(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
被描画対象となる基板を載置する、移動可能なステージと、
前記基板面を仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、当該小領域へ前記荷電粒子ビームを偏向する主偏向データを演算する主偏向演算部と、
前記ステージの移動に追従させるための前記荷電粒子ビームの偏向量を、互いに重なり合う時期を持ちながら時差をおいて演算し、トラッキングデータとして前記主偏向データと共に中継ユニットに出力する複数のトラッキング偏向量演算部と、
前記中継ユニット内に配置され、前記基板面を仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、当該小領域への前記荷電粒子ビームの照射が終了したことを示す終了信号を入力し、前記終了信号をトリガとして、前記複数のトラッキング演算部の一方の出力から他方の出力へと切り替える切り替え部と、
切り替え前は前記一方の出力として、切り替え後は前記他方の出力として、前記主偏向データと前記トラッキングデータとを入力し、前記主偏向データと前記トラッキングデータに基づく偏向電圧を生成するＤＡＣ（デジタルアナログ変換）アンプと、
前記ステージが移動する中、前記複数のトラッキング演算部の切り替え前は、前記複数のトラッキング演算部の一方から出力される信号に基づく前記ＤＡＣアンプから印加される偏向電圧によって第ｎ番目の小領域へ前記荷電粒子ビームを偏向し、切り替え後は、前記複数のトラッキング演算部の他方から出力される信号に基づく前記ＤＡＣアンプから印加される偏向電圧によって第ｎ＋１番目の小領域へ前記荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
【請求項２】
小領域毎に、当該小領域への前記荷電粒子ビームの照射が終了する前に、前記終了信号の擬似信号を出力する擬似信号出力部をさらに備え、
前記複数のトラッキング偏向量演算部は、前記擬似信号を入力し、前記擬似信号をトリガとして、交互に前記演算を開始す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。
【請求項３】
前記複数のトラッキング演算部と前記切り替え部は、光ケーブルを介して接続され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。
【請求項４】
前記偏向器は、主副２段の多段偏向器で構成され、
主偏向器は、小領域毎に、前記ステージの移動に追従させながら当該小領域の基準位置へと前記荷電粒子ビームを偏向し、
副偏向器は、当該小領域内の各ショット位置へと前記荷電粒子ビームを偏向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。
【請求項５】
荷電粒子ビームを放出する工程と、
前記基板面を仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、当該小領域へ前記荷電粒子ビームを偏向する主偏向データを演算する工程と、
被描画対象となる基板を載置するステージの移動に追従させるための前記荷電粒子ビームの偏向量を、複数のトラッキング偏向量演算部により互いに重なり合う時期を持ちながら時差をおいて演算し、トラッキングデータとして前記主偏向データと共に中継ユニットに出力する工程と、
前記中継ユニット内に配置された切り替え部によって、前記基板面を仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、当該小領域への前記荷電粒子ビームの照射が終了したことを示す終了信号を入力し、前記終了信号をトリガとして、前記複数のトラッキング演算部の一方の出力から他方の出力へと切り替える工程と、
ＤＡＣ（デジタルアナログ変換）アンプによって、切り替え前は前記一方の出力として、切り替え後は前記他方の出力として、前記主偏向データと前記トラッキングデータとを入力し、前記主偏向データと前記トラッキングデータに基づく偏向電圧を生成する工程と、
前記ステージが移動する中、前記複数のトラッキング演算部の切り替え前は、前記複数のトラッキング演算部の一方から出力される信号に基づく前記ＤＡＣアンプから印加される偏向電圧によって第ｎ番目の小領域へ前記荷電粒子ビームを偏向する工程と、
前記ステージが移動する中、前記複数のトラッキング演算部の切り替え後は、前記複数のトラッキング演算部の他方から出力される信号に基づく前記ＤＡＣアンプから印加される偏向電圧によって第ｎ＋１番目の小領域へ前記荷電粒子ビームを偏向する工程と、
を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、電子線描画において、光転送により偏向データを送信する装置に関する。
【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６は、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。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】
電子ビーム描画では、基板の描画領域をメッシュ状に分割したサブフィールド（ＳＦ）単位で描画を行う。昨今のパターンの微細化に伴い、かかるＳＦ数が増加し、ＳＦへ偏向する偏向データの処理速度のさらなる高速化と正確性が求められている。例えば、制御回路からの偏向信号を光転送により送信する場合、通信遅延が発生してしまう。一方、移動するステージ上のマスク基板のあるＳＦに電子ビームを照射する場合には、ステージの移動に追従するようにトラッキング処理が必要となり、トラッキングされた位置に偏向する必要が生じる。また、１つのＳＦにおける描画処理が終了した後に、次のＳＦ位置のトラッキングを開始する。そのため、通信遅延があると、その分、次のＳＦに対する描画処理が遅れ、そのまま描画時間の増加につながり、描画装置のスループットを劣化させてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−０４３０８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、偏向信号の通信遅延によるスループットの低下を抑制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】
【０００７】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画装置は、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
被描画対象となる基板を載置する、移動可能なステージと、
前記基板面を仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、当該小領域へ前記荷電粒子ビームを偏向する主偏向データを演算する主偏向演算部と、
ステージの移動に追従させるための荷電粒子ビームの偏向量を、互いに重なり合う時期を持ちながら時差をおいて演算し、トラッキングデータとして前記主偏向データと共に中継ユニットに出力する複数のトラッキング偏向量演算部と、
前記中継ユニット内に配置され、基板面を仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、当該小領域への荷電粒子ビームの照射が終了したことを示す終了信号を入力し、終了信号をトリガとして、複数のトラッキング演算部の一方の出力から他方の出力へと切り替える切り替え部と、
切り替え前は前記一方の出力として、切り替え後は前記他方の出力として、前記主偏向データと前記トラッキングデータとを入力し、前記主偏向データと前記トラッキングデータに基づく偏向電圧を生成するＤＡＣ（デジタルアナログ変換）アンプと、
ステージが移動する中、複数のトラッキング演算部の切り替え前は、複数のトラッキング演算部の一方から出力される信号に基づく前記ＤＡＣアンプから印加される偏向電圧によって第ｎ番目の小領域へ荷電粒子ビームを偏向し、切り替え後は、複数のトラッキング演算部の他方から出力される信号に基づく前記ＤＡＣアンプから印加される偏向電圧によって第ｎ＋１番目の小領域へ荷電粒子ビームを偏向する偏向器と、
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
また、小領域毎に、当該小領域への荷電粒子ビームの照射が終了する前に、終了信号の擬似信号を出力する擬似信号出力部をさらに備え、
複数のトラッキング偏向量演算部は、擬似信号を入力し、擬似信号をトリガとして、交互に上述した演算を開始すると好適である。
【０００９】
また、複数のトラッキング演算部と切り替え部は、光ケーブルを介して接続されると好適である。
【００１０】
また、偏向器は、主副２段の多段偏向器で構成され、
主偏向器は、小領域毎に、ステージの移動に追従させながら当該小領域の基準位置へと荷電粒子ビームを偏向し、
副偏向器は、当該小領域内の各ショット位置へと荷電粒子ビームを偏向すると好適である。
【００１１】
本発明の一態様の荷電粒子ビーム描画方法は、
荷電粒子ビームを放出する工程と、
前記基板面を仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、当該小領域へ前記荷電粒子ビームを偏向する主偏向データを演算する工程と、
被描画対象となる基板を載置するステージの移動に追従させるための荷電粒子ビームの偏向量を、複数のトラッキング偏向量演算部により互いに重なり合う時期を持ちながら時差をおいて演算し、トラッキングデータとして前記主偏向データと共に中継ユニットに出力する工程と、
前記中継ユニット内に配置された切り替え部によって、基板面を仮想分割した複数の小領域の小領域毎に、当該小領域への前記荷電粒子ビームの照射が終了したことを示す終了信号を入力し、終了信号をトリガとして、複数のトラッキング演算部の一方の出力から他方の出力へと切り替える工程と、
ＤＡＣ（デジタルアナログ変換）アンプによって、切り替え前は前記一方の出力として、切り替え後は前記他方の出力として、前記主偏向データと前記トラッキングデータとを入力し、前記主偏向データと前記トラッキングデータに基づく偏向電圧を生成する工程と、
ステージが移動する中、複数のトラッキング演算部の切り替え前は、複数のトラッキング演算部の一方から出力される信号に基づく前記ＤＡＣアンプから印加される偏向電圧によって第ｎ番目の小領域へ荷電粒子ビームを偏向する工程と、
ステージが移動する中、複数のトラッキング演算部の切り替え後は、複数のトラッキング演算部の他方から出力される信号に基づく前記ＤＡＣアンプから印加される偏向電圧によって第ｎ＋１番目の小領域へ荷電粒子ビームを偏向する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、偏向信号の通信遅延があっても偏向処理速度の低下を抑制できる。よって、描画装置のスループットの低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【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における偏向制御回路と中継ユニットにおける信号のタイムチャートを示す図である。
【図３】実施の形態１と比較するための、トラッキング演算部が１つしかなく、主偏向用の中継ユニット内に信号の切り替え機能が無い場合の構成を示す概念図である。
【図４】実施の形態１と比較するための、トラッキング演算部が１つしかなく、主偏向用の中継ユニット内に信号の切り替え機能が無い場合の偏向制御回路と中継ユニットにおける信号のタイムチャートの一例を示す図である。
【図５】実施の形態１と比較するための、トラッキング演算部が１つしかなく、主偏向用の中継ユニット内に信号の切り替え機能が無い場合の偏向制御回路と中継ユニットにおける信号のタイムチャートの他の一例を示す図である。
【図６】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】
【００１４】
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。
【００１５】
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（ＢＬＫ）偏向器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、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、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（基板）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。そして、試料１０１上には、レジストが塗布されている。
【００１６】
制御部１６０は、制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１２０、中継ユニット１３０，１３２、ステージ制御回路１３４、磁気ディスク装置等の記憶装置１４０、及びデジタルアナログ変換（ＤＡＣ）アンプ１７０，１７２，１７４，１７６を有している。制御計算機１１０、メモリ１１２、偏向制御回路１２０、ステージ制御回路１３４、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０は、図示しないバスを介して互いに接続されている。偏向制御回路１２０は、光ケーブル１２２によって中継ユニット１３０，１３２に接続されている。中継ユニット１３０，１３２は、互いに接続されている。中継ユニット１３２は、ＤＡＣアンプ１７０を介してブランキング偏向器２１２に接続され、ＤＡＣアンプ１７２を介して成形用の偏向器２０５に接続され、ＤＡＣアンプ１７４を介して副偏向器２０９に接続される。中継ユニット１３０は、ＤＡＣアンプ１７６を介して主偏向器２０８に接続される。
【００１７】
偏向制御回路１２０内には、ＢＬＫ演算部１０、成形偏向演算部１２、副偏向演算部１４、制御部１８、主偏向演算部２０、及び複数のトラッキング演算部２２，２４が配置されている。ＢＬＫ演算部１０、成形偏向演算部１２、副偏向演算部１４、制御部１８、主偏向演算部２０、及び複数のトラッキング演算部２２，２４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。偏向制御回路１２０に必要な入力データ或いは演算された結果はその都度図示しないメモリに記憶される。
【００１８】
中継ユニット１３０内には、複数の主偏向Ｉ／Ｆ回路３０，３２及び切り替え部３４が配置されている。
【００１９】
中継ユニット１３２内には、ブランキング（ＢＬＫ）Ｉ／Ｆ回路３６、成形偏向Ｉ／Ｆ回路３８、副偏向Ｉ／Ｆ回路４０、サブフィールドエンド（ＳＦＥ）検出部４２、及びプレサブフィールドエンド（ＰｒｅＳＦＥ）演算部４４が配置されている。
【００２０】
記憶装置１４０には、パターンのレイアウト、図形コード、及び座標等の描画に必要な描画データが外部から入力され、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、ここでは主副２段の主偏向器２０８および副偏向器２０９を用いているが、１段或いは３段以上の偏向器を用いて試料の所定の位置へと偏向するようにしても構わない。
【００２２】
パターン入力工程として、制御計算機１１０は、記憶装置１４０に記憶された描画データを入力する。
【００２３】
そして、制御計算機１１０は、記憶装置１４０から入力された描画データに対して、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。制御計算機１１０は、描画データ処理部として機能する。制御計算機１１０は、描画データに定義された複数の図形パターンを１度の電子ビーム２００で照射可能なサイズ（成形可能なサイズ）のショット図形に変換し、各ショット図形の照射量、照射位置、ショット図形の種類、及びショット図形サイズ等が定義されたショットデータを生成する。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１１２に記憶される。
【００２４】
そして、生成されたショットデータは偏向制御回路１２０に出力される。そして、偏向制御回路１２０内では、ＢＬＫ演算部１０がショットデータに沿って、定義された照射量（偏向時間）だけビームＯＮの状態になるように、ビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態を交互に生成するためのＢＬＫ偏向データを演算して生成する。生成されたＢＬＫ偏向データは、光ケーブル１２２を通って中継ユニット１３２に出力される。
【００２５】
また、成形偏向演算部１２がショットデータに沿って、ビームＯＮの状態で生成された各ショット用の電子ビーム２００について、ショット毎にビーム形状とサイズを可変成形するための成形偏向データを演算して生成する。生成された成形偏向データは、光ケーブル１２２を通って中継ユニット１３２に出力される。
【００２６】
ここで、試料１０１の描画領域は、ｘ方向或いはｙ方向に向かって主偏向器２０８で偏向可能な幅で短冊状のストライプ領域に仮想分割される。さらにストライプ領域は副偏向器２０９で偏向可能なサブフィールド（ＳＦ）に仮想分割される。そして、副偏向演算部１４がショットデータに沿って、ＳＦ毎に、当該ＳＦの基準位置からＳＦ内の各ショット位置へ電子ビーム２００を偏向するための偏向データ（副偏向データ）を演算して生成する。生成された副偏向データは、光ケーブル１２２を通って中継ユニット１３２に出力される。
【００２７】
また、主偏向演算部２０がショットデータに沿って、各ＳＦへ電子ビーム２００を偏向するための偏向データ（主偏向データ）を演算して生成する。生成された主偏向データは、トラッキング演算部２２，２４に出力される。
【００２８】
ここで、試料１０１に描画を行う際、ＸＹステージ１０５は移動しているため、複数のトラッキング演算部２２，２４が、ＸＹステージ１０５の移動に追従するように主偏向器２０８で偏向するためのトラッキング用の偏向データ（トラッキングデータ）を演算して生成する。ＸＹステージ１０５の位置は、例えば、ステージ制御回路１３４から入力すればよい。実施の形態１では、例えば、第ｎ番目のＳＦのトラッキングデータをトラッキング演算部２２が演算し、次の第ｎ＋１番目のＳＦのトラッキングデータをトラッキング演算部２４が演算するといったように、トラッキング演算部２２，２４が、各ＳＦのトラッキングデータを交互に演算する。そして、ＳＦ毎に、主偏向データと該当トラッキングデータが、光ケーブル１２２を通って中継ユニット１３０に出力される。トラッキング演算部２２，２４のトラッキングデータは、（トラッキングデータ＝主偏向データ−ステージ位置データ）である。そして、主偏向データはＳＦ毎に設定されるため、ＳＦ毎オフセット（ＯＦＦＳＥＴ）が違う。そのため、第ｎ番目のＳＦと第ｎ＋１番目のＳＦでのトラッキング演算を複数個のトラッキング演算部２２，２４で行うとより好適である。
【００２９】
中継ユニット１３２内では、ＢＬＫ偏向データがブランキングＩ／Ｆ回路３６を介してＤＡＣアンプ１７０に出力される。そして、ＤＡＣアンプ１７０によって、デジタル信号からアナログ信号に変換され、増幅された上で、偏向電圧として、ＢＬＫ偏向器２１２に印加される。
【００３０】
また、成形偏向データが成形偏向Ｉ／Ｆ回路３８を介してＤＡＣアンプ１７２に出力される。そして、ＤＡＣアンプ１７２によって、デジタル信号からアナログ信号に変換され、増幅された上で、偏向電圧として、成形用の偏向器２０５に印加される。
【００３１】
また、副形偏向データが副偏向Ｉ／Ｆ回路４０を介してＤＡＣアンプ１７４に出力される。そして、ＤＡＣアンプ１７４によって、デジタル信号からアナログ信号に変換され、増幅された上で、偏向電圧として、副偏向器２０９に印加される。
【００３２】
一方、中継ユニット１３０内では、主偏向データとトラッキング演算部２２から出力されたトラッキングデータが主偏向Ｉ／Ｆ回路３０に、主偏向データとトラッキング演算部２４から出力されたトラッキングデータが主偏向Ｉ／Ｆ回路３２に出力される。そして、主偏向Ｉ／Ｆ回路３０，３２の一方を介してＤＡＣアンプ１７６に主偏向データとトラッキングデータが出力されるように、切り替え部３４が、主偏向Ｉ／Ｆ回路３０，３２とＤＡＣアンプ１７６の接続を切り替える。そして、ＤＡＣアンプ１７６によって、デジタル信号からアナログ信号に変換され、増幅され、さらに主偏向データとトラッキングデータが加算された上で、偏向電圧として、主偏向器２０８に印加される。
【００３３】
そして、描画部１５０は、電子ビーム２００を用いて、試料１０１にパターンを描画する。具体的には、以下の動作を行なう。
【００３４】
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。
【００３５】
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、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。まず、主偏向器２０８がショットされるＳＦの基準位置に電子ビーム２００を偏向する。ＸＹステージ１０５は移動しているため、主偏向器２０８はＸＹステージ１０５の移動に追従するように電子ビーム２００を偏向する。そして、副偏向器２０９により、ＳＦ内の各位置に照射される。
【００３６】
図２は、実施の形態１における偏向制御回路と中継ユニットにおける信号のタイムチャートを示す図である。図２において、例えば、第ｎ番目のＳＦ用に、偏向制御回路１２０から主偏向データと主偏向データに引き続きトラッキングデータが出力される。そして、主偏向用のＤＡＣアンプ１７６のセトリング時間を待機して、ＢＬＫ偏向データが出力される。偏向制御回路１２０と中継ユニット１３０，１３２との間は、光ケーブル１２２で接続されているため、信号転送に遅延（時間Ｔ１）が生じる。そのため、偏向制御回路１２０から主偏向データとトラッキングデータが時間Ｔ１遅れて中継ユニット１３０に届く。同様に、ＢＬＫ偏向データが時間Ｔ１遅れて中継ユニット１３２に届く。そして、ＤＡＣアンプ１７６のセトリング時間が経過し、主偏向器２０８へ印加する偏向電圧が安定した状態で、ＤＡＣアンプ１７０からの偏向電圧のＯＮ／ＯＦＦによってＢＬＫ偏向器２１２が各ショット用のＯＮビームを生成する。そして、ショット毎に、当該ショット用の電子ビームが偏向器２０５で成形され、副偏向器２０９でＳＦ内の当該ショット位置に成形された電子ビームが照射されることでショット図形が描画される。かかるショット図形の組み合わせによりＳＦ内のパターンが試料１０１に描画されることになる。そして、第ｎ番目のＳＦへの描画が終了すると、ＳＦＥ検出部４２が、第ｎ番目のＳＦへの描画の終了を検出して、サブフィールドエンド（ＳＦＥ）信号（ＳＦＥフラグ）を出力する。
【００３７】
ここで、第ｎ番目のＳＦへの描画が終了し、次の第ｎ＋１番目のＳＦへの描画を行う際、かかるＳＦＥ信号を待っていたのでは、次のような問題が生じる。
【００３８】
図３は、実施の形態１と比較するための、トラッキング演算部が１つしかなく、主偏向用の中継ユニット内に信号の切り替え機能が無い場合の構成を示す概念図である。図３において、偏向制御回路３２０と中継ユニット３３１，３３２は、図１と同様、光ケーブルで接続される。図３の構成では、偏向制御回路３２０が中継ユニット３３２側から第ｎ番目のＳＦについてのＳＦＥフラグを受けて、第ｎ＋番目のＳＦへの描画処理を開始することになる。
【００３９】
図４は、実施の形態１と比較するための、トラッキング演算部が１つしかなく、主偏向用の中継ユニット内に信号の切り替え機能が無い場合の偏向制御回路と中継ユニットにおける信号のタイムチャートの一例を示す図である。図４において、第ｎ番目のＳＦ用に、偏向制御回路３２０側から主偏向データと主偏向データに引き続きトラッキングデータが出力される。そして、主偏向用のＤＡＣアンプ１７６のセトリング時間を待機して、ＢＬＫ偏向データが出力される。偏向制御回路３２０と中継ユニット３３１との間は、光ケーブルで接続されているため、信号転送に遅延（時間Ｔ１）が生じる。そのため、偏向制御回路３２０から主偏向データとトラッキングデータが時間Ｔ１遅れて中継ユニット３３１に届く。そして、ＤＡＣアンプ１７６のセトリング時間が経過し、主偏向器へ印加する偏向電圧が安定した状態で、ＤＡＣアンプ１７０からの偏向電圧のＯＮ／ＯＦＦを受けたＢＬＫ偏向器によって各ショット用のＯＮビームが形成される。そして、ショット毎に、ビームが成形され、当該ショット位置に成形された電子ビームが照射される。ここで、中継ユニット３３２から偏向制御回路３２０にＳＦＥフラグが到着するまでには光ケーブルによる転送遅延として時間Ｔ２がかかるため、偏向制御回路３２０内では、第ｎ番目のＳＦのためのＢＬＫ偏向データが終了後も、Ｔ１＋Ｔ２の時間、トラッキングデータを演算し、出力し続ける必要が生じてしまう。第ｎ番目のＳＦへの描画が終了する前にトラッキングを終了してしまうと描画位置がずれてしまうからである。その結果、実際には第ｎ番目のＳＦへの描画用のトラッキングデータは十分であるにもかかわらず、さらに、データを演算し続けることになり、次のＳＦ用の演算開始がその分遅くなるといった問題が生じる。
【００４０】
図５は、実施の形態１と比較するための、トラッキング演算部が１つしかなく、主偏向用の中継ユニット内に信号の切り替え機能が無い場合の偏向制御回路と中継ユニットにおける信号のタイムチャートの他の一例を示す図である。図４では、ＳＦＥフラグを待つため、次のＳＦ用の演算開始がＴ１＋Ｔ２の時間、遅延してしまう。そこで、図５の例では、第ｎ番目のＳＦへの描画が終了する前に、遅延時間Ｔ１＋Ｔ２を見越して事前にプレＳＦＥフラグを中継ユニット３３２から偏向制御回路３２０に出力する。ここでは、中継ユニット３３２が、マージン時間Ｔｍを用いて、描画終了時からＴ１＋Ｔ２−Ｔｍだけ前にプレＳＦＥフラグを中継ユニット３３２から偏向制御回路３２０に出力する。元々、ＳＦＥが主偏向データやトラッキングデータと同期していないので、光通信モジュールの遅延時間、ジッタ、及びスキュー等を考慮してさらに安全係数をかけたマージン時間Ｔｍを設定する必要がある。これにより、偏向制御回路３２０では、プレＳＦＥフラグを受けて、トラッキングデータの演算を終了できるため無駄時間を低減できる。しかしながら、図５の手法では、マージン時間Ｔｍの設定の見積もりを誤ると、描画終了前に、トラッキングデータが停止してしまうといった問題が起こり得る。
【００４１】
そこで、実施の形態１では、図１で示したように、偏向制御回路１２０内に複数のトラッキング演算部を配置し、主偏向用の中継ユニット１３０内に信号の切り替え機能を配置した。そして、図２で示したように、第ｎ番目のＳＦへの描画が終了する前に、遅延時間Ｔ１＋Ｔ２を見越して事前にプレＳＦＥフラグを中継ユニット１３０から偏向制御回路１２０に出力する。ここでは、中継ユニット１３２内のＰｒｅＳＦＥ演算部４４が、マージン時間Ｔ０を用いて、描画終了時からＴ１＋Ｔ２＋Ｔ０だけ前にプレＳＦＥフラグを生成し、中継ユニット１３２から偏向制御回路１２０に出力する。言い換えれば、ＰｒｅＳＦＥ演算部４４は、ＳＦ（小領域）毎に、当該ＳＦへの電子ビームの照射が終了する前に、終了信号となるＳＦＥフラグの擬似信号となるプレＳＦＥフラグを出力する。ＰｒｅＳＦＥ演算部４４は、擬似信号出力部の一例となる。
【００４２】
偏向制御回路１２０内では、制御部１８が、プレＳＦＥフラグを受けて、主偏向演算部２０に対して、第ｎ＋１番目のＳＦ用の主偏向データの演算を開始させる。さらに、制御部１８は、現在、第ｎ番目のＳＦ用のトラッキングを行っている例えばトラッキング演算部２２とは異なる他方のトラッキング演算部２４に対して、第ｎ＋１番目のＳＦ用のトラッキングデータの演算を開始させる。そして、偏向制御回路１２０から主偏向データと主偏向データに引き続きトラッキングデータが中継ユニット１３０へと出力される。偏向制御回路１２０と中継ユニット１３０との間は、光ケーブル１２２で接続されているため、信号転送に遅延（時間Ｔ１）が生じる。そのため、偏向制御回路１２０から主偏向データとトラッキングデータが時間Ｔ１遅れて中継ユニット１３０に届く。この時点では、まだ、第ｎ番目のＳＦの描画が終了していない。そのため、複数のトラッキング演算部２２，２４が、ＸＹステージ１０５の移動に追従させるための電子ビームの偏向量となるトラッキングデータを、互いに重なり合う時期を持ちながら時差をおいて演算することになる。また、制御部１８が、プレＳＦＥフラグを受けて、ＢＬＫ演算部１０、成形偏向演算部１２、及び副偏向演算部１４を制御して、第ｎ＋１番目のＳＦ内の各ショット用のＢＬＫ偏向データ、成形偏向データ、及び成形偏向データをそれぞれ演算させる。そして、ＢＬＫ偏向データ、成形偏向データ、及び成形偏向データが偏向制御回路１２０から中継ユニット１３２へと出力される。ＢＬＫ偏向データ、成形偏向データ、及び成形偏向データについても光ケーブル１２２で接続されているため、信号転送に遅延（時間Ｔ１）が生じる。そのため、偏向制御回路１２０から時間Ｔ１遅れて中継ユニット１３２に届く。
【００４３】
そして、中継ユニット１３０内の切り替え部３４は、中継ユニット１３２内のＳＦＥ検出部４２から出力されたＳＦＥフラグを入力し、ＳＦＥフラグをトリガとして、トラッキング演算部２２の出力から他方のトラッキング演算部２４の出力へと接続を切り替える。これにより、直ちに、第ｎ番目のＳＦ用の主偏向データ及びトラッキングデータから第ｎ＋１番目のＳＦ用の主偏向データ及びトラッキングデータへと切り替わる。そして、接続切り替え前の第ｎ＋１番目のＳＦ用の主偏向データが中継ユニット１３０に届いた時からＤＡＣアンプ１７６のセトリング時間が経過した後に、ＤＡＣアンプ１７０からの偏向電圧のＯＮ／ＯＦＦによってＢＬＫ偏向器２１２が第ｎ＋１番目のＳＦ内の各ショット用のＯＮビームを生成する。そして、ショット毎に、当該ショット用の電子ビームが偏向器２０５で成形され、副偏向器２０９で第ｎ＋１番目のＳＦ内の当該ショット位置に成形された電子ビームが照射されることでショット図形が描画される。かかるショット図形の組み合わせにより第ｎ＋１番目のＳＦ内のパターンが試料１０１に描画されることになる。そして、第ｎ＋１番目のＳＦへの描画が終了すると、ＳＦＥ検出部４２が、第ｎ＋１番目のＳＦへの描画の終了を検出して、ＳＦＥ信号（ＳＦＥフラグ）を出力する。以下、同様に、動作する。
【００４４】
ここで、接続切り替え前の第ｎ＋１番目のＳＦ用の主偏向データが中継ユニット１３０に届いた時からＳＦＥフラグが中継ユニット１３０に届くまでの時間は、数百ｎＳと主偏向用のＤＡＣアンプ１７６に必要なセトリング時間に対して十分短い。そのため、接続切り替え前の第ｎ＋１番目のＳＦ用の主偏向データが中継ユニット１３０に届いた時からＤＡＣアンプ１７６のセトリング時間が経過した時点で第ｎ＋１番目のＳＦ用の描画を開始しても、主偏向器２０８へ印加する偏向電圧は安定した状態にできる。
【００４５】
以上のように、複数のトラッキング演算部２２，２４は、擬似信号となるプレＳＦＥフラグを入力し、プレＳＦＥフラグをトリガとして、交互にトラッキング演算を開始する。そして、切り替え部３４が、ＳＦ毎に、当該ＳＦへの電子ビームの照射が終了したことを示すＳＦＥフラグを入力し、ＳＦＥフラグをトリガとして、複数のトラッキング演算部２２，２４の一方の出力から他方の出力へとＤＡＣアンプ１７６との接続を切り替える。そして、ＸＹステージ１０５が移動する中、主偏向器２０８は、複数のトラッキング演算部の切り替え前は、複数のトラッキング演算部２２，２４の一方から出力される信号に基づき第ｎ番目のＳＦへ電子ビーム２００を偏向する。そして、副偏向器２０９が、第ｎ番目のＳＦ内の各ショット位置へ該当ショットのビームをそれぞれ偏向する。次に、切り替え後は、主偏向器２０８が複数のトラッキング演算部２２，２４の他方から出力される信号に基づき第ｎ＋１番目のＳＦへ電子ビーム２００を偏向する。そして、副偏向器２０９が、第ｎ＋１番目のＳＦ内の各ショット位置へ該当ショットのビームをそれぞれ偏向する。
【００４６】
ｎ番目のＳＦ用のＳＦＥフラグを受信し、切り替え部３４により接続が切り替えられるまでの間、プレＳＦＥフラグにより生成されたｎ＋１番目のＳＦ用のトラッキングデータは使用されずに所謂捨て信号となる。しかし、ｎ番目のＳＦ用のトラッキングデータとｎ＋１番目のＳＦ用のトラッキングデータの重複期間を持つことで、無駄な待機時間を無くすことができる。よって、図５で説明したトラッキングデータが描画中に停止しないようにするために必要とされたマージンＴｍも不要にできる。
【００４７】
以上のように、実施の形態１によれば、光ケーブル等を接続に用いた場合のような偏向信号の通信遅延があっても偏向処理速度の低下を抑制できる。よって、描画装置のスループットの低下を抑制できる。
【００４８】
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。例えば、上述した例では光ケーブルを用いたが、これに限るものではなく、通信遅延が生じる接続であれば適用できる。
【００４９】
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。
【００５０】
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】
【００５１】
１０  ＢＬＫ演算部
１２  成形偏向演算部
１４  副偏向演算部
１８  制御部
２０  主偏向演算部
２２，２４  トラッキング演算部
３０，３２  主偏向Ｉ／Ｆ回路
３４  切り替え部
３６  ＢＬＫＩ／Ｆ回路
３８  成形偏向Ｉ／Ｆ回路
４０  副偏向Ｉ／Ｆ回路
４２  ＳＦＥ検出部
４４  ＰｒｅＳＦＥ演算部
１００  描画装置
１０１  試料
１０２  電子鏡筒
１０３  描画室
１０５  ＸＹステージ
１１０  制御計算機
１１２  メモリ
１２０，３２０  偏向制御回路
１２２  光ケーブル
１３０，１３２，３３１，３３２  中継ユニット
１３４  ステージ制御回路
１４０  記憶装置
１７０，１７２，１７４，１７６  ＤＡＣアンプ
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  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  主偏向器
２０９  副偏向器
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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