JP2011151123A - 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】ＳＦ間で生じる遅延時間を短縮可能な装置を提供することを他の目的とする。
【構成】本発明の一態様の描画装置１００は、電子ビームを放出する電子銃２０１と、電子ビームの複数のショットを順に基板上へと偏向する主偏向器２０８及び副偏向器２０９と、偏向領域が主偏向器２０８よりも狭い副偏向器２０９が偏向可能な第ｎ番目のＳＦ内の電子ビームの最終ショットが完了する前に当該最終ショットが完了したことを示すＳＦＥ信号を生成するＳＦＥ生成／送信部２０と、主副２段の偏向器の偏向制御を行ない、完了信号を受信して第ｎ＋１番目のＳＦへの偏向制御処理を開始する偏向制御回路１２０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、可変成形された電子ビームを用いて試料にパターンを描画する電子ビーム描画装置及び方法に関する。

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。

図５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。

描画装置では、１回のショット（ビーム照射）を行なうために、ビームＯＮ／ＯＦＦによるビームショットの生成を行なうブランキング処理、ビームショットの形状やサイズを決める成形処理、ショット位置の位置決め処理がそれぞれの偏向器によって行なわれる。これらの処理は偏向する量の大小や動作速度の高低など、求められる機能が処理によって異なるため、機能に応じた性能を有する複数の偏向器を搭載している。複数の偏向器が搭載されるため、描画動作を行なう際に、これらの偏向器間でのタイミング調整（同期）が必要となる。ここでは、ＶＳＢ方式での描画装置について記載しているが、成形せずに、単にビームショットを所望する位置に照射する場合でも、ブランキング偏向とショット位置偏向の両偏向器間の同期をとることが必要となることは言うまでもない。

理想的には、描画装置全体が単一の基準クロックを有し、全てが自動的に完全なタイミングで動くことが望ましい。しかしながら、その実現には各偏向器のアンプユニットのエラーとリカバリに要する時間等によるズレによる問題がある。また、極めて高速なブランキングアンプの動作クロックを系全体に正確に行きわたらせるための技術的及びコスト的な問題がある。これらの問題等、その実現には様々な困難が伴う。そのため、従来、分割単位として最小の偏向領域（ＳＦ：サブフィールド）毎に各偏向器のアンプユニットがそれぞれ独立して動作するように制御されてきた。しかしながら、昨今のパターン微細化に伴い、描画されるマスク等の基板上のＳＦ数も飛躍的に増大している。そのため、あるＳＦの描画処理終了から次のＳＦの処理開始までの遅延時間が装置のスループットに与える影響が大きくなってきている。

そのため、描画しようとするＳＦがビームを走査可能な窓枠領域に入ったことを主偏向データとステージ位置情報とに基づき判定し判定フラグを出力して、主偏向演算を行ない、描画中のＳＦの描画が終了すると、演算データが転送されるようにして、主偏向データの処理時間を短縮し、描画装置のスループットを向上させる技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、仮にかかる制御を行ったとしても、あるＳＦの描画処理終了から次のＳＦの処理開始までの遅延時間が数μｓ発生する。かかる遅延はケーブル長と性能に応じた固定値となっている。そのため、かかる遅延時間自体を短縮することは困難であるといった問題があった。

特開２００８−０１６６０８号公報

上述したように、ＳＦ間での処理終了から次の処理開始までの遅延時間が装置のスループットに与える影響が大きくなってきている。そして、かかる遅延はケーブル長と性能に応じた固定値となっている。そのため、かかる遅延時間自体を短縮することは困難であるといった問題があった。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。

そこで、本発明は、上述した問題点を克服し、ＳＦ間で生じる遅延時間を短縮可能な装置及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、
荷電粒子ビームを放出する放出部と、
荷電粒子ビームの複数のショットを順に基板上へと偏向する主副２段の偏向器と、
主副２段の偏向器の内、偏向領域が主偏向器よりも狭い副偏向器が偏向可能な第ｎ番目の小領域内の荷電粒子ビームの最終ショットが完了する前に当該最終ショットが完了したことを示す完了信号を生成する完了信号生成部と、
主副２段の偏向器の偏向制御を行ない、完了信号を受信して第ｎ＋１番目の小領域への偏向制御処理を開始する偏向制御部と、
を備えたことを特徴とする。

かかる構成により、第ｎ番目の小領域内の荷電粒子ビームの最終ショットが完了する前に第ｎ＋１番目の小領域への偏向制御処理を開始できる。よって、ケーブル長と性能に応じた固定値の遅延時間を実質的に短縮できる。

また、第ｎ番目の小領域内の残りショット時間を演算する残り時間演算部をさらに備え、
完了信号生成部は、残りショット時間が所定の時間より短い場合に完了信号を生成すると好適である。

また、第ｎ番目の小領域内へ複数回ショットするための複数のショットデータを生成するショットデータ生成部と、
複数のショットデータをショット順に順次入力して格納する記憶装置と、
をさらに備え、
完了信号生成部は、第ｎ番目の小領域内の荷電粒子ビームの最終ショット用のショットデータが記憶装置に入力された場合に完了信号を生成すると好適である。

また、第ｎ番目の小領域内の前記荷電粒子ビームの最終ショットが完了した時点以降に最終ショットが完了したことを示す識別情報を生成するショット完了識別情報生成部と、
第ｎ番目の小領域内の最終ショット前に生成される事前信号と、第ｎ番目の小領域用の識別情報との一方を検出した場合に、検出信号を出力する検出部と、
をさらに備え、
完了信号生成部は、検出信号を入力した場合に完了信号を生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、
荷電粒子ビームの複数のショットを順に基板上へと偏向する主副２段の偏向器の内、偏向領域が主偏向器よりも狭い副偏向器が偏向可能な第ｎ番目の小領域内の荷電粒子ビームの最終ショットが完了する前に当該最終ショットが完了したことを示す完了信号を生成する工程と、
完了信号を受信して当該最終ショットが完了する前に第ｎ＋１番目の小領域への偏向制御処理を開始する工程と、
を備えたことを特徴とする。

本発明の一態様によれば、偏向領域が主偏向器よりも狭い副偏向器が偏向可能な小領域（ＳＦ）間で生じる遅延時間を短縮できる。よって、装置のスループットを短縮できる。

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における偏向制御処理方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１における描画方法の一部となるＳＦＥ信号の生成及び送信方法の要部工程を示すフローチャート図である。 実施の形態１におけるＳＦＥ信号の生成及び送信処理による効果を説明するための図である。 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。

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、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、描画対象となるマスク等の試料２１６が配置される。

ブランキング偏向器２１２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。偏向器２０５、主偏向器２０８及び副偏向器２０９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。ここでは、偏向器毎に１つのＤＡＣアンプユニット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アンプユニットが接続される。

制御部は、制御計算機１１０、偏向制御回路１２０、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１２２，１２４，１２６、ＤＡＣ（デジタル・アナログコンバータ）アンプユニット１３２，１３４，１３６，１３８（偏向アンプ）、及び磁気ディスク装置等の記憶装置１４０を有している。制御計算機１１０、偏向制御回路１２０、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。また、Ｉ／Ｆ回路１２２，１２４，１２６は、偏向制御回路１２０に接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３２は、Ｉ／Ｆ回路１２２に接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３４，１３６は、Ｉ／Ｆ回路１２４に接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３８は、Ｉ／Ｆ回路１２６に接続されている。ＤＡＣアンプユニット１３２は、ブランキング偏向器２１２に接続される。また、ＤＡＣアンプユニット１３４は、偏向器２０５に接続される。また、ＤＡＣアンプユニット１３６は、副偏向器２０９に接続される。ＤＡＣアンプユニット１３８は、主偏向器２０８に接続される。偏向制御回路１２０から各ＤＡＣアンプユニットに対して、それぞれの対応するＩ／Ｆ回路を介してそれぞれ独立した制御用のデジタル信号が出力される。そして、各ＤＡＣアンプユニットでは、それぞれのデジタル信号をアナログ信号に変換し、増幅させて偏向電圧として、接続された偏向器に出力される。このようにして、各偏向器には、接続されるＤＡＣアンプユニット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。

また、Ｉ／Ｆ回路１２２内には、ショットサイクル計算部１０、サブフィールド（ＳＦ）残り時間演算部１２、検出部１４、判定部１６、検出部１８、サブフィールドエンド（ＳＦＥ）生成／送信部２０、及びＦＩＦＯ（Ｆｉｒｓｔ ｉｎ ｆｉｒｓｔ ｏｕｔ）回路２２が配置される。ショットサイクル計算部１０、ＳＦ残り時間演算部１２、検出部１４、判定部１６、検出部１８、及びＳＦＥ生成／送信部２０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よいし、ハードウェアで構成されてもよい。或いは、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせで構成されてもよい。或いは、ファームウェアとハードウェアの組み合わせで構成されてもよい。ソフトウェアで構成される場合、かかる演算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。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。

描画装置１００では、試料２１６の描画領域が短冊状の複数のストライプ領域に仮想分割される。かかるストライプ領域の幅は、主偏向器２０８で偏向可能な幅で分割される。また、ストライプ領域は、例えば正方形のメッシュ状の複数の小領域（ＳＦ：サブフィールド）に仮想分割される。かかるＳＦのサイズは、副偏向器２０９で偏向可能なサイズとなる。分割される偏向領域としては、ＳＦが最小の偏向領域となる。

また、描画する際には、制御計算機１１０が、描画データを記憶装置１４０から読み出し、複数段のデータ処理を行ってショットデータを生成する。ショットデータは、所定の単位領域毎に並列処理され、描画順に順次、偏向制御回路１２０へ出力される。そして、描画処理は、ＳＦ毎に行なわれる。あるＳＦを描画する際には、主偏向器２０８で１つのＳＦの基準位置に偏向位置を合わせた状態で副偏向器２０９により当該ＳＦ内の所望するショット位置に電子ビーム２００を偏向する。通常、１つのＳＦ内には複数のショットが照射されるので、主偏向器２０８で１つのＳＦの基準位置に偏向位置を合わせた状態で副偏向器２０９が各ショットの偏向位置を変えていく。そして、１つのＳＦ内のショットが完了すると、次のＳＦの描画処理が行なわれる。また、ＸＹステージ１０５が例えば連続移動しながら描画処理を進める。そのため、主偏向器２０８は、ＸＹステージ１０５の移動に追従しながら描画するＳＦの基準位置に偏向位置を合わせるステージ追跡（トラッキング動作）を行なう。

図２は、実施の形態１における偏向制御処理方法の要部工程を示すフローチャート図である。図２において、実施の形態１における描画方法の一部となる偏向制御処理方法は、サブフィールドエンド（ＳＦＥ）生成／送信工程（Ｓ１１２）と、ＳＦＥ受信工程（Ｓ２０２）と、ＳＦ終了処理工程（Ｓ２０４）と、初期化処理工程（Ｓ２０６）と、主ＤＡＣＳＥＴ送信工程（Ｓ２０８）と、主ＤＡＣＳＥＴ受信工程（Ｓ２１０）と、副偏向演算工程（Ｓ２１２）と、ショットデータ受信工程（Ｓ２１４）と、ステージ追跡開始送信工程（Ｓ２１６）と、ステージ追跡開始受信工程（Ｓ２１８）と、ショットＧＯ送信工程（Ｓ２２０）と、ショットＧＯ受信工程（Ｓ２２２）と、描画工程（Ｓ２２４）という一連の工程を実施する。図２では、第ｎ番目のＳＦの最終ショット完了を示すＳＦＥ（ショット完了信号の一例）の生成及び送信から第ｎ＋１番目のＳＦのショット開始までの各工程を示している。

ＳＦＥ生成／送信工程（Ｓ１１２）として、Ｉ／Ｆ回路１２２内にてＳＦＥ生成／送信部２０が第ｎ番目のＳＦ用のＳＦＥ信号を生成し、ＳＦＥ信号（完了信号）を偏向制御回路１２０に出力する。ＳＦＥ信号は記憶装置３２に記憶される。ＳＦＥを生成するまでの工程については後述する。

ＳＦＥ受信工程（Ｓ２０２）として、偏向制御回路１２０は、第ｎ番目のＳＦ用のＳＦＥ信号を受信する。

ＳＦ終了処理工程（Ｓ２０４）として、偏向制御回路１２０は、第ｎ番目のＳＦ用のＳＦＥ信号を受信すると、第ｎ番目のＳＦ用のＳＦ処理終了信号（トラッキングＯＦＦ信号等）を主偏向用のＤＡＣアンプユニット１３８にＩ／Ｆ回路１２６を介して送信する。

初期化処理工程（Ｓ２０６）として、ＤＡＣアンプユニット１３８は、ＳＦ終了信号を受信すると、データの初期化処理を行う。かかる初期化処理により第ｎ番目のＳＦのステージ追跡動作が終了（トラッキングＯＦＦ）する。

主ＤＡＣＳＥＴ送信工程（Ｓ２０８）として、偏向制御回路１２０は、ＳＦ終了信号を送信した後、第ｎ＋１番目のＳＦの描画処理を開始するための主偏向用のタイミング信号となる主ＤＡＣＳＥＴ信号を主偏向用のＤＡＣアンプユニット１３８にＩ／Ｆ回路１２６を介して送信する。

主ＤＡＣＳＥＴ受信工程（Ｓ２１０）として、ＤＡＣアンプユニット１３８は主ＤＡＣＳＥＴ信号を受信する。ＤＡＣアンプユニット１３８は、主ＤＡＣＳＥＴ信号を受信すると第ｎ＋１番目のＳＦに偏向するための主偏向用のセトリング動作を開始する。

副偏向演算工程（Ｓ２１２）として、偏向制御回路１２０は、主ＤＡＣＳＥＴ信号を送信した後、第ｎ＋１番目のＳＦ内の各位置へ副偏向器２０９によって偏向するための偏向量（副偏向量）を演算する。副偏向量データは、ＤＡＣアンプユニット１３６にＩ／Ｆ回路１２４を介して送信される。同様に、偏向制御回路１２０は、第ｎ＋１番目のＳＦ内へショットする各電子ビームの形状と寸法を決める、偏向器２０５によって偏向するための偏向量（成形偏向量）を演算する。成形偏向量データは、ＤＡＣアンプユニット１３４にＩ／Ｆ回路１２４を介して送信される。また、偏向制御回路１２０は、第ｎ＋１番目のＳＦの基準位置へ主偏向器２０８によって偏向するための偏向量（主偏向量）を演算する。主偏向量データは、ＤＡＣアンプユニット１３８にＩ／Ｆ回路１２６を介して送信される。そして、演算された各ショット位置のショットデータがＤＡＣアンプユニット１３２にＩ／Ｆ回路１２２を介して送信される。

ショットデータ受信工程（Ｓ２１４）として、ＤＡＣアンプユニット１３２は、第ｎ＋１番目のＳＦ内の各ショット位置のショットデータを順次受信する。

ステージ追跡開始送信工程（Ｓ２１６）として、偏向制御回路１２０は、第ｎ＋１番目のＳＦに偏向位置を合わせるためにＸＹステージ１０５の追跡を開始するためのステージ追跡開始信号をＤＡＣアンプユニット１３８にＩ／Ｆ回路１２６を介して送信する。また、偏向制御回路１２０は、第ｎ＋１番目のＳＦ用の主偏向データをＤＡＣアンプユニット１３８にＩ／Ｆ回路１２６を介して送信する。

ステージ追跡開始受信工程（Ｓ２１８）として、ＤＡＣアンプユニット１３８は、ステージ追跡開始信号を受信する。ステージ追跡開始信号（トラッキングＯＮ信号）を受信すると、ＤＡＣアンプユニット１３８は、第ｎ＋１番目のＳＦのステージ追跡動作を開始（トラッキングＯＮ）する。

ショットＧＯ送信工程（Ｓ２２０）として、偏向制御回路１２０は、第ｎ＋１番目のＳＦ内の描画開始を示すショットＧＯ信号をＤＡＣアンプユニット１３２にＩ／Ｆ回路１２２を介して送信する。

ショットＧＯ受信工程（Ｓ２２２）として、ＤＡＣアンプユニット１３２は、第ｎ＋１番目のＳＦ用のショットＧＯ信号を受信する。

描画工程（Ｓ２２４）として、ＤＡＣアンプユニット１３２は、ショットＧＯ信号を受信すると第ｎ＋１番目のＳＦ内の描画を開始する。

描画装置１００は、以下のように動作して描画する。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。かかるビームＯＮの状態とビームＯＦＦの状態とを交互に生成する偏向電圧は、ＤＡＣアンプユニット１３２から出力される。そして、ブランキング偏向器２１２は、ＤＡＣアンプユニット１３２から出力された偏向電圧によって、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。

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。ＤＡＣアンプユニット１３４から第１の成形アパーチャ２０３を通過した電子ビーム２００の向きを制御するための偏向電圧が出力される。ＤＡＣアンプユニット１３４から出力された偏向電圧が印加された偏向器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ことができる。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に配置された試料の所望する位置に照射される。ＤＡＣアンプユニット１３６から第２の成形アパーチャ２０６を通過した電子ビーム２００の照射位置を制御するための偏向電圧が出力される。ＤＡＣアンプユニット１３６から出力された偏向電圧は副偏向器２０９に印加され、試料の所望する位置に照射される。各ショットについて同様に制御される。また、ＤＡＣアンプユニット１３８から描画している当該ＳＦの基準位置へ偏向位置を制御するための偏向電圧が出力される。ＤＡＣアンプユニット１３８から出力された偏向電圧は主偏向器２０８に印加され、ＸＹステージ１０５の移動に追従しながら当該ＳＦの基準位置へ電子ビーム２００を偏向する。以上のように、主副２段の偏向器によって、電子ビーム２００の複数のショットが順に基板となる試料２１６上へと偏向される。

ここで、ＳＦＥ生成／送信工程（Ｓ１１２）におけるＳＦＥ信号が第ｎ番目のＳＦの最終ショットが完了した後、或いは最終ショットのブランキングがＯＦＦになったときに生成されると、それからＳＦＥ受信工程（Ｓ２０２）以降の各処理が開始されるので、最終ショット完了から主偏向セトリングが開始されるまでの上述した固有の遅延時間が、そのままスループットを劣化させてしまう。そこで、実施の形態１では、ＳＦＥ信号の生成及び送信タイミングを早め、かかる固有の遅延時間を解消する構成とする。

図３は、実施の形態１における描画方法の一部となるＳＦＥ信号の生成及び送信方法の要部工程を示すフローチャート図である。図３において、実施の形態１におけるＳＦＥ信号の生成及び送信方法は、ショットサイクル計算工程（Ｓ１０２）と、ＳＦ残り時間算出工程（Ｓ１０４）と、検出工程（Ｓ１０６）と、判定工程（Ｓ１０８）と、検出工程（Ｓ１１０）と、サブフィールドエンド（ＳＦＥ）生成／送信工程（Ｓ１１２）という一連の工程を実施する。少なくともショットサイクル計算工程（Ｓ１０２）から検出工程（Ｓ１１０）までの各工程は、第ｎ番目のＳＦの描画開始後、最終ショットが完了する前に実施される。ＳＦＥ生成／送信工程（Ｓ１１２）は、通常、第ｎ番目のＳＦの描画開始後、最終ショットが完了する前に実施されるが、第ｎ番目の最終ショットが完了した後に実施されることもあり得る。

ショットサイクル計算工程（Ｓ１０２）として、ショットサイクル計算部１０は、偏向制御回路１２０内の記憶装置３０からショット／セトリングデータを入力する。そして、ショットサイクル計算部１０は、第ｎ番目のＳＦのショットサイクルを計算する。偏向制御回路１２０からＤＡＣアンプユニット１３２に送られるショットデータに定義されるショット時間とセトリング時間から、第ｎ番目のＳＦの全ショットの総和を計算する。第ｎ番目のＳＦに含まれるショットの数がｎ個とすると、ショットサイクルＳＦ_Ｎは、以下の式（１）で定義できる。

次に、ＳＦ残り時間算出工程（Ｓ１０４）として、ＳＦ残り時間演算部１２は、第ｎ番目のＳＦ内の残りショット時間を演算する。Ｉ／Ｆ回路１２２のＳＦ残り時間算出部１２は、ＤＡＣアンプユニット１３２の送信部３４から出力されるＤＡＣＳＥＴ信号をカウントし、記憶している。かかるＤＡＣＳＥＴ信号は副偏向用のＤＡＣアンプユニット１３４及び１３６に対してビーム照射点を次のショット位置へ動かすように指示する信号となる。そして、ＤＡＣＳＥＴ信号の発行後、所定の遅延時間（ＤＡＣ ＤＥＬＡＹ）をおいてＤＡＣアンプユニット１３２がショットを開始することになる。例えば、第ｎ番目のＳＦ（総ショット数ｎ）において、ＤＡＣＳＥＴがｍ回発行されているとすると、式（１）にＤＡＣ ＤＥＬＡＹ分を加味したものから、ｍ個の処理済のショットサイクルを除いたものがＳＦ残り時間となる。ＳＦ残り時間ＳＦ’_Ｎは、以下の式（２）で定義できる。

検出工程（Ｓ１０６）として、検出部１４は、第ｎ番目のＳＦ内の最終ショット用のショットデータがＦＩＦＯ回路２２に入力されているかどうかを検出する。ここで、制御計算機１１０（ショットデータ生成部の一例）は、上述したように第ｎ＋１番目のＳＦ内へ複数回ショットするための複数のショットデータを生成するが、同様に、第ｎ番目のＳＦ用の複数のショットデータもそれ以前に生成している。そして、ＦＩＦＯ回路２２（記憶装置）は、かかる各ＳＦ用の複数のショットデータをショット順に順次入力して格納する。そして、ＦＩＦＯ回路２２は、各ＳＦを描画する際に入力順にショットデータをＤＡＣアンプユニット１３２に出力する。その際、各ＳＦ内の最終ショット用のショットデータには、最終ショットであることを示すＳＦＥフラグが定義されている。そこで、検出部１４は、第ｎ番目のＳＦ用のショットデータからＳＦＥフラグを検出することで、最終ショット用のショットデータがＦＩＦＯ回路２２に入力されているかどうかを判定する。第ｎ番目のＳＦ内の最終ショット用のショットデータがＦＩＦＯ回路２２に入力されていない場合にはショットサイクル計算工程（Ｓ１０２）に戻る。第ｎ番目のＳＦ内の最終ショット用のショットデータがＦＩＦＯ回路２２に入力されている場合には判定工程（Ｓ１０８）に進む。

判定工程（Ｓ１０８）として、判定部１６は、残りショット時間ＳＦ’_Ｎが所定の時間より短いかどうかを判定する。かかる所定の時間が長すぎると第ｎ番目のＳＦの描画が終了する前に第ｎ番目のＳＦの描画処理を終了してしまうので、上述した固有の遅延時間よりも短い時間に設定することが望ましい。例えば、２μｓに設定する。残りショット時間ＳＦ’_Ｎが所定の時間より短くない場合には検出工程（Ｓ１０６）に戻る。残りショット時間ＳＦ’_Ｎが所定の時間より短い場合には、プレＳＦＥ信号（事前信号）を出力し、検出工程（Ｓ１１０）に進む。

検出工程（Ｓ１１０）として、検出部１８は、第ｎ番目のＳＦ内の最終ショット前に生成されるプレＳＦＥ信号と、第ｎ番目のＳＦ用のショット完了フラグ（識別情報）との一方を検出した場合に、検出信号を出力する。言い換えれば、プレＳＦＥ信号検出とショット完了フラグ検出との論理和をとり、一方でも検出したら次に進む。ＤＡＣアンプユニット１３２内では、ショット完了識別情報生成部３６が、第ｎ番目のＳＦ内の最終ショットが完了した時点以降に最終ショットが完了したことを示すショット完了フラグを生成し、Ｉ／Ｆ回路１２２に出力する。そこで、検出部１８は、判定部１６からのプレＳＦＥ信号とショット完了識別情報生成部３６からのショット完了フラグとのうち、一方でも検出したら検出信号を出力する。

そして、ＳＦＥ生成／送信工程（Ｓ１１２）として、ＳＦＥ生成／送信部２０は、検出信号を受信して、ＳＦＥ信号を生成し、偏向制御回路１２０へ出力する。このように、ＳＦＥ生成／送信部２０（完了信号生成部）は、第ｎ番目のＳＦ内の電子ビームの最終ショットが完了する前に当該最終ショットが完了したことを示すＳＦＥ信号（完了信号）を生成する。

以上のように構成することで、第ｎ番目のＳＦ内の電子ビームの最終ショットが完了する前にＳＦＥ信号が偏向制御回路１２０に出力されるので、偏向制御回路１２０（偏向制御部）は、主副２段の偏向器の偏向制御を行ない、図２で示した各工程において、ＳＦＥ信号を受信して当該最終ショットが完了する前にＳＦＥ信号を受信して第ｎ＋１番目のＳＦへの偏向制御処理を開始する。

図４は、実施の形態１におけるＳＦＥ信号の生成及び送信処理による効果を説明するための図である。図４（ｃ）に示す最終ショット完了から偏向制御回路１２０が図４（ｂ）に示すＳＦＥを受信するまで０．５μｓの遅延が発生していた。また、偏向制御回路１２０が図４（ｂ）に示す主偏向ＤＡＣＳＥＴを送信してから、実際に主偏向セトリングが開始されるまでに３μｓの遅延が発生していた。これらの遅延時間は、上述したようにケーブル長と性能に応じた固定値となっている。これに対して、実施の形態１におけるＳＦＥ信号の生成及び送信処理を行うことで、図４（ａ）に示すように時間ｔだけ前倒しで偏向制御回路１２０がＳＦＥを受信できる。その結果、偏向制御回路１２０が主偏向ＤＡＣＳＥＴを送信するタイミングも図４（ａ）に示すように時間ｔだけ前倒しとなり、主偏向セトリングを開始するタイミングも図４（ａ）に示すように時間ｔだけ前倒しできる。その結果、固有値となっていた遅延時間を短縮できる。図４の例では、時間ｔは、最大３．５μｓとできる。

以上のように実施の形態１によれば、偏向領域が主偏向器２０８よりも狭い副偏向器２０９が偏向可能な小領域（ＳＦ）間で生じる遅延時間を短縮できる。よって、描画装置１００のスループットを短縮できる。

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。例えば、上述した例では、図３におけるショットサイクル計算工程（Ｓ１０２）から検出工程（Ｓ１１０）までの各工程、或いはショットサイクル計算工程（Ｓ１０２）からＳＦＥ生成／送信工程（Ｓ１１２）までの各工程をＩ／Ｆ回路１２２内で実施したが、これに限るものではない。例えば、制御計算機１１０側で行ってもよい。或いは偏向制御回路１２０側で行ってもよい。

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、偏向器間のタイミング調整方法、及び偏向アンプの故障検出方法は、本発明の範囲に包含される。

１０ ショットサイクル計算部
１２ＳＦ残り時間演算部
１４，１８ 検出部
１６ 判定部
２０ ＳＦＥ生成／送信部
２２ ＦＩＦＯ回路
３０，３２ 記憶装置
３４ 送信部
３６ ショット完了識別情報生成部
１００ 描画装置
１０２ 電子鏡筒
１０３ 描画室
１０５ ＸＹステージ
１１０ 制御計算機
１２０ 偏向制御回路
１２２，１２４，１２６ Ｉ／Ｆ回路
１３２，１３４，１３６，１３８ ＤＡＣアンプユニット
１４０ 記憶装置
１５０ 描画部
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
２１６ 試料
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

Claims (5)

1. 荷電粒子ビームを放出する放出部と、
   前記荷電粒子ビームの複数のショットを順に基板上へと偏向する主副２段の偏向器と、
   前記主副２段の偏向器の内、偏向領域が主偏向器よりも狭い副偏向器が偏向可能な第ｎ番目の小領域内の前記荷電粒子ビームの最終ショットが完了する前に当該最終ショットが完了したことを示す完了信号を生成する完了信号生成部と、
   前記主副２段の偏向器の偏向制御を行ない、前記完了信号を受信して第ｎ＋１番目の小領域への偏向制御処理を開始する偏向制御部と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画装置。
2. 前記第ｎ番目の小領域内の残りショット時間を演算する残り時間演算部をさらに備え、
   前記完了信号生成部は、前記残りショット時間が所定の時間より短い場合に前記完了信号を生成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。
3. 前記第ｎ番目の小領域内へ複数回ショットするための複数のショットデータを生成するショットデータ生成部と、
   前記複数のショットデータをショット順に順次入力して格納する記憶装置と、
   をさらに備え、
   前記完了信号生成部は、第ｎ番目の小領域内の前記荷電粒子ビームの最終ショット用のショットデータが前記記憶装置に入力された場合に前記完了信号を生成す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. 前記第ｎ番目の小領域内の前記荷電粒子ビームの最終ショットが完了した時点以降に最終ショットが完了したことを示す識別情報を生成するショット完了識別情報生成部と、
   前記第ｎ番目の小領域内の最終ショット前に生成される事前信号と、前記第ｎ番目の小領域用の前記識別情報との一方を検出した場合に、検出信号を出力する検出部と、
   をさらに備え、
   前記完了信号生成部は、前記検出信号を入力した場合に前記完了信号を生成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. 荷電粒子ビームの複数のショットを順に基板上へと偏向する主副２段の偏向器の内、偏向領域が主偏向器よりも狭い副偏向器が偏向可能な第ｎ番目の小領域内の前記荷電粒子ビームの最終ショットが完了する前に当該最終ショットが完了したことを示す完了信号を生成する工程と、
   前記完了信号を受信して当該最終ショットが完了する前に第ｎ＋１番目の小領域への偏向制御処理を開始する工程と、
   を備えたことを特徴とする荷電粒子ビーム描画方法。