以上、若しくは、ストライプエンド）を満たす描画データが格納されていないと判断した場合（ＳＴ２５のＮＯ）の対応が第１の実施の形態において説明した内容と相違する。すなわち、第２の実施の形態では、ショットを打つには描画データが不足するため一時描画処理が停止する状態となるが描画対象領域は移動し続ける状態において、描画対象領域がリカバー処理が必要となる程移動してしまう前に描画データが充足される場合の対応について示すものである。以下、図１３の説明図も利用しつつ説明する。
【００９７】
判定部３２ｄがＦＩＦＯ３２ｃ内に基準を満たす描画データが格納されていないと判断した場合（ＳＴ２５のＮＯ）、まず、計時部３２ｆに対して経過時間ｔの計測を指示する（ＳＴ５１）。この状態を図１３を利用して説明すると、描画処理に必要な描画データＷが十分に準備されていない場合には、図１３（ｂ）に示されているように、領域Ｘと領域Ｙとの境界と、描画データＷを示すバーの一端が同じ位置にある状態では、描画データＷが準備されていないことになるため、ショットを打つことができなくなり、この時点で描画処理は一時停止してしまう。但し、このような状態でも描画対象領域Ｚは移動し続ける。領域Ｘ内の描画対象領域Ｚの移動方向後端を基準に見てみると、図１３（ｂ）と（ｃ）とでは一点鎖線で示すように、（ｂ）に示される描画対象領域Ｚよりも（ｃ）に示される描画対象領域Ｚの方が進んでいる。
【００９８】
なお、図１３（ａ）は、これまで説明した通り、正常な描画処理の状態を示すものである。すなわち、ストライプｎに対して描画処理が行われる際、描画対象領域Ｚ内の実際に描画処理がなされる領域に必要とされる描画データＷよりも多くの（先の）描画データが準備されている場合には、問題なく描画処理が進行する。
【００９９】
判定部３２ｄは、経過時間ｔの計時を開始を計時部３２ｆに対して指示するとともに、バッファメモリ３２ｂ内へ描画データが「所定量以上、若しくは、ストライプエンド」という条件を満たすように格納されているか否かを確認する（ＳＴ５２）。この時点で描画に必要な十分な描画データが準備されている場合には（ＳＴ５２のＹＥＳ）、窓枠判定、ショットと描画処理が進行する。
【０１００】
一方、描画データが未だ十分にバッファメモリ３２ｂに格納されていない場合には（ＳＴ５２のＮＯ）、次にタイムアウト値演算部３２ｇに対して「タイムアウト値」の算出を指示する。タイムアウト値演算部３２ｇは、ショット座標からステージ座標及び描画対象領域の移動方向後端の座標であるＸＭＩＮを減じ、その値をステージ速度で除することでタイムアウト値を算出する（すなわち、基準座標から描画対象領域ＺのＸ座標であるＸＭＩＮを引いてステージ速度で除する）。なお、ここで挙げたタイムアウト値の演算式は、ステージ６１が等速に移動する場合の式であり、可変速に移動する場合には、ここには示さないが、別の演算式を利用して算出される。
【０１０１】
次に判定部３２ｄは、算出されたタイムアウト値を経過時間ｔと比較する（ＳＴ５４）。つまりタイムアウト値は、描画対象領域が、描画データの準備が間に合わず描画処理が一時的に停止した状態となってから描画データの準備が整って描画可能な状態となるまでの時間ということができる。換言すれば、タイムアウト値は、描画対象領域Ｚがステージ６１の移動に伴って移動していく中で、ショット可能な領域である領域Ｘと領域Ｙとの境界が描画対象領域Ｚの移動方向終端領域まで到達する時間を示す値であるといえる。
【０１０２】
タイムアウト値と経過時間ｔとを比較した結果、経過時間ｔよりもタイムアウト値の方が大きい場合には、判定部３２ｄが再度バッファメモリ３２ｂ内への描画データの格納について判定してもまだ描画対象領域がその移動速度からリカバー処理が必要なほど移動してしまわないと判断できる（ＳＴ５４のＹＥＳ）。そこで判定部３２ｄは、再度バッファメモリ３２ｂ内への描画データの格納について判定を行う（ＳＴ５２）。その結果、描画処理が可能なほどバッファメモリ３２ｂ内に描画データが格納されていると判定できた場合には（Ｓ５２のＹＥＳ）、描画処理が継続される。
【０１０３】
図１３（ｄ）は上述した状態を示している。すなわち、図１３（ｃ）で描画データＷの準備が整わず、一方で描画対象領域Ｚは移動を継続している状態から、（ｄ）において示すように、描画対象領域Ｚがショット可能な領域から外れてしまう前に描画データＷの準備が整い、ショット可能とされる状態へと移行している。
【０１０４】
図１３（ｃ）及び（ｄ）に示す破線は、（ｃ）におけるショットが可能な領域Ｘと領域Ｙとの境界を示している。（ｃ）では、描画対象領域Ｚの略中央にあり、描画データＷの準備が整いさえすればショット可能である。但し、描画データＷの準備を行っている間も描画対象領域Ｚは移動を続けている。
【０１０５】
一方、図１３（ｄ）に示すように、ショット可能な領域Ｘと領域Ｙとの境界が描画対象領域Ｚから外れてしまう前に描画データＷの準備が整い、ショットが可能な領域Ｘと領域Ｙとの境界も移動している。その結果、描画対象領域Ｚから外れることなくショットが可能である。
【０１０６】
このように描画対象領域Ｚが移動してショット可能な領域から外れてしまう前に描画データの準備が整う可能性がある場合には（この可能性はタイムアウト値と経過時間ｔとの比較で判定する）、リカバー処理へ遷移することなく継続して描画処理を行うことが可能となる。
【０１０７】
一方、タイムアウト値が経過時間ｔ以下である場合には（ＳＴ５４のＮＯ）、描画対象領域の移動速度に描画データの準備が間に合わないということになるので、この場合には判定部３２ｄがリカバーステータスを「ｊ」と設定し、リカバー処理を行うように対応する（図７のＳＴ３１以下参照）。
【０１０８】
以上説明した通り、タイムアウト値を利用して描画データの準備が整わない場合であっても、描画対象領域の移動を考慮しつつショットが可能か否か最後まで判定するようにすることで、無用なリカバー処理を行わずに済ますことが可能となる。このような処理を行うことで描画処理に掛かる時間を短縮することが可能となり、ひいてはスループットの向上を図ることが可能となる。
【０１０９】
そして、第１の実施の形態において説明した通り、描画に必要な描画データの準備が整わないと判定された時点で描画処理を停止するとともにステージを停止させてリカバー処理を開始することで、描画処理の流れの中におけるリカバー処理に掛かる時間を短縮することでスループットの向上を図ることのできる荷電粒子ビーム描画装置及び描画方法を提供することができる、いう効果を奏することも当然である。
【０１１０】
本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することを意図していない。この実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１１】
１ 荷電粒子ビーム描画装置
２ 描画部
３ 制御部
３１ 制御計算機
３２ 偏向制御部
３２ａ 受信部
３２ｂ バッファメモリ
３２ｃ ＦＩＦＯ
３２ｄ 判定部
３２ｅ 送信部
３６ ステージ制御部
６１ ステージ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画する描画部と、
前記荷電粒子ビームの偏向を制御する偏向制御部と、前記ステージの移動を制御するステージ制御部と、前記偏向制御部と前記ステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、
前記偏向制御部は、
前記制御計算機において生成される描画データを格納するバッファメモリと、
前記バッファメモリから転送される前記描画データを格納するＦＩＦＯと、
前記ＦＩＦＯへの前記描画データの転送量を判断した結果、前記ＦＩＦＯへの前記描画データの転送量が前記試料に描画を行う上で不足すると判断されるのは前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りないからである場合に、前記ステージ制御部に対して前記ステージの停止を指示するとともに、前記制御計算機を介して前記ステージを前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行う判断部と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記判断部は、前記バッファメモリへ格納される前記描画データの量を判定する際、前記描画データの量が設定量以上格納されている場合、或いは、前記試料の終端に描画対象領域がありこれ以上の前記描画対象領域がない場合には、前記バッファメモリに前記描画データが十分な量格納されていると判断し、描画処理を継続する判断を行うことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記偏向制御部は、さらに、
時間を計測する計時部と、
前記描画対象領域が描画可能な終端領域にまで到達する到達時間の値を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画するに当たり、ＦＩＦＯにバッファメモリから転送される描画データの量を判断するステップと、
前記ＦＩＦＯに格納される前記描画データの転送量を判断した結果、前記ＦＩＦＯへの前記描画データの転送量が前記試料に描画を行う上で不足すると判断される場合に、前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りているかを判断するステップと、
前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りない場合に、ステージ制御部に対して前記ステージの停止を指示するステップと、
制御計算機を介して前記ステージを前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行うステップと、
を備えることを特徴とする描画方法。
【請求項５】
荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画するに当たり、ＦＩＦＯにバッファメモリから転送される描画データの量を判断するステップと、
計時部において時間の計測を開始するステップと、
前記ＦＩＦＯに格納される前記描画データの転送量を判断した結果、前記ＦＩＦＯへの前記描画データの転送量が前記試料に描画を行う上で不足すると判断される場合に、前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りているかを判断するステップと、
前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りない場合に、演算部が前記試料の描画対象領域が描画可能な終端領域にまで到達する到達時間の値を算出するステップと、
前記時間が前記到達時間よりも大きな値であると判断される場合に、ステージ制御部に対して前記ステージの停止を指示するステップと、
制御計算機を介して前記ステージを前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行うステップと、
を備えることを特徴とする描画方法。
【請求項１】
荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画する描画部と、
前記荷電粒子ビームの偏向を制御する偏向制御部と、前記ステージの移動を制御するステージ制御部と、前記偏向制御部と前記ステージ制御部に対する制御を行う制御計算機と、から構成される制御部と、を備え、
前記偏向制御部は、
前記制御計算機において生成される描画データを格納するバッファメモリと、
前記バッファメモリから転送される前記描画データを格納するＦＩＦＯと、
前記ＦＩＦＯへの前記描画データの転送量を判断した結果、前記ＦＩＦＯへの前記描画データの転送量が前記試料に描画を行う上で不足すると判断されるのは前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りないからである場合に、前記ステージ制御部に対して前記ステージの停止を指示するとともに、前記制御計算機を介して前記ステージを前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行う判断部と、
を備えることを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
前記判断部は、前記バッファメモリへ格納される前記描画データの量を判定する際、前記描画データの量が設定量以上格納されている場合、或いは、前記試料の終端に描画対象領域がありこれ以上の前記描画対象領域がない場合には、前記バッファメモリに前記描画データが十分な量格納されていると判断し、描画処理を継続する判断を行うことを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項３】
前記偏向制御部は、さらに、
時間を計測する計時部と、
前記描画対象領域が描画可能な終端領域にまで到達する到達時間の値を算出する演算部と、
を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項４】
荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画するに当たり、ＦＩＦＯにバッファメモリから転送される描画データの量を判断するステップと、
前記ＦＩＦＯに格納される前記描画データの転送量を判断した結果、前記ＦＩＦＯへの前記描画データの転送量が前記試料に描画を行う上で不足すると判断される場合に、前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りているかを判断するステップと、
前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りない場合に、ステージ制御部に対して前記ステージの停止を指示するステップと、
制御計算機を介して前記ステージを前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行うステップと、
を備えることを特徴とする描画方法。
【請求項５】
荷電粒子ビームを用いて移動可能なステージ上に載置される試料にパターンを描画するに当たり、ＦＩＦＯにバッファメモリから転送される描画データの量を判断するステップと、
計時部において時間の計測を開始するステップと、
前記ＦＩＦＯに格納される前記描画データの転送量を判断した結果、前記ＦＩＦＯへの前記描画データの転送量が前記試料に描画を行う上で不足すると判断される場合に、前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りているかを判断するステップと、
前記バッファメモリへの前記描画データの格納が設定量に足りない場合に、演算部が前記試料の描画対象領域が描画可能な終端領域にまで到達する到達時間の値を算出するステップと、
前記時間が前記到達時間よりも大きな値であると判断される場合に、ステージ制御部に対して前記ステージの停止を指示するステップと、
制御計算機を介して前記ステージを前記試料に対する描画の対象とされる位置にまで戻すリカバー処理を行うステップと、
を備えることを特徴とする描画方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−２４３８４２（Ｐ２０１２−２４３８４２Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１０２５１（Ｐ２０１１−１１０２５１）
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【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２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１７日（２０１１．５．１７）
【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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