(57)【要約】【目的】描画装置の計算機の過負荷状態を引き起こさない、或いは緩和することが可能な装置を提供することを目的とする。【構成】描画装置１００は、第１のモジュールと、実行周期で動作を実行する第２のモジュールとを並行して実行するＣＰＵ１１２と、ＣＰＵ使用率を監視し、使用率に応じて増減する新たな実行周期を演算し、出力する負荷制御部１１６と、第１のモジュールの実行によって制御される、試料にパターンを描画する描画部１５０と、を備え、ＣＰＵ１１２は、新たな実行周期が出力された際に、以降は当該新たな実行周期で第２のモジュールを実行することを特徴とする。【選択図】図１
2011243849.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のモジュールと、実行周期で動作を実行する第２のモジュールとを並行して実行する計算機と、
前記計算機の使用率を監視し、前記使用率に応じて増減する新たな実行周期を演算し、出力する演算部と、
前記第１のモジュールの実行によって制御される、試料にパターンを描画する描画部と、
を備え、
前記計算機は、前記新たな実行周期が出力された際に、以降は当該新たな実行周期で前記第２のモジュールを実行することを特徴とする描画装置。
【請求項２】
前記演算部は、
監視周期で前記使用率を監視する監視部と、
複数の監視周期を評価周期として評価周期毎に前記計算機の使用率の平均値を演算する平均値演算部と、
前記評価周期毎に前記計算機の使用率の偏差を演算する偏差演算部と、
当該評価周期時の実行周期が初期値であり、前記平均値と前記偏差との和が閾値となる最大使用率よりも大きい場合に、前記新たな実行周期を演算する実行周期算出部と、
を有することを特徴とする請求項１記載の描画装置。
【請求項３】
前記演算部は、
監視周期で前記使用率を監視する監視部と、
複数の監視周期を評価周期として評価周期毎に前記計算機の使用率の平均値を演算する平均値演算部と、
前記評価周期毎に前記計算機の使用率の偏差を演算する偏差演算部と、
当該評価周期時の実行周期が初期値とは異なる値であり、前記平均値と前記偏差との和が第１の閾値となる最大使用率よりも大きく、前記平均値と前記偏差との差が第２の閾値となる最小使用率よりも小さい場合に、前記新たな実行周期を演算する実行周期算出部と、
を有することを特徴とする請求項１記載の描画装置。
【請求項４】
前記実行周期と前記第２のモジュールによる前記計算機の使用率との相関データを記憶する記憶装置をさらに備え、
前記演算部は、実行周期と前記第２のモジュールによる前記計算機の使用率との相関データを蓄積し、
前記記憶装置に記憶された相関データは、前記演算部によって蓄積された相関データにより更新されることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の描画装置。
【請求項５】
計算機が、第１のモジュールと実行周期で動作を実行する第２のモジュールとを並行して実行する工程と、
前記計算機の使用率を監視し、前記使用率に応じて増減する新たな実行周期を演算する工程と、
前記第１のモジュールの実行によって制御される、試料にパターンを描画する工程と、
を備え、
前記新たな実行周期が演算された際に、以降は当該新たな実行周期で前記第２のモジュールが実行されることを特徴とする描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、描画装置及び描画方法に係り、例えば、電子ビーム描画装置における制御計算機の負荷状態を制御する手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、電子線（電子ビーム）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。
【０００３】
図１０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。
可変成形型電子線（ＥＢ：Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  ｂｅａｍ）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例えば長方形の開口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（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
上述した電子ビーム描画では、実際に試料にパターンを描画する動作を行なうモジュールの他、並列的に、その他のモジュールも同時に動作している。例えば、マスク搬送制御、ジョブ登録、ユーザ側の制御システムとの通信、および描画装置の環境の監視等の各モジュールが挙げられる。このような複数のモジュールを並列的に実行するリアルタイムシステムにおいて、これらを実行する計算機の過負荷状態は制御システムの応答性や性能を著しく低下させる原因となる。その結果、指定された期間内に処理を終了できないデッドラインミスを引き起こし、描画処理において致命的な障害の発生原因と為り得る。
【０００５】
かかる過負荷状態は、例えば、年代の古い低性能の計算機を搭載した描画装置に新規に開発したタスクモジュールを新たに組み込む際に特に起こりやすい。過負荷状態は、元々搭載されていた既存の制御モジュールの実行に影響を与えかねず、描画性能に影響してしまう恐れがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０７１９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、複数のモジュールを並列的に実行するリアルタイムシステムにおいて、これらを実行する計算機の過負荷状態は制御システムの応答性や性能を著しく低下させる原因となる。その結果、指定された期間内に処理を終了できないデッドラインミスを引き起こし、描画処理において致命的な障害の発生原因と為り得る。そのため、描画装置の制御システム内の計算機の過負荷状態を引き起こさない、或いは緩和する手法が必要となる。しかし、かかる問題に対して従来十分な手法が確立されていなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、描画装置の計算機の過負荷状態を引き起こさない、或いは緩和することが可能な装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様の描画装置は、
第１のモジュールと、実行周期で動作を実行する第２のモジュールとを並行して実行する計算機と、
計算機の使用率を監視し、使用率に応じて増減する新たな実行周期を演算し、出力する演算部と、
第１のモジュールの実行によって制御される、試料にパターンを描画する描画部と、
を備え、
計算機は、新たな実行周期が出力された際に、以降は当該新たな実行周期で第２のモジュールを実行することを特徴とする。
【００１０】
かかる構成により、計算機の使用率を適正に制御可能となる。そのため、計算機の過負荷状態を引き起こさない、或いは緩和することができる。
【００１１】
また、演算部は、
監視周期で使用率を監視する監視部と、
複数の監視周期を評価周期として評価周期毎に計算機の使用率の平均値を演算する平均値演算部と、
評価周期毎に計算機の使用率の偏差を演算する偏差演算部と、
当該評価周期時の実行周期が初期値であり、平均値と偏差との和が閾値となる最大使用率よりも大きい場合に、新たな実行周期を演算する実行周期算出部と、
を有すると好適である。
【００１２】
また、演算部は、
監視周期で前記使用率を監視する監視部と、
複数の監視周期を評価周期として評価周期毎に計算機の使用率の平均値を演算する平均値演算部と、
評価周期毎に計算機の使用率の偏差を演算する偏差演算部と、
当該評価周期時の実行周期が初期値とは異なる値であり、平均値と偏差との和が第１の閾値となる最大使用率よりも大きく、平均値と前記偏差との差が第２の閾値となる最小使用率よりも小さい場合に、新たな実行周期を演算する実行周期算出部と、
を有すると好適である。
【００１３】
また、実行周期と第２のモジュールによる計算機の使用率との相関データを記憶する記憶装置をさらに備え、
演算部は、実行周期と第２のモジュールによる計算機の使用率との相関データを蓄積し、
記憶装置に記憶された相関データは、演算部によって蓄積された相関データにより更新されるように構成すると好適である。
【００１４】
本発明の一態様の描画方法は、
計算機が、第１のモジュールと実行周期で動作を実行する第２のモジュールとを並行して実行する工程と、
計算機の使用率を監視し、使用率に応じて増減する新たな実行周期を演算する工程と、
第１のモジュールの実行によって制御される、試料にパターンを描画する工程と、
を備え、
新たな実行周期が演算された際に、以降は当該新たな実行周期で第２のモジュールが実行されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、計算機の過負荷状態を引き起こさない、或いは緩和することができる。その結果、描画装置の制御システムの応答性や性能の低下を抑制できる。よって、高精度な描画を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】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２】実施の形態１における制御計算機内の構成を説明するための概念図である。
【図３】実施の形態１におけるＣＰＵと負荷制御部との動作の一部を説明するための概念図である。
【図４】実施の形態１におけるＣＰＵの負荷状態の一例を示すグラフ図である。
【図５】実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。
【図６】図５の実行周期Ｔａ制御工程の内部工程を示すフローチャート図である。
【図７】実施の形態１におけるＣＰＵ使用率の監視と、評価タイミングの一例を示す図である。
【図８】実施の形態１におけるＴａ−Ｐａ曲線の一例を示す図である。
【図９】実施の形態１における理想状態と制御状態でのＣＰＵの負荷状態の一例を示すグラフ図である。
【図１０】従来の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。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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（ＶＳＢ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、ブランキング偏向器（ブランカー）２１２、ブランキングアパーチャ２１４、第１の成形アパーチャ２０３、投影レンズ２０４、偏向器２０５、第２の成形アパーチャ２０６、対物レンズ２０７、及び偏向器２０８が配置されている。描画室１０３内には、少なくともＸＹ方向に移動可能なＸＹステージ１０５が配置される。ＸＹステージ１０５上には、描画対象となる試料１０１が配置される。試料１０１には、半導体装置を製造するための露光用のマスクやシリコンウェハ等が含まれる。マスクにはマスクブランクスが含まれる。
【００１９】
制御部１６０は、制御計算機１１０，１２０、メモリ１１１、制御回路１３０、磁気ディスク装置等の記憶装置３８，１４０，１４２，１４４、気圧計１７２、真空計１７４、および温度計１７６を有している。制御計算機１１０，１２０、メモリ１１１、制御回路１３０、記憶装置３８，１４０，１４２，１４４、気圧計１７２、真空計１７４、および温度計１７６は、図示しないバスを介して互いに接続されている。制御回路１３０は描画部１５０に接続されている。気圧計１７２は、電子鏡筒１０２の外気の気圧を測定する。真空計１７４は、電子鏡筒１０２と描画室１０３内に配置され、電子鏡筒１０２と描画室１０３の真空度（圧力）を測定する。温度計１７６は、ＸＹステージ１０５付近に配置され、試料１０１の温度を測定する。記憶装置１４０には描画データが格納される。
【００２０】
また、制御計算機１１０内には、モジュール実行用のＣＰＵ１１２（計算機）、負荷制御部１１６（演算部）が配置される。負荷制御部１１６内には、監視部１０、Ｔｃ判定部１６、Ｐｖ演算部１８、Ｐｄ演算部２０、Ｃ演算部２２、Ｔａ判定部２４、Ｃ判定部２６、Ｔａ算出部２８、Ｔａ更新部３０、蓄積部３２、判定部３４、及び相関データ更新部３６が配置されている。また、監視部１０内には、Ｔｍ判定部１２、及びＰｆ取得部１４が配置されている。監視部１０、Ｔｃ判定部１６、Ｐｖ演算部１８、Ｐｄ演算部２０、Ｃ演算部２２、Ｔａ判定部２４、Ｃ判定部２６、Ｔａ算出部２８、Ｔａ更新部３０、蓄積部３２、判定部３４、及び相関データ更新部３６といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機１１０に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１１に記憶される。同様に、Ｔｍ判定部１２、及びＰｆ取得部１４といった各機能は、プログラムといったソフトウェアで構成されても良い。或いは、電子回路等のハードウェアで構成されてもよい。或いは、これらの組み合わせであってもよい。制御計算機１１０に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度メモリ１１１に記憶される。記憶装置１４２内には、モジュールＡ，Ｂ，Ｃ，・・・といった複数のモジュールを実行のための各モジュールのプログラム（ソフトウェア）が格納されている。
【００２１】
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、偏向器２０５や偏向器２０８のための各ＤＡＣ（デジタルアナログ変換）アンプユニット等を備えていても構わない。
【００２２】
図２は、実施の形態１における制御計算機内の構成を説明するための概念図である。図２において、ＣＰＵ１１２が複数のモジュールを実行する。例えば、モジュールＡ（第２のモジュール）は、描画装置１００の環境測定処理を実行周期Ｔａで動作する。そして、ユーザ側のシステムからの要求に応じて測定結果をユーザ側システムと通信する。ここでは、例えば、温度、真空度、及び気圧を監視する。具体的には、気圧計１７２、真空計１７４、および温度計１７６から入力された各測定結果をユーザ側システムと通信する。また、例えば、モジュールＢ（第１のモジュール）は、描画部１５０等のハードウェアを制御して、描画室１０３内でＸＹステージ１０５上に載置された描画対象となる試料１０１にパターンを描画する動作を描画部１５０に行なわせる。また、例えば、モジュールＣは、描画処理の指令（ジョブ）の登録やジョブ開始や停止等の管理等を制御する。ＣＰＵ１１２では、各モジュールを並列的に実行し、各モジュールのＣＰＵ使用率（利用率）を負荷制御部１１６からの要求コマンドに応じて負荷制御部１１６に出力する。
【００２３】
実施の形態１では、負荷制御部１１６が、かかる制御の中で、ＣＰＵ１１２の使用率を監視し、使用率に応じて増減する新たな実行周期Ｔａを演算する。かかるＣＰＵ１１２の使用率に応じて増減させた新たな実行周期Ｔａで設定されている実行周期Ｔａを順次更新していくことで、ＣＰＵ１１２の全ＣＰＵ使用率Ｐｆが制限値Ｐｍａｘ（最大使用率）近傍を越えないように監視制御する。
【００２４】
図３は、実施の形態１におけるＣＰＵと負荷制御部との動作の一部を説明するための概念図である。図３において、モジュールＢは、実行周期Ｔａで動作するモジュールＡ以外の制御計算機１１０で実行される全てのモジュールを総称している。例えば、上述した描画部１５０等のハードウェアを制御して、描画室１０３内でＸＹステージ１０５上に載置された描画対象となる試料１０１にパターンを描画する処理や描画処理の指令（ジョブ）の登録やジョブ開始や停止等の管理や描画室１０３までの試料１０１の搬送処理系等の制御等が含まれる。負荷制御部１１６は、各モジュールのＣＰＵ使用率を監視周期Ｔｍで監視し、監視周期ＴｍでＣＰＵ１１２からモジュールＡのＣＰＵ使用率Ｐａとその他のモジュールＢのＣＰＵ使用率Ｐｂを入力する。そして、ＣＰＵ１１２が過負荷状態にならないように、適正な実行周期ＴａをＣＰＵ１１２に出力する。
【００２５】
図４は、実施の形態１におけるＣＰＵの負荷状態の一例を示すグラフ図である。図４において、モジュールＡを実行するための実行周期Ｔａは、装置の立上げ時には初期値として実行周期Ｔｐが設定される。かかるＴａ＝Ｔｐの状態を実施の形態１では理想状態としている。図４において、ＣＰＵ１１２の全ＣＰＵ使用率ＰｆとモジュールＢのＣＰＵ使用率Ｐｂとがグラフとして示されている。ここでは、モジュールＢはモジュールＡを除く全てのモジュールなので、モジュールＡのＣＰＵ使用率Ｐａは、全ＣＰＵ使用率ＰｆからＣＰＵ使用率Ｐｂを差し引いた差分が相当する。図４の例では、理想状態では、全ＣＰＵ使用率Ｐｆは、ＣＰＵ使用率１００％より低い値で予め設定された制限値Ｐｍａｘ近傍を越えないで推移している。しかし、モジュールＢ等の負荷の増加に伴い、全ＣＰＵ使用率Ｐｆが制限値Ｐｍａｘを超える場合がある。その場合に、モジュールＡの実行周期Ｔａを増減させることで、全ＣＰＵ使用率Ｐｆが例えば制限値Ｐｍａｘ近傍を維持するように制御する。図４の例では、全ＣＰＵ使用率Ｐｆが例えば制限値Ｐｍａｘを維持するように実行周期Ｔａを制御している。このように、実行周期Ｔａが初期値Ｔｐ以外で制御されている状態を制御状態としている。
【００２６】
図５は、実施の形態１における描画方法の要部工程を示すフローチャート図である。図５において、実施の形態１における描画方法は、モジュール実行工程（Ｓ１０）、実行周期Ｔａ制御工程（Ｓ２０）、及び描画工程（Ｓ３０）の各工程を実施する。実行周期Ｔａ制御工程（Ｓ２０）は、モジュール実行工程（Ｓ１０）と並列的に行われる。描画工程（Ｓ３０）は、モジュール実行工程（Ｓ１０）で描画処理が実行されることで描画動作が行われる。実行周期Ｔａ制御工程（Ｓ２０）は、描画装置の運転中に常時行われるとよい。
【００２７】
図６は、図５の実行周期Ｔａ制御工程の内部工程を示すフローチャート図である。まず、実行周期Ｔａには、初期値Ｔｐが設定される。
【００２８】
図７は、実施の形態１におけるＣＰＵ使用率の監視と、評価タイミングの一例を示す図である。図７において、評価周期Ｔｃになるまで監視周期Ｔｍ毎にＣＰＵ使用率Ｐｆを取得する。そして、評価周期Ｔｃ毎に、平均値Ｐｖと偏差Ｐｄ（標準偏差）を計算し、評価関数Ｃを演算する。以下、具体的に説明する。
【００２９】
監視工程として、監視部１０は、監視周期ＴｍでＣＰＵ１１２の使用率を監視する。監視工程の内部工程であるＴｍ判定工程（Ｓ１０２）として、Ｔｍ判定部１２は、監視周期Ｔｍを計測し、監視周期Ｔｍが経過したかどうかを判定する。また、監視周期Ｔｍが経過していないようであれば、Ｔｍ判定工程（Ｓ１０２）の先頭に戻る。監視周期Ｔｍが経過していれば次に進む。
【００３０】
監視工程の内部工程であるＰｆ取得工程（Ｓ１０４）として、Ｐｆ取得部１４は、監視周期ＴｍでＣＰＵ１１２の全使用率ＰｆをＣＰＵ１１２から取得する。その際、Ｐｆ取得部１４は、モジュールＡのＣＰＵ使用率ＰａとモジュールＢのＣＰＵ使用率Ｐｂを取得する。そして、Ｐｆ取得部１４は、ＣＰＵ使用率ＰａとＣＰＵ使用率Ｐｂの和を演算することで全使用率Ｐｆを取得できる。或いは、ＣＰＵ使用率Ｐａと全使用率Ｐｆを取得してもよい。或いは、ＣＰＵ使用率Ｐｂと全使用率Ｐｆを取得してもよい。ＣＰＵ１１２での各モジュールの使用率の演算は、従来から存在する既存のプログラムにより実行されればよい。
【００３１】
Ｔｃ判定工程（Ｓ１０６）として、Ｔｃ判定部１６は、評価周期Ｔｃを計測し、評価周期Ｔｃが経過したかどうかを判定する。評価周期Ｔｃは、複数の監視周期Ｔｍの合計とするとよい。すなわち、Ｔｃ＝Ｍ・Ｔｍとするとよい。Ｍは整数である。評価周期Ｔｃが経過していない場合には、Ｔｍ判定工程（Ｓ１０２）に戻る。評価周期Ｔｃが経過している場合には次に進む。以上のようにして、評価周期Ｔｃ毎に、複数の全使用率Ｐｆを取得する。
【００３２】
平均値および偏差演算工程（Ｓ１０８）として、Ｐｖ演算部１８（平均値演算部）は、評価周期Ｔｃ毎に、取得された複数の全使用率Ｐｆを用いて、ＣＰＵ１１２の使用率Ｐｆの平均値Ｐｖを演算する。そして、Ｐｄ演算部２０（偏差演算部）は、評価周期Ｔｃ毎に、取得された複数の全使用率Ｐｆを用いて、ＣＰＵ１１２の使用率Ｐｆの偏差Ｐｄを演算する。
【００３３】
評価関数Ｃ演算工程（Ｓ１１０）として、Ｃ演算部２２（評価関数演算部）は、所定の評価関数Ｃ（Ｃ１，Ｃ２）を用いて、理想状態と制御状態の場合に応じて、評価関数を演算する。
【００３４】
まず、理想状態（Ｔａ＝Ｔｐ）の場合、評価関数Ｃ１では、平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの和が制限値Ｐｍａｘ（第１の閾値）より大きい（Ｐｖ＋Ｐｄ＞Ｐｍａｘ）とき、Ｃ１＝１と算出する。平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの和が制限値Ｐｍａｘ以下（Ｐｖ＋Ｐｄ≦Ｐｍａｘ）のとき、Ｃ１＝０と算出する。ここでは、Ｃ１＝１のとき、ＮＧであり、全使用率Ｐｆが制限値Ｐｍａｘ近傍以下を満足しないと評価する。Ｃ１＝０のとき、ＯＫであり、全使用率Ｐｆが制限値Ｐｍａｘ近傍以下を満足すると評価する。
【００３５】
次に、制御状態（Ｔａ≠Ｔｐ）の場合、評価関数Ｃ２では、平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの和が制限値Ｐｍａｘ（第１の閾値）より大きい（Ｐｖ＋Ｐｄ＞Ｐｍａｘ）とき、Ｃ２＝１と算出する。平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの差分が最小値Ｐｍｉｎ（最小制限値或いは最小使用率ともいう）（第２の閾値）より小さい（Ｐｖ−Ｐｄ＜Ｐｍｉｎ）のとき、Ｃ２＝１と算出する。平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの和が制限値Ｐｍａｘ以下（Ｐｖ＋Ｐｄ≦Ｐｍａｘ）であり、かつ、平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの差分が最小値Ｐｍｉｎ以上（Ｐｖ−Ｐｄ≧Ｐｍｉｎ）のとき、Ｃ２＝０と算出する。ここでは、Ｐｖ＋Ｐｄ＞ＰｍａｘによりＣ２＝１のとき、ＮＧであり、全使用率Ｐｆが制限値Ｐｍａｘ近傍を満足しないと評価する。Ｐｖ−Ｐｄ＜ＰｍｉｎによりＣ２＝１のとき、ＮＧであり、全使用率Ｐｆが最小値Ｐｍｉｎ近傍を満足しないと評価する。Ｃ２＝０のとき、ＯＫであり、全使用率Ｐｆが制限値Ｐｍａｘ近傍を満足すると評価する。
【００３６】
実行周期Ｔａ判定工程（Ｓ１１２）として、Ｔａ判定部２４は、評価関数が演算された際、実行周期Ｔａ＝Ｔｐかどうか、すなわち、理想状態かどうかを判定する。Ｔａ＝Ｔｐの場合（理想状態の場合）は、Ｓ１１４へ、Ｔａ＝Ｔｐでない場合（制御状態の場合）は、Ｓ１２０へ、進む。
【００３７】
評価関数判定工程（Ｓ１１４）として、Ｃ判定部２６は、演算された評価関数Ｃ１が「０」なのか「１」なのかを判定する。Ｃ１＝０なら実行周期Ｔａを現在の値（Ｔｐ）から更新する必要がないのでＳ１０２に戻る。Ｃ１＝１ならＳ１１６に進む。
【００３８】
実行周期算出工程（Ｓ１１６）として、Ｔａ算出部２８は、記憶装置１４４に格納されたＴａ−Ｐａ曲線を参照して、平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの和が制限値Ｐｍａｘ以下（Ｐｖ＋Ｐｄ≦Ｐｍａｘ）であり、かつ、平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの差分が最小値Ｐｍｉｎ以上（Ｐｖ−Ｐｄ≧Ｐｍｉｎ）の条件を満足する実行周期Ｔａを算出する。
【００３９】
図８は、実施の形態１におけるＴａ−Ｐａ曲線の一例を示す図である。図８において、縦軸はモジュールＡのＣＰＵ使用率Ｐａ、横軸は実行周期Ｔａを示す。描画処理を行う前に、事前に、モジュールＡだけを制御計算機１１０で実行させて、ＣＰＵ使用率Ｐａと実行周期Ｔａの相関関係を取得しておく。そして、得られたＣＰＵ使用率Ｐａと実行周期Ｔａの相関関係データ（相関データ）をＴａ−Ｐａ曲線として、記憶装置１４４に格納しておく。そして、かかるＴａ−Ｐａ曲線を利用して、使用率Ｐａを可変にした際の平均値Ｐｖと偏差Ｐｄを演算することで、上記条件を満たす使用率Ｐａとその場合の実行周期Ｔａを得ることができる。
【００４０】
実行周期更新工程（Ｓ１１８）として、Ｔａ更新部３０は、演算された新たな実行周期ＴａをＣＰＵ１１２側に出力して、以降、モジュールＡを実行する際の実行周期Ｔａを更新する。ここでは、記憶装置１４２に格納されたモジュールＡのプログラム内の実行周期Ｔａを書き換える（上書きする）。その結果、ＣＰＵ１１２は、以降は当該新たな実行周期でモジュールＡを実行する。そして、また、Ｓ１０２に戻る。
【００４１】
評価関数判定工程（Ｓ１２０）として、Ｃ判定部２６は、演算された評価関数Ｃ２が「０」なのか「１」なのかを判定する。Ｃ２＝０なら実行周期Ｔａを現在の値から更新する必要がないのでＳ１０２に戻る。Ｃ２＝１ならＳ１２２に進む。
【００４２】
実行周期算出工程（Ｓ１２２）として、Ｔａ算出部２８は、記憶装置１４４に格納されたＴａ−Ｐａ曲線を参照して、平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの和が制限値Ｐｍａｘ以下（Ｐｖ＋Ｐｄ≦Ｐｍａｘ）であり、かつ、平均値Ｐｖと偏差Ｐｄの差分が最小値Ｐｍｉｎ以上（Ｐｖ−Ｐｄ≧Ｐｍｉｎ）の条件を満足する実行周期Ｔａを算出する。但し、算出された新たな実行周期Ｔａが初期値Ｔｐより小さいときはＴａ＝Ｔｐと算出する。ここでも実行周期更新工程（Ｓ１１８）と同様に上記条件を満たす使用率Ｐａとその場合の実行周期Ｔａを演算すればよい。
【００４３】
実行周期更新工程（Ｓ１２４）として、Ｔａ更新部３０は、演算された新たな実行周期ＴａをＣＰＵ１１２側に出力して、以降、モジュールＡを実行する際の実行周期Ｔａを更新する。ここでは、記憶装置１４２に格納されたモジュールＡのプログラム内の実行周期Ｔａを書き換える（上書きする）。その結果、ＣＰＵ１１２は、以降は当該新たな実行周期でモジュールＡを実行する。そして、また、Ｓ１０２に戻る。
【００４４】
また、Ｔａ−Ｐａ相関データ蓄積工程（Ｓ１３０）として、蓄積部３２は、上述した実行周期更新工程（Ｓ１１８）および実行周期算出工程（Ｓ１２２）で得られた、Ｐｖ＋Ｐｄ≦Ｐｍａｘ、かつ、Ｐｖ−Ｐｄ≧Ｐｍｉｎの条件を満足する使用率Ｐａと実行周期Ｔａの相関データを記憶装置３８にその都度格納し、蓄積する。ここでは、Ｐｖ＋Ｐｄ≦Ｐｍａｘ、かつ、Ｐｖ−Ｐｄ≧Ｐｍｉｎの条件を満足しない使用率Ｐａと実行周期Ｔａの相関データも一緒に蓄積してもよい。
【００４５】
データ量判定工程（Ｓ１３２）として、判定部３４は、記憶装置３８に蓄積された使用率Ｐａと実行周期Ｔａの相関データのデータ量が所定の閾値に到達したかどうかを判定する。まだ、到達しない場合はデータ量判定工程（Ｓ１３２）の先頭に戻り、到達した場合にはＳ１３４に進む。
【００４６】
Ｔａ−Ｐａ相関データ更新工程（Ｓ１３４）として、相関データ更新部３６は、データ量が所定の閾値に到達する毎に、記憶装置１４４に格納されたＴａ−Ｐａ曲線を、記憶装置３８に蓄積された使用率Ｐａと実行周期Ｔａの相関データ（Ｔａ−Ｐａ曲線）で上書きし更新する。描画動作中に随時更新していくことで、より適正なＴａ−Ｐａ曲線を得られる。
【００４７】
図９は、実施の形態１における理想状態と制御状態でのＣＰＵの負荷状態の一例を示すグラフ図である。図９に示すように、理想状態において、一時的に制限値Ｐｍａｘを超える場合があっても構わない。評価周期Ｔｃ毎の評価関数で判断する。図９の例では、理想状態の終盤において、ＣＰＵ１１２の全使用率Ｐｆの値が、制限値Ｐｍａｘを超えたまま推移している。かかる状況で、評価周期Ｔｃに到達した場合には、監視周期毎に得られた全使用率Ｐｆの平均値Ｐｖと偏差Ｐｄを使った評価関数Ｃ１が値「１」を示すことになる。ここでは、Ｐｖ＋Ｐｄ＞Ｐｍａｘと判断された場合を示している。そして、図９の例では、Ｔａが長い周期に更新されることで制限値Ｐｍａｘと最小値Ｐｍｉｎの間を全使用率Ｐｆが推移する場合が示されている。図９の例では、制御状態の後半において、ＣＰＵ１１２の全使用率Ｐｆの値が、最小値Ｐｍｉｎを大きく下回ったまま推移している場合を示している。かかる状況で、評価周期Ｔｃに到達した場合には、監視周期毎に得られた全使用率Ｐｆの平均値Ｐｖと偏差Ｐｄを使った評価関数Ｃ２が値「１」を示すことになる。ここでは、Ｐｖ−Ｐｄ＜Ｐｍｉｎと判断された場合を示している。そして、図９の例では、Ｔａが短い周期に更新されることで全使用率Ｐｆが制限値Ｐｍａｘと最小値Ｐｍｉｎの間に向かって上昇していく場合が示されている。
【００４８】
以上のように、ＣＰＵ１１２の使用率を監視周期で監視し、評価周期毎に使用率に応じて増減する新たな実行周期Ｔａを演算する。そして、得られた新たな実行周期Ｔａで設定されている実行周期Ｔａを順次更新していくことで、ＣＰＵ１１２の全ＣＰＵ使用率Ｐｆを適正な使用率で推移させることができる。
【００４９】
以上のように、ＣＰＵ１１２の負荷が制御された状況で、モジュールＢの実行によって描画部１５０は制御される。そして、描画工程（Ｓ３０）において、描画部１５０は、試料１０１にパターンを描画する。
【００５０】
具体的には、記憶装置１４０に格納された描画データは制御計算機１２０によって、複数段のデータ変換処理が行われる。そして、ＣＰＵ１１２で実行されるモジュールによって、制御回路１３０に制御信号が出力される。かかる制御信号に沿って、制御回路１３０は、描画部１５０を動作させる。描画部１５０は、以下のように動作する。
【００５１】
電子銃２０１（放出部）から放出された電子ビーム２００は、ブランキング偏向器２１２内を通過する際にブランキング偏向器２１２によって、ビームＯＮの状態では、ブランキングアパーチャ２１４を通過するように制御され、ビームＯＦＦの状態では、ビーム全体がブランキングアパーチャ２１４で遮へいされるように偏向される。ビームＯＦＦの状態からビームＯＮとなり、その後ビームＯＦＦになるまでにブランキングアパーチャ２１４を通過した電子ビーム２００が１回の電子ビームのショットとなる。ブランキング偏向器２１２は、通過する電子ビーム２００の向きを制御して、ビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態とを交互に生成する。例えば、ビームＯＮの状態では電圧を印加せず、ビームＯＦＦの際にブランキング偏向器２１２に電圧を印加すればよい。かかる各ショットの照射時間Ｔで試料１０１に照射される電子ビーム２００のショットあたりの照射量が調整されることになる。
【００５２】
以上のようにブランキング偏向器２１２とブランキングアパーチャ２１４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２００は、照明レンズ２０２により矩形例えば長方形の穴を持つ第１の成形アパーチャ２０３全体を照明する。ここで、電子ビーム２００をまず矩形例えば長方形に成形する。そして、第１の成形アパーチャ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の成形アパーチャ２０６上に投影される。偏向器２０５によって、かかる第２の成形アパーチャ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（可変成形を行なう）ことができる。かかる可変成形はショット毎に行なわれ、通常ショット毎に異なるビーム形状と寸法に成形される。そして、第２の成形アパーチャ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、偏向器２０８によって偏向され、連続的に移動するＸＹステージ１０５に配置された試料の所望する位置に照射される。以上のように、各偏向器によって、電子ビーム２００の複数のショットが順に基板となる試料１０１上へと偏向される。
【００５３】
以上のように実施の形態１によれば、ＣＰＵ１１２の過負荷状態を引き起こさない、或いは緩和することができる。その結果、描画装置１００の制御部１６０の応答性や性能の低下を抑制できる。よって、高精度な描画を行うことができる。
【００５４】
よって、例えば、年代の古い低い性能の計算機上に、新規に開発した高負荷のモジュールを追加搭載する場合でも、既存のモジュールの動作に影響を与えないようにできる。その結果、重要なタスクが十分なＣＰＵ使用率を確保できないような事象の発生を抑制できる。よって、過負荷状態が低減され、システムの応答性や性能の低下やデッドラインミス等の致命的障害の発生を抑制できる。よって、描画システムの安全性、安定性、及び信頼性を向上させることができる。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【符号の説明】
【００５８】
１０  監視部
１２  Ｔｍ判定部
１４  Ｐｆ取得部
１６  Ｔｃ判定部
１８  Ｐｖ演算部
２０  Ｐｄ演算部
２２  Ｃ演算部
２４  Ｔａ判定部
２６  Ｃ判定部
２８  Ｔａ算出部
３０  Ｔａ更新部
３２  蓄積部
３４  判定部
３６  相関データ更新部
１００  描画装置
１０１  試料
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０５  ＸＹステージ
１１０，１２０  制御計算機
１１１  メモリ
１１２  ＣＰＵ
１１６  負荷制御部
１３０  制御回路
１４０，１４２，１４４  記憶装置
１５０  描画部
１６０  制御部
１７２  気圧計
１７４  真空計
１７６  温度計
２００  電子ビーム
２０１  電子銃
２０２  照明レンズ
２０３  第１の成形アパーチャ
２０４  投影レンズ
２０５  偏向器
２０６  第２の成形アパーチャ
２０７  対物レンズ
２０８  偏向器
２１２  ブランキング偏向器
２１４  ブランキングアパーチャ
３３０  電子線
３４０  試料
４１０  第１のアパーチャ
４１１  開口
４２０  第２のアパーチャ
４２１  可変成形開口
４３０  荷電粒子ソース
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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