JP5386544B2 - 電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法 - Google Patents

Description

本発明は、電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関し、特に複数のコラムセルで露光処理を並列して行うマルチコラム型の電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法に関する。

近年、半導体ウェハ上のパターンの描画に、マスクが不要で微細なパターンを精度よく描画できる電子ビーム露光装置が用いられている。このような電子ビーム露光装置の一つとして、電子ビームを照射するコラムセルを複数設け、露光を並列して行うことで描画速度を向上させたマルチコラム型の電子ビーム露光装置がある。

このマルチコラム型の電子ビーム露光装置は、制御部に各コラムセルを制御するためのデータ（個別露光データ）を生成するスケジューリングソフトが格納されている。このスケジューリングソフトにより、制御部は設計データに基づいてウェハ全体の露光データを生成し、その露光データを各コラムセルが担当する領域毎に切り分ける。そして、実際のコラムセルの位置に応じて、切り分けられた露光データを再編集して個別露光データを生成する。

しかし、従来の電子ビーム露光装置では露光データの再編集に時間がかかり、迅速に露光を行えないという問題がある。

特開２００２−３０５１４１号公報

そこで、各コラムセルの露光データをより迅速に生成できる電子ビーム露光装置及び電子ビーム露光方法を提供することを目的とする。

一観点によれば、試料を一定方向に往復移動させるステージと、前記試料に電子ビームを照射する複数のコラムセルと、前記コラムセル内に設けられ、前記電子ビームを偏向させて主偏向領域内で前記電子ビームの照射位置を制御する主偏向器と、前記コラムセル内に設けられ、前記電子ビームを偏向させて前記主偏向領域よりも狭い副偏向領域内で前記電子ビームの照射位置を制御する副偏向器と、前記主偏向領域に含まれる前記各副偏向領域への電子ビームの照射の順序を定めた副偏向領域データを生成するスケジューリング部とを備えた電子ビーム露光装置であって、前記スケジューリング部は、コラムセルの位置が設計値通りであるものとして配置された前記主偏向領域に隣接する主偏向領域を結合して結合主偏向領域を生成するスタティック部と、前記コラムセルの実際の位置に基づいて前記主偏向領域の位置を修正した修正主偏向領域を求め、該修正主偏向領域と前記結合主偏向領域との重複部分に含まれる前記副偏向領域のデータを集めて副偏向領域データを生成するダイナミック部と、を有する電子ビーム露光装置が提供される。

また、別の一観点によれば、試料を一定方向に往復移動させるステージと、前記試料に電子ビームを照射する複数のコラムセルと、前記コラムセル内に設けられ、前記電子ビームを偏向させて主偏向領域内で前記電子ビームの照射位置を制御する主偏向器と、前記コラムセル内に設けられ、前記電子ビームを偏向させて前記主偏向領域よりも狭い副偏向領域内で前記電子ビームの照射位置を制御する副偏向器と、前記主偏向領域に含まれる前記各副偏向領域への電子ビームの照射の順序を定めた副偏向領域データを生成するスケジューリング部とを備えた電子ビーム露光装置を用いる電子ビーム露光方法であって、各コラムセルの位置が設計通りの位置にあるものとして前記主偏向領域を配置する工程と、前記主偏向領域に隣接する他の主偏向領域と結合して結合主偏向領域を生成する工程と、前記コラムセルの実際の位置に基づいて前記主偏向領域の位置を修正した修正主偏向領域を求める工程と、前記結合主偏向領域と前記修正主偏向領域との重複部分に含まれる副偏向領域を集めて副偏向領域データを生成する工程と、を有する電子ビーム露光方法が提供される。

上記観点の電子ビーム露光装置では、スケジューリング部において、コラムセルの位置が設計上の位置にあるものとして配置された主偏向領域に、隣接する主偏向領域を結合して結合主偏向領域を生成する。そして、ダイナミック部で、実際のコラムセルの位置に基づいて主偏向領域の位置を修正した修正主偏向領域を求め、その修正主偏向領域と重なる副偏向領域を、前記結合主偏向領域から所定の順番で検出する。これにより、修正主偏向領域内で連続するように副偏向領域が並んだ副偏向領域データが得られる。

そのため、副偏向領域データ内で、副偏向領域の順番が修正主偏向領域内で連続するように並べなおす必要がなくなり、各コラムセルの個別露光データをより迅速に生成できる。

図１は、電子ビーム露光装置の構成図である。 図２は、図１の電子ビーム露光装置の各コラムセルがウェハ上で描画を行う領域を示す平面図である。 図３は、図１の電子ビーム露光装置の各コラムセルのブロック図である。 図４は、図１の電子ビーム露光装置の露光動作を説明する図である。 図５は、図１の電子ビーム露光装置の全体露光データの構造を示す図である。 図６は、ショットデータの一例を示す図である。 図７は、図１の電子ビーム露光装置のスケジューリング部のブロック図である。 図８は、本願発明者らがこれまで行なっていた個別露光データ生成方法におけるスタティック部の動作を説明するフローチャートである。 図９は、図８の処理でスタティック部によって生成されるフレームの一例を示す図である。 図１０は、図８の処理で生成される副偏向領域データの一例を示す図である。 図１１は、本願発明者らがこれまで行っていた個別露光データ生成方法におけるダイナミック部の動作を説明するフローチャートである。 図１２は、設計データに基づいて配置された主偏向領域と、実際のコラムセルの位置に基づいて配置された修正主偏向領域とを示す図である。 図１３は、修正主偏向領域に入る副偏向領域の抽出方法を説明する図である。 図１４は、図１３で生成した副偏向領域データの中の副偏向領域の並べかえ方法を説明する図である。 図１５は、第１の実施形態に係る個別露光データ生成方法におけるスタティック部の動作を説明するフローチャートである。 図１６は、第１の実施形態に係る結合主偏向領域の生成方法を説明する図である。 図１７は、図１６の結合副偏向領域データの中の副偏向領域の並べなおし方を説明する図である。 図１８は、第１の実施形態に係る個別露光データ生成方法におけるダイナミック部の動作を説明するフローチャートである。 図１９は、結合主偏向領域と修正主偏向領域とを示す図である。 図２０は、第１の実施形態に係る修正主偏向領域に対応する副偏向領域データの生成方法を説明する図である。 図２１は、第１の実施形態の変形例１に係る結合主偏向領域の生成方法を示す図である。 図２２は、第１の実施形態の変形例２に係る結合主偏向領域の生成方法を示す図である。 図２３は、第２の実施形態に係る結合フレームを示す図である。 図２４は、第２の実施形態における副偏向領域データの生成方法を説明する図である。 図２５は、バッファメモリのブロック図である。 図２６は、各コラムセルにスケジューリング部を設けた例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態の説明に先立って、本願発明者らがこれまでに行なってきた各コラムセルの露光データの生成方法について説明する。

図１は、電子ビーム露光装置のブロック図である。

図１のように、電子ビーム露光装置１は、複数のコラムセル１１を備えた電子ビームコラム１０と、電子ビームコラム１０を制御する制御部２０とに大別される。このうち、制御部２０は、電子銃高圧電源２１、レンズ電源２２、バッファメモリ２３、ステージ駆動コントローラ２４及びステージ位置センサ２５を有している。

電子銃高圧電源２１は、電子ビームコラム１０内の各コラムセル１１の電子銃を駆動させるための高電圧を発生させる。レンズ電源２２は、電子ビームコラム１０の各コラムセル１１内の電磁レンズに駆動電流を供給する。バッファメモリ２３は、コラムセル１１の数に対応する分だけ用意されている。バッファメモリ２３は、統合制御系２６から送出された各コラムセル１１の制御データである個別露光データを格納する。そして、この個別露光データの順序に従って、各ショットの露光条件を読みだしてコラムセル１１に転送する。ステージ駆動コントローラ２４は、ステージ位置センサ２５からの位置情報に基づいて、ウェハ１２を移動させる。

このような、制御部２０の各部２１〜２４は、ワークステーション等よりなる統合制御系２６によって制御される。また、統合制御系２６は、入力された設計データを基に各コラムセル１１の露光動作を制御する個別露光データを生成する。

一方、電子ビームコラム１０は、同等なコラムセル１１を複数、例えば８本備えている。そして、各コラムセル１１の下には、ウェハ１２を搭載するウェハステージ１３が配置されている。

図２は、ウェハ１２上で各コラムセル１１が描画を行う領域を示す平面図である。図示のように、各コラムセル１１は、符号Ｃ₁〜Ｃ₈の位置にそれぞれ配置され、それぞれが矩形状の領域ａ ₁ 〜ａ ₈ の露光を行う。

図３は、図１の電子ビーム露光装置１のコラムセル１１のブロック図である。

図３のように、コラムセル１１は露光部１００と、露光部１００を制御するコラムセル制御部３１とに大別される。このうち、露光部１００は電子ビーム生成部１３０と、マスク偏向部１４０と、基板偏向部１５０とを備えている。

電子ビーム生成部１３０では、電子銃１０１から放出された電子を第１電磁レンズ１０２で収束させて、所定の電流密度の電子ビームＥＢとする。この電子ビームＥＢは、ビーム整形用マスク１０３の矩形アパーチャ１０３ａを通過することで断面形状が矩形状に整形される。

その後、電子ビームＥＢは、マスク偏向部１４０の第２電磁レンズ１０５の収束作用を受けた後、第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０６で偏向されて、露光マスク１１０の所定のパターンＳ_iに結像される。露光マスク１１０の上下に配置された第３電磁レンズ１０８及び第４電磁レンズ１１１は、電子ビームＥＢをウェハ上で結像させる役割を果たす。

電子ビームＥＢは、露光マスク１１０を通過することで断面形状がパターンＳ_iの形状に整形される。なお、第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０６の偏向範囲（ビーム偏向範囲）を超える部分にあるパターンＳ_iを使用する場合には、マスクステージ１２３で露光マスク１１０を移動させる。

露光マスク１１０を通った電子ビームＥＢは、第３静電偏向器１１２及び第４静電偏向器１１３によって光軸Ｃに振り戻された後、第５電磁レンズ１１４によってそのサイズが縮小される。マスク偏向部１４０の静電偏向器１０４、１０６、１１２、１１３で発生する電子ビームＥＢの偏向収差は、第１補正コイル１０７及び第２補正コイル１０９によって補正される。

その後、電子ビームＥＢは、基板偏向部１５０の遮蔽板１１５の円形の開口部（アパーチャ）１１５ａを通過し、第５静電偏向器（副偏向器）１１９及び電磁偏向器（主偏向器）１２０によってウェハ１２上の所定の位置に偏向される。主偏向器１２０では、比較的広い範囲での電子ビームの偏向が行なわれ、副偏向器１１９では主偏向器１２０よりも狭い範囲内でより高速な電子ビームの偏向が行われる。これらの偏向器１１９、１２０で生じる電子ビームＥＢの偏向収差は、第３補正コイル１１７及び第４補正コイル１１８によって補正される。また、第１投影用電磁レンズ１１６及び第２投影用電磁レンズ１２１は、ウェハ１２の表面に電子ビームＥＢを結像させる役割を果たす。

一方、コラムセル制御部３１は、電子銃制御部２０２と、電子光学系制御部２０３と、マスク偏向制御部２０４と、マスクステージ制御部２０５と、ブランキング制御部２０６と基板偏向制御部２０７とを有する。これらのうち、電子銃制御部２０２は電子銃１０１を制御して、電子ビームＥＢの加速電圧等のビーム放射条件を制御する。また、電子光学系制御部２０３は、電磁レンズ１０２、１０５、１０８、１１１、１１４、１１６及び１２１へ供給する電流量を制御して、電子光学系の倍率や焦点位置を調整する。マスク偏向制御部２０４は、第１静電偏向器１０４及び第２静電偏向器１０６に印加する電圧を制御して露光マスク１１０上の所望のパターンＳ_iに電子ビームＥＢを導く。

ブランキング制御部２０６は、ブランキング電極１２７へ印加する電圧を制御して、電子ビームＥＢを所定の露光時間（ショット時間）の間だけ、遮蔽板１１５のアパーチャ１１５ａを通過させて、ウェハ１２の表面に電子ビームＥＢを照射する時間を制御する。基板偏向制御部２０７は、第５静電偏向器（副偏向器）１１９に印加する電圧と、電磁偏向器（主偏向器）１２０に供給する電流量を制御して、ウェハ１２の所望の位置に電子ビームＥＢを偏向させる。

上記のコラムセル制御部３１の各部２０２〜２０７は、統合制御系２６から送出された個別露光データに基づいて動作する。

次に、上記の電子ビーム露光装置１の露光動作について説明する。ここに、図４は、電子ビーム露光装置１の露光動作を説明する図である。

電子ビーム露光装置１は、ステージ１３で図４の矢印Ａに示すようにＹ方向へ連続的に移動させながらウェハ１２の露光を行う。各コラムセル１１の主偏向器１２０は、矢印Ｂに示すように、電子ビームの偏向位置を行方向（Ｘ方向）及び列方向（Ｙ方向）に順次移動させながら、副偏向領域４２に電子ビームを照射してゆく。

主偏向器１２０の偏向位置が所定の副偏向領域４２に位置する間に、副偏向器１１９による電子ビームＥＢの偏向が行われ、その副偏向領域４２内の各ショットの露光が行われる。これにより、副偏向領域４２内にパターン３１が描画される。１つの副偏向領域４２内の全ショットが完了すると、主偏向器１２０は電子ビームの偏向位置を次の副偏向領域へ移動させる。

このようにして、各コラムセル１１でステージ１３の連続移動方向（往復移動方向）に延びる帯状の領域（フレーム）の露光を繰り返し行う。

上記の露光動作は、下記の露光データに基づいて行われる。ここに、図５は、全てのコラムセルに対する露光データを含んだ全体露光データの構造を示す図である。

図５のように、全体露光データは、チップ単位の露光データであるＢＥＦ（Block Exposure File）４０と、これらのＢＥＦ４０のウェハ１２上での配置を規定するレイアウトデータとを含む。各ＢＥＦ４０には、部分拡大図に示すように複数の主偏向領域４１が含まれ、それらの主偏向領域４１の各々には複数の副偏向領域４２が含まれている。なお、主偏向領域４１は、主偏向器１２０で電子ビームＥＢを偏向可能な領域に対応し、副偏向領域４２は副偏向器１１９で電子ビームＥＢを偏向可能な領域に対応している。

さらに、各副偏向領域４２のショットデータは図６に示される。図６のように、ショットデータは、ビームの偏向位置（ｘ、ｙ）、ビームサイズ（又はビームのパターン形状）及び露光時間といった各ショットの条件がショットの順番に並べられている。

次に、各コラムセル１１の露光を制御する個別露光データの生成方法について説明する。

図７は、統合制御系２６に設けられたスケジューリング部２７のブロック図である。

図７に示すように、スケジューリング部２７は、入力された設計データ８０に基づいて、ＢＥＦ４０及びその配置を示すレイアウトデータ３９とを含む全体露光データ８１を生成する。そして全体露光データ８１を、スタティック部２８及びダイナミック部２９で個別露光データ８２に変換する。

以下、本願発明者らがこれまでに行っていた個別露光データの生成方法とその問題点について説明する。

（本願発明者らがこれまでに行っていた個別露光データの生成方法）
図８は、本願発明者らがこれまでに行っていた個別露光データの生成方法におけるスタティック部２８の動作を説明するフローチャートである。

図８のステップＳ１１において、スタティック部２８は、入力されたＢＥＦ４０とレイアウトデータとに基づいて、各コラムセル１１が露光を行う領域にＢＥＦ４０を配置する。ここでは、スタティック部２８は各コラムセル１１の位置が設計上の位置にあるものとしてＢＥＦ４０の位置座標を決定する。

次に、ステップＳ１２で、スタティック部２８は、複数のＢＥＦ４０から、ステージ１３の連続移動方向（Ｙ方向）に並んだ複数の主偏向領域４１を集めてフレームを生成する。１つのコラムセル１１は、複数のフレームにわたって露光する。このようにして、全体露光データがフレームを基準にして各コラムセル１１用の露光データに分割される。このステップＳ１２により、例えば図９に示すようなフレーム４４が生成される。

次に、ステップＳ１３（図８参照）において、スタティック部２８は各主偏向領域４１に含まれる副偏向領域４２のデータを集めた副偏向領域データを生成する。この副偏向領域データ内の副偏向領域４２の順番は、各主偏向領域４１内で主偏向器１２０が各副偏向領域４２に電子ビームＥＢを偏向する順番を規定している。すなわち副偏向領域データは、主偏向器１２０の動作を制御する制御データとなっている。副偏向領域データは、各主偏向領域４１に１つずつ作成される。

次に、ステップＳ１４において、副偏向領域データに含まれる副偏向領域４２の順番を主偏向領域４１内での位置が連続するように並べなおす。

図１０は、図８のステップＳ１３、Ｓ１４で生成された副偏向領域データの一例を示す図である。なお、図１０の副偏向領域４２に付された数字は、副偏向領域データの中での副偏向領域４２の順番を表している。

図示のような並びとすることで、主偏向器１２０による電子ビームＥＢの照射位置の移動を効率良く行える。

その後、上記のステップＳ１３及びＳ１４（図８参照）を、各コラムセル１１が露光を行う領域に含まれる全ての主偏向領域４１に対して行なう（ループ１）。全ての主偏向領域４１についてステップＳ１３及びＳ１４の処理が完了すると、ステップＳ１５に移行する。

次のステップＳ１５において、スタティック部２８は、各副偏向領域４２で行われる各ショットのショット条件を集めてショットデータを生成し、スタティック部２８による処理を終了する。

上記のようにして、スタティック部２８ではフレーム、副偏向領域データ、及びショットデータが生成される。

ただし、スタティック部２８で生成された露光データは、各コラムセル１１が設計上の位置にあるものと仮定して求めたものであり、そのまま利用することはできない。すなわち、電子ビーム露光装置１の筐体は、気圧や温度の変動によって変形し、各コラムセル１１の位置は経時的に変化する。そのため、スタティック部２８で生成された露光データをそのまま用いて各コラムセル１１で露光を行うと、露光位置がずれてしまう。

そこで、スケジューリング部２７のダイナミック部２９により、実際のコラムセルの位置に合わせてスタティック部２８で生成した露光データを再編集する。

図１１は、本願発明者らがこれまでに行っていた個別露光データの生成方法におけるダイナミック部２９の動作を説明するフローチャートである。

まず、図１１のステップＳ２１において、ダイナミック部２９はスタティック部２８で配置された全てのＢＥＦ４０に含まれる主偏向領域４１のテーブルＴｍａを生成する。

次のステップＳ２２において、ダイナミック部２９はコラムセル１１の実際の位置に基づいて位置を修正した修正主偏向領域５１を配置し、その修正主偏向領域５１のテーブルＴｍｂを生成する。

図１２は、ダイナミック部２９で配置された修正主偏向領域５１とスタティック部２８で配置された主偏向領域４１とを示す図である。図示のように、修正主偏向領域５１は、コラムセル１１の位置Ｃ ₂ の位置ずれ量Δｕだけ、主偏向領域４１からずれた位置に配置される。なお、図１２では、修正主偏向領域５１を１フレーム（フレーム５４）分のみ示しているが、ステップＳ２２では全ての主偏向領域４１をカバーするように修正主偏向領域５１を配置する。

次に、ステップＳ２３（図１１参照）においてダイナミック部２９は、テーブルＴｍａの中の主偏向領域４１で、修正主偏向領域５１と重複する主偏向領域４１を検出し、検出した主偏向領域４１を集めたリストＬｍｂを生成する。

図１３は、修正主偏向領域５１と重なる領域の抽出方法を説明する図である。図１３の場合には、修正主偏向領域５１と重なる主偏向領域４１をテーブルＴｍａ（図１２参照）の中から探索する。そして、修正主偏向領域５１と重なる主偏向領域４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄからなるリストＬｍｂが生成される。

次に、ステップＳ２４（図１２参照）に移行して、ダイナミック部２９は、リストＬｍｂに含まれる主偏向領域４１の副偏向領域４２が、修正主偏向領域５１に入っているか否かを判断する。ステップＳ２４において、副偏向領域４２が修正主偏向領域５１に入っていると判断した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ２５に移行して、リストＬｓｍａに検出された副偏向領域４２を追加する。一方、ステップＳ２４で副偏向領域４２が修正主偏向領域５１に入っていないと判断した場合（Ｎｏ）には、リストＬｓｍａにその副偏向領域４２は追加しない。

その後、ステップＳ２４、Ｓ２５の処理を、主偏向領域４１に含まれるすべての副偏向領域４２に対して繰り返す（ループ３）。また、このループ３をリストＬｍｂに含まれるすべての主偏向領域４１に対して繰り返す（ループ２）。

以上のループ３及びループ２により、図１３の修正主偏向領域５１に入っている副偏向領域４２のデータを集めたリストＬｓｍａ（副偏向領域データ）が完成する。

図１４（ａ）は、並び変えを行う前のリストＬｓｍａに含まれる副偏向領域の順番を示している。図１４（ａ）のように、リストＬｓｍａの中では、ループ２、ループ３で検出した順番で副偏向領域４２が並んでいる。そのため、リストＬｓｍａを、そのまま修正主偏向領域５１の副偏向領域データとして用いると、矢印に示すように主偏向器１２０による電子ビームＥＢの移動量（ジャンプベクトル）が大きくなり、偏向整定待ち時間が発生して電子ビームＥＢの移動を効率良く行えない。

そこで、ステップＳ２６（図１２参照）に移行して、ダイナミック部２９はリストＬｓｍａの中の副偏向領域４２を、修正主偏向領域５１の中で連続するように並べなおす。

図１４（ｂ）、（ｃ）は、図１４（ａ）のリストＬｓｍａ内の副偏向領域４２の順番の並べ直し方を説明する図である。並べ直す前のリストＬｓｍａ内での副偏向領域４２は、図１４（ｂ）の上段のように並ぶ。ステップＳ２６において、リストＬｓｍａの中の副偏向領域４２の位置座標を検出してその位置座標に基づいて図１４（ｂ）の下段のように並べ直す。その結果、図１４（ｃ）のように、修正主偏向領域５１の中で副偏向領域４２が行方向に往復しつつ列方向に１行ずつ移動して連続するように並ぶ。これにより、修正主偏向領域５１に対応する副偏向領域データが完成する。

その後、テーブルＴｍｂに含まれるすべての修正主偏向領域５１についてＳ２３〜Ｓ２６までの処理を繰り返して（ループ１）各修正主偏向領域５１について副偏向領域データを生成し、ダイナミック部２９の処理が完了する。

上記のようにして、実際のコラムセル１１の位置に応じて設定された修正主偏向領域５１及びその副偏向領域データを含む個別露光データが得られる。

ところで、上記の説明では、理解を容易にするために１つのＢＥＦ（チップ）４０がそれぞれ４つの主偏向領域を含むものを示したが、一般には、より多くの主偏向領域が含まれる。

例えば、主偏向領域の大きさは約１００μｍ角程度であるのに対し、１つのチップのサイズが３３ｍｍ×２６ｍｍである場合には、１つのＢＥＦに含まれる主偏向領域４１の数は８５８００（＝３３０×２６０）程度となる。この場合、１つのコラムセル１１が５行×２列＝１０個のＢＥＦ４０の露光を行うとすると、１つのコラムセルの個別露光データの生成のために、ダイナミック部２９は、８５８０００（＝１０×８５８００）個の修正主偏向領域５１及びその副偏向領域データを生成する。そのため、図１１のループ１の処理が８５８０００回繰り返し行われる。

また、図示の例では簡単のために主偏向領域４１に含まれる副偏向領域４２の数を１６個としたが、実際にはより多く、主偏向領域４１には約１００個の副偏向領域４２が含まれる。そのため、図１４（ｂ）のようなダイナミック部２９での副偏向領域４２の並べ替えもより複雑となる。

さらに、上記の処理をコラムセル１１の本数分である８本分行うと、本願発明者らがこれまでに行っていた個別露光データの生成方法では、個別露光データの生成に１０時間程度の時間を要し、迅速に個別露光データを生成できないという問題があった。

上記の問題に鑑み、本願発明者らは、下記に説明する本発明の第１の実施形態に係る個別露光データの生成方法を着想した。

（第１の実施形態）
図１５は、第１の実施形態に係る個別露光データの生成方法におけるスタティック部２８の動作を説明するフローチャートである。図１６は、結合主偏向領域の生成方法を説明する図である。

本実施形態では、まず図１５のステップＳ３１において、スタティック部２８がレイアウトデータに基づいてＢＥＦ４０を配置する。ここでは、各コラムセル１１の位置が設計値通りであるものとしてＢＥＦ４０の位置座標を決定する。

次に、ステップＳ３２に移行して、スタティック部２８は、ＢＥＦ４０の中の各主偏向領域４１ａ〜４１ｄについて、隣接する主偏向領域４１ａ〜４１ｄを結合して結合主偏向領域６１を生成する。例えば、コラムセル１１の位置が設計上の位置に対して右方向にずれている場合には、図１６のＢＥＦ４０の左下の主偏向領域４１ａについては、その右側の主偏向領域４１ｃと結合して結合主偏向領域６１ａを生成する。また、例えばＢＥＦ４０の右下の主偏向領域４１ｃのように、右隣に隣接する主偏向領域がない場合には、露光データを含まない空領域を作成して、その空領域を主偏向領域４１ｃの右側から結合して結合主偏向領域６１ｃを生成する。

一方、コラムセル１１の位置が左方向にずれる場合には、左側に隣接する主偏向領域を結合すればよい。

このように、コラムセル１１の位置ずれ方向に隣接する主偏向領域同士を結合することで、後のステップで実際のコラムセル１１の位置に基づいて修正主偏向領域を設定した際に、修正主偏向領域が結合主偏向領域と重なり、副偏向領域４２の抽出が容易になる。

このステップＳ３２の処理を、ＢＥＦ４０内の全ての主偏向領域４１について繰り返す（ループ２）。これにより、図１６のように、主偏向領域４１ａ〜４１ｄについて、それぞれ結合主偏向領域６１ａ〜６１ｄが生成される。

その後、ループ２の処理（図１５参照）を、全てのＢＥＦ４０に含まれる主偏向領域に対して繰り返す（ループ１）。これにより、主偏向領域４１ａ〜４１ｄについて、それぞれ結合主偏向領域６１ａ〜６１ｄが生成される。

次に、ステップＳ３３に移行して、スタティック部２８は、結合主偏向領域６１に含まれる副偏向領域４２のデータを集めて結合副偏向領域データを生成する。

次いで、ステップＳ３４において、スタティック部２８は、結合副偏向領域データ内の副偏向領域４２の順番を、結合主偏向領域６１ａ内で連続するように並べなおす。

図１７は、第１の実施形態における結合副偏向領域データ内の副偏向領域４２の並べなおし方を説明する図である。ステップＳ３３で生成された結合副偏向領域データ内の副偏向領域４２の並びは、図１７（ａ）のように結合主偏向領域６１内で不連続となっている。そこで、ステップＳ３４で副偏向領域４２を並べ直すことで、図１７（ｂ）のように、結合副偏向領域データの中の
副偏向領域４２が結合主偏向領域６１内で行方向に往復しつつ列方向に１行ずつ移動して連続するように並べなおす。

このステップＳ３３及びＳ３４を全ての結合主偏向領域に対して繰り返す（ループ３）ことにより、各結合主偏向領域について結合副偏向領域データを生成する。

その後、ステップＳ３５に移行して、スタティック部２８は、ステージ１３の連続移動方向（Ｙ方向）に並んだ複数の主偏向領域４１を集めてフレーム４４を生成する。

次いで、各副偏向領域４２について、それぞれショット条件を集めたショットデータ４６を生成し、スタティック部２８の処理を終了する。

次に、ダイナミック部２９による露光データの再編集を行う。ここに、図１８は第１の実施形態に係る個別露光データ生成方法におけるダイナミック部２９の動作を説明するフローチャートである。

まず、ステップＳ４１において、ダイナミック部２９は、スタティック部２８で設定した結合主偏向領域のデータを格納したテーブルＴｍａを生成する。続いて、ステップＳ４２において、実際のコラムセル１１の位置に基づいて修正主偏向領域を設定し、その修正主偏向領域のデータを格納したテーブルＴｍｂを生成する。

次に、ステップＳ４３において、ダイナミック部２９は、修正主偏向領域と重なる結合主偏向領域をリストアップするためのリストＬｍｂと、修正主偏向領域と重なる副偏向領域４２をリストアップするためのリストＬｓｍａとを用意する。

次に、ステップＳ４４において、テーブルＴｍａに含まれるいずれか１の修正主偏向領域を選び、この修正主偏向領域と重なる結合主偏向領域を検出して、検出された結合主偏向領域をリストＬｍｂに格納する。このステップＳ４４は、テーブルＴｍａに含まれる全ての主偏向領域に対して繰り返す（ループ１）。

図１９は、結合主偏向領域（実線枠）と修正主偏向領域５１ａ（破線枠）とを示している。図１９の一番下の修正主偏向領域５１ａに対して、結合主偏向領域６１ｅ、６１ｆが重なる。したがって、ステップＳ４４では、修正主偏向領域５１ａに対応するリストＬｍｂに結合主偏向領域６１ｅ、６１ｆを格納する。

次に、リストＬｍｂに含まれる全ての結合主偏向領域に含まれる副偏向領域４２について下記のステップＳ４５及びＳ４６の処理を繰り返すループ２及びループ３を行う。

ステップＳ４５では、ダイナミック部２９は、結合主偏向領域６１ｅ内の副偏向領域４２が修正主偏向領域５１ａと重なるか否かを判断する。副偏向領域４２が修正主偏向領域５１ａと重なるか否かの判断は、副偏向領域４２及び修正主偏向領域５１ａの位置座標に基づいて行う。ステップＳ４５で副偏向領域４２が修正主偏向領域５１ａと重なっていると判断した場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ４６に移行して、その副偏向領域４２をリストＬｓｍａに格納する。また、副偏向領域４２が修正主偏向領域５１ａと重ならない場合（ＮＯ）には、その副偏向領域４２はリストＬｓｍａに格納しない。

図２０は、上記のステップＳ４５、Ｓ４６の処理を説明する図である。まず、図２０のように、結合主偏向領域６１ｅの左下の副偏向領域４２について、修正主偏向領域５１ａと重なるか否かの判断が行われる（ステップＳ４５）。その副偏向領域４２は修正主偏向領域５１ａとは重ならないため、ループ３により最初の副偏向領域４２の右にある２番目の副偏向領域４２について、ステップＳ４５の処理が行われる。このループ３によって、結合主偏向領域６１ｅ内で、図２０の矢印の順番で、修正主偏向領域５１ａと重なる副偏向領域４２の検出（ステップＳ４５、Ｓ４６）が繰り返される。

その後、結合主偏向領域６１ｅ内の全ての副偏向領域４２の処理が完了すると、ループ２により次の結合主偏向領域６１ｆに移る。そして、結合主偏向領域６１ｆ内でもループ３を行うことで、図２０の矢印の順番で修正主偏向領域５１ａと重なる副偏向領域４２の検出（ステップＳ４５、Ｓ４６）が行われる。

以上のようにして、修正主偏向領域５１ａと重なる副偏向領域４２のデータを集めたリストＬｓｍｂ（副偏向領域データ）が得られる。この副偏向領域データの中の副偏向領域４２の順番は、修正主偏向領域５１ａ内での位置が行方向に往復移動しつつ列方向に１行ずつ移動して連続する。

上記のように、本実施形態では、隣接する主偏向領域を結合することで、コラムセル１１の設計上の位置からのズレ量よりも大きな結合主偏向領域を生成する。そして、結合主偏向領域内の各副偏向領域を、行方向に往復移動しつつ列方向に１行ずつ移動して連続する順番で各副偏向領域が修正主偏向領域と重なるか否かを判断する。

このように、結合主偏向領域に含まれる副偏向領域の順番が、行方向に往復移動しつつ列方向に１行ずつ移動して連続する順番に揃っている。そのため、修正主偏向領域の位置がどこであっても、結合主偏向領域から修正主偏向領域に対応する部分のデータを抽出したときに、修正主偏向領域内での副偏向領域は、矢印のように連続している。

そのため、本実施形態によれば、副偏向領域データ内で副偏向領域４２の順番を並び変える必要がなくなり、より迅速に個別露光データを生成できる。

本願発明者らは、チップサイズが３３ｍｍ×２６ｍｍであり、主偏向領域４１の大きさが約１００μｍ角であり、各主偏向領域には１００個の副偏向領域が含まれている例について、個別露光データの生成を行った。ここでは、コラムセル１１は８本あるものとし、各コラムセル１１が５行×２列＝１０個のチップ（ＢＥＦ）を含む場合について、個別露光データの生成時間を測定した。

その結果、スタティック部２８による処理が９０秒程度であり、ダイナミック部２９による処理が１２０秒程度であり、合計２１０秒で個別露光データを生成できた。これに対し、本願発明者らがこれまでに行っていた個別露光データ生成方法では、同じ個別露光データの生成に１０時間以上要した。

この結果から、第１の実施形態によれば迅速に個別露光データを生成できることがわかる。

（変形例１）
図２１は、第１の実施形態の変形例１に係る結合主偏向領域の生成方法を示す図である。

第１の実施形態では、隣接する２つの主偏向領域同士を結合して結合主偏向領域を生成していたが、コラムセル１１の位置ずれ量が十分に小さい場合には、図２１のように、主偏向領域４１ａの右側に隣接する主偏向領域４１ｃのうち、左側の１／２の領域を主偏向領域４１ａと結合して結合主偏向領域６１ａを生成してもよい。

この場合には、結合主偏向領域６１ａのデータサイズが小さくなり、より迅速に個別露光データを生成できる。

（変形例２）
図２２は、第１の実施形態の変形例２に係る結合主偏向領域６１の生成方法を示す図である。

変形例２では、図２２のように、主偏向領域４１ａの右側と左側とに隣接する主偏向領域４１ｃ、４１ｚを結合して結合主偏向領域６１ａを形成してもよい。

この場合には、コラムセル１１が左側又は右側にずれた場合であっても、実際のコラムセル１１の位置に基づいて配置した修正主偏向領域５１ｚが結合主偏向領域６１ａの範囲に入る。これにより、コラムセル１１の位置ずれに対する対応能力が高まる。

また、結合主偏向領域は、上記の例に限られず、例えばステージの連続移動方向（Ｙ方向）に隣接する主偏向領域と、ステージの連続移動方向と直交する方向（Ｘ方向）に隣接する４つの主偏向領域を結合して結合主偏向領域を生成してもよい。

（第２の実施形態）
図２３は、第２の実施形態で生成する結合フレームを示す図である。

第２の実施形態では、図２３のように、ステージ１３の連続移動方向に並んだ結合主偏向領域を集めて結合フレーム７６（破線で囲まれた部分）を作成し、その結合フレーム７６から修正主偏向領域と重なる副偏向領域を抽出する点で、結合主偏向領域毎に修正主偏向領域と重なる副偏向領域を抽出する第１の実施形態と相違する。

図中の枠内の数字は、結合フレーム７６内の副偏向領域４２の順番を表しており、この副偏向領域４２の順番に従って、各副偏向領域４２が修正主偏向領域に入るか否かを判断する。なお、結合フレーム７６の生成は、スタティック部２８によって行なう。

図２４は、第２の実施形態における副偏向領域データ（リストＬｓｍａ）の生成方法を示す図である。

図２４のように、本実施形態では、結合フレーム７６の副偏向領域４２を図中の矢印の順番で調べて、修正主偏向領域５１と重なる副偏向領域４２のデータを集めることで副偏向領域データを生成する。

これにより、第１の実施形態と同様に、副偏向領域データ内の副偏向領域の順番が修正主偏向領域５１内で連続する。これにより、本実施形態でも副偏向領域データ内で副偏向領域４２の順番を並べ直す必要がない。

また、本実施形態では、修正主偏向領域５１が１つの結合フレーム７６内に含まれるので、第１の実施形態のように複数の結合主偏向領域にわたって修正主偏向領域と重なる副偏向領域の探索を行う必要がない。そのため、結合主偏向領域の探索回数が減り、第１の実施形態よりも更に迅速に個別露光データを生成できる。

（個別露光データを露光中に転送する方法）
図２５は、制御部２０のバッファメモリ２３のブロック図である。

図２５のように、バッファメモリ２３に２つの記憶部２３ａ、２３ｂを設け、一方の記憶部２３ａが１フレーム分の露光データを順次読みだしてコラムセル１１のコラムセル制御部３１に転送している間に、他方の記憶部２３ｂが統合制御系２６から転送された次の１フレーム分の個別露光データの書き込みを並列して行うようにしてもよい。

この様な動作を交互に行うことで、コラムセル１１に途切れることなく個別露光データを転送ができ、各コラムセル１１による露光動作を迅速化できる。

（並列処理による個別露光データの生成方法）
図２６は、各コラムセル１１にスケジューリング部２７を設けた例を示す図である。

並列処理で個別露光データを生成する場合には、図２６のように、各コラムセル１１のコラムセル制御部３１にスケジューリング部２７を設ける。

統合制御系２６は、設計データを各コラムセル１１が露光を行う領域毎に分割し、分割した設計データをバッファメモリ２３を介して各コラムセル１１のコラムセル制御部３１に転送する。そして、各コラムセル１１に設けられたスケジューリング部２７で個別露光データの生成を並列して行う。このように、コラムセル１１毎に並列した処理で個別露光データを生成することで、より迅速に個別露光データを生成できる。

１…電子ビーム露光装置、１０…電子ビームコラム、１１…コラムセル、１２…ウェハ、１３…ウェハステージ、２０、３１…制御部、２１…電子銃高圧系、２２…レンズ電源、２３…バッファメモリ、２３ａ、２３ｂ…記憶部、２４…ステージ駆動コントローラ、２５…ステージ位置センサ、２７…スケジューリング部、２８…スタティック部、２９…ダイナミック部、３１…パターン、３９…レイアウトデータ、４０…ＢＥＦ（ブロック露光データ）、４１…主偏向領域、４２…副偏向領域、４４、５４…フレーム、４６…ショットデータ、５１…修正主偏向領域、６１…結合主偏向領域、６４…結合フレーム、７６…結合副偏向領域データ、８０…設計データ、８１…全体露光データ、８２…個別露光データ、１００…露光部、１０１…電子銃、１０２、１０５、１０８、１１１、１１４、１１６、１２１…電磁レンズ、１０３…ビーム整形用マスク、１０４、１０６、１１２、１１３…偏向器、１０７，１０９，１１７，１１８…補正コイル、１１５…遮蔽板、１１９…副偏向器（第５静電偏向器）、１２０…主偏向器（電磁偏向器）、１１１…露光用マスク、１３０…電子ビーム生成部、１４０…マスク偏向部、１５０…基板偏向部、２０２…電子銃制御部、２０３…電子光学系制御部、２０４…マスク偏向制御部、２０５…マスクステージ制御部、２０６…ブランキング制御部、２０７…基板偏向制御部。

Claims (12)

1. 試料を一定方向に往復移動させるステージと、
   前記試料に電子ビームを照射する複数のコラムセルと、
   前記コラムセル内に設けられ、前記電子ビームを偏向させて主偏向領域内で前記電子ビームの照射位置を制御する主偏向器と、
   前記コラムセル内に設けられ、前記電子ビームを偏向させて前記主偏向領域よりも狭い副偏向領域内で前記電子ビームの照射位置を制御する副偏向器と、
   前記主偏向領域に含まれる前記各副偏向領域への電子ビームの照射の順序を定めた副偏向領域データを生成するスケジューリング部と
   を備えた電子ビーム露光装置であって、
   前記スケジューリング部は、コラムセルの位置が設計値通りであるものとして配置された前記主偏向領域に隣接する主偏向領域を結合して結合主偏向領域を生成するスタティック部と、
   前記コラムセルの実際の位置に基づいて前記主偏向領域の位置を修正した修正主偏向領域を求め、該修正主偏向領域と前記結合主偏向領域との重複部分に含まれる前記副偏向領域のデータを集めて副偏向領域データを生成するダイナミック部と、
   を有することを特徴とする電子ビーム露光装置。
2. 前記ダイナミック部は、前記結合主偏向領域内で行方向に往復しつつ列方向に１行ずつ移動する並びで連続する順番で前記各副偏向領域が前記修正主偏向領域と重なるか否かを検出し、検出した順番に前記各副偏向領域を並べて前記副偏向領域データを生成することを特徴とする請求項１に記載の電子ビーム露光装置。
3. 前記スタティック部は、前記ステージの往復移動の方向と直交する方向に隣接する主偏向領域を結合させて前記結合主偏向領域を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子ビーム露光装置。
4. 前記主偏向領域に結合させる隣接する他の主偏向領域の大きさは、前記コラムセルの設計上の位置と実際の位置との間のズレ量よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の電子ビーム露光装置。
5. 前記スタティック部は、前記ステージの往復移動の方向及びこれに直交する方向の２方向に隣接する主偏向領域を結合して前記結合主偏向領域を生成することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の電子ビーム露光装置。
6. 前記スタティック部は、前記ステージの往復移動の方向に並んだ複数の前記結合主偏向領域を集めて結合フレームを生成し、前記ダイナミック部は前記結合フレームと前記修正主偏向領域の重複部分に含まれる前記副偏向領域のデータを集めて、副偏向領域データを生成することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の電子ビーム露光装置。
7. 前記ステージの往復移動方向に並んだ複数の主偏向領域からなるフレームに含まれる露光データを記憶するバッファメモリを各コラムセル毎に有し、
   前記バッファメモリは、前記コラムセルに露光データを転送すると同時に次のフレームの露光データを記憶することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の電子ビーム露光装置。
8. 前記スケジューリング部が各コラムセル毎に設けられ、前記各コラムセルの露光データを、前記スケジューリング部が並列して生成することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の電子ビーム露光装置。
9. 試料を一定方向に往復移動させるステージと、前記試料に電子ビームを照射する複数のコラムセルと、前記コラムセル内に設けられ、前記電子ビームを偏向させて主偏向領域内で前記電子ビームの照射位置を制御する主偏向器と、前記コラムセル内に設けられ、前記電子ビームを偏向させて前記主偏向領域よりも狭い副偏向領域内で前記電子ビームの照射位置を制御する副偏向器と、前記主偏向領域に含まれる前記各副偏向領域への電子ビームの照射の順序を定めた副偏向領域データを生成するスケジューリング部とを備えた電子ビーム露光装置を用いる電子ビーム露光方法であって、
   各コラムセルの位置が設計通りの位置にあるものとして前記主偏向領域を配置する工程と、
   前記主偏向領域に隣接する他の主偏向領域と結合して結合主偏向領域を生成する工程と、
   前記コラムセルの実際の位置に基づいて前記主偏向領域の位置を修正した修正主偏向領域を求める工程と、
   前記結合主偏向領域と前記修正主偏向領域との重複部分に含まれる副偏向領域を集めて副偏向領域データを生成する工程と、
   を有することを特徴とする電子ビーム露光方法。
10. 前記結合主偏向領域内で行方向に往復しつつ列方向に１行ずつ移動する並びで連続する順番で前記各副偏向領域が前記修正主偏向領域と重なるか否かを検出し、検出した順番に前記各副偏向領域を並べて前記副偏向領域データを生成することを特徴とする請求項９に記載の電子ビーム露光方法。
11. 前記ステージの往復移動の方向と直交する方向に隣接する主偏向領域を結合させて前記結合主偏向領域を形成することを特徴とする請求項９又は１０に記載の電子ビーム露光方法。
12. 前記主偏向領域に結合させる隣接する他の主偏向領域の大きさは、前記コラムセルの設計上の位置と実際の位置との間のズレ量よりも大きいことを特徴とする請求項１１に記載の電子ビーム露光方法。

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